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1、操作系统课程设计课 程 设 计 报 告课程设计名称： 银行家算法模拟实现 系 ： 学生姓名： 班 级： 学 号： 成 绩： 指导教师： 开课时间： 学年 学期题目要求：一设计题目 银行家算法模拟实现二主要内容设计目的1、 了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。2、 掌握思索的产生原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。3、 掌握预防死锁的方法，系统安全状态的基本概念。4、 掌握银行家算法，了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。5、 理解死锁避免在当前计算机系统不常使用的原因。三具体要求设计一个n个并发进程共享m个系统资源的系统，进程可动态申请资源和释放资源，系统按各进程的申请
2、动态的分配资源。要求采用银行家算法实现。四进度安排序号内 容时间（天）1熟悉课题、分析课题0.52对系统进行模块分解，问题分析和确定解决方案13编程调试34测试和差错15书写课程设计报告16考核1合 计7.5五成绩评定考核方法：根据学生平时表现、测试检查、课程设计报告、运行演示和学生回答问题相结合的形式作为考核依据，考察学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，并根据学生的学习态度综合考评。平时表现（占30%），课程设计报告（占40%），课程答辩（占30%）。成绩评定：成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五个级别。“优秀”为100分到90分，“良好”为89分到80分
3、，“中等”为79分到70分，“及格”为69分到60分，“不及格”为60分以下。目录1.需求分析42.概要设计43.详细设计64.调试分析125.总结166.参考文献161.需求分析1、始化这组进程的最大资源请求和一次申请的资源序列。把各进程已占用和需求资源情况记录在进程控制块中。假定进程控制块的内容包括：进程名，状态，当前申请量，资源需求总量，已占资源量，能执行完标志。其中，进程的状态有：就绪，等待和完成。当系统不能满足进程的资源请求时，进程出于等待状态。资源需求总量表示进程运行过程中对资源的总的需求量。已占资源量表示进程目前已经得到但还为归还的资源量。因此，进程在以后还需要的剩余资源量等于资
4、源需要总量减去已占资源量。陷入每个进程的资源需求总量不应超过系统拥有的资源总量。2、银行家算法分配资源的原则是：当某个进程提出资源请求时，假定先分配资源给它，然后查找各进程的剩余请求，检查系统的剩余资源量是否由于进程的分配而导致系统死锁。若能，则让进程等待，否则，让进程的假分配变为真分配。A) 查找各进程的剩余请求，检查系统的剩余资源量是否能满足其中一进程，如果能，则转B）。B）将资源分配给所选的进程，这样，该进程已获得资源最大请求，最终能运行完成。标记这个进程为终止进程，并将其占有的全部资源归还给系统。重复第A)步和B)步，直到所有进程都标记为终止进程，或知道一个死锁发生。若所有进程都标记为
5、终止进程，则系统的初始状态是安全的，否则为不安全的。若安全，则正式将资源分配给它，否则，假定的分配作废，让其等待。2.概要设计2.1设计思想当某个进程提出资源请求时，假定先分配资源给它，然后查找各进程的剩余请求，检查系统的剩余资源量是否由于进程的分配而导致系统死锁。若能，则让进程等待，否则，让进程的假分配变为真分配。2.2数据结构假设有m个进程，则有如下数据结构:#define w 50 /宏定义#define r 50 /宏定义int m; /总进程数 int allw;/各种资源的数目总和int maxwr; /m个进程最大资源需求量int availabler; /系统可用资源数int
6、allocationwr; /m个进程已经得到资源的资源量int needwr; /m个进程还需要资源的资源量int requestr; /请求资源个数2.3程序流程图开始输入进程数m，各资源总数，初始化Available向量i=1i=m输入进程i的最大需求向量max。maxAvailable，则进程i进入等待资源状态，返回。 (3)假设进程i的申请已获批准，于是修改下面数据结构中的数值： Available=Available-Request Allocation=Allocation+RequestNeed=Need-Request (4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则恢复原
7、来的资源分配状态，系统恢复原状，进程等待。 程序void bank() /银行家算法 int i=0,j=0; char flag=Y; while(flag=Y|flag=y) i=-1; while(i=m) cout 请输入需申请资源的进程号（从0到m-1i; if(i=m)cout 该进程号不存在，请重新输入!endl; cout 请输入进程i申请的资源数:; for (j=0;j1;j+) coutrequestj; if(requestjneedij) /若请求的资源数大于进程还需要i类资源的资源量j cout 进程i申请的资源数大于进程i还需要资源的资源量!; cout申请不合理
8、，请重新选择!endlavailablej) /若请求的资源数大于可用资源数 cout 进程i申请的资源数大于系统可用资源的资源量!; cout申请不合理!请重新选择!endlendl; flag=1; break; if(flag=Y|flag=y) change(i); /调用change(i)函数，改变资源数 if(chkerr(i) /若系统安全 rstore(i); /调用rstore(i)函数，恢复资源数 show(); /输出资源分配情况 else /若系统不安全 show(); /输出资源分配情况 else /若flag=N|flag=n show(); coutendl; c
9、outflag; 3.3安全性检查算法(1)设置两个工作向量Work=Available；FinishM=False(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程， Finish i=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，直至完成，从而释放资源。 Work=Work+Allocation Finish=True GO TO 2 (4)如所有的进程FinishM=true，则表示安全；否则系统不安全。程序int chkerr(int s) /检查安全性 int work,FInISHw; int i,j,k=0; for(i=0;im;i+)FInISHi=false; for(j=0;j1;j+) work=availablej; i=s; do if(FInISHi=false&needij=work)work=work+allocationij; FInISHi=true; i=0; else i+; while(im); for(i=0;im;i+) if(FInISHi=false) coutendl; cout 系统不安全! 本次资源申
