操作系统课程设计报告-银行家算法

操作系统课程设计报告主要聚焦于银行家算法，这是一种用于预防死锁的经典策略，广泛应用于操作系统中。银行家算法得名于其工作原理与银行贷款审批相似，通过预先分配资源并确保系统安全，避免出现无法满足所有进程需求的情况，从而防止死锁。 一、课程设计思想说明 在操作系统中，进程可能会请求不同类型的资源来执行任务。如果这些资源的分配不当，可能导致某些进程永远等待，形成死锁。银行家算法的核心思想是在分配资源时，采取预分配和检查安全性的策略。系统记录每个进程的最大需求（最大可能需要的资源量）以及当前已分配的资源。然后，系统会预测未来可能的资源分配情况，只有当系统可以保证所有进程最终都能完成时，才会分配资源。 二、数据结构的说明 在实现银行家算法时，通常需要以下关键数据结构： 1. 进程状态表：包含每个进程的详细信息，如进程ID、已分配的资源、最大需求等。 2. 资源类表：列出所有资源类型及其总数。 3. 可用资源表：记录当前系统中每种资源的剩余数量。 4. 安全序列：一个进程顺序列表，表示按照这个顺序分配资源，系统能够保证所有进程最终完成。 三、各模块的算法流程图 银行家算法通常包括以下几个主要步骤： 1. 初始化：设置系统中所有进程的最大需求和当前分配，以及每种资源的总数。 2. 请求：当进程请求资源时，检查该请求是否在进程的最大需求范围内。 3. 预检查：计算如果满足请求，系统是否有足够的可用资源。如果资源不足，进程进入等待状态。 4. 安全性检查：遍历所有可能的进程顺序，找出一种顺序使得所有进程都能完成。这涉及计算每个进程的还需资源（最大需求减去已分配资源）和工作集（所有已完成进程释放的资源）。 5. 分配资源：如果找到安全序列，将资源分配给请求的进程，并更新系统状态。 6. 释放资源：当进程完成后，释放其占用的资源，返回到可用资源表。 四、程序清单(核心代码和注释) 代码中的关键部分包括进程和资源的数据结构定义，以及资源分配和安全性检查的函数。例如，`#define` 用于设置常量，如进程和资源的总数，`M` 和 `N` 分别代表进程数和资源种类数。`ALL_RESOURCE` 数组存储了每种资源的总量。源码中还包括了输入输出操作，用于读取和显示进程和资源的信息。 通过这样的设计和实现，学生能够深入理解银行家算法的工作原理，掌握如何在实际系统中预防死锁。课程设计不仅锻炼了编程能力，也强化了对操作系统核心概念的理解，为将来在操作系统领域的深入学习和研究打下了坚实的基础。