淮海工学院实验报告.doc

淮海工学院计算机工程学院实验报告书课 程 名： 操作系统原理 题 目： 实验二：进程调度 学 号： 2012130198 姓 名： 刘恒辉 评语：成绩： 指导教师： 批阅时间： 年 月 日一、实验目的银行家算法是操作系统中避免死锁的典型算法，本实验可以加深对银行家算法的步骤和相关数据结构用法的更好理解。二、实验要求用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序，用银行家算法实现资源分配。程序能模拟多个进程共享多种资源的情形。进程可动态地申请资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和安全序列；显示和打印各进程依次要求申请的资源数量以及为某进程分配资源后的有关资源数据的情况。三、实验原理与步骤实验中进程的数量、资源的种类以及每种资源的总量Totalj最好允许动态指定。初始时每个进程运行过程中的最大资源需求量Maxi,j和系统已分配给该进程的资源量Allocationi,j均为已知（这些数值可以在程序运行时动态输入），而算法中其他数据结构的值（包括Needi,j、Availablej）则需要由程序根据已知量的值计算产生。1 认真理解好课本中银行家算法的实例。2 根据课本中银行家算法的描述，画出程序流程图。3 按照程序流程图，用C语言编程并实现。四、实验结果与分析结束 否是申请失败。以上分配作废，恢复原来的分配状态：Availablej = Availablej + RequestijAllocationij= AllocationijRequestijNeedij = Needij+RequestijNYNYRequestij Needij出错返回：return(error)Requestij Availablej出错返回：(进程阻塞)return(error)Availablej = Availablej RequestijAllocationij= Allocationij + RequestijNeedij = Needij Requestij假定分配：输入初始参数（资源分配及请求情况）开始 假定分配之后，系统安全吗？申请成功。输出各种数据的变化图1-2银行家算法流程图#include #include #define M 3 /资源的种类数#define N 5 /进程的个数void output(int iMaxNM,int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN); /统一的输出格式bool safety(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN);bool banker(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN);void main()int i,j;/当前可用每类资源的资源数int iAvailableM=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 iMaxNM=7,5,3,3,2,2,9,0,2,2,2,2,4,3,3;/iNeedNM每一个进程尚需的各类资源数/iAllocationNM为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数int iNeedNM,iAllocationNM=0,1,1,2,0,0,3,0,2,2,1,1,0,0,2;/进程名char cNameN=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iNeedNM的值for(i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+)iNeedij=iMaxij-iAllocationij;/输出初始值output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);/判断当前状态是否安全bSafe=safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);/是否继续提出申请while(bExitFlag)coutnch;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 iMaxNM,int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int i,j;coutnt Max tAllocationt Need t Availableendl;couttA B CtA B CtA B Ct A B Cendl;for(i=0;iN;i+)coutcNameit;for(j=0;jM;j+)coutiMaxij ;coutt;for(j=0;jM;j+)coutiAllocationij ;coutt;for(j=0;jM;j+)coutiNeedij ;coutt;cout ;/Available只需要输出一次if (i=0)for(j=0;jM;j+)coutiAvailablej ;coutendl;/安全性算法，进行安全性检查；安全返回true，并且输出安全序列，不安全返回false，并输出不安全的提示；bool safety(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int i,j,flag,x=0;char num5;int WorkM;bool FinishN; /定义基本变量 for(j=0;j3;j+)Workj=iAvailablej; /将iAvailable的值赋给Work for(i=0;i5;i+) /将Finish全部置为False Finishi=false;while(true) /执行无限循环，满足条件时跳出 flag=0; /每次循环开始时将记录本次循环中是否有使有满足条件iAllocation的标志置为0，若为0表示不存在，若不为0表示存在 for(i=0;i=iNeedi0&Work1=iNeedi1&Work2=iNeedi2) for(j=0;j3;j+)Workj+= iAllocationij ; /Workj+= Workj+iAllocationij Finishi=true; /将 Finish置true flag+; /标志加1 numx+=cNamei; /将该序列名赋给数组num if(flag=0)cout无安全序列; /标志为0，证明已无满足条件iAllocation ，退出循环，返回falsereturn false;if(Finish0=true&Finish1=true&Finish2=true&Finish3=true&Finish4=true) /若所有Finish置为true，输出安全数列，返回True coutn;cout安全序列为：;for(x=0;x5;x+)coutnumx ;coutn;return true; return true;/安全返回true，不安全返回falsebool banker(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int iMaxNM=7,5,3,3,2,2,9,0,2,2,2,2,4,3,3;int t,i,Request3,check_13;char x; /定义变量 coutx;if(x=a)i=0; if(x=b)i=1; if(x=c)i=2; if(x=d)i=3; if(x=e)i=4; cout请输入各资源数量：; /输入变量名 for(t=0;tRequestt;for(t=0;t3;t+) /检查数值 check_1t=Requestt+iAllocationit;for(t=0;t3;t+) if(iMaxit-check_1t)0) coutn资源申请超过最大需求量！n; return false; for(t=0;t3;t+) /检查数值 if(iAvailablet-Requestt)0) coutn不能满足进程！n; return false; for(t=0;t3;t+) /将该变量的 iAvailable、iAllocation、iNeed重新赋值 iAvailablet-=Requestt; iAllocationit+=Requestt; iNeedit-=Requestt; safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); /执行安全数列算法 return true;return true;五、小结与思考分析与思考1 要找出某一状态下所有可能的安全序列，程序该如何实现？答：要找出这个状态下的所有可能的安全序列，前提是要是使这个系统先处于安全状态，而系统的状态可通过以下来描述：进程剩余申请数=最大申请数-占有数；可分配资源数=总数-占有数之和；通过这个描述来算出系统是否安全，从而找出所有的安全序列。2 银行家算法的局限性有哪些？答：银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。银行家算法即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。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。但任何一种算法都存在其缺点，对各进程的资源