银行家算法实验报告的设计及原理分析

银行家算法是操作系统中一种用于避免死锁的算法。本次实验目的是加深对安全状态、安全序列及死锁避免的理解，同时也旨在加深对银行家算法相关数据结构及执行过程的理解。 死锁避免是系统在运行过程中，通过动态检查进程发出的每一个资源申请，判断是否能够分配资源以避免系统进入不安全状态从而导致死锁。而银行家算法则旨在保证系统动态分配资源后不进入不安全状态，从而避免可能产生的死锁。具体来说，当一个进程提出资源请求且系统的资源能够满足该请求时，银行家算法会判断如果满足此次资源请求，系统状态是否安全。如果判断结果为安全，则给该进程分配资源，否则不分配资源，申请资源的进程将阻塞，直到其他进程释放出足够资源为止。 在银行家算法中，常用的数据结构包括可用资源向量Available、最大需求矩阵Max和已分配资源矩阵Allocation。可用资源向量Available是一个长度为m的向量，表示系统中各类资源的当前可用实例数。如果Available[j]=k，表示系统中现有Rj类资源k个。最大需求矩阵Max是一个n×m矩阵，定义了每个进程对各类资源的最大需求量。如果Max[i,j]=k，那么进程Pi最多需要k个资源类型Rj的实例。已分配资源矩阵Allocation是一个n×m矩阵，定义了已分配给每个进程的各类资源实例数。 在实验过程中，我们使用C语言指针制作银行家算法，以实现高效便捷的操作。通过实验，我们需要掌握并深入理解银行家算法的原理和相关的数据结构。在实验之前，我们需要具备一定的预备知识，包括死锁避免的原理分析以及银行家算法主要数据结构的描述。死锁避免的原理分析是为了明确在系统运行过程中如何动态检查资源申请以避免死锁的发生。而银行家算法主要数据结构的描述，包括可用资源向量Available、最大需求矩阵Max和已分配资源矩阵Allocation等，是为了在实验中使用这些数据结构来实现银行家算法的相关功能。 通过本次实验，我们将更深入地了解死锁避免的概念和原理，并且通过实验操作，进一步熟悉银行家算法和相关数据结构的使用。这将有助于我们在操作系统的学习和实践中更好地理解和应用银行家算法，进一步提升系统的稳定性和安全性。