銀行家算法課程設計

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文檔簡介

1、　　一、實驗名稱：　　模擬實現(xiàn)銀行家算法　　二、實驗目的：　　用程序語言模擬實現(xiàn)銀行家算法。銀行家算法是避免死鎖的一種重要方法，通過編寫一個簡單的銀行家算法程序，加深了解有關資源申請

2、、避免死鎖等概念，并體會和了解死鎖和避免死鎖的具體實施方法。　　三、問題分析與設計　　1、算法思路：先對用戶提出的請求進行合法性檢查，即檢查請求是否大于需要的，是否大于可利用的。若請求合法，則進行預分配，對分配后的狀態(tài)調用安全性算法進行檢查。若安全，則分配；若不安全，則拒絕申請，恢復到原來的狀態(tài)，拒絕申請。</

3、p>　　2、銀行家算法步驟：　?。?）如果Requesti＜or =Need,則轉向步驟(2)；否則，認為出錯，因為它所需要的資源數(shù)已超過它所宣布的最大值。　?。?）如果Request＜or=Available,則轉向步驟（3）；否則，表示系統(tǒng)中尚無足夠的資源，進程必須等待。　?。?）

4、系統(tǒng)試探把要求的資源分配給進程Pi,并修改下面數(shù)據(jù)結構中的數(shù)值：　　Available=Available-Request[i];　　Allocation=Allocation+Request;　　Need=Need-Request;　　(4)系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢查此次

5、資源分配后，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。　　3、安全性算法步驟：　　（1）設置兩個向量　?、俟ぷ飨蛄縒ork。它表示系統(tǒng)可提供進程繼續(xù)運行所需要的各類資源數(shù)目，執(zhí)行安全算法開始時，Work=Allocation;　　②布爾向量Finish。

6、它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進程，使之運行完成，開始時先做Finish[i]=false，當有足夠資源分配給進程時，令Finish[i]=true。　　（2）從進程集合中找到一個能滿足下述條件的進程：　?、貴inish[i]=false　?、贜eed<or=Work<p&g

7、t;　　如找到，執(zhí)行步驟（3）；否則，執(zhí)行步驟（4）。　?。?）當進程P獲得資源后，可順利執(zhí)行，直至完成，并釋放出分配給它的資源，故應執(zhí)行：　　Work=Work+Allocation;　　Finish[i]=true; 　　轉向步驟（2）。</b

8、>　?。?）如果所有進程的Finish[i]=true,則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；否則，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。　　4、流程圖：　　①系統(tǒng)主要過程流程圖：　?、阢y行家算法流程圖：　　③安全性算

9、法流程圖：　　5、實現(xiàn)過程：　　一、開發(fā)環(huán)境　　編程語言：java　　開發(fā)環(huán)境：windows & eclipse<p&

10、gt;　　二、開發(fā)過程：　　1、display（）用于初始化資源矩陣和初始化進程，available[][]、allocation[]、need[][]、resource[]、process[]。　　2、print（int）用于打印T時刻的資源矩陣。　　3、cal（）用于進行

11、安全性算法。　　4、changeStatu（）通過request向量改變資源使用情況并進行安全性檢測。　　5、main（）用于初始化程序。　　三、關鍵代碼　　1.銀行家算法　　whil

12、e(flag){　　int[] req=new int[5];　　System.out.print("請輸入您要請求資源的編號：");　　int choose=scan.nextInt();　　System.out.print("請輸入該進

13、程的請求向量：");　　for (int i = 0; i < resource; i++) {　　req[i]=scan.nextInt();　　}//將請求向量存入數(shù)組　　boolean flag1 = (req[0]<=need[choose]

14、[0]&&req[1]<=need[choose][1]&&req[2]<=need[choose][2]&&req[3]<=need[choose][3]&&req[4]<=need[choose][4]);　　boolean flag2 = (req[0]<=available[0]&&am

15、p;req[1]<=available[1]&&req[2]<=available[2]&&req[3]<=available[3]&&req[4]<=available[4]);　　System.out.println(flag1);　　System.out.println(fla

16、g2);　　if(flag1){　　if(flag2){　　//判斷請求向量是否小于可用資源數(shù) 　　for (int i = 0; i < resource; i++) {　　available[i]=available[i

17、]-req[i]; //改變可用資源數(shù) 　　allocation[choose][i]=allocation[choose][i]+req[i]; 　　need[choose][i]=need[choose][i]-req[i]; //改變所需資源數(shù)3　　}

18、;　　int[] work=new int[5];//資源種類數(shù)量大小的數(shù)組 　　boolean[] finish1=new boolean[process]; //設置finish標志數(shù)組 　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　finish1[

19、i]=false;　　}　　int[] array1=new int[process];　　int num1=1;　　int count11=0; 　　while(num1<proces

20、s){　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　if(finish1[i]==false){　　if(need[i][0]<=work[0]&&need[i][1]<=work[1]&&need[i][2]<=work[0

21、]&&need[i][3]<= work[3]&&need[i][4]<=work[4]){　　for (int j2 = 0; j2 < resource; j2++) {　　available[j2]=available[j2]+allocation[i][j2

22、];　　available[j2] = work[j2];　　}　　finish1[i]=true;　　array1[count11]=i;　　count11++;&l

23、t;p>　　}　　}　　}num1++;　　} //安全性算法3　　int count2=0;　　for (i

24、nt i = 0; i < array1.length; i++) {　　if(finish1[i]==true){　　count2++;　　}　　} //判斷有多少個進程已經(jīng)成功得到所需進

25、程并結束　　if(count2==process){　　System.out.println("存在一個安全序列：");　　for (int i = 0; i < array1.length; i++) {　　System.out.print(&

26、quot;P"+array1[i]+"→");　　}　　} //判斷整個進程序列書否全部完成并打印輸出安全序列　　else{　　System.out.printl

27、n("系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)！");　　}　　System.out.println();　　}　　else{<p

28、>　　System.out.println("資源不夠清等待！");　　}　　}//if結束　　else{　　System.out.

29、println("請求資源已超過所需資源！");　　}　　}//while結束　　}//end of method changeStatu　　public static void main(String args[

30、]) throws IOException{　　work w = new work();　　int count2 = 1; 　　w.display();　　w.print(count2++);　　w.cal();

31、　　w.changeStatu();　　} //end of method main　　2.安全性算法　　boolean[] finish = new boolean[process];&l

32、t;p>　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　finish[i]=false;//初始化數(shù)組finish　　}　　int[] array = new int[process];//定義一個數(shù)組保存安全序列

33、　　int num=1;　　int count1=1; 　　while(num<process){　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　if(finish[i]==false){

34、　　if(need[i][0]<=available[0]&&need[i][1]<=available[1]&&need[i][2]<=available[0]&&need[i][3]<=available[3]&&need[i][4]<=available[4]){　　for

35、(int j2 = 0; j2 < resource; j2++) {　　available[j2]=available[j2]+allocation[i][j2];　　}　　finish[i]=true;　　array[cou

36、nt1-1]=i;　　count1++;　　}　　}　　}num++;<

37、b>　　} //安全性算法　　3、實驗結果　　6、程序清單　　package banker;　　import java.io.IOException;

38、　　import java.util.Scanner;　　public class work {　　public　　int resource;　　int process;

39、　　int available[];　　int max[][];　　int allocation[][];　　int need[][];//定義基本的數(shù)據(jù)　　boolean flag1;　　boolean flag2;</p

40、>　　Scanner scan = new Scanner(System.in);　　public void display(){　　System.out.println("\t\t"+"操作系統(tǒng)課程設計--銀行家算法");　　System.ou

41、t.print("請輸入進程數(shù)：");　　process = scan.nextInt();　　System.out.print("請輸入資源種類數(shù)：");　　resource = scan.nextInt();　　System.o

42、ut.print("請輸入可用資源數(shù)：");　　available = new int[5];　　for(int i = 0;i<resource;i++){　　available[i] = scan.nextInt();　　}

43、　　System.out.println("請輸入資源分配矩陣");　　allocation = new int [5][5];　　for(int i = 0;i<process;i++){　　System.out.print

44、("請輸入"+ i + "號進程已分配資源數(shù)：");　　for(int j =0;j<resource;j++){　　allocation[i][j] = scan.nextInt();　　}//end of resource

45、　　} //end of process　　need = new int[5][5];　　for(int i = 0;i<process;i++){　　System.out.print("請輸入"+ i + "號進程還需要資源數(shù)：");<

46、p>　　for(int j =0;j<resource;j++){　　need[i][j] = scan.nextInt();　　}//end of resource　　} //end of process　　max = new int[5][5];</

47、p>　　for(int i = 0;i<process;i++){　　System.out.print("請輸入"+ i + "號進程最大需求資源數(shù)：");　　for(int j = 0;j<resource;j++){　　max[i

48、][j] = scan.nextInt();　　} // end of resource　　}// end of for process　　} //end of method display　　public void print(int g){&l

49、t;p>　　System.out.println();　　/*　　* 打印資源分配表　　* */　　System.out.println("T

50、"+g+"時刻的資源分配矩陣");　　System.out.println("進程\tmax\t\tallocation\tneed\t\tavailable");　　System.out.print("P0 ");　　for (int i

51、= 0; i <resource; i++) {　　System.out.print(max[0][i]+" ");　　}　　System.out.print(" ");　　for

52、(int i = 0; i <resource; i++) {　　System.out.print(allocation[0][i]+" ");　　}　　System.out.print(" ");&

53、lt;p>　　for (int i = 0; i <resource; i++) {　　System.out.print(need[0][i]+" ");　　}　　System.out.print(" ");</

54、p>　　for (int i = 0; i <resource; i++) {　　System.out.print(available[i]+" ");　　}　　System.out.println();</p&

55、gt;　　for (int i = 1; i < process; i++) {　　System.out.print("P"+i+" ");　　for (int j = 0; j < resource; j++) {　　System.ou

56、t.print(max[i][j]+" ");　　}　　System.out.print(" ");　　for (int j = 0; j < resource; j++) {　　S

57、ystem.out.print(allocation[i][j]+" ");　　}　　System.out.print(" ");　　for (int j = 0; j < resource; j++) {

58、;　　System.out.print(need[i][j]+" ");　　}　　System.out.println();　　} //此段程序輸出已輸入數(shù)據(jù)s

59、　}//end of method print　　public void cal(){　　/**　　* 檢查安全序列　　* */<

60、;p>　　boolean[] finish = new boolean[process];　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　finish[i]=false;//初始化數(shù)組finish　　}<

61、p>　　int[] array = new int[process];//定義一個數(shù)組保存安全序列　　int num=1;　　int count1=1; 　　while(num<process){　　for (int i = 0; i < process

62、; i++) {　　if(finish[i]==false){　　if(need[i][0]<=available[0]&&need[i][1]<=available[1]&&need[i][2]<=available[0]&&need[i][3]<=available[3]&

63、;&need[i][4]<=available[4]){　　for (int j2 = 0; j2 < resource; j2++) {　　available[j2]=available[j2]+allocation[i][j2];　　}</p&g

64、t;　　finish[i]=true;　　array[count1-1]=i;　　count1++;　　}　　}

65、　　}num++;　　} //安全性算法　　int count=0;　　for (int i = 0; i < array.length; i++) {　　if(finis

66、h[i]==true){　　count++;　　}　　}//檢查已完成的進程數(shù)目　　if(count==process){　　System.out.pri

67、ntln("存在一個安全序列：");　　for (int i = 0; i < array.length; i++) {　　System.out.print("P"+array[i]+"→");　　}</

68、p>　　}//輸出安全序列　　else{　　System.out.println("系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)！");　　}<p&

69、gt;　　System.out.println();　　}//end of cal　　public void prinSecurityList(){　　}//end of method prinSecurityList　　public void changeStatu()

70、{　　boolean flag=true;　　while(flag){　　int[] req=new int[5];　　System.out.print("請輸入您要請求資源的編號：");　　int choo

71、se=scan.nextInt();　　System.out.print("請輸入該進程的請求向量：");　　for (int i = 0; i < resource; i++) {　　req[i]=scan.nextInt();　　}//將請求

72、向量存入數(shù)組　　boolean flag1 = (req[0]<=need[choose][0]&&req[1]<=need[choose][1]&&req[2]<=need[choose][2]&&req[3]<=need[choose][3]&&req[4]<=need[choose][4]);&l

73、t;/p>　　boolean flag2 = (req[0]<=available[0]&&req[1]<=available[1]&&req[2]<=available[2]&&req[3]<=available[3]&&req[4]<=available[4]);　　Sy

74、stem.out.println(flag1);　　System.out.println(flag2);　　if(flag1){　　if(flag2){　　//判斷請求向量是否小于可用資源數(shù) 　　for (int i = 0; i

75、 < resource; i++) {　　available[i]=available[i]-req[i]; //改變可用資源數(shù) 分配資源　　allocation[choose][i]=allocation[choose][i]+req[i]; //由于已分配資源 　　need[choose][i]=ne

76、ed[choose][i]-req[i]; //改變所需資源數(shù)3　　}　　int[] work=new int[5];//資源種類數(shù)量大小的數(shù)組用來構建available的數(shù)　　boolean[] finish1=new boolean[process]; //設置fini

77、sh標志數(shù)組 　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　finish1[i]=false;　　}　　int[] array1=new int[process];<

78、p>　　int num1=1;　　int count11=0; 　　while(num1<process){　　for (int i = 0; i < process; i++) {　　if(finish1[i]==false){

79、　　if(need[i][0]<=work[0]&&need[i][1]<=work[1]&&need[i][2]<=work[0]&&need[i][3]<=work[3]&&need[i][4]<=work[4]){　　for (int j2 = 0; j2 < resour

80、ce; j2++) {　　available[j2]=available[j2]+allocation[i][j2];　　available[j2] = work[j2];　　}　　finish1[i]=true;

81、　　array1[count11]=i;　　count11++;　　}　　}　　}num1++;

82、;　　} //安全性算法3　　int count2=0;　　for (int i = 0; i < array1.length; i++) {　　if(finish1[i]==true){　　count2++;

83、;　　}　　} //判斷有多少個進程已經(jīng)成功得到所需進程并結束　　if(count2==process){　　System.out.println("存在一個安全序列：");　　for (in

84、t i = 0; i < array1.length; i++) {　　System.out.print("P"+array1[i]+"→");　　}　　} //判斷整個進程序列書否全部完成并打印輸出安全序列

85、;　　else{　　System.out.println("系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)！");　　}　　System.out.println();

86、;　　}　　else{　　System.out.println("資源不夠清等待！");　　}　　}//if結束<

87、;/p>　　else{　　System.out.println("請求資源已超過所需資源！");　　}　　}//while結束　　}//end of

88、 method changeStatu　　public static void main(String args[]) throws IOException{　　work w = new work();　　int count2 = 1; 　　w.display();<

89、;/p>　　w.print(count2++);　　w.cal();　　w.changeStatu();　　} //end of method main　　}// end of class work<

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