银行家算法实验报告(C语言版)

《操作系统》课程综合性实验报告姓名：学号：2016年11月20日实验题目进程调度算法程序设计一、实验目的通过对安全性算法和银行家算法的模拟，进一步理解资源分配的基本概念，加深对资源申请，资源分配（银行家算法）以及系统是否能分配（安全性算法）资源的理解。二、设备与环境1.硬件设备：PC机一台2.软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C\C++\Java等编程语言环境。三、实验内容用C语言（或其它语言，如Java）实现对资源的资源申请与分配；（一）银行家算法（bank()函数）：进程i发出请求资源申请，(1)如果Request[j]=need[i,j],转向步骤(2),否则认为出错，因为他所需要的资源数已经超过它所宣布的最大值。(2)如果：Requesti[j]=available[i,j]，转向步骤(3)，否则表示尚无足够资源，进程i需等待。(3)若以上两个条件都满足，则系统试探着将资源分配给申请的进程，并修改下面数据结构中的数值：Available[i,j]=Available[i,j]-Request[j]；Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j]；need[i][j]=need[i][j]-Request[j]；(4)试分配后，执行安全性检查，调用check()函数检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给进程。否则本次试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让该进程等待。(5)用do{…}while循环语句实现输入字符y/n判断是否继续进行资源申请。（二）安全性算法（safe()函数）:(1)设置两个向量：工作向量Work，它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，在执行安全性算法开始时，Work=Available。工作向量Finish，它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成。开始时先做Finish[i]=false；当有足够的资源分配给进程时，第1页再令Finish[i]=true。(2)在进程中查找符合以下条件的进程：条件1：Finish[i]=false；条件2：need[i][j]=Work[j]若找到，则执行步骤(3)否则，执行步骤(4)(3)当进程获得资源后，可顺利执行，直至完成，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；gotostep(2)；(4)如果所有的Finish[i]=true都满足，则表示系统处于安全状态，否则，处于不安全状态。四、实验结果及分析1.实验设计说明按0由用户输入，按1由系统提供数据2.实验代码#includestdio.h#includestdlib.h#includemath.h#definemax_process50//最大进程数#definemax_resource100//最大资源数#definefalse0#definetrue1intavailable[max_resource]={3,3,2};//可利用资源向量intmax[max_process][max_resource]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//最大需求矩阵intallocation[max_process][max_resource]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//分配矩阵intneed[max_process][max_resource];//需求矩阵intrequest[max_process][max_resource];//进程需要资源数intfinish[max_process];intm=5,n=3;voidinit();intsafe();voidbank();voidinit2();voidprint();voidprint2();voidmain(){inti;printf(请输入测试数据，按0由用户输入测试数据，按1由系统提供测试数据：\n);scanf(%d,&i);第2页switch(i){case0:init();break;case1:init2();break;}print();safe();bank();}voidinit(){inti,j;printf(请输入进程数目：\n);scanf(%d,&m);printf(请输入资源种类数目：\n);scanf(%d,&n);printf(请按顺序输入系统中可利用的每种资源量：\n);for(i=0;in;i++)scanf(%d,&available[i]);printf(请输入最大需求矩阵：\n);for(i=0;im;i++)for(j=0;jn;j++){scanf(%d,&max[i][j]);}printf(请输入分配矩阵：\n);for(i=0;im;i++)for(j=0;jn;j++){scanf(%d,&allocation[i][j]);}for(i=0;im;i++)for(j=0;jn;j++){need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j];if(need[i][j]0)第3页printf(您输入的第%d个进程的%d个资源数据有错，请重新输入\n,i,j);}}voidinit2(){inti,j;for(i=0;im;i++)for(j=0;jn;j++)need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j];}voidprint(){inti,j;printf(最大需求矩阵如下:\n);for(i=0;im;i++){printf(p%d\t,i);for(j=0;jn;j++){printf(%d\t,max[i][j]);}printf(\n);}printf(分配矩阵如下:\n);for(i=0;im;i++){printf(p%d\t,i);for(j=0;jn;j++){printf(%d\t,allocation[i][j]);}printf(\n);}printf(需求矩阵如下:\n);for(i=0;im;i++){printf(p%d\t,i);for(j=0;jn;j++){printf(%d\t,need[i][j]);}printf(\n);}printf(系统可提供资源如下:\n);for(j=0;jn;j++)printf(%d\t,available[j]);printf(\n);第4页}intsafe(){inti,j,k=0,l[m],p;intwork[n];for(i=0;in;i++)work[i]=available[i];for(i=0;im;i++)finish[i]=false;for(i=0;im;i++){if(finish[i]==true)continue;else{for(j=0;jn;j++)if(need[i][j]work[j])break;if(j==n){for(p=0;pn;p++)work[p]=work[p]+allocation[i][p];finish[i]=true;l[k]=i;k++;i=-1;}elsecontinue;}}if(k==m){printf(\n);printf(**************************此时刻资源分配情况**************************\n);printf(进程|Work|Need|Allo|W+Allo|Finish\n);for(i=0;in;i++)work[i]=available[i];for(i=0;im;i++){printf(p%d|,l[i]);for(p=0;pn;p++)printf(%3d,work[p]);第5页printf(|);for(p=0;pn;p++){printf(%3d,need[l[i]][p]);}printf(|);for(p=0;pn;p++){printf(%3d,allocation[l[i]][p]);}printf(|);for(p=0;pn;p++){printf(%3d,allocation[l[i]][p]+work[p]);}printf(|);printf(Ture\n);for(p=0;pn;p++)work[p]=work[p]+allocation[l[i]][p];if(i==4)returntrue;}}else{printf(系统不安全\n);returnfalse;}}voidbank(){inti,number;charanswer;while(1){printf(\n请输入需申请资源的进程号（第一个进程号为0）：\n);scanf(%d,&number);printf(请依次输入该进程所需申请的所有资源数目：\n);for(i=0;in;i++)scanf(%d,&request[number][i]);for(i=0;in;i++){if(request[number][i]need[number][i]){printf(申请的资源超过还需要的资源，请重新输入\n);continue;}if(request[number][i]available[i]){第6页printf(申请的资源超过所能提供的资源，请重新输入\n);continue;}}for(i=0;in;i++){available[i]=available[i]-request[number][i];allocation[number][i]=allocation[number][i]+request[number][i];need[number][i]=need[number][i]-request[number][i];}if(safe()){printf(分配成功！\n);}else{printf(系统无法分配资源！\n);for(i=0;in;i++){available[i]=available[i]+request[number][i];allocation[number][i]=allocation[number][i]-request[number][i];need[number][i]=need[number][i]+request[number][i];}}printf(是否继续申请资源？请回答(Y,N)：\n);scanf(%c,&answer);//清楚回车符scanf(%c,&answer);if(answer=='Y'||answer=='y')continue;elsebreak;}}3.实验结果第7页按1由系统提供数据，测试t0时刻的安全性第8页按0由用户输入，测试t0时刻的安全性第9页输入进程号4，申请资源(4,8,9),如图所示，申请失败显示出失败原因，无法分配资源，若需继续分配选择Y或y输入进程号1，申请资源（1,0,2），调用安全性算法若符合安全性，找出安全序列并打印出此时系统资源分配情况，显示分配成功！若需继续分配输入Y或y，输入其他退出程序4.实验结果分析如上5.实验心得教师评价评定项目ABCD评定项目ABCD第10页算法正确界面美观，布局合理程序结构合理操作熟练语法、语义正确解析完整实验结果正确文字流畅报告规范题解正确其他：评价教师签名：年月日