银行家算法.docx

1、给出系统可用资源向量（例如：系统可用资源=（5，3，8，2，10））。 2、若干进程最大需求矩阵如下表所示： 3、采用时间片轮转法调度进程。 4、进程执行时提出资源请求（可利用随机数给出或从键盘输入）。 5、判断资源是否可以安全分配，要求进程每提出一个资源请求，都要进行安全判断并给出安全序列，否则给出提示。 ### 银行家算法详解 #### 一、概述 银行家算法是操作系统中用于解决死锁问题的一种预防策略，其核心思想在于通过系统提供的资源分配情况和进程的最大需求来判断系统的状态是否安全，从而避免进入不安全状态而引发死锁。 #### 二、关键概念与术语解释 1. **系统可用资源向量**：表示系统当前可用的资源数量。例如，系统可用资源向量=(5, 3, 8, 2, 10)，意味着系统当前有5个资源A、3个资源B、8个资源C、2个资源D、10个资源E。 2. **进程最大需求矩阵**：表示每个进程在其生命周期内可能需要的最大资源数量。例如，如果存在五个进程P1至P5，则最大需求矩阵可能为： | 进程 | 资源A | 资源B | 资源C | 资源D | 资源E | |------|-------|-------|-------|-------|-------| | P1 | 7 | 5 | 3 | 2 | 6 | | P2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 4 | | P3 | 9 | 0 | 2 | 0 | 2 | | P4 | 2 | 2 | 2 | 1 | 5 | | P5 | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 | 3. **时间片轮转法**：是一种调度算法，其中每个进程被赋予一段CPU时间片，时间片结束后，CPU转向下一个进程，以此循环，确保所有进程都能得到公平的处理机会。 4. **资源请求**：进程在执行过程中可能会请求额外的资源，这些请求需要经过系统的安全判断后才能满足。 5. **安全判断**：系统需要判断当前的资源分配是否会导致系统进入不安全状态。如果不安全，则拒绝请求；如果安全，则进行分配，并更新相关状态。 6. **安全序列**：指的是一个进程序列，在该序列中，每一个进程都能够获得它所需要的资源，从而完成执行。如果存在这样一个序列，则系统处于安全状态。 #### 三、实现步骤解析 1. **初始化**：定义了几个数组用于存储系统和进程的信息，包括`Start`（进程当前已分配资源）、`MAX`（进程最大需求）、`Need`（进程还需要的资源）、`Inventory`（系统可用资源总量）等。 2. **数据输入**：用户需要输入进程总数`m`、资源类型数`n`、各资源总量以及每个进程的最大需求量和当前已分配资源。 3. **请求资源**：当一个进程请求资源时，需要检查请求是否合法（不超过最大需求），然后调用`ChangData`函数更新数据，包括进程所需资源、系统剩余资源等。 4. **安全性检查**：每次资源分配前都需要进行安全性检查，使用`IsNotSafe`函数判断系统是否处于安全状态。若不安全，则通过`NotSafeBack`函数恢复之前的资源状态。 5. **循环处理**：程序通过一个`while`循环持续接收用户的资源请求，直到用户决定退出。 6. **展示信息**：通过多个`show`函数显示当前的资源状态、进程需求等信息，便于用户了解系统状态。 #### 四、代码解析 1. **变量声明**：定义了多个二维数组用于存储进程和资源的相关信息。 2. **函数定义**：实现了显示资源信息、更新资源数据等功能。 3. **主函数逻辑**： - 初始化资源和进程信息。 - 显示初始状态。 - 持续接收用户的资源请求并处理。 - 安全性检查与资源回退机制。 #### 五、应用场景与限制 - **应用场景**：银行家算法广泛应用于多任务操作系统中，特别是在那些需要频繁进行资源管理的任务环境中，如数据库管理系统、实时操作系统等。 - **限制**：虽然银行家算法能够有效地避免死锁的发生，但它假设了所有进程的最大需求是事先可知的，这在实际应用中并不总是成立。 通过上述分析，我们可以看到银行家算法在解决死锁问题上的重要性和其实现细节。通过对代码的逐行解析和理解，我们可以更好地掌握这一算法的核心思想及其在实际系统中的应用方式。