银行家算法的全过程

算法的实现初始化　　由用户输入数据，分别对可利用资源向量矩阵**ailable、最大需求矩阵max、分配矩阵allocation、需求矩阵need赋值。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兹源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死锁的算法。 　　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]<= **ailable[cusneed][i]，则转(3)；否则，出错。 　　(3)系统试探分配兹源，修改相关数据： 　　**ailable[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。安全性检查算法　　(1)设置两个工作向量work=**ailable;fin**h 　　(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程， 　　fin**h==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+=allocation; 　　fin**h=true; 　　goto 2 　　(4)如所有的进程fin**h= true，则表示安全；否则系统不安全。编辑本段算法（c++实现）　　#include<iostream> 　　using namespace std; 　　#include<string.h> 　　#include<stdio.h> 　　#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 **aliable[100]={0};//系统可用资源 　　char name[100]={0};//资源的名称 　　int allocation[100][100]={0};//系统已分配兹源 　　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100 　　void showdata()//显示资源矩阵 　　{ 　　int i,j; 　　cout<<"系统目前可用的资源[**aliable]:"<<endl; 　　for(i=0;i<n;i++)cout<<name[i]<<" "; 　　cout<<endl; 　　for (j=0;j<n;j++)cout<<**aliable[j]<<" ";//输出分配兹源 　　cout<<endl; 　　cout<<" max allocation need"<<endl; 　　cout<<"进程名 "; 　　for(j=0;j<3;j++){ 　　for(i=0;i<n;i++)cout<<name[i]<<" "; 　　cout<<" "; 　　} 　　cout<<endl; 　　for(i=0;i<m;i++){ 　　cout<<" "<<i<<" "; 　　for(j=0;j<n;j++)cout<<max[i][j]<<" "; 　　cout<<" "; 　　for(j=0;j<n;j++)cout<<allocation[i][j]<<" "; 　　cout<<" "; 　　for(j=0;j<n;j++)cout<<need[i][j]<<" "; 　　cout<<endl; 　　} 　　} 　　int changdata(int i)//进行资源分配 　　{ 　　int j; 　　for (j=0;j<m;j++) { 　　**aliable[j]=**aliable[j]-request[j]; 　　allocation[i][j]=allocation[i][j]+request[j]; 　　need[i][j]=need[i][j]-request[j]; 　　} 　　return 1; 　　} 　　int safe()//安全性算法 　　{ 　　int i,k=0,m,apply,fin**h[100]={0}; 　　int j; 　　int flag=0; 　　work[0]=**aliable[0]; 　　work[1]=**aliable[1]; 　　work[2]=**aliable[2]; 　　for(i=0;i<m;i++){ 　　apply=0; 　　for(j=0;j<n;j++){ 　　if (fin**h[i]==false&&need[i][j]<=work[j]){ 　　apply++; 　　if(apply==n){ 　　for(m=0;m<n;m++)work[m]=work[m]+allocation[i][m];//变分配数 　　fin**h[i]=true; 　　temp[k]=i;i=-1; 　　k++;flag++; 　　} 　　} 　　} 　　} 　　for(i=0;i<m;i++){ 　　if(fin**h[i]==false){ 　　cout<<"系统不安全"<<endl;//不成功系统不安全 　　return -1; 　　} 　　} 　　cout<<"系统是安全的!"<<endl;//如果安全，输出成功 　　cout<<"分配的序列:"; 　　for(i=0;i<m;i++){//输出运行进程数组 　　cout<<temp[i]; 　　if(i<m-1) cout<<"->"; 　　} 　　cout<<endl; 　　return 0; 　　} 　　void share()//利用银行家算法对申请资源对进行判定 　　{ 　　char ch; 　　int i=0,j=0; 　　ch='y'; 　　cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"<<m-1<<"):"; 　　cin>>i;//输入须申请的资源号 　　cout<<"请输入进程 "<<i<<" 申请的资源:"<<endl; 　　for(j=0;j<n;j++){ 　　cout<<name[j]<<":"; 　　cin>>request[j];//输入需要申请的资源 　　} 　　for (j=0;j<n;j++){ 　　if(request[j]>need[i][j])//判断申请是否大于需求，若大于则出错 　　{ 　　cout<<"进程 "<<i<<"申请的资源大于它需要的资源"; 　　cout<<" 分配不合理，不予分配！"<<endl; 　　ch='n'; 　　break; 　　} 　　else { 　　if(request[j]>**aliable[j])//判断申请是否大于当前资源，若大于则 　　{ 　　//出错 　　cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于系统现在可利用的资源"; 　　cout<<" 分配出错，不予分配!"<<endl; 　　ch='n'; 　　break; 　　} 　　} 　　} 　　if(ch=='y') { 　　changdata(i);//根据进程需求量变换资源 　　showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源 　　safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断 　　} 　　} 　　void addresources(){//添加资源 　　int n,flag; 　　cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:"; 　　cin>>n; 　　flag=n; 　　n=n+n; 　　for(int i=0;i<n;i++){ 　　cout<<"名称:"; 　　cin>>name[flag]; 　　cout<<"数量:"; 　　cin>>**aliable[flag++]; 　　} 　　showdata(); 　　safe(); 　　} 　　void delresources(){//删除资源 　　char ming; 　　int i,flag=1; 　　cout<<"请输入需要删除的资源名称："; 　　do{ 　　cin>>ming; 　　for(i=0;i<n;i++) 　　if(ming==name[i]){ 　　flag=0; 　　break; 　　} 　　if(i==n) 　　cout<<"该资源名称不存在，请重新输入："; 　　} 　　while(flag); 　　for(int j=i;j<n-1;j++){ 　　name[j]=name[j+1]; 　　**aliable[j]=**aliable[j+1]; 　　} 　　n=n-1; 　　showdata(); 　　safe(); 　　} 　　void changeresources(){//修改资源函数 　　cout<<"系统目前可用的资源[**aliable]:"<<endl; 　　for(int i=0;i<n;i++) 　　cout<<name[i]<<":"<<**aliable[i]<<endl; 　　cout<<"输入系统可用资源[**aliable]:"<<endl; 　　cin>>**aliable[0]>>**aliable[1]>>**aliable[2]; 　　cout<<"经修改后的系统可用资源为"<<endl; 　　for (int k=0;k<n;k++) 　　cout<<name[k]<<":"<<**aliable[k]<<endl; 　　showdata(); 　　safe(); 　　} 　　void addprocess(){//添加作业 　　int flag=m; 　　m=m+1; 　　cout<<"请输入该作业的最打需求量[max]"<<endl; 　　for(int i=0;i<n;i++){ 　　cout<<name[i]<<":"; 　　cin>>max[flag][i]; 　　need[flag][i]=max[flag][i]-allocation[flag][i]; 　　} 　　showdata(); 　　safe(); 　　} 　　int main()//主函数 　　{ 　　int i,j,number,choice,m,n,flag; 　　char ming; 　　cout<<"*****************资源管理系统的设计与实现*****************"<<endl; 　　cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量:"; 　　cin>>n; 　　n=n; 　　for(i=0;i<n;i++){ 　　cout<<"资源"<<i+1<<"的名称:"; 　　cin>>ming; 　　name[i]=ming; 　　cout<<"资源的数量:"; 　　cin>>number; 　　**aliable[i]=number; 　　} 　　cout<<endl; 　　cout<<"请输入作业的数量:"; 　　cin>>m; 　　m=m; 　　cout<<"请输入各进程的最大需求量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[max]:"<<endl; 　　for(i=0;i<m;i++) 　　for(j=0;j<n;j++) 　　cin>>max[i][j]; 　　do{ 　　flag=0; 　　cout<<"请输入各进程已经申请的资源量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[allocation]:"<<endl; 　　for(i=0;i<m;i++) 　　for(j=0;j<n;j++){ 　　cin>>allocation[i][j]; 　　if(allocation[i][j]>max[i][j]) 　　flag=1; 　　need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j]; 　　} 　　if(flag) 　　cout<<"申请的资源大于最大需求量，请重新输入!\n"; 　　} 　　while(flag); 　　showdata();//显示各种资源 　　safe();//用银行家算法判定系统是否安全 　　while(true){ 　　cout<<"**************银行家算法演示***************"<<endl; 　　cout<<" 1:增加资源 "<<endl; 　　cout<<" 2:删除资源 "<<endl; 　　cout<<" 3:修改资源 "<<endl; 　　cout<<" 4:分配兹源 "<<endl; 　　cout<<" 5:增加作业 "<<endl; 　　cout<<" 0:离开 "<<endl; 　　cout<<"*******************************************"<<endl; 　　cout<<"请选择功能号："; 　　cin>>choice; 　　switch(choice){ 　　case 1: addresources();break; 　　case 2: delresources();break; 　　case 3: changeresources();break; 　　case 4: share();break; 　　case 5: addprocess();break; 　　case 0: choice=0;break; 　　default: cout<<"请正确选择功能号(0-5)!"<<endl;break; 　　} 　　} 　　return 1; 　　} 20210311