操作系统实验二-银行家算法02.doc

操作系统实验中的银行家算法是一种预防死锁的策略，它的核心思想是通过预先预测和控制资源分配，确保系统能够避免进入不安全状态，从而防止死锁的发生。本实验旨在通过编程模拟来理解和应用银行家算法。 实验的目标是让学生理解死锁产生的条件和原因，并通过银行家算法来有效避免死锁。实验内容包括设计一个模拟系统，其中m个进程共享n类系统资源。系统根据进程的申请动态分配资源，并使用银行家算法进行安全性检查，以确保资源的合理分配。 银行家算法涉及以下几个关键数据结构： 1. 可利用资源向量（Available）：表示当前系统中每种资源类型的剩余数量。 2. 最大需求矩阵（Max）：记录每个进程对每种资源的最大需求量。 3. 分配矩阵（Allocation）：记录每个进程已经分配到的每种资源数量。 4. 需求矩阵（Need）：等于最大需求减去已分配资源，表示进程还需要多少资源才能完成。 5. 申请资源数量（Requesti）：进程i当前申请的资源数量。 6. 工作向量（Work）：在执行安全性检查时，表示系统可用于进程运行的资源总数。 7. 完成标志向量（Finish）：标记进程是否可以安全地完成。 银行家算法的步骤如下： 1. 检查请求是否合法，即申请量不大于需求量且不大于可用资源量。 2. 如果合法，系统尝试分配资源，更新Available、Allocation和Need矩阵。 3. 进行安全性检查，调用Safe()函数检查系统是否处于安全状态。 4. 如果安全，正式分配资源；否则，取消分配并让进程等待。 5. 使用循环判断是否继续请求资源分配。 安全性检查算法（Safe()函数）： 1. 初始化Work等于Available，Finish全设为false。 2. 找到一个进程，其Finish为false且需求小于或等于Work，如果找到则更新Work和Finish，继续寻找下一个进程。 3. 如果所有进程的Finish都为true，表示存在安全顺序，系统安全；否则，系统不安全。 实验中给出了一个具体的示例，有5个进程（p0-p4）和4类资源（A，B，C，D），以及它们在初始时刻的资源分配情况。实验要求判断当前状态是否安全，以及在进程P2提出新的资源请求后，系统是否仍能保证安全。 通过实现银行家算法并运行测试数据，学生可以观察和分析资源分配的结果，理解算法如何避免死锁，并加深对操作系统资源管理原理的理解。这个实验有助于将理论知识与实际操作相结合，提升解决实际问题的能力。