1、操 作 系 統(tǒng)實驗報告(2)學院：計算機科學與技術學院班級：計091學號：姓名：時間：2011/12/30目 錄1. 實驗名稱32. 實驗目的33. 實驗內(nèi)容34. 實驗要求35. 實驗原理36. 實驗環(huán)境47. 實驗設計47.1數(shù)據(jù)結構設計47.2算法設計67.3功能模塊設計78. 實驗運行結果89. 實驗心得9附錄：源代碼（部分）9一、實驗名稱：用c+實現(xiàn)銀行家算法二、實驗目的：通過自己編程來實現(xiàn)銀行家算法，進一步理解銀行家算法的概念及含義，提高對銀行家算法的認識，同時提高自己的動手實踐能力。各種死鎖防止方法能夠阻止發(fā)生死鎖，但必然會降低系統(tǒng)的并發(fā)性并導致低效的資源利用率。死鎖避免卻與此相

2、反，通過合適的資源分配算法確保不會出現(xiàn)進程循環(huán)等待鏈，從而避免死鎖。本實驗旨在了解死鎖產(chǎn)生的條件和原因，并采用銀行家算法有效地防止死鎖的發(fā)生。三、實驗內(nèi)容：利用c+,實現(xiàn)銀行家算法四、實驗要求：1.完成銀行家算法的設計2.設計有n個進程共享m個系統(tǒng)資源的系統(tǒng)，進程可動態(tài)的申請和釋放資源，系統(tǒng)按各進程的申請動態(tài)的分配資源。五、實驗原理：系統(tǒng)中的所有進程放入進程集合，在安全狀態(tài)下系統(tǒng)收到進程的資源請求后，先把資源試探性的分配給它。之后，系統(tǒng)將剩下的可用資源和進程集合中的其他進程還需要的資源數(shù)作比較，找出剩余資源能夠滿足的最大需求量的進程，從而保證進程運行完畢并歸還全部資源。這時，把這個進程從進程集

3、合中刪除，歸還其所占用的所有資源，系統(tǒng)的剩余資源則更多，反復執(zhí)行上述步驟。最后，檢查進程集合，若為空則表明本次申請可行，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，可以真正執(zhí)行本次分配，否則，本次資源分配暫不實施，讓申請資源的進程等待。銀行家算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。在避免死鎖方法中允許進程動態(tài)地申請資源，但系統(tǒng)在進行資源分配之前，應先計算此次分配資源的安全性，若分配不會導致系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)，則分配，否則等待。為實現(xiàn)銀行家算法，系統(tǒng)必須設置若干數(shù)據(jù)結構。要解釋銀行家算法，必須先解釋操作系統(tǒng)安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)。安全序列是指一個進程序列p1，pn是安全的，如果對于每一個進程pi(1in），它以后尚需要的資源

4、量不超過系統(tǒng)當前剩余資源量與所有進程pj (j s.r1) return false;if(r2 s.r2) return false;if(r3 s.r3) return false;return true;class data/封裝所有數(shù)據(jù)public:process *p;/進程指針source sum;/總資源量source available;/可獲得量source ask;/請求量int plength;/進程個數(shù)int * ruler;/邏輯尺void clearprocess()/進程currentavail清零for(int i=0;iplength;i+)pi.curren

5、tavail.setsource(0, 0, 0);class datainit/封裝初始化數(shù)據(jù)函數(shù)類private:public:datainit()/構造函數(shù)void initlength(data *db)/設置進程個數(shù)int n;coutn;db-plength = n;db-p = new processn;if(!db-p)coutruler = new intn;if(!db-ruler)coutpdb-ruleri.currentavail.add(db-available);/將當前系統(tǒng)可用資源量賦給該序列的第一個進程if(!db-pdb-ruleri.claim_alloc

6、ation.lower(db-pdb-ruleri.currentavail)/若當前進程currentavail小于該進程需求量(claim-allocation)，返回falsereturn false;for(i=1; iplength; i+)/當前進程的可獲得資源量currentavail獲得前一個進程的未釋放資源前可獲得資源量currentavaildb-pdb-ruleri.currentavail.add(db-pdb-ruleri-1.currentavail);/當前進程的可獲得資源量currentavail獲得前一個進程的釋放的資源量db-pdb-ruleri.curre

7、ntavail.add(db-pdb-ruleri-1.allocation);/若當前進程currentavail小于該進程需求量(claim-allocation)，返回falseif(!db-pdb-ruleri.claim_allocation.lower(db-pdb-ruleri.currentavail)return false;/若當前進程currentavail大于該進程總資源量，返回falseif(!db-pdb-ruleri.currentavail.lower(db-sum)return false;return true;/該序列進程安全。返回truebool exs

8、itsafelist(data *db)/判斷是否存在安全序列int i = 0;for(i = 0; i plength; i+)/設置邏輯尺的刻度值db-ruleri = i;while(1) /該循環(huán)將檢測邏輯尺刻度值的全排列 if(checklist(db)/找到一個安全序列，返回truereturn true;db-clearprocess();/將所有進程的currentavail清零if(!next_permutation(db-ruler,db-ruler+db-plength)/所有排列完畢后退出生成排列庫函數(shù)的調(diào)用return false;return false;int

9、findsafelist(data *db, int i=0)/尋找安全序列/請求值大于系統(tǒng)當前可用資源值，返回0if(!db-ask.lower(db-available)return 0;/請求值大于當前進程需求資源值，返回1if(!db-ask.lower(db-pi.claim_allocation)return 1;source s(db-pi.allocation);/根據(jù)請求，分配資源值db-available.sub(db-ask);db-pi.allocation.add(db-ask);db-pi.claim_allocation.sub(db-ask);if(!exsit

10、safelist(db)/判斷是否存在安全序列db-available.add(db-ask);/不存在安全序列，回滾，恢復分配前狀態(tài)，并返回2db-pi.allocation.sub(db-ask);db-pi.claim_allocation.add(db-ask);return 2;db-ask.setsource(0,0,0);/找到安全序列，將請求資源置零，返回3return 3;3.功能模塊設計class data/封裝所有數(shù)據(jù)class datainit/封裝初始化數(shù)據(jù)函數(shù)類class display/封裝顯示方法class findsafelist/尋找安全序列struct p

11、rocess/進程屬性構成void main() /主函數(shù)8、 實驗運行結果：輸入進程數(shù)，及相關資源數(shù)量分配選擇算法完成的操作：1 查看進程情況2 請求分配 2.1分配失敗2.2 分配成功2.3 繼續(xù)分配失敗，退出九、實驗心得：通過此次實驗，我能夠更加深入的理解銀行家算法的執(zhí)行過程，也懂得用銀行家算法去防止發(fā)生死鎖，有效地解決了資源利用率低的問題，保證了系統(tǒng)的安全性。當然在實驗過程中，我也遇到了一些困難，但是我通過及時請教同學，查詢相關資料，及時解決了問題，但仍有不足之處，我將會在今后學習中更加努力。附錄：源代碼（部分）#include#include using namespace std;

12、class source /資源的基本構成以及功能 private:public:int r1;/定義三類類資源int r2;int r3;source(int r1 = 0,int r2 = 0,int r3 = 0)r1=r1;r2=r2;r3=r3;source(source& s)r1=s.r1;r2=s.r2;r3=s.r3;void setsource(int r1 = 0,int r2 = 0,int r3 = 0)/設置各類資源r1=r1;r2=r2;r3=r3;void add(source s)/加法r1=r1+s.r1;r2=r2+s.r2;r3=r3+s.r3;void

13、 sub(source s)/減法r1=r1-s.r1;r2=r2-s.r2;r3=r3-s.r3;bool lower(source s)/比較if(r1 s.r1) return false;if(r2 s.r2) return false;if(r3 s.r3) return false;return true;struct process/進程屬性構成source claim;/進程最大需求量source allocation;/進程占有量source claim_allocation;/進程需求量source currentavail;/進程可獲得量;class data/封裝所有數(shù)

14、據(jù)public:process *p;/進程指針source sum;/總資源量source available;/可獲得量source ask;/請求量int plength;/進程個數(shù)int * ruler;/邏輯尺void clearprocess()/進程currentavail清零for(int i=0;iplength;i+)pi.currentavail.setsource(0, 0, 0);class datainit/封裝初始化數(shù)據(jù)函數(shù)類private:public:datainit()/構造函數(shù)void initlength(data *db)/設置進程個數(shù)int n;co

15、utn;db-plength = n;db-p = new processn;if(!db-p)coutruler = new intn;if(!db-ruler)coutask.setsource(r1,r2,r3);void initsum(data *db)/設置總資源量int r1,r2,r3;coutr1r2r3;db-sum.setsource(r1,r2,r3);void initavail(data *db)/設置可獲得量int r1,r2,r3;cout輸入初始分配 allocation:n;coutr1r2r3;db-available.setsource(r1,r2,r3

16、);void initprocess(data *db)/設置各進程屬性值int r1,r2,r3;cout輸入t0時分配 allocation:n;for(int i=0;iplength;i+)/設置進程pi 的 allocationcoutpir1r2r3;db-pi.allocation.setsource(r1,r2,r3); coutpir1r2r3;db-pi.claim.setsource(r1,r2,r3);r1=db-pi.claim.r1-db-pi.claim.r1;/設置進程pi 的 claim_allocationr2=db-pi.claim.r2-db-pi.cl

17、aim.r2;r3=db-pi.claim.r3-db-pi.claim.r3;db-pi.claim_allocation.setsource(r1, r2, r3);class display/封裝顯示方法private:public:display()/構造函數(shù)void displaysource(source s)/設置基本資源顯示方式couts.r1 s.r2 s.r3;displayavailable(source s)/顯示可獲得資源量displaysource(s);void displayprocess(process *p,int length)/顯示進程基本信息for(i

18、nt i=0; ilength; i+)cout pit;displaysource(pi.claim);couttt;displaysource(pi.allocation);coutendl;coutendl;void displaysafelist(data *db)/顯示安全序列for(int i=0; iplength; i+)cout pruleripdb-ruleri.currentavail);coutpdb-ruleri.claim);coutpdb-ruleri.allocation);coutpdb-ruleri.claim_allocation);cout true;c

19、outendl;void displayaskresult(data *db,int n)/顯示請求資源結果if(n=0)cout不分配，請求量大于當前可獲得量! n;return;if(n=1)cout不分配，請求量大于當前可獲得量!n;return;if(n=2)cout不分配，找不到安全序列! n;return;if(n=3)cout存在安全序列:;for(int i=0;iplength;i+)coutruleri ;coutendl;char c=n;coutc;if(c=y|c=y)coutpdb-ruleri.currentavail.add(db-available);/將當前

20、系統(tǒng)可用資源量賦給該序列的第一個進程if(!db-pdb-ruleri.claim_allocation.lower(db-pdb-ruleri.currentavail)/若當前進程currentavail小于該進程需求量(claim-allocation)，返回falsereturn false;for(i=1; iplength; i+)/當前進程的可獲得資源量currentavail獲得前一個進程的未釋放資源前可獲得資源量currentavaildb-pdb-ruleri.currentavail.add(db-pdb-ruleri-1.currentavail);/當前進程的可獲得資

21、源量currentavail獲得前一個進程的釋放的資源量db-pdb-ruleri.currentavail.add(db-pdb-ruleri-1.allocation);/若當前進程currentavail小于該進程需求量(claim-allocation)，返回falseif(!db-pdb-ruleri.claim_allocation.lower(db-pdb-ruleri.currentavail)return false;/若當前進程currentavail大于該進程總資源量，返回falseif(!db-pdb-ruleri.currentavail.lower(db-sum)r

22、eturn false;return true;/該序列進程安全。返回truebool exsitsafelist(data *db)/判斷是否存在安全序列int i = 0;for(i = 0; i plength; i+)/設置邏輯尺的刻度值db-ruleri = i;while(1) /該循環(huán)將檢測邏輯尺刻度值的全排列 if(checklist(db)/找到一個安全序列，返回truereturn true;db-clearprocess();/將所有進程的currentavail清零if(!next_permutation(db-ruler,db-ruler+db-plength)/所有排列完畢后退出生成排列庫函數(shù)的調(diào)用return false;return false;int findsafelist(data *db, int i=0)/尋找安全序列/請求值大于系統(tǒng)當前可用資源值，返回0if(!db-ask.lower(db-available)return 0;/請求值大于當前進程需求資源值，返回1if(!db-ask.lower(db-pi.claim_allocation)return 1;source s(db-pi.allocation);/根據(jù)請求，分配資源值db-available.sub(db-ask);db