操作系统银行家算法实验报告.docx

O大由科技大承2011-2012学年第一学期计窜机糅作系疣实验想告专业：软件工程班级：091031学号：09103130姓名：李假设提交日期：2011年12月6日实验三银行家算法模拟【开发语言及实现平台或实验环境】C+/C#MicrosoftVisualStudio6.0/MicrosoftVisualStudio.NET2003【实验目的】(1)进一步理解利用银行家算法防止死锁的问题；(2)在了解和掌握银行家算法的根底上，编制银行家算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上,再检测和笔算的一致性。(3)理解和掌握平安序列、平安性算法【实验要求】(1)了解和理解死锁；(2)理解利用银行家算法防止死锁的原理；(3)会使用某种编程语言。【实验原理】一、平安状态指系统能按照某种顺序如Pl,P2,.,Pn(称为Pl,P2,.,Pn序列为平安再列)，为每个进程分配所需的资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。二、银行家算法假设在进程并发执行时进程i提出请求j类资源k个后，表示为ReqUeStij=k°系统按下述步骤进行平安检查：(1)如果ReqUeS区Needi那么继续以下检查，否那么显示需求申请超出最大需求值的错误。(2)如果ReqUeStAvailable那么继续以下检查，否那么显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。(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:=AvailabIej-ReqUeStij;Allocationi,j:=AlIocationi,j+Request；j;Needij:=Needi,j-Rcquestij;(4)系统执行平安性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于平安状态。假设平安，才正式将资源分配给进程Pi,以完本钱次分配；否那么，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。三、平安性算法(1)设置两个向量：工作向量Work:它表示系统可提供应进程继续运行所需的各类资源数目，它含有W个元素，在执行平安算法开始时，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。开始时先做FiniShi：=false;当有足够资源分配给进程时，再令FiniShi：=true0(2)从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：©Finishi=false;Needi,jWork刃；假设找到，执行步骤(3),否那么，执行步骤(4)。(3)当进程Pi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：> Workj:=Worki+Allocationij;> Finishi:=true;> gotostep2;(4)如果所有进程的FiniShi=true都满足，那么表示系统处于平安状态；否那么，系统处于不平安状态。【实验步骤】参考实验步骤如下：(1)参考图1-1所示流程图编写平安性算法。图1-1平安性算法流程图(2)编写统一的输出格式。每次提出申请之后输出申请成功与否的结果。如果成功还需要输出变化前后的各种数据，并且输出平安序列。(3)参考图12所示流程图编写银行家算法。(4)编写主函数来循环调用银行家算法。【思考题】(1)在编程中遇到了哪些问题？你是如何解决的？在本次编程的过程中，在实现平安性算法和银行家算法的问题上遇到了困难，但是通过对各个算法的进一步理解克服了这些困难。(2)在平安性算法中，为什么不用变量AVailable,而又定义一个临时变量Work?设置个临时变量就是为了在不平安的情况下破坏数据原值。如果不平安的话就不改变AVaiIabIe的值，这样就能使程序更加平安。图1-2银行家算法流程图【参考代码】局部参考代码如下：#include<iostream.h>#include<string.h>#defineM3资源的种类数#defineN5进程的个数voidoutput(intiMaxNM,intiAllocationNM,intiNeedNM,intiAvailabIeM,charcNameN);统一的输出格式boolsafety(intiAllocationNM,intiNecdNM,intiAvai!ableM,charcNameN);boolbanker(intiAllocationNM,intiNeedNM,intiAvailableM,charcNameN);voidmain()(inti,j;当前可用每类资源的资源数intiAvailableM=3,3,2);系统中N个进程中的每一个进程对M类资源的最大需求intiMaxNM=7,5,3),3,2,2),950,2),2,2,2),4,3,3);iNeedNM每一个进程尚需的各类资源数/iAHocationNM为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数intiNeedNM,iAllocationNM=0,l,l,2,0,0,3Q2,2,l,l,0,0,2;进程名charcNameN='a',b','c','d','e');boolbExitFlag=true;退出标记charch;接收选择是否继续提出申请时传进来的值boolbSafe;存放平安与否的标志计算iNeedNM的值for(i=0;i<N;i+)for(j=0;j<M;j+)iNeedij=iMaxij-iAllocationij;/输出初始值output(iMax,iAllocation,iNeed,!Available,cName);判断当前状态是否平安bSafe=safety(iAllocation,iNecd,iAvailable,cName);是否继续提出申请while(bExitFIag)(COUt"继续提出申请？ny为是；n为否。心cin>>ch;switch(ch)case'y':/cout<v”调用银行家算法“；bSafe=banker(iAllocation,iNeed,!Available,cName);if(bSafe)平安，那么输出变化后的数据output(iMax,iAHocation,iNeed,!Available,cName);break;case'n':CoUtVV"退出。n"bExitFlag=false;break;default:CoUt<<"输入有误，请重新输入：n"输出voidoutput(intiMaxNM,intiAllocationNM,intiNeedNM,intiAvailableM,charcNameN)(inti,j;cout<<"ntMaxtAllocationXtNeedtAvailable',<<endl;cout<<"tABCtABCtABCtABC"<<endl;for(i=0;i<N;i+)(cout<<cNamei<<"t;for(j=0;j<M;j+)cout<<iMaxij<<""cout<<"t"for(j=0;j<M;j+)cout<<iAllocationiU<<t,"cout<<"t"for(j=0;j<M;j+)cout<<iNeediU<<u;cout<<"t"cout<<"",;/Available只需要输出次if(i=O)for(j=0;j<M;j+)cout<<iAvai!ablej<<,"cout<<endl;平安性算法，进行平安性检查；平安返回true,并且输出平安序列，不平安返回false,并输出不平安的提示；boolsafety(intiAllocationNM,i11tiNeedNM,intiAvailableM,charcNameN)inti,j,flag,x=0;charnum5;intWorkM;boolFinishN;定义根本变量for(j=0y<3)Workj=iAvailablefj;将!Available的值赋给Workfor(i=0;i<5;i+)Finishi=false;将Finish全部置为Falsewhile(true)执行无限循环，满足条件时跳出flag=0;每次循环开始时将记录本次循环中是否有使有满足条件iA11ocation的标志置为0,假设为0表示不存在，假设不为0表示存在for(i=0;i<5;i+)执行循环，看有没有满足条件的!Allocationif(Finishi=false&&Work0>=iNeedi0&&Work1>=iNeedi1&&Work2>=iNeedi2)for(j=0;j<3;j+)Workj+=iAllocationij;/Workj+=Workj+iAlIocationijFinishi=true;flag+;numx+=cNamei;将Finish置true标志加1将该序列名赋给数组numif(flag=0)CoUt«”无平安序列”;标志为0,证明已无满足条件iAIIocation,退出循环,返回falsereturnfalse;if(Finish0=true&&Finishl=true&&Finish2=true&&Finish3=true&&Finish4=true)假设所有FiniSh置为true,输出平安数列，返回TrUecout<<"n"COUt«"平安序列为：for(x=0;x<5;x+)cout<<numx<<"cout<<"n"returntrue;returntrue;平安返回true,不平安返回falseboolbanker(intiAHocationNM,intiNeedNM,intiAvailableM,charcNameN)(intiMaxNM=7,5,3),3,2,2),9A2),2,2,2),4,3,3);intt,i,Rcquest3,check_l3;char x;定义变量输入进程名CoUt<v”请输入进程名：cin>>x;if(x=,a,)i=O;if(x=V)i=l;if(x='c')i=2;if(x='d,)i=3;if(x=,e')i=4;COUt<<”请输入各资源数量：”；输入变量名for(t