98操作系统实验三

广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）实验名称实验3：死锁的避免—银行家算法课程名称操作系统课程号学院(系)信息学院专业物联网工程班级1131学生姓名杨光学号201311672119实验地点实验日期实验三死锁的避免――银行家算法一、实验目的1．掌握死锁产生的原因。2．掌握银行家算法。3．能使用高级语言模拟实现银行家算法。二、相关数据结构1．可利用资源向量Available，它是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源的数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available[j]=k，标是系统中现有j类资源k个。2．最大需求矩阵Max，这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i][j]=k，表示进程i需要j类资源的最大数目为k。3．分配矩阵Allocation，这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中的每类资源当前分配到每一个进程的资源数。如果Allocation[i][j]=k，表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k个。Allocation[i]表示进程i的分配向量。4．需求矩阵Need，这是一个n×m的矩阵，用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。如果Need[i][j]=k，表示进程i还需要j类资源k个，才能完成其任务。Need[i]表示进程i的需求向量。上述三个矩阵间存在关系：Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j]；三、银行家算法Request是进程i的请求向量。Request[j]=k表示进程i请求分配j类资源k个。当进程i发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：1．如果Request≤Need[i]，则转向步骤2；否则，认为出错，因为它所请求的资源数已超过它当前的最大需求量。2．如果Request≤Available，则转向步骤3；否则，表示系统中尚无足够的资源满足进程i的申请，进程i必须等待。3．系统试探性地把资源分配给进程i，并修改下面数据结构中的数值：Available=Available-RequestAllocation[i]=Allocation[i]+RequestNeed[i]=Need[i]-Request4．系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。如果安全才正式将资源分配给进程i，以完成本次分配；否则，将试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程i等待。四、安全性算法GDOU-B-11-1121．设置两个向量。Work：它表示系统可提供给进程继续运行的各类资源数目，它包含m个元素，开始执行安全性算法时，Work=Available。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Finish[i]=false；当有足够资源分配给进程i时，令Finish[i]=true；2．从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程。Finish[i]==false；Need[i]≤work；如找到则执行步骤3；否则，执行步骤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=work+Allocation[i]Finish[i]=true；转向步骤2；4．若所有进程的Finish[i]都为true，则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。五、实验内容设计有n个进程共享m个系统资源的系统，进程可动态的申请和释放资源，系统按各进程的申请动态的分配资源。系统能显示各个进程申请和释放资源，以及系统动态分配资源的过程，便于用户观察和分析。程序框架已经给出，要求将安全性算法补充完整。//***********************************************************************////*实验三死锁的避免――银行家算法*////**////*本程序需要预先设置三个文件：Available_list.txt，Max_list.txt，Allocation_list.txt*////*各文件格式如下：*////*Available_list.txt*////*3//表示共有3类资源*////*1057//表示各类资源的初始可用个数，即Available[0]=10,Available[1]=5*////**////**////*Max_list.txt*////*5//表示共有5个进程*////*753//表示各个进程需要各类资源的最大数目，即Max[0][0]=7,Max[0][1]=5*////*322*////*902*////*222*////*433*////**////**////*Allocation_list.txt*////*010//表示各个进程已分配各类资源的数目*////*200*////*302*////*211*////*002*////**////**////*************************************************************************//代码如下：#includeiostream.h#includestdio.h#includewindows.h#defineMAX_PROCESS32//最大进程数#defineMAX_RESOURCE64//最大资源类别intPROCESS_NUM;//实际总进程数intRESOURCE_NUM;//实际资源类别数intAvailable[MAX_RESOURCE];//可利用资源向量intMax[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];//最大需求矩阵intAllocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];//分配矩阵intNeed[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];//需求矩阵intRequest_PROCESS;//发出请求的进程intRequest_RESOURCE_NEMBER[MAX_RESOURCE];//请求资源数voidRead_Available_list();//读入可用资源AvailablevoidRead_Max_list();//读入最大需求矩阵MaxvoidRead_Allocation_list();//读入已分配矩阵AllocationvoidPrintInfo();//打印各数据结构信息voidRead_Request();//输入请求向量voidAllocate_Source();//开始正式分配资源（修改Allocation_list.txt）voidRecover_TryAllocate();//恢复试分配前状态intTest_Safty();//安全性检测voidRunBanker();//执行银行家算法//读入可用资源AvailablevoidRead_Available_list(){FILE*fp;if((fp=fopen(Available_list.txt,r))==NULL){cout错误,文件打不开,请检查文件名endl;exit(0);}fscanf(fp,%d,&RESOURCE_NUM);inti=0;while(!feof(fp)){fscanf(fp,%d,&Available[i]);i++;}fclose(fp);}//读入最大需求矩阵MaxvoidRead_Max_list(){FILE*fp;if((fp=fopen(Max_list.txt,r))==NULL){cout错误,文件打不开,请检查文件名endl;exit(0);}fscanf(fp,%d,&PROCESS_NUM);for(inti=0;iPROCESS_NUM;i++)for(intj=0;jRESOURCE_NUM;j++)fscanf(fp,%d,&Max[i][j]);fclose(fp);}//读入已分配矩阵AllocationvoidRead_Allocation_list(){FILE*fp;if((fp=fopen(Allocation_list.txt,r))==NULL){cout错误,文件打不开,请检查文件名endl;exit(0);}for(inti=0;iPROCESS_NUM;i++)for(intj=0;jRESOURCE_NUM;j++)fscanf(fp,%d,&Allocation[i][j]);fclose(fp);}//设置需求矩阵NeedvoidSet_Need_Available(){for(inti=0;iPROCESS_NUM;i++)for(intj=0;jRESOURCE_NUM;j++){Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];Available[j]=Available[j]-Allocation[i][j];}}//打印各数据结构信息voidPrintInfo(){cout进程个数：PROCESS_NUM\t资源个数：RESOURCE_NUMendl;cout可用资源向量Available：endl;inti,j;for(i=0;iRESOURCE_NUM;i++)coutAvailable[i]\t;coutendl;cout最大需求矩阵Max：endl;for(i=0;iPROCESS_NUM;i++){for(j=0;jRESOURCE_NUM;j++)coutMax[i][j]\t;coutendl;}cout已分配矩阵Allocation：endl;for(i=0;iPROCESS_NUM;i++){for(j=0;jRESOURCE_NUM;j++)coutAllocation[i][j]\t;coutendl;}cout需求矩阵Need：endl;for(i=0;iPROCESS_NUM;i++){for(j=0;jRESOURCE_NUM;j++)coutNeed[i][j]\t;coutendl;}}//输入请求向量voidRead_Request(){cout输入发起请求的进程（0－PROCESS_NUM-1)：;cinRequest_PROCESS;cout输入请求资源的数目：按照这样的格式输入xxx：;for(inti=0;iRESOURCE_NUM;i++)cinRequest_RESOURCE_NEMBER[i];}//开始正式分配资源（修改Allocation_list.txt）voidAllocate_Source(){cout'\n'开始给第Request_PROCESS个进程分配资源...endl;FILE*fp;if((fp=fopen(Allocation_list.txt,w))==NULL){cout错误,文件打不开,请检查文件名endl;exit(0);}for(inti=0;iPROCESS_NUM;i++){for(intj=0;jRESOURCE_NUM;j++)fprintf(fp,%d,Allocation[i][j]);fprintf(fp,\n);}cout分配完成，已更新Allocation_list.txtendl;fclose(fp);}//恢复试分配前状态voidRecover_TryAllocate(){for(inti=0;iRESOURCE_NUM;i++){Available[i]=Available[i]+Request_RESOURCE_NEMBER[i];Allocation[Request_PROCESS][i]=Allocation[Request_PROCESS][i