银行家算法课程设计书
武汉理工大学华夏学院课程设计报告书
课程名称：操作系统原理
题目：编程序模拟银行家算法
系名：信息工程系
专业班级：计算机1112
姓名：曾高峰
学号： 10210411221
指导教师:苏永红司晓梅
2013 年 6 月 28 日
课程设计任务书
学生姓名：曾高峰专业班级：10210411221
指导教师：苏永红工作单位：武汉理工大学华夏学院设计题目：编程序模拟银行家算法
初始条件：
Linux操作系统，GCC编译环境
要求完成的主要任务：
主要任务：
银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用用c/c++语言在Linux操作系统环境下编写和调试一个简单的银行家算法程序。加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
思想：将一定数量的资金供多个用户周转使用，当用户对资金的最大申请量不超过现存资金时可接纳一个新客户，客户可以分期借款，但借款总数不能超过最大的申请量。银行家对客户的借款可以推迟支付，但是能够使客户在有限的时间内得到借款，客户得到所有的借款后能在有限的时间内归还。用银行家算法分配资源时，测试进程对资源的最大需求量，若现存资源能满足最大需求就满足当前进程的申请，否则推迟分配，这样能够保证至少有一个进程可以得到所需的全部资源而执行到结束，然后归还资源，若OS能保证所有进程在有限的时间内得到所需资源则称系统处于安全状态。
设计报告撰写格式要求：
1设计题目与要求 2 设计思想
3系统结构 4 数据结构的说明和模块的算法流程图
5 使用说明书（即用户手册）：内容包含如何登录、退出、读、写等操作说明
6 运行结果和结果分析（其中包括实验的检查结果、程序的运行情况）
7 自我评价与总结 8 附录：程序清单，注意加注释（包括关键字、方法、变量等），
在每个模块前加注释；
时间安排
6月24日布置课程设计任务；分配题目后，查阅资料、准备程序；
6月 25～6月27 日上机调试程序、书写课程设计报告；
6月28 日提交课程设计报告及相关文档。
指导教师签字：2013年6月21日
系主任签字：2013年6月21日
1.设计目的
1.1模拟实现银行家算法，用银行家算法实现资源分配。
1.2了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。
1.3掌握死锁的产生的原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。
1.4掌握预防死锁的方法，系统安全状态的基本概念。
1.5掌握银行家算法，了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。
1.6理解死锁避免在当前计算机系统不常使用的原因。
2. 问题描述
在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处于安全状态，便可以避免发生死锁。所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分配所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完成，即可找到一个安全资源分配序列。模拟实现这个工作过程。
3. 设计思路
我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。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。
4.详细设计
4.1银行家算法
4.1.1在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满
意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。
4.1.2设进程m提出请求REQUEST [m]，则银行家算法按如下规则进行
判断。
4.1.2.1如果REQUEST [m] [n]<= NEED[m][n]，则转(2)；否则，出错。
4.1.2.2如果REQUEST [m] [n]<= A V AILABLE[m][n]，则转(3)；否则，
出错。
4.1.2.3系统试探分配资源，修改相关数据：
A V AILABLE[n]-=REQUEST[m][n];
ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];
NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];
4.1.2.4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。
4.1.2.5对于某一进程m，若对所有的n，有NEED[m][n]=0，则表此进程
资源分配完毕，应将占用资源释放。
4.2关于死锁的一些结论：
4.2.1参与死锁的进程最少是两个（两个以上进程才会出现死锁）
4.2.2参与死锁的进程至少有两个已经占有资源
4.2.3参与死锁的所有进程都在等待资源
4.2.4参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集
4.2.5注：如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。
4.3资源分类：
4.3.1永久性资源:可以被多个进程多次使用（可再用资源）
4.3.1.1可抢占资源
4.3.1.2不可抢占资源
4.3.2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
4.4产生死锁的四个必要条件：
4.4.1、互斥使用（资源独占）
一个资源每次只能给一个进程使用
4.4.2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愿释放
4.4.3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）
4.4.4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
4.5死锁的解决方案
4.5.1 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
4.5.2死锁避免:
定义:：系统设计时确定资源分配算法，保证不发生死锁。具体的做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一
4.5.2.1破坏“不可剥夺”条件
在允许进程动态申请资源前提下规定，一个进程在申请新的资源不能立即得到满足而变为等待状态之前，必须释放已占有的全部资源，若需要再重新申请
4.5.2.2破坏“请求和保持”条件
要求每个进程在运行前必须一次性申请它所要求的所有资源，且仅当该进程所要资源均可满足时才给予一次性分配
4.5.2.3破坏“循环等待”条件
采用资源有序分配法：
把系统中所有资源编号，进程在申请资源时必须严格按资源编号的递增次、序进行，否则操作系统不予分配。
4.6安全状态与不安全状态
安全状态：如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…Pn，则系统处于安全状态。一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和，系统处于安全状态(安全状态一定是没有死锁发生的)
不安全状态:不存在一个安全序列，不安全状态一定导致死锁。
5、数据结构设
5.1、定义全局变量
#define M，N； //定义常量，便于修改
int Available[N]; //各种资源可利用的数量
int Allocation[M][N]; //各进程当前已分配的资源数量
int Max[M][N]; //各进程对各类资源的最大需求数
int Need[M][N]; //还需求矩阵
int Request[M]; //申请各类资源的数量
int Work[M]; //工作向量，表示系统可提供给进程运行所需各类资源数量
int Finish[N]; //表示系统是否有足够的资源分配给进程，0为否，1为是
int p[N]; //存储安全序列
int i,j; //全局变量，主要用于循环语句中
int n,m; //n为进程的数量,m为资源种类数
5.2安全性检查算法
5.2.1设置两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH
5.2.2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)
5.1.3设进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。
Work+=ALLOCATION;
Finish=true;
GOTO 2
5.1.4如所有的进程Finish= true，则表示安全；否则系统不安全。
6、流程图（如图1）
图1:流程图
7.运行界面图
开始界面图（如图2）
图2开始界面图输入数据后图a（如图3）
图3输入数据后图a
输入数据后图b（如图4）
图4输入数据后图4 申请资源错误图（如图5）
图5申请资源错误图
资源申请正确图（如图6）
图6资源申请正确图
8、心得与体会：
“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，积极解决遇到的问题。
在本次实验中我们使用了liunx变成环境，让我们更加系统深入的了解了liunx，gcc 编程思路和思想，同时让我更加深刻的了解银行家算法,了解死锁的避免和预防，对操作系统对资源的申请和释放有了更加深刻的理解，同时在编程过程中积极的向老师同学请教问题与他们一起探讨在系统中存在的问题和漏洞。
经过本次课程设计，我对liunx的操作能力和解决问题的实际能力有了很大的提高，同时对团队协作能力有了更加深刻的理解。如果还有类似的课程设计我一定会好好对待。
9.参考文献
[1]、汤子嬴编：《计算机操作系统》，西安电子科技大学出版社
[2]、张尧学、史美林编：《计算机操作系统教程》，清华大学出版社
[3]、任爱华、王雷编：《操作系统实用教程》，清华大学出版社
[4]、郑莉、董渊、何江丹编《C++语言程序设计》，清华大学出版社附录
#include
#include
#include
#include
#define M 50 /*进程数*/
#define N 30/*资源数*/
#define FALSE 0
#define TRUE 1
/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/
int MAX[M][N];
/*系统可用资源数*/
int A V AILABLE[N];
/*M个进程已经得到N类资源的资源量*/
int ALLOCATION[M][N];
/*M个进程还需要N类资源的资源量*/
int NEED[M][N];
int Request[N];
int m,n;
/*输入M个进程对N类资源最大资源需求量*/
void scanfmax(int a,int b)
{
int i,j;
for(i=0;i { for(j=0;j { scanf("%d",&MAX[i][j]); } printf("\n"); } } void scanfavailable(int b) { int i; for(i=0;i { scanf("%d",&A V AILABLE[i]); } } void main() { int i=0,j=0; char flag; void scanfavailable(int n); void scanfmax(int m,int n); void showdata(); void changdata(int); void rstordata(int); int chkerr(int); printf("请输入进程数m和资源数n,m,n "); scanf("%d%d",&m,&n); scanfmax(m,n); for(i=0;i for(j=0;j printf("max[%d][%d]=%d",i,j,MAX[i][j]); scanf("%d",&i); printf("请输入系统可用资源数："); scanfavailable(n); // printf("####1"); for(i=0;i for(j=0;j ALLOCATION[i][j]=0; // printf("######2"); for(i=0;i for(j=0;j NEED[i][j]=MAX[i][j]; /* printf("######3"); /*for(i=0;i {for(j=0;j printf("need[%d][%d]=%d\n",i,j,NEED[i][j]); } printf("\n"); */ //printf("#######4"); */ showdata(); enter:{ printf("请输入需申请资源的进程号（从0到"); printf("%d",m-1); printf("）:"); scanf("%d",&i); } if(i<0||i>=m) { printf("输入的进程号不存在，重新输入!\n"); goto enter; } err:{ printf("请输入进程"); printf("%d",i); printf("申请的资源数\n"); printf("类别: A B C\n"); printf(" "); for (j=0;j { scanf("%d",&Request[j]); } for (j=0;j { if(Request[j]>NEED[i][j]) { printf("\nj=%d Request=%d\n",j,Request[j]); printf("i=%d j=%d Need=%d\n",i,j,NEED[i][j]); printf("%d",i); printf("号进程"); printf("申请的资源数> 进程"); printf("%d",i); printf("还需要"); printf("%d",j); printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n"); goto err; else { if(Request[j]>A V AILABLE[j]) { printf("进程"); printf("%d",i); printf("申请的资源数大于系统可用"); printf("%d",j); printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n"); goto err; } } } } changdata(i); if(chkerr(i)) { rstordata(i); showdata(); } else showdata(); printf("\n"); printf("按'y'或'Y'键继续,否则退出\n"); flag=getch(); if (flag=='y'||flag=='Y') { goto enter; } else { exit(0); } } /*显示数组*/ void showdata() { int i,j; printf("系统可用资源向量:\n"); printf("***Available***\n"); printf("资源类别: A B C\n"); printf("资源数目:"); for (j=0;j printf("%d ",A V AILABLE[j]); } printf("\n"); printf("\n"); printf("各进程还需要的资源量:\n"); printf("******Need******\n"); printf("资源类别: A B C\n"); for (i=0;i { printf(" "); printf("%d",i); printf("号进程:"); for (j=0;j { printf(" %d ",NEED[i][j]); } printf("\n"); } printf("\n"); printf("各进程已经得到的资源量: \n"); printf("***Allocation***\n"); printf("资源类别: A B C\n"); for (i=0;i { printf(" "); printf("%d",i); printf("号进程:"); /*printf(":\n");*/ for (j=0;j { printf(" %d ",ALLOCATION[i][j]); } printf("\n"); } printf("\n"); } /*系统对进程请求响应，资源向量改变*/ void changdata(int k) { int j; for (j=0;j { A V AILABLE[j]=A V AILABLE[j]-Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j]; } } /*资源向量改变*/ void rstordata(int k) { int j; for (j=0;j { A V AILABLE[j]=A V AILABLE[j]+Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j]; } } /*安全性检查函数*/ int chkerr(int s) { int WORK,FINISH[M],temp[M]; int i,j,k=0; for(i=0;i for(j=0;j { WORK=A V AILABLE[j]; i=s; while(i { if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK) { WORK=WORK+ALLOCATION[i][j]; FINISH[i]=TRUE; temp[k]=i; k++; i=0; } else { i++; } } for(i=0;i if(FINISH[i]==FALSE) { printf("\n"); printf("系统不安全! 本次资源申请不成功!\n"); printf("\n"); return 1; } } printf("\n"); printf("经安全性检查，系统安全，本次分配成功。\n"); printf("\n"); printf(" 本次安全序列：\n"); printf("进程依次为"); for(i=0;i { printf("%d",temp[i]); printf(" -> "); } printf("\n"); return 0; } 操作系统 (实验报告) 银行家算法姓名：***** 学号：***** 专业班级：***** 学验日期：2011/11/22 指导老师：*** 一、实验名称： 利用银行家算法避免死锁 二、实验内容： 需要利用到银行家算法，来模拟避免死锁：设计M个进程共享N类资源，M个进程可以动态的申请资源，并可以判断系统的安全性，进行打印出，相应的安全序列和分配表，以及最后可用的各资源的数量。 三、实验目的： 银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法，在避免死锁的方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。 为实现银行家算法，系统必须设置若干数据结构，所以通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序，进一步深入理解死锁，产生死锁的必要条件，安全状态等重要的概念，并掌握避免死锁的具体实施方法。 四、实验过程 1.基本思想： 我们可以把操作系统看成是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程申请到资源时，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，若没有超过再测试系统现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。 安全状态就是如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1……则系统处于安全状态。安全状态是没有死锁发生。而不安全状态则是不存在这样一个安全序列，从而一定会导致死锁。 2.主要数据结构： (1)可利用资源向量Available.这是一个含有m个元素的数组，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，其数值随该类的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Rj类资源K个。 (2)最大需求矩阵Max.这是一个n*m的矩阵，定义了系统中n 个进程中的每 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Rj类资源的最大数目为K. (3)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 HUNAN CITY UNIVERSITY 算法设计与分析课程设计 题目：求最大值与最小值问题 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 成绩： 二0年月日 一、问题描述 输入一列整数，求出该列整数中的最大值与最小值。 二、课程设计目的 通过课程设计，提高用计算机解决实际问题的能力，提高独立实践的能力，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，锻炼分析解决实际问题的能力。提高适应实际，实践编程的能力。在实际的编程和调试综合试题的基础上，把高级语言程序设计的思想、编程巧和解题思路进行总结与概括，通过比较系统地练习达到真正比较熟练地掌握计算机编程的基本功，为后续的学习打下基础。了解一般程序设计的基本思路与方法。 三、问题分析 看到这个题目我们最容易想到的算法是直接比较算法：将数组的第 1 个元素分别赋给两个临时变量：fmax:=A[1]; fmin:=A[1]; 然后从数组的第 2 个元素 A[2]开始直到第 n个元素逐个与 fmax 和 fmin 比较，在每次比较中，如果A[i] > fmax，则用 A[i]的值替换 fmax 的值；如果 A[i] < fmin，则用 A[i]的值替换 fmin 的值；否则保持 fmax（fmin）的值不变。这样在程序结束时的fmax、fmin 的值就分别是数组的最大值和最小值。这个算法在最好、最坏情况下，元素的比较次数都是 2(n-1)，而平均比较次数也为 2(n-1)。 如果将上面的比较过程修改为：从数组的第 2 个元素 A[2]开始直到第 n 个元素，每个 A[i]都是首先与 fmax 比较，如果 A[i]>fmax,则用 A[i]的值替换 fmax 的值；否则才将 A[i]与 fmin 比较，如果 A[i] < fmin，则用 A[i]的值替换 fmin 的值。 这样的算法在最好、最坏情况下使用的比较次数分别是 n-1 和 2(n-1),而平均比较次数是 3(n-1)/2,因为在比较过程中，将有一半的几率出现 A[i]>fmax 情况。 银行家算法例题 系统中原有三类资源A、B、C和五个进程P1、P2、P3、P4、P5，A资源17，B资源5，C资源20。当前（T0时刻）系统资源分配和进程最大需求如下表。 1、现在系统T0时刻是否处于安全状态？ 2、是否可以允许以下请求？ (1)T1时刻：P2 Request2=(0,3,4) (2)T2时刻：P4 Request4=(2,0,1) (3)T3时刻：P1 Request1=(0,2,0) 注：T0 T1 T2 T3时刻是前后顺序，后一时刻是建立在前一时刻的基础上。 解：由题设可知Need=Max-Allocation AvailableA=17-(2+4+4+2+3)=2(原有-分配) 同理AvailableB=3,AvailableC=3 可得T0时刻资源分配表如下所示（表中数据顺序均为A B C）： 1、判断T0时刻是否安全，需要执行安全算法找安全序列，过程如下表： T0时刻能找到一个安全序列{P4,P3,P2,P5,P1},故T0时刻系统处于安全状态。 2、判断T1 T2 T3时刻是否满足进程请求进行资源分配。 （1）T1时刻，P2 Request2=(0,3,4) //第一步判断条件 ①满足Request2=(0,3,4)<=Need2(1,3,4) ②不满足Request2=(0,3,4)<=Available(2,3,3) 故系统不能将资源分配给它，此时P2必须等待。 （2）T2时刻，P4 Request4=(2,0,1) //第一步判断条件①满足Request4=(2,0,1)<=Need4(2,2,1) ②满足Request4=(2,0,1)<=Available(2,3,3) //第二步修改Need、Available、Allocation的值 Available=Available-Request4= (0,3,2) Allocation4=Allocation4+Request4=(4,0,5) Need4=Need4-Request4=(0,2,0) //第三步执行安全算法，找安全序列 (注解：先写上work，其初值是系统当前进行试分配后的Available(0,3,2) ，找五个进程中Need小于work的进程，比如Need4<=Work满足，则将P4写在第一行的最前面，同时写出P4的Need和Allocation，以此类推) 《操作系统》课程设计报告 设计题目：银行家算法的实现 ：梅济民学号： 2012015014 同组人 ：宇昊学号： 2012012962 班级： 2012级信息与计算科学 完成日期： 2015年 11 月 12 日 银行家算法分析、设计与实现 一、理论描述 银行家算法要求每个进程的最大资源需求，其基本思想是：始终保持系统处于安全状态，当设计进程提出资源请求时，系统先进行预分配，再判断系统分配后是否仍然处于安全状态。如果仍然处于安全状态，就进行实际分配；如果处于不安全状态，则拒绝该进程的资源请求。 二、算法描述及数据结构模型 #define False 0 #define True 1 int Max[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求 int Avaliable[100]={0};//系统可用资源 char name[100]={0};//资源的名称 int Allocation[100][100]={0};//系统已分配资源 int Need[100][100]={0};//还需要资源 int Request[100]={0};//请求资源向量 int temp[100]={0};//存放安全序列 int Work[100]={0};//存放系统可提供资源 int M=100;//作业的最大数为100 int N=100;//资源的最大数为10 三、源代码 void showdata()//显示资源矩阵 { int i,j; printf("系统目前可用的资源[Avaliable]:\n"); for(i=0;i 淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名：《操作系统原理》 题目：银行家算法 班级： 学号： 姓名： 一、实验目的 银行家算法是操作系统中避免死锁的典型算法，本实验可以加深对银行家算法的步骤和相关数据结构用法的更好理解。 实验环境 Turbo C 2.0/3.0或VC++6.0 实验学时 4学时，必做实验。 二、实验内容 用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序，用银行家算法实现资源分配。程序能模拟多个进程共享多种资源的情形。进程可动态地申请资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和安全序列；显示和打印各进程依次要求申请的资源数量以及为某进程分配资源后的有关资源数据的情况。 三、实验说明 实验中进程的数量、资源的种类以及每种资源的总量Total[j]最好允许动态指定。初始时每个进程运行过程中的最大资源需求量Max[i,j]和系统已分配给该进程的资源量Allocation[i,j]均为已知（这些数值可以在程序运行时动态输入），而算法中其他数据结构的值（包括Need[i,j]、Available[j]）则需要由程序根据已知量的值计算产生。 四、实验步骤 1、理解本实验中关于两种调度算法的说明。 2、根据调度算法的说明，画出相应的程序流程图。 3、按照程序流程图，用C语言编程并实现。 五、分析与思考 1．要找出某一状态下所有可能的安全序列，程序该如何实现？ 答：要找出这个状态下的所有可能的安全序列，前提是要是使这个系统先处于安全状态，而系统的状态可通过以下来描述： 进程剩余申请数=最大申请数-占有数；可分配资源数=总数-占有数之和； 通过这个描述来算出系统是否安全，从而找出所有的安全序列。 2．银行家算法的局限性有哪些？ 数据结构课程设计设计说明书 内部堆排序算法的实现 学生姓名金少伟 学号1121024029 班级信管1101 成绩 指导教师曹阳 数学与计算机科学学院 2013年3月15日 课程设计任务书 2012—2013学年第二学期 课程设计名称：数据结构课程设计 课程设计题目：内部堆排序算法的实现 完成期限：自2013年3 月4日至2013年3 月15 日共 2 周 设计内容： 堆排序（heap sort）是直接选择排序法的改进，排序时，需要一个记录大小的辅助空间。n个关键字序列K1，K2，…，Kn称为堆，当且仅当该序列满足如下性质(简称为堆性质)：ki≤K2i且ki≤K2i+1 或(2)Ki≥K2i且ki≥K2i+1(1≤i≤ n) 若将此序列所存储的向量R[1..n]看做是一棵完全二叉树的存储结构，则堆实质上是满足如下性质的完全二叉树：树中任一非叶结点的关键字均不大于(或不小于)其左右孩子(若存在)结点的关键字。（即如果按照线性存储该树，可得到一个不下降序列或不上升序列）。 本课程设计中主要完成以下内容： 1.设计堆排序算法并实现该算法。 2.对堆排序的时间复杂度及空间复杂度进行计算与探讨。 3.寻找改进堆排序的方法。 基本要求如下： 1.程序设计界面友好； 2.设计思想阐述清晰； 3.算法流程图正确； 4.软件测试方案合理、有效。指导教师：曹阳教研室负责人：申静 课程设计评阅 摘要 堆排序是直接选择排序法的改进。本课设以VC++6.0作为开发环境，C语言作为编程语言，编程实现了堆排序算法。程序运行正确，操作简单，易于为用户接受。 关键词：堆排序；C语言；时间复杂度 操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习 题答案 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 1. 有三个批处理作业，第一个作业 10:00 到达，需要执行 2 小时；第二个作业在10:10到达，需要执行 1 小时；第三个作业在 10:25 到达，需要执行 25 分钟。分别采用先来先服 务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？解： 先来先服务： （结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间 周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间） 按到达先后，执行顺序：1->2->3 短作业优先： 1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时间是12:00，此时有作业2和3； 2)作业3需要时间短，所以先执行； 3)最后执行作业2 最高响应比优先： 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1； 2)12:00时有作业2和3， 作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8； 作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8； 所以先执行作业3 3)执行作业2 2. 在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算一下三种 作业调度算法的平均周转时间 T 和平均带权周转时间 W。 （ 1）先来先服务；（ 2）短作业优先（ 3）高响应比优先 解： 先来先服务： 作业顺序：1,2,3,4 短作业优先： 作业顺序： 操作系统课程设计 （银行家算法的模拟实现） 一、设计目的 1、进一步了解进程的并发执行。 2、加强对进程死锁的理解。 3、用银行家算法完成死锁检测。 二、设计容 给出进程需求矩阵C、资源向量R以及一个进程的申请序列。使用进程启动拒绝和资源分配拒绝（银行家算法）模拟该进程组的执行情况。 三、设计要求 1、初始状态没有进程启动。 2、计算每次进程申请是否分配，如：计算出预分配后的状态情况（安全状态、不安全状态），如果是安全状态，输出安全序列。 3、每次进程申请被允许后，输出资源分配矩阵A和可用资源向量V。 4、每次申请情况应可单步查看，如：输入一个空格，继续下个申请。 四、算法原理 1、银行家算法中的数据结构 (1)、可利用资源向量Available，这是一个含有m个元素的数组，其中的每个元素代表一类可利用资源的数目，其初始值是系统中所配置的该类全部资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态改变。如果Available[j]=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。 （2）、最大需求矩阵Max，这是一个n*m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。 （3）、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当前已经分得Rj类资源的数目为K。 （4）、需求矩阵Need。这也是一个n*m的矩阵，用以表示每个进程尚需要的各类资源数。如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。上述三个矩阵间存在以下关系：Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j] 2、银行家算法应用 模拟实现Dijkstra的银行家算法以避免死锁的出现，分两部分组成：一是银行家算法（扫描）；二是安全性算法。 （1）银行家算法（扫描） 设Requesti是进程Pi的请求向量，如果Requesti[j]=K，表示进程Pi需要K个Ri类型的资源。当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查： <<算法与程序设计>>课程作业 班级：计本08-1班 学号：3081817106 姓名：詹萍 简单算法 符号三角形问题：这个问题用的是回溯法解决的，符号三角形要求在符号三角形的第1行有n个由“+”和“-”组成的符号，以后每行符号比上行少1个，2个同号下面是“+”，2个异号下面是“-”。计算有多少个不同的符号三角形，使其所含“+”和“-”的个数相同。 解题思路： 1、针对所给问题定义解空间，该问题的解空间为n元组x1,x2,x3...xn，其中xi ∈S，S={0，1}，其中0代表“+”， 1代表“-”； 2、确定易于搜索的解空间结构，例如子集树，排列树，该问题是子集树； 3、以深度优先原则搜索解空间树，并利用剪枝函数避免无效搜索，这里的约束函数应该为：在符号三角形的第一行的前i个符号x1...xi确定后，就确定了一个由i*（i+1）/2个符号组成的符号三角形。下一步确定了x(i+1)的值后，只要在前面已确定的符号三角形的右边加一条边，就可以扩展为x1...x(i+1)所相应的符号三角形。最终由x1...xn所确定的符号三角形中包含的“+”号个数与“-”号个数同为n*（n+1）/4。因此在回溯搜索过程中可用当前符号三角形所包含的“+”号个数与“-”号个数均不超过n*（n+1）/4作为可行性约束；用0和1代替+和-，执行异或操作推出下一行对应符号，当所有符号总数为奇数时无解，当某种符号超过总数一半时无解。 4.由于回溯法是对解空间的深度优先搜索，不断改变第一行每个符号，搜索符合条件的解，因此可以使用递归回溯。 #include 银行家算法例题 假定系统中有五个进程{P0，P1，P2，P3，P4} 和三类资源{A ，B,C},各种资源的数量分别为10、5、7，在T0 时刻的资源分配情况 （1）T0时刻的安全性 利用安全性算法对T0时刻的资源分配情况进行分析 （2）P1请求资源：P1发出请求向量Request1(1,0,2),系统按银行家算法进行检查 ①Request1（1，0，2）≤Need1（1，2，2） ②Request1（1，0，2）≤Available1（3,3,2) ③系统先假定可为P1分配资源，并修改Available ，Allocation1和Need1向量，由此形成 资源情况 进程 Max Allocation Need Available A B C A B C A B C A B C P0 7 5 3 0 1 0 7 4 3 3 3 2 P1 3 2 2 2 0 0 1 2 2 P2 9 0 2 3 0 2 6 0 0 P3 2 2 2 2 1 1 0 1 1 P4 4 3 3 0 0 2 4 3 1 资源情况 进程 Work A B C Need A B C Allocation A B C Work+Allocatio n A B C Finish P1 3 3 2 1 2 2 2 0 0 5 3 2 TRUE P3 5 3 2 0 1 1 2 1 1 7 4 3 TRUE P4 7 4 3 4 3 1 0 0 2 7 4 5 TRUE P2 7 4 5 6 0 0 3 0 2 10 4 7 TRUE P0 10 4 7 7 4 3 0 1 0 10 5 7 TRUE 中南大学软件技术课程设计报告 课程名称：模拟银行家算法原理班级： 学号： 姓名： 指导老师： 2009年5月2日 一设计目的 模拟实现银行家算法，用银行家算法实现资源分配。 二问题描述 在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处于安全状态，便可以避免发生死锁。所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分配所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完成，即可找到一个安全资源分配序列。模拟实现这个工作过程。 三设计思路 我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。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。 四详细设计 1、初始化 由用户输入数据，分别对可利用资源向量矩阵AVAILABLE、最大需求矩阵MAX、分配矩阵ALLOCATION、需求矩阵NEED赋值。 2、银行家算法 在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。 设进程cusneed提出请求REQUEST [i]，则银行家算法按如下规则进行判断。 (1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，则转(2)；否则，出 错。 (2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[cusneed][i]，则转(3)；否 则，出错。 (3)系统试探分配资源，修改相关数据： AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i]; ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i]; NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i]; (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。 课程设计报告课程设计名称共享资源分配与银行家算法 系（部） 专业班级 姓名 学号 指导教师 年月日 目录 一、课程设计目的和意义 (3) 二、方案设计及开发过程 (3) 1.课题设计背景 (3) 2.算法描述 (3) 3.数据结构 (4) 4.主要函数说明 (4) 5.算法流程图 (5) 三、调试记录与分析 四、运行结果及说明 (6) 1．执行结果 (6) 2．结果分析 (7) 五、课程设计总结 (8) 一、程设计目的和意义 计算机科学与技术专业学生学习完《计算机操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深催操作系统基础理论和基本知识的理解，加强学生的动手能力.银行家算法是避免死锁的一种重要方法。通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序，进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念，并掌握避免死锁的具体实施方法 二、方案设计及开发过程 1.课题设计背景 银行家算法又称“资源分配拒绝”法，其基本思想是，系统中的所有进程放入进程集合，在安全状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他，现在系统将剩下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比较，找出剩余资源能满足最大需求量的进程，从而保证进程运行完成后还回全部资源。这时系统将该进程从进程集合中将其清除。此时系统中的资源就更多了。反复执行上面的步骤，最后检查进程的集合为空时就表明本次申请可行，系统处于安全状态，可以实施本次分配，否则，只要进程集合非空，系统便处于不安全状态，本次不能分配给他。请进程等待 2.算法描述 1）如果Request[i] 是进程Pi的请求向量，如果Request[i，j]=K,表示进程Pi 需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查： 如果Requesti[j]<= Need[i,j]，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。 2）如果Requesti[j]<=Available[j],便转向步骤3，否则，表示尚无足够资源，进程Pi须等待。 3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值： Available[j]:=Available[j]-Requesti[j]; Allocation[i,j]:=Allocation[i,j]+Requesti[j]; Need[i,j]:=Need[i,j]-Requesti[j]; 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者； (3)OS实现了对计算机资源的抽象。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 11．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 20．试描述什么是微内核OS。 答：(1)足够小的内核;(2)基于客户/服务器模式;(3)应用机制与策略分离原理;(4)采用面向对象技术。 25．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？ 答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。 第二章进程管理 2. 画出下面四条语句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b；S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：(1)就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源;(2)执行状态→就绪状态：时间片用完;(3)执行状态→阻塞状态：I/O请求;(4)阻塞状态→就绪状态：I/O完成. 19．为什么要在OS 中引入线程？ 计算机操作系统实验报告 一、实验名称：银行家算法 二、实验目的：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，通过编写 一个简单的银行家算法程序，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。 三、问题分析与设计： 1、算法思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请 求是否大于需要的，是否大于可利用的。若请求合法，则进行预分配，对分配后的状态调用安全性算法进行检查。若安全，则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。 2、银行家算法步骤：（1）如果Requesti＜or =Need,则转向步 骤(2)；否则，认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣 布的最大值。 （2）如果Request＜or=Available,则转向步骤（3）；否则，表示 系统中尚无足够的资源，进程必须等待。 （3）系统试探把要求的资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构 中的数值： Available=Available-Request[i]; Allocation=Allocation+Request; Need=Need-Request; (4)系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安 全状态。 3、安全性算法步骤： （1）设置两个向量 ①工作向量Work。它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，Work=Allocation; ②布尔向量Finish。它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成，开始时先做Finish[i]=false，当有足够资源分配给进程时，令Finish[i]=true。 （2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程： ①Finish[i]=false ②Need 成绩评定表 学生姓名吴旭东班级学号1309010236 专业信息与计算 科学课程设计题目 分治法解决棋盘覆 盖问题；回溯法解 决数字拆分问题 评 语 组长签字： 成绩 日期20 年月日 课程设计任务书 学院理学院专业信息与计算科学 学生姓名吴旭东班级学号1309010236 课程设计题目分治法解决棋盘覆盖问题；回溯法解决数字拆分问题实践教学要求与任务: 要求： 1．巩固和加深对基本算法的理解和运用，提高综合运用课程知识进行算法设计与分析的能力。 2．培养学生自学参考书籍，查阅手册、和文献资料的能力。 3．通过实际课程设计，掌握利用分治法或动态规划算法，回溯法或分支限界法等方法的算法的基本思想，并能运用这些方法设计算法并编写程序解决实际问题。 4．了解与课程有关的知识，能正确解释和分析实验结果。 任务： 按照算法设计方法和原理，设计算法，编写程序并分析结果，完成如下内容： 1.运用分治算法求解排序问题。 2. 运用回溯算法求解N后问题。 工作计划与进度安排: 第12周：查阅资料。掌握算法设计思想，进行算法设计。 第13周：算法实现，调试程序并进行结果分析。 撰写课程设计报告，验收与答辩。 指导教师： 201 年月日专业负责人： 201 年月日 学院教学副院长： 201 年月日 算法分析是对一个算法需要多少计算时间和存储空间作定量的分析。算法 （Algorithm）是解题的步骤，可以把算法定义成解一确定类问题的任意一种特殊的方法。在计算机科学中，算法要用计算机算法语言描述，算法代表用计算机解一类问题的精确、有效的方法。 分治法字面上的解释是“分而治之”，就是把一个复杂的问题分成两个或更多的相同或相似的子问题，再把子问题分成更小的子问题……直到最后子问题可以简单的直接求解，原问题的解即子问题的解的合并。在一个2^k*2^k的棋盘上， 恰有一个放歌与其他方格不同，且称该棋盘为特殊棋盘。 回溯法的基本做法是深度优先搜索，是一种组织得井井有条的、能避免不必要重复搜索的穷举式搜索算法。数字拆分问题是指将一个整数划分为多个整数之和的问题。利用回溯法可以很好地解决数字拆分问题。将数字拆分然后回溯，从未解决问题。 关键词：分治法，回溯法，棋盘覆盖，数字拆分 1、设系统中有3种类型的资源（A , B , C ）和5个进程P1、P 2、P3 P4 P5, A 资源的数量为 17, B 资源的数量为5, C 资源的数量为20。在T o 时刻系统状 态见下表（T o 时刻系统状态表）所示。系统米用银行家算法实施死锁避免策 略。（12分） T o 时刻系统状态表 T0时刻系统状态表 （1） T o 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2） 在T o 时刻若进程P2请求资源（0, 3, 4）,是否能实施资源分配？为 什么？ 满足P5的运行，在P5运行后，系统的状态为: 2 1 2 3 4 7 4 o 2 1 3 4 A 4 o 5 C A o o 6 V' 5 4 7 2 o 4 2 2 1 o o o o o o 同样的， 在 P5运行后，V ' (5, 4, 7）也大于等于 C-A 中P4所在的行（2, 2, 1），则能满 足P4的运行。P4运行后，系统的状态为: ⑷ 在（3） 的基; 础上， 若进程 P1 请求资源（o , 2, o ）,是否能实施资源 分配？为什么 ,? 答: 当前 的系 统状态描述为： 5 5 9 2 1 2 3 4 7 5 3 6 4 o 2 1 3 4 C 4 o 11 A 4 o 5 C A o o 6 4 2 5 2 o 4 2 2 1 4 2 4 3 1 4 1 1 o R 17 5 2o V 2 3 3 （3）在（2）的基础上，若进程 分配？为什么？ P4请求资源（2, o , 1）,是否能实施资源 （1） 在To 时刻，由于V （2, 3, 3）大于等于（C-A ）中P5所在行的向量（1 , 1 ,。），因此V 能 银行家算法课程设计报 告 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998 中南大学 软件技术课程设计报告 课程名称：模拟银行家算法原理 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 2009年5月2日 一设计目的 模拟实现银行家算法，用银行家算法实现资源分配。 二问题描述 在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处于安全状态，便可以避免发生死锁。所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分配所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完成，即可找到一个安全资源分配序列。模拟实现这个工作过程。 三设计思路 我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。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。 四详细设计 1、初始化 由用户输入数据，分别对可利用资源向量矩阵AVAILABLE、最大需求矩阵MAX、分配矩阵ALLOCATION、需求矩阵NEED赋值。 2、银行家算法 在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。 设进程cusneed提出请求REQUEST [i]，则银行家算法按如下规则进行判断。 (1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，则转(2)；否则， 出错。 (2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[cusneed][i]，则转(3)； 否则，出错。 (3)系统试探分配资源，修改相关数据： AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i]; ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i]; 操作系统课程设计报告 题目：银行家算法 安全性算法 院（系）：计算机科学与工程 专业：软件工程 班级：130608班 学生：姚骏川 学号：130608118 指导教师：姜虹 2015年12月28 目录 摘要 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1 绪论 (1) 1.1前言 (1) 1.2研究意义 (1) 2 需求分析 (3) 2.1题目描述 (3) 2.2银行家算法 (3) 2.3基本要求 (3) 2.4目的 (3) 3 概要设计 (5) 3.1算法思路： (5) 3.2银行家算法步骤 (5) 3.3安全性算法步骤 (5) 3．4数据结构： (6) 4 详细设计 (8) 4.1主要函数的核心代码： (8) 4.2系统主要过程流程图 (8) 4.3银行家算法流程图 (9) 5 测试与分析 (10) 5.1测试数据 (10) 5.2银行家算法的演示 (10) 5.3分配资源由于大于可利用资源则失败。 (11) 5.4 增加一个作业得到不安全序列。 (11) 5.5分配资源由于大于最大资源则失败。 (12) 附录源程序清单 (15) 1 绪论 1.1前言 Dijkstra (1965)提出了一种能够避免死锁的调度算法，称为银行家算法。 它的模型基于一个小城镇的银行家，他向一群客户分别承诺了一定的贷款额度，每个客户都有一个贷款额度，银行家知道不可能所有客户同时都需要最大贷款额，所以他只保留一定单位的资金来为客户服务，而不是满足所有客户贷款需求的最大单位。 这里将客户比作进程，贷款比作设备，银行家比作系统。 客户们各自做自己的生意，在某些时刻需要贷款。在某一时刻，客户已获得的贷款和可用的最大数额贷款称为与资源分配相关的系统状态。一个状态被称为是安全的，其条件是存在一个状态序列能够使所有的客户均得到其所需的贷款。如果忽然所有的客户都申请，希望得到最大贷款额，而银行家无法满足其中任何一个的要求，则发生死锁。不安全状态并不一定导致死锁，因为客户未必需要其最大贷款额度，但银行家不敢抱这种侥幸心理。 银行家算法就是对每一个请求进行检查，检查如果满足它是否会导致不安全状态。若是，则不满足该请求；否则便满足。 检查状态是否安全的方法是看他是否有足够的资源满足一个距最大需求最近的客户。如果可以，则这笔投资认为是能够收回的，然后接着检查下一个距最大需求最近的客户，如此反复下去。 如果所有投资最终都被收回，则该状态是安全的，最初的请求可以批准。1.2研究意义 在多道程序系统中，多个进程的并发执行来改善系统的资源利用率，提高系统的吞吐量，但可能发生一种危险——死锁。所谓死锁(Deadlock)，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局（DeadlyEmbrace），当进程处于这种状态时，若无外力作用，他们都无法在向前推进。 要预防死锁，有摒弃“请求和保持”条件，摒弃“不剥夺”条件，摒弃“环 课程设计说明书 设计题目：二分法查找 专业：软件工程班级：11-2 设计人：王佳贺 山东科技大学 2013年11 月27日 课程设计任务书 学院：信息科学与工程学院专业：软件工程班级：2011-1 姓名：王佳贺 一、课程设计题目：二分法查找 二、课程设计主要参考资料 （1）《算法分析与设计》（第三版）王晓东电子工业出版社2007 （2） 三、课程设计应解决的主要问题 （1）查询数据 （2） （3） 四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等）： （1） （2） 五、任务发出日期：2013-11-21 课程设计完成日期：2013-11-27 指导教师签字：系主任签字： 指导教师对课程设计的评语 成绩： 指导教师签字： 年月日 1二分法详细设计 1.1二分搜索算法 下面我们考虑一种简单的情况。假设该线性表已经排好序了，不妨设它按照主键的递增顺序排列（即由小到大排列）。在这种情况下，我们是否有改进查找效率的可能呢？ 如果线性表里只有一个元素，则只要比较这个元素和x就可以确定x是否在线性表中。因此这个问题满足分治法的第一个适用条件；同时我们注意到对于排好序的线性表L有以下性质：比较x和L中任意一个元素L[i]，若x=L[i]，则x在L中的位置就是i；如果x银行家算法实验报告
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