操作系统实验：银行家算法详解与实现

"操作系统经典银行家算法是一种用于避免死锁的策略，通过模拟银行家对贷款的审批过程来管理系统的资源分配。在这个模型中，操作系统作为银行家，进程是借款人，资源是金钱。银行家算法确保系统不会陷入无法解决的死锁状态，即所有进程都无法继续执行的情况。 银行家算法的数据结构包括四个主要部分： 1. MAX[M*N]：存储每个进程对每种资源的最大需求量。 2. AVAILABLE[N]：表示系统当前可用的每种资源的数量。 3. ALLOCATION[M*N]：记录每个进程已经分配到的每种资源的数量。 4. NEED[M*N]：表示每个进程还需要多少资源才能完成其工作。 算法运行步骤如下： 1. 当进程请求资源时，首先检查请求是否小于其最大需求（NEED）。 2. 如果请求小于系统当前可用资源（AVAILABLE），则尝试分配资源。 3. 分配后，更新AVAILABLE、ALLOCATION和NEED。 4. 接下来，执行安全性检查。如果系统能保证所有进程在某时刻都能完成（安全状态），则分配成功；否则，撤销分配，进程等待。 安全性检查是一个关键步骤，它通过以下步骤检查系统是否安全： 1. 初始化WORK为AVAILABLE，FINISH数组标记所有进程未完成。 2. 找到一个未完成且其需求小于WORK的进程。 3. 假设该进程完成，释放其占有的资源，更新WORK和FINISH状态。 4. 重复此过程，直到所有进程完成或找不到符合条件的进程。若所有进程都完成，系统安全；否则，不安全。 实验中，学生需要编写高级语言实现的银行家算法程序，通过这个实践，他们能够深入理解资源申请、避免死锁的概念，并学习如何实施这些概念。 程序流程图虽然没有给出，但通常会包含初始化、资源请求处理、安全性检查和资源分配的逻辑。源程序清单示例中定义了进程数、资源数以及最大需求、可用资源、已分配和还需资源的矩阵，这些都是实现银行家算法的基础。 银行家算法的核心在于预先规划和避免资源分配可能导致的死锁，通过合理的资源管理和分配策略，保证系统的稳定性和效率。"