银行家算法课程设计2

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1、 摘摘 要要 银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法， 该算法由于能用于银行 系统现金贷款的发放而得名。 银行家算法是在确保当前系统安全的前提下 推进的。对进程请求先进行安全性检查，来决定资源分配与否，从而确保 系统的安全，有效的避免了死锁的发生。 该设计在理解和分析了银行家算法的核心思想以及状态的本质涵义 的前提下， 对算法的实现在总体上进行了设计， 包括在对算法分模块设计， 并对各个模块的算法思想通过流程图表示，分块编写代码，并进行测试， 最后进行程序的测试，在设计思路上严格按照软件工程的思想执行，确保 了设计和实现的可行，可信。 关键词：关键词：银行家算法；死锁；避免死锁；安全性序列 目

2、目 录录 1 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 课题意义. 1 1.3 银行家算法原理. 1 1.4 死锁. 2 1.5 安全性序列 2 2 需求分析 3 2.1 问题描述. 3 2.2 基本要求. 3 2.3 死锁的预防 3 3 设计思路. 4 3.1 设计原理. 4 3.2 设计目的 4 3.3 各模块之间的调用图 4 4 详细设计 5 4.1 初始化程序设计 5 4.2 银行家算法设计 5 4.3 安全性检查算法 6 4.4 流程图 7 5 运行调试及结果说明 8 6 总结 13 参考文献. 14 致 谢. 15 附录（源程序）：. 16 1 绪论绪论 1.1 课题背景课题背景 在

3、多道程序系统中，虽可以借助多个进程的并发执行来改善系统 的资源利用率，提高系统吞吐量，但可能发生一种危险死锁，即 多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局， 若无外力作用， 将无法再向前推进。如此，寻求一种避免死锁的方法便显得有为重要。 死锁的产生一般的原因有两点：竞争资源和进程间推进顺序非法。因 此，我们只需在当前的有限资源下，找到一组合法的执行顺序，便能 很好的避免死锁，我们称它为安全序列。而银行家算法起源于银行系 统的发放贷款，和计算机操作系统的资源分配完全符合，因此可以借 鉴该算法的思想，设计出一种有效的算法程序，解决该问题。 1.2 课题意义课题意义 （1）运用操作系统学过的知

4、识和方法设计和实现，又是一次实战演 练，从而提高自己的分析问题，解决问题和动手能力； （2）通过整个算法的设计与实现进一步加深了对算法的理解和多道 程序下的计算机系统资源分配现状， 为以后进一步的学习打下了良好的基 础。 1.3 银行家算法原理银行家算法原理 为保证资金的安全,银行家规定: (1) 当一个顾客对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金时就 可接纳该顾客; (2) 顾客可以分歧贷款,但贷款的总数不能超过最大需求量; (3) 当银行家现有的资金不能满足顾客尚需的贷款数额时,对顾客的 贷款可推迟支付,但总能使顾客在有限的时间里得到贷款; (4) 当顾客得到所需的全部资金后,一定能在有限

5、的时间里归还所有 的资金,操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程首次申 请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以 满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。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。 1.4 死锁死锁 死锁是进程死锁的简称，是由 Dijkstra 于 1965 年研究银行家算法时 首先提出来的。 是指多个

6、进程循环等待它方占有的资源而无限期地僵持下 去的局面。很显然，如果没有外力的作用，那麽死锁涉及到的各个进程都 将永远处于封锁状态。 它是计算机操作系统乃至并发程序设计中最难处理的问题之一。 实际 上， 死锁问题不仅在计算机系统中存在， 在我们日常生活中它也广泛存在。 在计算机系统中，涉及软件，硬件资源都可能发生死锁。例如：系统 中只有一台 CD-ROM 驱动器和一台打印机，某一个进程占有了 CD-ROM 驱动器，又申请打印机；另一进程占有了打印机，还申请 CD-ROM。结 果，两个进程都被阻塞，永远也不能自行解除。 1.5 安全性序列安全性序列 安全序列的的实际意义在于：系统每次进行资源分配后，如果对于 系统中新的资源状况，存在一个安全序列，则至少存在一条确保系统不 会进入死锁的路径。按照该序列，银行家可以实施一个有效的分配过程 使得所有客户得到满足。 银行家算法的核心在于安全序列的产生。 安全序列正是一种安全的 进程推进顺序。 2 需求分析需求分析 2.1 问题描述问题描述 运用银行家算法，避免死锁的发生。在确保当前系统安全的前提 下推进的。对进程请求先进行安全性检查，来决