模拟银行家算法实现与死锁避免

"操作系统实验报告——银行家算法" 在操作系统中，银行家算法是一种预防死锁的策略，由艾兹格·迪杰斯特拉提出。这个算法借鉴了银行贷款系统的概念，通过对资源的预先分配和检查来确保系统的安全性，从而避免死锁的发生。本实验旨在帮助学生深入理解和应用这一算法。 实验目的主要集中在以下几个方面： 1. 理解死锁：死锁是指两个或多个进程相互等待对方释放资源，导致它们都无法继续执行的状态。 2. 理解死锁避免：银行家算法是死锁避免的一种方法，它在资源分配前进行预测，确保系统不会进入不安全状态。 3. 掌握银行家算法：该算法包括资源的初始化、请求、分配和释放等步骤，以确保系统总能有安全状态可达到。 实验器材主要包括VSCode，这是一个常用的代码编辑器，用于编写和调试C语言程序。 实验内容涉及编写一个模拟程序，该程序动态分配资源并检测死锁条件。首先，系统会有一个固定的资源池，然后进程通过键盘输入申请资源。银行家算法会在每次预分配资源时检查是否会导致系统进入不安全状态。如果预分配后系统仍处于安全状态，即存在一个顺序，使得每个进程都能按照这个顺序完成，那么资源分配就会进行；反之，如果预分配后系统变得不安全，资源分配会被拒绝。 实验步骤中的代码展示了如何实现这个算法。`Process`结构体用于存储进程信息，包括进程ID和当前所需资源。`find_max_need`函数用于找到所有进程中最大需求的资源数，而`is_safe_state`函数则检查当前系统是否处于安全状态，即所有进程的总需求是否小于或等于系统总资源。最后，`banker_algorithm`函数是核心，它调用上述函数来实施银行家算法。 这个实验通过实际操作让学习者理解银行家算法的工作原理，如何防止死锁，以及如何通过编程来实现这些概念。通过这样的实践，学生能够更好地掌握操作系统中关于资源管理和死锁预防的重要知识。