C语言实现的银行家算法源码分析与展示

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"这篇资源是关于操作系统中的银行家算法实现,使用C语言编写,并且已经过测试,确保功能正常。作者提供了源代码,包括数据结构和关键操作的函数定义,如显示系统状态、更改资源分配以及恢复数据等。" 银行家算法是操作系统中用于避免死锁的一种策略,它通过预分配资源并进行安全性检查来确保系统不会进入无法恢复的状态。在该C源代码中,我们可以看到以下几个核心知识点: 1. **数据结构**:定义了多个数组来模拟操作系统中的资源分配情况。 - `FINISH`:标记进程是否完成。 - `A` 和 `B`:可能代表进程数量和资源类型数量。 - `ALL_RESOURCE`:系统总资源量。 - `MAX`:每个进程的最大需求。 - `AVAILABLE`:当前可用资源。 - `ALLOCATION`:每个进程已分配的资源。 - `NEED`:每个进程还需要的资源。 - `Request`:进程当前请求的资源。 2. **函数**: - `showdata()`:用于显示系统当前的状态,包括所有资源、已分配资源和需要的资源等,便于理解和调试。 - `changdata(int k)`:当进程k请求资源时,此函数更新`AVAILABLE`、`ALLOCATION`和`NEED`数组,表示资源分配的变化。 - `rstordata(int k)`:如果进程k未能完成,此函数将资源恢复到请求之前的状态。 3. **银行家算法流程**: - 首先,系统会记录每个进程的最大资源需求(`MAX`)和当前已分配的资源(`ALLOCATION`)。 - 进程根据需要请求资源(`Request`)。 - 系统执行安全性检查,检查是否存在一种安全序列,即在满足所有进程请求后,所有进程都能完成。 - 如果存在安全序列,系统将分配资源并更新状态;否则,拒绝请求以防止死锁。 4. **安全性检查**:这通常涉及计算工作矩阵和结束顺序矩阵,判断是否所有进程都能获得它们所需的资源并完成。在源代码中,这部分可能隐藏在未提供的其他函数中。 5. **C语言编程**:代码使用了标准C库,包括`iostream`和`iomanip`,用于输入输出和格式控制。使用了宏定义(如`FALSE`和`TRUE`)以提高可读性。 这段代码对于理解银行家算法的工作原理以及如何在实际中实现它是很有帮助的。通过阅读和分析这个实现,学生或开发者可以更好地掌握操作系统中资源管理的复杂性以及如何预防死锁。
2010-12-08 上传
5 银行家算法实现 5.1 实验类型 设计型(4学时)。 5.2 实验目的 1) 理解死锁避免相关内容; 2) 掌握银行家算法主要流程; 3) 掌握安全性检查流程。 5.3 实验描述 本实验主要对操作系统中的死锁预防部分的理论进行实验。要求实验者设计一个程序,该程序可对每一次资源申请采用银行家算法进行分配。 5.4 实验内容 1) 设计多个资源(≥3); 2) 设计多个进程(≥3); 3) 设计银行家算法相关的数据结构; 4) 动态进行资源申请、分配、安全性检测并给出分配结果。 5.5 实验要求 1) 编写程序完成实验内容; 2) 画出安全性检测函数流程图; 3) 撰写实验报告。 5.6 测试要求 1) 进行Request请求,输入参数为进程号、资源号和资源数; 2) 进行3次以上的Request请求; 3) 至少进行1次资源数目少于可用资源数,但不安全的请求。 5.7 相关知识 5.7.1 银行家算法的数据结构 1) 可利用资源向量Available。其中每个元素代表每类资源的数目。 2) 最大需求矩阵Max。其中每个元素代表每个进程对于每类资源的最大需求量。Max[i,j]=K表示i进程对于j类资源的最大需求量为K。 3) 分配矩阵Allocation。其中每个元素代表每个进程已得到的每类资源的数目。 4) 需求矩阵Need。其中每个元素代表每个进程还需要的每类资源的数目。 5.7.2 银行家算法 Request i [j]=K表示进程Pi需要K个j类资源。 1) 如果Request i [j]≤Need[i , j],便转向步骤2,否则认为出错。 2) 如果Request i [j]≤Available[j],便转向步骤3,否则表示无足够资源,Pi需等待; 3) 系统尝试分配资源给Pi; 4) 系统进行安全性检查,检查此次资源分配后,系统是否安全。如果安全,则正式分配资源,否则撤销此次分配。 5.7.3 安全性算法 1) 设置两个向量:工作向量Work和Finish。算法开始时Work=Available;Finish表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成,开始时,令Finish[i]=False;如果有足够的资源分配给进程,则令Finish[i]=True。 2) 从进程集合中找到一个能满足下列条件的进程:Finish[i]=False;Need[i,j] ≤ Work[j],若找到,执行步骤3),否则,执行步骤4); 3) Pi获得所需资源后,可顺利执行指导完成,并释放它占有的资源。并执行: Work[j]=Work[j]+Allocation[i , j]; Finish[i] = True; 到第2)步。 4) 直到所有Finish[i]=True,表示系统处于安全状态;否则系统处于不安全状态。 5.8 实验设备 PC机1台,要求安装DOS7.1、Turbo C3.0、Windows2000。 5.9 实验成绩评定 实验成绩评定方式包含实验报告成绩、实验过程成绩两个部分,其中实验过程成绩占60%、实验报告成绩占40%,如果其中任何一个部分成绩不及格,则总成绩按不及格处理。 5.10 实验报告 按照实验目的、实验内容、实验要求、实验设备、测试等部分进行组织。 5.11 实验思考 1) 针对死锁有哪些可行方案? 2) 死锁解除的难点是什么?