操作系统实验:银行家算法与磁盘调度策略分析
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更新于2024-08-02
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"操作系统课程设计(银行家算法)"
在操作系统中,银行家算法是一种用于预防死锁的策略,由艾兹格·迪杰斯特拉提出。它的核心思想是模拟银行贷款系统,预先分配资源,同时确保系统能避免无法满足所有进程需求的不安全状态。在此次课程设计中,学生需要实现并应用银行家算法来解决具体的问题。
首先,系统有四个进程P1、P2、P3、P4和三种资源R1、R2、R3,资源数量分别为9、3、6。在时间点T0,每个进程的资源分配情况如下:
- P1的最大需求是3个R1、2个R2和2个R3,已分配了1个R1、2个R2和2个R3,还需要1个R1、1个R2和0个R3。
- P2的最大需求是6个R1、1个R2和3个R3,已分配了5个R1、1个R2和1个R3,还需要1个R1、0个R2和2个R3。
- P3的最大需求是3个R1、1个R2和4个R3,已分配了2个R1、1个R2和1个R3,还需要1个R1、0个R2和3个R3。
- P4的最大需求是4个R1、2个R2和2个R3,已分配了0个R1、0个R2和2个R3,还需要4个R1、2个R2和0个R3。
在T0时刻,可用资源为:2个R1、2个R2和3个R3。
接下来,需要检查在不同情况下是否可以安全地分配资源:
1. T0时刻是否安全?这需要执行安全性算法,检查是否存在一个顺序,使得每个进程都能按照这个顺序完成,且不会导致资源不足。通过对剩余资源和进程需求的计算,可以判断系统是否处于安全状态。
2. 若进程P2请求Request(1,0,1),首先需要检查这个请求是否符合其最大需求,并且系统是否有足够的资源分配。如果满足条件,系统应更新资源分配情况,然后再次运行安全性算法检查。
3. 在P2请求资源后,P1请求Request(1,0,1),同样需要检查资源分配的可行性,并进行安全性检查。
4. P1申请资源后,P3请求Request(0,0,1),这个请求不会影响R1和R2,因此只需检查R3的可用性。
另一方面,磁盘调度算法是用来管理磁盘读写头的移动,以优化I/O操作。课程设计提供了三个问题,分别涉及先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)和扫描算法:
1. FCFS算法按照磁道号的顺序移动磁头,计算平均移动的磁道数,需要记录每次移动的磁距,然后求平均值。
2. SSTF算法总是选择离当前磁道最近的下一个目标,以减少总的寻道时间。计算平均移动的磁道数时,考虑磁头的每一次最优选择。
3. 扫描算法(或称为单向扫描)从一端开始,依次服务所有请求,直到另一端,然后再返回。计算平均移动的磁道数,同样需要跟踪每次移动的距离。
通过解决这些问题,学生将深入理解操作系统中的资源管理和磁盘调度策略,以及如何通过算法来提高系统的效率和安全性。
2020-12-23 上传
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2023-05-14 上传
maidou061695
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