銀行家算法課程設(shè)計(jì)報(bào)告 (2)

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文檔簡介

1、　　數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院　　課程設(shè)計(jì)說明書　　課程名稱: 操作系統(tǒng)原理-課程設(shè)計(jì) 　　課程代碼: 　　題目:

2、銀行家算法 　　年級/專業(yè)/班: 2009級軟件工程2班 　　學(xué) 生姓名: 　　學(xué) 號: 　　開始時(shí) 間: 2011

3、年 12 月 05 日　　完成時(shí) 間: 2011 年 12 月 25 日　　課程設(shè)計(jì)成績：　　指導(dǎo)教師簽名：年月日　　目錄 </b&g

4、t;　　1 引言1　　1.1 問題的提出1　　1.2任務(wù)與分析1　　2 需求分析1　　2.1數(shù)據(jù)的初始化1<p

5、>　　2.2銀行家算法1　　2.3 系統(tǒng)安全性的檢測1　　2.4顯示功能1　　2.5恢復(fù)功能1　　2.6菜單功能2&l

6、t;p>　　3 程序運(yùn)行平臺2　　4 總體設(shè)計(jì)2　　5 詳細(xì)設(shè)計(jì)2　　5.1數(shù)據(jù)的錄入2　　5.2 顯示模塊4　　5.3 系統(tǒng)安全狀態(tài)檢測

7、5　　5.4 系統(tǒng)試為進(jìn)程分配資源7　　5.5 恢復(fù)函數(shù)8　　5.6 菜單選項(xiàng)8　　6 系統(tǒng)測試9　　7 結(jié)論13&l

8、t;p>　　參考文獻(xiàn)15　　摘要 　　隨著計(jì)算機(jī)的普及計(jì)算機(jī)的日新月異，計(jì)算機(jī)可以說在飛速的發(fā)展著，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)也越來越高，許多的技術(shù)得到了較好的改進(jìn)，使計(jì)算機(jī)越來越滿足人們的要求和生活習(xí)慣，這也是計(jì)算機(jī)得到飛速發(fā)展的原因之一，。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，人們對計(jì)算

9、機(jī)的需求也越來越高，為了防止用戶操作過于平凡，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)同一時(shí)刻進(jìn)程過多而產(chǎn)生死鎖，所以本次任務(wù)主要是編寫銀行家算法避免計(jì)算機(jī)產(chǎn)生死鎖。經(jīng)過分析，本次主要是銀行家算法通用程序的編寫，以及測試所跟進(jìn)程狀態(tài)的安全性，經(jīng)查閱相關(guān)資料，了解了銀行家算法的大體思路，經(jīng)過設(shè)計(jì)流程圖，用java語言，利用neatbean 6.9實(shí)現(xiàn)了銀行家算法的通用程序，該程序具有輸入進(jìn)程資源以及計(jì)算機(jī)可利用資源的數(shù)量，即初始化。輸出資源進(jìn)程資源信息，檢測系統(tǒng)安全性

10、，進(jìn)程請求資源，系統(tǒng)試為進(jìn)程分配資源，不成功恢復(fù)資源等功能。因此銀行家算法的各種功能基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。　　關(guān)鍵詞：銀行家算法通用程序;計(jì)算機(jī);避免死鎖的算法 　　1 引言 　　1.1 問題的提出 　　在多道程序程序系統(tǒng)中，雖可借助于多

11、個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行來改善系統(tǒng)資源利用率，提高系統(tǒng)的額吞吐量，但是可能會(huì)發(fā)生一種危險(xiǎn)—死鎖。所謂死鎖，是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無外力作用，他們將無法再向前推進(jìn)。為了避免這種情況的發(fā)生，本次利用課程設(shè)計(jì)之際，編寫了一個(gè)銀行家算法通用程序，避免死鎖在發(fā)生。　　1.2任務(wù)與分析 <p

12、>　　本課題主要的目的是編寫銀行家算法通用程序，功能主要包括銀行家算法中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的初始化，銀行家算法的實(shí)現(xiàn)，安全性檢測的算法實(shí)現(xiàn)等等。以及對給定的狀態(tài)進(jìn)行測試安全性等。　　2 需求分析　　2.1數(shù)據(jù)的初始化　　對銀行家算法中的數(shù)據(jù)結(jié)

13、構(gòu)進(jìn)行初始化，包括資源種類和進(jìn)程數(shù)目的輸入，可利用資源的初始化，進(jìn)程的最大需求矩陣，分配矩陣。 　　2.2銀行家算法　　對一個(gè)進(jìn)程請求的資源進(jìn)行判斷，看是否可以為其立即進(jìn)行資源的分配。若可以，試著分配，并且進(jìn)行安全性的檢測，若不安全，恢復(fù)原來的資源分配情況。　　2.3 系統(tǒng)安

14、全性的檢測　　能夠?qū)δ硶r(shí)刻的資源分配情況進(jìn)行檢測，判斷系統(tǒng)是否安全。　　2.4顯示功能　　顯示某時(shí)刻資源的分配狀態(tài)　　2.5恢復(fù)功能　　對進(jìn)程請求資源，已

15、獲得分配的，經(jīng)檢測不安全的狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)為請求前的狀態(tài)　　2.6菜單功能　　列出用戶能操作的選項(xiàng)　　3 程序運(yùn)行平臺　　Neatbean IDE 6.9

16、具體操作如下：文件->打開項(xiàng)目->運(yùn)行->運(yùn)行文件。 　　4 總體設(shè)計(jì) 　　圖4.1 系統(tǒng)總體框架圖　　5 詳細(xì)設(shè)計(jì)　　5.1數(shù)據(jù)的錄入&l

17、t;/p>　　選擇數(shù)據(jù)錄入菜單后，系統(tǒng)將提示用戶輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)。包括輸入資源種類，進(jìn)程數(shù)目，以及可利用資源數(shù)目。進(jìn)程最大需求矩陣，已分配矩陣。　　流程圖如圖6.1：　　關(guān)鍵代碼：　　/*------------

18、----------------初始化函數(shù)------------------------------*/ 　　public void input(){　　System.out.println("請輸入資源的種類n和進(jìn)程數(shù)m：");　　n=sc.nextInt() ;</p&

19、gt;　　m=sc.nextInt();　　Available=new int[1][n];　　Request=new int[1][n];　　Allocation=new int[m][n];　　Need=new int[m][m];</p&

20、gt;　　Max=new int[m][n];　　System.out.println("請輸入各類資源的數(shù)目：");　　for(int i=0;i<n;i++)　　Available[0][i]=sc.nextInt();

21、　　System.out.println("請輸入各進(jìn)程請求的各類資源的最大數(shù)目：");　　for(int h=0;h<m;h++){　　for(int j=0;j<n;j++){　　Max[h][j]=sc.nextInt();<b

22、>　　}　　// System.out.println();　　}　　System.out.println("請輸入各進(jìn)程請求的各類資源已經(jīng)分配數(shù)目：");　　for(int h=0;h&

23、lt;m;h++){　　for(int j=0;j<n;j++){　　Allocation[h][j]=sc.nextInt();　　}　　// System.out.println();

24、;　　}　　for(int k=0;k<m;k++)　　for(int e=0;e<n;e++){　　Need[k][e]=Max[k][e]-Allocation[k][e];　　}

25、;　　}　　/*-------------------------初始化函數(shù)結(jié)束------------------------------*/　　5.2 顯示模塊　　將進(jìn)程的資源分配情況顯示出來

26、　　流程圖：　　關(guān)鍵代碼：　　/*-------------顯示函數(shù)----------------------------------*/　　public void display(){<

27、/p>　　int i,j;　　System.out.println("正在更新數(shù)據(jù)...");　　System.out.println("|-----|-----|-------|--------|---------|-------|");</

28、p>　　System.out.println("|-----| 資源| Max | Allocation | Need | Available |");　　System.out.println("|進(jìn)程 |");　　System.out.println("|-----|----

29、------|-----------|--------|--------|");　　for(i=0;i<m;i++){　　System.out.print("|p"+i+" |");　　for(j=0;j<n;j++)<

30、;p>　　System.out.print(Max[i][j]+" ");　　System.out.print("|");　　for(j=0;j<n;j++) 　　System.out.print(" "+Allocation[i][j

31、]);　　System.out.print("|");　　for(j=0;j<n;j++)　　System.out.print(" "+Need[i][j]);　　System.out.print("|"

32、);　　if(i==0){　　for(j=0;j<n;j++)　　System.out.print(" "+Available[0][j]);　　System.out.println("|&quo

33、t;);　　}　　if(i>0)System.out.println();　　}　　System.out.println("|-----|----------|---------|

34、---------|----------|"); 　　}　　/*-------------------------顯示函數(shù)結(jié)束--------------------------------*/　　5.3 系統(tǒng)安全狀態(tài)檢測

35、;　　能對跟定的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行安全檢測，成功輸出系統(tǒng)安全狀態(tài)圖，否則輸出系統(tǒng)狀態(tài)不安全　　流程圖：　　關(guān)鍵代碼：　　/*------------------------檢測狀態(tài)安全涵數(shù)函數(shù)-------------------*/</

36、p>　　void checksafe1(int s)　　{　　int temp[]=new int[m],i,l=0,k=0,count=0;　　boolean Finish[]=new boolean[m];<p

37、>　　work=new int[1][n];　　work1=new int[m][n];　　work2=new int [m][n];　　int a=jcys(m);　　for(int v=0;v<m;v++)　　Fi

38、nish[v]=false;　　System.arraycopy(Available[0], 0, work[0], 0, n);　　i=s;//s傳遞進(jìn)來賦給i，s是用戶輸入的進(jìn)程號（有主函數(shù)里的in傳遞進(jìn)來）　　while(i<m&&k!=m&&count!=a) { &

39、lt;/p>　　for(int j=0;j<n;j++)　　if (Finish[i]==false&&Need[i][j]<=work[0][j])l++;　　if(l==n){　　System.arraycopy(w

40、ork[0], 0, work1[k], 0, n);　　for(int j=0;j<n;j++){　　work[0][j]=work[0][j]+Allocation[i][j];　　}　　System.arraycopy(w

41、ork[0], 0, work2[k], 0, n);　　Finish[i]=true;　　temp[k]=i;　　k++;　　}　　l

42、=0;　　count++;　　i=(i+1)%m;//從用戶選擇的進(jìn)程開始對每個(gè)進(jìn)程都要檢測　　}　　if(k!=m){

43、;　　System.out.println("系統(tǒng)資源狀態(tài)不安全!!! ");　　}　　else {　　System.out.println("已通過安全性測試!");<

44、/p>　　System.out.println("系統(tǒng)狀態(tài)安全");　　System.out.println("打印輸出...");　　System.out.println("|-----|-----|------|-------|------|------|------|&q

45、uot;);　　System.out.println("|-----| 資源| Work | Need | Allocation | Work+Allocation | Funish");　　System.out.println("|進(jìn)程 |");　　System

46、.out.println("|-----|----------|---------|----------|---------|");　　for(i=0;i<m;i++){　　System.out.print("|p"+temp[i]+" |");

47、;　　for(int j=0;j<n;j++)　　System.out.print(work1[i][j]+" ");　　System.out.print("|");　　for(int j=0;j<n;j++)

48、System.out.print(" "+Need[temp[i]][j]);　　System.out.print("|");　　for(int j=0;j<n;j++)　　System.out.print(" "+Allocation[tem

49、p[i]][j]);　　System.out.print("|");　　for(int j=0;j<n;j++)　　System.out.print(" "+work2[i][j]);　　System.out.print(&

50、quot;|");　　System.out.println(" "+Finish[i]+" |");　　}　　System.out.println("|-----|--------|------|--------

51、|-------|--------|");　　}　　}　　/*---------------------檢測狀態(tài)安全涵數(shù)結(jié)束------------------------------*/

52、;　　5.4 系統(tǒng)試為進(jìn)程分配資源　　首先由用戶輸入要需要請求求資源的進(jìn)程號，然后根據(jù)提示輸入請求資源的數(shù)量，當(dāng)輸入滿足要求后，系統(tǒng)試為該進(jìn)程分配資源　　流程圖：　　關(guān)鍵代碼：　　/*------

53、-----------------試分配函數(shù)----------------------------------*/　　void tryfenpei(int i){　　for(int f=0;f<n;f++)　　{　　Avail

54、able[0][f] = Available[0][f] - Request[0][f];　　Allocation[i][f] = Allocation[i][f] + Request[0][f];　　Need[i][f] = Need[i][f]-Request[0][f];　　}</b

55、>　　}　　/*----------------------試分配函數(shù)結(jié)束----------------------------------*/　　5.5 恢復(fù)函數(shù)　　當(dāng)系統(tǒng)試著為進(jìn)程分配

56、資源后，進(jìn)檢測分配后的狀態(tài)為不安全，既要恢復(fù)分配以前的狀態(tài)。　　流程圖：　　關(guān)鍵代碼：　　/*---------------------恢復(fù)數(shù)據(jù)函數(shù)----------------------------------*/

57、;　　void refenpei(int i){　　for(int f=0;f<n;f++){　　Available[0][f] = Available[0][f] + Request[0][f];　　Allocation[i][f] = Allocation[i][f] - Requ

58、est[0][f];　　Need[i][f] = Need[i][f]+Request[0][f];　　}　　}　　/*--------------------恢復(fù)數(shù)據(jù)函數(shù)結(jié)束----------

59、------------------------*/　　5.6 菜單選項(xiàng)　　用戶可以根據(jù)菜單選項(xiàng)選擇需要操作的選項(xiàng)。　　關(guān)鍵代碼：　　/*--------------------菜單選項(xiàng)函數(shù)---

60、---------------------------------*/　　public void menu(){　　System.out.println("|----------------------------------------|");　　System.out.println(&qu

61、ot;|---------1、初始化資源數(shù)組---------------|");　　System.out.println("|---------2、輸出系統(tǒng)資源情況-------------|");　　System.out.println("|---------3、系統(tǒng)安全測試-----------------|

62、");　　System.out.println("|---------4、進(jìn)程請求資源-----------------|");　　System.out.println("|---------5、退出試驗(yàn)---------------------|");　　Sys

63、tem.out.println("|----------------------------------------|");　　}　　/*----------------------菜單函數(shù)結(jié)束----------------------------------*/<

64、p>　　6 系統(tǒng)測試　　首先進(jìn)入neatbean IDE 6.9，打開工程銀行家算法，然后進(jìn)入源程序，右鍵，運(yùn)行文件即可，下面是對給出的狀態(tài)進(jìn)行檢測，以及進(jìn)程申請資源的情況　　程序運(yùn)行初始狀態(tài)：　　圖 6.1<

65、;/b>　　首先對1>的a狀態(tài)測試選擇1輸入數(shù)據(jù)并顯示： 　　圖 6.2　　選擇3進(jìn)行測試：結(jié)果如圖6.3所示　　圖 6.3　　對1>b

66、狀態(tài)進(jìn)行測試：選擇1輸入數(shù)據(jù)　　圖 6.4　　選擇3進(jìn)行狀態(tài)安全性檢測，結(jié)果如下圖所示：　　圖 6.5　　對2>所跟狀態(tài)進(jìn)行檢測，選擇1輸入數(shù)據(jù)：&

67、lt;b>　　圖 6.6　　系統(tǒng)狀態(tài)安全。　　輸入3安全狀態(tài)檢測，結(jié)果下圖所示:　　圖 6.7　　系統(tǒng)狀態(tài)安全。

68、;　　選擇4，輸入2>中進(jìn)程2請求資源（0420），結(jié)果如圖6.8所示：　　圖6.8　　因此可以立即為其分配資源。　　7 結(jié)論　　該題目是銀行家算法，主要是編寫銀行家算

69、法通用程序的編寫，并且測試題目給出的狀態(tài)的安全性，以及進(jìn)程請求資源是否可以立即進(jìn)行分配。進(jìn)過幾天的努力，終于實(shí)現(xiàn)了該題目所需要完成的功能，包括進(jìn)程初始態(tài)資源的錄入，檢測系統(tǒng)安全狀態(tài)，銀行家算法的實(shí)現(xiàn)，即進(jìn)程發(fā)起資源請求，經(jīng)判斷后，系統(tǒng)試著把資源分配跟該進(jìn)程，然后調(diào)用系統(tǒng)安全檢測函數(shù)進(jìn)行檢測，如果檢測通過，既可以立即跟該進(jìn)程進(jìn)行資源分配，否則分配失敗，恢復(fù)分配前的進(jìn)程資源情況，以及顯示進(jìn)程資源狀態(tài)等功能。經(jīng)輸入數(shù)據(jù)測試后，功能滿足，結(jié)果準(zhǔn)

70、確。該程序滿足銀行家的通用算法，即用戶可以進(jìn)行資源種類和進(jìn)程的個(gè)數(shù)。另外采用了菜單式的選項(xiàng)，用戶可以明了的選擇自己想要做的事情。但是該程序?qū)嵲赿os下完成的輸入，見面看起來不是很舒服，如果有多的時(shí)間，可以試著采用圖形界面編程，在窗口中觀察結(jié)果更加清晰。　　通過本次課程設(shè)計(jì)，可以說是受益匪淺，學(xué)到了許多的東西。在編寫程序的過程中，遇到了許多的問題，如知道了系統(tǒng)安全性檢查的方法，但是在編寫的過程中，

71、由于變量的位置沒有放正確，導(dǎo)致結(jié)果不正確，思維卻受到了限制，因?yàn)樗悸犯揪蜎]錯(cuò)，因此很難發(fā)現(xiàn)是哪里錯(cuò)，如果不采取正確的方法，就會(huì)浪費(fèi)很多的時(shí)間。遇到這種情況，我們需要設(shè)置更多的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行測試，這樣很快就可以發(fā)現(xiàn)是哪里不對。由此可知，遇到問題應(yīng)該選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解決，這樣效率才高。另外，通過背刺課程設(shè)計(jì)，對銀行家算法基本上已經(jīng)了解，對java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)以及c語言有了更好的引用?？偠灾?，感覺課程設(shè)計(jì)就是一種實(shí)現(xiàn)，可以學(xué)到很多的東

72、西。　　參考文獻(xiàn)　　[1] 湯子瀛等編著.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng).西安：西安電子科技出版社，1996.12　　[2] 耿祥義等編著 .Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2009.6　　[3] 朱立華等編著.C語言程序設(shè)計(jì).北

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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