死锁的避免实验报告

信息科学与技术学院实验报告课程名称: 操作系统实验项目: 死锁的避免实验地点:指导教师: 日期:实验类型:（验证性实验综合性实验设计性实验）专业: 计算机服务外包班级: 14外3 姓名: 周鹏飞学号: 1414104033一、实验目的及要求了解死锁避免的概念，掌握避免死锁的算法二、实验仪器、设备或软件VC++6.0三、实验内容及原理银行家算法流程图：银行家算法是死锁处理中较为经典的一种避免死锁的方法，它一般分为单资源银行家算法和多资源银行家算法，所谓单资源银行家算法是指只有一种可用资源，多银行家算法是指由多种可用资源，它主要是通过合理的分配资源使得系统不产生死锁的思想来完成。

1.Available是一个长度为m的向量，它表示每类资源可用的数量，Available【j】=k表示rj类资源可用的数量为k。

2.Max是一个n*m矩阵，它表示每个进程对资源的最大需求，Max【i，j】=k，表示进程之多可用申请k个rj类资源单位。

3，Allocation是一个n*m矩阵，它表示当前分给每个进程的资源数目。

Allocation【i，j】=k，表示进程当前分到k个rj类资源。

4.Need是一个n*m矩阵，它表示每个进程还缺少多少资源。

Need【i，j】=k，表示进程尚需k个rj类资源才能完成其任务。

显然Need【i，j】=Max【i，j】-Allocation【i，j】。

当输入进程数与资源数，以及各进程所需的资源和已分配资源之后，系统就会寻找安全序列，若能找到一个安全序列，则结果表明当前系统安全，若找不到则当前系统不安全。

假设进程P提出请求Request[i]，则银行家算法按如下步骤进行判断：1)如果Request[i] <=Need[i]，则转向2）；否则出错。

2)如果Request[i] <=Available[i]，则转向3）；否则出错。

3)系统试探分配相关资源，修改相关数据：Available[i]=Available[i]-Request[i];Allocation[i]=Allocation[i]+Request[i];Need[i]=Need[i]-Request[i];4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探性分配资源作废，系统恢复原状，进程进入等待状态。

4.1.2安全检测函数（check）1）设置两个向量work和finish：work = available，表示系统可提供给进程继续运行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，使之完成。

开始时先做finish【i】：=false；当有足够资源分配给进程时，再令finish【i】：=true。

2）从进程集合中找到一个嫩满足下述条件的进程：a：finish【i】=false；b：need【i】【j】<=work[j];若找到，执行（3），否则，执行（4）。

3）：当进程i获得资源后，可顺利执行，直到完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：Work【j】：=work【j】+allocation[i,j];Finish[i]:=true;A[v++]=I;Go to step 2;4）：如果所有进程的finish【i】=true都满足，则表示系统处于安全状态，输出安全序列，否则系统处于不安全状态。

四、实验步骤（或过程）#include<iostream.h>#include<string.h>#include<stdio.h>#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100void showdata()//显示资源矩阵{int i,j;cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;for(i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<" ";cout<<endl;for (j=0;j<N;j++)cout<<Avaliable[j]<<" ";//输出分配资源cout<<endl;cout<<" Max Allocation Need"<<endl;cout<<"进程名 ";for(j=0;j<3;j++){for(i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<" ";cout<<" ";}cout<<endl;for(i=0;i<M;i++){cout<<" "<<i<<" ";for(j=0;j<N;j++)cout<<Max[i][j]<<" ";cout<<" ";for(j=0;j<N;j++)cout<<Allocation[i][j]<<" ";cout<<" ";for(j=0;j<N;j++)cout<<Need[i][j]<<" ";cout<<endl;}}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){cout<<"系统不安全"<<endl;//不成功系统不安全return -1;}}cout<<"系统是安全的!"<<endl;//如果安全，输出成功cout<<"分配的序列:";for(i=0;i<M;i++){//输出运行进程数组cout<<temp[i];if(i<M-1) cout<<"->";}cout<<endl;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';cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"<<M-1<<"):";cin>>i;//输入须申请的资源号cout<<"请输入进程 "<<i<<" 申请的资源:"<<endl;for(j=0;j<N;j++){cout<<name[j]<<":";cin>>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{cout<<"进程 "<<i<<"申请的资源大于它需要的资源";cout<<" 分配不合理，不予分配！"<<endl;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cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于系统现在可利用的资源";cout<<" 分配出错，不予分配!"<<endl;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}}void addresources(){//添加资源int n,flag;cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:";cin>>n;flag=N;N=N+n;for(int i=0;i<n;i++){cout<<"名称:";cin>>name[flag];cout<<"数量:";cin>>Avaliable[flag++];}showdata();safe();}void delresources(){//删除资源char ming;int i,flag=1;cout<<"请输入需要删除的资源名称：";do{cin>>ming;for(i=0;i<N;i++)if(ming==name[i]){flag=0;break;}if(i==N)cout<<"该资源名称不存在，请重新输入：";}while(flag);for(int j=i;j<N-1;j++){name[j]=name[j+1];Avaliable[j]=Avaliable[j+1];}N=N-1;showdata();safe();}void changeresources(){//修改资源函数cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl; for(int i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<":"<<Avaliable[i]<<endl; cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]:"<<endl; cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2]; cout<<"经修改后的系统可用资源为"<<endl;for (int k=0;k<N;k++)cout<<name[k]<<":"<<Avaliable[k]<<endl; showdata();safe();}void addprocess(){//添加作业int flag=M;M=M+1;cout<<"请输入该作业的最打需求量[Max]"<<endl; for(int i=0;i<N;i++){cout<<name[i]<<":";cin>>Max[flag][i];Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i];}showdata();safe();}int main()//主函数{int i,j,number,choice,m,n,flag;char ming;cout<<"*****************资源管理系统的设计与实现*****************"<<endl; cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量:";cin>>n;N=n;for(i=0;i<n;i++){cout<<"资源"<<i+1<<"的名称:";cin>>ming;name[i]=ming;cout<<"资源的数量:";cin>>number;Avaliable[i]=number;}cout<<endl;cout<<"请输入作业的数量:";cin>>m;M=m;cout<<"请输入各进程的最大需求量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Max]:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>Max[i][j];do{flag=0;cout<<"请输入各进程已经申请的资源量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Allocation]:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){cin>>Allocation[i][j];if(Allocation[i][j]>Max[i][j])flag=1;Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];}if(flag)cout<<"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){cout<<"**************银行家算法演示***************"<<endl; cout<<" 1:增加资源 "<<endl;cout<<" 2:删除资源 "<<endl;cout<<" 3:修改资源 "<<endl;cout<<" 4:分配资源 "<<endl;cout<<" 5:增加作业 "<<endl;cout<<" 0:离开 "<<endl;cout<<"*******************************************"<<endl; cout<<"请选择功能号：";cin>>choice;switch(choice){case 1: addresources();break;case 2: delresources();break;case 3: changeresources();break;case 4: share();break;case 5: addprocess();break;case 0: choice=0;break;default: cout<<"请正确选择功能号(0-5)!"<<endl;break;}}return 1;}五、实验结论1、实验结果多资源银行家算法测试的结果如图所示：图1图2图1所示的是：系统中有3个可用的资源a b c，数量都是10，系统中有3个作业，他们最大需求量分别是1 2 3、1 2 3、1 2 3，而他们已经申请的资源是1 1 1、1 1 1、1 1 1，由于系统可用的资源a b c 都是10个，通过银行家算法可以使得任何一个作业完成释放自己得到的资源，从而使得整个系统正常运行，系统是安全。