操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告---模擬實現(xiàn)銀行家算法

1、<p>　　操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告</p><p>　　課程設(shè)計題目：模擬實現(xiàn)銀行家算法</p><p>　　學(xué) 院：高職院</p><p>　　專 業(yè)：計算機應(yīng)用</p><p>　　班 級：計算機應(yīng)用1班</p><p><b>　　目的和要求 </

2、b></p><p>　　銀行家算法是死鎖避免的重要算法，本次課程設(shè)計要求用高級語言編寫和調(diào)試一個簡單的銀行家算法程序。通過本次課程設(shè)計，加深對死鎖以及避免死鎖概念的理解，并體會銀行家算法的具體實施辦法。</p><p><b>　　具體內(nèi)容</b></p><p>　　(1)設(shè)置各類資源的最大數(shù)目以及各個進(jìn)程所需的資源的最大數(shù)目。<

3、;/p><p>　　(2)初始設(shè)置各資源的分配情況，且為安全狀態(tài)。</p><p>　　(3)某個進(jìn)程提出對各資源的申請，通過銀行家算法決定是否答應(yīng)該申請。</p><p><b>　　三、 實驗要求</b></p><p>　　(1)需寫出設(shè)計說明。</p><p>　　(2)設(shè)計實現(xiàn)代碼及說明。&

4、lt;/p><p><b>　　(3)運行結(jié)果。</b></p><p><b>　　四、主要實驗步驟</b></p><p>　　(1)分析銀行家算法結(jié)構(gòu)；</p><p>　　(2)畫出銀行家算法的流程圖，即設(shè)計說明；</p><p>　　(3)根據(jù)畫出的流程圖使用C++語言

5、編寫相應(yīng)的代碼；程序主要由main函數(shù)和以下幾個函數(shù)組成：void input();用戶輸入銀行家算法的初始數(shù)據(jù)；void output();輸出當(dāng)前系統(tǒng)資源分配情況；void change();當(dāng)請求資源滿足要求時，進(jìn)行分配，系統(tǒng)資源發(fā)生改變；int check();安全性算法，檢查是否存在安全序列；void outputsafe();輸出安全序列的資源分配表。</p><p>　　(4)檢查代碼，將

6、編出的代碼編譯、鏈接，驗證其正確性。</p><p><b>　　五、實驗環(huán)境</b></p><p>　　PC兼容機、Windows操作系統(tǒng)、編譯語言等。</p><p><b>　　六、程序代碼</b></p><p>　　#include <stdio.h> //本實驗中使用

7、到的庫函數(shù)</p><p>　　#include <stdlib.h></p><p>　　#include <string.h></p><p>　　int max[5][3]; //開始定義銀行家算法中需要用到的數(shù)據(jù)</p><p>　　int allocation[5][3];</p>

8、<p>　　int need[5][3];</p><p>　　int available[3];</p><p>　　int request[5][3];</p><p>　　char *finish[5];</p><p>　　int safe[5];</p><p>　　int n,i,m;</

9、p><p><b>　　int k=0;</b></p><p><b>　　int j=0;</b></p><p>　　int work[3];</p><p>　　int works[5][3];</p><p>　　void line() //美化程序，使程序運行

10、時更加明朗美觀</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("------------------------------------------------------------------\n");</p><p><b>　　}</b></p><

11、;p>　　void start() //表示銀行家算法開始</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　line();</b></p><p>　　printf(" 銀行家算法開始\n");</p><

12、p>　　printf(" ——Designed by Zhang Hong\n");</p><p><b>　　line();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void end() /

13、/表示銀行家算法結(jié)束</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　line();</b></p><p>　　printf(" 銀行家算法結(jié)束，謝謝使用\n");</p><p><b>　　line();

14、</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void input() //輸入銀行家算法起始各項數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for (n=0;n<5;n++)</p><p><b>

15、;　　{</b></p><p>　　printf("請輸入進(jìn)程P%d的相關(guān)信息：\n",n);</p><p>　　printf("Max:");</p><p>　　for (m=0;m<3;m++)</p><p>　　scanf("%d",&max[

16、n][m]);</p><p>　　printf("Allocation:");</p><p>　　for (m=0;m<3;m++)</p><p>　　scanf("%d",&allocation[n][m]);</p><p>　　for (m=0;m<3;m++)</

17、p><p>　　need[n][m]=max[n][m]-allocation[n][m];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("請輸入系統(tǒng)可利用資源數(shù)Available:");</p><p>　　for (m=0;m<3;m++)</p>&

18、lt;p>　　scanf("%d",&available[m]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void output() //輸出系統(tǒng)現(xiàn)有資源情況</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　li

19、ne();</b></p><p>　　printf("資源情況 Max Allocation Need Available\n");</p><p>　　printf("進(jìn)程 A B C A B C A B C A B C\n");</p>&l

20、t;p><b>　　line();</b></p><p>　　for(n=0;n<5;n++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("P%d%9d%3d%3d%5d%3d%3d%6d%3d%3d",n,max[n][0],max[n][1],max[n

21、][2],allocation[n][0],allocation[n][1],allocation[n][2],need[n][0],need[n][1],need[n][2]);</p><p><b>　　if (n==0)</b></p><p>　　printf("%6d%3d%3d\n",available[0],available[1]

22、,available[2]);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　line();</b></p><p>

23、<b>　　}</b></p><p>　　void change() //當(dāng)Request[i,j]<=Available[j]時，系統(tǒng)把資源分配給進(jìn)程P[i]，Available[j]和Need[i,j]發(fā)生改變</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for (m=0;m<3;m+

24、+)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　available[m]-=request[i][m];</p><p>　　allocation[i][m]+=request[i][m];</p><p>　　need[i][m]-=request[i][m];</p><p>

25、;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void outputsafe() //輸出安全序列的資源分配表</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("該安全序列的資源分配圖如下：\n&q

26、uot;);</p><p><b>　　line();</b></p><p>　　printf("資源情況 Work Need Allocation Work+Allocation Finish\n");</p><p>　　printf("進(jìn)程 A B C A B

27、 C A B C A B C\n");</p><p><b>　　line();</b></p><p>　　for(n=0;n<5;n++)</p><p>　　printf("P%d%9d%3d%3d%5d%3d%3d%5d%3d%3d%6d%3d%3d%12s\n",safe[

28、n],works[safe[n]][0],works[safe[n]][1],works[safe[n]][2],need[safe[n]][0],need[safe[n]][1],need[safe[n]][2],allocation[safe[n]][0],allocation[safe[n]][1],allocation[safe[n]][2],works[safe[n]][0]+allocation[safe[n]][0],wo

29、rks[safe[n]][1]+allocation[safe[n]][1],works[safe[n]][2]+allocation[safe[n]][2],finish[n]);</p><p><b>　　line();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　int check()

30、 //安全性算法</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("開始執(zhí)行安全性算法……\n");</p><p>　　for (m=0;m<3;m++) //數(shù)組work和finish初始化</p><p>　　work[m]=available[m];<

31、;/p><p>　　for (n=0;n<5;n++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　finish[n]="false";</p><p>　　safe[n]=0;</p><p><b>　　}</b></p>

32、<p><b>　　k=0;</b></p><p>　　for (m=0;m<5;m++)</p><p>　　for (n=0;n<5;n++)</p><p>　　if(strcmp(finish[n],"false")==0 && need[n][0]<=work[0]

33、 && need[n][1]<=work[1] && need[n][2]<=work[2]) //查找可以分配資源但尚未分配到資源的進(jìn)程</p><p><b>　　{</b></p><p>　　safe[k]=n; //以數(shù)組safe[k]記下各個進(jìn)程得到分配的資源的順序</p><p>

34、　　works[safe[k]][0]=work[0];</p><p>　　works[safe[k]][1]=work[1];</p><p>　　works[safe[k]][2]=work[2];</p><p>　　work[0]+=allocation[n][0]; //進(jìn)程執(zhí)行后釋放出分配給它的資源</p><p>　　wo

35、rk[1]+=allocation[n][1];</p><p>　　work[2]+=allocation[n][2];</p><p>　　finish[n]="ture"; //finish[n]變?yōu)?以示該進(jìn)程完成本次分</p><p><b>　　k++;</b></p><p><b

36、>　　}</b></p><p>　　for (m=0;m<5;m++) //判斷是否所有進(jìn)程分配資源完成</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (strcmp(finish[m],"false")==0)</p><p><b>　　{

37、</b></p><p>　　printf("找不到安全序列，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。\n");</p><p>　　return 0; //找不到安全序列，結(jié)束check函數(shù)，返回0</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b&

38、gt;</p><p>　　if (m==4) //此處m=4表示所有數(shù)組finish的所有元素都為ture</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("找到安全序列P%d->P%d->P%d->P%d->P%d，系統(tǒng)是安全的\n",safe[0],safe[1

39、],safe[2],safe[3],safe[4]);</p><p><b>　　j=1;</b></p><p>　　outputsafe(); //輸出安全序列的資源分配表</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p

40、><p><b>　　return 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main() //主程序開始</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　start();</b

41、></p><p>　　for (;j==0;) //確認(rèn)輸入數(shù)據(jù)的正確性，若輸入錯誤，重新輸入</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　input();</b></p><p>　　printf("以下為進(jìn)程資源情況，請確認(rèn)其是否正確：\n&qu

42、ot;);</p><p><b>　　output();</b></p><p>　　printf("數(shù)據(jù)是否無誤：\n正確：輸入1\n錯誤：輸入0\n請輸入：");</p><p>　　scanf("%d",&j);</p><p><b>　　}</b

43、></p><p>　　printf("數(shù)據(jù)確認(rèn)無誤，算法繼續(xù)。\n"); </p><p>　　if (check()==0) //若check函數(shù)返回值為0，表示輸入的初始數(shù)據(jù)找不到安全序列，無法進(jìn)行下一步，程序結(jié)束</p><p><b>　　{</b></p><p><

44、b>　　end();</b></p><p><b>　　exit(0);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(;j==1;) //當(dāng)有多個進(jìn)程請求資源時，循環(huán)開始</p><p><b>　　{</b><

45、/p><p>　　printf("請輸入請求資源的進(jìn)程i(0、1、2、3、4)："); //輸入發(fā)出請求向量的進(jìn)程及請求向量</p><p>　　scanf("%d",&i);</p><p>　　printf("請輸入進(jìn)程P%d的請求向量Request%d：",i,i);</p>&l

46、t;p>　　for(n=0;n<3;n++)</p><p>　　scanf("%d",&request[i][n]);</p><p>　　for (;request[i][0]>need[i][0] || request[i][1]>need[i][1] || request[i][2]>need[i][2];) //若請求向量

47、大于需求資源，則認(rèn)為是輸入錯誤，要求重新輸入</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("數(shù)據(jù)輸入有誤，請重試！\n請輸入進(jìn)程P%d的請求向量Request%d：",i,i);</p><p>　　for(n=0;n<3;n++)</p><p>　　scanf(

48、"%d",&request[i][n]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(request[i][0]<=available[0] && request[i][1]<=available[1] && request[i][2]<=available[2])

49、 //判斷系統(tǒng)是否有足夠資源提供分配</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("系統(tǒng)正在為進(jìn)程P%d分配資源……\n",i);</p><p>　　change(); //分配資源</p><p><b>　　j=0;</b></p&

50、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　printf("系統(tǒng)沒有足夠的資源，進(jìn)程P%d需要等待。\n",i);</p><p>　　if (j==0) //j=0表示系統(tǒng)有足夠資源分配的情況</p><

51、p><b>　　{</b></p><p>　　printf("當(dāng)前系統(tǒng)資源情況如下：\n"); //輸出分配資源后的系統(tǒng)資源分配情況</p><p><b>　　output();</b></p><p>　　if(check()==0) //若找不到安全系列，則之前的資源分配無效<

52、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("本次資源分配作廢，恢復(fù)原來的資源分配狀態(tài)。\n");</p><p>　　for (m=0;m<3;m++) //恢復(fù)分配資源前的系統(tǒng)資源狀態(tài)</p><p><b>　　{</b></p&

53、gt;<p>　　available[m]+=request[i][m];</p><p>　　allocation[i][m]-=request[i][m];</p><p>　　need[i][m]+=request[i][m];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　out

54、put(); //輸出系統(tǒng)資源狀態(tài)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("是否還有進(jìn)程請求資源？\n是：輸入1\n否：輸入0\n請輸入：");</p><p>　　scanf("%d&

55、quot;,&j); //若還有進(jìn)程請求資源，j=1，之前的for循環(huán)條件滿足</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　end();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　七、實驗數(shù)據(jù)及處理結(jié)果<

56、/p><p><b>　　八、實驗總結(jié)</b></p><p>　　(1)在做本次課程設(shè)計的過程中，一開始輸入完程序的時候，書本上的程序并不正確。在程序中函數(shù)都是錯誤的，所以在寫完程序的后在編譯的時候，在整個程序報的錯誤中只有一次，就是頭文件有錯誤。而在改正頭文件之后，錯誤就不斷開始出現(xiàn)了。</p><p>　　(2) 在做課程設(shè)計的時候也最容易出

57、現(xiàn)的錯誤就是在定義的時候和程序中寫的變量不同，我在定義的時候用的是英文的大寫，而在主函數(shù)中是用的是英文的小寫字母，從而導(dǎo)致程序的報錯。在本次的課程設(shè)計中，最多的錯誤就是在程序中需要用到的變量沒有定義，這也是很多初學(xué)編程者中經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤。其實在改正程序的同時我們也在學(xué)習(xí)怎樣進(jìn)步。</p><p>　　(3)在做課程設(shè)計的時候也最容易出現(xiàn)的錯誤就是在定義的時候和程序中寫的變量不同，我在定義的時候用的是英文的大寫，而

58、在主函數(shù)中是用的是英文的小寫字母，從而導(dǎo)致程序的報錯。</p><p>　　(4)在課程設(shè)計的時候我們要首先對進(jìn)程有個初步的理解，以及每個進(jìn)程在運行是所需要的系統(tǒng)資源，這樣系統(tǒng)才能更好的分配資源。</p><p>　　(5)通過本次的課程設(shè)計讓我對進(jìn)程的死鎖有了進(jìn)一步的了解，同時也讓我對進(jìn)程有了新的認(rèn)識，同時也讓我了解了銀行家算法是如何避免死鎖這個問題的。</p><p

59、>　　(6)但是在課程設(shè)計中我同時也看見了自己的不足之處，在程序編寫的整個過程中對編程這一塊學(xué)的不怎么好，使得在編寫程序是存在比較大的困難，還有在程序編譯的時候所報的錯誤，由于英語沒學(xué)好在編譯的很多時候自己看不懂時是叫同學(xué)們幫我調(diào)試的。</p><p>　　(7)在本次的課程設(shè)計中，最多的錯誤就是在程序中需要用到的變量沒有定義，這也是很多初學(xué)編程者中經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤。其實在改正程序的同時我們也在學(xué)習(xí)怎樣進(jìn)步。