银行家算法要点

DONGFANG COLLEGE，FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY

课程名称：操作系统

系别：计算机科学系

年级专业：计算机科学与技术

学号：

姓名：

任课教师：成绩：

2015 年11 月25 日

目录

一、本选题课程设计的目的 (3)

二、本选题课程设计的要求 (3)

三、本选题课程设计报告内容 (3)

1．前言 (3)

2．银行家算法的环境 (4)

3．系统技术分析 (4)

4．算法描述及数据结构模型 (5)

5．运行结果： (18)

四、总结 (19)

参考文献 (20)

银行家算法

一、本选题课程设计的目的

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、本选题课程设计的要求

（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，

三、本选题课程设计报告内容

1．前言

Dijkstra (1965)提出了一种能够避免死锁的调度算法，称为银行家算法。

它的模型基于一个小城镇的银行家，他向一群客户分别承诺了一定的贷款额度，每个客户都有一个贷款额度，银行家知道不可能所有客户同时都需要最大贷款额，所以他只保留一定单位的资金来为客户服务，而不是满足所有客户贷款需求的最大单位。

这里将客户比作进程，贷款比作设备，银行家比作系统。

客户们各自做自己的生意，在某些时刻需要贷款。在某一时刻，客户已获得的贷款和可用的最大数额贷款称为与资源分配相关的系统状态。一个状态被称为

是安全的，其条件是存在一个状态序列能够使所有的客户均得到其所需的贷款。如果忽然所有的客户都申请，希望得到最大贷款额，而银行家无法满足其中任何一个的要求，则发生死锁。不安全状态并不一定导致死锁，因为客户未必需要其最大贷款额度，但银行家不敢抱这种侥幸心理。

银行家算法就是对每一个请求进行检查，检查如果满足它是否会导致不安全状态。若是，则不满足该请求；否则便满足。

检查状态是否安全的方法是看他是否有足够的资源满足一个距最大需求最近的客户。如果可以，则这笔投资认为是能够收回的，然后接着检查下一个距最大需求最近的客户，如此反复下去。如果所有投资最终都被收回，则该状态是安全的，最初的请求可以批准。

2．银行家算法的环境

Window7系统下的Visual C++ 6.0中运行

3．系统技术分析

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.

4．算法描述及数据结构模型

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-Request

Allocation=Allocation+Request

Need=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。

安全性检查

(1)设置两个工作向量Work=Available；Finish[M]=False

(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，

Finish [i]=False

Need<=Work

如找到，执行(3)；否则，执行(4)

(3)设进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。

Work=Work+Allocation

Finish=True

GO TO 2

(4)如所有的进程Finish[M]=true，则表示安全；否则系统不安全。

数据结构

#define False 0

#define True 1

int 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100

int N=100;//资源的最大数为100

void showdata()//显示资源矩阵

源程序代码实现

#include

#include

#include

#define False 0

#define True 1

int 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100

int N=100;//资源的最大数为100

void showdata()//显示资源矩阵

{

int i,j;