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银行家算法操作系统

发布时间: 2022-11-04 10:55:48

Ⅰ 操作系统中怎样编程实现银行家算法

#include<iostream.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#define False 0
#define True 1
int Max[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求
int Avaliable[100]={0};//系统可用资源
char name[100]={0};//资源的名称
int Allocation[100][100]={0};//系统已分配资源
int Need[100][100]={0};//还需要资源
int Request[100]={0};//请求资源向量
int temp[100]={0};//存放安全序列
int Work[100]={0};//存放系统可提供资源
int M=100;//作业的最大数为100
int N=100;//资源的最大数为100
void showdata()//显示资源矩阵
{
int i,j;
cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;
for(i=0;i<N;i++)
cout<<name[i]<<" ";
cout<<endl;
for (j=0;j<N;j++)
cout<<Avaliable[j]<<" ";//输出分配资源
cout<<endl;
cout<<" Max Allocation Need"<<endl;
cout<<"进程名 ";
for(j=0;j<3;j++){
for(i=0;i<N;i++)
cout<<name[i]<<" ";
cout<<" ";
}
cout<<endl;
for(i=0;i<M;i++){
cout<<" "<<i<<" ";
for(j=0;j<N;j++)
cout<<Max[i][j]<<" ";
cout<<" ";
for(j=0;j<N;j++)
cout<<Allocation[i][j]<<" ";
cout<<" ";
for(j=0;j<N;j++)
cout<<Need[i][j]<<" ";
cout<<endl;
}
}

int changdata(int i)//进行资源分配
{
int j;
for (j=0;j<M;j++) {
Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j];
Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];
Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];
}
return 1;
}
int safe()//安全性算法
{
int i,k=0,m,apply,Finish[100]={0};
int j;
int flag=0;
Work[0]=Avaliable[0];
Work[1]=Avaliable[1];
Work[2]=Avaliable[2];
for(i=0;i<M;i++){
apply=0;
for(j=0;j<N;j++){
if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){
apply++;
if(apply==N){
for(m=0;m<N;m++)
Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数
Finish[i]=True;
temp[k]=i;
i=-1;
k++;
flag++;
}
}
}
}
for(i=0;i<M;i++){
if(Finish[i]==False){
cout<<"系统不安全"<<endl;//不成功系统不安全
return -1;
}
}
cout<<"系统是安全的!"<<endl;//如果安全,输出成功
cout<<"分配的序列:";
for(i=0;i<M;i++){//输出运行进程数组
cout<<temp[i];
if(i<M-1) cout<<"->";
}
cout<<endl;
return 0;
}
void share()//利用银行家算法对申请资源对进行判定
{
char ch;
int i=0,j=0;
ch='y';
cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"<<M-1<<"):";
cin>>i;//输入须申请的资源号
cout<<"请输入进程 "<<i<<" 申请的资源:"<<endl;
for(j=0;j<N;j++)
{
cout<<name[j]<<":";
cin>>Request[j];//输入需要申请的资源
}
for (j=0;j<N;j++){
if(Request[j]>Need[i][j])//判断申请是否大于需求,若大于则出错
{
cout<<"进程 "<<i<<"申请的资源大于它需要的资源";
cout<<" 分配不合理,不予分配!"<<endl;
ch='n';
break;
}
else {
if(Request[j]>Avaliable[j])//判断申请是否大于当前资源,若大于则
{ //出错
cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于系统现在可利用的资源";
cout<<" 分配出错,不予分配!"<<endl;
ch='n';
break;
}
}
}
if(ch=='y') {
changdata(i);//根据进程需求量变换资源
showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源
safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断
}
}
void addresources(){//添加资源
int n,flag;
cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:";
cin>>n;
flag=N;
N=N+n;
for(int i=0;i<n;i++){
cout<<"名称:";
cin>>name[flag];
cout<<"数量:";
cin>>Avaliable[flag++];
}
showdata();
safe();
}
void delresources(){//删除资源
char ming;
int i,flag=1;
cout<<"请输入需要删除的资源名称:";
do{
cin>>ming;
for(i=0;i<N;i++)
if(ming==name[i]){
flag=0;
break;
}
if(i==N)
cout<<"该资源名称不存在,请重新输入:";
}
while(flag);
for(int j=i;j<N-1;j++)
{
name[j]=name[j+1];
Avaliable[j]=Avaliable[j+1];

}
N=N-1;
showdata();
safe();
}
void changeresources(){//修改资源函数
cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;
for(int i=0;i<N;i++)
cout<<name[i]<<":"<<Avaliable[i]<<endl;
cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]:"<<endl;
cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2];
cout<<"经修改后的系统可用资源为"<<endl;
for (int k=0;k<N;k++)
cout<<name[k]<<":"<<Avaliable[k]<<endl;
showdata();
safe();
}
void addprocess(){//添加作业
int flag=M;
M=M+1;
cout<<"请输入该作业的最打需求量[Max]"<<endl;
for(int i=0;i<N;i++){
cout<<name[i]<<":";
cin>>Max[flag][i];
Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i];
}
showdata();
safe();
}
int main()//主函数
{

int i,j,number,choice,m,n,flag;
char ming;
cout<<"*****************资源管理系统的设计与实现*****************"<<endl;
cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量:";
cin>>n;
N=n;
for(i=0;i<n;i++)
{
cout<<"资源"<<i+1<<"的名称:";
cin>>ming;
name[i]=ming;
cout<<"资源的数量:";
cin>>number;
Avaliable[i]=number;
}
cout<<endl;
cout<<"请输入作业的数量:";
cin>>m;
M=m;
cout<<"请输入各进程的最大需求量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Max]:"<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<n;j++)
cin>>Max[i][j];
do{
flag=0;
cout<<"请输入各进程已经申请的资源量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Allocation]:"<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<n;j++){
cin>>Allocation[i][j];
if(Allocation[i][j]>Max[i][j])
flag=1;
Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];
}
if(flag)
cout<<"申请的资源大于最大需求量,请重新输入!\n";
}
while(flag);

showdata();//显示各种资源
safe();//用银行家算法判定系统是否安全
while(choice)
{
cout<<"**************银行家算法演示***************"<<endl;
cout<<" 1:增加资源 "<<endl;
cout<<" 2:删除资源 "<<endl;
cout<<" 3:修改资源 "<<endl;
cout<<" 4:分配资源 "<<endl;
cout<<" 5:增加作业 "<<endl;
cout<<" 0:离开 "<<endl;
cout<<"*******************************************"<<endl;
cout<<"请选择功能号:";
cin>>choice;
switch(choice)
{
case 1: addresources();break;
case 2: delresources();break;
case 3: changeresources();break;
case 4: share();break;
case 5: addprocess();break;
case 0: choice=0;break;
default: cout<<"请正确选择功能号(0-5)!"<<endl;break;
}
}
return 1;
}

Ⅱ 银行家算法假定系统资源总量

按照3-6-1-2-4-5的顺序分配。则Q已经运行完,P占6个资源,R占3个资源,剩余2个资源。
如果资源数量为10个,系统会死锁。因为按照如上的顺序分配,P还需要2个资源,R还需要3个资源,但是剩余资源为1个,系统将死锁。

Ⅲ 哪个操作系统采用银行家算法windows xp linux freebsd unix none of the above

银行的操作系统有Windows98或者Linux的等,当然都经过改的

Ⅳ “银行家算法”是怎样的一个算法

银行家算法=-- -

1. 安全状态: 在某时刻系统中所有进程可以排列一个安全序列:{P1,P2,`````Pn},刚称此时,系统是安全的.
所谓安全序列{P1,P2,`````Pn}是指对于P2,都有它所需要剩余资源数量不大于系统掌握的剩余的空间资源与所有Pi(j<i)所占的资源之和.
2.不安全状态可能产生死锁.
目前状态 最大需求 尚需
P1 3 9 6
P2 5 10 5
P3 2 4 2

在每一次进程中申请的资源,判定一下,若实际分配的话,之后系统是否安全.
3.银行家算法的思路:
1),进程一开始向系统提出最大需求量.
2),进程每次提出新的需求(分期贷款)都统计是否超出它事先提出的最大需求量.
3),若正常,则判断该进程所需剩余剩余量(包括本次申请)是否超出系统所掌握的
剩余资源量,若不超出,则分配,否则等待.
4.银行家算法的数据结构.
1),系统剩余资源量A[n],其中A[n]表示第I类资源剩余量.
2),各进程最大需求量,B[m][n],其中B[j][i]表示进程j对i
类资源最大需求.
3),已分配资源量C[m][n],其中C[j][i]表示系统j程已得到的第i资源的数量.
4),剩余需求量.D[m][n],其中D[j][i]对第i资源尚需的数目.
5.银行家算法流程:当某时刻,某进程时,提出新的资源申请,系统作以下操作:
1),判定E[n]是否大于D[j][n],若大于,表示出错.
2),判定E[n]是否大于系统剩余量A[n],若大于,则该进程等待.
3),若以上两步没有问题,尝试分配,即各变量作调整.
4),按照安全性推测算法,判断,分配过后,系统是否安全,若安全,则实际分配,否则,撤消分配,让进程等待.
6."安全性检测"算法
1),先定义两个变量,用来表示推算过程的数据.
F[n]=A[n],表示推算过程中,系统中剩余资源量的变化.
J[n]=False表示推算过程中各进程是否假设"已完成"
2),流程:
在"剩余"的进程中(在推算)过程中,一些进程假设已完成,查找D[j][n]<=F[n]的进程,找到后令J[j]=True
(假设该进程完成),F[n]+D[j][n](该进程所占资源释放),如此循环执行.
若最后,所有的F[n]=True(在推算过程中,所有进程均可以完成),则表示(分配过后)系统是安全的,否则系统是不安全的.
参考资料:http://huangqiyu.blogchina.com/419807.html

Ⅳ 有没有人懂操作系统的银行家算法,最好有一道例题可以讲

银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源,但系 银行家算法统在进行资源分配之前,应先计算此次分配资源的安全性,若分配不会导致系统进入不安全状态,则分配,否则等待。为实现银行家算法,系统必须设置若干数据结构。
要解释银行家算法,必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
安全序列是指一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,即对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
我们可以把操作系统看作是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
为保证资金的安全,银行家规定:
(1) 当一个顾客对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金时就可接纳该顾客;
(2) 顾客可以分期贷款,但贷款的总数不能超过最大需求量;
(3) 当银行家现有的资金不能满足顾客尚需的贷款数额时,对顾客的贷款可推迟支付,但总能使顾客在有限的时间里得到贷款;
(4) 当顾客得到所需的全部资金后,一定能在有限的时间里归还所有的资金.
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程本次申请的资源数是否超过了该资源所剩余的总量。若超过则拒绝分配资源,若能满足则按当前的申请量分配资源,否则也要推迟分配。
银行家算法
在避免死锁的方法中,所施加的限制条件较弱,有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态,只要能使系统始终都处于安全状态,便可以避免发生死锁。
银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死锁的算法。
设进程cusneed提出请求REQUEST [i],则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i],则转(2);否则,出错。
(2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[i],则转(3);否则,等待。
(3)系统试探分配资源,修改相关数据:
AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];
ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];
NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];
(4)系统执行安全性检查,如安全,则分配成立;否则试探险性分配作废,系统恢复原状,进程等待。
安全性检查算法
(1)设置两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH
(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程,
FINISH==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;
GOTO 2
(4)如所有的进程Finish= true,则表示安全;否则系统不安全。
银行家算法流程图
算法(C语言实现)
#include<STRING.H>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<CONIO.H>/*用到了getch()*/
#defineM5/*进程数*/
#defineN3/*资源数*/
#defineFALSE0
#defineTRUE1
/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/
intMAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};
/*系统可用资源数*/
intAVAILABLE[N]={10,5,7};
/*M个进程已分配到的N类数量*/
intALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};
/*M个进程已经得到N类资源的资源量*/
intNEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};
/*M个进程还需要N类资源的资源量*/
intRequest[N]={0,0,0};
voidmain()
{
inti=0,j=0;
charflag;
voidshowdata();
voidchangdata(int);
voidrstordata(int);
intchkerr();
showdata();
enter:
{
printf("请输入需申请资源的进程号(从0到");
printf("%d",M-1);
printf("):");
scanf("%d",&i);
}
if(i<0||i>=M)
{
printf("输入的进程号不存在,重新输入!\n");
gotoenter;
}
err:
{
printf("请输入进程");
printf("%d",i);
printf("申请的资源数\n");
printf("类别:ABC\n");
printf("");
for(j=0;j<N;j++)
{
scanf("%d",&Request[j]);
if(Request[j]>NEED[i][j])
{
printf("%d",i);
printf("号进程");
printf("申请的资源数>进程");
printf("%d",i);
printf("还需要");
printf("%d",j);
printf("类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!\n");
gotoerr;
}
else
{
if(Request[j]>AVAILABLE[j])
{
printf("进程");
printf("%d",i);
printf("申请的资源数大于系统可用");
printf("%d",j);
printf("类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!\n");
gotoerr;
}
}
}
}
changdata(i);
if(chkerr())
{
rstordata(i);
showdata();
}
else
showdata();
printf("\n");
printf("按'y'或'Y'键继续,否则退出\n");
flag=getch();
if(flag=='y'||flag=='Y')
{
gotoenter;
}
else
{
exit(0);
}
}
/*显示数组*/
voidshowdata()
{
inti,j;
printf("系统可用资源向量:\n");
printf("***Available***\n");
printf("资源类别:ABC\n");
printf("资源数目:");
for(j=0;j<N;j++)
{
printf("%d",AVAILABLE[j]);
}
printf("\n");
printf("\n");
printf("各进程还需要的资源量:\n");
printf("******Need******\n");
printf("资源类别:ABC\n");
for(i=0;i<M;i++)
{
printf("");
printf("%d",i);
printf("号进程:");
for(j=0;j<N;j++)
{
printf("%d",NEED[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("\n");
printf("各进程已经得到的资源量:\n");
printf("***Allocation***\n");
printf("资源类别:ABC\n");
for(i=0;i<M;i++)
{
printf("");
printf("%d",i);
printf("号进程:");
/*printf(":\n");*/
for(j=0;j<N;j++)
{
printf("%d",ALLOCATION[i][j]);
}
printf("\n");
}
printf("\n");
}
/*系统对进程请求响应,资源向量改变*/
voidchangdata(intk)
{
intj;
for(j=0;j<N;j++)
{
AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];
ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];
NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];
}
}
/*资源向量改变*/
voidrstordata(intk)
{
intj;
for(j=0;j<N;j++)
{
AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];
ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];
NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];
}
}
/*安全性检查函数*/
intchkerr()//在假定分配资源的情况下检查系统的安全性
{
intWORK[N],FINISH[M],temp[M];//temp[]用来记录进程安全执行的顺序
inti,j,m,k=0,count;
for(i=0;i<M;i++)
FINISH[i]=FALSE;
for(j=0;j<N;j++)
WORK[j]=AVAILABLE[j];//把可利用资源数赋给WORK[]
for(i=0;i<M;i++)
{
count=0;
for(j=0;j<N;j++)
if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK[j])
count++;
if(count==N)//当进程各类资源都满足NEED<=WORK时
{
for(m=0;m<N;m++)
WORK[m]=WORK[m]+ALLOCATION[i][m];
FINISH[i]=TRUE;
temp[k]=i;//记录下满足条件的进程
k++;
i=-1;
}
}
for(i=0;i<M;i++)
if(FINISH[i]==FALSE)
{
printf("系统不安全!!!本次资源申请不成功!!!\n");
return1;
}
printf("\n");
printf("经安全性检查,系统安全,本次分配成功。\n");
printf("\n");
printf("本次安全序列:");
for(i=0;i<M;i++)//打印安全系统的进程调用顺序
{
printf("进程");
printf("%d",temp[i]);
if(i<M-1)
printf("->");
}
printf("\n");
return0;
}

Ⅵ 操作系统题目 :在银行家算法中,若出现下述资源分配情:

1、这是安全状态

P3所需的资源数Need(0 0 1 2)小于可分配资源数Available(1 5 1 2),满足P3需求后,完成P3

回收资源,Avaliable 变为(1 5 1 2)+ (0 1 3 2)= (1 6 4 4)

这时P0可分配资源,即Need(0 6 4 2) < Avaliable(1 6 4 4),分配资源给P0,完成P0回收资源变为(1 6 4 4) + (0 3 3 2) = (1 9 7 6)

这时P1可分配,回收资源后可用资源为(1 9 7 6) + (1 0 0 1)= (2 9 7 7)

这时P2可分配,回收资源后可用资源为(2 9 7 7) + (1 3 5 4)= (3 12 12 11)

这时P4可分配,回收资源后可用资源为(3 12 12 11) + (0 0 1 4)= (3 12 12 15)

2、P2提出 Request(1 2 0 0) < Avaliable( 1 5 1 2),可以将资源分配给它。
补充:分配后可用资源变为 (1 5 1 2)- (1 2 0 0) = (0 3 1 2),按照上题的分析方法步骤,状态就不安全了。

(6)银行家算法操作系统扩展阅读:

我国国有商业银行由专业银行演变而来,这种转化是基于整个社会经济运行体制由计划经济向市场经济转变的宏观背景下产生的,相应的资源配置方法由计划配置逐渐向以市场配置为主、计划调控为辅的模式转变。

(一)资产结构不合理,资产负债比例过高在国有商业银行的资产中,无效资产和不良资产的占比较高,致使创利水平不高,而资产负债比例过高又增大了经营的风险。

(二)组织结构不合理网点布局追求铺摊子,不结合实际情况,势必使信贷资源、资本资源、人力资源、固定资产等各方面资源的配置分散,导致营运成本增加,人均创利水平不高。

(三)地区发展不平钨东部地区与西部地区之间、城市行与县行资源配置比例失调。总体而言,东部地区的资源配置效率较高,西部地区的资源配置效率较低,如某西部地区2002年到2006年四年时间,工、农、中、建、交五行存款增长了1200亿元,贷款仅增长了69亿元。

新增存款是新增贷款的17倍,存贷比由73.4%降到46%,存贷差与贷款余额之比由2002年的37%上升到2006年的l 1 5%。这意味着,每100元存款中没有作为贷款发放出去的已从37元上升到全部无法投放,金融市场环境不佳,难以支持业务的快速发展。

Ⅶ 操作系统银行家算法

不会分配,看一下银行家算法的流程。
可以看到 在step(1)若Request<=Need, goto step(2);否则错误返回.
原因如下,每个进程开始之前,都必须声明自己需要的各类资源的最大值Max。
Need 需求资源 = Max 最大需求 - Allocation 已分配资源
进程运行过程中,不能再要比Need还多的资源。

参考书 操作系统概念(OS concepts Six Edition)

算法:
n:系统中进程的总数
m:资源类总数

符号说明:
Available 可用剩余资源
Max 最大需求
Allocation 已分配资源
Need 需求资源
Request 请求资源

当进程pi提出资源申请时, 系统执行下列
步骤:("="为赋值符号, "=="为等号)
step(1)若Request<=Need, goto step(2);否则错误返回
step(2)若Request<=Available, goto step(3);否则进程等待
step(3)假设系统分配了资源, 则有:
Available=Available-Request;
Allocation=Allocation+Request;
Need=Need-Request
若系统新状态是安全的, 则分配完成
若系统新状态是不安全的, 则恢复原状态, 进程等待
为进行安全性检查, 定义数据结构:
Work:ARRAY[1...m] of integer;
Finish:ARRAY[1...n] of Boolean;
安全性检查的步骤:
step (1):
Work=Available;
Finish=false;
step (2) 寻找满足条件的i:
a. Finish==false;
b. Need<=Work;
如果不存在, goto step(4)
step(3)
Work=Work+Allocation;
Finish=true;
goto step(2)
step (4) 若对所有i, Finish=true, 则系统处于安全状态, 否则处于不安全状态

Ⅷ 银行家算法的主要功能是用来检测某种状态下系统中是否发生了死锁

1.银行家算法是系统用来分配资源的算法 2.不可抢占条件 3.后备状态 4.都不是 5.在一台处理器上执行操作系统,其他处理器执行应用进程 6.服务器 7.Wait操作
Signal操作一个整型变量 8.信号量机制 中断屏蔽方式 9.任意型变量 10.并行性

Ⅸ 操作系统关于银行家算法的一道题 哪位大神能帮小弟我解答一下啊 跪谢!!

【解答】

①系统资源总数向量为(9, 3, 6)

各进程对资源需求矩阵为:
2 2 2
2 0 2
1 0 3
4 2 0

②采用银行家算法进行计算分析可知:

系统可以满足P2进程对资源的请求,将资源分配给P2之后,至少可以找到一个安全的执行序列,如(P2, P1, P3, P4)使各进程正常运行终结。

系统不可以将资源分配给进程P1,虽然可利用资源还可以满足进程P1现在的需求,但是一旦分配给进程P1后,就找不到一个安全执行的序列保证各进程能够正常运行终结。所以进程P1应该进入阻塞状态。

③系统满足进程P1和P2的请求后,并没有立即进入死锁状态,因为这时所有进程没有提出新的资源申请,全部进程均没有因资源没得到满足而进入阻塞状态。只有当进程提出资源申请且全部进程都进入阻塞状态时,系统才处于死锁状态。

Ⅹ 浅析银行家算法

作为避免死锁的一种算法,银行家算法可以说是最为出名的了。这个名字的来源是因为该算法起初是为银行系统设计的,以确保银行在发放现金贷款时,不会发生不能满足所有客户需要的情况。在操作系统中也可以用它来实现避免死锁。

首先我们要了解银行家算法的本质也即避免死锁的原理。避免死锁作为一种事先预防死锁的策略,原理是在为各个进程分配资源的过程中不允许系统进去不安全状态,以此来避免死锁的发生。所谓安全状态,是指系统能按某种进程推进顺序为每个进程分配其所需资源,直至满足每个进程对资源的最大需求,使每个进程都可以顺利地完成。此时称该进程推进序列为安全序列,如果无法找到这样一个安全序列,则称系统处于不安全状态。

银行家算法中的数据结构。为了实现银行家算法,在系统中必须设置这样四个数据结构,分别用来描述系统中可利用的资源,所有进程对资源的最大需求,系统中的资源分配以及所有进程还需要多少资源的情况。

(1)可利用资源向量Available。这是一个含有m个元表的数组,其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目。其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果 Available=K,则表示系统中现有Rj类资源K个。

    (2)最大需求矩阵Max。这是一个nxm的矩阵,它定义了系统中n个进程中的每个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。

    (3)分配矩阵 Allocation。这也是一个nxm的矩阵,它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K,表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。

    (4)需求矩阵Need。这也是一个nxm的矩阵,用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K,则表示进程i还需要Rj类资源K个才能完成。

当一个进程发出请求资源的请求后,如果它所请求的资源大于目前系统可利用资源则不予分配。如果小于可利用资源,则系统试探着把资源分配给该进程,并修改分配之后的资源数值。接着系统执行安全算法,检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。若安全,才正式将资源分配给该进程,以完成本次分配。否则,将本次的试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让该进程等待。

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