2023年操作系统实验报告死锁的避免

操作系统实验（二)死锁的避免１.实验内容使用C＋+实现模拟随机算法和银行家算法2.实验目的（1）了解死锁的产生因素（随机算法)(2)理解死锁的解决办法(银行家算法）３.实验题目使用随机算法和银行家算法设计程序４.程序流程图重要过程流程图银行家算法流程图安全性算法流程图5.程序代码和运营结果＃iｎcludｅ＜sｔｄio.h>#include<stｄlib.h>typeｄefsｔruct｛intA;iｎtB；intC;}ＲES;#defiｎｅfalｓe0#defineｔrue１//系统中所有进程数量＃defｉnePNＵＭBER3//最大需求矩阵RESＭax[PＮUＭＢER];//已分派资源数矩阵RESAllocatiｏｎ［PNUＭBEＲ]；//需求矩阵ＲEＳNeｅd[PNＵMBER];／/可用资源向量RＥSAｖailable={0，0,0};//安全序列iｎtsａfe[ＰNＵMBＥR];ｖoidseｔＣoｎfｉg(){inti＝０,ｊ=0;prｉnｔf（"＝===＝====＝＝===＝=开始手动配置资源＝＝==＝=＝==＝====＝===\ｎ＂);／／可分派资源ｐrｉntf("输入可分派资源\n＂);sｃanf("%d%ｄ％d",&Ａvaｉlａｂｌe.A,&Availａｂｌe.Ｂ,&Ａvａilａbｌe．Ｃ);//最大需求矩阵ＭAXprintｆ("输入最大需求矩阵%ｄx%ｄ\n",PNＵMBER,PNUMBER）;ｆｏr(i=0;ｉ＜PＮUMＢＥR;i++）{scanf("%ｄ%d%ｄ"，&Max[ｉ].Ａ,&Ｍａx[i］．B,&Maｘ［i].Ｃ）；｝／/已分派矩阵Ａlｌocｐrinｔf（"输入已分派矩阵%ｄx%d＼n",PNUＭBＥR,PNUＭBEＲ);for（i=0;i<PＮUMＢEＲ;i＋＋)｛scanf（"%d%d%d＂,&Ａlｌocation[i].A,&Allocａtion［i]．Ｂ,&Ａllocａtｉon［ｉ].C）；}//需求矩阵priｎｔf("输入需求矩阵％dｘ%d\ｎ",PNUＭBER,PNUＭBＥR);fｏr（i=０;i<ＰＮUMBER;i＋+){sｃａnf("%d%d%d"，&Neeｄ[i].A,＆Nｅed[i].B,&Ｎeｅｄ[ｉ].C);}prｉｎtf(＂=====＝＝===＝=====结束配置资源＝=＝＝====＝====＝====\n");｝voidlｏadＣonfig(）{ＦILE*fｐ1;if((fp1=ｆoｐeｎ("confiｇ.txｔ＂,"ｒ＂))＝=NULL){ｐrintf("没有发现配置文献,请手动输入!!!\n")；setConfig(）;}else｛inti=0;ｐrｉnｔf(＂发现配置文献，开始导入．.\ｎ");/／可分派资源fsｃａｎf（fp1,"%d%d%d＂,&Ａｖａilable.A,&Ａvailａblｅ.B,&Ａvaiｌable．Ｃ）;//最大需求矩阵MAXfoｒ(i＝0;i<PNＵMＢER；ｉ++){fｓcanf(fｐ１,"％ｄ％d％d"，&Max［i].A，&Maｘ[i]．B,&Mａx［i].C);}//已分派矩阵Ａllocfｏr(i＝0；i<ＰNUMBEＲ;i++){fscanｆ(fp1,"%d%d％ｄ",&Allocatiｏｎ[i].A，＆Allocａtｉon[i].Ｂ，&Allocaｔｉoｎ[i].C）;}/／需求矩阵fｏr（i=0;i<PNUMBＥR;i＋＋){fｓｃaｎｆ(ｆｐ１,"％d%d%d＂，＆Ｎeeｄ[i]．A,&Need[i]．B,&Ｎeed[ｉ］.C）;}}}//试探分派voidPrｏbeAｌlｏc(iｎtｐroceｓs,RES*ｒｅs）｛Avaiｌaｂle.A-=res->A;Available.B-=res->B;Ａvａiｌable.C-＝res->C;Aｌｌoｃａtioｎ［proceｓs].A+=res->A;Alｌocａtion［procｅss］.B+=res->Ｂ;Ａllocatiｏｎ［process].C+=ｒes－>C；Neｅd［process]．A-=ｒes->A；Nｅｅd[pｒocess］.Ｂ-=res－>B;Need［ｐrocｅsｓ]．C-=reｓ-＞Ｃ;}//若试探分派后进入不安全状态，将分派回滚vｏidRｏlｌBack(iｎtprocess,RES*ｒes）{Avaiｌable．A＋＝rｅs-＞Ａ;Aｖailａbｌe.B+=rｅs->Ｂ;Avａilabｌe.C+=res->Ｃ;Allocatiｏn[pｒocess].A-=res-＞Ａ;Alｌocation[pｒoｃess].B-=ｒeｓ－>Ｂ；Alｌｏｃａtｉｏn[prｏcｅｓｓ].C-＝ｒes->C;Nｅｅd[ｐｒoceｓs].A+=ｒeｓ->A;Need[ｐrocess].Ｂ+=reｓ->Ｂ；Need[ｐroｃess].C＋=rｅｓ->C;}／／安全性检查boｏlＳａｆeＣhｅck（){RESWork; Worｋ.A＝Avａilabｌｅ．A; Woｒk.B=Aｖaｉlable.Ｂ;ﻩWｏｒｋ.C=Ａvａiｌaｂlｅ．Ｃ;boolFinish[ＰNUMBEＲ］=｛faｌsｅ，ｆalsｅ,falｓe};ｉｎti；iｎtj＝0;ｆor(i=0;i<ＰNUＭBER;i++)｛／/是否已检查过if(Finish［i]==fａlsｅ）{//是否有足够的资源分派给该进程ｉｆ(Need［i].A＜=Wｏrk.A&&Nｅｅｄ[ｉ]．B<＝Worｋ.B&＆Ｎeｅd[i]．Ｃ<=Work.C){//有则使其执行完毕，并将已分派给该进程的资源所有回收Work.A+=Ａｌlocaｔｉon[i].A;Wｏｒｋ.B+=Aｌlocation[ｉ].B;Work．C+=Ａｌloｃａｔiｏn[ｉ］.C;Finisｈ［i]＝truｅ;ｓafe[j＋＋]=i;ﻩﻩﻩi=－1;／/重新进行遍历｝}}/／假如所有进程的Finｉｓh向量都为ｔrｕe则处在安全状态,否则为不安全状态for(i=0;ｉ<PＮUＭBER;ｉ++){if(Finish[i]==ｆalsｅ){returnfalse;}｝ｒeturｎtrue;}//资源分派请求ｂｏolｒequesｔ(intprｏcｅss,RES*reｓ）{／/reｑuｅsｔ向量需小于Need矩阵中相应的向量if（reｓ->A<=Neeｄ[procｅsｓ]．Ａ&＆ｒes->B<=Need[ｐroｃess].B＆＆rｅs－>C＜＝Neｅd[process].C){//requｅst向量需小于Avaｉlable向量ｉf(res->A<=Avaｉlable.A&&res－>B<=Ａvailable．Ｂ&&rｅｓ-＞Ｃ＜=Avａilable.Ｃ){//试探分派ProbeＡlloc(process,reｓ);//假如安全检查成立，则请求成功，否则将分派回滚并返回失败ｉf（ＳａfeCheck())｛retｕrｎtrｕｅ;}ｅｌse{prinｔｆ("安全性检查失败。因素:系统将进入不安全状态，有也许引起死锁。\n");ｐｒｉntf("正在回滚...\n");ＲollＢａck(prｏcess,res）;}}ｅlｓe{prｉntf("安全性检查失败。因素:请求大于可运用资源。\n＂）;}}elｓｅ{printf("安全性检查失败。因素：请求大于需求。\n");}ｒetｕrnfaｌse;}/／输出资源分派表ｖoidＰrinｔＴａｂle(）{ｐｒintf(＂＝=＝=======＝=======＝＝============＝==资源分派表=＝======＝===========＝=＝===＝＝=＝==＝=\n")；printｆ(＂PｒocessＭaｘAllｏｃatｉonＮeedＡvａilaｂle\n＂);prinｔｆ(＂ABCABＣＡBCABC\n")；pｒｉntf("Ｐ０%2d%２d%2d％2d%２d%2ｄ%２d%2d％2d%2d%２d%2ｄ\n",Max[0］.A,Ｍax[０].Ｂ,Mａx［0].Ｃ,Allocａtion[0］.A,Aｌｌocatｉon[０].B,Allｏcatｉon[0］.Ｃ,Neeｄ［0]．A,Nｅed［0]．B,Need[0].Ｃ,Avaｉlablｅ.A,Availaｂle.B,Ａvailablｅ.C);prinｔf("P１％2d％2d%2ｄ％２d%2d%2d％2ｄ％2d%2ｄ\n",Maｘ[1].A,Maｘ[1].B,Max［1].Ｃ，Aｌｌocation［1].A，Ａllｏcation[1]．B,Allocation[1].Ｃ,Nｅed［1］.A,Ｎeed[1]．B,Nｅed[１].C);printｆ("Ｐ2%２d％２d%2d%2d％2ｄ%2d%2d%2d%２ｄ\ｎ"，Maｘ[2].Ａ,Max[2］．Ｂ,Max[2].C,Aｌｌｏcation[2].A,Alloｃatiｏn[2］.Ｂ,Ａlｌocatiｏn[2].Ｃ，Nｅed[2]．A,Need[2］.B,Neeｄ［2］.C)；ｐrintｆ（"======＝==========＝========＝=＝＝===========＝============＝==＝======＝＝======＝=＝==＝=＼n");}//银行家算法分派voidbankeｒ(){charch;//判断输入的是否是安全状态ＰrinｔTaｂｌe（);ｐrintf(＂先检查初始状态是否安全。\n＂);ｉｆ(ＳafeCheck（)){prｉntf("系统处在安全状态。＼n＂)；printｆ("安全序列是{P%d，P％d，P%d}。＼n",safｅ[0],ｓaｆｅ[1］，safe[２]);｝else｛pｒinｔf（"系统处在不安全状态。程序将退出．．.\n"）;printｆ(＂执行完毕。\n"）;getcｈar()；return;}／/开始分派do{ｉntprocesｓ;REＳreｓ；priｎｔf（"请依次输入请求分派的进程和对三类资源的请求数量(进程编号０．１．２.．．）＼n");scａnｆ（"％ｄ％ｄ%ｄ%ｄ",&ｐroｃｅss,&res.Ａ,＆res.B,＆res.C);ｉｆ（ｐrocｅss<3&＆pｒocess>=0）{if(reｑuest(ｐroｃess,＆rｅs)）｛ｐriｎtf("分派成功。＼n");PrintＴａble();ｐrintf(＂安全序列是｛Ｐ%d，P%d,P％ｄ}。\ｎ＂,saｆe[0]，ｓａfｅ[1],saｆe[2])；}elｓe{priｎtｆ("分派失败。＼ｎ"）;}prｉntf（"是否继续分派？(Y／N）:＂);geｔchar();cｈ=geｔｃhａｒ（)；}elsｅ{printf（"输入的进程号0~2＼ｎ"）；ch='y'；｝}wｈile(cｈ==＇Ｙ'||ch=='ｙ'）;prｉntf("执行完毕。＼n");}//随机分派算法执行boolRanｄＲequｅst（iｎtpｒｏcess,RES＊res){/／rｅqｕｅsｔ向量需小于Aｖaiｌable向量iｆ（res->A＜＝Avaｉlable.Ａ&&rｅs－>B<=Availabｌe．B&&rｅｓ-＞C<=Avaiｌaｂle.C){//试探分派PrｏbeAlｌoｃ(process,rｅs)；//判断进程是否执行完,执行完释放资源if(Max［prｏｃeｓs].A<=Ａlloｃatiｏｎ[proｃeｓs].A＆＆Ｍａｘ[proceｓs].B<=Alｌocation[ｐrｏｃeｓｓ].B&&Max[prｏcess].C<=Aｌｌoｃaｔiｏn[ｐrｏceｓs].Ｃ){printｆ("\nP%ｄ执行完毕，释放所分派的资源..．\n＂,proｃesｓ）;／／有则使其执行完毕，并将已分派给该进程的资源所有回收Available.A+=Ａlｌocaｔion[ｐroceｓs].A；Avａilablｅ.B+＝Allｏcation［prｏcess].B;Ａvａilａble．C+=Ａlloｃaｔioｎ[ｐrｏceｓs].C;Allocatｉon[pｒoｃｅss]．A=0;Allocation[proｃess].B=0;Allｏcaｔion［procｅss].C＝０;Nｅed[pｒoceｓｓ］.A＝Ｍax［ｐrocess].A;Ｎeed[ｐroｃｅsｓ].Ｂ=Max[ｐroceｓs].B；Neｅd[ｐｒoｃess］.C＝Max[proceｓs］．C;}returｎtrue;}else｛printf("分派失败。因素：请求大于可运用资源。＼n");}rｅtｕrｎfalｓe；}/／随机分派voｉdraｎdPaｔcｈ(){charｃh;//判断输入的是否是安全状态ＰriｎtTablｅ(）;pｒｉntf("先检查初始状态是否安全。＼n＂）;iｆ（SaｆeＣｈｅck(）){ｐrintｆ（"系统处在安全状态。＼n");pｒiｎtｆ(＂安全序列是{P%d,P％d,P％d}。\n",sａfe[0]，safe［１],safe[2])；}ｅlsｅ｛prｉnｔf("系统处在不安全状态。程序将退出．．．\n"）;prinｔf（"执行完毕。\ｎ");ｇetｃhａr（);reｔurn；｝//开始分派ｄｏ{ｉｎtprｏcess;RESｒｅｓ；priｎtf("请依次输入请求分派的进程和对三类资源的请求数量（进程编号0.1．2...)\n＂);scanf("%d%d%d％ｄ"，&procesｓ，&ｒes.A,&ｒes．B,＆res．C）；if(RａｎdＲequｅｓｔ(pｒocess，＆res)){printf("分派成功。\ｎ＂);PriｎｔTable()；if（!SaｆeＣhｅck()）{ｐriｎtｆ（"系统发生死锁。"）；ｇetｃｈar();getchaｒ();ｂreａk;｝}eｌsｅ{priｎtf("分派失败。＼n");｝prｉntf(＂是否继续分派?(Y/N）:"）;gｅtｃhar(）;ｃh＝getｃhar（）;}while(ｃh==＇Y'｜｜ch＝='y');pｒintf("执行完毕。\n＂);｝iｎｔｍaｉn（）｛inｔｘ;whiｌｅ(１)｛ｐｒintｆ（"========＝＝＝========＝============＝========＝＝＝========＝========＝=＝＝==＝===＝＝====＝=\n"）;prｉｎｔf("＼t\t\ｔ共享资源分派与银行家算法＼ｎ");ｐｒintｆ(＂=＝====＝=＝========＝=＝＝========＝======＝＝===＝======＝=========＝=＝==============＝===\n");ｐrｉntf("＼t\ｔ\t按１．导入配置信息\n");prｉntｆ("\t\t\t按２.银行家算法\ｎ")；ｐrｉｎtf("\t\t＼t按3.随机分派算法\n")；ｐrintf("\t\t＼t按0.退出系统\ｎ");ｐｒinｔｆ("=＝＝=＝====＝＝==＝＝==＝=＝＝==========＝===＝===============＝＝========＝=＝=＝=========＝＝==\n＂);pｒｉｎｔｆ（＂您输入的是:");ｓcanf（＂%d",&ｘ);f