实验二死锁的检测与避免
操作系统实验报告-死锁的避免
操作系统实验报告-死锁的避免操作系统实验（二）死锁的避免1.实验内容使用C++实现模拟随机算法和银行家算法2.实验目的（1）了解死锁的产生原因（随机算法）（2）理解死锁的解决办法（银行家算法）3.实验题目使用随机算法和银行家算法设计程序4.程序流程图主要过程流程图银行家算法流程图安全性算法流程图5.程序代码和运行结果#include <stdio.h>#include<stdlib.h> typedef struct{int A;int B;int C;}RES;#define false 0#define true 1//系统中所有进程数量#define PNUMBER 3//最大需求矩阵RES Max[PNUMBER];//已分配资源数矩阵RES Allocation[PNUMBER];//需求矩阵RES Need[PNUMBER];//可用资源向量RES Available={0,0,0};//安全序列int safe[PNUMBER];void setConfig(){int i=0,j=0;printf("================开始手动配置资源==================\n");//可分配资源printf("输入可分配资源\n");scanf("%d%d%d",&Available.A,&Available.B,&Available.C);//最大需求矩阵MAXprintf("输入最大需求矩阵%dx%d\n",PNUMBER,PNUMBER );for (i=0;i<PNUMBER;i++){scanf("%d%d%d",&Max[i].A,&Max[i].B,&Max[i].C);}//已分配矩阵Allocprintf("输入已分配矩阵%dx%d\n",PNUMBER,PNUMBER);for (i=0;i<PNUMBER;i++){scanf("%d%d%d",&Allocation[i].A,&Allocation[i].B,&Allocation[i].C);}//需求矩阵printf("输入需求矩阵%dx%d\n",PNUMBER,PNUMBER);for (i=0;i<PNUMBER;i++){scanf("%d%d%d",&Need[i].A,&Need[i].B,&Need[i].C);}printf("================结束配置资源==================\n");}void loadConfig(){FILE *fp1;if ((fp1=fopen("config.txt","r"))==NULL){printf("没有发现配置文件,请手动输入\n");setConfig();}else{int i=0;printf("发现配置文件,开始导入..\n");//可分配资源fscanf(fp1,"%d%d%d",&Available.A,&Available.B,&Available.C);//最大需求矩阵MAXfor (i=0;i<PNUMBER;i++){fscanf(fp1,"%d%d%d",&Max[i].A,&Max[i].B,&Max[i].C);}//已分配矩阵Allocfor (i=0;i<PNUMBER;i++){fscanf(fp1,"%d%d%d",&Allocation[i].A,&Allocation[i].B,&Allocation[i].C);}//需求矩阵for (i=0;i<PNUMBER;i++){fscanf(fp1,"%d%d%d",&Need[i].A,&Need[i].B,&Need[i].C);}}}//试探分配void ProbeAlloc(int process,RES *res){Available.A -= res->A;Available.B -= res->B;Available.C -= res->C;Allocation[process].A += res->A;Allocation[process].B += res->B;Allocation[process].C += res->C;Need[process].A -= res->A;Need[process].B -= res->B;Need[process].C -= res->C;}//若试探分配后进入不安全状态，将分配回滚void RollBack(int process,RES *res){Available.A += res->A;Available.B += res->B;Available.C += res->C;Allocation[process].A -= res->A;Allocation[process].B -= res->B;Allocation[process].C -= res->C;Need[process].A += res->A;Need[process].B += res->B;Need[process].C += res->C;}//安全性检查bool SafeCheck(){RES Work;Work.A = Available.A;Work.B = Available.B;Work.C = Available.C;bool Finish[PNUMBER] = {false,false,false};int i;int j = 0;for (i = 0; i < PNUMBER; i++){//是否已检查过if(Finish[i] == false){//是否有足够的资源分配给该进程if(Need[i].A <= Work.A && Need[i].B <= Work.B && Need[i].C <= Work.C){//有则使其执行完成，并将已分配给该进程的资源全部回收Work.A += Allocation[i].A;Work.B += Allocation[i].B;Work.C += Allocation[i].C;Finish[i] = true;safe[j++] = i;i = -1; //重新进行遍历}}}//如果所有进程的Finish向量都为true则处于安全状态，否则为不安全状态for (i = 0; i < PNUMBER; i++){if (Finish[i] == false){return false;}}return true;}//资源分配请求bool request(int process,RES *res){//request向量需小于Need矩阵中对应的向量if(res->A <= Need[process].A && res->B <= Need[process].B && res->C <=Need[process].C){//request向量需小于Available向量if(res->A <= Available.A && res->B <= Available.B && res->C <= Available.C){//试探分配ProbeAlloc(process,res);//如果安全检查成立，则请求成功，否则将分配回滚并返回失败if(SafeCheck()){return true;}else{printf("安全性检查失败。
理解操作系统中的死锁预防和检测算法
理解操作系统中的死锁预防和检测算法随着计算机技术的进步，操作系统在实际应用中扮演着重要的角色。
操作系统的核心功能之一是资源管理，在多个进程同时运行的情况下，资源的管理和调度问题成为了操作系统设计中的关键问题。
而其中一个常见的问题就是死锁。
死锁是指两个或者多个进程由于竞争系统资源而造成的一种互相等待的无限循环状态，导致系统无法运转。
在本文中，我们将深入探讨操作系统中的死锁问题，以及死锁的预防和检测算法。
一、死锁问题的定义死锁是指由于系统资源的竞争而导致的一种进程无法继续运行的状态。
其基本特征包括：互斥、占有和等待、不可抢占、循环等待。
互斥是指某个资源同时只能被一个进程占用，不可被其他进程占用。
占有和等待是指进程已经获得了一些资源，同时又因为需要而等待其他资源。
不可抢占是指资源申请者在未得到资源之前不能强行从持有者处夺走资源。
循环等待是指若干进程之间形成了一种循环等待的关系。
二、死锁预防算法死锁预防算法主要采取一些策略来预防系统陷入死锁状态。
常见的死锁预防算法包括资源分配图、银行家算法、资源独占法等。
资源分配图是一种图形化表示资源分配关系的方法，通过资源分配图可以很直观地判断系统是否会发生死锁。
而银行家算法是通过对系统资源进行动态分配和申请来以预防死锁，保证系统不会发生死锁。
资源独占法是对资源进行动态分配和管理，当资源请求不满足时，使得请求者释放已经占有的资源。
首先我们来看看资源分配图。
资源分配图是一个用于展示进程和资源之间关系的图形。
在资源分配图中，进程和资源可以分别用节点来表示，而资源分配关系可以用箭头连接两个节点来表示。
当出现环路的时候，就说明系统可能出现死锁。
而在资源分配图中，如果存在一个进程对资源进行循环等待的时候，就会出现死锁。
而在银行家算法中，系统需要对每个进程的资源请求进行审核，保证系统不会出现死锁。
资源独占法要求系统在分配资源的时候需要满足一定的条件，以避免进程出现死锁。
总的来看，死锁预防算法主要是通过对资源的合理分配和管理来规避进程出现死锁的可能性。
实验报告(死锁的避免)
三、程序设计和说明
1.算法描述
2.算法实现
四、实课程实验报告
实验名称：死锁的避免
姓名：
学号：
专业：
五邑大学计算机学院
一、实验目的
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。
二、实验内容
编写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地避免死锁的发生。实验要求设计一个有三类资源A、B、C的系统，它们的资源总量分别为10、5、7，资源由五个进程p0、p1、p2、p3、p4共享。假设当前的资源分配状态为：
死锁实验报告
南华大学计算机科学与技术学院实验报告（2010 ~2011 学年度第二学期）课程名称计算机操作系统实验名称死锁的避免与检测姓名肖喜武学号20094350225专业软件工程班级本09软件02班地点8-212教师曹军日期2011-06-21一、实验内容(1)死锁的避免编写一个程序，实现银行家算法，当系统将资源分配给某一进程而不会死锁时，就分配之。
否则，推迟分配，并显示适当的信息。
(2)死锁的检测分别使用检测“进程—资源循环等待链”的方法和Coffman 的算法来检测进程的死锁状态。
对于相同的进程资源分配、占用次序，比较两个算法的结果。
二、实验目的通过本实验使学生进一步理解死锁的概念，并能选择一个算法来避免死锁，让学生进一步加深理解和掌握死锁的检测算法三、实验题目题目：死锁的避免和死锁的检测。
①数据结构struct Bank{int Available[m];//可利用资源向量int Max[m][n];//最大需求矩阵int Allocation[m][n];//分配矩阵int Need[m][n]; //需求矩阵};②程序总体框图四、源程序五、程序运行结果六、实验总结银行家算法是一个经典的避免死锁的算法，它可以有效的避免资源分配时产生死锁。
但死锁的避免时相当复杂的，而且浪费时间。
每次分配时都要进行分配检查看是否会产生死锁，通过实验加深对银行家算法的了解和认识，同时对避免死锁的机制也有所了解。
实验不仅锻炼了我动手能力，也巩固了我课堂所学的知识。
只有在实验过程中我们才能深刻的认识到课本知识的重要性。
实验采用银行家算法避免在资源分配时产生死锁现象。
死锁避免实验报告
“死锁避免”实验报告实验思路：先定义进程控制块的数据结构pcb，确定进程并发数目SIZE，在初始化进程时，保证各进程最大资源申请量不大于系统的资源总量，如果大于，则重新输入。
初始化完成之后，选择相应的死锁避免的算法，或随机分配算法，或银行家算法。
随机分配方法：运用取余的方法，轮询各个进程，选择处于就绪状态的进程之一，然后输入该进程的当前资源申请量apply，判断该申请量是否大于系统当前资源剩余量，若大于，将就绪进程状态设置为阻塞态，然后查找就绪队列中是否还有就绪进程，若有，则选择一个就绪进程，继续执行，若没有就绪进程，则表示发生死锁。
若不大于，则给满足该进程的申请量，并将其自愿申请量的变量设为0。
接着再进行判断该进程是否得到全部所需资源，若没有，则选择就绪队列中一个就绪进程，若全部得到，归还该进程所占有的全部资源给系统，并将该进程设置为完成态。
此时，再进行检查有无等待态的进程，若没有，则选择就绪队列中一个就绪进程，若有，则顺序检查等待进程，判断系统现有资源能满足某一等待进程，若能，则将该等待进程状态设置为就绪态，若没有，查找就绪队列中是否还有就绪进程，若有，则选择一个就绪进程，继续执行，若没有就绪进程，则表示发生死锁。
银行家算法：运用取余的方法，轮询各个进程，选择处于就绪状态的进程之一，然后输入该进程的当前资源申请量apply，判断该申请量是否大于系统当前资源剩余量，若大于，将就绪进程状态设置为阻塞态，然后查找就绪队列中是否还有就绪进程，若有，则选择一个就绪进程，继续执行，若没有就绪进程，则表示发生死锁。
若不大于，则假定满足该进程的申请量，并将其资源申请量的变量设为0，表示系统资源的变量减少相应的该进程的资源申请量，然后系统资源暂时用一个变量current保存起来。
将分配后系统剩余的资源数量与各进程的剩余需求量比较寻找一个系统能满足其需求的进程，每找一次，都要计数，用num变量，若找到，在标记数组a[SIZE]中进行相应标记，同时没找到一个都要进行一次对标记数组的循环测试，若测试到所有项都进行了标记，则退出循环，说明此次分配是安全的，若找不到，测试num的值，（对于确定数目的并发进程，其最大分配安全的循环次数<=SIZE!）。
死锁实验报告
操作系统实验二报告一．实验名称：死锁的检测与解除二．实验目的：观察死锁产生的条件，并使用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生。
三．实验内容：死锁的检测算法：1．找出不再申请资源的进程，将它们所占的资源与系统中还剩余的资源加在一起作为“可分配的资源”，同时对这些进程置标志；2．检测所有无标志的进程，找出一个所需资源量不超过“可分配的资源”量的进程，将其所占用的资源添加到“可分配的资源”中，同时为该进程置标志；重复2）直到所有进程均有标志或无标志的进程的所需资源量均超过“可分配的资源”量；3．若进程均有标志，说明系统当前不存在死锁；若存在无标志的进程，则表示系统当前已有死锁形成，这些无标志的进程就是一组处于死锁状态的进程。
死锁的解除：当死锁检测程序检测到有死锁存在时，一般采用两种方式来解除死锁：1．终止进程：终止一个或多个涉及死锁的进程的执行，收回它们所占的资源再分配。
2．抢夺资源：从涉及死锁的一个或几个进程中抢夺资源，把夺来的资源再分配给卷入死锁的其他进程，直到死锁解除。
四．实验代码：#include <iostream>using namespace std;#define mp 50 //最大进程数#define mr 100 /最大资源数int keyong[mr]; //可用资源数组int MAX[mp][mr]; //最大需求矩阵int fenpei[mp][mr]; //分配矩阵int need[mp][mr]; //剩余需求矩阵bool FINISH[mp]; //系统是否有足够资源分配int p[mp]; //记录序列int Work[mr]; //工作数组int m,n; //m个进程,n个资源int l=0;void Init(); //初始化bool Safe();void jc();void main(){ Init();Safe();if(l!=m)jc();}void Init() //初始化算法{ int i,j;cout<<"请输入进程的数目:";cin>>m;cout<<"请输入资源的种类:";cin>>n;cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>MAX[i][j];cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++){ for(j=0;j<n;j++){cin>>fenpei[i][j];need[i][j]=MAX[i][j]-fenpei[i][j];if(need[i][j]<0){ cout<<"您输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源数错误,请重新输入:"<<endl; j--;continue; }}}cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++){ cin>>keyong[i]; }cout<<"剩余需求矩阵:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){ cout<<need[i][j]<<" ";if(j==n-1)cout<<endl;}cout<<"各资源现有数量:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<keyong[i]<<" ";cout<<endl;}bool Safe() /*安全性算法*/{ int i,j,k;for(i=0;i<n;i++)Work[i]=keyong[i];for(i=0;i<m;i++){ FINISH[i]=false; //判断进程i是否已执行}for(i=0;i<m;i++){if(FINISH[i]==true){ continue;}else{ for(j=0;j<n;j++){ if(need[i][j]>Work[j]){ break;}}if(j==n){ FINISH[i]=true;for(k=0;k<n;k++){ Work[k]+=fenpei[i][k]; //进程i执行完后回收资源}p[l++]=i;i=-1;}else{continue;}}if(l==m){cout<<"系统是安全的"<<endl;cout<<"安全序列:"<<endl;for(i=0;i<l;i++){cout<<p[i];if(i!=l-1){cout<<"-->";}}cout<<""<<endl;return true;}}cout<<"会发生死锁,发生死锁的进程是:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)if(FINISH[i]==false)cout<<i<<" ";cout<<endl;return false;}void jc(){int i,j,k,q;i=0;while(i<m&&FINISH[i]==false) //寻找没执行的{for(j=0;j<n;j++){keyong[j]+=fenpei[i][j]; //回收fenpei[i][j]=0;}if(Safe())cout<<"死锁已解除"<<endl;elsei++;Safe();}}五．实验结果进程已拥有资源数总需求资源数1 （0.0.1.2）（0.0.1.2.）2 （2.0.0.0）（2.7.5.0）3 （0.0.3.4）（6.6.5.6）4 （2.3.5.4）（4.3.5.6）5 （0.3.3.2）（0.6.5.2）其中系统可用资源数为2 1 0 0给进程3 分配资源数0 1 0 0六．实验心得：加深理解了有关资源申请分配、检测以及避免死锁等概念，了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
死锁的检测与解除(操作系统实验报告)
1.输入系统进程数量n和资源类型数量m。
2.输入每类资源的数量。
3.输入每个进程每类资源的最大需求量和已获资源量。
4.检验系统的安全系。
5.若检测结果为系统不安全，可以对死锁进行解除，直到安全为止，再检测。
6．重复5操作，直到所有进程运行完毕。
四、实验结果与结论：（经调试正确的源程序和程序的运行结果）
composite4.setData("name","composite4");
formToolkit.adapt(composite4);
formToolkit.paintBordersFor(composite4);
/*--------------------------------标签---------------------------------------*/
formToolkit.adapt(composite3);
formToolkit.paintBordersFor(composite3);
composite3.setLayout(stackLayout2);
composite4=newComposite(composite3, SWT.BORDER);
label_5.setBounds(0, 55, 112, 26);
label_5.setData("name","label_5");
formToolkit.adapt(label_5,true,true);
label_5.setText("最大资源需求量");
label_6=newLabel(composite4, SWT.NONE);
《死锁避免》实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过模拟操作系统的资源分配和请求过程，深入理解死锁的概念、产生死锁的必要条件以及如何通过银行家算法来避免死锁的发生。
通过实验，学生能够掌握以下知识点：1. 死锁的概念及产生条件；2. 银行家算法的基本原理和实现方法；3. 资源分配和请求过程中的安全性检查；4. 通过银行家算法避免死锁的发生。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发工具：Visual Studio 20194. 实验环境：一台配置较高的计算机三、实验原理1. 死锁的概念死锁是指多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，这些进程都将无法继续执行。
2. 产生死锁的必要条件产生死锁的必要条件有四个，分别为：（1）互斥条件：资源不能被多个进程同时使用；（2）持有和等待条件：进程已获得至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有，此时该进程会等待；（3）非抢占条件：已分配给进程的资源，在进程完成之前，不能被抢占；（4）循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，即进程P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，以此类推，最后Pn等待P1占有的资源。
3. 银行家算法银行家算法是一种避免死锁的算法，通过以下步骤实现：（1）初始化系统资源、进程最大需求、已分配资源等数据结构；（2）当进程请求资源时，判断是否满足以下条件：a. 当前可用资源数量大于等于进程请求的资源数量；b. 根据当前资源分配情况，系统处于安全状态；若满足以上条件，则分配资源；否则，进程等待。
（3）当进程释放资源时，更新可用资源数量和分配资源情况。
四、实验内容1. 设计系统资源、进程最大需求、已分配资源等数据结构；2. 实现银行家算法，包括资源分配、安全性检查等功能；3. 模拟进程请求资源和释放资源的过程，观察系统状态变化；4. 分析实验结果，验证银行家算法是否能够避免死锁的发生。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验二死锁的检测与避免—银行家算法
一、实验目的
1、了解进程产生死锁原因，了解为什么要避免死锁。
2、掌握银行家算法的数据结构，了解算法的执行过程，加深对银行家算法的理
解。
二、实验内容及步骤
采用银行家算法来实现一个n 个并发进程共享m 个系统资源的系统。
进程可
以申请和释放资源，系统可以按照各进程的申请计算是否可以分配给其资源。
1、创建C语言工程项目，按照教材上的有关说明，定义相应的数据结构。
2、给各个数据结构设定合适的初始值。
注意：步骤1、2可同时进行，即利用C语言中的定义变量就可同时初始化的
方式进行数值初设。
3、依据银行家算法的描述依次进行资源的试探性分配，直至成功或失败，成功
则说明当前状态是安全的；失败后，还应该将资源回到初始状态，并进行另一
次试探；只有所有的试探都失败了，才能说明当前状态是不安全的。
通常，这种试探性算法采用递归的方法是很合适的，程序也是很简洁的。
三、实验原理
1、银行家算法的思路
先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。
若请求合法，则进行试分配。
最后对试分配后的状态调用安全性检查算法进行安全性检查。
若安全，则分配，否则，不分配，恢复原来状态，拒绝申请。
2、银行家算法程序流程图（图2-1）
银行家算法（图2-1）
安全性算法（图2-2）
四、实验结果及分析
（一）：
1、T0时刻安全性
2、P1发出请求向量Request 1（1，0，2）
3、P4发出请求向量Request 4（3，3，0）
4、P0发出请求向量Request 0（0，2，0） （二）：
1、 该状态是否安全？
2、 P2发出请求向量Request （1，2，2
，2）后，系统能否将资源分配给它？
(三）、自行设计一组资源分配数据，要求资源数大于等于3，进程数大于等于3，有2次预分配。