操作系統(tǒng)-實(shí)驗(yàn)四8頁

1、實(shí)驗(yàn)四 銀行家算法（一）教學(xué)要求掌握處理死鎖的方法，掌握銀行家算法的實(shí)現(xiàn)（二）知識(shí)點(diǎn)提示死鎖的概念，死鎖產(chǎn)生的原因和條件，處理死鎖的方法，銀行家算法，安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，安全性算法（三）教學(xué)內(nèi)容銀行家算法的模擬實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟:（1）定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):allocation; /分配矩陣available; /可用資源向量need; /需求矩陣request; /資源請(qǐng)求向量（2）定義函數(shù)：void bank_arithmetic(int i, int request) /銀行家算法 void isSafe( ); /安全性算法 主函數(shù)中對(duì)可用資源向量，分配矩陣和需求矩陣進(jìn)行初始化（輸入數(shù)據(jù)參照課本P

2、113的例題），輸入請(qǐng)求資源的進(jìn)程編號(hào)以及請(qǐng)求的資源向量，通過調(diào)用銀行家算法判斷是否可以把資源分配給請(qǐng)求資源的進(jìn)程。（3）銀行家算法的執(zhí)行步驟：設(shè)Requesti是進(jìn)程Pi的請(qǐng)求向量。若Requestij=k，表示進(jìn)程Pi需要k個(gè)j類資源。當(dāng)Pi發(fā)出資源請(qǐng)求后，系統(tǒng)按下述步驟進(jìn)行檢查： 若RequestiNeedi ，則轉(zhuǎn)；否則，認(rèn)為出錯(cuò)。因?yàn)樗枰馁Y源數(shù)已超過它所宣布的最大值。 若RequestiAvailable，則轉(zhuǎn)；否則，表示系統(tǒng)中尚無足夠的資源，Pi必須等待。 系統(tǒng)試探把要求的資源分配給進(jìn)程Pi，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值。 Available=Available Request

3、i Allocationi = Allocationi + Requesti Needi = Needi Requesti 系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢測(cè)此次資源分配后，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。若安全，才正式將資源分給進(jìn)程Pi；否則，將試探分配作廢，恢復(fù)資源狀態(tài)，讓Pi等待。（4）安全性算法的執(zhí)行步驟： 設(shè)置兩個(gè)向量work和finish工作向量work，它表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行的各類資源數(shù)，含有m個(gè)元素，其初始值為：workj=availablej。完成向量finish，它表示系統(tǒng)是否有足夠資源使進(jìn)程推進(jìn)完成，開始執(zhí)行安全性算法時(shí)，F(xiàn)inishi=false;當(dāng)有足夠資源分配給進(jìn)程Pi，Pi推

4、進(jìn)完成時(shí)，令Finishi=true。 從進(jìn)程集合中找到一個(gè)進(jìn)程，其滿足： Finishi=false Needi,j Workj 如找到則執(zhí)行步驟 ，找不到則執(zhí)行步驟。 當(dāng)進(jìn)程Pi獲得資源后，便可以向前推進(jìn)，直至完 成，并釋放出分配給它的全部資源，故應(yīng)執(zhí)行： Workj=Workj+Allocationi,j; Finishi=true; 執(zhí)行步驟。 若所有進(jìn)程的Finish都為true，則系統(tǒng)為安全狀態(tài)；否則，系統(tǒng)為不安全狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)程序：#include <stdio.h>#define M 3#define N 5int available=3,3,2;int allocat

5、ionNM=0,1,0,2,0,0,3,0,2,2,1,1,0,0,2;int needNM=7,4,3,1,2,2,6,0,0,0,1,1,4,3,1;void banker_arithmetic(int i,int request)int isSafe();int j,k,l;printf("進(jìn)程P%d請(qǐng)求資源，資源請(qǐng)求向量為: n",i);for(j=0;j<M;j+)printf("%d ",requestj);printf("n");j=0;while(j < M)if(requestj<=needij)

6、j+;elsebreak;if(j=M)k=0;while(k < M)if(requestk<=needik)k+;elsebreak;if(k=M)for(l=0;l<M;l+)availablel=availablel-requestl;allocationil=allocationil+requestl;needil=needil-requestl;if(isSafe()printf("分配是安全的，可以把資源分配給p%dn",i);elseprintf("分配是不安全的，不能把資源分配給P%dn",i);for(l=0;l&l

7、t;M;l+)availablel=availablel+requestl;allocationil=allocationil-requestl;needil=needil+requestl;printf("Allocation:");for(j=0;j<N;j+)for(k=0;k<M;k+)printf("%d ",allocationjk); printf("n");printf("Need:");for(j=0;j<N;j+)for(k=0;k<M;k+)printf("%

8、d ",needjk); printf("n");printf("Available:n");for(j=0;j<M;j+)printf("%d ",availablej);printf("n");i+;int isSafe()int workM;int i,j,k,l=0,a=0;int finish=0,0,0,0,0;for(i=0;i<M;i+)worki=availablei;while(l<N|a < N) i=0;while(i<N) if(finishi=0)

9、 j=0; while(j<M) if(needij<=workj) j+; else break; if(j=M) printf("P%d ",i); for(k=0;k<M;k+) workk=workk+allocationik; printf("n"); finishi=1; l+; i+;a+;for(i=0;i<N;i+)if(finishi=0)return 0;return 1;int main()int i=1;int request=1,0,2; banker_arithmetic(i,request);return 0;實(shí)驗(yàn)結(jié)果：進(jìn)程p1請(qǐng)求資源，資源請(qǐng)求向量為：1 0 2p1p3p4p0p2分配是安全的，可以把資源分配給p1Allocation:0 1 03 0 23 0 22 1 10 0 2Need:7 4 30 2 06 0 00 1 14 3 1Available:2 3 0Press any key to continue.（四）思考題1、死鎖產(chǎn)生的原因是什么？死鎖產(chǎn)生的原因有競(jìng)爭(zhēng)不可搶占型資源引起死鎖 競(jìng)爭(zhēng)可消耗資源引起死鎖 進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)引發(fā)死鎖2、處理死鎖的方法有哪些？預(yù)防死鎖：通過設(shè)置某些限制條件，去破壞