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1、XXXXXXXXXXXXXXXXXX课程设计报告课程设 计名称 共享资源分配与银行家算法系（部） 信息工程系专业班级姓 名学 号指导教师2010 年 6 月 28 日一、课程设计目的和意义二、方案设计及开发过程1. 课题设计背景2. 算法描述3. 数据结构4. 主要函数说明5. 算法流程图三、调试记录与分析四、运行结果及说明1执行结果2结果分析五、课程设计总结 参考资料 附录一、 课程设计目的和意义计算机科学与技术专业学生学习完计算机操作系统课程后，进行的一次全面的 综合训练，其目的在于加深催操作系统基础理论和基本知识的理解，加强学生的动手 能力. 银行家算法是避免死锁的一种重要方法。通过编写
2、一个模拟动态资源分配的银 行家算法程序，进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念， 并掌握避免死锁的具体实施方法二、方案设计及开发过程1. 课题设计背景银行家算法又称“资源分配拒绝”法，其基本思想是，系统中的所有进程放入进程 集合，在安全状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他，现在系统将剩 下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比较，找出剩余资源能满足最大需 求量的进程，从而保证进程运行完成后还回全部资源。这时系统将该进程从进程集合 中将其清除。此时系统中的资源就更多了。反复执行上面的步骤，最后检查进程的集 合为空时就表明本次申请可行，系统处于安全状态，可以实
3、施本次分配，否则，只要 进程集合非空，系统便处于不安全状态，本次不能分配给他。请进程等待2. 算法描述1）如果Reques ti是进程Pi的请求向量，如果Reques ti, j=K，表示进程Pi 需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：如果 Requestij= Ne ed i ， j ，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需要的资 源数已超过它所宣布的最大值。2）如果 Requestij=Availablej， 便转向步骤 3，否则，表示尚无足够资源， 进程 Pi 须等待。3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值：Availablej:=
4、Availablej-Requestij; Allocationi，j:=Allocationi，j+Requestij; Needi，j:=Needi，j-Requestij;4）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。若安全， 才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则，将本次的试探分配作废，恢复 原来的资源分配状态，让进程 pi 等待。3. 数据结构1可利用资源向量AVAILABLE。这是一个含有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数目，其3初始值是系统中所配置的该类全部可哦那个资源的数 目，其数值随该类资源的分配和回收而动态的改变。2最大需
5、求矩阵MAX。这是一个M*N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。3分配矩阵ALLOCATION。这也是一个M*N的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前 已分配给每一进程的资源数。4需求矩阵NEED。这也是一个M*N的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。5.NEEDR,W二MAXR,W-ALLOCATIONR,W4. 主要函数说明主要的常量变量#define W 10/最大进程数 W=10#define R 20/最大资源总数R=20int AVAILABLER; /可利用资源向量int MAXWR; /最大需求矩阵int ALLOCATIONWR; /分配矩
6、阵int NEEDWR;/需求矩阵int RequestR; /进程请求向量void changda ta(in t k);/进程请求资源数据改变 int chksec(int s); /系统安全性的检测主要模块void inputdata()void showdata()void changdata(int k)void restoredata(int k)int chksec(int s)int chkmax(int s)5.算法流程图丿I圮MAX备激烹籬汕IINUzUllM：为IIN餡束输人进用M：l晟上带求逼址MAXSiftA i 效 ilL 耳的樂源 ikR LRHQ1：FST卅心冷
7、人M仟血一个进和.作曲当前逍軒甌洞.购NEED向曜加端兀说源数刚展存炎铢源总如KJSiltAVAfl.AHI.F込汕粮祁嫌五山 以妒汁I五刃:宝盛分配.或井鉛EU捉示7所有进恳行都琳束卜诵i止円已运行豹虫紂始化NKFD糾;4三、调试记录与分析调试通过,程序未出错四、运行结果及说明1. 执行结果J系蔬安全，半次分配成攻 且资源分配ttSWoT所示:科-圖糜的总.數量h耶何虽a Ll_rc sourc s为: 资專0： 113資源1： 5巔釦?资源叶2営源旳可用数量即冏量ilable为:1- 3 资源2： H即炖阵“心为:-B - r ! 匸12 3 4 p p p p 桎程铠辱程 I -1 fe
8、-1. - .- -n JJn0 rtr- 2 3 4p p p p PHa為 所资求 齧需产 逬- 于回的量蒯 由髯问园 统进BP 后系各, i擊源 功束后数资 成结-NS0 蠶0的1 分进收源氐 源在 资此慢种资进程还誅要的资裤敖畳艮卩矩|申0出为:.即向ivailable为=当聽帰螟2.结果分析银行家算法就是当接收到一个系统资源的分配后找到一个安全序列，使得进程间不 会发生死锁，若发生死锁则让进程等待。五、课程设计总结通过本次银行家算法实验，加深了我对银行家算法的了解，掌握了如何利用银行家 算法避免死锁。实验中遇到点问题，通过查阅资料、询问老师顺利解决。通过这次的 实践，使我的理论知识更
9、加的牢固。参考资料1汤小丹、汤子瀛、哲凤屏等，计算机操作系统(第三版)，西安电子科技大学出 版社，2007.8附录程序源码:#include #include #define FALSE 0#define TRUE 1#define W 10/最大进程数 W=10#define R 20/最大资源总数R=20int M ;int N ;int ALL_RESOURCEW;int AVAILABLER;/可利用资源向量int MAXWR;/最大需求矩阵int ALLOCATIONWR; /分配矩阵int NEEDWR;/需求矩阵int RequestR;/进程请求向量void inputdata
10、();/数据输入void showdata();/数据显示void changda ta(in t k);/进程请求资源数据改变void restoredata(int k); /数据恢复int chksec(int s); /系统安全性的检测int chkmax(int s); /检测最大需求void bank();/检测分配的资源是否合理void main() int i,j;inputdata();for(i=0;i=M)cout错误提示：经安全性检查发现，系统的初始状态不安全！ ！ nendl; else cout提示：经安全性检查发现，系统的初始状态安全！ endl;bank();v
11、oid inputdata() int i=0,j=0,p;cou t“请输入总进程数:M;if (MW) cou t endl总进程数超过了程序允许的最大进程数，请重新输 入：W);coutendl;cou t请输入资源的种类数:N;if (NR)cou t endl资源的种类数超过了程序允许的最大资源种类数，请重新输 入：R);coutendl;cou t 请依次输入各类资源的总数量，即设置向量all_resource:endl; for(i=0;iALL_RESOURCEi;coutendl;cou t请依次输入各进程所需要的最大资源数量，即设置矩阵max:endl; for (i=0;
12、iM;i+)for (j=0;jMAXij;if (MAXijALL_RESOURCEj)cou tendl该最大资源数量超过了声明的该资源总数，请重新输入:ALL_RESOURCEj);coutendl;cou t 请依次输入各进程已经占据的各类资源数量，即设置矩阵 allocation:endl;for (i=0;iM;i+)for (j=0;jALLOCATIONij;if (ALLOCATIONijMAXij)cou tendl已占有的资源数量超过了声明的最大资源数量，请重 新输入：MAXij);coutendl;for (i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+) NEEDij
13、=MAXij-ALLOCATIONij;for (j=0;jN;j+) p=ALL_RESOURCEj;for (i=0;iM;i+) p=p-ALLOCATIONij;AVAILABLEj=p; if(AVAILABLEj0)AVAILABLEj=0;void showdata() int i,j;cout各种资源的总数量，即向量all_resource为：endl; cout ;for (j=0;jN;j+)cout资源j: ALL_RESOURCEj;coutendlendl;cou t 当前系统中各类资源的可用数量，即向量available为：endl; cout ;for (j=0;jN;
