银行家算法实现与安全性检查

"银行家算法是用于预防操作系统中死锁的一种策略，由艾兹格·迪杰斯特拉提出。此算法模拟银行贷款系统的运作方式，通过预先分配资源并执行安全性检查来确保系统不会进入死锁状态。在银行家算法中，有四个关键的数据结构：可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation和需求矩阵Need。" 银行家算法的核心在于确保系统在任何时候都能找到一种安全状态，即所有进程都可以完成而不发生死锁。当一个进程请求资源时，算法会按照以下步骤进行： 1. 请求检查：进程请求的资源数量不能超过其最大需求（Request[N] <= NEED[I, N]）。 2. 可用性检查：请求的资源总量必须小于系统当前的可用资源（Request[N] <= AVAILABLE）。 3. 资源分配：如果以上两个条件都满足，系统尝试分配资源，更新Available、Allocation和Need矩阵。 4. 安全性检查：系统执行安全性算法，检查是否仍存在一个安全序列，使得每个进程可以顺序获取其所需资源并最终完成。如果存在这样的序列，分配成功；否则，撤销分配，进程进入等待状态。 在银行家算法中，数据结构的定义如下： - 可利用资源向量Available：记录每种资源当前剩余的数量，可供分配。 - 最大需求矩阵Max：表示每个进程对每种资源的最大需求量。 - 分配矩阵Allocation：记录每个进程已经分配到的每种资源的数量。 - 需求矩阵Need：表示每个进程还需要多少资源才能完成，由最大需求减去已分配资源得出。 课程设计任务书中提到，学生需要在两周内完成银行家算法的程序编写和安全性检查功能，包括实现上述数据结构和算法流程。同时，需要提交包含源代码的光盘和纸质报告，并且文件命名遵循特定格式。 这个设计项目旨在让学生理解并应用银行家算法解决操作系统中可能出现的死锁问题，通过实际编程实践提高对死锁预防策略的认识和操作系统的理解。通过执行银行家算法，可以有效地防止系统进入不安全状态，确保系统的稳定运行。