基于C#的可视化银行家算法

# 基于C#的可视化银行家算法 # 一、目的要求 银行家算法是由Dijkstra设计的最具有代表性的避免死锁的算法。用C#语言编写和调试一个处理机调度的银行家算法的模拟程序。通过本实验可以对死锁和银行家算法有更深刻的认识。 # 二、准备知识 ## 2.1 银行家算法 银行家算法的基本思想是系统收到进程的资源请求后在安全状态下试探性的把资源分配给他，然后判断系统是否是安全的；若是，才真正完成这次资源分配，否则，拒绝本次资源分配，该进程等待。 ## 2.2 银行家算法数据结构 - **可利用资源向量Available**：这是个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目。如果Available[j]=K，则表示系统中现有Rj类资源K个 - **最大需求矩阵Max**：这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对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 - **分配矩阵Allocation**：这是一个n×m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，则表示进程i当前已分得Rj类资源的 数目为K - **需求矩阵Need**：这是一个n×m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，方能完成其任务。Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j] ## 2.3 安全性检查算法 - (1) 设置两个工作向量Work（其初始值=Available）和Finish（其初始值都是false） - (2) 从进程集合中找到一个满足下述条件的进程i： ```c++ Finish[i] == false； Need[i] <= Work； ``` 如找到，执行（3）；否则，执行（4） - (3) 该进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源 ```c++ Work = Work + Allocation[i]； Finish[i] = true； ``` 转到步骤（2） - (4) 如所有的进程Finish == true，则表示安全；否则系统不安全 # 三、实验内容 设计一个有 n个进程并发执行的进程调度程序，采用银行家算法实现资源分配。 **进程调度算法**：先来先服务算法。 假设系统共有A、B、C、D四类资源可用（其数量在系统初始化时指定）。 每个进程由一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、该进程所需的各类资源的最大数量（Max向量）、该进程已分配的各类资源数量（Allocation向量）、该进程当前请求的各资源数量（Request向量）、进程状态等。 - 每个进程的状态可以是就绪 （Ready）、运行（Run）、等待（Wait）等三种状态之一 - 系统中设有一个就绪进程队列和一个等待进程队列 - 进程创建时，初始化该进程的PCB，输入进程名、该进程需要的各类资源的最大数量、已分配的各类资源数量（初始值为0）、当前请求的各类资源数量（初始值为0），进程状态为“就绪”。初始化完成后，将该PCB插入到就绪进程队列末尾，等待调度 - 进程调度时，选择就绪进程队列的队首进程执行，将该进程从就绪队列中取出，进程从“就绪”状态改为“执行”状态，如该进程PCB的资源请求向量为空（等于0），可提出一次对各类资源的请求（人为指定请求的各资源数量）。首先判断该资源请求的合法性，如该进程已分配资源数量与该请求资源数量之和大于该进程创建时规定的所需各类资源最大数量（Allocation+Request>Max），则该资源请求非法，该进程立刻销毁，释放所有已申请到的资源，并删除此PCB；如该资源请求合法，则继续判断当前系统可用资源是否满足要求，如可用资源数量不足，则该进程转为“等待”状态，放入等待队列队尾等待；如可用资源数量满足资源请求数量，则采用银行家算法，检查资源预分配后的系统安全性，如不安全，则该进程转为“等待”状态，放入等待队列队尾，如安全，则实现本次资源分配，如果此时该进程已分配资源达到该进程所需的最大资源数量，则该进程正常结束，释放所占所有资源，并删除此进程PCB，否则该进程转为“就绪”状态，PCB的Request向量清空（设为0），放入就绪队列队尾 - 当有进程释放资源时，检查进程等待队列，把满足资源请求数量要求的各进程改为“就绪”状态，依次放入就绪队列队尾，然后再启动进程调度 - 重复以上过程，直到所要进程都完成为止  要求每次系统调度后，皆要显示当前系统状态，包括系统可用资源数量、已完成进程名、就绪队列与等待队列中的进程PCB信息。 程序要求模块化设计，采用自定义函数实现各个所需功能，例如main（主函数）、create（进程创建函数）、display（进程信息输出函数）、schedule（进程调度函数）、destroy（进程销毁函数）等，以及其他按照功能分解出的自定义函数。 # 四、实验结果 **随机生成数据**  **分配资源成功**  **分配资源失败1**  **分配资源失败2**  **分配完所有资源后跳出提示**