操作系统—银行家算法
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了操作系统—银行家算法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
参考http://blog.csdn.net/yaopeng_2005/article/details/6935235
对小鹏_加油的代码进行了部分修改，并加入了自己的文档注释
定义全局变量，以及主函数main
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 #define MAXPROCESS 50 //最大进程数 4 #define MAXRESOURCE 100 //最大资源数 5 int AVAILABLE[MAXRESOURCE]; //可用资源数组 6 int MAX[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //最大需求矩阵 7 int ALLOCATION[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //分配矩阵 8 int NEED[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //需求矩阵 9 int REQUEST[MAXPROCESS][MAXRESOURCE]; //进程需要资源数 10 bool FINISH[MAXPROCESS]; //系统是否有足够的资源分配 11 int p[MAXPROCESS]; //记录序列 12 int m,n; //m个进程,n个资源 13 void Init(); //初始化变量 14 bool Safe(); //安全检测 15 void Bank(); //银行家算法 16 void showdata(int,int); //显示输出系统信息 17 int main() 18 { 19 Init(); 20 Safe(); 21 Bank(); 22 }
初始化变量Init函数
1 /*初始化变量*/ 2 void Init() 3 { 4 int i,j; 5 cout << "请输入进程的数目:"; 6 cin >> m; 7 cout << "请输入资源的种类:"; 8 cin >> n; 9 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; 10 for(i=0;i<m;i++) 11 for(j=0;j<n;j++) 12 cin >> MAX[i][j]; 13 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; 14 for(i = 0; i < m; i++) 15 for(j = 0; j < n; j++) 16 { 17 cin >> ALLOCATION[i][j]; 18 NEED[i][j] = MAX[i][j] - ALLOCATION[i][j]; 19 if(NEED[i][j] < 0) 20 { 21 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; 22 j--; 23 continue; 24 } 25 } 26 cout << "请输入各个资源现有的数目:" << endl; 27 for(i = 0; i < n; i++) 28 cin >> AVAILABLE[i]; 29 }
银行家算法Bank函数
1 /*银行家算法*/ 2 void Bank() 3 { 4 int i,cusneed,flag = 0; //cousneed资源进程号 5 char again; //键盘录入一个字符用于判断是否继续请求资源 6 while(1) 7 { 8 showdata(n,m); 9 cout << endl; 10 /*请求资源*/ 11 while(true) 12 { 13 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; 14 cin >> cusneed; 15 if (cusneed > m) 16 { 17 cout << "没有该进程，请重新输入" << endl; 18 continue; 19 } 20 cout << "请输入进程所请求的各资源的数量" << endl; 21 for(i = 0; i < n; i++) 22 cin >> REQUEST[cusneed][i]; 23 for(i = 0; i < n; i++) 24 { 25 if(REQUEST[cusneed][i] > NEED[cusneed][i]) //如果用户选择的线程的第i个资源请求数＞该线程该资源所需的数量 26 { 27 cout << "您输入的请求数超过进程的需求量!请重新输入!" << endl; 28 continue; 29 } 30 if(REQUEST[cusneed][i] > AVAILABLE[i]) //如果用户选择的线程的第i个资源请求数＞系统现有的第i个资源的数量 31 { 32 cout << "您输入的请求数超过系统有的资源数!请重新输入!" << endl; 33 continue; 34 } 35 } 36 break; 37 } 38 /*如果请求合理，那么开始银行家算法计算*/ 39 /*先将申请的资源进行分配*/ 40 for(i = 0; i < n; i++) 41 { 42 AVAILABLE[i] -= REQUEST[cusneed][i]; //系统可用资源减去申请了的 43 ALLOCATION[cusneed][i] += REQUEST[cusneed][i]; //线程被分配的资源加上已申请了的 44 NEED[cusneed][i] -= REQUEST[cusneed][i]; //线程还需要的资源减去已申请得到的 45 } 46 /*判断分配申请资源后的系统是否安全；如果不安全则将分配的申请资源还回系统*/ 47 if(Safe()) //AVAILABLE ALLOCATION NEED变动之后，是否会导致不安全 48 cout << "同意分配请求!" << endl; 49 else 50 { 51 cout << "您的请求被拒绝!" << endl; 52 /*资源还回系统*/ 53 for(i = 0; i < n; i++) 54 { 55 AVAILABLE[i] += REQUEST[cusneed][i]; 56 ALLOCATION[cusneed][i] -= REQUEST[cusneed][i]; 57 NEED[cusneed][i] += REQUEST[cusneed][i]; 58 } 59 } 60 /*对进程的需求资源进行判断；是否还需要资源；即NEED数组是否为0*/ 61 for (i = 0; i < n; i++) 62 if (NEED[cusneed][i] <= 0) 63 flag++; 64 if (flag == n) //如果该进程各资源都已满足条件，则释放资源 65 { 66 for (i = 0; i < n; i++) 67 { 68 AVAILABLE[i] += ALLOCATION[cusneed][i]; 69 ALLOCATION[cusneed][i] = 0; 70 NEED[cusneed][i] = 0; 71 } 72 cout << "线程" << cusneed << " 占有的资源被释放！" << endl; 73 flag = 0; 74 } 75 for(i = 0; i < m; i++) //分配好了以后将进程的标识FINISH改成false 76 FINISH[i] = false; 77 /*判断是否继续申请*/ 78 cout << "您还想再次请求分配吗?是请按y/Y,否请按其它键" << endl; 79 cin >> again; 80 if(again == \'y\' || again == \'Y\') 81 continue; 82 break; 83 } 84 }
安全性算法Safe函数
1 /*安全性算法*/ 2 bool Safe() 3 { 4 int i, j, k, l = 0; 5 int Work[MAXRESOURCE]; //工作数组 6 /*工作数组赋值，与AVAILABLE数组相同*/ 7 for (i = 0; i < n; i++) 8 Work[i] = AVAILABLE[i]; 9 /*FINISH数组赋值，初始为全部false*/ 10 for (i = 0; i < m; i++) 11 FINISH[i] = false; //FINISH记录每个进程是否安全 12 while (l < m) //正常的话，共执行m次 13 { 14 int init_index = l; 15 for (i = 0; i < m; i++) 16 { 17 if (FINISH[i] == true) //如果这个进程安全则继续下一个循环 18 continue; 19 for (j = 0; j < n; j++) 20 if (NEED[i][j] > Work[j]) 21 break; 22 if (j == n) 23 { 24 FINISH[i] = true; 25 for (k = 0; k < n; k++) 26 Work[k] += ALLOCATION[i][k]; 27 p[l++] = i;//记录进程号 28 } 29 else //如果超过继续循环下一个进程 30 continue; 31 } 32 if (l==init_index) 33 { 34 cout << "系统是不安全的" << endl; 35 return false; 36 } 37 } 38 cout << "系统是安全的" << endl; 39 cout << "安全序列:" << endl; 40 for (i = 0; i < l; i++) 41 { 42 cout << p[i]; 43 if (i != l - 1) 44 cout << "-->"; 45 } 46 cout << endl; 47 return true; 48 }
显示showdata函数
1 /*显示*/ 2 void showdata(int n,int m) 3 { 4 int i,j; 5 cout << endl << "-------------------------------------------------------------" << endl; 6 cout << "系统可用的资源数为: "; 7 for (j = 0; j < n; j++) 8 cout << " " << AVAILABLE[j]; 9 cout << endl << "各进程还需要的资源量:" << endl; 10 for(i = 0; i < m; i++) 11 { 12 cout << " 进程" << i << ":"; 13 for(j = 0; j < n; j++) 14 cout << " " << NEED[i][j]; 15 cout << endl; 16 } 17 cout << endl << "各进程已经得到的资源量: " << endl << endl; 18 for (i = 0; i < m; i++) 19 { 20 cout << " 进程" << i << ":"; 21 for (j = 0; j < n; j++) 22 cout << " " << ALLOCATION[i][j]; 23 cout << endl; 24 } 25 cout << endl; 26 }
原博主使用了goto函数，我觉得这个函数还是尽量少用。我对此进行了修改。
测试：在网上找了道银行家算法的题，在这里坐下测试；
在银行家算法中，若出现下述资源分配情况，试问：
| Process | Allocation | Max | Available |
| P0 | 0 0 3 2 | 0 0 4 4 | 1 6 2 2 |
| P1 | 1 0 0 0 | 2 7 5 0 | |
| P2 | 1 3 5 4 | 3 6 10 10 | |
| P3 | 0 3 3 2 | 0 9 8 4 | |
| P4 | 0 0 1 4 | 0 6 6 10 |
1）该状态是否安全？
2）若进程P2提出请求Request（1,2,2,2）后，系统能否将资源分配？
以上是关于操作系统—银行家算法的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章