银行家算法 实验报告

【银行家算法】是操作系统中用于预防死锁的一种策略，由艾兹格·迪杰斯特拉提出。这个算法模拟了银行家对贷款的管理方式，确保系统资源的分配不会导致死锁的发生。银行家算法的核心思想是预先定义每个进程的最大资源需求，并在分配资源时进行安全性检查。 实验报告中提到了以下几点关键知识点： 1. **实验内容**：实验要求设计五个进程对三种资源的申请，并基于银行家算法来决定资源分配。这涉及到进程对资源的需求、系统剩余资源的管理以及安全性检查。 2. **需求分析**：银行家算法旨在避免系统进入不安全状态，即确保系统中存在一个安全序列，使得所有进程能够按顺序完成。如果不存在这样的安全序列，那么系统就处于不安全状态，可能引发死锁。 - **安全状态**：如果系统中存在一个安全序列，其中每个进程的后续需求都能被满足，那么系统就是安全的，不会发生死锁。 - **不安全状态**：如果不存在安全序列，系统可能进入死锁，但不一定会立即发生。 3. **概要设计**：操作系统作为“银行家”，管理着系统资源。进程请求资源类似于用户向银行贷款。银行家算法遵循以下规则： - 接纳不超过银行现有资源的顾客。 - 顾客可以分期贷款，但总额不超过最大需求。 - 若无法立即满足顾客需求，但将来可以满足，可以推迟贷款。 - 顾客获得全部贷款后，将在有限时间内归还。 在操作系统中，进程首次申请资源时，会检查其最大需求是否可满足；后续申请时，会检查已分配资源加上新请求是否超过最大需求，以及系统能否满足其未来最大需求。 4. **详细设计**：实验给出了具体进程和资源的例子，如五个进程（P0-P4）和三种资源（A、B、C），并要求编写程序来处理进程的资源请求，使用银行家算法来决定是否分配。 5. **调试分析**：实验过程中可能会遇到编程和理解算法的困难，需要通过学习和参考相关资料来解决。 6. **测试结果**：这部分通常包括实际运行程序的结果，分析资源分配的决策是否正确，系统是否始终保持在安全状态。 7. **附录**：展示了实验程序的C语言代码结构，包括数据结构定义，如资源分配、最大需求、可用资源、需求资源和完成状态等链表结构。 银行家算法的实现涉及到了链表操作、资源分配的逻辑判断以及安全性检查的算法实现。通过这个实验，学生能够深入理解死锁预防策略，并掌握如何通过编程实现资源的动态分配和安全性分析。