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操作系统课程设计银行家算法模拟实现.doc


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文档列表 文档介绍
操作系统原理
课程设计
课设名称: 银行家算法模拟实现
姓名: 郝碧涛
班级: 13软件3班
学号: 1310321308
指导教师: 万方


银行家算法模拟实现

设计目的
了解多道程序系统中,多个进程并发执行的资源分配。
掌握思索的产生原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。
掌握预防死锁的方法,系统安全状态的基本概念。
掌握银行家算法,了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。
理解死锁避免在当前计算机系统不常使用的原因。
银行家算法的概念
银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源,但系统在进行资源分配之前,应先计算此次分配资源的安全性,若分配不会导致系统进入不安全状态,则分配,否则等待。为实现银行家算法,系统必须设置若干数据结构。
要解释银行家算法,必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
安全序列是指一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,即对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
银行家算法原理及思想
在银行家算法中,为了决定是否对挡墙申请资源的进程进行资源分配,将系统状态划分为安全状态与不安全状态。若为当前申请资源的进程分配资源后系统进入安全状态,则接受进程请求为其分配资源,否则拒绝进程请求,不为其分配资源。(安全状态:从当前时刻起,若系统能按某种进程顺序(p1,p2.....pn)逐个分配所需全部剩余资源,使各个进程依次运行完毕,则称此时刻系统处于安全状态,上述进程序列称为安全序列。否则系统处于不安全状态)
注:前提是假设从当前时刻起,进程一次性申请全部剩余资源,而且一直保持当时已经占有的资源直至运行完毕。
解决的问题
银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源,但银行家算法在系统在进行资源分配之前(并不是真的不分配,这样就没法做了,只不过是试探性分配,不满足的话再恢复),应先计算此次分配资源的安全性,若分配不会导致系统进入不安全状态,则分配,否则等待。
六、程序设计

1、始化这组进程的最大资源请求和一次申请的资源序列。把各进程已占用和需求资源情况记录在进程控制块中。假定进程控制块的内容包括:进程名,状态,当前申请量,资源需求总量,已占资源量,能执行完标志。其中,进程的状态有:就绪,等待和完成。当系统不能满足进程的资源请求时,进程出于等待状态。资源需求总量表示进程运行过程中对资源的总的需求量。已占资源量表示进程目前已经得到但还为归还的资源量。因此,进程在以后还需要的剩余资源量等于资源需要总量减去已占资源量。陷入每个进程的资源需求总量不应超过系统拥有的资源总量。
2、银行家算法分配资源的原则是:当某个进程提出资源请求时,假定先分配资源给它,然后查找各进程的剩余请求,检查系统的剩余资源量是否由于进程的分配而导致系统死锁。若能,则让进程等待,否则,让进程的假分配变为真分配。
A) 查找各进程的剩余请求,检查系统的剩余资源量是否能满足其中一进程,如果能,则转B)。
B)将资源分配给所选的进程,这样,该进程已获得资源最大请求,最终能运行完成。标记这个进程为终止进程,并将其占有的全部资源归还给系统。
重复第A)步和B)步,直到所有进程都标记为终止进程,或知道一个死锁发生。若所有进程都标记为终止进程,则系统的初始状态是安全的,否则为不安全的。若安全,则正式将资源分配给它,否则,假定的分配作废,让其等待。


当某个进程提出资源请求时,假定先分配资源给它,然后查找各进程的剩余请求,检查系统的剩余资源量是否由于进程的分配而导致系统死锁。若能,则让进程等待,否则,让进程的假分配变为真分配。

假设有m个进程,则有如下数据结构:
#define w 50 //宏定义
#define r 50 //宏定义
int m; //总进程数
int all[w];//各种资源的数目总和
int max[w][r]; //m个进程最大资源需求量
int available[r]; //系统可用资源数
int allocation[w][r]; //m个进程已经得到资源的资源量
int need[w][r]; //m个进程还需要资源的资源量
int request[r]; //请求资源个数
开始
输入进程数m,各资源总数,初始化Available向量
i=1
i<=m
输入进程i的最大需求向量max。
max<=资源总数
i++
Y
N
N
Y
错误
初始化

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