操作系统实验：银行家算法实现与死锁避免

"这篇实验报告关注的是操作系统中的死锁避免策略——银行家算法。报告来自于华南农业大学信息（软件）学院的一门课程，旨在通过实际编程模拟来理解和避免死锁问题。实验目标是深入理解死锁的产生条件，以及如何通过银行家算法实现死锁避免，同时提高对系统安全状态的认识。实验数据包括初始全部可用资源和随机生成或手动输入的进程资源需求。报告详细介绍了系统需求、概要设计和各个关键模块的功能。" 在操作系统中，死锁是指多个进程因争夺资源而相互等待，导致无法继续执行的状态。银行家算法是一种预防死锁的方法，它通过预先分析和预测进程的资源需求，确保系统始终能保持在一个安全状态，即至少存在一个执行序列，使得每个进程都能获得其所需的资源并顺利完成。 1. **需求分析**： - 系统目的是模拟资源分配，展示死锁产生的条件，并演示银行家算法如何避免死锁。 - 资源数量有限且在运行开始时全部可用，类型和数量可以通过矩阵定义。 - 进程资源需求向量随机生成或手工输入，请求必须在最大需求范围内。 2. **概要设计**： - 定义了三个关键矩阵：最大分配需求矩阵、已分配矩阵和当前需求矩阵，以及表示当前可利用资源的一维数组。 - 程序包含10个模块，用于生成随机数、初始化数据、处理进程请求、检查资源请求是否合法以及执行银行家算法等。 银行家算法的核心在于安全性检查和资源分配。具体步骤包括： - **生成随机数模块**：为进程请求生成随机资源需求。 - **初始化数据模块**：设置初始的资源分配情况和需求。 - **进程请求模块**：处理进程的资源申请，确保不超过最大需求。 - **超需求检查模块**：确保请求不超过当前需求。 - **超可用资源检查模块**：防止分配超出当前可利用资源。 - **资源申请成功模块**：如果请求合法，更新资源分配情况。 - **安全性检查模块**：检查系统是否处于安全状态，即是否存在一个顺序，按照这个顺序每个进程都能获得所需资源并完成。 - **银行家算法主体**：整合以上模块，执行完整的资源分配和安全检查流程。 通过实验，学生可以理解银行家算法如何避免资源的不安全分配，从而防止死锁的发生。实验报告的评价指标涵盖实验完成情况、算法理解、程序设计水平、报告质量等多个方面，旨在全面评估学生的理解和实践能力。