死锁避免与银行家算法实现

"死锁避免实现，银行家算法，安全性检查流程" 实验名称涉及的知识点主要围绕操作系统中的死锁管理，特别是死锁的避免策略。死锁是指两个或多个并发进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力干涉它们都将无法推进下去。死锁的避免旨在通过预防系统进入不安全状态来防止死锁的发生。 1. **死锁避免**： 死锁避免是基于系统的动态资源分配策略，它要求在资源分配时进行预先检查，以确保不会导致系统进入死锁状态。在分配资源前，系统会预测未来可能的资源分配情况，并通过安全性检查来决定是否分配。 2. **银行家算法**： 银行家算法是死锁避免的一个经典例子，由艾兹格·迪杰斯特拉提出。该算法模拟了银行的贷款分配过程，以确保系统安全性。银行家算法主要包括三个数据结构： - **可用资源向量(Available)**：表示当前系统中各类型的可用资源数量。 - **最大需求矩阵(Maximum)**：每个进程对各种资源的最大需求。 - **已分配矩阵(Allocated)**：每个进程已经分配到的资源数量。 3. **安全性检查**： 安全性检查是银行家算法的核心部分，用于判断系统是否存在一个安全序列。安全序列是系统能够按照一定的顺序分配资源，使得所有进程最终都能完成的进程序列。具体步骤包括： - **工作矩阵(Work)**：初始化为当前的可用资源向量。 - **Finish数组**：表示进程是否可以完成。 - 使用循环遍历所有进程，如果进程的剩余需求可以被满足（即需求小于等于工作矩阵与已分配矩阵之和），则将进程添加到安全序列，并更新工作矩阵（减去该进程的需求），标记该进程为可完成。 - 如果所有进程都可完成，则存在安全序列，系统是安全的；否则，系统不安全，不能分配资源。 实验中，学生需要在VisualC++6.0环境下设计并实现这些概念，创建多个资源和进程，定义相关的数据结构，然后编写程序来模拟资源的申请、分配以及进行安全性检查。实验代码片段展示了如何读取用户输入的资源信息，如资源数量、已分配资源和最大需求，并输出这些信息，为进一步的计算和安全性检查做准备。 通过这个实验，学生不仅可以理解死锁避免的基本原理，还能深入掌握银行家算法的具体操作和安全性检查流程，提升实际操作系统的理解和编程能力。