避免死锁的一个著名算法
避免死锁的一个著名算法
死锁是进程死锁的简称，是由Dijkstra于1965年研究银行家算法时首先提出来的。
它是计算机操作系统乃至并发程序设计中最难处理的问题之一。
实际上，死锁问题不仅在计算机系统中存在，在我们日常生活中它也广泛存在。
什么是死锁
我们先看看这样一个生活中的例子：在一条河上有一座桥，桥面较窄，只能容纳一辆汽车通过，无法让两辆汽车并行。
如果有两辆汽车A和B分别由桥的两端驶上该桥，则对于A车来说，它走过桥面左面的一段路（即占有了桥的一部分资源），要想过桥还须等待B车让出右边的桥面，此时A车不能前进；对于B车来说，它走过桥面右边的一段路（即占有了桥的一部分资源），要想过桥还须等待A车让出左边的桥面，此时B车也不能前进。
两边的车都不倒车，结果造成互相等待对方让出桥面，但是谁也不让路，就会无休止地等下去。
这种现象就是死锁。
如果把汽车比做进程，桥面作为资源，那麽上述问题就描述为：进程A占有资源R1，等待进程B占有的资源Rr；进程B占有资源Rr，等待进程A占有的资源R1。
而且资源R1和Rr只允许一个进程占用，即：不允许两个进程同时占用。
结果，两个进程都不能继续执行，若不采取其它措施，这种循环等待状况会无限期持续下去，就发生了进程死锁。
在计算机系统中，涉及软件，硬件资源都可能发生死锁。
例如：系统中只有一台CD-ROM驱动器和一台打印机，某一个进程占有了CD-ROM驱动器，又申请打印机；另一进程占有了打印机，还申请CD-ROM。
结果，两个进程都被阻塞，永远也不能自行解除。
预防死锁的三种方法
预防死锁的三种方法在计算机科学中，死锁是指两个或多个进程无限期地等待对方持有的资源，从而导致程序无法继续执行的情况。
为了有效预防死锁的发生，我们可以采取以下三种方法：1. 银行家算法。
银行家算法是一种死锁避免的方法，它通过动态地分配资源，以避免进程进入不安全状态，从而避免死锁的发生。
在银行家算法中，系统会维护一个资源分配表和一个进程的最大需求表，通过比较系统当前的资源分配情况和进程的最大需求来判断是否可以分配资源，从而避免死锁的发生。
2. 死锁检测与恢复。
死锁检测与恢复是一种死锁解决的方法，它通过周期性地检测系统中是否存在死锁，并在检测到死锁时采取相应的措施来解除死锁。
常见的死锁检测与恢复方法包括资源分配图算法和银行家算法。
通过这些方法，系统可以及时地检测到死锁的发生，并采取相应的措施来解除死锁，从而保证系统的正常运行。
3. 资源分配策略优化。
资源分配策略的优化是预防死锁的另一种重要方法。
通过合理地设计资源分配策略，可以最大程度地减少死锁的发生。
例如，可以采用资源有序分配的策略，通过规定资源的申请顺序，来避免进程因资源争夺而导致死锁的发生。
另外，还可以采用资源动态分配的策略，通过动态地分配资源，来避免资源的过度占用，从而减少死锁的发生。
综上所述，通过银行家算法、死锁检测与恢复以及资源分配策略优化这三种方法，我们可以有效地预防死锁的发生，保证系统的正常运行。
在实际应用中，我们可以根据具体的情况选择合适的方法，以最大程度地减少死锁的发生，保证系统的稳定性和可靠性。
希望本文所介绍的方法能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
避免死锁的一个著名算法
避免死锁的一个著名算法
说到避免死锁的一个著名算法，莫过于银行家算法了。
银行家算法是一种提出同步计算机系统使用银行家算法来处理资源分配问题的著名算法。
银行家算法既可以解决死锁问题，又可以解决资源限制问题（系统中资源总数较少）。
在处理资源分配问题时，银行家算法表现出了自动的反应，能够很好的处理系统状态的变更，以及资源的释放，进而避免死锁的出现。
具体来说，银行家算法一般采用一个多维表（有时候也称之为请求表）作为管理系统中资源的平台，表中包括进程名、机器名和资源名三个维度，以及每一种资源所分配的最大数量和已经已请求的数量两个量的统计。
在资源请求时，银行家算法会查看请求表内所有资源的满足情况，即该请求是否符合系统所拥有的资源的实际情况，以及是否会导致系统产生死锁，如果不会则可以满足请求，如果会则不予满足。
最后，要总结一点就是，银行家算法是一种经典的死锁避免算法，有效地避免了死锁带来的资源浪费，并且具有安全性和稳定性，在处理多进程系统中资源占用和释放问题时，表现出了极大的优势。
福建师范大学福师《操作系统导论》在线作业一
福建师范大学福师《操作系统导论》在线作业一1.当用户程序执行访管指令时，中断装置将使中央处理器________工作。
• A.维持在目态• B.从目态转换到管态• C.维持在管态• D.从管态转换到目态第1题正确答案:B2.在请求分页内存管理的页表表项中，其中访问位供（）时参考。
• A.分配页面• B.程序访问• C.换出页面• D.调入页面• E.其他第2题正确答案:C3.避免死锁的一个著名的算法是（）。
• A.先入先出法• B.银行家算法• C.优先级算法• D.资源按序分配法第3题正确答案:B4.段式和页式存储管理的地址结构很类似，但是它们之间有实质上的不同，下列哪项不是其具体表现（）。
• A.页是的地址是一维的，段式的地址是二维的• B.分页是操作系统进行的，分段是用户确定的• C.各页可以分分散存放在主存，每段必须占用连续的主存空间• D.页式采用静态重定位方式，段式采用动态重定位方式第4题正确答案:D5.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成()。
• A.顺序文件• B.链接文件• C.索引文件• D.目录文件第5题正确答案:A6.若干个等待占有CPU并运行的进程按一定次序链接起来的队列为（）。
• A.运行队列• B.后备队列• C.等待队列• D.就绪队列第6题正确答案:D7.多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内都得到运行。
这种性质称作进程的________。
• A.动态性• B.并发性• C.调度性• D.异步性第7题正确答案:B8.MS—DOS的存贮管理采用了()。
• A.段式存贮管理• B.段页式存贮管理• C.单用户连续存贮管理• D.固定式分区存贮管理第8题正确答案:C9.通道是一种特殊的（）。
• A.I/O设备• B.设备控制器• C.处理机• D.I/O控制器第9题正确答案:C10.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名________。
• A.应该相同• B.应该不同• C.可以相同，也可以不同• D.受系统约束第10题正确答案:C11.在操作系统中进程是一个具有一定独立功能程序在某个数据集合上的一次()。
死锁产生条件以及预防和处理算法
死锁产⽣条件以及预防和处理算法 ⼀、死锁的概念 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。
⼀组进程中，每个进程都⽆限等待被该组进程中另⼀进程所占有的资源，因⽽永远⽆法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这⼀组进程就称为死锁进程。
⼆、死锁产⽣的原因 产⽣死锁的原因主要是： （1）因为系统资源不⾜。
（2）进程运⾏推进的顺序不合适。
（3）资源分配不当等。
如果系统资源充⾜，进程的资源请求都能够得到满⾜，死锁出现的可能性就很低，否则就会因争夺有限的资源⽽陷⼊死锁。
其次，进程运⾏推进顺序与速度不同，也可能产⽣死锁。
产⽣死锁的四个必要条件： （1）互斥条件：⼀个资源每次只能被⼀个进程使⽤。
（2）请求与保持条件：⼀个进程因请求资源⽽阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3）⾮抢占:进程已获得的资源，在末使⽤完之前，不能强⾏抢占。
（4）循环等待条件:若⼲进程之间形成⼀种头尾相接的循环等待资源关系。
三、死锁处理⽅法： （1）可使⽤协议以预防或者避免死锁，确保系统不会进⼊死锁状态； （2）可允许系统进⼊死锁状态，然后检测他，并加以恢复； （3）可忽视这个问题，认为死锁不可能发⽣在系统内部。
四、死锁预防 1、互斥：对于⾮共享资源，必须要有互斥条件； 2、占有并等待： 为了确保占有并等待条件不会出现在系统中，必须保证：当⼀个进程申请⼀个资源时，它不能占有其他资源。
⼀种可以使⽤的协议是每个进程在执⾏前申请并获得所有资源，可以实现通过要求申请资源的系统调⽤在所有的其他系统调⽤之前执⾏。
3、⾮抢占： 为了确保第三个条件不成⽴，可以使⽤如下协议：如果⼀个进程占有资源并申请另⼀个不能⽴即分配的资源，那么其现已分配资源都可被抢占； 4、循环等待： 为了确保循环等待条件不成⽴，⼀种可⾏的算法是：对所有资源进程排序，且要求每个进程按照递增顺序来申请进程。
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。
避免死锁的算法
避免死锁的算法1. 引言在多线程或并发环境下，死锁是一个常见的问题。
死锁指的是多个线程或进程因为互相等待对方释放资源而无法继续执行的情况。
死锁会导致程序的停止响应，严重影响系统的稳定性和性能。
因此，设计避免死锁的算法是非常重要的。
本文将介绍几种常见的避免死锁的算法，包括资源分级、银行家算法、死锁预防和死锁检测与恢复等。
我们将深入探讨每种算法的原理、优缺点以及适用场景，以帮助读者更好地理解和应用这些算法。
2. 资源分级资源分级是一种简单而直观的避免死锁的算法。
该算法通过给每个资源分配一个优先级，要求线程按照升序的顺序请求资源。
当一个线程请求一个资源时，如果该资源的优先级高于当前线程所拥有的资源的最高优先级，则允许分配该资源；否则，线程需要释放已拥有的资源，直到满足请求资源的条件。
资源分级算法的优点是简单易懂，容易实现。
它可以有效避免死锁，因为线程只能按照特定的顺序请求资源，从而避免了循环等待的情况。
然而，资源分级算法也存在一些缺点。
首先，它需要事先确定每个资源的优先级，这对于大规模系统来说可能是一个挑战。
其次，如果一个线程持有多个资源，那么它在等待其他资源时需要释放已拥有的资源，这可能导致资源的频繁分配和释放，影响系统的性能。
资源分级算法适用于资源之间存在优先级关系的场景，例如操作系统中的进程调度和资源管理。
3. 银行家算法银行家算法是一种经典的避免死锁的算法，它基于资源的动态分配和回收。
该算法通过预先计算系统中的资源分配情况，判断是否存在安全序列，从而避免死锁的发生。
银行家算法的核心思想是避免分配资源后系统进入不安全状态。
它通过维护一个状态向量来跟踪系统中每个进程的资源需求和可用资源数目。
当一个进程请求资源时，银行家算法会先检查系统是否有足够的资源满足该请求，如果有，则分配资源；否则，进程需要等待。
当一个进程释放资源时，银行家算法会重新计算系统中的资源分配情况，并检查是否存在安全序列。
如果存在安全序列，则继续分配资源；否则，进程需要等待。
死锁避免
(3) 系统试探着把资源分配给进程 i，并修改下面数据 系统试探着把资源分配给进程P 结构中的数值： 结构中的数值： Available［j］∶=Available［j］-Requesti［j］; ［］ ［］ ］ Allocation［ i,j］ ∶ =Allocation［ i,j］ +Requesti ［ j］ ; ［ ］ ［ ］ ］ Need［i,j］∶=Need［i,j］-Requesti［j］; ［ ］ ［ ］ ］ (4) 系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统 系统执行安全性算法，检查此次资源分配后， 是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给进程P 是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给进程 i， 以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废， 以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原 来的资源分配状态，让进程 等待。 来的资源分配状态，让进程Pi等待。
3) 由安全状态向不安全状态的转换
如果不按照安全序分配资源， 如果不按照安全序分配资源 ， 则系统可能会由安全状 态进入不安全状态。例如， 时刻以后， 又请求1台磁 态进入不安全状态。例如，在T0时刻以后，P3又请求 台磁 带机，若此时系统把剩余3台中的 台分配给P 台中的1台分配给 带机 ， 若此时系统把剩余 台中的 台分配给 3， 则系统便 进入不安全状态。 因为，此时也无法再找到一个安全序列， 进入不安全状态。 因为，此时也无法再找到一个安全序列， 例如，把其余的2台分配给 台分配给P 这样， 例如，把其余的 台分配给 2，这样，在P2完成后只能释放 台的要求， 出4台，既不能满足 1尚需 台的要求，也不能满足 3尚需 台 既不能满足P 尚需5台的要求 也不能满足P 尚需6 台的要求，致使它们都无法推进到完成， 台的要求 ，致使它们都无法推进到完成，彼此都在等待对 方释放资源，即陷入僵局，结果导致死锁。 方释放资源，即陷入僵局，结果导致死锁。
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避免死锁的一个著名算法是：银行家算法。
四个条件：
1、分批向银行贷款时，申请的总额不能超过一开始申请的额度；
2、申请贷款时不能超过银行现有资金数目；
3、当银行资金不能满足顾客贷款需求时，可以推迟支付，但是肯定会让顾客在需求时间内得到贷款；
4、顾客拿到贷款后必须在规定时间内归还。
银行家算法（Banker's Algorithm）是一个避免死锁（Deadlock）的著名算法，是由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。
它以银行借贷系统的分配策略为基础，判断并保证系统的安全运行。
在银行中，客户申请贷款的数量是有限的，每个客户在第一次申请贷款时要声明完成该项目所需的最大资金量，在满足所有贷款要求时，客户应及时归还。
银行家在客户申请的贷款数量不超过自己拥有的最大值时，都应尽量满足客户的需要。
在这样的描述中，银行家就好比操作系统，资金就是资源，客户就相当于要申请资源的进程。
银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。
在避免死锁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，应先计算此次分配资源的安全
性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。
为实现银行家算法，系统必须设置若干数据结构。
要解释银行家算法，必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
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。