操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法

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操作系统实验_银行家算法

学号P7******* 专业计算机科学与技术姓名实验日期2017。

11.9 教师签字成绩实验报告【实验名称】银行家算法【实验目的】掌握银行家算法，用银行家算法模拟操作系统避免死锁的方法【实验原理】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。

请进程等待用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序，用银行家算法实现资源分配.程序能模拟多个进程共享多种资源的情形.进程可动态地申请资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。

要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和安全序列；显示和打印各进程依次要求申请的资源数量以及为某进程分配资源后的有关资源数据的情况【数据结构和符号说明】可利用资源向量Available最大需求矩阵Max分配矩阵Allocation需求矩阵Need工作向量Work标记向量Finishchar name[100］［10]；//定义最大100个进程，每个大小为10int Max[100]［100]; //定义int Allocation［100］[100］;//可利用资源向量资源数int Need［100][100]；//需求矩阵int avaiable［100]；//系统可利用资源int avaiable1［100］;int state[100]；//进程状态数组char name1［100]［10]；//进程名int bigger; ;//是否大于int N; //进程数int n; //资源数int counter;函数：void Input（)//输入函数void Init()//初始化void output（）//输出安全序列或等待void insert_pcb（)//请求进程或更新进程void show（)//显示界面与选择int CmpRequestAvailable（int Pos，int n）//比较Request和Available的大小int CmpRequestNeed（int Pos，int n）//比较Request和Need的大小void Reset(int n,int Pos）//更新request之后的Need，Allocation，Available 的值void Banker()//银行家算法【实验流程图及算法实现】用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序，用银行家算法实现资源分配。

操作系统十大算法具体内容

操作系统十大算法具体内容操作系统是计算机系统的核心组成部分，主要负责管理计算机的硬件资源和提供各种系统服务。

操作系统算法是操作系统实现各种功能和服务的基础，包括进程调度、内存管理、文件系统等方面。

下面将介绍操作系统中的十大算法，以及它们在操作系统中的具体内容：1.进程调度算法进程调度算法决定了操作系统如何选择就绪队列中的进程分配处理机资源。

常见的进程调度算法包括先来先服务调度算法（FCFS）、最短作业优先调度算法（SJF）、轮转调度算法（RR）等。

这些算法基于进程的优先级、执行时间、资源需求等考虑，来决定选择哪个进程获得处理机资源。

2.内存管理算法内存管理算法决定了如何有效地分配和回收内存资源。

常见的内存管理算法包括固定分区算法、动态分区算法和虚拟内存管理算法等。

这些算法根据进程的内存需求和空闲内存空间的情况，来决定如何分配和回收内存资源。

3.页面置换算法页面置换算法是一种在虚拟内存管理中使用的算法，用于将进程的页面从磁盘中换入内存，并选择合适的页面进行置换。

常见的页面置换算法有最佳置换算法（OPT）、先进先出置换算法（FIFO）、最近最少使用置换算法（LRU）等。

这些算法根据页面的访问情况和页面的驻留时间来决定选择哪个页面进行置换。

4.文件管理算法文件管理算法决定了如何组织和管理文件系统中的文件。

常见的文件管理算法有顺序文件组织算法、索引文件组织算法、哈希文件组织算法等。

这些算法根据文件的访问特点和性能需求，来决定如何组织和管理文件数据。

5.磁盘调度算法磁盘调度算法决定了操作系统如何调度磁盘上的IO请求，以提高磁盘的访问效率。

常见的磁盘调度算法有先来先服务调度算法（FCFS）、最短寻半径优先调度算法（SSTF）、扫描调度算法（SCAN）等。

这些算法根据磁盘的寻道距离和IO请求的到达时间等因素，来决定选择哪个IO请求进行调度。

6.死锁检测和解决算法死锁是指多个进程因为互相等待而无法继续执行的情况。

操作系统实验报告银行家算法

五邑大学实验报告操作系统课程实验报告2013~2014年度第1学期院系：计算机学院学号： 11080101姓名：宋蓓蕾任课教师：白明成绩评定：实验一：银行家算法完成日期：2013年12月20日1、实验目的银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用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。

2、实验内容(1) 设计进程对各类资源最大申请表示及初值确定。

(2) 设定系统提供资源初始状况。

(3) 设定每次某个进程对各类资源的申请表示。

(4) 编制程序，依据银行家算法，决定其申请是否得到满足。

3、算法设计（全部代码）#include <STRING.H>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <CONIO.H> /*用到了getch()*/#define M 5 /*进程数*/#define N 3 /*资源数*/#define FALSE 0#define TRUE 1/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*系统可用资源数*/int AVAILABLE[N]={10,5,7};/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/int ALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}}; /*M个进程已经得到N类资源的资源量*/int NEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/int Request[N]={0,0,0};void main(){int i=0,j=0;char flag;void showdata();void changdata(int);void rstordata(int);int chkerr(int);showdata();enter:{printf("请输入需申请资源的进程号（从0到");printf("%d",M-1);printf("）:");scanf("%d",&i);}if(i<0||i>=M){printf("输入的进程号不存在，重新输入!\n");goto enter;}err:{printf("请输入进程");printf("%d",i);printf("申请的资源数\n");printf("类别: A B C\n");printf(" ");for (j=0;j<N;j++){scanf("%d",&Request[j]);if(Request[j]>NEED[i][j]){printf("%d",i);printf("号进程");printf("申请的资源数> 进程");printf("%d",i);printf("还需要");printf("%d",j);printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n");goto err;}else{if(Request[j]>AVAILABLE[j]){printf("进程");printf("%d",i);printf("申请的资源数大于系统可用");printf("%d",j);printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n");goto err;}}}}changdata(i);if(chkerr(i)){rstordata(i);showdata();}elseshowdata();printf("\n");printf("按'y'或'Y'键继续,否则退出\n");flag=getch();if (flag=='y'||flag=='Y'){goto enter;}else{exit(0);}}/*显示数组*/void showdata(){int i,j;printf("系统可用资源向量:\n");printf("***Available***\n");printf("资源类别: A B C\n");printf("资源数目:");for (j=0;j<N;j++){printf("%d ",AVAILABLE[j]);}printf("\n");printf("\n");printf("各进程还需要的资源量:\n"); printf("******Need******\n");printf("资源类别: A B C\n");for (i=0;i<M;i++){printf(" ");printf("%d",i);printf("号进程:");for (j=0;j<N;j++){printf(" %d ",NEED[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");printf("各进程已经得到的资源量: \n"); printf("***Allocation***\n");printf("资源类别: A B C\n");for (i=0;i<M;i++){printf(" ");printf("%d",i);printf("号进程:");/*printf(":\n");*/for (j=0;j<N;j++){printf(" %d ",ALLOCATION[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");}/*系统对进程请求响应，资源向量改变*/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];}}/*资源向量改变*/void rstordata(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];}}/*安全性检查函数*/int chkerr(int s){int WORK,FINISH[M],temp[M];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;while(i<M){if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK){WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];FINISH[i]=TRUE;temp[k]=i;k++;i=0;}else{i++;}}for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){printf("\n");printf("系统不安全! 本次资源申请不成功!\n");printf("\n");return 1;}}printf("\n");printf("经安全性检查，系统安全，本次分配成功。

操作系统实验二：银行家算法

操作系统实验⼆：银⾏家算法实验⼆银⾏家算法⼀、实验⽬的1、了解什么是操作系统安全状态和不安全状态；2、了解如何避免系统死锁；3、理解银⾏家算法是⼀种最有代表性的避免死锁的算法，掌握其实现原理及实现过程。

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，并能够有效避免死锁的发⽣。

三、实验原理进程申请资源时，系统通过⼀定的算法判断本次申请是否不可能产⽣死锁（处于安全状态）。

若可能产⽣死锁（处于不安全状态），则暂不进⾏本次资源分配，以避免死锁。

算法有著名的银⾏家算法。

1、什么是系统的安全状态和不安全状态？所谓安全状态，是指如果系统中存在某种进程序列＜P1，P2，…，Pn＞，系统按该序列为每个进程分配其所需要的资源，直⾄最⼤需求，则最终能使每个进程都可顺利完成，称该进程序列＜P1，P2，…，Pn，＞为安全序列。

如果不存在这样的安全序列，则称系统处于不安全状态。

2、银⾏家算法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。

为保证资⾦的安全，银⾏家规定:(1) 当⼀个顾客对资⾦的最⼤需求量不超过银⾏家现有的资⾦时就可接纳该顾客;(2) 顾客可以分期贷款，但贷款的总数不能超过最⼤需求量;(3) 当银⾏家现有的资⾦不能满⾜顾客尚需的贷款数额时,对顾客的贷款可推迟⽀付,但总能使顾客在有限的时间⾥得到贷款;(4) 当顾客得到所需的全部资⾦后,⼀定能在有限的时间⾥归还所有的资⾦。

操作系统按照银⾏家制定的规则设计的银⾏家算法为：（1）进程⾸次申请资源的分配：如果系统现存资源可以满⾜该进程的最⼤需求量，则按当前的申请量分配资源，否则推迟分配。

（2）进程在执⾏中继续申请资源的分配：若该进程已占⽤的资源与本次申请的资源之和不超过对资源的最⼤需求量，且现存资源能满⾜该进程尚需的最⼤资源量，则按当前申请量分配资源，否则推迟分配。

（3）⾄少⼀个进程能完成：在任何时刻保证⾄少有⼀个进程能得到所需的全部资源⽽执⾏到结束。

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。

#操作系统课程设计-银行家算法(流程图源代码设计报告)

操作系统课程设计－银行家算法(流程图+源代码+设计报告)一、实验目的：熟悉银行家算法，理解系统产生死锁的原因及避免死锁的方法,加深记意。

二、实验要求：用高级语言编写和调试一个描述银行家算法的程序。

三、实验内容：1、设计一个结构体，用于描述每个进程对资源的要求分配情况。

包括：进程名——name[5]，要求资源数目——command[m]（m类资源），还需要资源数目——need[m]，已分配资源数目——allo[m]。

2、编写三个算法，分别用以完成：①申请资源；②显示资源；③释放资源。

（动态完成）四、程序流程图五、源程序：最新版本：bk5.c/*bk2.c::可以自定义进程及资源数目,可选择读文件或创建新文件,但不超过10,5*//*可修改# define NP 10*//* # define NS 5 */ /*资源种类*//*bk3.c::可以继续分配资源（〉2）*//*bk4.c::可保存分析结果*//*bk5.c::除以上功能外，对暂时不能分配的可以进行另外一次尝试,并恢复已分配的资源*//*四、程序流程图：五、源程序：最新版本：bk5.c/*bk2.c::可以自定义进程及资源数目,可选择读文件或创建新文件,但不超过10,5*//*可修改#define NP10*//* #define NS5*//*资源种类*//*bk3.c::可以继续分配资源（〉2）*//*bk4.c::可保存分析结果*//*bk5.c::除以上功能外，对暂时不能分配的可以进行另外一次尝试,并恢复已分配的资源*/ #include "string.h"#include "stdio.h"#include"dos.h"#include"conio.h"#define MOVEIN1#define GUIYUE2#define ACC3#define OK1#define ERROR0#define MAXSH7#define MAXSHL10#define MAXINPUT50#define maxsize 100int act;int ip=0;int line=0; /*line为要写的行号，全局变量*/int writeok;int right;char wel[30]={"Welcome To Use An_Li System"};char ente[76]={" 警告：未经作者同意不得随意复制更改！"};char rights[40]={"Copyright (c)2002"};struct date today;sssssssssssss;ttttttttttttt{int data[maxsize];int top;}stack;int emptystack(stack*S){if(S->top==48&&S->data[S->top]==35)return(1); /*35is'#'*/else return(0);}int push(stack*S,int x){if(S->top>=maxsize-1)return(-1);else{S->top++;S->data[S->top]=x;return(0);}int gettop(stack*S){return S->data[S->top];}int pop(stack*S){if(emptystack(S)){printf("the stack is empty\n");exit(1);}else S->top--;return S->data[S->top+1];}void initstack(stack*S){int i;S->top=0;S->data[S->top]=35;}/*****模拟打字机的效果*********/delay_fun(){int i;void music();for(i=0;;i++){if(wel!='\0'){delay(1000);textcolor(YELLOW);gotoxy(26+i,8);cprintf("%c",wel);printf("谢谢");printf("网络");music(1,60);}else break;}delay(500000);for(i=0;;i++){if(ente!='\0'){delay(1000);textcolor(RED);/*显示警告及版权*/gotoxy(2+i,11);cprintf("%c",ente);}else break;}delay(40000);for(i=0;;i++){if(rights!='\0'){delay(1000);textcolor(YELLOW);gotoxy(30+i,14);cprintf("%c",rights);music(1,60);}elsebreak;}getch();}/*********登陆后的效果**********/ logined(){int i;clrscr();gotoxy(28,10);textcolor(YELLOW);cprintf("程序正在载入请稍候....."); gotoxy(35,12);for(i=0;i<=50;i++){gotoxy(40,12);delay(8000);cprintf("%02d%已完成",i*2);gotoxy(i+15,13);cprintf("\n");cprintf("|");}main0();}/*********对PC扬声器操作的函数****/void music(int loop,int f)/*f为频率*/ {int i;for(i=0;i<30*loop;i++){sound(f*20);}int analys(int s,int a){int hh,pos;switch(a){case(int)'i':hh=0;break;case(int)'+':hh=1;break;case(int)'*':hh=2;break;case(int)'(':hh=3;break;case(int)')':hh=4;break;case(int)'#':hh=5;break;case(int)'E':hh=6;break;case(int)'T':hh=7;break;case(int)'F':hh=8;break;default:{printf("\n analys()分析发现不该有的字符%c!(位置:%d)",a,ip+1); writeerror('0',"\n............分析出现错误!!!");writeerror(a,"\n 错误类型: 不该有字符");printf("谢谢");printf("网");return ERROR;}}pos=(s-48)*10+hh;switch(pos){case3:case43:case63:case73:act=4;return MOVEIN;case0:case40:case60:case70:act=5;return MOVEIN;case11:case81:act=6;return MOVEIN;case92:case22:act=7;return MOVEIN;case84:act=11;return MOVEIN;/*-------------------------------------------*/case91:case94:case95:act=1;return GUIYUE;case21:act=2;return GUIYUE;case101:case102:case104:case105:act=3;return GUIYUE;case31:case32:case34:case35:act=4;return GUIYUE;case111:case112:case114:case115:act=5;return GUIYUE;case51:case52:case54:case55:act=6;return GUIYUE;/*+++++++++++++++++*/case15:return ACC;/*******************************/case6:return1;case7:case47:return2;case8:case48:case68:return3;case46:return8;case67:return9;case78:return10;default:{if(a=='#')printf("");else printf("\n analys() 分析发现字符%c 不是所期望的!(位置:%d)",a,ip+1);writeerror('0',"\n...........分析出现错误!!!");writeerror(a,"\n 错误类型: 字符");writeerror('0'," 不是所期望的!");printf("谢谢");printf("网");return ERROR;}}}int writefile(int a,char*st){FILE*fp;fp=fopen("an_slr.txt","a");{fprintf(fp,"%s",st); /*若a==－1则为添加的注释*/}else if(a==-2){getdate(&today);gettime(&now);fprintf(fp,"\n测试日期：%d-%d-%d",today.da_year,today.da_mon,today.da_day);测试时间：%02d:%02d:%02d",now.ti_hour,now.ti_min,now.ti_sec); fprintf(fp,"}else if(a>=0)fprintf(fp,"\n step:%02d,%s",a,st);writeok=1;fclose(fp);}return writeok;}int writeerror(char a,char*st) /*错误类型文件*/{FILE*fpp;fpp=fopen("an_slr.txt","a");if(fpp==0){printf("\nwrite error!!");writeok=0;}else{if(a=='0')fprintf(fpp,"%s",st); /*若a=='0' 则为添加的注释*/else fprintf(fpp,"%s\'%c\'(位置:%d)",st,a,ip+1);writeok=1;fclose(fpp);}return writeok;}/*^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^*/main0(){int an,flag=1,action,lenr;char a,w[MAXINPUT];int len,s,ss,aa,ana;stack*st;char r[MAXSH][MAXSHL];/*初始化产生式*/strcpy(r[0],"S->E");strcpy(r[1],"E->E+T");strcpy(r[2],"E->T");strcpy(r[3],"T->T*F");strcpy(r[4],"T->F");strcpy(r[5],"F->(E)");strcpy(r[6],"F->i");clrscr();printf("\nplease input analyse string:\n");gets(w);len=strlen(w);w[len]='#';w[len+1]='\0';push(st,48); /*(int)0 进栈*/writefile(-1,"\n------------------------SLR(1)词法分析器-------------------------"); writefile(-1,"\n计本003 安完成于2003.01.1214:04"); writefile(-1,"\n谢谢");writefile(-1,"网");writefile(-1,"\n 以下为串");writefile(-1,w);writefile(-1,"('#'为系统添加)的分析结果：");writefile(-2,"");do{s=gettop(st);aa=(int)w[ip];action=analys(s,aa);if(action==MOVEIN){ss=48+act;push(st,aa);push(st,ss); /*if ss=4int=52*/ip++;}else if(action==GUIYUE){lenr=strlen(r[act])-3;for(an=0;an<=2*lenr-1;an++)pop(st); /*#0 */s=gettop(st); /*s=0*/push(st,(int)r[act][0]);/*将产生式左端F 进栈*/ana=analys(s,(int)r[act][0])+48;if(ana>59)printf("\分析出错:ana>59!!!");push(st,ana);/*analys(s,aa)即为goto(s',aa)*/if((line+1)%20==0){printf("\nThis screen is full,press any key to continue!!!");getche();clrscr();}printf("step%02d: %s\n",line++,r[act]);writefile(line,r[act]);}else if(action==ACC){flag=0;right=1;}else if(action==ERROR){flag=0;right=0;}/*接受成功*/else{flag=0;right=0;}/* 出错*/}while(flag==1);if(right==1)printf("\nok,输入串%s 为可接受串!!",w);if(right==0)printf("\nsorry,输入串%s 分析出错!!",w);if(writeok==1){printf("\nAnWin soft have wrote a file an_slr.txt");if(right==1)writefile(-1,"\n最终结果：输入串为可接受串!");}}main() /*主函数*/{clrscr();delay_fun();logined();}六、测试报告－操作系统课程设计－银行家算法(流程图+源代码+设计报告)六、测试报告：（测试结果保存于系统生成的an.txt 文件中）以下为课本上的实例：：-------------------------------------------------------------------------------------========================银行家算法测试结果=========================-------------------------------------------------------------------------------------T0 时刻可用资源(Available)A:3,B:3,C:2测试日期：2003-6-28请求分配时间：14:07:29经测试，可为该进程分配资源。

调度算法考研题库及答案

调度算法考研题库及答案调度算法是操作系统中一个重要的概念，它决定了多任务环境下任务执行的顺序。

以下是一些调度算法的考研题目及其答案：1. 题目一：请简述什么是进程调度算法，并列举至少三种常见的进程调度算法。

答案：进程调度算法是操作系统用于决定哪个进程获得CPU资源的策略。

常见的进程调度算法包括：- 先来先服务（FCFS）调度算法：按照任务到达的顺序进行调度。

- 短作业优先（SJF）调度算法：优先调度预计执行时间较短的任务。

- 轮转（RR）调度算法：将CPU时间分配给所有任务，每个任务轮流执行固定的时间片。

2. 题目二：描述什么是死锁，并解释银行家算法是如何预防死锁的。

答案：死锁是指在多任务环境中，两个或多个进程在执行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，此时这些进程无法继续执行。

银行家算法是一种预防死锁的算法，它通过分配资源前检查是否存在安全序列来决定是否分配资源，从而避免死锁的发生。

3. 题目三：解释什么是时间片轮转调度算法，并说明其优缺点。

答案：时间片轮转调度算法是一种CPU调度算法，它将CPU时间分割成固定长度的时间片，并轮流分配给就绪队列中的每个进程。

每个进程在获得CPU后只能执行一个时间片，时间片用完后，CPU将被分配给下一个进程。

优点包括简单易实现和响应时间可预测。

缺点是不适合I/O密集型任务，因为它们可能在时间片结束前不需要CPU。

4. 题目四：什么是优先级调度算法？请解释其工作原理。

答案：优先级调度算法是一种基于优先级的调度策略，每个进程都被赋予一个优先级值。

调度器总是选择最高优先级的进程来执行。

如果两个进程具有相同的优先级，它们将按照先来先服务的原则被调度。

这种算法适用于实时系统，可以确保高优先级的进程得到及时处理。

5. 题目五：描述什么是多级反馈队列调度算法，并简述其特点。

答案：多级反馈队列调度算法是一种动态的调度算法，它使用多个队列来管理进程，每个队列具有不同的优先级。

新创建的进程首先被放入低优先级的队列中。

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。

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操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习题答案1. 有三个批处理作业，第一个作业 10:00 到达，需要执行 2 小时；第二个作业在 10:10 到达，需要执行 1 小时；第三个作业在 10:25 到达，需要执行 25 分钟。

分别采用先来先服务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？解：先来先服务：（结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间）按到达先后，执行顺序：1->2->3作业到达时间结束时间等待时间执行时间周转时间平均周转时间1 10:00 12:00 0m 120m 120m156．7m2 10:10 13:00 110m 60m 170m3 10:25 13:25 155m 25m 180m短作业优先：1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时间是12:00，此时有作业2和3；2)作业3需要时间短，所以先执行；3)最后执行作业2作业到达时间结束时间等待时间执行时间周转时间平均周转时间1 10:00 12:00 0m 120m 120m145m 3 10:25 12:25 95m 25m 120m2 10:10 13:25 135m 60m 195m最高响应比优先：高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。

1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1；2)12:00时有作业2和3，作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8；作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8；所以先执行作业33)执行作业2作业到达时间结束时间等待时间执行时间周转时间平均周转时间1 10:00 12:00 0m 120m 120m3 10:25 12:25 95m 25m 120m 145m2 10:10 13:25 135m 60m 195m2. 在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。

试计算一下三种作业调度算法的平均周转时间 T 和平均带权周转时间 W。

（ 1）先来先服务；（ 2）短作业优先（ 3）高响应比优先解：先来先服务：作业顺序：1,2,3,4作业到达时间结束时间等待时间执行时间周转时间带权周转时间平均周转时间平均带权周转时1 8;00 9:00 0m 60m 60m 1 51m 3.3752 8:30 9:30 30m 30m 60m 23 9:00 9:42 30m 12m 42m 3.54 9:06 9:48 36m 6m 42m 7短作业优先：作业顺序：1)8:00只有作业1，所以执行作业1；2)9:00有作业2和3，作业3短，所以先执行3；3)9:12有作业2和4，作业4短，所以先执行4；4)执行作业2作业到达时间结束时间等待时间执行时间周转时间带权周转时间平均周转时间平均带权周转时1 8;00 9:00 0m 60m 60m 1 40.5m 1.653 9:00 9:12 0m 12m 12m 14 9:06 9:18 6m 6m 12m 22 8:30 9:48 48m 30m 78m 2.6高响应比优先：作业顺序：1)8:00只有作业1，所以执行作业1；2)9:00有作业2和3作业2等待时间=9:00-8:30=30m，响应比=1+30/30=2；作业3等待时间=9:00-9:00=0m，响应比=1+0/12=1；所以执行作业2；3)9:30有作业3和4作业3等待时间=9:30-9:00=30m，响应比=1+30/12=3.5；作业4等待时间=9:30-9:06=24m，响应比=1+24/6=5；所以执行作业44)执行作业3作业到达时间结束时间等待时间执行时间周转时间带权周转时间平均周转时间平均带权周转时1 8;00 9:00 0m 60m 60m 1 49.5m 32 8:30 9:30 30m 30m 60m 24 9:06 9:36 24m 6m 30m 53 9:00 9:48 36m 12m 48m 43.设系统中有 3 种类型的资源（ A， B， C）和 5个进程（ P1， P2， P3， P4， P5）， A 资源的数量为 17， B 资源的数量为 5， C 资源的数量为 20。

在 T0 时刻系统状态表如下表所示。

系统采用银行家算法试试死锁避免策略。

（ 1） T0 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。

（2）在T0 时刻若进程P2 请求资源（ 0,3,4），是否能实施资源分配？为什么？（ 3）在（ 2）的基础上，若进程 P4 请求资源（ 2,0,1），是否能实施资源分配？为什么？（ 4）在（ 3）的基础上，若进程 P1 请求资源（ 0,2,0），是否能实施资源分配？为什么？解：现有资源：E (17, 5, 20)可用资源：A (2, 3, 3)进程所需资源A B CP1 3 4 7P2 1 3 4P3 0 0 6P4 2 2 1P5 1 1 0(1)A满足P4，P4结束,A(4,3,7);A满足P5，P5结束,A(7,4,11);A满足P2，P2结束,A(11,4,13);A满足P3，P3结束,A(15,4,18);A满足P1，P1结束,A(17,5,20)T0时刻是安全状态，存在安全序列P4,P5,P2,P3,P1.(2)可用资源 A (2, 3, 3) <(0,3,4)不能满足P2需求，所以不能实施分配。

(3)可用资源 A (2, 3, 3)>(2,0,1) ，假设分配给P4,,A’(0,3,2)，进程所需资源A B CP1 3 4 7P2 1 3 4P3 0 0 6P4 0 2 0P5 1 1 0存在安全序列：P4,P2,P3,P5,P1所以可以分配资源。

(4)可用资源：A(0,3,2)>(0,2,0) 能满足P1需求，假设分配，A’(0,1,2)，进程所需资源A B CP1 3 2 7P2 1 3 4P3 0 0 6P4 0 2 0P5 1 1 0剩余资源不能满足任意进程需求，进程将会死锁。

4.某系统有 R1,R2,R3 共 3 类资源，在 T0 时刻P1,P2,P3 和 P4 这 4 个进程对资源的占用和需求情况见下表，此刻系统可用资源向量为（ 2,1,2）。

问题:（ 1）将系统中各种资源总量和此刻各进程对各资源的需求数目用向量或矩阵表示出来（ 2）如果此时 P1,P2 均发出资源请求向量Request(1,0,1),为了保持系统的安全性应该如何分配资源？说明你所采用策略的原因。

（ 3）如果（ 2）中两个请求立刻得到满足后，系统此刻是否处于死锁状态？解：(1)可用资源A(2,1,2); 资源总量E(9.3.6) 需求资源R ：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡024301202222(2)假设资源分配给P1则，A ’=(2,1,2)-(1,0,1)=(1,1,1) 需求资源R ’：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡024301202121A ’不能满足任何进程的需求，所以进程死锁，所以拒绝P1的请求。

假设资源分配给P2则，A ’=(2,1,2)-(1,0,1)=(1,1,1) 需求资源R ’：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡024301101222A ’满足P2要求，，P2完成，A ’(6,2,3)；存在安全序列：P2,P1,P3,P4.所以答应P2的请求。

（3）假设资源分配给P1则，A ’=(2,1,2)-(1,0,1)-(1,0,1)=(0,1,0) 需求资源R ’：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡024301101121系统此刻并没有立即进入死锁状态，因为这时所有进程没有提出新的资源申请，全部进程均没有因资源请求没得到满足而进入阻塞状态。

只有当进程提出资源申请且全部进程都进入阻塞状态时，系统才处于死锁状态5. 设有 3 个进程 P 、 Q 、 R ，它们共享 10 个同类资源， P 、 Q 、 R 进程的资源最大需求量依次为 4、 7 和 8。

现假定它们对资源的请示序列如下表所示：为了避免死锁，系统分配资源时采用银行家算法。

如果申请资源得不到满足，进程就转入阻塞态。

根据上述信息，试描述各步骤结束时，申请资源的进程是得到满足，还是转入阻塞状态，为什么？（起始状态：各进程均不拥有资源，无进程处于阻塞态）（如果剩余资源即可用资源大于当前状态任何进程的需求，则进程不会死锁，且安全序列任意，因为一旦满足某个进程的需求使其结束后，进程返还占用资源，剩余资源不变（返还资源为0）或增多，以此类推即可）需求资源R(4,7,8)资源总数E=10，也是可用资源步骤1：满足P，剩余资源可使各进程运行结束，所以P得到2个资源， E’=8，R’(2,7,8)步骤2：满足Q, 剩余资源可使各进程运行结束，所以Q得到4个资源，E’=4，R’(2,3,8)步骤3，满足R，剩余资源可使各进程运行结束，所以R得到2个资源，E’=2，R’(2,3,6)步骤4：阻塞Q，若答应请求，则剩余资源为0，不能满足任何进程要求，进程死锁；步骤5：阻塞R，若答应请求，则剩余资源为0，不能满足任何进程要求，进程死锁；步骤6：满足P，所以P得到2个资源，运行完成，返还占用资源2个，E’=4，R’(0,3,6),剩余资源可使各进程运行结束.最后：进程状态表P 就绪或者运行占用资源4个Q阻塞占用资源4个R阻塞占用资源2个。