操作系统实验：银行家算法的C++实现与死锁预防

"这篇实验报告主要讨论了操作系统原理课程设计中的银行家算法实现，旨在理解和应用银行家算法来避免死锁。报告由物联网工程1902班的王源完成，指导教师为廖庆荣。实验包括两部分：操作系统的功能调用（如显示日期和时间）以及银行家算法的模拟实现。在Windows环境下，通过C/C++编程实现了动态获取系统时间和日期的功能，并介绍了银行家算法的实验背景、方案论证、实验环境和设计思想。" 银行家算法是一种著名的避免死锁的策略，它通过预先分配和预留资源来确保系统的安全性。在实验背景下，银行家算法的目的是让学生理解如何在多道程序系统中合理分配资源，以防止死锁的发生。实验中，学生需要模拟一个资源管理系统，通过对模拟资源数据的处理，验证银行家算法在防止死锁中的作用。 银行家算法的核心步骤如下： 1. 初始化：系统初始时，每个进程都有一个最大需求矩阵（Max），表示进程可能需要的最大资源量；还有一个已分配矩阵（Alloc），表示进程已经获得的资源量；系统也有一个可用资源矩阵（Available），表示当前系统可以分配的资源量。 2. 请求：进程根据需要向系统申请资源，请求矩阵（Need）是最大需求减去已分配的资源。 3. 安全性检查：在接收请求前，系统会执行安全性检查算法，判断是否所有进程都能按顺序完成。如果存在一个安全序列，即存在一种顺序，让每个进程在获得其剩余需求后都能顺利完成，那么请求就被接受，否则拒绝。 4. 资源分配：如果请求合法且系统是安全的，就将资源分配给进程，并更新已分配资源矩阵和可用资源矩阵。 5. 释放资源：当进程完成后，它会释放所有占用的资源，这些资源返回到可用资源矩阵中。 在实验中，学生需要实现上述步骤，并确保在模拟环境中，即使在多个并发进程请求资源时，也能保证系统不会进入死锁状态。这涉及到对请求的合法性检查，试分配以及安全性检查的编程实现。实验环境为Windows操作系统，开发工具是VS2019，使用的编程语言是C/C++。 实验设计思想强调在处理请求时，必须先进行合法性检查，确保请求不超过进程的需要和系统的可用资源。如果请求满足条件，系统会尝试分配资源并进行安全性检查。只有在系统安全的情况下，才会正式分配资源，否则拒绝请求以保持系统的稳定性。 通过这个实验，学生能够深入理解操作系统中资源管理的重要性，以及银行家算法在预防死锁中的关键角色。同时，也锻炼了他们的编程技能，特别是在解决复杂问题和处理并发控制方面的实践能力。