操作系统实验：模拟银行家算法避免死锁

"操作系统实验__死锁 - 银行家算法" 在计算机科学中，操作系统实验中的死锁是一个关键的讨论话题。死锁是指在多进程环境下，两个或多个进程互相等待对方释放资源，而无法继续执行的情况。沈阳工程学院的这个实验旨在通过模拟银行家算法来理解和避免死锁的发生。 实验内容主要围绕着死锁避免，特别是通过银行家算法这一策略。银行家算法是由艾兹格·迪杰斯特拉提出的，它的核心思想是预先定义每个进程的最大资源需求，并在分配资源时进行安全性检查，以确保系统能够避免进入死锁状态。 实验目标是让参与者理解死锁的四个必要条件： 1. **互斥条件**：资源在任何时候只能被一个进程使用。 2. **请求与保持条件**：进程在请求新的资源时，不会释放已持有的资源。 3. **不可剥夺条件**：进程已获得的资源在使用完毕之前不能被其他进程强制夺走。 4. **环路等待条件**：存在一个进程链，每个进程都在等待链中的下一个进程所持有的资源。 银行家算法将系统状态分为安全状态和不安全状态： - **安全状态**：如果存在一个顺序，使得每个进程按该顺序运行，都能完成其工作并释放所有资源，那么系统就是安全的。这意味着没有死锁发生的可能性。 - **不安全状态**：如果找不到这样的安全顺序，系统则处于不安全状态，这可能导致死锁。 实验题目要求编写一个模拟银行家算法的程序。在实现过程中，需要考虑如何表示和管理进程的资源分配、最大需求、当前需求以及可用资源。提供的实验案例代码片段显示了如何定义这些结构，例如`struct allocation`、`struct max`、`struct available`等，它们用于存储和处理各种资源信息。 通过运行实验，学生可以观察到银行家算法如何在分配资源时检查系统状态，以确保始终可以找到一个安全序列，从而避免死锁。这有助于深化对死锁条件的理解，以及如何通过预防策略来解决这个问题。在实际操作系统设计中，理解并应用这类避免死锁的算法至关重要，因为死锁会严重影响系统的性能和稳定性。