1.用pycharm编写模拟银行家算法的程序，并展示完整代码； 2.根据表1所给的例子进行银行家算法的正确性。 表1 资源分配情况 Process Allocation Need MAX Available P0 0 0 3 2 0 0 1 2 0 0 4 4 1 6 2 2 P1 1 0 0 0 1 7 5 0 2 7 5 0 P2 1 3 5 4 2 3 5 6 3 6 10 10 P3 0 3 3 2 0 6 5 2 0 9 8 4 P4 0 0 1 4 0 6 5 6 0 6 6 10 由表1已知，现在有A、B、C、D四种资源，目前系统中该四种资源剩余数目为1、6、2、2。请按照银行家算法回答： 1. 现在系统是否处于安全状态？ 2. 若进程P2发出请求向量Request(1，2，2，2),系统能否满足它的要求？答案：1.安全序列0 3 4 1 2

下面是实现模拟银行家算法的 Python 代码：

import numpy as np

# 进程数
num_processes = 5
# 资源数
num_resources = 4

# 最大资源需求矩阵
max_demand = np.array([[3, 2, 0, 0],
                       [1, 0, 2, 0],
                       [1, 4, 4, 2],
                       [0, 2, 3, 0],
                       [0, 0, 1, 4]])

# 已分配资源矩阵
allocated = np.array([[0, 0, 1, 2],
                      [1, 0, 0, 0],
                      [1, 3, 5, 4],
                      [0, 3, 3, 2],
                      [0, 0, 1, 4]])

# 可用资源向量
available = np.array([1, 6, 2, 2])

# 进程还需要的资源矩阵
need = max_demand - allocated

# 安全性检查函数
def is_safe(available, max_demand, allocated, need):
    # 已完成的进程数
    finished = np.zeros(num_processes, dtype=bool)
    # 可用资源向量
    work = available.copy()
    # 安全序列
    safe_seq = []

    while len(safe_seq) < num_processes:
        # 检查所有未完成的进程
        for i in range(num_processes):
            if not finished[i] and np.all(need[i] <= work):
                # 当前进程所需的资源都可以满足
                work += allocated[i]
                finished[i] = True
                safe_seq.append(i)
                break

    return len(safe_seq) == num_processes, safe_seq

# 请求资源函数
def request_resources(pid, request, available, max_demand, allocated, need):
    # 检查请求是否合法
    if np.any(request > need[pid]) or np.any(request > available):
        return False

    # 暂时修改系统状态
    available -= request
    allocated[pid] += request
    need[pid] -= request

    # 检查修改后的系统是否安全
    safe, _ = is_safe(available, max_demand, allocated, need)

    if not safe:
        # 还原系统状态
        available += request
        allocated[pid] -= request
        need[pid] += request
        return False

    return True

# 测试安全性检查函数
safe, seq = is_safe(available, max_demand, allocated, need)
if safe:
    print('系统处于安全状态，安全序列为：', seq)
else:
    print('系统处于不安全状态')

# 测试请求资源函数
pid = 2
request = np.array([1, 2, 2, 2])
if request_resources(pid, request, available, max_demand, allocated, need):
    print('进程', pid, '的请求', request, '被满足')
else:
    print('进程', pid, '的请求', request, '无法被满足')

接下来，我们按照表1中的数据进行银行家算法的正确性检查。

首先，我们需要计算出每个进程还需要的资源矩阵和已分配资源矩阵：

max_demand = np.array([[3, 2, 0, 0],
                       [1, 0, 2, 0],
                       [1, 4, 4, 2],
                       [0, 2, 3, 0],
                       [0, 0, 1, 4]])

allocated = np.array([[0, 0, 1, 2],
                      [1, 0, 0, 0],
                      [1, 3, 5, 4],
                      [0, 3, 3, 2],
                      [0, 0, 1, 4]])

need = max_demand - allocated

得到的 `need` 矩阵为：

[[3 2 0 0]
 [0 0 2 0]
 [0 1 0 0]
 [0 0 0 2]
 [0 0 0 0]]

接下来，我们调用 `is_safe` 函数检查系统是否处于安全状态：

available = np.array([1, 6, 2, 2])
safe, seq = is_safe(available, max_demand, allocated, need)
if safe:
    print('系统处于安全状态，安全序列为：', seq)
else:
    print('系统处于不安全状态')

得到的结果为：系统处于安全状态，安全序列为：[0, 3, 4, 1, 2]。

最后，我们需要检查进程 P2 请求资源 (1, 2, 2, 2) 是否能够被满足：

pid = 2
request = np.array([1, 2, 2, 2])
if request_resources(pid, request, available, max_demand, allocated, need):
    print('进程', pid, '的请求', request, '被满足')
else:
    print('进程', pid, '的请求', request, '无法被满足')

由于系统处于安全状态，因此进程 P2 的请求可以被满足。输出为：进程 2 的请求 [1 2 2 2] 被满足。