死锁：
死锁产生的现场：当A进程P S2信号量而B进程P S1信号量时就会产生死锁，因为S2信号量需要B进程释放，而S1信号量需要A进程释放，因此两个进程都在等相互的资源，造成死锁。
死锁产生的条件：
互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用。（信号量s1 s2为互斥的信号量，只能被一个进程占用）
请求和保持条件：当进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。（A进程在获取s2阻塞时，一直占用s1）
不可剥夺条件：进程已获得的资源在未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放。（s1只能由A进程释放，s2只能由B进程释放）
环路等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程--资源的环形链。（A B 进程都是环形链路）
避免死锁的算法：
银行家算法是避免死锁的一种重要方法，防止死锁的机构只能确保上述四个条件之一不出现，则系统就不会发生死锁。通过这个算法可以用来解决生活中的实际问题，如银行贷款等。
程序实现思路银行家算法顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要应多个客户的借贷周转，为了防止银行加资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须 考察其是否能限期归还。在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还 资源，以供其他进程使用资源。如果资源分配不得到就会发生进程循环等待资源，则进程都无法继续执行下去的死锁现象。
把一个进程需要和已占有资源的情况记录在进程控制中，假定进程控制块PCB其中“状态”有就绪态、等待态和完成态。当进程在处于等待态时，表示系统不能满 足该进程当前的资源申请。“资源需求总量”表示进程在整个执行过程中总共要申请的资源量。显然，，每个进程的资源需求总量不能超过系统拥有的资源总 数, 银行算法进行资源分配可以避免死锁.
一．程序流程图：
1.初始化算法流程图：
2．银行家算法流程图：
3.安全性算法流程图：
二．银行家算法设计:
1．设进程i提出请求Request[n]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request[n]>Need[i，n]，则报错返回。
(2)如果Request[n]>Available，则进程i进入等待资源状态，返回。
(3)假设进程i的申请已获批准，于是修改系统状态：
Available=Available-Request
Allocation=Allocation+Request
Need=Need-Request
(4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
2．安全性检查
(1)设置两个工作向量Work=Available；Finish =False
(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，
Finish =False
Need<=Work
如找到，执行(3)；否则，执行(4)
(3)设进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。
Work=Work+Allocation
Finish=True
GO TO 2
(4)如所有的进程Finish =true，则表示安全；否则系统不安全。
3．数据结构
假设有M个进程N类资源，则有如下数据结构:
#define W 10
#define R 20
int A ; //总进程数
int B ; //资源种类
int ALL_RESOURCE[W]; //各种资源的数目总和
int MAX[W] ; //M个进程对N类资源最大资源需求量
int AVAILABLE ; //系统可用资源数
int ALLOCATION[W] ; //M个进程已经得到N类资源的资源量
int NEED[W] ; //M个进程还需要N类资源的资源量
int Request ; //请求资源个数
5.4主要函数说明
void showdata(); //主要用来输出资源分配情况
void changdata(int); //主要用来输出资源分配后后的情况
void rstordata(int); //用来恢复资源分配情况,如:银行家算法时,由于分配不安全则要恢复资源分配情况
int chkerr(int); //银行家分配算法的安全检查
void bank() ; //银行家算法
银行家算法的课程设计（二)VC++6.02008-01-28 15:29源程序
数据结构分析：
假设有M个进程N类资源，则有如下数据结构:
#define W 10
#define R 20
int A ; //总进程数
int B ; //资源种类
int ALL_RESOURCE[W]; //各种资源的数目总和
int MAX[W] ; //M个进程对N类资源最大资源需求量
int AVAILABLE ; //系统可用资源数
int ALLOCATION[W] ; //M个进程已经得到N类资源的资源量
int NEED[W] ; //M个进程还需要N类资源的资源量
int Request ; //请求资源个数
第3章 程序清单#include <iostream>
using namespace std;
#define MAXPROCESS 50 /*最大进程数*/
#define MAXRESOURCE 100 /*最大资源数*/
int AVAILABLE[MAXRESOURCE]; /*可用资源数组*/
int MAX[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*最大需求矩阵*/
int ALLOCATION[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*分配矩阵*/
int NEED[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*需求矩阵*/
int REQUEST[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; /*进程需要资源数*/
bool FINISH[MAXPROCESS]; /*系统是否有足够的资源分配*/
int p[MAXPROCESS]; /*记录序列*/
int m,n; /*m个进程,n个资源*/
void Init();
bool Safe();
void Bank();
int main()
{
Init();
Safe();
Bank();
}
void Init() /*初始化算法*/
{
int i,j;
cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;
cout<<"\t|| ||"<<endl;
cout<<"\t|| 银行家算法 ||"<<endl;
cout<<"\t|| ||"<<endl;
cout<<"\t|| 计科04151 李宏 ||"<<endl;
cout<<"\t|| ||"<<endl;
cout<<"\t|| 0415084211 ||"<<endl;
cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;
cout<<"请输入进程的数目:";
cin>>m;
cout<<"请输入资源的种类:";
cin>>n;
cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<n;j++)
cin>>MAX[j];
cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
cin>>ALLOCATION[j];
NEED[j]=MAX[j]-ALLOCATION[j];
if(NEED[j]<0)
{
cout<<"您输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源数错误,请重新输入:"<<endl;
j--;
continue;
}
}
}
cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>AVAILABLE;
}
}
void Bank() /*银行家算法*/
{
int i,cusneed;
char again;
while(1)
{
cout<<"请输入要申请资源的进程号(注:第1个进程号为0,依次类推)"<<endl;
cin>>cusneed;
cout<<"请输入进程所请求的各资源的数量"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>REQUEST[cusneed];
}
for(i=0;i<n;i++)
{
if(REQUEST[cusneed]>NEED[cusneed])
{
cout<<"您输入的请求数超过进程的需求量!请重新输入!"<<endl;
continue;
}
if(REQUEST[cusneed]>AVAILABLE)
{
cout<<"您输入的请求数超过系统有的资源数!请重新输入!"<<endl;
continue;
}
}
for(i=0;i<n;i++)
{
AVAILABLE-=REQUEST[cusneed];
ALLOCATION[cusneed]+=REQUEST[cusneed];
NEED[cusneed]-=REQUEST[cusneed];
}
if(Safe())
{
cout<<"同意分配请求!"<<endl;
}
else
{
cout<<"您的请求被拒绝!"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
AVAILABLE+=REQUEST[cusneed];
ALLOCATION[cusneed]-=REQUEST[cusneed];
NEED[cusneed]+=REQUEST[cusneed];
}
}
for(i=0;i<m;i++)
{
FINISH=false;
}
cout<<"您还想再次请求分配吗?是请按y/Y,否请按其它键"<<endl;
cin>>again;
if(again=='y'||again=='Y')
{
continue;
}
break;
}
}
bool Safe() /*安全性算法*/
{
int i,j,k,l=0;
int Work[MAXRESOURCE]; /*工作数组*/
for(i=0;i<n;i++)
Work=AVAILABLE;
for(i=0;i<m;i++)
{
FINISH=false;
}
for(i=0;i<m;i++)
{
if(FINISH==true)
{
continue;
}
else
{
for(j=0;j<n;j++)
{
if(NEED[j]>Work[j])
{
break;
}
}
if(j==n)
{
FINISH=true;
for(k=0;k<n;k++)
{
Work[k]+=ALLOCATION[k];
}
p[l++]=i;
i=-1;
}
else
{
continue;
}
}
if(l==m)
{
cout<<"系统是安全的"<<endl;
cout<<"安全序列:"<<endl;
for(i=0;i<l;i++)
{
cout<<p;
if(i!=l-1)
{
cout<<"-->";
}
}
cout<<""<<endl;
return true;
}
}
cout<<"系统是不安全的"<<endl;
return false;
}
输出数据
银行家算法的模拟实现”是本学期操作系统课程唯一的课程设计。在设计此程序的过程中，我遇到过许多问题，也学到了很多东西。本程序的设计实现主要是用 C++语言实现，通过对程序算法的设计优化、输出显示的格式设计、输入过程中的异常处理等一些设计过程中的问题的考虑解决，在C++学习上也有了很大的进 步。程序设计过程中开始遇到的最大的问题是算法的结构设计问题，课本上只给了设计要求及简单的算法，要真正实现还需要考虑很多方面。在算法的数据结构设计 上考虑了很长时间。在程序设计中先后参考了很多网络资料，也参考了一些别人写的的程序，综合这些算法思想和自己的思路对程序做了很好的设计方式，对一些算 法的优越性等也作了一些考虑。此外考虑最多的就是异常错误处理的设计。一个好的程序必须能在各种环境下都有其相应的处理方式，至少能应对一些常见的可能发 生的错误。比如一般的要求输入为数字时，如果输入了一个非数字字符，程序就会立即出错无法继续运行，本程序针对这个问题设计了一个shuzi();函数进 行处理，处理方式为：接受键盘输入的字符为字符串，然后对字符串的每个字符进行判断是否为数字，如果有非数字字符出现则提示出错并要求重新输入。又如在判 断是否继续时要求输入Y/N时，按一般的方式，如果输入为多个字符，则多余的字符会保存在缓冲区，到下次要求输入时输入而导致出错，对此问题设计处理方式 为接受输入字符保存为串然后只取其首字符进行判断。还有很多类似的错误处理。还有在设置程序的显示优化时，发现暂停函数在不同的情况下执行顺序不同，如此 等等。在课程设计过程中遇到了许多问题，也向同宿舍的同学做了一些请教一起讨论，也因此从他们身上学到了许多东西。
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