操作系统银行家算法模拟程序设计与死锁避免

"操作系统银行家算法课程设计" 操作系统银行家算法是一种用于预防死锁的策略，主要用于管理和分配系统资源，确保系统的安全性。在这个课程设计中，学生们被要求深入理解和掌握银行家算法的核心思想以及相关概念。 银行家算法的核心是通过预设一个安全状态，即系统能够满足所有进程对资源的需求，来避免死锁的发生。它首先定义了四个关键的数据结构： 1. **最大需求（MAX）**：每个进程的最大资源需求矩阵，例如，`MAX[M][N]`表示有M个进程和N种类型的资源，`MAX[i][j]`表示进程i对资源类型j的最大需求量。 2. **当前分配（ALLOCATION）**：系统当前已分配给每个进程的资源矩阵，`ALLOCATION[M][N]`表示进程i已经获得的资源数量。 3. **还需需求（NEED）**：每个进程还需要的资源矩阵，由最大需求减去当前分配得到，`NEED[i][j] = MAX[i][j] - ALLOCATION[i][j]`。 4. **系统可用（AVAILABLE）**：系统当前可分配的资源向量，`AVAILABLE[N]`表示每种资源类型剩余的数量。 实验要求学生编写一个模拟程序，该程序应能展示系统资源的分配情况，包括进程的资源需求和已分配资源，并在资源请求时进行安全性检查。程序中的`show()`函数用于打印这些关键数据，帮助用户理解系统的状态。 在资源分配过程中，银行家算法执行以下步骤： 1. **请求（Request）**：进程向系统申请资源。 2. **检查安全性**：系统根据当前的资源分配状态和进程的请求，检查是否存在一个安全序列。安全序列是指存在一个顺序，使得每个进程依次完成其工作并释放资源，最后所有进程都能完成，且不会导致资源不足的情况。 3. **分配资源**：如果找到安全序列，系统将资源分配给进程；否则，拒绝请求以避免死锁。 4. **更新状态**：分配资源后，更新`ALLOCATION`和`NEED`矩阵以及`AVAILABLE`向量。 通过这个课程设计，学生可以深入体验到死锁预防的策略，理解资源管理和分配的重要性，以及如何通过编程实现银行家算法来确保系统的稳定性。这有助于他们在未来处理复杂操作系统问题时具备更好的理解和实践能力。