操作系统银行家算法
银行家算法总结
银行家算法总结银行家算法是一种经典的避免死锁的算法，在操作系统中得到了广泛的应用。
本文将对银行家算法进行总结，介绍其原理和应用。
## 1. 银行家算法简介银行家算法是一种资源分配和安全性检查的算法，用于避免在多个进程竞争有限资源时产生死锁。
它通过预先分配资源，检查每个进程请求资源后是否会导致系统进入不安全状态，从而避免死锁的发生。
## 2. 银行家算法原理银行家算法基于以下前提条件和原理：- 每个进程对资源的最大需求量是固定的，并在程序开始时规定。
- 系统中的资源被分为多类，每类资源的数目也是固定的。
- 每个进程在请求资源时需要指定所需资源的数量。
- 当进程请求资源时，系统会先检查此次请求是否安全，如果安全则分配资源，否则将此次请求置于等待状态。
银行家算法的原理可以归纳为以下几个步骤：1. 初始化阶段：系统初始化可分配资源和进程的最大需求量，并记录当前已分配资源和已请求资源的情况。
2. 请求资源阶段：当进程请求资源时，系统首先判断此次请求是否会导致系统进入不安全状态。
3. 安全检查阶段：系统通过安全性检查算法，判断当前系统状态下是否有足够的资源分配给进程，避免产生死锁。
4. 分配资源阶段：如果系统通过安全检查，则分配资源给进程，并将进程从等待状态转换为运行状态。
5. 进程释放资源：当进程完成任务后，释放已分配的资源。
6. 终止进程阶段：在释放资源后，检查是否有其他进程的请求可以被满足，如果满足则继续分配资源。
## 3. 银行家算法应用场景银行家算法主要应用于多进程共享有限资源的场景，如操作系统、数据库管理系统等。
以下是一些常见的应用场景：1. 操作系统资源管理：在多任务操作系统中，为了确保资源的高效利用，避免死锁的发生，可以使用银行家算法进行资源分配和调度。
2. 分布式系统：在分布式系统中，各个节点之间可能存在资源争用的情况。
使用银行家算法可以保证资源的分配和调度是安全的，避免死锁和资源竞争。
3. 并发编程：在并发编程中，多个线程可能会竞争同一资源。
操作系统 银行家算法
操作系统银行家算法1. 简介1.1 定义：银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配策略，通过判断当前状态是否安全来决定是否为进程提供所需资源。
1.2 目的：保证系统能够按照合理顺序进行并发执行，并防止出现死锁情况。
2. 死锁概述在多道程序环境下，当两个或更多进程因竞争有限数量的资源而无限等待时就会产生死锁。
常见原因包括互斥、占有和不可剥夺性以及循环等待条件。
3. 资源管理模型操作系统中使用了三类数据结构：- 可利用向量(Avlable)：表示每种类型可被分配给各个进程实例数目；- 最大需求矩阵(Maximum)：记录每个进程对某类资源最大需要量；- 分配矩阵(Allocation) ：描述已经成功地将某些单位从总体汇集转移到具体过渡态；4. 进展与请求检查流程（Safety Algorithm）当一个新任务到达后，在满足以下所有条件之前不能接受它: a）如果存在这样一个i使得Request[i] > Need[i]，则拒绝请求；b）如果存在这样一个i使得Request[i] > Avlable，则不接受该进程的资源申请。
5. 安全状态检查流程（Safety Algorithm）当新任务到达后，在满足以下所有条件之前不能接受它:a) 如果有某个j, 且Work[j]<Need_i[j], 则将p加入集合T中;b) 若对于每个p∈ T 都有Allocation[p]+ Work >= Need_p ，将p从T移到Finish，并释放其占用的全部资源。
6. 算法实现步骤1）初始化：定义Avlable、Max和Allocation矩阵以及Need数组；2）判断是否安全：使用银行家算法进行系统当前状态下是否会发生死锁的判断；3）处理用户请求：- 检查用户请求所需资源量与可利用向量(Avlable)比较，如大于可利用向量或者超过最大需求(Maximum)，则拒绝分配给该进程；- 分配成功时更新相关数据结构(如Avlable、Allocation等);4）回收已完成进程所占据的资源并重新计算各项指标值。
简述银行家算法
简述银行家算法银行家算法，也称为银行家安全算法，是一种用于避免系统资源的死锁现象的算法。
在操作系统中，当多个进程需要同时访问同一组资源并且它们的访问不可分割时，就会产生死锁现象。
在这种情况下，所有的进程都会被阻塞，无法进行任何工作。
银行家算法通过对系统资源的分配和管理，可以避免死锁现象的发生。
它主要包括以下几个步骤：1. 初始化系统：在系统启动时，需要确定每种类型的资源的数量和可用数量，并记录每个进程需要的最大资源数和已经分配的资源数。
2. 进行资源请求：当一个进程需要资源时，会向系统发送一个资源请求。
该请求指定了进程需要的资源类型和数量。
如果系统中有足够的资源可以分配给该进程，那么分配成功并将资源分配给该进程。
3. 检查资源分配是否安全：在分配资源之前，需要检查分配后系统是否处于安全状态。
安全状态是指在分配后，所有进程都能够完成它们的工作并释放所有资源。
如果系统处于安全状态，则分配资源并通知进程可以执行它们的任务。
4. 回收资源：当进程完成任务后，会释放它所占用的所有资源并通知系统。
系统会将这些资源重新分配给其他进程。
在银行家算法中，对于每个进程，都会维护一个资源请求向量和一个安全向量。
资源请求向量包含了进程当前所需要的资源数量，安全向量包含了系统中未分配的资源数量。
当系统收到一个资源请求时，会将该请求向量加入到系统资源向量中，并检查是否存在一个安全序列，该安全序列满足所有进程都可以完成它们的任务并释放它们所占用的所有资源。
如果存在这样的安全序列，则分配资源并通知进程可以执行它们的任务；如果不存在，则拒绝资源请求并等待其他进程的资源释放。
通过使用银行家算法，可以避免系统中的死锁现象，保证所有进程都可以完成它们的任务。
这种算法被广泛应用于操作系统和其他复杂的软件系统中，是保障系统安全性的重要工具。
银行家算法总结
银行家算法总结一、银行家算法银行家算法（Banker’s Algorithm），又称银行家管理算法，是一种专门用于系统资源管理的算法，用于解决操作系统中多个用户对多类资源的竞争请求，从而保证合理地分配公共资源，解决资源分配问题，其目的是为了保证单个进程的安全运行，同时保证系统的安全运行。
二、银行家算法的定义银行家算法是一种用于解决多个用户对多类资源的竞争请求的算法，也称作资源分配算法或资源管理算法，它可以确定是否有足够的资源可供一个或多个进程安全运行，如果有足够的资源可供运行，则可以分配该资源，否则系统将进入不满足安全状态。
三、银行家算法的特点（1）安全性：银行家算法可以确定是否有足够的资源可以满足所有进程的最大要求，使系统处于安全态；（2）在安全态下，银行家算法能够有效地检查一个进程是否可以获得资源，并且可以确定该状态下的最优解；（3）银行家算法可以有效检查一个系统是否处于安全态，它可以检查任意多个资源种类的一组资源分配是否安全；（4）银行家算法可以防止死锁的发生，可以有效地确保非抢占式多处理机系统的安全运行；（5）银行家算法设计简单，容易实现，并十分快速；（6）银行家算法不是最优的，它只是一种有效的搜索算法，其实现效率较低；四、银行家算法的使用1、资源分配问题银行家算法可以用于操作系统中的多个用户对多类资源的竞争请求，以此保证资源的合理分配，从而解决资源分配问题。
它可以有效地检查一个进程是否可以获得资源，同时可以确定该状态下的最优解。
2、进程安全性银行家算法可以用于检查一个系统是否处于安全态，并检查任意多个资源种类的一组资源分配是否安全，可以保证系统的安全运行，从而保证单个进程的安全性。
3、防止死锁银行家算法可以防止死锁的发生，这是由于它可以确定是否有足够的资源可以满足所有进程的最大要求，使系统处于安全态，从而阻止死锁发生。
银行家算法基本步骤
银行家算法基本步骤银行家算法是一种用于避免死锁的算法，它可以判断系统中是否存在安全序列，从而决定是否分配资源。
本文将详细介绍银行家算法的基本步骤。
一、银行家算法概述银行家算法是由荷兰计算机科学家埃德加·迪科斯彻（Edsger Dijkstra）于1965年提出的。
它是一种避免死锁的算法，主要用于操作系统中进程管理和资源分配。
银行家算法通过计算当前系统中可用资源和各进程所需资源，来判断是否存在安全序列，从而决定是否分配资源。
二、银行家算法基本概念1. 资源：指系统中可供进程使用的资源，如内存、CPU等。
2. 进程：指正在运行的程序，在操作系统中被视为一个独立的实体。
3. 最大需求矩阵：指每个进程所需要的最大资源数量矩阵。
4. 分配矩阵：指当前已经分配给每个进程的资源数量矩阵。
5. 需求矩阵：指每个进程还需要的资源数量矩阵。
6. 可利用资源向量：指当前系统中可供使用的各类资源数量。
7. 安全序列：指一组进程的执行顺序，使得每个进程都能够获得它所需要的资源，从而顺利完成任务。
三、银行家算法基本步骤1. 初始化：在系统启动时，需要对各类资源数量进行初始化，并建立最大需求矩阵、分配矩阵和需求矩阵。
2. 请求资源：当一个进程请求资源时，需要判断该请求是否合法。
如果该请求的资源数量小于等于当前系统中可用的相应资源数量，并且加上该进程已经分配到的资源数量不超过该进程所需的最大资源数量，则该请求是合法的。
3. 分配资源：如果一个请求是合法的，则可以将相应的资源分配给该进程，并更新分配矩阵和需求矩阵。
同时，也需要更新可利用资源向量。
4. 判断安全性：在每次分配资源后，都需要判断当前系统是否存在安全序列。
具体做法是通过模拟各个进程对各类资源的请求和释放过程，来判断是否存在一组安全序列。
如果存在安全序列，则说明当前系统是安全的；否则就不能再分配资源了。
5. 回收资源：当一个进程完成任务后，需要释放已经占用的所有资源，并更新可利用资源向量、分配矩阵和需求矩阵。
操作系统银行家算法
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程首次申请 资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以 满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当 进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申 请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝 分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的 最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配 。 通过上面这个例子，我们看到银行家算法确实能保证系统时时刻刻都 处于安全状态，但它要不断检测每个进程对各类资源的占用和申请情况 ，需花费较多的时间。
操作系统实验报告
—— 银行家算法模拟
班级：11级软件工程3班
学号：11270337 姓名：孙园萍
一、实验目的
1）进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题； 2）在了解和掌握银行家算法的基础上，编制银行家 算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，再 检测和笔算的一致性。 3）理解和掌握安全序列、安全性算法。
二、实验内容
• （1）了解和理解死锁； • （2）理解利用银行家算法避免死锁的原理； • （3）会使用某种编程语言。
三、实验原理
(一)安全状态 指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…,Pn>(称为 <P1,P2,…,Pn>序列为安全序列)，为每个进程分配所需的 资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。
五、程序流程图
银行家算法程序流程图
六、模块间调用关系
本程序的主要函数模块为：
void changdata(int k) int chkerr(int s) void showdata() void main() 其中主函数中调用了： void changdata(int k) 、int 函数模块。 //为进程申请资源并修改数据 //检查分配是否成功 //查看资源情况 //主函数 chkerr(int s)、void showdata()
操作系统之银行家算法
操作系统之银⾏家算法
银⾏家算法
银⾏家算法是解决死锁问题的。
那么怎么解决呢？ 死锁的⼀个原因就是互斥资源， 如上图，有A，B，C三个资源，数量分别是
10,5,7，MAX表⽰的是每个进程需要该资源，需要多少，Allocation表⽰现在分配了多少，Need表⽰他们还需要多少，⾃然Max-
Allocation就能算出need。
那么怎样算Available呢？某个资源⼀共有的减去分配了的，就是当前可⽤的。
work表⽰当前可⽤的资源的数⽬，刚开始肯定就是3 3 2，这个表⽰我们的系统中的资源还剩多少，然后判断可以分配给哪个进程，把这个进程的名字写在前⾯，然后need就是这个进程需要的资源数，Allocation是这个进程当前分配了多少，work+Allocation为把两个加起来，意思就是系统执⾏这个进程，完了以后会释放之前分配给他的，然后这个系统中当前有的资源数就是work+Allocation。
执⾏完，最后的work+Allocation应该跟刚
开始系统的资源数相同。
「怎样判断系统是否安全呢？」 如果每个进程都能执⾏，也就是finish都为true，那么这个系统就是安全的，反之就不安全。
P1发出请求向量，是在他原来需要的1 2 2⾥，先要请求1 0 2，所以先要判断请求的向量是不是⽐需要的多，如果多肯定是不对的。
第⼆步，请求的向量需要⽐当前可⽤的少，这两个条件都满⾜以后，我们就把Allocation的向量增加请求向量，把Need向量减少请求向量，然后继续进⾏计算。
计算机操作系统的银行家算法
计算机操作系统的银行家算法计算机操作系统的银行家算法相信很多小伙伴都一知半解，下面由小编为大家整理了计算机操作系统的银行家算法的相关知识，希望对大家有帮助!计算机操作系统的银行家算法一、需求分析1、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。
(1)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)。
(2)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(1)步(2)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。
二、系统结构设计1、设计分析当某个进程对某类资源提出请求时，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。
2、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利用资源的数目，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利用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回首而动态的改变，如果Available=K，则代表Rj类资源K个。
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[操作系统] 银行家算法操作系统实验报告实验目标1.理解银行家算法。
2.掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。
3.加深了解有关资源申请、避免死锁等概念。
4.体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
实验要求编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并采用银行家算法，有效的防止和避免死锁的发生。
设计思路1.银行家算法在避免死锁的方法中，如果施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。
在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。
基本思想为：在分配资源之前，判断系统是否是安全的；若安全，才分配。
它是最具代表性的死锁算法，具体算法如下表示：假设进程P提出请求Request[i]，则银行家算法按如下步骤进行判断：1)如果Request[i] <=Need[i]，则转向2）；否则出错。
2)如果Request[i] <=Available[i]，则转向3）；否则出错。
3)系统试探分配相关资源，修改相关数据：Available[i]=Available[i]-Request[i];Allocation[i]=Allocation[i]+Request[i];Need[i]=Need[i]-Request[i];4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探性分配资源作废，系统恢复原状，进程进入等待状态。
根据以上银行家算法步骤，可得出如下图所示流程图:2.安全性检查算法安全性检查算法主要是根据银行家算法进行资源分配后，检查资源分配后的系统状态是否处于安全状态之中。
具体算法如下所示:1)设置两个工作向量Work=Available，Finish=false；2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程；Finish=false;Need<=work;如果能够找到该进程，则执行3），否则，执行4）；3)假设上述找到的进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。
Work=Work+Allocation;Finish=true;Goto 2);4)如果所有进程的Finish=true，则表示该系统安全，否则系统不安全，请求被拒。
5)根据以上安全检查算法步骤，可得出如下图所示流程图:主要数据结构#include <iostream.h>////////////////////////////////////////////////////////////////////////////全局变量定义int Available[100]; //可利用资源数组int Max[50][100]; //最大需求矩阵int Allocation[50][100]; //分配矩阵int Need[50][100]; //需求矩阵int Request[50][100]; //M个进程还需要N类资源的资源量int Finish[50];int p[50];int m,n; //M个进程,N类资源主要代码结构///////////////////////////////////////////////////////////////////////////安全性算法int Safe(){int i,j,l=0;int Work[100]; //可利用资源数组for (i=0;i<n;i++)Work[i]=Available[i];for (i=0;i<m;i++)Finish[i]=0;for (i=0;i<m;i++){if (Finish[i]==1)continue;else{for (j=0;j<n;j++){if (Need[i][j]>Work[j])break;}if (j==n){Finish[i]=1;for(int k=0;k<n;k++)Work[k]+=Allocation[i][k];p[l++]=i;i=-1;}else continue;}if (l==m){cout<<"系统是安全的"<<'\n';cout<<"系统安全序列是:\n";for (i=0;i<l;i++){cout<<p[i];if (i!=l-1)cout<<"-->";}cout<<'\n';return 1;}}}///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////银行家算法int main(){int i,j,mi;cout<<"输入进程的数目:\n";cin>>m;cout<<"输入资源的种类:\n";cin>>n;cout<<"输入每个进程最多所需的各类资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入\n";for (i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>Max[i][j];cout<<"输入每个进程已经分配的各类资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入\n";for (i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++){cin>>Allocation[i][j];Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];if (Need[i][j]<0){cout<<"你输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源错误，请重新输入:\n";j--;continue;}}}cout<<"请输入各个资源现有的数目:\n";for (i=0;i<n;i++)cin>>Available[i];Safe();while (1){cout<<"输入要申请的资源的进程号：（第一个进程号为0，第二个进程号为1，依此类推）\n";cin>>mi;cout<<"输入进程所请求的各个资源的数量\n";for (i=0;i<n;i++){if (Request[mi][i]>Need[mi][i]){cout<<"所请求资源数超过进程的需求量！\n";return 0;}if (Request[mi][i]>Available[i]){cout<<"所请求资源数超过系统所有的资源数！\n";return 0;}}for (i=0;i<n;i++){Available[i]-=Request[mi][i];Allocation[mi][i]+=Request[mi][i];Need[mi][i]-=Request[mi][i];}if (Safe())cout<<"同意分配请求~~~\n";else{cout<<"SORRY╮(╯▽╰)╭……你的请求被拒绝…\n";for (i=0;i<n;i++){Available[i]+=Request[mi][i];Allocation[mi][i]-=Request[mi][i];Need[mi][i]+=Request[mi][i];}}for (i=0;i<m;i++)Finish[i]=0;char Flag; //标志位cout<<"是否再次请求分配？是请按Y/y，否请按N/n"; while (1){cin>>Flag;if (Flag=='Y'||Flag=='y'||Flag=='N'||Flag=='n')break;else{cout<<"请按要求重新输入:\n";continue;}}if (Flag=='Y'||Flag=='y')continue;else break;}}主要代码段分析1.在开始编写程序时，由于相关参数由用户自己进行输入时，由于运用scanf和printf语句，造成程序长度很长，而且输入子程序复杂度为O()，程序反应速度也比较慢。
后来改用cin和cout函数程序长度大大缩短。
2.由于程序的可重复使用的方便性，采取设立标志位Flag，由用户输入命令（Y/N或y/n）用以作为程序继续运行和结束的标志。
实验心得本次试验老师要求对固定的资源进行分配，虽然实现起来比较简单，但是其只能算固定的一种情况，所以在此基础上，我进行了改进，即相关参数由用户自己进行输入增加其实用性。
下图为程序运行情况：【此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，本文档可自行编辑和修改内容，感谢您的支持！】。