3_银行家算法的问题

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银行家算法实验报告总结

银行家算法实验报告总结

银行家算法实验报告总结一、实验目的与背景银行家算法是一种用于避免死锁和保证系统稳定运行的算法。

通过模拟银行贷款行为的策略,银行家算法可以有效地避免系统的资源枯竭,从而保证系统的正常运行。

在本实验中,我们通过使用银行家算法对实际的系统进行模拟,验证其有效性。

二、算法原理与流程银行家算法的主要原理是:将系统中的所有资源按照类型进行分类,并对每种资源设置一个最大值和最小值,分别表示该资源的最大需求量和最小剩余量。

同时,对于每个进程,需要定义其最大需求量、已分配资源和需求量,并根据这些信息来决定是否分配资源。

具体流程如下:初始化:将所有资源的最大值和最小值进行初始化,并给每个进程分配一个唯一的标识符。

请求资源:每个进程在执行过程中,如果需要更多的资源,则向系统发送请求。

分配资源:系统根据银行家算法的原理,将资源分配给满足条件的进程。

更新资源:系统更新已分配给进程的资源,并检查是否满足每个进程的最大需求量。

重复执行:如果存在多个进程需要资源,则重复执行步骤2-4,直到所有进程都满足其最大需求量或系统中的资源不足以为更多的进程分配资源为止。

三、实验数据与结果在本实验中,我们使用了10个进程,每个进程的需求量和已分配资源均随机生成。

实验结果表明,在满足了每个进程的最大需求量后,系统中仍有剩余资源,证明了银行家算法可以有效地避免资源的浪费。

四、结果分析通过对实验结果进行分析,我们发现银行家算法可以有效地保证系统的稳定性,避免出现死锁和资源枯竭等问题。

同时,该算法需要较少的系统开销,因为只需要对每个进程的请求进行处理和更新,不需要进行额外的检查和管理。

五、性能对比分析为了进一步验证银行家算法的性能,我们将其与其他常见的资源管理算法进行了比较。

在同等条件下,与其他算法相比,银行家算法具有更高的系统吞吐量和更低的响应时间。

银行家算法在系统吞吐量和响应时间方面均优于其他常见算法,而在死锁发生率上,银行家算法则表现出了更高的稳定性。

银行家算法典型例题

银行家算法典型例题

银行家算法典型例题银行家算法是一种死锁避免策略,适用于系统中有多个进程和多种资源的情况。

在该算法中,每个进程需要预先声明其最大资源需求和当前已经分配的资源数量,同时系统也需要知道每种资源的总数量和已经分配的数量。

通过比较每个进程的资源需求和系统当前可用资源数量,可以判断系统是否处于安全状态,以及是否能够分配资源给某个进程。

在本例中,系统中有3种资源A、B、C,分别有10、5、7个。

同时有5个进程P0至P4,它们的最大资源需求和已分配资源情况如下表所示。

在T0时刻,系统状态如表所示。

根据银行家算法,我们可以回答以下问题:1) 在T0时刻,系统处于安全状态,安全序列为P1、P3、P4、P2、P0.2) 若进程P1在T0时刻发出资源请求Request(1,0,2),则可以实施资源分配。

因为该请求的资源需求小于进程P1的最大需求,且系统当前可用资源数量足够满足该请求。

3) 在P1请求资源之后,若进程P4发出资源请求Request(3,3,0),则无法实施资源分配。

因为该请求的资源需求大于进程P4的最大需求,且系统当前可用资源数量不足以满足该请求。

因此,P4需要等待其他进程释放资源后再尝试请求。

4) 在P1请求资源之后,若进程P0发出资源请求Request(0,2,0),则可以实施资源分配。

因为该请求的资源需求小于进程P0的最大需求,且系统当前可用资源数量足够满足该请求。

Process n Need AvailableP0 0 3 20 0 1 21 6 2 2P1 1 0 01 7 5 0P2 1 2 2 3 5 6P3 3 3 20 6 5 2P4 0 1 40 6 5 6n: (1) Is the system in a safe state。

(2) If process P2 requests (1,2,2,2)。

can the system allocate the resources to it?Answer: (1) Using the safety algorithm。

银行家算法例题详解算法设计题详解

银行家算法例题详解算法设计题详解

银行家算法例题详解算法设计题详解算法设计的特征:有穷性,确定性,输入和输出,可行性运行算法的时间:硬件的速度。

书写程序的语言。

问题的规模,编译生成程序的代码质量算法复杂度: 时间复杂度和空间复杂度1.迭代法迭代法又称为辗转法,是用计算机解决问题的一种基本方法,为一种不断用变量的旧值递推新值的过程,与直接法相对应,一次性解决问题。

迭代法分为精确迭代和近似迭代,“二分法”和“牛顿迭代法”属于近似迭代法。

迭代法利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。

利用迭代算法解决问题,需要做好以下三个方面的工作:1. 确定迭代变量(在可以用迭代算法解决的问题中,至少存在一个直接或间接地不断由旧值递推出新值的变量,这个变量就是迭代变量。

)2. 建立迭代关系式(所谓迭代关系式,指如何从变量的前一个值推出其下一个值的公式(或关系)。

迭代关系式的建立是解决迭代问题的关键,通常可以顺推或倒推的方法来完成。

)3. 对迭代过程进行控制(在什么时候结束迭代过程?这是编写迭代程序必须考虑的问题。

不能让迭代过程无休止地重复执行下去。

迭代过程的控制通常可分为两种情况:一种是所需的迭代次数是个确定的值,可以计算出来;另一种是所需的迭代次数无法确定。

对于前一种情况,可以构建一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制;对于后一种情况,需要进一步分析出用来结束迭代过程的条件。

)2.穷举搜索法穷举搜索法是对可能是解的众多候选解按某种顺序进行逐一枚举和检验,并从众找出那些符合要求的候选解作为问题的解。

即本方法使用可以理解为暴力循环方法,穷举所有可能性,一般这种方法的时间效率太低,不易使用。

但是方法简单,易理解。

3.递推法递推是计算机数值计算中的一个重要算法,思路是通过数学推导,将复杂的运算化解为若干重复的简单运算,以充分发挥计算机长于重复处理的特点。

银行家算法问题

银行家算法问题

银行家算法问题1、银行家算法中的数据结构(1)可利用资源向量Available : []Availabel j k = 式中:j 01j m ≤≤-一个含有m 个(类)元素的数组,每个元素代表一类可利用的资源数目。

上式表示系统中现有的第j 类资源可用数目为k 个。

(2)最大需求矩阵Max : [,]Max i j k = 式中: i 01i n ≤≤-j 01j m ≤≤-n 个进程中的每一个进程对m 类资源的最大需求量,上式表示进程i 需求第j 类资源的最大数目为k 。

(3)分配矩阵Allocation : [,]Allocation i j k = 式中: i 01i n ≤≤- j 01j m ≤≤-n 个进程中的每一个进程对m 类资源的分配量,上式表示进程i 已分配到第j 类资源的数目为k 。

(4)需求矩阵Need :[,]Need i j k = 式中: i 01i n ≤≤- j 01j m ≤≤-n 个进程中的每一个进程对m 类资源的需求量,上式表示进程i 对第j 类资源的需求量为k 个。

(5)三个矩阵间的关系[,][,][,]Need i j Max i j Allocation i j =-2、银行家算法设Re i quest 是进程i P 的请求向量,如果Re []i quest j k =,当i P 发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查。

(1)如果Re [][,]i quest 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Re [][]i quest j Available j ≤便转向步骤(3),否则表示尚无足够资源,i P 须等待。

(3)系统试探着把资源分配给进程i P ,并修改下面的数据结构中的值:[][]Re []i Availabel j Availabel j quest j =- [,][,]R e [i A l l o c a t i o n i jA l l o c a t i o n i j q u e s t j=+ [,][,]Re []i Need i j Need i j quest 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。

银行家算法例题详解

银行家算法例题详解

银行家算法例题详解银行家算法是一种资源分配算法,用于避免死锁并确保系统中的所有进程能够顺利完成任务。

它最初由银行家提出,并应用于操作系统中。

在银行家算法中,系统有一定数量的资源,包括进程所需的资源以及可供分配的资源。

每个进程都会向系统请求资源,系统会检查该请求是否能够满足,并采取相应的措施。

下面以一个例题来详细解释银行家算法的工作原理:假设有3个进程P1,P2和P3,以及4种资源A,B,C和D。

它们的资源需求和可用资源如下表所示:进程 Max需求已分配需求可用P1 7,5,3,2 0,1,0,0 7,4,3,1 3,3,2,2P2 3,2,2,1 2,0,0,0 1,2,2,1P3 9,0,2,2 3,0,2,2 6,0,0,0首先,我们需要计算每个进程的需求和已分配资源之间的差异。

这可以通过需求矩阵和分配矩阵的减法来实现。

例如,对于P1进程,需求矩阵减去分配矩阵得到需求矩阵:需求矩阵P1 = Max矩阵P1 - 分配矩阵P1 = 7,5,3,2 - 0,1,0,0 = 7,4,3,2接下来,我们需要检查是否存在一个安全序列,即一个进程执行顺序,使得每个进程能够顺利完成任务。

安全序列的判断基于两个条件:1. 对于每个进程i,需求矩阵的第i行的每个元素都小于等于可用资源的对应元素。

2. 如果进程i的需求矩阵的第i行的每个元素都小于等于可用资源的对应元素,那么将进程i的已分配资源加到可用资源中,再继续判断下一个进程。

根据上述条件,我们可以开始判断是否存在安全序列:1. 首先,我们看到P1的需求矩阵的第一行的每个元素都小于等于可用资源的对应元素。

因此,我们将P1的已分配资源加到可用资源中,可用资源现在变为6,5,3,2。

2. 接下来,我们看到P2的需求矩阵的第二行的每个元素都小于等于可用资源的对应元素。

因此,我们将P2的已分配资源加到可用资源中,可用资源现在变为7,5,3,2。

3. 最后,我们看到P3的需求矩阵的第三行的每个元素都小于等于可用资源的对应元素。

银行家算法结果分析与实验心得

银行家算法结果分析与实验心得

银行家算法结果分析与实验心得银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法,用于分配有限的可用资源给多个进程或线程以避免死锁并保证安全性。

它是由银行家提出的一种资源分配算法,主要用于操作系统中的进程管理。

下面是我对银行家算法的结果分析与实验心得:1. 结果分析银行家算法的运行结果主要包括两个方面:是否发生死锁和是否保证资源安全性。

首先,通过实验可以发现,银行家算法能够有效地避免死锁的发生。

当系统中某个进程或线程请求资源时,如果系统可用的资源数量无法满足其需求,银行家算法会判断该请求是否会导致死锁的发生,如果是则拒绝该请求,直到系统可用的资源满足该请求为止。

其次,银行家算法能够保证资源的安全性。

在银行家算法中,每一个进程或线程有一个最大资源需求量和已分配资源量,系统有一个可用资源量和已分配资源量,银行家算法通过计算当前可用资源量是否能够满足某个进程或线程的资源需求来判断是否能够分配资源给该进程或线程。

在分配之前,会先对资源的状态进行检查,如果分配该资源将使系统处于不安全状态,则不能分配。

2. 实验心得在实验中,我使用了一些简单的示例来演示银行家算法的应用,例如汽车工厂生产线、餐厅就餐服务等。

在实验过程中,我发现银行家算法的确可以有效避免死锁的发生,而且能够保证资源的安全性。

但是,在实际应用中,由于每个进程或线程的资源需求量和已分配资源量的变化是动态的,因此需要不断地进行资源状态检查和更新,这会增加一定的系统开销,降低系统的性能。

另外,银行家算法也有一些局限性,如它只适用于静态资源分配问题,即资源需求量和可用资源量都是固定的,而且每个进程或线程的最大需求量必须在分配资源前就知道。

如果资源需求量和可用资源量是动态变化的,银行家算法就无法满足需求,因此需要采用其他的算法来解决这类问题。

总之,银行家算法是一种很有用的资源分配算法,它可以有效避免死锁的发生,保证资源的安全性,但在实际应用中需要根据具体情况来选择合适的算法。

操作系统课程设计银行家算法参考

3 课程设计三银行家算法(参考1)1设计目的(1)了解多道程序系统中,多个进程并发执行的资源分配。

(2)掌握死锁产生的原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。

(3)掌握预防死锁的方法,系统安全状态的基本概念。

(4)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。

(5)理解避免死锁在当前计算机系统不常使用的原因。

2.算法描述Dijkstra(1965年)提出了一种能够避免死锁的调度方法,称为银行家算法,它的模型基于一个小城镇的银行家,现将该算法描述如下:假定一个银行家拥有资金,数量为Σ,被N个客户共享。

银行家对客户提出下列约束条件:(1)每个客户必须预先说明自已所要求的最大资金量;(2)每个客户每次提出部分资金量申请各获得分配;(3)如果银行满足了客户对资金的最大需求量,那么,客户在资金动作后,应在有限时间内全部归还银行。

只要每个客户遵守上述约束,银行家将保证做到:若一个客户所要求的最大资金量不超过Σ,则银行一定接纳该客户,并可处理他的资金需求;银行在收到一个客户的资金申请时,可能因资金不足而让客户等待,但保证在有限时间内让客户获得资金。

在银行家算法中,客户可看做进程,资金可看做资源,银行家可看做操作系统。

3. 环境操作系统Windows XP SP2,开发工具VC++6.0或者BCB6.0。

4 功能模块说明1.银行家所能够提供的资源typedef struct node{int a;int b;int c;int remain_a;int remain_b;int remain_c;}bank;2.进程所占用的资源typedef struct node1{char name[20];int a;int b;int c;int need_a;int need_b;int need_c;}process;main()函数:完成对系统运行环境的初始化,定义了简单的选择菜单,调用各功能函数。

银行家算法及例题

银行家算法的主要思想是什么?他能够解决死锁问题吗?
银行家算法是避免死锁的一种方法,主要思想是:允许进程动态的申请资源,系统在每次实施资源分配之前,先计算资源分配的安全性,若此次资源分配安全(即资源分配后系统能按照某种顺序来为每个进程分配所需资源,直至最大需求,使个进程都可以顺利的完成),变将资源分配给进程,否则不分配资源,让进程等待。

银行家算法具有较好的理论意义但实际中很难实施,主要原因是:难以预测获得进程申请的最大资源,运行过程中进程的个数是不断变化的,所以银行家算法难以解决实际中的死锁问题。

例题:
若系统运行中出现如图所示的资源分配情况,该系统是否安全?如果进程P2此时申请资源(1,,2,2,2)系统能否把资源分配给他?为什么?
解答:首先检查是否存在安全序列
可先进性预分配,如果存在一个能够运行下去的寻列就说明是存在安全序列可以分配的。

预分配表如下:。

银行家算法实验报告

银行家算法实验报告引言:在计算机科学领域,由于资源的有限性,进程资源分配问题一直备受关注。

而银行家算法被广泛应用于操作系统中,用于确保资源的安全分配。

本文旨在介绍银行家算法的原理和应用,并通过实验报告来验证该算法的有效性和可行性。

1. 银行家算法简介银行家算法是由美国学者Dijkstra提出的一种资源分配和避免死锁的算法。

其基本思想是通过银行家的原则来避免系统陷入死锁状态,保证资源分配的安全性和可行性。

银行家算法适用于具有多个进程和多个资源的并发系统中。

2. 银行家算法原理银行家算法基于两个重要的概念:安全性和可分配性。

安全性表示在系统当前状态下,是否存在一种资源分配序列可以使系统避免死锁状态。

可分配性表示系统是否能够满足进程对资源的请求。

银行家算法的实现需要以下几个关键步骤:(1) 初始化:对每个进程设置最大需求量、已分配资源量和需求资源量。

(2) 效验:判断系统当前状态下资源是否满足所有进程的需求,即判断系统是否处于安全状态。

(3) 分配:若系统处于安全状态,则根据某种资源分配策略,为进程分配资源。

(4) 请求:进程请求资源。

(5) 回收:进程释放资源。

3. 银行家算法的实验验证为了验证银行家算法的有效性和可行性,我们设置了一个简单的实验环境,模拟一个有限的资源系统,包含3个进程和3种不同类型的资源。

实验过程如下:(1) 初始化:对每个进程设置最大需求量、已分配资源量和需求资源量。

设置3个进程的最大需求量分别为{5, 4, 3},已分配资源量分别为{1, 2, 2},需求资源量分别为{3, 2, 0}。

(2) 效验:判断系统当前状态下资源是否满足所有进程的需求。

经过实验验证,我们发现系统当前状态下资源无法满足进程2的资源需求。

为了保证系统的安全性和避免死锁,根据银行家算法原理,我们将不满足资源需求的进程2暂停,并回滚到初始状态。

重新调整资源分配后,系统进入了安全状态。

(3) 分配:为进程1和进程3分配资源。

银行家算法例题具体步骤

银行家算法例题具体步骤
银行家算法是一种避免死锁的著名算法,主要应用于避免操作系统中的死锁问题。

以下是使用银行家算法解决死锁问题的一个具体例子:假设系统中有三种类型的资源(A、B、C)和五个进程(P1,P2,P3,P4,P5),A资源的数量是17,B资源的数量是6,C资源的数量为19。

首先,我们需要确定各进程对各类资源的最大需求量。

在这个例子中,我们已经知道P1需要(0、0、6),P2需要(1、0、0),P3需要(0、1、2),P4需要(3、4、7),P5需要(0、3、5)。

然后,我们需要计算每个进程已分配的资源向量和当前资源剩余向量。

这些向量通常可以通过系统当前的资源分配情况进行计算。

接下来,我们需要判断系统当前是否处于安全状态。

如果系统处于安全状态,则意味着系统能够满足所有进程的请求而不会发生死锁。

否则,系统处于不安全状态,需要采取措施避免死锁的发生。

具体来说,我们可以使用银行家算法来计算安全序列。

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。

在这个例子中,存在一个安全序列:P1-P3-P2-P4-P5。

这意味着按照这个序列执行进程是安全的,不会发生死锁。

如果系统处于不安全状态,则需要重新调整资源分配或者采取其他措施来避免死锁的发生。

需要注意的是,银行家算法是一种理论上的算法,实际应用中还需要
考虑其他因素,比如资源的动态分配和请求的实时性等。

因此,在实际应用中需要根据具体情况进行调整和改进。

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3. 银行家算法的代码
#include<stdio.h> #include <stdlib.h>
#define m 3 #define n 5 main() { int test(int av[], int ned[], int all[]); int available[m] = { 0, 0, 0 }, need[n][m]; int allocatition[n][m] = { { 0, 1, 0 }, { 2, 0, 0, }, { 3, 0, 3 }, { 2, 1, 1 }, { 0, 0, 2 } }; int i, j, g = 1; int finish[n] = { 0, 0, 0, 0 }; system("cls"); //clrscr(); printf("Please input the need resource data\n"); for (i = 0; i < n; i++) { for (j = 0; j < m; j++) scanf("%d", &need[i][j]); } j = 0; do { for (i = 0; i < n; i++) if (finish[i] == 0 && test(need[i], available, allocatition[i])) finish[i] = l; j++; } while (j < n); for (i = 0; i < n; i++) g = g&&finish[i]; if (g) printf("safe state"); else printf("not safe state"); } int test(int nd[], int av[], int all[]) { int z = 0; int i; for (i = 0; i < m;i++) if (nd[i]>av[i]) break; if (i == m) z = 1; if (z == 1)
8、实验思考题作答: □A 正确 □B 基本正确 □C 不够正确 □D 非常不正确
综合成绩评定:
指导教师签字:
备注:
深 圳 大 学 实目名称:
VI 编辑器编写银行家算法
学院:
师 范 学 院
专业:
教 育 技 术
指导教师:



报告人: 黄韵豪 学号: 2011122126 班级: 11 级教育技术
实验时间:
2013-12-23
实验报告提交时间:
2013-12-26
教 务 处 制
1. Vi 编辑器初步的知识 Vi 是 Visual interface 的简称,它可以执行输出、删除、查找、替换、块操作等众多文本操 作 用户可以根据自己的需要对 Vi 进行定制,这是其他编辑程序所没有的。 Vi 不是一个排版程序,它不像 WORD 或 WPS 那样可以对字体、格式、段落等其他属性进 行编排,它只是一个文本编辑程序。 Vi 是全屏幕文本编辑器,它没有菜单,只有命令。 2. Vi 编辑器进入的方式 在系统提示符后输入 Vi 和想要编辑(或建立)的文件名,便可进入 Vi 如果只输入 Vi,而不带文件名,也可以进入 Vi
for (i = 0; i <= m; i++) av[i] = av[i] + all[i]; return(z); }
4. 输入数据并测试
结果:not safe
六、实验过程说明
1. 首先复习了 VI 编辑器的基础知识 2. 然后开始介绍银行家算法基本的思想 3. 输入数据并验证
成绩评定:
1、实验态度: □A 认真 2、实验预习: □A 充分 3、实验过程: □A 规范 □B 比较规范 □C 不够规范 □D 非常不规范 □B 比较充分 □C 不够充分 □D 非常不充分 □B 比较认真 □C 不够认真 □D 非常不认真
4、实验结果完整性是否符合要求: □A 符合 □B 基本符合 □C 不够符合 □D 非常不符合
5、实验结果技术参数准确性: □A 准确 □B 基本准确 □C 不够准确 □D 非常不准确
6、实验结果艺术创意: □A 有创意 7、实验报告撰写: □A 规范 □B 比较规范 □C 不够规范 □D 非常不规范 □B 较有创意 □C 不够有创意 □D 无创意
一、实验目的 1. 掌握如何使用 Vi 编辑器编写程序 2. 实验操作系统中银行家算法问题 二、实验设备 1.VMware 虚拟机 2. Linux Ubuntu 平台 三、预习要求 1. Linux 的命令 2. VI 编辑器的基本知识 3. Gcc 编译器的初步了解 4. 银行家算法的理论 四、实验内容及步骤
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