操作系统实验报告课题：银行家算法专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 年 月 日目 录一 实验目的 ……………………………………………………3二 实验内容 ………………………………………………………3三 问题描述 ……………………………………………………3四 设计思绪 ………………………………………………………4五 具体设计 ……………………………………………………5六 运营结果 …………………………………………………10七 心得体会 ……………………………………………………16八 参考文献 ………………………………………………………17附 源程序 ………………………………………………………17一、 实验目的模拟实现银行家算法，用银行家算法实现资源分派1．加深了解有关资源申请、避免死锁等概念2．体会和了解死锁和避免死锁的具体实行方法3、输入：1.系统中各类资源表2.每个进程需要各类资源总数 系统分派给各个进程各类资源数4、输出：1.判断T0时刻的安全性2.假如系统是安全的，任意给出某个进程的一个资源请求方式并判断系统能否接受此请求，假如可以接受，其输出所有安全序列，反之，不予分派。
二、实验内容1．设计进程对各类资源最大申请表达及初值的拟定2．设定系统提供资源的初始状况 3．设定每次某个进程对各类资源的申请表达4．编制程序，依据银行家算法，决定其资源申请是否得到满足5．显示资源申请和分派时的变化情况三、 问题描述银行家算法.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派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假如资源分派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在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处在安全状态，便可以避免发生死锁所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分派所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完毕，即可找到一个安全资源分派序列模拟实现这个工作过程四、设计思绪我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相称于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分派资源相称于用户向银行家贷款。
操作系统按照银行家制定的规则为进程分派资源，当进程初次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，假如系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分派资源，否则就推迟分派当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量若超过则拒绝分派资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分派资源，否则也要推迟分派银行家算法是一种最具代表性的避免死锁的算法要解释银行家算法，必须先解释操作系统的安全状态和不安全状态安全状态：假如存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…，Pn，则系统处在安全状态安全状态一定没有死锁发生不安全状态：不存在一个安全序列不安全状态不一定导致死锁安全序列：一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，假如对于每个进程Pi（0≤i≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj（j＜i）当前占有资源量之和先对系统从源文献中读取的数据进行安全性判断，然后对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，不大于系统可运用的资源若请求合法，则进行试分派，最后对试分派状态调用安全性算法进行安全性检查。
若安全，则分派，否则，不分派，恢复本来状态，拒绝申请五、具体设计1、初始化由用户输入数据，分别对可运用资源向量矩阵AVAILABLE、最大需求矩阵MAX、分派矩阵ALLOCATION、需求矩阵NEED赋值 2、银行家算法在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有也许获得令人满意的系统性能在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处在安全状态，便可以避免发生死锁银行家算法的基本思想是分派资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分派设进程cusneed提出请求REQUEST [i]，则银行家算法按如下规则进行判断1)假如REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，则转(2)；否则，犯错2)假如REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[cusneed][i]，则转(3)；否则，犯错3)系统试探分派资源，修改相关数据： AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i]; ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i]; NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];(4)系统执行安全性检查，如安全，则分派成立；否则试探险性分派作废，系统恢复原状，进程等待。
5)对于某一进程i，若对所有的j，有NEED[i][j]=0，则表此进程资源分派完毕，应将占用资源释放3、安全性检查算法(1)设立两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，FINISH==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，直至完毕，从而释放资源Work+=ALLOCATION;Finish=true;GOTO 2(4)如所有的进程Finish= true，则表达安全；否则系统不安全4、流程图1、整体流程图开始录入请求资源数REQUEST[i]>NEED[i]或者REQUEST[i]>AVAILABLE[i]报错，重新输入AVAILABLE[i]-=REQUEST [i];ALLOCATION[i]+=REQUEST [i];NEED[i]-=REQUEST[i];初始化安全性检查安全AVAILABLE[i]+=REQUEST [i];ALLOCATION[i]-=REQUEST [i];NEED[i]+=REQUEST[i];保持原分派进程执行完释放资源继续分派结束YESNOYESNOYESYESNONO2、判断系统的安全性Safe（）六、运营结果1、系统不安全的输入（1）、本程序按下图建立.txt源文献，作为程序的初始化输入（2）执行程序，读取源文献，并判断T0时刻所得结果:2.系统安全的输入（1）、本程序按下图建立.txt源文献，作为程序的初始化输入（2）执行程序，读取源文献，并判断T0时刻所得结果:（3）T0时刻的安全序列（4）不合理的分派输入P1进程Request（2 2 1）与输入P2进程Request（2 2 2）所得请求结果：（5）合理的分派1.存在安全序列：调用Request（）函数，测试该函数的可行性，如输入P1进程Request（0 1 2），所得结果：2、不存在安全序列输入P0进程Request（0 2 0），所得结果:七、心得体会本次实验让我对银行家算法和死锁都有了一定的理解。
知道了在资源一定的条件下为了让多个进程都能使用资源完毕任务，避免死锁的产生可以从一开始就对系统进行安全性检查来判断是否将资源分派给正在请求的进程但是银行家算法会加大系统的开销此外，存在以下疑问，在系统不分派进程所请求的资源的时候，是否会将此资源等待，直到拥有足够的资源的时候再来运营？进程会请求资源是指在执行的过程中只有拥有了足够数量的资源才可以执行下去，但是资源有限，进程数又有足够多，我们盼望所有进程都可以在最短的时间内执行完也许可以这样理解操作系统的基本特性就是并发和共享，系统允许多个进程并发执行，并且共享系统的软、硬件资源为了最大限度的运用计算机资源，操作系统应采用动态分派的策略，但是这样就容易因资源局限性、分派不妥而引起“死锁”本次课程设计就是用银行家算法来避免“死锁”该算法就是一个资源分派过程，使分派序列不会产生死锁此算法的中心思想就是，每次分派后总存在着一个进程，假如让它单独的运营下去，必然可以获得它所需要的所有资源，而它结束后可以归还这类资源以满足其他申请者的需要此外，我知道了在程序进行编写之前，先对程序的规定进行分析，弄清楚程序所需要的功能，然后将每个功能提成一个功能模块即调用函数来实现，无需过多的画蛇添足。
八、 参考资料【1】《计算机操作系统》（第三版） 汤小丹、梁红兵、汤子瀛、哲凤屏等 西安电子科技大学出版社 2023-05 【2】 《C++ Primer中文版》（第4版） （美）Stanley B. Lippman 等 著 李师贤 等 译. 人民邮电出版社, 2023-03-01【3】《 C++ Primer习题解答》（第4版） 蒋爱军，李师贤，梅晓勇 著 人民邮电出版社 2023-02-01【4】《 现代操作系统》（原书第3版）塔嫩鲍姆 （Tanenbaum.A.S），陈向群，马洪兵 著 机械工业出版社 2023-07-01【5】《计算机操作系统教程》 张尧学，史美林，张高 清华大学出版社 2023-10-01【6】《 数据结构（STL框架）》 王晓东 著 清华大学出版社 2023-09-01【7】《计算机操作系统（第三版）》 汤子瀛等 西安电子科技大学出版社 2023-05【8】《操作系统实验教程——基于windows和Linux》 秦明等 清华大学出版社 2023-09-01 附： 源程序#include#include#include#define M 10 //最大进程数#define N 3 //系统所拥有的资源类型int Max[M][N];//进程对各类资源的最大需求int Allocation[M][N];//系统已为进程所分派的各类资源数int Need[M][N];//运营进程尚需的各类资源数int Work[N];//运营进程时系统所拥有的资源数bool finish[M];//表达系统是否有足够的资源分派给进程int Available[N];//系统可运用的资源数int n_pro=0;//进程的数目int flag[M]={-1};//用于标记安全序列int Readfile();//从磁盘读文献int Safe1(int flag[],int n,int 。