银行家算法实战：进程P1与P3的资源分配验证

在本次实验中，我们探讨了如何使用银行家算法来管理一个由进程{P0, P1, P2, P3, P4}组成的并发系统，其中涉及三种资源A、B、C，它们的数量分别为10、5、7。银行家算法是一种经典的避免死锁的方法，通过检查系统的资源分配状态来确保进程安全地请求和分配资源。 实验的首要目标是模拟银行家算法，解决以下两个具体问题： 1. 进程P1请求资源向量Request1（1，0，2），即请求1单位的A资源和2单位的C资源。银行家算法首先会检查P1的需求是否在其最大需求范围内（即Request1 <= MAX[1]），然后与当前系统资源Available对比，看是否能满足其全部请求。如果Request1 <= Available，且分配后系统仍能保持安全，即不会导致死锁，系统会尝试分配资源给P1。 2. 进程P3请求Request(1，1，2)，即请求1单位的A资源和1单位的B资源以及2单位的C资源。同样，算法会检查Request(1，1，2)是否在进程的最大需求MAX[3]内，并且资源分配后系统仍然满足Lamport条件（即每个进程对每种资源的最大需求小于或等于系统中剩余的可用资源）。 实验采用的数据结构包括可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation和需求矩阵Need，这些用于跟踪进程的需求和系统资源的状态。银行家算法分为两个主要部分：扫描部分和安全性算法。扫描部分检查请求是否合理，而安全性算法则进一步确定分配是否会导致死锁。 在实验过程中，通过设置工作向量Work和Finish向量来评估系统是否可以安全地进行资源分配。如果所有进程的Finish[i]都为True，意味着系统是安全的；反之，如果不安全，可能需要调整资源分配策略或者拒绝某些请求以避免死锁的发生。 实验代码的编写采用了C++语言，定义了必要的全局变量和函数，实现了银行家算法的核心逻辑。通过模拟和计算，我们可以验证在给定资源条件下，银行家算法能否正确地决定是否允许进程P1和P3的资源请求。 总结来说，本实验不仅涉及银行家算法的基本原理，还包括了资源管理、死锁预防和编程实现等关键知识点，有助于理解和实践操作系统中并发控制和资源分配的理论。通过实际操作，学生可以深入理解并掌握这种避免死锁的重要算法。