实验二银行家算法Word格式.docx
- 文档编号:13800532
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:32.84KB
实验二银行家算法Word格式.docx
《实验二银行家算法Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验二银行家算法Word格式.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
因而,系统在进行资源分配之前预先计算资源分配的全安性。
若此次分配不会导致系统进入不安全状态,则将资源分配给进程;
否则,进程等待。
其中最具有代表性的避免死锁算法是银行家算法。
1系统安全状态
1)安全状态
所谓系统是安全的,是指系统中的所有进程能够按照某一种次序分配资源,并且依次地运行完毕,这种进程序列{P1,P2…Pn}就是安全序列。
如果存在这样一个安全序列,则系统是安全的。
并非所有的不安全状态都会转为死锁状态,但当系统进入不安全状态后,便有可能进入死锁状态;
反之,只要系统处于安全状态,系统便可避免进入死锁状态。
所以避免死锁的实质:
系统在进行资源分配时,如何使系统不进入不安全状态。
2)安全状态之例
假设系统有三个进程,共有12台磁带机。
各进程的最大需求和T0时刻已分配情况如下表:
进程
最大需求
已分配
可用
P1
P2
P3
10
4
9
5
2
3
问:
T0时刻是否安全?
答:
T0时刻是安全的,因为存在安全序列:
P2→P1→P3
不安全序列:
P1→…
P3→…
P2→P3→P1
3)由安全状态向不安全状态的转换
如果不按照安全序列分配资源,则系统可能会由安全状态进入不安全状态。
例如,在T0时刻以后,P3又请求1台磁带机,若此时系统把剩余3台中的1台分配给P3,则系统便进入不安全状态。
因为,此时也无法再找到一个安全序列,例如,把其余的2台分配给P2,这样,在P2完成后只能释放出4台,既不能满足P1尚需5台的要求,也不能满足P3尚需6台的要求,致使它们都无法推进到完成,彼此都在等待对方释放资源,即陷入僵局,结果导致死锁。
2利用银行家算法避免死锁
1)银行家算法中的数据结构
①可利用资源向量Available。
这是一个含有m个元素的数组,其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目,其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目,其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。
如果Available[j]=K,则表示系统中现有Rj类资源K个。
②最大需求矩阵Max。
最大需求矩阵Max。
这是一个n×
m的矩阵,它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。
如果Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。
③分配矩阵Allocation
这也是一个n×
m的矩阵,它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。
如果Allocation[i,j]=K,则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。
④需求矩阵Need
m的矩阵,用以表示每一个进程尚需的各类资源数。
如果Need[i,j]=K,则表示进程i还需要Rj类资源K个,方能完成其任务。
Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]
2)银行家算法
设Requesti是进程Pi的请求向量,如果Requesti[j]=K,表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。
当Pi发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:
(1)如果Requesti[j]≤Need[i,j],便转向步骤2;
否则认为出错,因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。
(2)如果Requesti[j]≤Available[j],便转向步骤(3);
否则,表示尚无足够资源,Pi须等待。
(3)系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:
Available[j]∶=Available[j]-Requesti[j];
Allocation[i,j]∶=Allocation[i,j]+Requesti[j];
Need[i,j]∶=Need[i,j]-Requesti[j];
(4)系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,系统是否处于安全状态。
若安全,才正式将资源分配给进程Pi,以完成本次分配;
否则,将本次的试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。
银行家算法的参考流程图如下:
结束
否
是
申请失败。
以上分配作废,恢复原来的分配状态:
Available[j]=Available[j]+Request[i][j]
Allocation[i][j]=Allocation[i][j]-Request[i][j]
Need[i][j]=Need[i][j]+Request[i][j]
N
Y
Request[i][j]>
Need[i][j]
出错返回:
return(error)
Available[j]
(进程阻塞)
Available[j]=Available[j]–Request[i][j]
Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[i][j]
Need[i][j]=Need[i][j]–Request[i][j]
假定分配:
输入初始参数(资源分配及请求情况)
开始
假定分配之后,系统安全吗?
申请成功。
输出各种数据的变化
图银行家算法流程图
3)安全性算法
(1)设置两个向量:
①工作向量Work:
它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目,它含有m个元素,在执行安全算法开始时,Work∶=Available;
②Finish:
它表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成。
开始时先做Finish[i]∶=false;
当有足够资源分配给进程时,再令Finish[i]∶=true。
(2)从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程:
①Finish[i]=false;
②Need[i,j]≤Work[j];
若找到,执行步骤(3),否则,执行步骤(4)。
(3)当进程Pi获得资源后,可顺利执行,直至完成,并释放出分配给它的资源,故应执行:
Work[j]∶=Work[i]+Allocation[i,j];
Finish[i]∶=true;
gotostep
(2);
(4)如果所有进程的Finish[i]=true都满足,则表示系统处于安全状态;
否则,系统处于不安全状态。
安全性算法的参考流程图如下:
所有finish都为true?
输出安全序列
存在Finish[i]=false
&
Need[i][j]<
初始化Work和Finish
Finish[i]=true,Work[j]=Work[j]+Allocation[j]
所有进程都找完了?
图安全性算法流程图
#include<
stdio.h>
conio.h>
stdlib.h>
#defineRESOURCE_MAXNUM3//资源数
#defineTHREAD_MAXNUM3//进程数
//定义可利用资源向量
structAvailable
{
intavailable[RESOURCE_MAXNUM];
}res_ava;
//最大需求矩阵
structMax
intmax[THREAD_MAXNUM][RESOURCE_MAXNUM];
}res_max;
//已分配矩阵
structAllocation
intallocation[THREAD_MAXNUM][RESOURCE_MAXNUM];
}res_all;
//需求矩阵
structNeed
intneed[THREAD_MAXNUM][RESOURCE_MAXNUM];
}res_nee;
//临时进程的资源分配序列
inttmpSequence[THREAD_MAXNUM];
//可能的一个安全序列
intsecSequence[THREAD_MAXNUM];
//找到一个安全执行序列的标志
intisFindSecQue=0;
//定义一系操作方法
//进行显式地初始化操作
voidinit();
//打印操作
voidprintInfo();
//输入操作
voidinput();
//检测条件Need=Max-Allocation
intcheck();
//测试可得到的资源能否江足要求
intcheck(intthreadID,intneed[THREAD_MAXNUM]);
//当前待分配的进程需求
voidcurThreadNeed();
//更新操作
voidupdate(intthredID,intneed[THREAD_MAXNUM]);
//释放操作
voidrelease(intthreadID);
//安全性算法
intsecurity(intsequence[THREAD_MAXNUM]);
//回溯得到进程执行序列,并执行安全性算法
voidbacktrack();
//交换数组中指定的两个值
voidswapArray(intarr[THREAD_MAXNUM],intpos1,intpos2);
//拷贝数组
voidcopyArray(intarr1[THREAD_MAXNUM],intarr2[THREAD_MAXNUM]);
intmain()
init();
input();
intcheckres=check();
if(checkres==0)
{
printf("
输入有问题,确认后重新输入/n"
);
exit(-1);
}
printInfo();
curThreadNeed();
执行安全性算法/nENTER键继续.../n/n"
getch();
backtrack();
if(isFindSecQue==0)
未找到一个安全的进程执行序列/n"
return0;
}
voidinit()
inti,j;
for(i=0;
i<
THREAD_MAXNUM;
++i)
for(j=0;
j<
RESOURCE_MAXNUM;
++j)
res_all.allocation[i][j]=0;
res_max.max[i][j]=0;
res_nee.need[i][j]=0;
tmpSequence[i]
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验 银行家 算法