操作系统中的银行家算法与安全性算法

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银行家算法属于避免死锁的一个著名算法，由Dijkstra在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。这是由于该算法用于银行系统现金贷款的发放而得名。

一 系统安全状态

指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…,Pn>(称为<P1,P2,…,Pn>序列为安全序列)，为每个进程分配所需的资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。

二 银行家算法描述

假设在进程并发执行时，进程i提出请求j类资源k个后，表示为Requesti[j]=k。系统按下述步骤进行安全检查：
1）如果Requesti≤Needi则继续以下检查，否则显示需求申请超出最大需求值的错误。

2）如果Requesti≤Available则继续以下检查，否则显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。

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］;

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。若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。

特点：
允许互斥、部分分配和不可抢占，可提高资源利用率；
要求事先说明最大资源要求，在现实中很困难。

三 安全性算法过程描述
（01)设置两个向量：
① 工作向量Work: 它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Available;
② 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， 再令Finish［i］∶=true。

2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：
① Finish［i］=false;
② Need［i,j］≤Work［j］； 若找到， 执行步骤3)， 否则，执行步骤4)。

3）当进程Pi获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：
Work［j］∶=Work［i］+Allocation［i,j］;
Finish［i］∶=true;
go to step 2;

4）如果所有进程的Finish［i］=true都满足， 则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。

四 两种算法流程图

1.银行家算法：

2.安全性算法：

五 完整代码

#include <stdio.h>
int main()
{
   
	int claim[5][3]={
   {
   7,5,3},{
   3,2,2},{
   9,0,2},{
   2,2,2},{
   4,3,3}};//各线程最大需求量
	int allocation[

银行家算法属于避免死锁的一个著名算法，由Dijkstra在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。这是由于该算法用于银行系统现金贷款的发放而得名。

一 系统安全状态

指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…,Pn>(称为<P1,P2,…,Pn>序列为安全序列)，为每个进程分配所需的资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。

二 银行家算法描述

假设在进程并发执行时，进程i提出请求j类资源k个后，表示为Requesti[j]=k。系统按下述步骤进行安全检查：
1）如果Requesti≤Needi则继续以下检查，否则显示需求申请超出最大需求值的错误。

2）如果Requesti≤Available则继续以下检查，否则显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。

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］;

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。若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。

特点：
允许互斥、部分分配和不可抢占，可提高资源利用率；
要求事先说明最大资源要求，在现实中很困难。

三 安全性算法过程描述
（01)设置两个向量：
① 工作向量Work: 它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Available;
② 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， 再令Finish［i］∶=true。

2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：
① Finish［i］=false;
② Need［i,j］≤Work［j］； 若找到， 执行步骤3)， 否则，执行步骤4)。

3）当进程Pi获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：
Work［j］∶=Work［i］+Allocation［i,j］;
Finish［i］∶=true;
go to step 2;

4）如果所有进程的Finish［i］=true都满足， 则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。

四 两种算法流程图

1.银行家算法：

2.安全性算法：

五 完整代码

#include <stdio.h>
int main()
{
   
	int claim[5][3]={
   {
   7,5,3},{
   3,2,2},{
   9,0,2},{
   2,2,2},{
   4,3,3}};//各线程最大需求量
	int allocation[

本文标签： 算法银行家安全性操作系统