操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)--銀行家算法-展示頁(yè)
2025-06-19 06:21本頁(yè)面
【正文】 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(guò)了該進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量。 銀行家算法：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。如果系統(tǒng)無(wú)法找到這樣一個(gè)安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。安全狀態(tài) 是指系統(tǒng)能按照某種進(jìn)程順序{P1,P2,?， Pn}（稱 {P1,P2,?， Pn }序列為安全序列），來(lái)為每個(gè)進(jìn)程 Pi 分配其所需資源，直至滿足每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求，使每個(gè)進(jìn)程都可以順利完成。在該方法中把系統(tǒng)狀態(tài)分為安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，便可避免死鎖的發(fā)生。要預(yù)防死鎖，有摒棄“請(qǐng)求和保持”條件，摒棄“不剝奪”條件，摒棄“環(huán)路等待”條件等方法。 在多道程序系統(tǒng)中，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)的吞吐量，但可能發(fā)生一種危險(xiǎn) —— 死鎖。明白自己需要用代碼實(shí)現(xiàn)的功能，清楚編寫每部分代碼的目的，做到有的放矢，有條理不遺漏的用代碼實(shí)現(xiàn)銀行家算法。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 沈 陽(yáng) 大 學(xué) 銀行家算法 1. 課程設(shè)計(jì)的目的 了解 多道程序系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的資源分配，及死鎖的產(chǎn)生原因、必要條件和處理死鎖的基本方法，掌握預(yù)防死鎖的方法，系統(tǒng)安全狀態(tài)的基本概念，了解銀行家算法，及資源在進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行中的資源分配策略，并且理解死鎖避免在當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不常使用的原因。 根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，充分地分析和理解 題目 ，敘述系統(tǒng)的要求，明確 程序 要求 實(shí)現(xiàn) 的功能 以及限制條件 。 銀行家 算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。所謂死鎖 (Deadlock)，是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局（ DeadlyEmbrace），當(dāng)進(jìn)程處于這種狀態(tài)時(shí)，若無(wú)外力作用，他們都無(wú)法在向前推進(jìn)。但是，在預(yù)防死鎖的幾種方法之中，都施加了較強(qiáng)的限制條件；而在避免死鎖的方法中，所施加的限制條件較弱，有可能獲得令 人滿意的系統(tǒng)性能。 要解釋銀行家算法，必須先解釋操作系統(tǒng)安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)。安全狀態(tài)一定沒(méi)有死鎖發(fā)生。 安全序列：一個(gè)進(jìn)程序列 {P1，?， Pn}是安全的，如果對(duì)于每一個(gè)進(jìn)程 Pi(1≤ i≤ n） ，它以后尚需要的資源量不超過(guò)系統(tǒng)當(dāng)前剩余資源量與所有進(jìn)程 Pj (j i )當(dāng)前占有資源量之和， 則稱此進(jìn)程序列 {P1,P2,?， Pn}是安全的，稱作安全序列。操作系統(tǒng)按照 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 沈 陽(yáng) 大 學(xué) 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。若超過(guò)則拒絕分配資源，若沒(méi)有超過(guò)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。若請(qǐng)求合法，則進(jìn)行預(yù)分配，對(duì)分配后的狀態(tài)調(diào)用安全性算法進(jìn)行檢查。 銀行家算法中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ 1）可利用 資源向量 Available。如果 Available [j]= K，則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有 R 類資源 K個(gè) （ 2）最大需求矩陣 Max。如果 Max[i,j]=K，則表示進(jìn)程 i需要 R 類資源的數(shù)目為 K。這也是一個(gè) n*m 的矩陣，它定義了系統(tǒng)中每一類資源當(dāng)前已分配給每一 進(jìn)程的資源數(shù)。 （ 4）需求矩陣 Need[][]。如果 Need [i,j]=K，則表示進(jìn)程 i還需要 R類資源 K個(gè)，才能完成其任務(wù)。 Pi發(fā)出資源請(qǐng)求后，按下列步驟進(jìn)行檢查 ： 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 沈 陽(yáng) 大 學(xué) （ 1）如果 requesti[j]≤ need[i,j]，轉(zhuǎn)向步驟（ 2）；否則認(rèn)為錯(cuò)誤，所需要的資源數(shù)已超過(guò)它所宣布的最大值。 （ 3）系統(tǒng)嘗試將資源分配給進(jìn)程 Pi，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值： Available[j]： =Available[j]Requesti[j]； Allocation[i,j]： =Allocation[i,j]+ Requesti[j]； Need[i,j]： =Need[i,j] Requesti[j]； （ 4）執(zhí)行安全性算法，檢查此次資源分配后，系統(tǒng)是否出于安全狀態(tài)。 安全性檢查算法 （ 1）設(shè)置兩個(gè)向量： ①工作向量 work：表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需的各類資源數(shù)目，執(zhí)行安全性算法開(kāi)始時(shí) work： =available。初始化finish[i]:=false。 （ 2）從進(jìn)程集合中找到一個(gè)能滿足下述條件的進(jìn)程
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