银行家算法模拟与死锁预防

"银行家算法是一种用于预防死锁的策略，由Dijkstra设计。该算法通过模拟银行家的贷款分配过程来确保系统的安全性，避免系统陷入无法恢复的死锁状态。实验目标是编写一个银行家算法的模拟程序，加深对预防死锁和银行家算法的理解。实验内容包括设置数据结构，如可利用资源向量、最大需求矩阵、分配矩阵和需求矩阵，并实现安全性算法。实验环境为PC，使用VC++进行编程。" 在银行家算法中，系统维护以下几个关键的数据结构： 1. 可利用资源向量(Availiable)：表示当前系统中未被分配的资源数量，例如`Availiable[3]={3,3,2}`。 2. 最大需求矩阵(Max)：记录每个进程对每种资源的最大需求，例如`Max[5][3]={{7,5,3}, {3,2,2}, {9,0,2}, {2,2,2}, {4,3,3}}`。 3. 分配矩阵(Allocation)：记录每个进程已经分配到的资源，例如`Allocation[5][3]={{0,1,0}, {2,0,0}, {3,0,2}, {2,1,1}, {0,0,2}}`。 4. 需求矩阵(Need)：表示进程还需多少资源才能完成，由最大需求减去已分配资源得出，例如`Need[5][3]={{7,4,3}, {1,2,2}, {6,0,0}, {0,1,1}, {4,3,1}}`。 安全性算法是银行家算法的核心，其主要步骤包括： 1. 工作向量(Work)：表示当前系统可以立即分配的资源总量，初始化为可利用资源向量(Availiable)。 2. Finish数组：标记每个进程是否可以获得足够的资源以完成，初始全部为0。 银行家算法的主要流程如下： 1. 当一个进程请求资源时，算法会检查这个请求是否安全。这通常通过执行安全性算法来实现，即检查是否存在一种资源分配顺序，使得所有进程都能按序完成，而不会导致死锁。 2. 如果请求是安全的，那么就分配资源，并更新工作向量和分配矩阵。 3. 如果请求不安全，那么拒绝请求，避免可能的死锁。 4. 通过循环检查所有进程，如果发现某个进程可以完成（其需求可以满足），则释放其占用的资源，并更新工作向量。 在给定的程序源代码中，包含了以下子函数： 1. `Isprocessallover()`：判断系统中的所有进程是否已经运行完毕。 2. `Systemstatus()`：显示当前系统中的资源和进程状态。 3. `Banker(int, int*)`：执行银行家算法，输入参数可能是请求的进程编号和资源请求量。 4. `Allow(int, int*)`：在确定请求安全后，分配资源。 5. `Forbidenseason(int)`：如果发生死锁，显示死锁的原因。 在主函数中，首先会检查所有进程是否已经运行完毕，然后调用银行家算法处理进程的资源请求。如果请求被接受，资源将被分配；如果请求可能导致死锁，将被拒绝。整个过程持续监控系统的安全状态，以防止死锁的发生。