操作系统实验3-银行家算法

PAGEPAGE4实验三死锁

一、实验题目设计一个n个并发进程共享m个系统资源的系统。进程可动态申请资源和释放资源，系统按各进程的申请动态的分配资源。要求采用银行家算法防止死锁。二、实验目的死锁会引起计算机工作僵死，造成整个系统瘫痪。因此，死锁现象是操作系统特别是大型系统中必须设法防止的。通过本次实验，使学生掌握死锁的概念和产生死锁的原因和必要条件，预防和避免死锁的方法，死锁的检测与解除。通过本次实验，使学生加深了对死锁概念的理解和掌握，深刻领会银行家算法的实质及实现过程。三、设计思想（本程序中的用到的所有数据类型的定义，主程序的流程图及各程序模块之间的调用关系）程序流程图安全（safe）函数框图如下：2．逻辑设计用结构体数组表示3个进程，其中包括使用数组形式的线性表表示某个进程申请资源的列表（队列），以及进程需要的总资源数、进程当前已经运行到的位置等信息。模拟分配的程序部分，采用循环队列对各进程进行调度。3、物理设计全局变量的结构定义如下：boolavoid;structinfo//进程信息{longtot,n;//最大占用资源,申请次数longlist[16];//申请资源列表longpre[16];//已占用资源数longp;//已分配状况的指针}pro[4];longLeftRes;程序的结构定义如下：intmain()//主函数{init();allot();}voidinit()//函数功能:输入和初始化voidallot()//函数功能:模拟资源分配过程allot()使用以下函数模拟分配过程：boolrequire(longx)//函数功能:尝试分配资源给进程xboolsafe(longx)//函数功能:检查分配是否安全可以处理3种资源的程序全局变量结构如下：//共有3种资源，3个进程boolavoid;structinfo//进程信息{longtot[4];//最大占用资源数longp[4];//已经占有的资源数}pro[5];longLeftRes[4];//剩余资源数longqu[4];四、测试结果对于一组会导致死锁的数据，分别选择采用和不采用避免算法，结果如下：Avoiddeadlock?(Y/N)YPleaseinputtheresourse-requirelistsofthese3processes,onelistsinaline:23423331=================================================================Process1:234(Sum=9)Process2:233(Sum=8)Process3:31(Sum=4)=================================================================Process1require2unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=8Process2require2unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=6Process3require3unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=3Process1require3unit(s)resourseDenied!NotsafeProcess2require3unit(s)resourseDenied!NotsafeProcess3require1unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=2Process3finish.LeftResourse=6Process1require3unit(s)resourseDenied!NotsafeProcess2require3unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=3Process1require3unit(s)resourseDenied!NotsafeProcess2require3unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=0Process2finish.LeftResourse=8Process1require3unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=5Process1require4unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=1Process1finish.LeftResourse=10Finish如果不避免死锁：Avoiddeadlock?(Y/N)NPleaseinputtheresourse-requirelistsofthese3processes,onelistsinaline:23423331=================================================================Process1:234(Sum=9)Process2:233(Sum=8)Process3:31(Sum=4)=================================================================Process1require2unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=8Process2require2unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=6Process3require3unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=3Process1require3unit(s)resourseSuccess!LeftResourse=0Process2require3unit(s)resourseDenied!NoenoughresourseProcess3require1unit(s)resourseDenied!NoenoughresourseProcess1require4unit(s)resourseDenied!NoenoughresourseAlreadyDeadlockFinish改进版本（可以使用3种资源的程序）测试结果如下：五、系统不足与经验体会系统不能处理多种不同资源的情况，也缺乏处理大规模数据的能力。safe函数的编写是程序成功的关键，其中利用Change标记的思乡值得仔细体会。六、附录：源代码（带注释）//*******************************************************//*操作系统实验三死锁*//*实验学院一班（0436101）张元竞(6040310110)*//*2006-10-15*//******************************************************/#include<cstdio>#include<cstring>#include<cstdlib>#include<ctime>//共有3种资源，3个进程boolavoid;structinfo//进程信息{longtot[4];//最大占用资源数longp[4];//已经占有的资源数}pro[5];longLeftRes[4];//剩余资源数longqu[4];voidinit()//函数功能:输入和初始化{chartmp[128];longi,j;//以下由用户选择是否采用避免死锁算法printf("是否采用避免死锁算法?(Y/N)");gets(tmp);avoid=(tmp[0]=='Y'||tmp[0]=='y');//输入各进程的资源信息printf("请输入各进程的资源信息:\n");printf("依次输入各进程所需要的最大资源数量:\n");for(i=1;i<=3;i++){for(j=1;j<=3;j++){scanf("%ld",&pro[i].tot[j]);}}printf("依次输入各进程已经占据的资源数量:\n");for(i=1;i<=3;i++){for(j=1;j<=3;j++){do{scanf("%ld",&pro[i].p[j]);if(pro[i].p[j]>pro[i].tot[j])printf("\n占有资源超过了声明的最大资源,请重新输入\n");}while(pro[i].p[j]>pro[i].tot[j]);}}//初始化资源数量for(i=1;i<=3;i++){LeftRes[i]=10;//初始化总资源数为10for(j=1;j<=3;j++){LeftRes[i]-=pro[j].p[i];//减去已经被占据的资源}}//以下输出资源状况表printf("\n===============================================================\n");printf("%-20s","当前剩余资源");for(i=1;i<=3;i++){printf("%8ld",LeftRes[i]);}for(i=1;i<=3;i++){printf("\n%s%ld%-15s","进程",i,"(占用/最大)");for(j=1;j<=3;j++){printf("%4ld/%3ld",pro[i].p[j],pro[i].tot[j]);}}printf("\n===============================================================\n\n");}boolsafe(longx)//函数功能:检查分配是否安全{longi,j,y[4];boolchange=1;boolT[4];longstack[4],top=0;memset(T,0,sizeof(T));for(i=1;i<=3;i++){y[i]=LeftRes[i]-qu[i];pro[x].p[i]+=qu[i];}while(change){change=0;for(i=1;i<=3;i++){if(T[i])continue;if(y[1]>=pro[i].tot[1]-pro[i].p[1]&&y[2]>=pro[i].tot[2]-pro[i].p[2]&&y[3]>=pro[i].tot[3]-pro[i].p[3]){for(j=1;j<=3;j++){y[j]+=pro[i].p[j];}T[i]=1;change=1;stack[++top]=i;}}}for(i=1;i<=3;i++){if(!T[i]){return0;}}printf("申请成功!安全序列为:");for(i=1;i<=top;i++)printf("%2ld",stack[i]);return1;}voidrequire(longx)//函数功能:尝试分配资源给进程x{longi,j;if(LeftRes[1]<qu[1]||LeftRes[2]<qu[2]||LeftRes[3]<qu[3]){printf("申请被拒绝!没有足够的剩余资源。\n");return;}if(avoid){if(safe(x)){;}else{printf("申请被拒绝!不符合安全规则。\n");return;}}else{printf("申请成功!\n");}printf("\n===============================================================\n");printf("%-20s","当前剩余资源");for(i=1;i<=3;i++){printf("%8ld",LeftRes[i]-qu[i]);}for(i=1;i<=3;i++){printf("\n%s%ld%-15s","进程",i,"(占用/最大)");for(j=1;j<=3;j++){if(i==x&&!avoid)pro[i].p[j]+=qu[i];printf("%4ld/%3ld",pro[i].p[j