1、操作系统课程设计报告操作系统课程设计报告 1、概述概述 一、设计目的一、设计目的 1.1.对死锁避免中的银行家算法作进一步理解。对死锁避免中的银行家算法作进一步理解。 2.2.加深理解死锁的概念。加深理解死锁的概念。 3.3.加深理解安全序列和安全状态的概念。加深理解安全序列和安全状态的概念。 4.4.通过编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序， 观察死锁通过编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序， 观察死锁 产生的条件，并采用适当的算法，有效地防止和避免死锁地发生。产生的条件，并采用适当的算法，有效地防止和避免死锁地发生。 二、开发环境二、开发环境 操作系统操作系统 Window
2、s xp 编译环境编译环境 VC+6.0 生成文件生成文件 银行家算法.cpp 2、需求分析、需求分析 一、死锁概念：一、死锁概念： 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造 成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去. 此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等 待的进程称为死锁进程. 由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得 有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续 运行，这就产生了死锁。 二、关于死锁的一些结论：二、关于死锁的一些结论： 1.参与死锁的进程最少是两个（两个以上进程才会出现死锁） 2.参与死锁的进程至少有
3、两个已经占有资源 3.参与死锁的所有进程都在等待资源 4.参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集 如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。 三、三、资源分类：资源分类： 永久性资源： 可以被多个进程多次使用（可再用资源） 1） 可抢占资源 2） 不可抢占资源 临时性资源： 只可使用一次的资源；如信号量,中断信号，同步信 号等（可消耗性资源） “申请-分配-使用-释放”模式 四、四、产生死锁的四个必要条件：产生死锁的四个必要条件： 1、互斥使用（资源独占） 一个资源每次只能给一个进程使用 2、不可强占（不可剥夺） 资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源， 资源只能由占 有者自
4、愿释放 3、请求和保持（部分分配，占有申请） 一个进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有 （只有这 样才是动态申请，动态分配） 4、循环等待 存在一个进程等待队列 P1 , P2 , , Pn, 其中P1等待P2占有的 资源，P2 等待 P3 占有的资源，Pn 等待 P1 占有的资源，形成一 个进程等待环路 。 五、死锁的解决方案死锁的解决方案 5.1产生死锁的例子产生死锁的例子 申请不同类型资源产生死锁 P1： 申请打印机 申请扫描仪 使用 释放打印机 释放扫描仪 P2： 申请扫描仪 申请打印机 使用 释放打印机 释放扫描仪 申请同类资源产生死锁（如内存） 设有资源 R， R有 m 个
5、分配单位， 由 n 个进程 P1,P2,Pn （n m） 共享。假设每个进程对 R 的申请和释放符合下列原则： * 一次只能申请一个单位 * 满足总申请后才能使用 * 使用完后一次性释放 m=2，n=3 资源分配不当导致死锁产生 5.2 死锁预防死锁预防: 1.摒弃“请求和保持” 2.摒弃“不剥夺”条件 3.摒弃“环路等待” 5.3 安全状态与不安安全状态与不安全状态全状态 ： 安全状态 :如果操作系统能保证所有的进程在 有限的时间 内 得到需要的 全部资源 ，则称系统处于“安全状态”。 3、数据结构设计数据结构设计 一、可利用资源向量矩阵 AVAILABLE。这是一个含有 M 个元素的 数组
6、，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系 统中所配置的该类全部可用资源的数目， 其数值随该类资源的分配和 回收而动态地改变。如果 AVAILABLE j= K，则表示系统中现有 R 类资源 K 个 二、最大需求矩阵 MAX。这是一个 N*M 的矩阵，用以表示每一个 进程对 M 类资源的最大需求。如果 MAX i,j=K，则表示进程 I 需要 R 类资源的数目为 K。 三、分配矩阵 ALLOCATION。这也是一个 N*M 的矩阵，它定义了系 统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果 ALLOCATION i,j=K，则表示进程 i 当前已分得 R 类资源的数目为 K。 四、需求矩阵 NEED。这也是一个 n*m 的矩阵，用以表示每一个进 程尚需的各类资源数。如果 NEED i,j=K，则表示进程 i 还需要 R 类资源 K 个，才能完成其任务。
