C++实现银行家算法：预防死锁与安全性检查

"银行家算法的模拟实现，操作系统课程设计，使用C++编程语言，旨在理解和避免死锁，通过银行家算法确保系统安全性" 银行家算法是一种预防死锁的策略，由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年提出。在操作系统中，当多个进程竞争有限的资源时，如果没有妥善管理，可能会导致死锁，即所有进程都在等待其他进程释放资源而无法继续执行。银行家算法的核心思想是预先分配一部分资源，然后按照一定的规则动态地分配剩余资源，以确保系统能够避免死锁。 **课程设计目标** 1. 通过模拟程序了解死锁产生的原因和避免方法。 2. 学习银行家算法的数据结构和执行流程。 3. 掌握如何进行安全性检查以确保系统不会陷入死锁状态。 **算法步骤** 1. 请求检查：进程i提出资源请求Request[n]，如果超过其最大需求Need[i，n]，则拒绝请求；如果Request[n]大于当前可用资源Available，进程进入等待状态。 2. 资源分配：若请求满足条件，更新系统状态，Available减去Request，Allocation加上Request，Need相应减少。 3. 安全性检查：检查系统是否处于安全状态。初始化工作向量Work等于Available，所有进程的完成标志Finish初始为False。 4. 进程选择：寻找一个进程i，其需求小于或等于Work且尚未完成，执行该进程直至完成，释放其占用的资源，更新Work和Finish。 5. 安全性判断：如果所有进程都能完成（Finish[M]=True），系统安全；否则，撤销本次分配，系统恢复到分配前状态，进程继续等待。 **实验原理分析** 1. **算法的来源与基本思想**：银行家算法借鉴了银行借贷的逻辑，如同银行会评估借款人的偿还能力一样，操作系统通过预分配和动态分配资源来确保资源的合理使用，防止资源耗尽导致系统瘫痪。 通过这样的模拟实现，学生将能深入理解银行家算法如何在操作系统中预防死锁，以及如何通过模拟运行来验证系统的安全性。此外，课程还涵盖了C++编程实践，有助于提升学生的编程能力和问题解决技巧。通过这个课程设计，学生不仅学习理论知识，还能获得实践经验，为未来处理复杂系统问题打下坚实基础。