南京信息工程大学 实验（实习）报告
实验（实习）名称 银行家算法 实验（实习）日期 2012.12.13得分 指导教师 姜青山 计算机系 专业 软件工程 年级 2010 班次 姓名 学号
【实验目的】
（1）进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题；
（2）在了解和掌握银行家算法的基础上，编制银行家算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，再检测和笔算的一致性。 （3）理解和掌握安全序列、安全性算法
【实验要求】
（1）了解和理解死锁；
（2）理解利用银行家算法避免死锁的原理； （3）会使用某种编程语言。
【实验原理】 一、安全状态
指系统能按照某种顺序如
假设在进程并发执行时进程i提出请求j类资源k个后，表示为Requesti[j]=k。系统按下述步骤进行安全检查：
（1）如果Requesti≤Needi则继续以下检查，否则显示需求申请超出最大需求值的错误。 （2）如果Requesti≤Available则继续以下检查，否则显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。 （3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值：
Available［j］∶=Available［j］-Requesti[j］; Allocation［i,j］∶=Allocation［i,j］+Requesti［j］; Need［i,j］∶=Need［i,j］-Requesti［j］;
（4）系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。 三、安全性算法
（1）设置两个向量：
① 工作向量Work: 它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Available; ② Finish: 它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成。开始时先做Finish［i］∶=false; 当有足够资源分配给进程时， 再令Finish［i］∶=true。 （2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程： ① Finish［i］=false; ② Need［i,j］≤Work［j］； 若找到， 执行步骤(3)， 否则，执行步骤(4)。
（3）当进程Pi获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执
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行：
? Work［j］∶=Work［i］+Allocation［i,j］; ? Finish［i］∶=true; ? go to step 2;
（4）如果所有进程的Finish［i］=true都满足， 则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。
【实验步骤】 参考实验步骤如下：
（1）参考图1-1所示流程图编写安全性算法。 开始 初始化Work和Finish N 存在Finish[i] =false &&Need[i][j]<= Available[j] Y Finish[i]=true，Work[j]=Work[j]+ Allocation[i][j] N 所有进程都找完了？ Y N 所有finish都为true？ Y 输出系统不安全 输出安全序列 图1-1 安全性算法流程图
（2）编写统一的输出格式。 每次提出申请之后输出申请成功与否的结果。如果成功还需要输出变化前后的各种数据，并且输出安全序列。
（3）参考图1-2所示流程图编写银行家算法。 （4）编写主函数来循环调用银行家算法。
【思考题】
（1）在编程中遇到了哪些问题？你是如何解决的？
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在本次编程的过程中，在实现安全性算法和银行家算法的问题上遇到了困难，但是通过对各个算法的进一步理解克服了这些困难。
（2）在安全性算法中，为什么不用变量Available，而又定义一个临时变量work？
设置一个临时变量就是为了在不安全的情况下破坏数据原值。如果不安全的话就不改变Available的值，这样就能使程序更加安全。
开始 输入初始参数（资 源分配及请求情 出错返回：Y Request[j]> Need[i][j] i return(error) N 出错返回：(进程阻 Y Requesti[j]> Available[j] 塞) return(error) N 假定分配： Available[j] = Available[j] – Requesti[j] Allocation[i][j]= Allocation[i][j] + Requesti[j] Need[i][j] = Need[i][j] – Requesti[j] 是 否 假定分配之后，系统安 全吗？ 申请成功。输出各种申请失败。 数据的变化 以上分配作废，恢复原来的分配状态： Available[j] = Available[j] + Requesti[j] Allocation[i][j]= Allocation[i][j]－Requesti[j] Need[i][j] = Need[i][j]+Requesti[j] 结束 图1-2银行家算法流程图
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【参考代码】
部分参考代码如下： #include
#define M 3 //资源的种类数 #define N 5 //进程的个数
void output(int iMax[N][M],int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]); //统一的输出格式
bool safety(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]); bool banker(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]);
void main() { int i,j; //当前可用每类资源的资源数 int iAvailable[M]={3,3,2}; //系统中N个进程中的每一个进程对M类资源的最大需求 int iMax[N][M]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; //iNeed[N][M]每一个进程尚需的各类资源数 //iAllocation[N][M]为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数 int iNeed[N][M],iAllocation[N][M]={{0,1,1},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}}; //进程名 char cName[N]={'a','b','c','d','e'}; bool bExitFlag=true; //退出标记 char ch; //接收选择是否继续提出申请时传进来的值 bool bSafe; //存放安全与否的标志 //计算iNeed[N][M]的值 for(i=0;i 4 while(bExitFlag) { cout<<\继续提出申请？\\ny为是；n为否。\\n\ cin>>ch; switch(ch) { case 'y': //cout<<\调用银行家算法\ bSafe=banker(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); if (bSafe) //安全，则输出变化后的数据 output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); break; case 'n': cout<<\退出。\\n\ bExitFlag=false; break; default: cout<<\输入有误，请重新输入：\\n\ } } } //输出 void output(int iMax[N][M],int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]) { int i,j; cout<<\ Max \\tAllocation\\t Need \\t Available\ cout<<\ B C\\tA B C\\tA B C\\t A B C\ for(i=0;i 5