操作系统实验:银行家算法实现与资源分配
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更新于2024-09-16
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"银行家算法是操作系统中用于避免死锁的一种策略,已经在VC6.0环境下成功调试。这个实验旨在让学生通过模拟实现银行家算法,理解死锁的概念,并提升操作系统开发的能力。实验涉及5个进程P0-P4共享A、B、C三类资源,资源数量分别为10、5、7。实验内容包括根据进程的资源请求,运用银行家算法判断系统是否能安全分配资源。提供的代码片段包含了初始化资源分配和需求的数组,以及尝试分配资源的函数."
银行家算法是操作系统中用于资源分配和避免死锁的重要算法。它的核心思想是在资源分配之前进行安全性检查,确保系统在未来能够满足所有进程的资源需求,从而避免系统进入死锁状态。
在这个实验中,有5个进程(P0,P1,P2,P3,P4)在运行,它们需要三种类型的资源(A,B,C),每种资源的数量有限。每个进程都有一个最大需求矩阵(MAX),表示它可能需要的最大资源量,一个当前分配矩阵(Allocation),表示已经分配给进程的资源量,还有一个需求矩阵(Need),表示还需要多少资源才能完成其任务。例如,进程P1在T0时刻已经分配到资源(2,0,0),其最大需求是(7,5,3),因此它的需求是(7-2,5-0,3-0),即(5,5,3)。
当进程请求资源时,如P1请求(1,0,2),银行家算法会进行以下步骤:
1. 首先,检查当前的可用资源(全局变量a,b,c)是否足够满足请求。
2. 如果足够,更新进程的分配资源和系统资源状态。
3. 接下来,执行安全性检查。这涉及到寻找一个安全序列,即一个进程顺序,使得按照这个顺序执行,每个进程都能获得它需要的资源并完成,而不会导致其他进程等待无法满足的资源。
4. 为了找到安全序列,算法遍历所有可能的进程顺序,每次检查当前进程能否完成,如果可以,将释放的资源分配给下一个进程,直到所有进程都完成或无法找到这样的顺序。
5. 如果存在安全序列,系统可以分配资源并继续运行;否则,拒绝资源请求,以防止死锁。
在提供的代码中,`Init()` 函数用于初始化进程的需求、最大需求和当前分配资源,`Try_request()` 函数则是尝试为进程分配资源的函数,但代码不完整,没有展示如何进行安全性检查和生成安全序列的部分。
实验要求程序能够显示和打印资源分配表和安全序列,这对于理解银行家算法的工作原理和死锁预防至关重要。通过这样的实践,学生可以更好地理解操作系统如何在多任务环境中有效地管理和分配资源,同时避免可能导致系统崩溃的死锁情况。
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倪银龙
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