操作系统实验：银行家算法详解与实现

"银行家算法实验 - 操作系统实验报告" 银行家算法是操作系统中用于预防死锁的一种策略，由艾兹格·迪杰斯特拉提出。它的核心思想是通过预分配资源并确保系统能够满足所有进程的最终需求，从而避免出现无法解除的死锁状态。在银行家算法中，系统扮演银行的角色，对进程的资源请求进行管理和控制，确保系统的安全性。 实验的目的是让学生深入理解进程死锁的概念，并掌握如何运用银行家算法来管理进程资源，检测死锁和生成安全序列。实验内容涉及模拟银行家算法的工作流程，具体包括以下几点： 1. 实验首先需要确定系统中的进程数量n和资源类型m，以及在初始时间T0时，每个进程已经分配到的资源数量（Allocation）和它们还需要的资源数量（Need），同时记录系统当前剩余的资源总量（Work）。 2. 实验要求判断当前系统状态是否安全。一个安全状态是指存在一个顺序的进程执行序列，使得每个进程按照该序列执行都能顺利完成，且不会导致系统进入无法满足进程需求的死锁状态。如果存在这样的安全序列，则输出该序列；若不存在，则说明系统处于不安全状态。 3. 在T1时刻，某个进程（Pk）会提出新的资源请求（Request）。实验需要检查在满足这个请求后，系统是否仍能保证安全。如果分配资源后系统仍然安全，那么可以继续执行；如果不安全，则不能分配资源。 4. 用户可以通过输入或者预设的方式提供进程个数、资源类型和初始资源分配情况。程序将根据这些信息进行计算，输出安全状态的结果或者不安全状态的原因。 程序设计方面，使用C++编程语言，定义了一个名为`Process`的结构体，包含进程编号（num）、最大需求量（Max）、已分配资源（Allocation）、还需资源（Need）、当前请求（Request）和安全顺序（SafeOrder）等字段。另外，还有表示系统当前可用资源的`Available`数组、临时数组`tmp`用于计算和存储过程以及安全序列`series`。`init()`函数负责读取用户输入或预设的数据，初始化这些数据结构。 通过运行这个实验，学生可以直观地理解银行家算法的工作原理，以及如何利用该算法来预防死锁，这对理解操作系统中的并发控制和死锁管理有着重要的实践意义。