银行家算法的模拟实现
一、 实验题目：
模拟实现银行家算法的处理过程
二、 实验目的：
银行家算法是避免死锁的代表性算法。本实习旨在加深了解有关资源申请、避免死锁、状态安全性等概念，并体会和运用避免死锁的具体实施方法。然后依照本实习，自行设计模拟程序。
三、 实验原理：
1.我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源。 当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。
2. 安全状态：如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…，Pn，则系统处于安全状态。安全状态一定是没有死锁发生。
不安全状态:不存在一个安全序列。不安全状态一定导致死锁。
安全序列：一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
3. 设requesti为进程p[i]的请求向量，如果requesti[j]=K，表示进程p[i]需要K个Rj资源。当系统发出请求后，系统按下述步骤开始检查：
1）如果requesti[j]<=need[i][j],转向步骤2；否则报告出错，申请的资源已经大于它需要的最大值。
2）如果requesti[j]<=available[j],转向步骤3；否则报告出错，尚无足够的资源。 3）系统试探着把资源分配给p[i]，并修改下列数据结构中的值： available[j]=available[j]-request[j]
allocation[i][j]=allocation[i][j]+request[j] need[i][j]=need[i][j]-request[j]
4）系统进行安全性算法，检查此次分配后，系统是否还处于安全状态，若安全，把资源分配给进程p[i]；否则，恢复原来的资源分配状态，让进程p[i]等待。
4. 安全性算法：
int work[RESOURCE_NUMBER]； bool finish[PROCESS_NUMBER]； 1) Work=Available;
Finish=false;
2) 寻找满足条件的i： A、Finish[i]=false; B、Need[i]≤Work; 如果不存在，则转4)
3) Work:=Work+Allocation[i]； Finish[i]:=true；转2)
4) 若对所有i,Finish[i]=true,则系统处于安全状态，否则处于不安全状态
四、 数据结构：
数组
五、 程序代码：
#include
using namespace std;
#define N 3 //进程数 #define M 3 //资源数
int Available[M]; //可用的资源数 int Need[N][M]={0}; //还需要的资源数 int Max[N][M]; //最大需求量
int Allocation[N][M] = {0}; //当前分配到的资源数 int Request[N][M]={0}; //请求的资源数 int n; time_t t;
int isFinish[N] ={0}; //判断进程是否已经请求资源结束 int test1 = 0;
void Requester(); //进程随机请求资源数目 void Handle(); //处理该请求
bool Check(); //安全性算法检查
void show(); //打印出当前的进程资源状态
int Finish(int); //进程是否已经完成，若完成返回1，否则为0
void main() { int i; int j; cout << \请输入各个资源的可用数目：\
for(i=0; i
cout << \请依次输入各个进程对各个资源的最大需求数目：\ for(i=0; i
do{ Requester (); test++; }while(test != 10); }
int Finish(int i) { int test = 0; int w = i;
for(int j=0; j if(Need[w][j] == 0) //对j资源的需求量已经为0 test++; } if(test == M) //如果对每个资源的需求量都已经为0 isFinish[w] = 1; //则将其设为1，代表已经完成 return isFinish[w]; } void Requester () { time_t t; int test = 0; srand((unsigned)time(&t)+rand()); n = rand()%N; for(int j=0; j Request[n][j] = Need[n][j]; } else { srand((unsigned)time(&t)+rand()); Request[n][j] = rand()%4; } } Handle(); } void Handle() //处理请求 { int test1 = 0; int test2 = 0; for(int j=0; j cout<< \目前没有足够的资源分配给你的进程\的请求\ for(j=0; j cout << Request[n][j] << \ cout << \，请等待！\ } } else { cout << \你的进程\所请求的资源\ for(j=0; j cout << Request[n][j] << \ cout << \已经超过进程的需求数目！\ } if(test1 == M) //请求资源数目均小于可用资源数目 { cout << \处理你的进程\的请求\ for(j=0; j cout << Request[n][j] << \ cout << endl ; for(j=0; j { cout << \进程\已经结束，会释放资源\ for(j=0; j cout << Request[n][j] << \ cout << \系统不安全！本次资源申请不成功！\ for(j=0; j {