1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上銀行家算法模擬【開發(fā)語言及實現(xiàn)平臺或?qū)嶒灜h(huán)境】C+/C#Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2003【實驗?zāi)康摹浚?）進(jìn)一步理解利用銀行家算法避免死鎖的問題；（2）在了解和掌握銀行家算法。（3）理解和掌握安全序列、安全性算法【實驗內(nèi)容】（1）編寫安全性算法；（2）編寫銀行家算法，并編制銀行家算法通用程序，將調(diào)試結(jié)果顯示在計算機(jī)屏幕上，再檢測和筆算的一致性。【實驗原理】一、安全狀態(tài)指系統(tǒng)能按照某種順序如<P1,P2,Pn>(稱為<P1,P2,Pn>序列為安全序列)，為

2、每個進(jìn)程分配所需的資源，直至最大需求，使得每個進(jìn)程都能順利完成。 二、銀行家算法假設(shè)在進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時進(jìn)程i提出請求j類資源k個后，表示為Requestij=k。系統(tǒng)按下述步驟進(jìn)行安全檢查：（1）如果RequestiNeedi則繼續(xù)以下檢查，否則顯示需求申請超出最大需求值的錯誤。（2）如果RequestiAvailable則繼續(xù)以下檢查，否則顯示系統(tǒng)無足夠資源，Pi阻塞等待。（3）系統(tǒng)試探著把資源分配給進(jìn)程Pi，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值： Availablej=Availablej-Requestij; Allocationi,j=Allocationi,j+Requestij; Needi,

3、j=Needi,j-Requestij;（4）系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢查此次資源分配后，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。若安全，才正式將資源分配給進(jìn)程Pi，以完成本次分配；否則， 將本次的試探分配作廢，恢復(fù)原來的資源分配狀態(tài)，讓進(jìn)程Pi等待。三、安全性算法（1）設(shè)置兩個向量： 工作向量Work: 它表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需的各類資源數(shù)目，它含有m個元素，在執(zhí)行安全算法開始時，Work=Available; Finish: 它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進(jìn)程，使之運(yùn)行完成。開始時先做Finishi=false; 當(dāng)有足夠資源分配給進(jìn)程時， 再令Finishi=true。（2）從進(jìn)程集合中找到一個能

4、滿足下述條件的進(jìn)程： Finishi=false; Needi,jWorkj； 若找到， 執(zhí)行步驟(3)， 否則，執(zhí)行步驟(4)。（3）當(dāng)進(jìn)程Pi獲得資源后，可順利執(zhí)行，直至完成，并釋放出分配給它的資源，故應(yīng)執(zhí)行：Ø Workj=Worki+Allocationi,j;Ø Finishi=true;Ø go to step 2; （4）如果所有進(jìn)程的Finishi=true都滿足， 則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；否則，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。【實驗步驟】（1）參考圖1-1所示流程圖編寫安全性算法。NY所有finish都為true？輸出安全序列NYN存在Finishi =fa

5、lse&&Needij<= Availablej初始化Work和FinishFinishi=true，Workj=Workj+ Allocationij所有進(jìn)程都找完了？Y開始 圖1-1 安全性算法流程圖輸出系統(tǒng)不安全（2）編寫統(tǒng)一的輸出格式。 每次提出申請之后輸出申請成功與否的結(jié)果。如果成功還需要輸出變化前后的各種數(shù)據(jù)，并且輸出安全序列。（3）參考圖1-2所示流程圖編寫銀行家算法。結(jié)束 否是申請失敗。以上分配作廢，恢復(fù)原來的分配狀態(tài)：Availablej = Availablej + RequestijAllocationij= AllocationijRequesti

6、jNeedij = Needij+RequestijNYNYRequestij> Needij出錯返回：return(error)Requestij> Availablej出錯返回：(進(jìn)程阻塞)return(error)Availablej = Availablej RequestijAllocationij= Allocationij + RequestijNeedij = Needij Requestij假定分配：輸入初始參數(shù)（資源分配及請求情況）開始 假定分配之后，系統(tǒng)安全嗎？申請成功。輸出各種數(shù)據(jù)的變化圖1-2銀行家算法流程圖（4）編寫主函數(shù)來循環(huán)調(diào)用銀行家算法。【實驗思考

7、】（1）在編程中遇到了哪些問題？你是如何解決的？答：編程的過程中，在實現(xiàn)安全性算法和銀行家算法的問題上遇到了困難，比如進(jìn)程使用字母表示，如何識別進(jìn)程和進(jìn)程與程序聯(lián)系在一起的問題，一直阻礙著我，后來結(jié)合將所學(xué)知識我通過for循環(huán)語句將輸入的字母先進(jìn)行判斷再與整型數(shù)據(jù)對應(yīng)，然后再將進(jìn)程與程序聯(lián)系在一起，從而解決了問題。（2）在安全性算法中，為什么不用變量Available，而又定義一個臨時變量work？答：定義一個臨時變量work是為了防止在不安全的情況下破壞數(shù)據(jù)原值，這樣就能使程序更加安全。【源代碼】#include <iostream.h>#include <string.h

8、>#define M 3 /資源的種類數(shù)#define N 5 /進(jìn)程的個數(shù)void output(int iMaxNM,int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN); /統(tǒng)一的輸出格式bool safety(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN);bool banker(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN);void main()int i,j;/當(dāng)前可用每類

9、資源的資源數(shù)int iAvailableM=3,3,2;/系統(tǒng)中N個進(jìn)程中的每一個進(jìn)程對M類資源的最大需求int iMaxNM=7,5,3,3,2,2,9,0,2,2,2,2,4,3,3;/iNeedNM每一個進(jìn)程尚需的各類資源數(shù)/iAllocationNM為系統(tǒng)中每一類資源當(dāng)前已分配給每一進(jìn)程的資源數(shù)int iNeedNM,iAllocationNM=0,1,1,2,0,0,3,0,2,2,1,1,0,0,2;/進(jìn)程名char cNameN='a','b','c','d','e'bool bExitFlag=tr

10、ue; /退出標(biāo)記char ch; /接收選擇是否繼續(xù)提出申請時傳進(jìn)來的值bool bSafe; /存放安全與否的標(biāo)志/計算iNeedNM的值for(i=0;i<N;i+)for(j=0;j<M;j+)iNeedij=iMaxij-iAllocationij;/輸出初始值output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);/判斷當(dāng)前狀態(tài)是否安全bSafe=safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);/是否繼續(xù)提出申請while(bExitFlag)cout<<"n"

11、<<"繼續(xù)提出申請？ny為是；n為否。n"cin>>ch;switch(ch) case 'y': /cout<<"調(diào)用銀行家算法"bSafe=banker(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);if (bSafe) /安全，則輸出變化后的數(shù)據(jù)output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);break; case 'n': cout<<"退出。n" bExitFlag=fal

12、se; break; default: cout<<"輸入有誤，請重新輸入：n"/輸出void output(int iMaxNM,int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int i,j;cout<<"nt Max tAllocationt Need t Available"<<endl;cout<<"tA B CtA B CtA B Ct A B C"<<endl;for(i=0;i<N;i+

13、)cout<<cNamei<<"t"for(j=0;j<M;j+)cout<<iMaxij<<" "cout<<"t"for(j=0;j<M;j+)cout<<iAllocationij<<" "cout<<"t"for(j=0;j<M;j+)cout<<iNeedij<<" "cout<<"t"cout&l

14、t;<" "/Available只需要輸出一次if (i=0)for(j=0;j<M;j+)cout<<iAvailablej<<" "cout<<endl;/安全性算法，進(jìn)行安全性檢查；安全返回true，并且輸出安全序列，不安全返回false，并輸出不安全的提示；bool safety(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int i,j,flag,x=0;char NameN;int WorkM;bool FinishN; f

15、or(j=0;j<M;j+)Workj=iAvailablej; for(i=0;i<N;i+) Finishi=false;while(true) flag=0; for(i=0;i<N;i+) if(Finishi=false && Work0>=iNeedi0 && Work1>=iNeedi1 && Work2>=iNeedi2) for(j=0;j<M;j+)Workj+= iAllocationij ; Finishi=true; flag+; Namex+=cNamei; for(i=0;i

16、<N;i+) if(Finishi=false)i=i; break;if(i=5) cout<<"n"cout<<"安全序列為："for(x=0;x<N;x+)cout<<Namex<<" "cout<<"n"return true;if(flag=0)cout<<"無安全序列" return false; return true;/安全返回true，不安全返回falsebool banker(int iAll

17、ocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int iMaxNM=7,5,3,3,2,2,9,0,2,2,2,2,4,3,3;int i,j,RequestM,checkM;bool f=true;char x; while(f) cout<<"請輸入進(jìn)程名：" cin>>x; for(i=0;i<N;i+) if (cNamei=x) i=i; break; if (i=5) cout<<"n您輸入的進(jìn)程名有誤！請重新輸入" else f=false; c

18、out<<"請輸入各資源數(shù)量：" for(j=0;j<M;j+)cin>>Requestj;for(j=0;j<M;j+) checkj=Requestj+iAllocationij;for(j=0;j<M;j+) if(iMaxij-checkj)<0) cout<<"n資源申請超過最大需求量！n" return false; for(j=0;j<M;j+) if(iAvailablej-Requestj)<0) cout<<"n不能滿足進(jìn)程！n" return false; for(j=0;j<M;j+) iAvailablej-=Requestj; iAllocationij+=Requestj; iNeedij-=Requestj; safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); return true;【實驗結(jié)果與分析】【實驗思考及總結(jié)】操作系統(tǒng)的基本特征是并發(fā)與共享。系統(tǒng)允許多個進(jìn)