2023年操作系統(tǒng)實驗報告死鎖的避免

操作系統(tǒng)實驗（二)死鎖的避免１.實驗內(nèi)容使用C＋+實現(xiàn)模擬隨機算法和銀行家算法2.實驗目的（1）了解死鎖的產(chǎn)生因素（隨機算法)(2)理解死鎖的解決辦法(銀行家算法）３.實驗題目使用隨機算法和銀行家算法設計程序４.程序流程圖重要過程流程圖銀行家算法流程圖安全性算法流程圖5.程序代碼和運營結(jié)果＃iｎcludｅ＜sｔｄio.h>#include<stｄlib.h>typeｄefsｔruct｛intA;iｎtB；intC;}ＲES;#defiｎｅfalｓe0#defineｔrue１//系統(tǒng)中所有進程數(shù)量＃defｉnePNＵＭBER3//最大需求矩陣RESＭax[PＮUＭＢER];//已分派資源數(shù)矩陣RESAllocatiｏｎ［PNUＭBEＲ]；//需求矩陣ＲEＳNeｅd[PNＵMBER];／/可用資源向量RＥSAｖailable={0，0,0};//安全序列iｎtsａfe[ＰNＵMBＥR];ｖoidseｔＣoｎfｉg(){inti＝０,ｊ=0;prｉnｔf（"＝===＝====＝＝===＝=開始手動配置資源＝＝==＝=＝==＝====＝===\ｎ＂);／／可分派資源ｐrｉntf("輸入可分派資源\n＂);sｃanf("%d%ｄ％d",&Ａvaｉlａｂｌe.A,&Availａｂｌe.Ｂ,&Ａvａilａbｌe．Ｃ);//最大需求矩陣ＭAXprintｆ("輸入最大需求矩陣%ｄx%ｄ\n",PNＵMBER,PNUMBER）;ｆｏr(i=0;ｉ＜PＮUMＢＥR;i++）{scanf("%ｄ%d%ｄ"，&Max[ｉ].Ａ,&Ｍａx[i］．B,&Maｘ［i].Ｃ）；｝／/已分派矩陣Ａlｌocｐrinｔf（"輸入已分派矩陣%ｄx%d＼n",PNUＭBＥR,PNUＭBEＲ);for（i=0;i<PＮUMＢEＲ;i＋＋)｛scanf（"%d%d%d＂,&Ａlｌocation[i].A,&Allocａt(yī)ion［i]．Ｂ,&Ａllocａt(yī)ｉon［ｉ].C）；}//需求矩陣priｎｔf("輸入需求矩陣％dｘ%d\ｎ",PNUＭBER,PNUＭBＥR);fｏr（i=０;i<ＰＮUMBER;i＋+){sｃａnf("%d%d%d"，&Neeｄ[i].A,＆Nｅed[i].B,&Ｎeｅｄ[ｉ].C);}prｉｎtf(＂=====＝＝===＝=====結(jié)束配置資源＝=＝＝====＝====＝====\n");｝voidlｏadＣonfig(）{ＦILE*fｐ1;if((fp1=ｆoｐeｎ("confiｇ.txｔ＂,"ｒ＂))＝=NULL){ｐrintf("沒有發(fā)現(xiàn)配置文獻,請手動輸入!!!\n")；setConfig(）;}else｛inti=0;ｐrｉnｔf(＂發(fā)現(xiàn)配置文獻，開始導入．.\ｎ");/／可分派資源fsｃａｎf（fp1,"%d%d%d＂,&Ａｖａilable.A,&Ａvailａblｅ.B,&Ａvaiｌable．Ｃ）;//最大需求矩陣MAXfoｒ(i＝0;i<PNＵMＢER；ｉ++){fｓcanf(fｐ１,"％ｄ％d％d"，&Max［i].A，&Maｘ[i]．B,&Mａx［i].C);}//已分派矩陣Ａllocfｏr(i＝0；i<ＰNUMBEＲ;i++){fscanｆ(fp1,"%d%d％ｄ",&Allocatiｏｎ[i].A，＆Allocａt(yī)ｉon[i].Ｂ，&Allocaｔｉoｎ[i].C）;}/／需求矩陣fｏr（i=0;i<PNUMBＥR;i＋＋){fｓｃaｎｆ(ｆｐ１,"％d%d%d＂，＆Ｎeeｄ[i]．A,&Need[i]．B,&Ｎeed[ｉ］.C）;}}}//試探分派voidPrｏbeAｌlｏc(iｎtｐroceｓs,RES*ｒｅs）｛Avaiｌaｂle.A-=res->A;Available.B-=res->B;Ａvａiｌable.C-＝res->C;Aｌｌoｃａt(yī)ioｎ［proceｓs].A+=res->A;Alｌocａt(yī)ion［procｅss］.B+=res->Ｂ;Ａllocatiｏｎ［process].C+=ｒes－>C；Neｅd［process]．A-=ｒes->A；Nｅｅd[pｒocess］.Ｂ-=res－>B;Need［ｐrocｅsｓ]．C-=reｓ-＞Ｃ;}//若試探分派后進入不安全狀態(tài)，將分派回滾vｏidRｏlｌBack(iｎtprocess,RES*ｒes）{Avaiｌable．A＋＝rｅs-＞Ａ;Aｖailａbｌe.B+=rｅs->Ｂ;Avａilabｌe.C+=res->Ｃ;Allocatiｏn[pｒocess].A-=res-＞Ａ;Alｌocation[pｒoｃess].B-=ｒeｓ－>Ｂ；Alｌｏｃａt(yī)ｉｏn[prｏcｅｓｓ].C-＝ｒes->C;Nｅｅd[ｐｒoceｓs].A+=ｒeｓ->A;Need[ｐrocess].Ｂ+=reｓ->Ｂ；Need[ｐroｃess].C＋=rｅｓ->C;}／／安全性檢查boｏlＳａｆeＣhｅck（){RESWork; Worｋ.A＝Avａilabｌｅ．A; Woｒk.B=Aｖaｉlable.Ｂ;?Wｏｒｋ.C=Ａvａiｌaｂlｅ．Ｃ;boolFinish[ＰNUMBEＲ］=｛faｌsｅ，ｆalsｅ,falｓe};ｉｎti；iｎtj＝0;ｆor(i=0;i<ＰNUＭBER;i++)｛／/是否已檢查過if(Finish［i]==fａlsｅ）{//是否有足夠的資源分派給該進程ｉｆ(Need［i].A＜=Wｏrk.A&&Nｅｅｄ[ｉ]．B<＝Worｋ.B&＆Ｎeｅd[i]．Ｃ<=Work.C){//有則使其執(zhí)行完畢，并將已分派給該進程的資源所有回收Work.A+=Ａｌlocaｔｉon[i].A;Wｏｒｋ.B+=Aｌlocation[ｉ].B;Work．C+=Ａｌloｃａｔiｏn[ｉ］.C;Finisｈ［i]＝truｅ;ｓafe[j＋＋]=i;???i=－1;／/重新進行遍歷｝}}/／假如所有進程的Finｉｓh向量都為ｔrｕe則處在安全狀態(tài),否則為不安全狀態(tài)for(i=0;ｉ<PＮUＭBER;ｉ++){if(Finish[i]==ｆalsｅ){returnfalse;}｝ｒeturｎtrue;}//資源分派請求ｂｏolｒequesｔ(intprｏcｅss,RES*reｓ）{／/reｑuｅsｔ向量需小于Need矩陣中相應的向量if（reｓ->A<=Neeｄ[procｅsｓ]．Ａ&＆ｒes->B<=Need[ｐroｃess].B＆＆rｅs－>C＜＝Neｅd[process].C){//requｅst向量需小于Avaｉlable向量ｉf(res->A<=Avaｉlable.A&&res－>B<=Ａvailable．Ｂ&&rｅｓ-＞Ｃ＜=Avａilable.Ｃ){//試探分派ProbeＡlloc(process,reｓ);//假如安全檢查成立，則請求成功，否則將分派回滾并返回失?。閒（ＳａfeCheck())｛retｕrｎtrｕｅ;}ｅｌse{prinｔｆ("安全性檢查失敗。因素:系統(tǒng)將進入不安全狀態(tài)，有也許引起死鎖。\n");ｐｒｉntf("正在回滾...\n");ＲollＢａck(prｏcess,res）;}}ｅlｓe{prｉntf("安全性檢查失敗。因素:請求大于可運用資源。\n＂）;}}elｓｅ{printf("安全性檢查失敗。因素：請求大于需求。\n");}ｒetｕrnfaｌse;}/／輸出資源分派表ｖoidＰrinｔＴａｂle(）{ｐｒintf(＂＝=＝=======＝=======＝＝============＝==資源分派表=＝======＝===========＝=＝===＝＝=＝==＝=\n")；printｆ(＂PｒocessＭaｘAllｏｃatｉonＮeedＡvａilaｂle\n＂);prinｔｆ(＂ABCABＣＡBCABC\n")；pｒｉntf("Ｐ０%2d%２d%2d％2d%２d%2ｄ%２d%2d％2d%2d%２d%2ｄ\n",Max[0］.A,Ｍax[０].Ｂ,Mａx［0].Ｃ,Allocａt(yī)ion[0］.A,Aｌｌocatｉon[０].B,Allｏcatｉon[0］.Ｃ,Neeｄ［0]．A,Nｅed［0]．B,Need[0].Ｃ,Avaｉlablｅ.A,Availaｂle.B,Ａvailablｅ.C);prinｔf("P１％2d％2d%2ｄ％２d%2d%2d％2ｄ％2d%2ｄ\n",Maｘ[1].A,Maｘ[1].B,Max［1].Ｃ，Aｌｌocation［1].A，Ａllｏcation[1]．B,Allocation[1].Ｃ,Nｅed［1］.A,Ｎeed[1]．B,Nｅed[１].C);printｆ("Ｐ2%２d％２d%2d%2d％2ｄ%2d%2d%2d%２ｄ\ｎ"，Maｘ[2].Ａ,Max[2］．Ｂ,Max[2].C,Aｌｌｏcation[2].A,Alloｃatiｏn[2］.Ｂ,Ａlｌocatiｏn[2].Ｃ，Nｅed[2]．A,Need[2］.B,Neeｄ［2］.C)；ｐrintｆ（"======＝==========＝========＝=＝＝===========＝============＝==＝======＝＝======＝=＝==＝=＼n");}//銀行家算法分派voidbankeｒ(){charch;//判斷輸入的是否是安全狀態(tài)ＰrinｔTaｂｌe（);ｐrintf(＂先檢查初始狀態(tài)是否安全。\n＂);ｉｆ(ＳafeCheck（)){prｉntf("系統(tǒng)處在安全狀態(tài)。＼n＂)；printｆ("安全序列是{P%d，P％d，P%d}。＼n",safｅ[0],ｓaｆｅ[1］，safe[２]);｝else｛pｒinｔf（"系統(tǒng)處在不安全狀態(tài)。程序?qū)⑼顺觯?\n"）;printｆ(＂執(zhí)行完畢。\n"）;getcｈar()；return;}／/開始分派do{ｉntprocesｓ;REＳreｓ；priｎｔf（"請依次輸入請求分派的進程和對三類資源的請求數(shù)量(進程編號０．１．２.．．）＼n");scａnｆ（"％ｄ％ｄ%ｄ%ｄ",&ｐroｃｅss,&res.Ａ,＆res.B,＆res.C);ｉｆ（ｐrocｅss<3&＆pｒocess>=0）{if(reｑuest(ｐroｃess,＆rｅs)）｛ｐriｎtf("分派成功。＼n");PrintＴａble();ｐrintf(＂安全序列是｛Ｐ%d，P%d,P％ｄ}。\ｎ＂,saｆe[0]，ｓａfｅ[1],saｆe[2])；}elｓe{priｎtｆ("分派失敗。＼ｎ"）;}prｉntf（"是否繼續(xù)分派？(Y／N）:＂);geｔchar();cｈ=geｔｃhａｒ（)；}elsｅ{printf（"輸入的進程號0~2＼ｎ"）；ch='y'；｝}wｈile(cｈ==＇Ｙ'||ch=='ｙ'）;prｉntf("執(zhí)行完畢。＼n");}//隨機分派算法執(zhí)行boolRanｄＲequｅst（iｎtpｒｏcess,RES＊res){/／rｅqｕｅsｔ向量需小于Aｖaiｌable向量iｆ（res->A＜＝Avaｉlable.Ａ&&rｅs－>B<=Availabｌe．B&&rｅｓ-＞C<=Avaiｌaｂle.C){//試探分派PrｏbeAlｌoｃ(process,rｅs)；//判斷進程是否執(zhí)行完,執(zhí)行完釋放資源if(Max［prｏｃeｓs].A<=Ａlloｃatiｏｎ[proｃeｓs].A＆＆Ｍａｘ[proceｓs].B<=Alｌocation[ｐrｏｃeｓｓ].B&&Max[prｏcess].C<=Aｌｌoｃaｔiｏn[ｐrｏceｓs].Ｃ){printｆ("\nP%ｄ執(zhí)行完畢，釋放所分派的資源..．\n＂,proｃesｓ）;／／有則使其執(zhí)行完畢，并將已分派給該進程的資源所有回收Available.A+=Ａlｌocaｔion[ｐroceｓs].A；Avａilablｅ.B+＝Allｏcation［prｏcess].B;Ａvａilａble．C+=Ａlloｃaｔioｎ[ｐrｏceｓs].C;Allocatｉon[pｒoｃｅss]．A=0;Allocation[proｃess].B=0;Allｏcaｔion［procｅss].C＝０;Nｅed[pｒoceｓｓ］.A＝Ｍax［ｐrocess].A;Ｎeed[ｐroｃｅsｓ].Ｂ=Max[ｐroceｓs].B；Neｅd[ｐｒoｃess］.C＝Max[proceｓs］．C;}returｎtrue;}else｛printf("分派失敗。因素：請求大于可運用資源。＼n");}rｅtｕrｎfalｓe；}/／隨機分派voｉdraｎdPaｔcｈ(){charｃh;//判斷輸入的是否是安全狀態(tài)ＰriｎtTablｅ(）;pｒｉntf("先檢查初始狀態(tài)是否安全。＼n＂）;iｆ（SaｆeＣｈｅck(）){ｐrintｆ（"系統(tǒng)處在安全狀態(tài)。＼n");pｒiｎtｆ(＂安全序列是{P%d,P％d,P％d}。\n",sａfe[0]，safe［１],safe[2])；}ｅlsｅ｛prｉnｔf("系統(tǒng)處在不安全狀態(tài)。程序?qū)⑼顺觯甛n"）;prinｔf（"執(zhí)行完畢。\ｎ");ｇetｃhａr（);reｔurn；｝//開始分派ｄｏ{ｉｎtprｏcess;RESｒｅｓ；priｎtf("請依次輸入請求分派的進程和對三類資源的請求數(shù)量（進程編號0.1．2...)\n＂);scanf("%d%d%d％ｄ"，&procesｓ，&ｒes.A,&ｒes．B,＆res．C）；if(RａｎdＲequｅｓｔ(pｒocess，＆res)){printf("分派成功。\ｎ＂);PriｎｔTable()；if（!SaｆeＣhｅck()）{ｐriｎtｆ（"系統(tǒng)發(fā)生死鎖。"）；ｇetｃｈar();getchaｒ();ｂreａk;｝}eｌsｅ{priｎtf("分派失敗。＼n");｝prｉntf(＂是否繼續(xù)分派?(Y/N）:"）;gｅtｃhar(）;ｃh＝getｃhar（）;}while(ｃh==＇Y'｜｜ch＝='y');pｒintf("執(zhí)行完畢。\n＂);｝iｎｔｍaｉn（）｛inｔｘ;whiｌｅ(１)｛ｐｒintｆ（"========＝＝＝========＝============＝========＝＝＝========＝========＝=＝＝==＝===＝＝====＝=\n"）;prｉｎｔf("＼t\t\ｔ共享資源分派與銀行家算法＼ｎ");ｐｒintｆ(＂=＝====＝=＝========＝=＝＝========＝======＝＝===＝======＝=========＝=＝==============＝===\n");ｐrｉntf("＼t\ｔ\t按１．導入配置信息\n");prｉntｆ("\t\t\t按２.銀行家算法\ｎ")；ｐrｉｎtf("\t\t＼t按3.隨機分派算法\n")；ｐrintf("\t\t＼t按0.退出系統(tǒng)\ｎ");ｐｒinｔｆ("=＝＝=＝====＝＝==＝＝==＝=＝＝==========＝===＝===============＝＝========＝=＝=＝=========＝＝==\n＂);pｒｉｎｔｆ（＂您輸入的是:");ｓcanf（＂%d",&ｘ);f