银行家算法的实现课程设计报告
《操作系统》课程设计报告设计题目：银行家算法的实现姓名：梅济民学号： 2012015014 同组人姓名：赵宇昊学号： 2012012962班级： 2012级信息与计算科学完成日期： 2015年 11 月 12 日银行家算法分析、设计与实现一、理论描述银行家算法要求每个进程的最大资源需求，其基本思想是：始终保持系统处于安全状态，当设计进程提出资源请求时，系统先进行预分配，再判断系统分配后是否仍然处于安全状态。
如果仍然处于安全状态，就进行实际分配；如果处于不安全状态，则拒绝该进程的资源请求。
二、算法描述及数据结构模型#define False 0#define True 1int Max[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求int Avaliable[100]={0};//系统可用资源char name[100]={0};//资源的名称int Allocation[100][100]={0};//系统已分配资源int Need[100][100]={0};//还需要资源int Request[100]={0};//请求资源向量int temp[100]={0};//存放安全序列int Work[100]={0};//存放系统可提供资源int M=100;//作业的最大数为100int N=100;//资源的最大数为10三、源代码void showdata()//显示资源矩阵{int i,j;printf("系统目前可用的资源[Avaliable]:\n");for(i=0;i<N;i++)printf("%c ",name[i]);printf("\n");for (j=0;j<N;j++)printf("%d ",Avaliable[j]);//输出分配资源printf("\n");printf(" Max Allocation Need \n"); printf("进程名");for(j=0;j<3;j++){for(i=0;i<N;i++)printf("%c ",name[i]);printf(" ");}printf("\n");for(i=0;i<M;i++){printf(" %d ",i);for(j=0;j<N;j++)printf("%d ",Max[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<N;j++)printf("%d ",Allocation[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<N;j++)printf("%d ",Need[i][j]);printf("\n");}}int changdata(int i)//进行资源分配{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];}return 1;}int safe()//安全性算法{int i,k=0,m,apply,Finish[100]={0};int j;int flag=0;Work[0]=Avaliable[0];Work[1]=Avaliable[1];Work[2]=Avaliable[2];for(i=0;i<M;i++){apply=0;for(j=0;j<N;j++){if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){apply++;if(apply==N){for(m=0;m<N;m++)Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数Finish[i]=True;temp[k]=i;i=-1;k++;flag++;}}}}for(i=0;i<M;i++){if(Finish[i]==False){printf("系统不安全\n");//不成功系统不安全return -1;}}printf("系统是安全的!\n");//如果安全，输出成功printf("分配的序列:");for(i=0;i<M;i++){//输出运行进程数组printf("%d",temp[i]);if(i<M-1) printf("->");}printf("\n");return 0;}void share()//利用银行家算法对申请资源对进行判定{char ch;int i=0,j=0;ch='y';printf("请输入要求分配的资源进程号(0-%d):",M-1);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<N;j++){printf("%c:",name[j]);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, 分配不合理，不予分配！\n",i);ch='n';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申请的资源大于系统现在可利用的资源\n",i);printf(" 分配出错，不予分配!\n");ch='n';break;}}}if(ch=='y') {changdata(i);//根据进程需求量变换资源showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断}}int main()//主函数{int i,j,q,choice,m,n,flag;char ming;printf("请首先输入系统可供资源种类的数量:");scanf("%d",&n);N=n;for(i=0;i<n;i++){printf("资源%d的名称:",i+1);scanf("%s",&ming);name[i]=ming;printf("资源%d的数量:",i+1);scanf("%d",&q);Avaliable[i]=q;}// printf("\n");printf("请输入作业的数量:");scanf("%d",&m);M=m;printf("请输入各进程的最大需求量%d*%d矩阵[Max]:\n",m,n);for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++)scanf("%d",&Max[i][j]);//printf("\n");}do{flag=0;printf("请输入各进程已经申请的资源量(%d*%d矩阵)[Allocation]:\n",m,n);for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){scanf("%d",&Allocation[i][j]);if(Allocation[i][j]>Max[i][j]) flag=1;Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];}if(flag)printf("申请的资源大于最大需求量，请重新输入!\n");}while(flag);showdata();//显示各种资源safe();//用银行家算法判定系统是否安全while(choice){printf("\n");printf(" 0:离开\n");printf(" 1:分配资源\n");printf("请选择功能号：");scanf("%d",&choice);switch(choice){case 1: share();break;case 0: break;default: printf("请正确选择功能号(0-1)!\n");break;}}return 1;四、程序运行结果及分析时刻的资源分配表(各种资源的数量分别为：10、5、7) T运行结果五、课程设计心得与体会通过这次实验，我了解了银行家算法的原理，在编写和调试程序过程中，我的算法和编程能力提高了很多六.参考文献：《计算机操作系统》第四版，《C 程序设计教程》谭浩强。
操作系统课程设计报告银行家算法的设计与实现(java语言)
操作系统课程设计报告-银行家算法的设计与实现(JAVA语言)操作系统课程设计题目院系专业班级学生学号指导教师年月基于计算机此次课程设计的主要内容是模拟实现资源分配同时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使用适当的算法有效的防止和避免死锁的发生具体用银行家算法实现资源分配要求如下1 设计一个3个并发进程共享3类不同资源的系统进程可动态地申请资源和释放资源系统按各进程的申请动态地分配资源2 设计用银行家算法和随机分配算法实现资源分配的两个资源分配程序应具有显示或打印各进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况3 确定一组各进程依次申请资源数的序列在相同的情况下分别运行上述两种资源分配程序观察运行结果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发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关键词死锁安全状态安全序列银行家算法安全性检查目录1 概述 311设计目的 312开发环境 32 需求分析 421死锁概念 422死锁的结论 423资源分类 424产生死锁的必要条件 425死锁的解决方案 4com锁的例子 4com防 5com态与不安全状态 53 数据结构分析设计 631可利用资源向量矩阵available[ ] 6 32最大需求矩阵[ ][ ] 633分配矩阵allocation[ ][ ] 634需求矩阵need[ ][ ] 64 算法的实现 741初始化 742银行家算法 743安全性检查算法 744各算法流程图 85 测试与实例分析 106 心得体会 147参考文献与源程序清单附录 15概述11设计目的银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的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本次课程设计通过用JAVA语言编写和调试实现银行家算法的程序达到进一步掌握银行家算法理解系统产生死锁的原因以及系统避免死锁的方法增强理论联系实际的能力的目的12开发环境操作系统Windows XP编译工具Myeclipse86生成文件×××java源代码文件和×××class编译文件2 需求分析21死锁概念死锁就是指多个进程在运行中因争夺资源而造成的一种僵局当进程出于这种僵持状态时若无外力作用它们都将无法再向前推进22死锁的结论产生死锁的原因是竞争资源和进程间推进顺序不当处理死锁的基本方法是①预防死锁②避免思索③检测死锁④解除死锁23资源分类1可剥夺性资源某些进程在获得此类资源后该资源可以再被其他进程或系统剥夺CPU和内存均属于可剥夺性资源2不可剥夺性资源当系统把这类资源分配给进程后再不能强行回收只能在进程用完后自动释放如磁带机打印机3非剥夺性资源在系统中所配置的非剥夺性资源由于它们的数量不能满足诸进程运行的需要会使进程在运行构成中因争夺这些资源而陷入僵局4临时性资源它是指由一个进程产生被另一个进程使用一短暂时间后便无用的资源也称之为消耗性资源24产生死锁的必要条件1互斥条件进程对它所分配到的资源进行排他性使用即在一段时间内某资源由一个进程占有如果此时还有其它进程请求该资源则请求者只能等待直至占有该资源的进程用毕释放2请求和保持条件进程已经保持了至少一个资源但又提出新的资源请求而该资源又被其他进程占有此时请求进程阻塞但又对自己获得的其他资源保持不放3不剥夺条件进程已经获得的资源在未使用完之前不能被剥夺只有在使用完是由自己释放4环路等待条件发生死锁时必然存在一个进程--资源的环形链25死锁的解决方案com锁的例子该例子是由于进程推进顺序非法引发的死锁进程P1 和P2并发执行如果按顺序①执行P1RequestR1P1RequestR2P1ReleaseR1P1ReleaseR2P2RequestR2P2RequestR1P2R eleaseR2P2ReleaseR1两个进程可顺利完成如果按曲线②执行P1 和P2将进入不安全区DP1保持了资源R1P2保持了R2接下来P2将申请不到R1P1申请不到R2系统处于不安全状态往前推进将发生死锁图3-15com防预防死锁的方法是使产生死锁的四个必要条件中的234条件之一不能成立即1摒弃请求和保持条件系统规定所有进程在开始运行之前都必须一次性申请其在整个运行过程中所需的全部资源使该进程再整个运行过程中不会提出资源请求因而摒弃了请求条件又由于进程在等待期间没有占有任何资源所以也摒弃了保持条件2摒弃不剥夺条件系统规定进程逐个提出对资源的要求当一个已经保持了某些资源的进程再提出新的资源请求而未被满足时必须释放已经保持的所有资源待以后需要是在再重新申请3摒弃环路等待条件系统规定所有资源按类型进行线性排队并赋予不同的序号所有进程对资源的请求都必须严格按资源序号递增的顺序提出com态与不安全状态在避免死锁的方法中允许进程动态地申请资源但系统在进行资源分配之前应先计算此次资源分配的安全性若此次分配不会导致系统进入不安全状态则将资源分配给进程否则令进程等待所谓安全状态是指系统能按某种进程顺序P1 P2 P3Pn来为每个进程分配所需资源直至满足每个进程对资源的最大需求是每个进曾都可以顺利完成如果系统找不到这样一个序列系统就处于不安全状态虽然并非所有的不安全状态都是死锁状态但当系统进入不安全状态后便可能进入死锁状态只要系统处于安全状态系统便可以避免进入不安全状态因此避免死锁的实质在于系统在进行资源分配时如何使系统不进入不安全状态安全序列一个进程序列 P1Pn 是安全的如果对于每一个进程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银行家算发就是用具避免死锁的一个有效方法3 数据结构分析设计31可利用资源向量矩阵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用资源的数目其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变如果available [j] K则表示系统中现有R类资源K个32最大需求矩阵[ ][ ]这是一个nm的矩阵用以表示每一个进程对m类资源的最大需求如果[ij] K 则表示进程i需要R类资源的数目为K33分配矩阵allocation[ ][ ]这也是一个nm的矩阵它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数如果allocation [ij] K则表示进程i当前已分得R类资源的数目为K 34需求矩阵need[ ][ ]这也是一个nm的矩阵用以表示每一个进程尚需的各类资源数如果need [ij] K则表示进程i还需要R类资源K个才能完成其任务上述矩阵存在下述关系need[ij] [ij]－ allocation[ij]4 算法的实现41初始化1创建available[]数组用以存放系统中可用的资源数目2创建[][]数组用以存放各个进程对各类资源的最大需求数目3创建allocation[][]数组用以存放各个进程已经分得的各类资源数目 4创建need[][]数组用以存放各个进程还需要的各类资源数目5创建 allocation1[][]need1[][]available1[]用以存放系统试分配资源前系统资源分配情况42银行家算法设Requesti是进程Pi的请求向量Requesti K表示进程Pi需要K个j类资源Pi发出资源请求后按下列步骤进行检查1如果requesti[j]≤need[ij]转向步骤②否则报错所需要的资源数已超过它所宣布的最大值2如果requesti[j]≤available[j]转向步骤③否则报错尚无足够资源Pi需等待3尝试将资源分配给进程Pi并修改下面数据结构中的数值available[j] available[j]-raquesti[j]allocation[ij] allocation[ij]raquesti[j]need[ij] need[ij]-raquesti[j]4 执行安全性算法检查此次资源分配后系统是否出于安全状态若安全才正式将资源分配给进程Pi已完成本次分配否则将本次试探分配作废恢复原来的资源分配状态让Pi等待43安全性检查算法1设置两个向量一工作向量work表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目执行安全性算法开始时work available二finish标志表示系统是否有足够的资源分配给进程使之运行完成初始化finish[i] false有足够资源分配给进程时令finish[i] true2从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程finish[i] falseNeed[ij]≤work[j]找到执行步骤③否则执行步骤④3当进程Pi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[j] work[i]allocation[ij]Finish[i] trueGo to step ②4如果所有进程的finish[i] true都满足则表示系统处于安全状态否则系统处于不安全状态44各算法流程图1初始化算法流程2银行家算法流程图5 测试与实例分析1下列状态是否安全四个进程共享12个同类资源资源进程A B C AllocationA B C NeedA B C Available A B C P03 2 21 0 02 2 22 1 2P16 1 34 1 12 0 2P23 1 42 1 11 0 3P34 2 20 0 24 2 0利用银行家算法程序进行检测打开程序输入上述数据初始化数据后显示进行安全检测经检查系统为安全状态存在安全序列p1 p2 p3 p02考虑下列系统状态系统是否安全若安全就给出所有的安全序列如果此时p0和p1均提出资源请求Request 101 能否立即给予满足解继续执行银行家算法程序1P0申请资源101申请不成功系统不为其分配资源继续执行银行家算法程序2P1申请资源101申请成功存在安全序列p1 p2 p3 p0所以对p2来说能得到立即满足如果此刻P2继续请求资源Reques101则就有系统将资源试分给P1则可用资源数变为111然后继续试分配给p0 Request 101 它小于Avalable可以分配但分配后很明显找不到一个安全序列发现系统处于不安全状态不能分配给它于是回收资源系统的可用资源恢复到1116 心得体会通过一个周的课程设计虽然理解起来很容易但想用算法具体去实现它还是有一定的难度虽然做起来比较吃力但当我通过自己亲手做出来时使我更加加深了对银行家算法的理解掌握了银行家算法避免死锁的过程和方法理解了死锁产生的原因和条件以及避免死锁的方法并且还巩固了JAVA知识掌握了用JAVA实现银行家算法的方法所编写程序基本实现了银行家算法的功能并在其基础上考虑了输出显示格式的美观性使界面尽可能友好并且在编程时将主要的操作都封装在方法中如输入进程和资源信息放在了一个构造方法public TheBanker 中进行安全性检测的方法Security_check 进行申请资源的方法checkRequest 打印当前各资源的方法print 这样使程序可读性增强使程序更加清晰明了当然由于JAVA学的也就是些基础平时的不常联系使得我实际操作能力的很欠缺我在编写和调试过程中遇到了许多的问题通过网上查询资料翻阅课本向同学请教多次调试等方法逐渐解决了大部分问题这次课程设计非常有意义它让我收获很多不仅掌握了课本所学的知识也巩固了JAVA的相关知识7 参考文献与源程序清单汤子瀛哲凤屏汤小丹计算机操作系统西安电子科技大学出版社20062 美威尔顿麦可匹克 Java入门经典第3版施宏斌译北京清华大学出版社2009 美 Bruce Eckel Java编程思想陈昊鹏译北京机械工业出版社2007 import comnerpublic class TestBankerpublic static void main String[] argsSycomtln "-----操作系统银行家算法-------"TheBanker tb new TheBankerboolean flag truewhile flagSycomtln "1死锁避免检验是否安全"Sycomtln "2死锁检测"Sycomtln "3退出"Sycomtln "Sycomtln "请选择"Scanner input new Scanner Systemin int num inputnextIntswitch numcase 1tbSecurity_checkflag truebreakcase 2tbcheckRequest 死锁检测flag truebreakcase 3Sycomtln "谢谢使用再见"flag falsebreakimport comnerpublic class TheBankerint m 进程个数int n 每个进程的资源个数int[][] 最大需求矩阵int[][] allocation 以分配的资源已占有的资源int[][] need 需求的资源int[] available 可利用的资源int[] p 记录安全序列boolean[] finish 标志一个进程是否完成true 表示完成 false 表示未完成Scanner input new Scanner Systeminpublic TheBankerSycomtln "请输入系统中的进程数"m inputnextIntSycomtln "请输入进程的资源类型数"n inputnextIntnew int[m][n]allocation new int[m][n]need new int[m][n]available new int[n]finish new boolean[m]Sycomtln "请输入一个"m"行"n"列的各进程的最大需求量"for int i 0i lengthi 依次输入进程的各个最大资源数Sycomtln "请输入第p " i1 " 进程的"for int j 0j [i]lengthj[i][j] inputnextIntSycomtln "请输入一个"m"行"n"列的各进程的各占有量"for int i 0i allocationlengthi 依次输入进程的各个占有资源数Sycomtln "请输入第p " i1 " 进程中的Alloction"for int j 0j allocation[i]lengthjallocation[i][j] inputnextIntfor int i 0i needlengthi 计算出各个进程需求的资源数 for int j 0j need[i]lengthjneed[i][j] [i][j] - allocation[i][j]Sycomtln "请输入可用资源数Avallable" 输入进程的可用资源数for int i 0i niavailable[i] inputnextIntSycomtln "初始化结果为下表"print显示列表public void printSycomtln "Sycomtln "\t\tAllocation\tNeed\tAvalable"Sycomtln "\tA B C\tA B C\t\tA B C\tA B C"for int i 0i miSycomt "P "i" "Sycomt " "for int j 0j njSycomt [i][j]" "Sycomt "\t"for int j 0j njSycomt allocation[i][j]" "Sycomt "\t\t"for int j 0j njSycomt need[i][j]" "Sycomt "\t"if i 0for int j 0j njSycomt available[j]" "SycomtlnSycomtln "public boolean Security_checkint[] work new int[n]for int i 0i niwork[i] available[i] 把available的值赋给workfinish new boolean[m]for int i 0 i m i 开始把进程全部置未分配状态都为falsefinish[i] falseint num 0 对每个进程都要把所有资源都进行比较int num1 0int count 0 记录可以分配的序列int count1 0 记录所有序列是否分配p new int[m] 找到安全序列while num1 mfor int i 0i miif finish[i] false 判断finish的状态如果为true说明刚才已经找到不需要重复for int j 0j njif need[i][j] work[j] 比较一个进程的各种资源是否满足条件numif num n 如果一个进程所有资源都满足条件need work则找到了一个进程满足for int k 0k nkwork[k] work[k] allocation[i][k]finish[i] true 找到一个进程满足p[count] i 记录找到的是第几个进程num 0 必须把它清零重新来找下个资源种类的每种是否都满足条件num1记录有多少个序列for int i 0i miif finish[i] truecount1 检测是否所有的进程最后都是trueif count1 m 如果序列里面总数等于总共有多少程序就找到了安全的序列并且输出反之没有找到Sycomtln "存在一个安全序列安全序列为"for int i 0i miif i m-1Sycomt "P"p[i]"-- "elseSycomtln "P"p[i]Sycomtln "return trueelseSycomtln "没有找到一个安全序列系统处于不安全状态"return falsepublic void checkRequestint process 0 记录输入的是第几个进程int count2 0 记录试分配过程中满足条件的个数boolean flag true 主要防止输入的数字已经超出了本来process数量则要求重新输入Sycomtln "请输入要申请的第几个进程注意进程p下标是从0开始的"while flagprocess inputnextIntif process mflag trueSycomtln "输入超出了本来进程的范围请重新输入"elseflag falseSycomtln "第"process"个进程提出请求"int[] request new int[n]Sycomtln "输入要请求的资源Request"for int i 0i nirequest[i] inputnextInt判断是否可以分配for int i 0i niif request[i] need[process-1][i] request[i] available[i]count2 判断是否每个进程的所有资源都满足试分配的要求并记录if count2 n 如果每一种资源都满足要求则可以进程请求试分配for int j 0j njallocation[process-1][j] request[j] 注意数组下标是从0开始的need[process-1][j] - request[j]available[j] - request[j]Sycomtln "试分配如下-------- "print 打印试分配的结果Sycomtln "进行安全性判断"flag Security_check 判断是否为安全序列if flag false 如果是分配后不能找到一个安全序列则返回不进行分配for int j 0j njallocation[process-1][j] - request[j] 注意数组下标是从0开始的need[process-1][j] request[j]available[j] request[j]elseSycomtln "不能进行试分配也就找不到安全序列"西安工业大学课程设计1。
银行家算法实验报告
银行家算法分析、设计与实现一、设计理论描述本设计的目的是通过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，并采用适当的算法，有效地防止和避免死锁地发生。
要求如下：（1）模拟一个银行家算法；（2）初始化时让系统拥有一定的资源；（3）用键盘输入的方式申请资源；（4）如果预分配后，系统处于安全状态，则修改系统的资源分配情况；（5）如果预分配后，系统处于不安全状态，则提示不能满足请求，设计的主要内容是模拟实现动态资源分配。
同时编写和调试一个系统动态资源的简单模拟程序，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。
银行家算法.顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要应多个客户的借贷周转，为了防止银行加资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须考察其是否能限期归还。
在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还资源，以供其他进程使用资源。
如果资源分配不得到就会发生进程循环等待资源，则进程都无法继续执行下去的死锁现象。
把一个进程需要和已占有资源的情况记录在进程控制中，假定进程控制块PCB其中“状态”有就绪态、等待态和完成态。
当进程在处于等待态时，表示系统不能满足该进程当前的资源申请。
“资源需求总量”表示进程在整个执行过程中总共要申请的资源量。
显然，，每个进程的资源需求总量不能超过系统拥有的资源总数, 银行算法进行资源分配可以避免死锁.二、算法描述及数据结构模型1.银行家算法:设进程i提出请求Request[n]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request[n]>Need[i，n]，则报错返回。
(2)如果Request[n]>Available，则进程i进入等待资源状态，返回。
(3)假设进程i的申请已获批准，于是修改系统状态：Available=Available-RequestAllocation=Allocation+RequestNeed=Need-Request(4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
课程设计(银行家算法)报告
衡阳师范学院《操作系统》课程设计题目处理机调度模拟设计——短作业先调度、先来先服务调度、最高响应比调度算法专业计算机科学与技术班级1001班学号10190134 10190136姓名张德旺屈金指导教师王玉奇2012 年12 月日目录1、概述 (1)1.1、设计目的 (1)1.2、设计内容 (1)1.3、开发环境 (1)1.4、任务分配 (1)2、需求分析 (2)2.1、死锁概念： (2)2.2、关于死锁的一些结论： (2)2.3、资源分类： (2)2.4、产生死锁的四个必要条件： (3)2.5、死锁的解决方案 (3)2.5.1 产生死锁的例子 (3)2.5.2死锁预防: (4)2.6．安全状态与不安全状态 (5)3、数据结构设计 (5)3.1、定义全局变量 (5)3.2、函数声明 (5)3.3、主函数结构 (6)4、算法的实现 (7)4.1、初始化 (7)4.2、银行家算法 (7)4.3、安全性检查算法 (7)4.4、程序模块划分 (8)4.5程序运行结果显示 (9)4.6、各算法流程图 (11)4.7、源程序清单 (12)5、心得与体会： (22)6、参考文献 (22)1、概述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）掌握死锁的产生的原因、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）理解死锁避免在当前计算机系统不常使用的原因。
1.2、设计内容利用银行家算法来实现资源的分配。
先对用户提出的请求进行合法性检查，再进行预分配，利用安全性检查算法进行安全性检查。
1.3、开发环境1.4、任务分配2、需求分析2.1、死锁概念：在多道程序系统中，虽可借助于多个进程的并发执行，来改善系统的资源利用率，提高系统的吞吐量，但可能发生一种危险━━死锁。
所谓死锁(Deadlock),是指多个进程在运行中因争夺资源而造成的一种僵局(Deadly_Embrace),当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
操作系统课程设计报告 银行家算法
操作系统课程设计报告题目：银行家算法操作系统课程设计报告题目：银行家算法摘要在多道操作系统中，可以利用多个进程并发执行来改善系统资源利用率，提高系统的吞吐量，但也可能发生人们不想看到的危险——死锁。
为了解决这个问题，人们引入了多种机制处理死锁问题。
本文主要介绍了操作系统如何运用银行家算法和安全性算法避免死锁的产生。
同时运用Java编程语言模拟计算机内部资源分配的过程。
让读者对银行家算法有更深刻的认识。
关键字：死锁银行家算法安全性算法资源分配IAbstractIn much road OS, improve the systematic handling capacity, but also may people happened not thinking of dangerous dead lock seeing that to come to improve system resource utilization ratio being able to make use of many course concurrency to carry out. Have led into various mechanism for problem , people resolving this handle lock fast problem. The main body of a book has been introduced mainly how to apply the banker algorithm and the security algorithm to avoid lock fast creation. Wield Java programming language analog computer inside resource assignment process at the same time. Let reader have deeper cognition to banker algorithm.Key words: Algorithmic algorithmic security of dead lock banker resource assignmentII目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1绪论 (1)2需求分析 (2)3概要设计 (3)4详细设计 (4)5测试与分析 (6)6总结 (11)7参考文献 (12)附录 (13)1绪论银行家算法诞生的背景：操作系统作为裸机上安装的第一层软件，起着控制和管理计算机内部软硬件资源，合理组织计算机工作流程，提高计算机工作效率，用户和计算机硬件接口的重要作用。
银行家算法课程设计实验报告
滁州学院课程设计报告课程名称：操作系统设计题目：银行家算法的设计与实现系别：计算机与信息工程学院专业：计算机科学与技术组别：第二组起止日期: 2012年5月14日~ 2012年6月19日指导教师:马丽生课程设计题目银行家算法的设计和实现组长张震学号2010211148 班级10计科2班系别计算机专业计算机科学与技术组员李梦 2010211102马岩 2010211109蒋路路 2010211095严路路 2010211132指导教师马丽生课程设计目的熟练掌握银行家算法课程设计所需环境Vc++，windows xp课程设计任务要求编写带有界面的银行家算法程序课程设计工作进度计划序号起止日期工作内容分工情况1 2012/5/14~2012/5/21 查询相关资料，了解银行家算法的主要目的及编写方式张震负责对银行家算法的整体思想过程以及了解函数总体编写李梦、严路路负责查找银行家算法的输出算法的实现编写过程马岩、蒋路路负责对安全性检测的方式的实现查找2 2011/5/22~2011/6/5 进行代码设计各个组员对各自部分的代码编写3 2011/6/6~2011/6/13 调试程序共同解决程序中的相应错误4 2011/6/13~2011/6/19 文档编写及最终修订编写word文档，仔细检查发现各类问题指导教师签字：年月日教研室审核意见：教研室主任签字：年月日目录1. 引言 (4)2. 设计要求 (4)2.1.问题描述 (4)2.2.基本要求 (4)3.设计分析 (5)3.1.安全性算法的算法思想 (5)3.1.1.设置向量 (5)3.1.2.安全性检测流程图 (6)3.2.银行家算法的算法思想 (7)3.2.1.银行家算法的思路 (7)3.2.2. 银行家算法 (7)3.2.3. 银行家算法流程图 (8)4.详细设计 (10)4.1.银行家算法中用到的主要数据结构设计 (10)4.2.算法整体设计与调用 (10)4.3.模块设计 (11)4.3.1.安全性算法 (11)4.3.2.输出算法 (13)4.3.3.整体函数设计 (14)5.调试与操作说明 (19)5.1运行程序 (19)6.课程设计的总结与体会 (21)6.1.总结 (21)6.2.体会 (21)1.引言银行家算法是一个用来预防系统进入死锁状态的算法，用它可以判断系统的安全性，如果系统当前处于安全状态，则可以为申请资源的进程分配资源，如果不是安全状态，则不能为申请资源的进程分配资源。
操作系统 银行家算法 课设报告
第一章设计内容1.1 设计目的通过银行家算法设计与实现，可以加深学生对死锁的理解，掌握死锁的预防、避免、检测和解除的基本原理，重点掌握死锁的避免方法—银行家算法。
使学生初步具有研究、设计、编制和调试操作系统模块的能力。
1.2 设计要求1．问题描述系统在进行资源分配的过程中，允许进程动态的申请资源，为了避免发生死锁，在分配资源前要进行安全性检查，若此次分配不会导致系统进入不安全状态，便将资源分配给进程，否则，进程等待。
2．基本要求设计一个进程动态请求资源的模拟系统，实现随机产生进程请求资源的数量；资源安全性检查算法；资源的分配算法；以及输出显示每次请求的结果和系统资源的状态。
1.3 程序设计思想首先输入进程的数目和系统中的资源数目，根据输入的进程数目创建相应数目的数据结构作为进程的PCB，然后初始化每个进程对每种资源的最大需求量、每种资源的已分配量、系统每种资源的可利用量，进行初始化安全性检查；如果是不安全状态，重新初始化系统；否则，从等待队列中提取一个等待进程，让该进程动态申请所需的各种资源，使用银行家算法进行检测，如果是安全状态，则输出系统的一个安全序列和系统当前资源的使用情况，如果是不安全状态则继续从等待队列中提取进程进行随机申请资源；一直循环到把等待队列清空为止，系统中申请资源的进程全部进入等待队列等候处理。
第二章数据结构、算法和程序流程图2.1 数据结构数据结构说明：本程序中所运用的数据结构主要为进程的说明信息，即进程控制块PCB，如下：struct PCB //进程控制块PCB的数据结构{int pid; //进程编号int Max[MaxResource]; //进程对资源的最大需求矩阵int Allocation[MaxResource]; //进程已分配的资源矩阵int Need[MaxResource]; //进程对资源的需求矩阵int Request[MaxResource]; //进程本次对资源的申请矩阵};2.2 银行家算法银行家算法的基本思想是在分配资源之前，判断系统是否是安全的；若安全，才分配。
银行家算法课程设计实验报告
银行家算法课程设计实验报告摘要：本文主要介绍了一种新的实验方法——银行家算法课程设计实验，针对算法教学的实验设计，特别是在银行家算法这一领域，运用Visual C++ 语言，给出了一种实验实现及其相应的实验报告。
实验的通过对 Visual C++ 的开发环境及语法的掌握，实验证明了银行家算法的可行性和实际应用的安全性。
关键词：银行家算法；Visual C++；实验设计；实验报告1. 绪论随着网络技术的不断发展和深化，如今网络系统的仿真实验，尤其是银行家算法的仿真实验的需求量日益增大，该实验将把网络系统设计中的概念、原理以及运用的方法用于系统的实际应用，更直观地表达出网络实验中的概念。
本实验希望通过对 Visual C++语言的开发环境及语法的掌握，实现银行家算法在计算机系统中的运用，实现这种算法的可行性和实际应用的安全性，从而使网络系统仿真实验更加简单有效的实现。
2. 实验目的（1）熟悉 Visual C++ 语言的开发环境及语法；（2）了解银行家算法基本原理及其实现；（3）验证银行家算法的可行性及实际应用的安全性；（4）为网络系统仿真实验提供一种新的实验方法。
3. 实验内容（1）Visual C++编程环境的熟悉；（2）实现银行家算法的仿真实验；（3）验证银行家算法的可行性和实际应用的安全性；（4）实验报告的编写。
4. 实验环境实验环境主要包括实验平台、操作系统、语言编程工具和文本编辑器。
实验平台：实验所使用的计算机硬件平台为：Intel 酷睿i5-8400 处理器、 DDR4 8G 内存及 GTX 1050TI 4G 显卡；操作系统：实验所使用的操作系统为 Windows 10 家庭版；语言编程工具：实验所使用的语言编程工具为 Visual Studio 2017；文本编辑器：实验所使用的文本编辑器为 Notepad。
5. 实验过程实验过程主要包括 Visual C++ 编程环境的熟悉、银行家算法的仿真实现及实验报告的编写。
银行家算法实验设计报告
实验三银行家算法班级：xxxxxxxxxxxxxx姓名：xxxx 学号：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx上级日期：2018年10月成绩：___________________________一、实验目的:银行家算法是避免死锁的一种重要方法，通过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，并体会和了解死锁以及避免死锁的具体实施方法。
二、实验内容1、程序流程图系统主要运行过程流程图银行家算法流程图安全性算法流程图2、程序源码1.//#define M 52.//#define N 33.#include <stdio.h> //本实验中使用到的库函数4.#include <stdlib.h>5.#include <string.h>6.7.int max[5][1]; //开始定义银行家算法中需要用到的数据8.int allocation[5][1];9.int need[5][1];10.int available[1];11.int request[5][1];12.char *finish[5];13.int safe[5];14.int n,i,m;15.int k=0;16.int j=0;17.int work[1];18.int works[5][1];19.20.void line() //美化程序，使程序运行时更加明朗美观21.{22. printf("------------------------------------------------\n");23.}24.25.void start() //表示银行家算法开始26.{27. line();28. printf(" 银行家算法开始\n");29. printf(" -- 死锁避免方法 \n");30. line();31.}32.33.void end() //表示银行家算法结束34.{35. line();36. printf(" 银行家算法结束，谢谢使用\n");37. line();38.}39.40.void input() //输入银行家算法起始各项数据41.{42.for (n=0;n<5;n++)43. {44. printf("请输入进程P%d的相关信息：\n",n);45. printf("Max:");46.for (m=0;m<1;m++)47. scanf("%d",&max[n][m]);48. printf("Allocation:");49.for (m=0;m<1;m++)50. scanf("%d",&allocation[n][m]);51.for (m=0;m<1;m++)52. need[n][m]=max[n][m]-allocation[n][m];53. }54. printf("请输入系统可利用资源数Available:");55.for (m=0;m<1;m++)56. scanf("%d",&available[m]);57.}58.59.void output() //输出系统现有资源情况60.{61. line();62. printf("资源情况 Max Allocation Need Available\n");63. printf("进程 A A A A \n");64. line();65.for(n=0;n<5;n++)66. {67. printf("P%d%3d%3d%3d",n,max[n][0],allocation[n][0],need[n][0]);68.if (n==0)69. printf("%3d%3d\n",available[0]);70.else71. printf("\n");72. }73. line();74.}75.76.void change() //当Request[i,j]<=Available[j]时，系统把资源分配给进程P[i]，Available[j]和Need[i,j]发生改变77.{78.for (m=0;m<1;m++)79. {80. available[m]-=request[i][m];81. allocation[i][m]+=request[i][m];82. need[i][m]-=request[i][m];83. }84.}85.86.void outputsafe() //输出安全序列的资源分配表87.{88. printf("该安全序列的资源分配图如下：\n");89. line();90. printf("资源情况 Work Need Allocation Work+Allocation Finish\n");91. printf("进程 A A A A \n");92. line();93.for(n=0;n<5;n++)94. printf("P%d%9d%3d%3d%5d%12s\n",safe[n],works[safe[n]][0],need[safe[n]][0],allocation[safe[n]][0],works[safe[n]][0]+allocation[safe[n]][0],finish [n]);95. line();96.}97.98.int check() //安全性算法99.{100. printf("开始执行安全性算法……\n");101.for (m=0;m<1;m++) //数组work和finish初始化102. work[m]=available[m];103.for (n=0;n<5;n++)104. {105. finish[n]="false";106. safe[n]=0;107. }108. k=0;109.for (m=0;m<5;m++)110.for (n=0;n<5;n++)111.if(strcmp(finish[n],"false")==0 && need[n][0]<=work[0] ) //查找可以分配资源但尚未分配到资源的进程112. {113. safe[k]=n; //以数组safe[k]记下各个进程得到分配的资源的顺序114. works[safe[k]][0]=work[0];115.116.117. work[0]+=allocation[n][0]; //进程执行后释放出分配给它的资源118.119.120. finish[n]="ture"; //finish[n]变为1以示该进程完成本次分121. k++;122. }123.for (m=0;m<5;m++) //判断是否所有进程分配资源完成124. {125.if (strcmp(finish[m],"false")==0)126. {127. printf("找不到安全序列，系统处于不安全状态。
c语言银行家算法实验报告
c语言银行家算法实验报告C语言银行家算法实验报告引言：计算机科学领域中，操作系统的资源管理是一个十分重要的课题。
在多任务处理系统中，多个进程同时竞争有限的资源，如何合理地分配和调度资源，以保证系统的稳定性和效率，是一个关键问题。
银行家算法（Banker's Algorithm）是一种经典的资源分配算法，它通过分析系统的资源状态和进程的资源需求，来判断是否能够安全地分配资源，从而避免产生死锁。
一、实验目的本次实验旨在通过C语言编程实现银行家算法，加深对资源管理和死锁问题的理解，并通过实际案例验证银行家算法的有效性。
二、实验环境本次实验使用C语言进行编程，并在Linux操作系统下进行测试。
三、实验过程1. 设计数据结构在开始编写代码之前，我们需要先设计适合的数据结构来表示系统资源和进程的状态。
在银行家算法中，我们需要记录系统中的可用资源数量、各个进程的最大需求资源数量、已分配资源数量和需要资源数量等信息。
通过定义合适的数据结构，我们可以方便地进行资源的分配和回收。
2. 实现银行家算法根据银行家算法的原理，我们可以将其分为两个步骤：安全性检查和资源分配。
在安全性检查中，我们需要判断当前系统状态下是否存在安全序列，即是否能够满足所有进程的资源需求，避免死锁的发生。
在资源分配中，我们需要根据当前系统状态和进程的资源需求，动态地分配和回收资源。
3. 编写测试用例为了验证银行家算法的正确性和有效性，我们需要编写一些测试用例。
测试用例应该包括各种不同的进程资源需求和系统资源状态，以覆盖不同情况下的资源分配和回收。
4. 运行测试用例在编写完测试用例后，我们可以运行程序，观察输出结果。
通过比较实际输出与预期结果，我们可以判断银行家算法的正确性和有效性。
四、实验结果与分析通过运行多个测试用例，我们可以得出以下结论：1. 银行家算法能够有效地避免死锁的发生。
在安全性检查过程中，如果存在安全序列，那么系统可以继续分配资源，否则需要阻塞等待。
操作系统课程设计(银行家算法设计)
《 操作系统 》课程设计报告系 别： 信息科学与技术系专业班级：学生姓名：指导教师：（课程设计时间：2010年7月5日——2010年7月9日）目 录一、课程设计目的和意义 (3)二、课程设计题目描述及算法 (3)三、课程设计报告内容 (3)1.算法描述 (3)2.数据结构 (4)3.主要函数说明 (4)4.算法流程图 (5)5.运行结果及说明 (7)6.附录清单及分析 (8)四、总结 (14)一、课程设计目的和意义了解掌握银行家算法，学会模拟实现资源分配，同时有要求编写和调试一个系统分配资源的简单模拟程序，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二、课程设计题目描述及算法题目：银行家算法设计设计要求：编制银行家算法通用程序，并检测所给状态的系统安全性。
设进程I提出请求Request[N]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request[N]<=NEED[I，N]，则转(2)；否则，出错。
(2)如果Request[N]<=AVAILABLE，则转(3)；否则，出错。
(3)系统试探分配资源，修改相关数据：AVAILABLE=AVAILABLE-REQUESTALLOCATION=ALLOCATION+REQUESTNEED=NEED-REQUEST(4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
上述三个矩阵存在如下关系：Need[i,j]= Max[i，j]- Allocation[i，j]三、课程设计报告内容1.算法描述设Request[i] 是进程Pi的请求向量，如果Requesti[j]=K,表示进程Pi需要K 个Rj类型的资源，当Pi发出资源请求后，系统按下面步骤进行检查：，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需（1）如果Requesti[j]<=Need[i,j]要的资源数已超过它所宣布的最大值。