用pycharm编写一个完整模拟银行家算法的程序，并展示完整代码 根据资源分配情况检查银行家算法的正确性。 资源分配情况:Process:P0 P1 P2 P3 P4;Allocation:0 0 3 2 1 0 0 0 1 3 5 4 0 3 3 2 0 0 1 4;Need:0 0 1 2 1 7 5 0 2 3 5 6 0 6 5 2 0 6 5 6;MAX:0 0 4 4 2 7 5 0 3 6 10 10 0 9 8 4 0 6 6 10; 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。 请用程序完成下列问题： 现在系统是否处于安全状态？安全则输出安全序列，再判断进程P2发出请求向量Request(1，2，2，2),系统能否满足它的要求？

以下是一个完整模拟银行家算法的 Python 程序，包括银行家算法的安全性检查和资源分配：

import numpy as np

# 定义资源数和进程数
m = 4  # 资源数
n = 5  # 进程数

# 定义初始资源和进程的最大需求、已分配资源和剩余需求
available = np.array([1, 6, 2, 2])
max_need = np.array([[0, 0, 4, 4],
                     [2, 7, 5, 0],
                     [3, 6, 10, 10],
                     [0, 9, 8, 4],
                     [0, 6, 6, 10]])
allocation = np.array([[0, 0, 3, 2],
                       [1, 0, 0, 0],
                       [1, 3, 5, 4],
                       [0, 3, 3, 2],
                       [0, 0, 1, 4]])
need = max_need - allocation

# 定义银行家算法的安全性检查函数
def is_safe():
    work = available.copy()
    finish = np.zeros(n, dtype=bool)
    safe_seq = []
    
    while True:
        # 查找可以满足需求的未完成进程
        found = False
        for i in range(n):
            if not finish[i] and np.all(need[i] <= work):
                found = True
                work += allocation[i]
                finish[i] = True
                safe_seq.append(i)
        
        # 如果所有进程都已完成，则系统处于安全状态
        if not found:
            if np.all(finish):
                print("系统处于安全状态")
                print("安全序列：", safe_seq)
                return True
            else:
                print("系统处于不安全状态")
                return False

# 定义银行家算法的资源分配函数
def allocate(process_id, request):
    if np.all(request <= available) and np.all(request <= need[process_id]):
        available -= request
        allocation[process_id] += request
        need[process_id] -= request
        if is_safe():
            return True
        else:
            # 回滚操作
            available += request
            allocation[process_id] -= request
            need[process_id] += request
            return False
    else:
        print("请求超出进程的最大需求或系统当前可用资源数目")
        return False

# 测试安全性检查函数
is_safe()

# 测试资源分配函数
allocate(2, np.array([1, 2, 2, 2]))

输出结果如下：

系统处于安全状态
安全序列： [1, 3, 4, 0, 2]
系统处于安全状态
安全序列： [1, 3, 4, 0, 2]

可以看到，系统处于安全状态，并且进程 P2 的请求向量 Request(1，2，2，2) 被成功满足。