 题目1：避免死锁 编写一个系统动态分配资源的模拟程序，采用银行家算法有效地避免死锁的发生。要求程序能够在进程提出资源申请后判断系统是否处于安全状态，如果安全则打印资源分配表和安全序列；如果不安全则输出不能分配的提示。

避免死锁的问题通常涉及资源竞争和请求顺序的管理。银行家算法是一种著名的并发控制协议，用于预防死锁。以下是基本步骤：

1. **初始化资源矩阵**：每个进程需要的一组资源会被存储在一个矩阵中，其中行代表进程，列表示可用的资源。

2. **进程提交请求**：进程在开始执行前，向银行家请求所需的资源。每个请求包含当前已占用的资源数和所需额外的资源数。

3. **银行家检查**：
a. 验证是否有足够的资源能满足所有请求，包括不会导致循环等待的情况（即不存在“环路”）。
b. 检查是否有安全序列（一种资源分配方案，满足进程的资源需求并避免形成死锁）。

4. **决策与资源分配**：如果系统安全，银行家将按照安全序列分配资源给进程，并更新资源状态。
如果不安全，则拒绝某些进程的请求，给出“不可用”提示。

5. **进程运行与释放资源**：进程在完成后会释放其不再需要的资源，这将改变系统的资源状态，可能使得其他进程变得安全。

6. **循环回退检测**：在分配过程中，如果发现先前分配的资源导致了死锁，系统应撤销部分分配，尝试恢复到一个安全状态。

编写这样的程序时，可以使用数据结构如队列、哈希表等辅助操作，并通过条件变量或信号量协调各个进程。下面是伪代码的一个简单框架：

class Banker:
    def __init__(self, resources):
        self.resources = resources
        # 其他初始设置...

    def is_safe(self, request):
        # ...检查资源矩阵...
        return safe_sequence if safe else "Deadlock detected"

    def allocate(self, process_request):
        sequence = []
        while not self.is_safe(process_request, sequence):
            # 撤销已分配资源或调整请求
            sequence = self.recover()
        if sequence:
            print("Resource allocation:", sequence)
        else:
            print("Cannot allocate resources")

# 使用示例：
banker = Banker([...])
process_request = [...]
banker.allocate(process_request)