操作系统课设实践：银行家算法详解与死锁预防

"操作系统课设-银行家算法是关于如何防止和避免死锁的一个模拟程序设计，主要涉及操作系统中资源分配的问题。通过实现银行家算法，可以理解如何在多进程环境中确保系统的安全性，即避免系统进入无法恢复的死锁状态。此课设由南华大学计算机学院软件工程专业的学生完成，指导教师为曹军，旨在让学生深入理解银行家算法的原理和应用。 银行家算法的核心思想是预先分配一部分资源，同时保留一部分资源作为后备，确保在进程运行过程中能够满足其未来的资源需求，从而避免死锁。算法包括两个主要模块：银行家算法模块和安全性检查模块。当进程请求资源时，会先进行安全性检查，只有当系统能确保满足该请求且系统仍处于安全状态时，才会分配资源，否则将拒绝请求。 在算法的数据结构中，有以下几个关键部分： 1. 可利用资源向量Available：记录当前系统中每种资源的可用数量。 2. 最大需求矩阵Max：存储每个进程对每种资源的最大需求量。 3. 分配矩阵Allocation：记录已分配给每个进程的每种资源的数量。 4. 需求矩阵Need：表示每个进程还需要的每种资源的数量，计算方式为Need = Max - Allocation。 课设的实施环境为CodeBlocks，编程语言为C++。在程序中，初始化函数Init()用于读取用户输入的数据，设置各个矩阵的初始值。银行家算法Order()则负责处理进程的资源请求，执行一系列检查来确定是否可以安全地分配资源。 在Order()函数中，首先会检查请求是否在进程的需求范围内，然后判断当前的请求是否小于或等于系统可用资源（Available）。如果满足这些条件，算法会尝试模拟分配资源，同时检查系统是否仍然存在一个安全状态，即所有进程都能顺利完成。如果找到这样的安全状态，请求被接受，否则拒绝。 运行结果和运行情况的部分应该展示了模拟程序在不同场景下的运行表现，包括是否成功避免了死锁，以及在何种条件下系统可能出现不安全状态。最后，学生会进行总结，回顾设计过程，分析算法的优缺点，并可能提出改进的建议。 通过这个课设，学生不仅学习了银行家算法的实现，还锻炼了分析和解决操作系统中资源管理问题的能力，为理解和预防实际系统中的死锁问题打下了坚实基础。"