操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(銀行家算法)-文庫(kù)吧
2025-05-18 06:21 本頁(yè)面
【正文】 ..................................4 ...................................................................5 ................................................... 6 .................................................................6 ..........................................................6 .................................................. 12 ..................................................................12 ..................................................................13 ..................................................................14 ...................................................... 16 參考文獻(xiàn) .................................................... 17 1 銀行家算法模擬 設(shè)計(jì)內(nèi)容及其說(shuō)明 本人設(shè)計(jì)內(nèi)容 主要和組員張?chǎng)卧O(shè)計(jì) MFC 界面和代碼的調(diào)試，涉及主要功能代碼，包括其他組員設(shè)計(jì)的主要函數(shù)代碼嵌入到 MFC 中， 主要編寫了銀行家算法。對(duì) MFC 程序遇到的錯(cuò)誤修改、功能缺失及算法不健壯等問題作了修改。之后和其他組員一起將其他的功能嵌入到程序里，主要是添加資源，刪除資源，修改資源，分配資源和增加作業(yè)功能，最終完成了了一個(gè)整體的銀行家算法。 其他組員設(shè)計(jì)內(nèi)容 添加資源，修改資源，刪除資源，分配資源，增加作業(yè)。 課題背景 在多道程序系統(tǒng)中，雖可以借助多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行來(lái)改善系統(tǒng)的資源利用率，提高系統(tǒng)吞吐量，但可能發(fā)生一種危險(xiǎn) —— 死鎖，即多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局，若無(wú)外力作用，將無(wú)法再向前 推進(jìn)。如此，尋求一種避免死鎖的方法便顯得有為重要。死鎖的產(chǎn)生一般的原因有兩點(diǎn)：競(jìng)爭(zhēng)資源和進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。因此，我們只需在當(dāng)前的有限資源下，找到一組合法的執(zhí)行順序，便能很好的避免死鎖，我們稱它為安全序列。而銀行家算法起源于銀行系統(tǒng)的發(fā)放貸款，和計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的資源分配完全符合，因此可以借鑒該算法的思想，設(shè)計(jì)出一種有效的算法程序，解決該問題。 死鎖 所謂死鎖： 是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的 進(jìn)程 在執(zhí)行過程中，因爭(zhēng)奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法推進(jìn)下去。此時(shí)稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖，這些永遠(yuǎn)在互相等待的 進(jìn)程 稱為死鎖進(jìn)程。 由于資源占用是互斥的，當(dāng)某個(gè) 進(jìn)程 提出申請(qǐng)資源后，使得有關(guān)進(jìn)程在無(wú)外 力協(xié)助下，永遠(yuǎn)分配不到必需的資源而無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，這就產(chǎn)生了一種特殊現(xiàn)象：死鎖。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，涉及軟件，硬件資源都可能發(fā)生死鎖。例如：系統(tǒng)中只有一臺(tái)CDROM 驅(qū)動(dòng)器和一臺(tái)打印機(jī)，某一個(gè)進(jìn)程占有了 CDROM 驅(qū)動(dòng)器，又申請(qǐng)打印機(jī)；另一進(jìn)程占有了打印機(jī)，還申請(qǐng) CDROM。結(jié)果，兩個(gè)進(jìn)程都被阻塞，永遠(yuǎn)也不能自行解除。 2 安全性 全序列的的實(shí)際意義在于：系統(tǒng)每次進(jìn)行資源分配后，如果對(duì)于系統(tǒng)中新的資源狀況，存在一個(gè)安全序列，則至少存在一條確保系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入死鎖的路徑。按照該序列，銀行家可以實(shí)施一個(gè)有效的分配過 程使得所有客戶得到滿足，行家算法的核心在于安全序列的產(chǎn)生。安全序列正是一種安全的進(jìn)程推進(jìn)順序。 算法設(shè)計(jì)思想 我們可以把操作系統(tǒng)看作是銀行家，操作系統(tǒng)管理的資源相當(dāng)于銀行家管理的資金，進(jìn)程向操作系統(tǒng)請(qǐng)求分配資源相當(dāng)于用戶向銀行家貸款。操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(guī)則為進(jìn)程分配資源，當(dāng)進(jìn)程首次申請(qǐng)資源時(shí)，要測(cè)試該進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它的最大需求量則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則就推遲分配。當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程已占用的資源數(shù)與本次申請(qǐng)的資源數(shù)之和是否超過了該進(jìn) 程對(duì)資源的最大需求量。若超過則拒絕分配資源，若沒有超過則再測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源量，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲分配。 3 （ 1）從鍵盤輸入當(dāng)前系統(tǒng)的資源信息，包括當(dāng)前可用資源，每個(gè)進(jìn)程對(duì)各類資源的最大需求量，每個(gè)進(jìn)程當(dāng)前已分配的各個(gè)資源量和每個(gè)進(jìn)程尚需要的各個(gè)資源量，輸出結(jié)果顯示在界面上。 （ 2）輸入進(jìn)程請(qǐng)求，按照設(shè)計(jì)好的安全性算法進(jìn)行檢查，得到結(jié)果并輸出整個(gè)執(zhí)行過程的相關(guān)信息和最終結(jié)果（主要包括資源分配表和安全序列）。 （ 3）要 求要有各種異常的處理，程序的可控制性和可連續(xù)性執(zhí)行。包括對(duì)進(jìn)程的存在有無(wú)檢查，請(qǐng)求向量的不合法檢查，試分配失敗后的數(shù)據(jù)恢復(fù)和重新接受進(jìn)程請(qǐng)求等。 （ 1）分配模塊 輸入一組資源及作業(yè)的數(shù)量，分配資源及作業(yè)的各項(xiàng)屬性。再配置作業(yè)的資源最大需求量及已申請(qǐng)的資源屬性。以及資源的添加、修改、刪除和分配功能，此外，還有對(duì)作業(yè)的添加。 (2)判定模塊 通過銀行家算法對(duì)已經(jīng)分配完畢的資源及作業(yè)的屬性進(jìn)行判斷，判斷申請(qǐng)是否大于需求，若大于則出錯(cuò)，則提示出錯(cuò)信息；判斷申請(qǐng)是否大于當(dāng)前資源，若大于則出錯(cuò)，則提示出 錯(cuò)信息。 （ 3）檢查模塊 根據(jù)銀行家算法進(jìn)行資
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