计算机操作系统实验—银行家算法

5 银行家算法实现 5.1 实验类型 设计型（4学时）。 5.2 实验目的 1) 理解死锁避免相关内容； 2) 掌握银行家算法主要流程； 3) 掌握安全性检查流程。 5.3 实验描述 本实验主要对操作系统中的死锁预防部分的理论进行实验。要求实验者设计一个程序，该程序可对每一次资源申请采用银行家算法进行分配。 5.4 实验内容 1) 设计多个资源（≥3）； 2) 设计多个进程（≥3）； 3) 设计银行家算法相关的数据结构； 4) 动态进行资源申请、分配、安全性检测并给出分配结果。 5.5 实验要求 1) 编写程序完成实验内容； 2) 画出安全性检测函数流程图； 3) 撰写实验报告。 5.6 测试要求 1) 进行Request请求，输入参数为进程号、资源号和资源数； 2) 进行3次以上的Request请求； 3) 至少进行1次资源数目少于可用资源数，但不安全的请求。 5.7 相关知识 5.7.1 银行家算法的数据结构 1) 可利用资源向量Available。其中每个元素代表每类资源的数目。 2) 最大需求矩阵Max。其中每个元素代表每个进程对于每类资源的最大需求量。Max[i，j]=K表示i进程对于j类资源的最大需求量为K。 3) 分配矩阵Allocation。其中每个元素代表每个进程已得到的每类资源的数目。 4) 需求矩阵Need。其中每个元素代表每个进程还需要的每类资源的数目。 5.7.2 银行家算法 Request i [j]=K表示进程Pi需要K个j类资源。 1） 如果Request i [j]≤Need[i , j]，便转向步骤2，否则认为出错。 2） 如果Request i [j]≤Available[j]，便转向步骤3，否则表示无足够资源，Pi需等待； 3） 系统尝试分配资源给Pi； 4） 系统进行安全性检查，检查此次资源分配后，系统是否安全。如果安全，则正式分配资源，否则撤销此次分配。 5.7.3 安全性算法 1） 设置两个向量：工作向量Work和Finish。算法开始时Work=Available；Finish表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成，开始时，令Finish[i]=False；如果有足够的资源分配给进程，则令Finish[i]=True。 2） 从进程集合中找到一个能满足下列条件的进程：Finish[i]=False；Need[i，j] ≤ Work[j]，若找到，执行步骤3），否则，执行步骤4）； 3） Pi获得所需资源后，可顺利执行指导完成，并释放它占有的资源。并执行： Work[j]=Work[j]+Allocation[i , j]； Finish[i] = True； 到第2）步。 4) 直到所有Finish[i]=True，表示系统处于安全状态；否则系统处于不安全状态。 5.8 实验设备 PC机1台，要求安装DOS7.1、Turbo C3.0、Windows2000。 5.9 实验成绩评定 实验成绩评定方式包含实验报告成绩、实验过程成绩两个部分，其中实验过程成绩占60%、实验报告成绩占40%，如果其中任何一个部分成绩不及格，则总成绩按不及格处理。 5.10 实验报告 按照实验目的、实验内容、实验要求、实验设备、测试等部分进行组织。 5.11 实验思考 1） 针对死锁有哪些可行方案？ 2） 死锁解除的难点是什么？