【正文】 相關數(shù)據(jù)結構，打印當前系統(tǒng)資源分布圖，轉(zhuǎn)下一步。具體程序總流程圖如圖 3 所示。若安全，才正式將資源分配給進程，來完成分配。接著，系統(tǒng)試探著把資源分配給進程，系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法。因為它所需要的資源數(shù)已經(jīng)超得過最大值，否則判斷 Request[j]， Available[j]。 程序流程圖 假 設 Request 是進程的請求向量， Need 是需求向量， Available 是可利用資源向量。 Pro： 一個地址， Safety_Algorithm 返回給主模塊 main 的信息，不為 NULL時表示試分配成功，否則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入相應異常處理。分別為 Flag1， pro， Flag2。 圖 1 數(shù)據(jù)流模型 試分配 安全性檢查 輸入信息 輸出結果 安全性檢查 初始化 銀行家算法避免死鎖的研究與實現(xiàn) 4 3 概要設計 模塊的劃分 由于該算法規(guī)模較小，所以選用結構化的設計方法，將該系統(tǒng)劃為四塊，分別是： （ 1）主模塊，處在整個系統(tǒng)的最高層，負責組織調(diào)用其他模塊； （ 2）初始化模塊，負責從鍵盤讀入系統(tǒng)資源和進程狀態(tài)，并將系統(tǒng)初識資源分配狀態(tài)打??； （ 3）試分配模塊，負責處理進程請求和相應的數(shù)據(jù)結構的修改，以及特殊情況的處理； （ 4）安全性檢查，負責試分配后的安全性檢查，以及系統(tǒng)不安全時的資源恢復。 數(shù)據(jù)流模型 用鍵盤輸入信息，對系統(tǒng)資源初始化，輸入進程請求，用安全性算法進行安全性檢查，系統(tǒng)安全的話就進行試分配，再進行安全性檢查；如果試分配失敗則恢復系統(tǒng)。 基本要求 （ 1）從鍵盤輸入當前系統(tǒng)的資源信息，包括當前可用資源，每個進程對各類資源的最大需求量，每個進程當前已分配的各個資源量和每個進程尚需要的各個資源量； （ 2）輸入進程請求，按照設計好的安全性算法進行檢查，得到結果并輸出整個執(zhí)行過程的相關信息和最終結果 ； （ 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。 2 需求分析 問題描述 運用銀行家算法避免死鎖的發(fā)生是在確保當前系統(tǒng)安全的前提下推進的，對進程請求先進行安全性檢查來決定資源分配與否，從而確保系統(tǒng)的安全，有效的避免了死鎖的發(fā)生。若超過則拒絕分配資源，若沒有超過則再測試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進程尚需的最大資源量，若能滿足則按當前的申請量分配資源，否則也要推遲分配。 操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(guī)則為進程分配資源，當進程首次申請資源時，要測試該進程對資源的最大需求量，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前的申請量分配資源，否則就推遲分配。我們可以把操作系統(tǒng)看作是銀行 家，操作系統(tǒng)管理的資源相當于銀行家管理的資金，進程向操作系統(tǒng)請求分配資源相當于用戶向銀行家貸款。但如果系統(tǒng)無法找到這樣一個安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。 要想避免死鎖，就必須考慮進程是否處于安全狀態(tài)，只要處于安全狀態(tài)就可以避免死鎖。 銀行家算法避免死鎖的研究與實現(xiàn) 2 系統(tǒng)安全狀態(tài) 預防死鎖和解除死鎖都是通過施加條件限制，來預防發(fā)生死鎖。 （ 4）解除死鎖。通過系統(tǒng)設置的檢測機構，及時的檢測出死鎖的發(fā)生。 （ 3）檢測死鎖。 （ 2）避免死鎖。它是通過設置某些限制條件。 為保證系統(tǒng)中諸進程的正常運行，應事先采取必要的措施，來預防發(fā)生死鎖。很顯然，如果沒有外力的作用，那么死鎖涉及到的各個進 程都將永遠處于封鎖狀態(tài)。而銀行家算法起源于銀行系統(tǒng)的發(fā)放貸款，和計算機操作系統(tǒng)的資源分配完全符合，因此可以借鑒該算法的思想，設計出一種有效的算法程序，解決該問題。死鎖產(chǎn)生的一般原因有兩點：競爭資源和進程間推進順序非法。 關鍵詞 ： 銀行家算法；死鎖；避免死鎖；安全性序列 銀行家算法避免死鎖的研究與實現(xiàn) II 目 錄 1 前言 ................................................................. 1 課題背景 ........................................................ 1 死鎖 ............................................................ 1 系統(tǒng)安全狀態(tài) .................................................... 2 銀行家算法 ...................................................... 2 2 需求分析 ............................................................. 3 問題描述 ........................................................ 3 基本要求 ........................................................ 3 數(shù)據(jù)流模型 ...................................................... 3 3 概要設計 ............................................................. 4 模塊的劃分 ...................................................... 4 模塊調(diào)用關系 .................................................... 4 各模塊之間的接口 ................................................ 4 程序流程圖 ...................................................... 5 4 詳細設計 ............................................................. 5 數(shù)據(jù)結構選取分析 ................................................ 6 數(shù)據(jù)結構設計 .................................................... 6 算法整體設計與調(diào)用 .............................................. 6 程序流圖 ........................................................ 7 5 程序分析測試 ......................................................... 9 分模塊分析與測試 ................................................ 9 集成測試 ....................................................... 11 6 結論 ................................................................ 12 參考文獻 .............................................................. 12 致謝 .................................................................. 14 附錄 .................................................................. 15 長治學院學士學位論文 (設計 ) 1 銀行家算法避免死鎖的研究與實現(xiàn) 1 前言 課題背景 在多道程序系統(tǒng)中，雖可以借助多個進程的并發(fā)執(zhí)行來改善系統(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 —— 死鎖。對進程請求先進行安全性檢查，來決定資源分配與否，從而確保系統(tǒng)的安全，有效的避免了死鎖的發(fā)生。 長 治 學 院 2020 屆學士學位畢業(yè)論文 銀行家算法避免死鎖的研究與實現(xiàn) 學 號： 09407227 姓 名： 王子丹 指導教師： 陜粉麗 專 業(yè)： 計算機科學與技術 系 別： 計算機系 完成時間： 2020 年 5 月 長治學院學士學位論文 (設計 ) I 銀行家算法避免死鎖的研究與實現(xiàn) 專業(yè)： 計算機科學與技術 姓名： 王子丹 學號： 09407227 指導教師 ：陜粉麗 摘 要： Dijkstra 的銀行家算法是最有代表性的避免死