银行家算法c++语言流程图代码全.docx
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银行家算法c++语言流程图代码全.docx
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银行家算法c++语言流程图代码全
操作系统教程
——银行家算法
院系
计算机与软件学院
班级
08软件工程2班
学号
20081344066
姓名
何丽茗
一、实验目的
银行家算法是避免死锁的一种重要方法。
通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序,进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念,并掌握避免死锁的具体实施方法。
二、实验内容
根据银行家算法的基本思想,编写和调试一个实现动态资源分配的模拟程序,并能够有效地防止和避免死锁的发生。
三、实验方法
1.
算法流程图
2.算法数据结构
1)可利用资源向量Available,它是一个最多含有100个元素的数组,其中的每一个元素代表一类可利用的资源的数目,其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。
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,标是系统中现有j类资源k个。
2)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,表示进程i需要j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,它定义了系统中的每类资源当前一分配到每一个进程的资源数。
如果Allocation(i,j)=k,表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k。
Allocationi表示进程i的分配向量,有矩阵Allocation的第i行构成。
4)需求矩阵Need,这还是一个n×m的矩阵,用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。
如果Need(i,j)=k,表示进程i还需要j类资源k个,才能完成其任务。
Needi表示进程i的需求向量,由矩阵Need的第i行构成。
5)上述三个矩阵间存在关系:
Need(i,j)=Max(i,j)-Allocation(i,j);
3.银行家算法
设Request[i]是进程i的请求向量,如果Request[i,j]=K,表示进程i需要K个j类型的资源。
当i发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:
1)如果Requesti≤Need,则转向步骤2;否则,认为出错,因为它所请求的资源数已超过它当前的最大需求量。
2)如果Requesti≤Available,则转向步骤3;否则,表示系统中尚无足够的资源满足i的申请,i必须等待。
3)系统试探性地把资源分配给进程i,并修改下面数据结构中的数值:
Available=Available-Requesti
Allocationi=Allocationi+Requesti
Needi=Needi-Requesti
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。
如果安全才正式将资源分配给进程i,以完成本次分配;否则,将试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程i等待。
四、实验代码以及运行示例
1.源代码:
#include
#include
#include
#defineFalse0
#defineTrue1
usingnamespacestd;
intMax[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求
intAvaliable[100]={0};//系统可用资源
charname[100]={0};//资源的名称
intAllocation[100][100]={0};//系统已分配资源
intNeed[100][100]={0};//还需要资源
intRequest[100]={0};//请求资源向量
inttemp[100]={0};//存放安全序列
intWork[100]={0};//存放系统可提供资源
intM=100;//进程的最大数为
intN=100;//资源的最大数为
voidshowdata()//显示资源矩阵
{
inti,j;
cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:
"< for(i=0;i cout< cout< for(j=0;j cout< cout< cout<<"MaxAllocationNeed"< cout<<"进程名"; for(j=0;j<3;j++){ for(i=0;i cout< cout<<""; } cout< for(i=0;i cout<<""< for(j=0;j cout< cout<<""; for(j=0;j cout< cout<<""; for(j=0;j cout< cout< } } intchangdata(inti)//进行资源分配 { intj; for(j=0;j Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j]; Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j]; Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j]; } return1; } intsafe()//安全性算法 { inti,k=0,m,apply,Finish[100]={0}; intj; intflag=0; Work[0]=Avaliable[0]; Work[1]=Avaliable[1]; Work[2]=Avaliable[2]; for(i=0;i apply=0; for(j=0;j if(Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){ apply++; if(apply==N){ for(m=0;m Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数 Finish[i]=True; temp[k]=i; i=-1; k++; flag++; } } } } for(i=0;i if(Finish[i]==False){ cout<<"系统不安全"< return-1; } } cout<<"系统是安全的! "< cout<<"分配的序列: "; for(i=0;i cout< if(i } cout< return0; } voidshare()//利用银行家算法对申请资源对进行判定 { charch; inti=0,j=0; ch='y'; cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"< "; cin>>i;//输入须申请的资源号 cout<<"请输入进程"< "< for(j=0;j { cout< "; cin>>Request[j];//输入需要申请的资源 } for(j=0;j if(Request[j]>Need[i][j])//判断申请是否大于需求,若大于则出错 { cout<<"进程"< cout<<"分配不合理,不予分配! "< ch='n'; break; } else{ if(Request[j]>Avaliable[j])//判断申请是否大于当前资源,若大于则 {//出错 cout<<"进程"< cout<<"分配出错,不予分配! "< ch='n'; break; } } } if(ch=='y'){ changdata(i);//根据进程需求量变换资源 showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源 safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断 } } voidaddresources(){//添加资源 intn,flag; cout<<"请输入需要添加资源种类的数量: "; cin>>n; flag=N; N=N+n; for(inti=0;i cout<<"名称: "; cin>>name[flag]; cout<<"数量: "; cin>>Avaliable[flag++]; } showdata(); safe(); } voiddelresources(){//删除资源 charming; inti,flag=1; cout<<"请输入需要删除的资源名称: "; do{ cin>>ming; for(i=0;i if(ming==name[i]){ flag=0; break; } if(i==N) cout<<"该资源名称不存在,请重新输入: "; } while(flag); for(intj=i;j { name[j]=name[j+1]; Avaliable[j]=Avaliable[j+1]; } N=N-1; showdata(); safe(); } voidchangeresources(){//修改资源函数 cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]: "< for(inti=0;i cout< "< cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]: "< cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2]; cout<<"经修改后的系统可用资源为"< for(intk=0;k cout< "< showdata(); safe(); } voidaddprocess(){//添加作业 intflag=M; M=M+1; cout<<"请输入该作业的最大需求量[Max]"< for(inti=0;i cout< "; cin>>Max[flag][i]; Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i]; } showdata(); safe(); } intmain()//主函数 { inti,j,number,choice,m,n,flag; charming; cout<<"\t---------------------------------------------------"< cout<<"\t||||"< cout<<"\t||银行家算法的实现||"< cout<<"\t||||"< cout<<"\t||08软工何丽茗||"< cout<<"\t||||"< cout<<"\t||20081344066||"< cout<<"\t---------------------------------------------------"< cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量: "; cin>>n; N=n; for(i=0;i { cout<<"资源"< "; cin>>ming; name[i]=ming; cout<<"资源的数量: "; cin>>number; Avaliable[i]=number; } cout< cout<<"请输入作业的数量: "; cin>>m; M=m; cout<<"请输入各进程的最大需求量("< "< for(i=0;i for(j=0;j cin>>Max[i][j]; do{ flag=0; cout<<"请输入各进程已经申请的资源量("< "< for(i=0;i for(j=0;j cin>>Allocation[i][j]; if(Allocation[i][j]>Max[i][j])flag=1; Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j]; } if(flag) cout<<"申请的资源大于最大需求量,请重新输入! \n"; } while(flag); showdata();//显示各种资源 safe();//用银行家算法判定系统是否安全 while(choice) { cout<<"\t-------------------银行家算法演示------------------"< cout<<"1: 增加资源"< cout<<"2: 删除资源"< cout<<"3: 修改资源"< cout<<"4: 分配资源"< cout<<"5: 增加作业"< cout<<"0: 离开"< cout<<"\t---------------------------------------------------"< cout<<"请选择功能号: "; cin>>choice; switch(choice) { case1: addresources();break; case2: delresources();break; case3: changeresources();break; case4: share();break; case5: addprocess();break; case0: choice=0;break; default: cout<<"请正确选择功能号(0-5)! "< } } return1; } 2.运行结果: 1)初始化状态: 2)为进程0分配资源: 3)为进程4分配资源: 五、实验总结 本程序的设计实现主要是用C++语言。 程序设计过程中开始遇到的最大的问题是算法的结构设计问题,课本上只给了设计要求及简单的算法,要真正实现还需要考虑很多方面。 在程序设计中先后参考了很多网络资料,也参考了一些别人写的的程序,让我彻底认识到自己的不足,也同时从中学到了更多。
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