银行家算法报告
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。
银行家算法实验报告
银行家算法实验报告银行家算法实验报告引言：在计算机科学领域中，银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法。
它是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·迪科斯彻在1965年提出的。
银行家算法通过合理的资源分配和安全性检查，确保系统中的进程能够安全地执行，避免了资源竞争和死锁的发生。
本篇文章将详细介绍银行家算法的原理、实验设计和结果分析。
一、银行家算法的原理银行家算法基于资源的最大需求和可用性进行资源分配。
它将系统中的资源分为若干类别，并为每个类别分配一个初始数量。
当进程请求资源时，银行家算法会检查该请求是否能够满足，如果满足则分配资源，否则将进程置于等待状态。
算法的核心思想是避免分配资源后导致系统无法满足其他进程的资源需求，从而避免死锁的发生。
二、实验设计为了验证银行家算法的有效性，我们设计了一个模拟实验。
实验中，我们创建了一个包含多个进程和资源的系统，并模拟了进程对资源的请求和释放。
每个进程都有自己的资源需求和最大需求量，系统中的资源总量也是有限的。
首先，我们初始化系统的资源数量和每个进程的最大需求量。
然后，模拟进程的请求和释放过程。
当一个进程请求资源时，银行家算法会检查该请求是否能够满足，如果满足则分配资源，否则将进程置于等待状态。
当一个进程释放资源时，系统将回收该资源并重新分配给其他进程。
实验的关键是设计合理的资源分配策略和进程请求顺序，以模拟不同的场景。
我们通过调整进程的最大需求量和资源数量，观察系统的运行情况和死锁的发生情况。
三、实验结果分析通过多次实验，我们得出了以下结论：1. 资源数量的合理分配对避免死锁非常重要。
如果资源数量过少，无法满足进程的最大需求量，系统容易发生死锁。
如果资源数量过多，系统的资源利用率低，效率低下。
因此，需要根据系统的实际需求合理分配资源数量。
2. 进程的最大需求量与资源数量的关系也是影响死锁的重要因素。
当进程的最大需求量超过系统资源数量的一半时，系统容易发生死锁。
民大-银行家算法-操作系统实验报告
银行家算法实验报告一、实验题目为了了解系统的资源分配情况，假定系统的任何一种资源在任一种资源在任意时刻只能被一个进程使用。
任何进程已经占用的资源只能由进程自己释放，而不能任由其他进程抢占。
当进程申请的资源不能满足时，必须等待。
因此，只要资源分配算法能保证进程的资源请求，且不出现循环等待，则系统不会出现死锁。
而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、实验要求要求编写系统进行资源调度的程序，模拟进程的资源分配算法，了解死锁的产生和避免的办法。
一个是随机动态地进行资源分配的模拟程序，即只要系统当前剩余资源满足进程的当前要求，就立即将资源分配给进程，以观察死锁产生情况；一个是采用银行家算法，有效地避免死锁的产生。
要求用银行家算法和随机算法实现资源分配。
1.设计3-4个并发进程，共享系统的10个同类不可抢占的资源。
各进程动态进行资源的申请和释放。
2.用银行家算法和随机算法分别设计一个资源分配程序，运行这两个程序，观察系统运行情况，并对系统运行的每一步情况进行显示。
二、总的设计思想及语言环境、工具等1.算法设计思路银行家算法又称“资源分配拒绝”法，其基本思想是，系统中的所有进程放入进程集合，在安全状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他，现在系统将剩下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比较，找出剩余资源能满足最大需求量的进程，从而保证进程运行完成后还回全部资源。
这时系统将该进程从进程集合中将其清除。
此时系统中的资源就更多了。
反复执行上面的步骤，最后检查进程的集合为空时就表明本次申请可行，系统处于安全状态，可以实施本次分配，否则，只要进程集合非空，系统便处于不安全状态，本次不能分配给他，请进程等待。
2.语言环境、工具计算机基本配置要求：操作系统：WIN 98/2000/XP/2003 等Windows平台内存：256MB及以上主存64KB（Memory）（以KB为单位分配）开发语言：Visual C++ 6.0四、数据结构与模块说明（功能与框图）五、源程序（指导老师验收通过）#include<string.h>#include<iostream.h>#define FALSE 0#define TRUE 1#define W 10 //最大进程数W=10#define R 20 //最大资源总数R=20int M ;int N ;int ALL_RESOURCE[W];int AVAILABLE[R]; //可利用资源向量int MAX[W][R]; //最大需求矩阵int ALLOCATION[W][R]; //分配矩阵int NEED[W][R]; //需求矩阵int Request[R]; //进程请求向量void inputdata(); //数据输入void showdata(); //数据显示void changdata(int k);//进程请求资源数据改变void restoredata(int k); //数据恢复int chksec(int s); //系统安全性的检测int chkmax(int s); //检测最大需求void bank(); //检测分配的资源是否合理void main(){ int i,j;inputdata();for(i=0;i<M;i++){ j=chksec(i);if (j==0) break;}if (i>=M)cout<<"错误提示：经安全性检查发现，系统的初始状态不安全\n"<<endl;else{ cout<<"提示：经安全性检查发现，系统的初始状态安全！"<<endl;bank();}}void inputdata(){ int i=0,j=0,p;cout<<"请输入总进程数:"<<endl;do{cin>>M;if (M>W) cout<<endl<<"总进程数超过了程序允许的最大进程数，请重新输入:"<<endl;}while (M>W);cout<<endl;cout<<"请输入资源的种类数:"<<endl;do {cin>>N;if (N>R)cout<<endl<<"资源的种类数超过了程序允许的最大资源种类数，请重新输入:"<<endl; }while (N>R);cout<<endl;cout<<"请依次输入各类资源的总数量，即设置向量all_resource:"<<endl;for(i=0;i<N;i++) cin>>ALL_RESOURCE[i];cout<<endl;cout<<"请依次输入各进程所需要的最大资源数量，即设置矩阵max:"<<endl;for (i=0;i<M;i++){for (j=0;j<N;j++){do { cin>>MAX[i][j];if (MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j])cout<<endl<<"该最大资源数量超过了声明的该资源总数,请重新输入:"<<endl; }while (MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j]);}}cout<<endl;cout<<"请依次输入各进程已经占据的各类资源数量，即设置矩阵allocation:"<<endl;for (i=0;i<M;i++){for (j=0;j<N;j++){do{ cin>>ALLOCATION[i][j];if (ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j])cout<<endl<<"已占有的资源数量超过了声明的最大资源数量,请重新输入:"<<endl;}while (ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j]);}}cout<<endl;for (i=0;i<M;i++)for(j=0;j<N;j++)NEED[i][j]=MAX[i][j]-ALLOCATION[i][j];for (j=0;j<N;j++){ p=ALL_RESOURCE[j];for (i=0;i<M;i++){ p=p-ALLOCATION[i][j];AVAILABLE[j]=p;if(AVAILABLE[j]<0)AVAILABLE[j]=0;}}}void showdata(){ int i,j;cout<<"各种资源的总数量，即向量all_resource为:"<<endl;cout<<" ";for (j=0;j<N;j++)cout<<" 资源"<<j<<": "<<ALL_RESOURCE[j];cout<<endl<<endl;cout<<"当前系统中各类资源的可用数量，即向量available为:"<<endl; cout<<" ";for (j=0;j<N;j++)cout<<" 资源"<<j<<": "<<AVAILABLE[j];cout<<endl<<endl;cout<<"各进程还需要的资源数量，即矩阵need为:"<<endl<<endl;for (i=0;i<M;i++){ cout<<"进程P"<<i<<": ";for (j=0;j<N;j++)cout<<NEED[i][j]<<" ";cout<<endl;}cout<<endl;cout<<"各进程已经得到的资源量，即矩阵allocation为: "<<endl<<endl;for (i=0;i<M;i++){ cout<<"进程P"<<i<<": ";for (j=0;j<N;j++)cout<<ALLOCATION[i][j]<<" ";cout<<endl;} cout<<endl;}void changdata(int k){ int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}void restoredata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){ AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];}}int chksec(int s){int WORK,FINISH[W];int i,j,k=0;for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE;for(j=0;j<N;j++){ WORK=AVAILABLE[j];i=s;do{ if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK){WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];FINISH[i]=TRUE;i=0;}else{ i++;}}while(i<M);for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){ return 1;}} return 0;}int chkmax(int s){ int j,flag=0;for(j=0;j<N;j++){if (MAX[s][j]==ALLOCATION[s][j]){ flag=1;AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+MAX[s][j];MAX[s][j]=0;}} return flag;}c{int i=0,j=0;char flag='Y';while(flag=='Y'||flag=='y'){i=-1;while(i<0||i>=M){ cout<<"请输入需申请资源的进程号（从P0到P"<<M-1<<"，否则重新输入!）:"; cout<<"p";cin>>i;if(i<0||i>=M)cout<<"输入的进程号不存在，重新输入!"<<endl;}cout<<"请输入进程P"<<i<<"申请的资源数:"<<endl;for (j=0;j<N;j++){ cout<<" 资源"<<j<<": ";cin>>Request[j];if(Request[j]>NEED[i][j]){ cout<<"进程P"<<i<<"申请的资源数大于进程P"<<i<<"还需要"<<j<<"类资源的资源量!";cout<<"申请不合理，出错!请重新选择!"<<endl<<endl;flag='N';break;}else{ if(Request[j]>AVAILABLE[j]){ cout<<"进程P"<<i<<"申请的资源数大于系统可用"<<j<<"类资源的资源量!";cout<<"申请不合理，出错!请重新选择!"<<endl<<endl;flag='N';break;}}}if(flag=='Y'||flag=='y'){ changdata(i);if(chksec(i)){ cout<<endl;cout<<"该分配会导致系统不安全本次资源申请不成功，不予分配"<<endl;cout<<endl;restoredata(i);}else{ cout<<endl;cout<<"经安全性检查，系统安全，本次分配成功，且资源分配状况如下所示："<<endl;cout<<endl;showdata();if(chkmax(i)){cout<<"在资源分配成功之后，由于该进程所需的某些资源的最大需求量已经满足，"<<endl;cout<<"因此在进程结束后系统将回收这些资源！"<<endl;cout<<"在资源收回之后，各进程的资源需求和分配情况如下所示："<<endl;showdata();}}}cout<<endl;cout<<" 是否继续银行家算法演示,按'Y'或'y'键继续,按'N'或'n'键退出演示: ";cin>>flag; }}六、运行结果分析1.输入进程数、资源种类数、各类资源总数量、各进程所需要的最大资源数量、各进程所已经占据的各类资源数量2.经安全性检验，系统状态安全，进程P0申请资源3.经安全性检验，系统状态安全，进程P0获得所申请资源4.进程P3申请资源5.经安全性检验，系统状态安全，进程P3获得所申请资源6.进程P1申请资源7.经安全性检验，系统状态安全，进程P1获得所申请资源8.进程P2申请资源9.经安全性检验，系统状态安全，进程P2获得所申请资源5.进程P1申请资源6.经安全性检验，系统状态安全，进程P1获得所申请资源七、总结这次实验中我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
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。
银行家算法操作系统实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除银行家算法操作系统实验报告篇一：计算机操作系统银行家算法实验报告计算机操作系统实验报告一、实验名称：银行家算法二、实验目的：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，通过编写一个简单的银行家算法程序，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
三、问题分析与设计：1、算法思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求是否大于需要的，是否大于可利用的。
若请求合法，则进行预分配，对分配后的状态调用安全性算法进行检查。
若安全，则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。
2、银行家算法步骤：（1）如果Requesti＜or=need,则转向步骤(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Request＜or=Available,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。
（3）系统试探把要求的资源分配给进程pi,并修改下面数据结构中的数值：Available=Available-Request[i];Allocation=Allocation+Request;need=need-Request;(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。
3、安全性算法步骤：（1）设置两个向量①工作向量work。
它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，work=Allocation;②布尔向量Finish。
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，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]=false②need 如找到，执行步骤（3）；否则，执行步骤（4）。
（3）当进程p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=work+Allocation;Finish[i]=true;转向步骤（2）。
实验二：银行家算法实验报告书
淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《操作系统原理A》题目：银行家算法班级：学号：姓名：操作系统原理实验——银行家算法实验报告1目的与要求:1）本实验目的是通过使用银行家算法实现系统资源的分配和安全性检查模拟，提高学生对操作系统资源分配功能的深刻理解，并培养学生对操作系统开发的兴趣与应用能力；2）实验前必须认真阅读和理解银行家算法的基本原理和实现方法；3）独立使用C或VC++编程语言编写银行家算法模拟程序；4）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（编写、调试算法程序，提交程序清单及相关实验数据与运行结果）5）于2015年5月10日以前提交本次实验报告（含电子和纸质报告，由学习委员以班为单位统一打包提交）。
2 实验内容或题目1）设计五个进程{P0，P1，P2，P3，P4}共享三类资源{A，B，C}的系统，{A，B，C}的资源总数量分别为10，5，7。
（参考书上用例）2）并行进程可动态地申请资源和释放资源（程序交互输入申请或释放资源数量），系统按各进程的申请动态地分配资源。
3）每当进程动态申请资源或释放资源时，模拟程序应能及时显示或打印各个进程在此时刻的资源分配表、系统可用资源量和安全序列等资源分配信息和安全检查信息。
4）本次实验内容（项目）的详细说明以及要求请参见实验指导书。
3 实验步骤与源程序#include<string.h>#include<stdio.h>#define M 5 //定义进程数#define N 3 //定义资源数 s#define False 0#define True 1int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; //每个进程对每类资源的最大需求int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};// 系统已分配资源int Avaliable[3]={3,3,2}; //系统可利用资源int Need[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};//还需要资源int Request[3];void showdata()//显示资源矩阵{int i,j;printf("系统目前可利用的资源数量:\n A,B,C\n"); printf("resouce: ");for (j=0;j<N;j++)printf("%d,",Avaliable[j]);//输出分配资源printf("\n");printf("各进程的资源需求:\n");for (i=0;i<M;i++){printf("pr%d: ",i);for (j=0;j<N;j++){printf("%d,",Max[i][j]);//输出最大需求资源数}printf("\n");}printf("各进程得到资源:\n");for (i=0;i<M;i++){printf("pr%d: ",i);for(j=0;j<N;j++)printf("%d,",Allocation[i][j]);//输出已分配资源数printf("\n");}printf("各进程还需求资源:\n");for (i=0;i<M;i++){printf("pr%d: ",i);for(j=0;j<N;j++)printf("%d,",Need[i][j]);//输出还需要资源数printf("\n");}}void release(int i)//判断是否安全，若不安全则释放第j类资源{int j;for (j=0;j<N;j++){Avaliable[j]=Avaliable[j]+Request[j];Allocation[i][j]=Allocation[i][j]-Request[j];Need[i][j]=Need[i][j]+Request[j];}}void distribute(int i)//若符合条件则对第j类资源进行分配{int j;for (j=0;j<M;j++){Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j];Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];}}void safeAlgorithm()//安全性算法{int Work[3],Finish[M]={0},result[M],run;/* work：表示系统可提供给进程继续运行的所需的各类资源数目finish：表示系统是否有足够的资源分配给进程result用来存放依次执行成功的线程*/int i,j,k=0,m,demand;for(i=0;i<3;i++){Work[i]=Avaliable[i]; //开始的时候work=available}for(i=0;i<M;i++){demand=0;for(j=0;j<N;j++){if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){ demand++;if(demand==3)//只有ABC三类资源都满足才把相应的线程记入数组result中{for(m=0;m<N;m++)Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//重新分配第i 类线程的当前可利用资源Finish[i]=True;result[k]=i;i=-1;k++;}}elseif(Finish[i]==False){if(i==M-1){printf("系统不安全\n");//如果不成功，输出系统不安全run=False;}break;}}printf("系统资源分配成功!");//如果安全，输出成功printf("分配的序列:\n");for(i=0;i<M;i++)//输出运行进程数{printf("pr%d ",result[i]);}}void bankerAlgorithm()//利用银行家算法对申请资源对进行判定{int i,j,OK=1,run=True;printf("\n请输入第一个要求分配的资源进程号从(0 to 4):");scanf("%d",&i);//输入须申请的资源号printf("请输入进程 %d 申请的资源:\n",i);for(j=0;j<3;j++){printf("第 %d 个资源:",j+1);scanf("%d",&Request[j]);//输入需要申请的资源}for (j=0;j<N;j++){if(Request[j]>Need[i][j])//判断申请是否大于需求，若大于则出错{printf("进程%d 申请的资源大于它需要的资源",i);printf(" error!\n");OK=0;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{printf("进程 %d 申请的资源大于当前可利用资源",i);printf(" error!\n");OK=0;break;}}}if(OK==1) //若都符合条件，则进行分配{distribute(i); //根据进程请求分配资源showdata(); //显示变换后的资源safeAlgorithm(); //通过安全算法判断该序列是否安if(run==False) //若不安全，则进行释放第I类资源release(i);}}}void main()//主函数{int choice;showdata();safeAlgorithm();do{ printf("\n输入接下来你要进行的操作1：分配资源 2:显示资源否则按任意键退出");scanf("%d",&choice);switch(choice){ case 1: bankerAlgorithm(); break;case 2: showdata(); break;default: break;}}while((choice==1)||(choice==2));}4 测试数据与实验结果（可以抓图粘贴）5 结果分析与实验体会（学生自己填写）2. 版面格式：（1）各级标题：黑体，小四，段前/段后：6磅（2）正文内容：宋体、五号，行间距1.25倍；（3）程序代码：宋体、五号，单倍行间距；（4）A4纸，上、下、左、右边距：2厘米注：蓝色字体部分为注释，正式报告中将其删除。
银行家算法实验报告
银行家算法实验报告 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】计算机操作系统实验报告一、实验名称：银行家算法二、实验目的：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，通过编写一个简单的银行家算法程序，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
三、问题分析与设计：1、算法思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求是否大于需要的，是否大于可利用的。
若请求合法，则进行预分配，对分配后的状态调用安全性算法进行检查。
若安全，则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。
2、银行家算法步骤：（1）如果Requesti＜or =Need,则转向步骤(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Request＜or=Available,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。
（3）系统试探把要求的资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值：Available=Available-Request[i];Allocation=Allocation+Request;Need=Need-Request;(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。
3、安全性算法步骤：（1）设置两个向量①工作向量Work。
它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，Work=Allocation;②布尔向量Finish。
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，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]=false②Need<or=Work如找到，执行步骤（3）；否则，执行步骤（4）。
（3）当进程P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=Work+Allocation;Finish[i]=true;转向步骤（2）。
银行家算法实验报告
银行家算法实验报告实验目的：了解和掌握银行家算法，进一步熟悉进程和如何避免死锁。
实验内容：1、主要程序结构(a)resource allocation algorithm如果要求的资源量+占有的资源总的资源需求量可以carry out allocation(b) test for safety algorithm注：《--- 》中的内容为未具体写明但说明其功能的程序段bool safe(struct state new ){bool possible = true,found=false;process rest[n];//正在执行的进程号int p=n;// 正在执行的进程数量int currentavail[m];//可用资源的一个副本《---为rest和currentavail赋值---》while(possible==true&&p>0){int g=0;《---寻找可以执行完成的进程---》if(found==true){int c=0;《---假设可以执行完的进程以完成，及currentavail[*]=currentavail[*]+new.alloc[g][*];---》rest[g] = -1;--p;found =false;}else{possible=false;}}return possible;}2、实验步骤1）设计结构体#ifndef STATE_H_#define m 3#define n 5struct state{int resource[m];int available[m];int claim[n][m];int alloc[n][m];} ;#define STATE_H_#endif /* STATE_H_ */2）设计实现程序的结构的具体程序Safe算法的具体代码bool safe(struct state new ){bool possible = true,found=false;process rest[n]; //正在执行的进程号int f=0,p=n;// 正在执行的进程数量do{rest[f]=f;++f;}while(f<n);int currentavail[m]; //可用资源的一个副本int i=0;do{currentavail[i]=new.available[i];++i;}while(i<m);while(possible==true&&p>0){int g=0;/*------------------寻找可以执行完成的进程------------------------------------------*/ while(g<n){int h = 0;/*while(h<m){if((new.claim[g][h]-new.alloc[g][h])<=currentavail[h]&&rest[g]!=(-1)){if(h==m-1){found=true;}}++h;}if(found==true)break;++g;}/*-------------------------------------------------------------------------------------*/ if(found==true){int c=0;while(c<m){currentavail[c]=currentavail[c]+new.alloc[g][c];c++;}rest[g] = -1;--p;found =false;}else{possible=false;}}return possible;}实验代码：/*============================================================================ Name : pre.cAuthor :Version :Copyright : Your copyright noticeDescription : Hello World in C, Ansi-style============================================================================ */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include"state.h"#define bool int#define process int#define false 0#define true 1int main(void) {bool alloc(int,int[],struct state );struct state sta1={{10,5,7},{3,3,2},{{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}},{{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}}};int request[m];int k=0;while(k>=0){puts("输入要改变资源的进程号");scanf("%d",&k);puts("输入要改变的资源");int i =0;while(i<m){scanf("%d",&request[i]);i++;}if(alloc(k,request,sta1)==true){i=0;puts("输出个进程占用的资源");while(i<n){int j=0;printf("%d ",i);while(j<m){if(i==k){sta1.alloc[k][j]=request[j]+sta1.alloc[k][j];sta1.available[j]=sta1.available[j]-request[j];}printf("%d ",sta1.alloc[i][j]);j++;}printf("\n");++i;}}puts("银行家算法");}return 0;}bool alloc(int l,int request[m],struct state nest){bool safe(struct state news);bool t = false;int i=0;while(i<m){if(nest.alloc[l][i]+request[i]>nest.claim[l][i]){puts("!!resource request error!!");return false;}else if(request[i]>nest.available[i]){puts("suspend process");return false;}else{if(i==m-1){int f=0;while(f<m){nest.alloc[l][f]=nest.alloc[l][f]+request[f];nest.available[f]=nest.available[f]-request[f];f++;}if(safe(nest)==true){t=true;}else{puts(" no safe suspend process");t=false;}}}i++;}return t;}bool safe(struct state new ){bool possible = true,found=false;process rest[n];int f=0,p=n;do{rest[f]=f;++f;}while(f<n);int currentavail[m];int i=0;do{currentavail[i]=new.available[i];++i;}while(i<m);while(possible==true&&p>0){int g=0;while(g<n){int h = 0;while(h<m&&(new.claim[g][h]-new.alloc[g][h])<=currentavail[h]&&rest[g]!=(-1)){if(h==m-1){found=true;}++h;}if(found==true)break;++g;}if(found==true){int c=0;while(c<m){currentavail[c]=currentavail[c]+new.alloc[g][c];c++;}rest[g] = -1;--p;found =false;}else{possible=false;}}return possible;}。
操作系统银行家算法实验报告
操作系统银行家算法实验报告操作系统银行家算法实验报告引言：操作系统是计算机科学中的一个重要领域，它负责管理计算机的硬件和软件资源，以提供良好的用户体验。
在操作系统中，银行家算法是一种重要的资源分配和调度算法，它可以确保系统中的进程安全地访问资源，避免死锁的发生。
本实验旨在通过实践运用银行家算法，深入理解其原理和应用。
实验目的：1. 理解银行家算法的基本原理；2. 掌握银行家算法的实现方法；3. 分析银行家算法在资源管理中的应用。
实验过程：1. 实验环境的搭建在本次实验中，我们使用了一台运行Windows操作系统的计算机，并安装了Java开发环境。
同时，我们使用了一个模拟的资源管理系统，以便更好地理解和实践银行家算法。
2. 银行家算法的原理银行家算法是通过对系统中的资源进行合理分配，以避免死锁的发生。
它基于以下几个假设：- 每个进程对资源的最大需求量是已知的；- 系统中的资源数量是有限的；- 进程在请求资源时必须先声明其最大需求量；- 进程在释放资源后，不能再重新请求。
3. 银行家算法的实现银行家算法的实现主要包括以下几个步骤：- 初始化：获取系统中的资源总量和每个进程的最大需求量；- 安全性检查：通过模拟分配资源并检查系统是否处于安全状态，以确定是否可以满足进程的资源请求；- 资源分配：根据安全性检查的结果，决定是否分配资源给进程。
4. 银行家算法的应用银行家算法在实际应用中具有广泛的用途，尤其是在多任务操作系统中。
它可以用于资源的分配和调度，以确保系统中的进程能够安全地访问资源，避免死锁的发生。
结论：通过本次实验，我们深入了解了银行家算法的原理和应用。
银行家算法作为一种重要的资源管理和调度算法，可以有效地避免死锁的发生，提高系统的可靠性和稳定性。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究操作系统相关的算法和原理，以提升自己在该领域的专业能力。
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。
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成绩课程设计报告题目银行家算法程序设计课程名称操作系统课程设计院部名称信息技术学院专业计算机科学与技术班级。
学生姓名。
学号。
课程设计地点。
课程设计学时20指导教师。
金陵科技学院教务处制目录目录 (I)摘要 (II)引言 (1)1、课程设计的目的和要求 (2)2、课程设计的环境 (2)3、课程设计的主要内容 (2)3.1、项目名称 (2)3.2、项目的主要内容 (2)4、系统的组成及工作原理 (3)4.1、系统主要过程的流程图 (3)4.2、系统的设计方法 (4)5、模块划分 (5)5.1各模块间的调用关系 (6)5.2安全性算法流程图 (7)6、运行与测试结果 (8)6.1欢迎界面 (8)6.2初始化界面 (8)6.3界面显示 (11)6.4出错界面图 (12)6.5程序运行结束 (12)7、总结 (13)8、课程设计的心得体会 (14)9、参考文献 (15)附录 (16)摘要随着时代的发展，对生活的追求越来越高，生活品质也越来越好。
在学习方面的研究也越来越有成效。
Dijkstra提出的银行家算法，是最具代表性的避免死锁的算法。
加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
死锁的产生，必须同时满足四个条件，即一个资源每次只能由一个进程占用：第二个为等待条件，即一个进程请求资源不能满足时，它必须等待，但它仍继续保持已得到的所有其他资源：第四个为循环等待条件，系统中存在若干个循环等待的进程，即其中每一个进程分别等待它前一个进程所持有的资源。
防止死锁的机构只能确保上述四个条件之一不出现，则系统就不会产生死锁。
通过这个算法可用解决生活中的实际问题,如银行贷款等。
本文对如何用银行家算法来处理操作系统给进程分配资源做了详细的说明，包括需求分析、概要设计、详细设计、测试与分析、总结、源程序清单。
首先做了需求分析，解释了什么是银行家算法，并指出它在资源分配中的重要作用。
然后给出了银行家算法的概要设计，包括算法思路、步骤，以及要用到的主要数据结构、函数模块及其之间的调用关系等。
在概要设计的基础上，又给出了详细的算法设计，实现概要设计中定义的所有函数,对每个函数写出核心算法，并画出了流程图。
接着对编码进行了测试与分析。
最后对整个设计过程进行了总结。
关键字：死锁安全序列银行家算法进程引言Dijkstra (1965)提出了一种能够避免死锁的调度算法，称为银行家算法。
它的模型基于一个小城镇的银行家，他向一群客户分别承诺了一定的贷款额度，每个客户都有一个贷款额度，银行家知道不可能所有客户同时都需要最大贷款额，所以他只保留一定单位的资金来为客户服务，而不是满足所有客户贷款需求的最大单位。
这里将客户比作进程，贷款比作设备，银行家比作系统。
客户们各自做自己的生意，在某些时刻需要贷款。
在某一时刻，客户已获得的贷款和可用的最大数额贷款称为与资源分配相关的系统状态。
一个状态被称为是安全的，其条件是存在一个状态序列能够使所有的客户均得到其所需的贷款。
如果忽然所有的客户都申请，希望得到最大贷款额，而银行家无法满足其中任何一个的要求，则发生死锁。
不安全状态并不一定导致死锁，因为客户未必需要其最大贷款额度，但银行家不敢抱这种侥幸心理。
银行家算法就是对每一个请求进行检查，检查如果满足它是否会导致不安全状态。
若是，则不满足该请求；否则便满足。
检查状态是否安全的方法是看他是否有足够的资源满足一个距最大需求最近的客户。
如果可以，则这笔投资认为是能够收回的，然后接着检查下一个距最大需求最近的客户，如此反复下去。
如果所有投资最终都被收回，则该状态是安全的，最初的请求可以批准。
在预防死锁的几种方法之中，都施加了较强的限制条件；而在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。
在该方法中把系统状态分为安全状态和不安全状态，便可避免死锁的发生。
而最具代表性的避免死锁的算法，便是Dijkstra的银行家算法。
利用银行家算法，我们可以来检测CPU为进程分配资源的情况，决定CPU是否响应某进程的的请求并为其分配资源，从而很好避免了死锁1、课程设计的目的和要求目的：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本设计要求用C语言（或高级语言）编写和调试一个简单的银行家算法程序。
加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
通过对这个算法的设计,让学生能够对书本知识有更深的理解,在操作和其它方面有更高的提升,同时对程序设计的水平也有所提高。
要求：设计一个n个并发进程共享m个系统资源的程序实现银行家算法。
要求包含：1）、简单的选择界面。
2）、前系统资源的占用和剩余情况。
3）、为进程分配资源，如果进程要求的资源大于系统剩余的资源，不与分配并且提示分配不成功。
4）、撤销作业，释放资源。
2、课程设计的环境奔腾以上计算机，装有Turbo C 2.0软件3、课程设计的主要内容3.1 项目名称银行家算法程序设计3.2 项目的主要内容（1）设计银行家算法，能够检测系统某一时刻是否安全，输出安全序列。
（2）实现安全性检测算法。
即在某一进程在某时刻提出Request时，检测系统是否能够满足该进程的请求，并得到一个安全序列，若能够得到一个安全序列，则系统能够满足它的请求，同意分配资源。
若不能够满足，则回到请求前状态。
（3）对于此次课程设计通过需求分析、概要设计、详细设计、测试与分析、总结、源程序清单等模块进行全面分析，以加深对死锁概念的理解，以及银行家算法避免死锁的过程。
能够利用银行家算法，有效避免死锁的发生，或检测死锁的存在。
4、系统的组成及工作原理4.1系统主要过程流程图4.1.1初始化算法流程图图4.1初始化算法流程图4.1.2 银行家算法流程图图4.2银行家算法流程图4.2 系统的设计方法根据设计任务书的要求，画出程序设计流程图，确定程序的功能，把整个程序根据功能要求分解为各个子程序，利用TC语言分编写程序代码，然后进行上机调试、修改、进行连接，测试，写出设计总结报告。
主要函数的核心代码：1.进行初始化输入的函数2.打印输出的函数3.利用安全性算法进行检测的函数4.进行资源分配的函数5.利用行家算法进行判定的函数void mainenter()//主要的输入部分代码{printf("请输入系统总共有的资源数：");scanf("%d",&n);printf("请输入总共有多少个进程：");scanf("%d",&m);for(i=1;i<=n;i++){printf("第%d类资源有的资源实例：",i);scanf("%d",&Available[i]);}for(i=1;i<=m;i++){for(j=1;j<=n;j++){printf("进程P[%d]对第%d类资源的最大需求量：",i,j);scanf("%d",&Max[i][j]);Need[i][j]=Max[i][j];}}}5、模块划分第一部分:银行家算法(扫描)1．如果Request<=Need,则转向2;否则,出错2．如果Request<=Available,则转向3,否则等待3．系统试探分配请求的资源给进程4．系统执行安全性算法第二部分:安全性算法1.设置两个向量(1).工作向量:Work=Available(表示系统可提供给进程继续运行所需要的各类资源数目)(2).Finish:表示系统是否有足够资源分配给进程(True:有;False:没有).初始化为False2.若Finish[i]=False&&Need<=Work,则执行3;否则执行4(I为资源类别)3.进程P获得第i类资源,则顺利执行直至完成!并释放资源:Work=Work+Allocation; Finish[i]=true;转24.若所有进程的Finish[i]=true,则表示系统安全;否则,不安全!5.1各模块间的调用关系：主函数void main()要调用： printFrame()，print()，Safty()，mainenter()安全性检测函数Safty()要调用：print()银行家算法函数mainenter()要调用print()、Safty()、和mainenter()本身void main(){ int k,h=1;while(h){ system("cls");{printf("\n\n ★ 欢迎使用本程序★\n");printf("\n\n 1:输入系统的资源数、申请进程数、每个类资源的实例数"); printf("\n 2:…………………………………… 输入进程的资源申请"); printf("\n 3:…………………………………………… 输出系统状态"); printf("\n 4:………………………………………………… 退出程序"); printf("\n\n please choose ");scanf("%d",&k);}switch(k){case 1:mainenter(); break;case 2:mainrequest(); break;case 3:mainprint(); break;case 4:h=0; break;}printf("\n");system("pause");}system("cls");printf("\n\n 谢谢使用 \n");printf("\n\n See you next time\n\n\n");5.2安全性算法流程图图5.1安全性算法流程图6运行与测试结果6.1运行程序成功之后的欢迎界面图6.1欢迎界面6.2初始化程序图6.2初始化界面图6.3输入数据图6.4申请进程1图6.5申请进程2 图6.6申请进程3图6.7申请进程5 6.3界面显示图6.8界面显示6.4出错界面图图6.9出错界面6.5程序运行结束图6.10程序结束画面7、总结在本程序代码中，银行家算法用数组函数来实现。
首先，输入欲申请资源的进程以及其所申请的资源数，存放在Request数组中。
然后，判断进程请求的资源数是否大于其所需的资源数，若大于则报错并返回，若不大于则继续判断它是否大于系统在此时刻可利用的资源数，同样，如果大于则报错并反回，如果不大于则调用函数来进行预分配，之后再调用安全型算法safty检查。