系统软件综合训练——银行家算法.docx-资料库

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目录 1.概述 ......................................................... - 3 - 2.系统软件综合训练任务及要求 ................................... - 3 - 2.1 设计任务 .................................................. - 3 - 2.2 设计要求 .................................................. - 3 - 2.3 设计分析 .................................................. - 4 - 3.总体设计 ..........................................错误！未定义书签。 4.详细设计 ..................................................... - 4 - 4.1 相关数据结果及定义 ........................................ - 4 - 4.1.1 变量定义 .............................................. - 4 - 4.1.2 函数定义 ............................................. - 4 - 4.2 层次图 .................................................... - 5 - 4.3 子模块流程图 .............................................. - 6 - 4.3.1 随机生成模块 .......................................... - 6 - 4.3.2 分配模块 .............................................. - 7 - 4.3.3 监控模块 .............................................. - 9 - 4.3.4 回收模块 ............................................. - 10 - 5.各模块及其分析 .............................................. - 10 - 5.1 总体思想 ................................................. - 10 - 5.2 使用的全局变量 ........................................... - 11 - 5.3 初始化模块 ............................................... - 11 - 5.3.1 功能 ................................................. - 11 - 5.3.2 模块代码 ............................................. - 11 - 5.4 初始化结果写文档模块 ..................................... - 12 - 5.4.1 功能 ................................................. - 12 - 5.4.2 模块代码 ............................................. - 12 - 5.5 请求资源模块 ............................................ - 13 - 5.5.1 功能 ................................................. - 13 - - 1 -

5.5.2 模块代码 ............................................. - 13 - 5.6 DFS 搜索所有安全序列模块 ................................. - 15 - 5.6.1 功能 ................................................. - 15 - 5.6.2 模块代码 ............................................. - 15 - 5.7 对安全序列排序模块 ...................................... - 17 - 5.7.1 功能 ................................................. - 17 - 5.7.2 模块代码 ............................................. - 17 - 5.8 安全序列写文本模块 ....................................... - 17 - 5.8.1 功能 ................................................. - 17 - 5.8.2 模块代码 ............................................. - 17 - 6.程序设计与实现 .............................................. - 18 - 6.1 程序说明 ................................................. - 18 - 6.2 实验结果 ................................................. - 18 - 7.收获、体会和建议 ............................................ - 21 - - 2 -

1.概述当系统在进行资源管理时，如果对进程申请的资源分配不当，可能会使系统进入死锁状态，因而后面到来的进程也无法顺利执行。银行家算法中，要对当前申请资源的进程申请资源的数目进行判断，如果可以试分配，则试求出一个安全序列，如果可以求出，则说明给这个进程分配资源后系统不会进入不安全状态，将该进程申请的资源分配给他，若求不出安全序列，则说明将资源分配给该进程后系统会进入不安全状态，所以就使该进程进入阻塞状态，等待以后可以分配资源时再执行该进程，然后系统继续服务其他进程。通过这样一个过程，可以有效避免系统进入死锁状态。 2.系统软件综合训练任务及要求 2.1 设计任务设计一个界面友好，n 个客户（n=身份证前两位+身份证第三、四位+生日月份），m 类资源（m=身份证前两位+身份证第三、四位+生日日份）的银行家算法。其中每个客户最大资源初始值、已分配资源、需求资源随机生成。生成尽可能多的安全序列，并从资源利用效率方面给出这些安全序列的排序（资源利用效率为运行一条安全序列所需时间）。 2.2 设计要求 2.2.1 在深入理解操作系统基本原理的基础上，对于选定的题目，以小组为单位，以软件工程为方法指导，先确定选题需求，进行选题设计。 2.2.2 设计系统的数据结构、算法和程序结构，设计每个模块的处理流程。要求设计合理，界面友好。 2.2.3 编程序实现选题的系统功能，要求尽可能实现可视化的运行界面，界面应清楚地反映出系统的运行结果。 2.2.4 确定测试方案，选择测试用例，对系统进行测试。 2.2.5 运行系统并通过验收，讲解运行结果，说明系统的详细功能和设计思路，并回答指导教师与同学们的问题。 2.2.6 提交系统软件综合训练设计报告。 - 3 -

2.3 设计分析在避免死锁的算法中，允许进程动态的申请资源，系统在进行资源分配之前，先计算资源分配的安全性。若此次分配不会使系统进入不安全状态，便将资源分配给该进程，否则进程等待。所谓安全状态就是指系统能按照某种顺序来为用户分配资源，使每个用户都能顺利执行。若系统不存在这样一个安全序列，那么系统进入不安全状态。 3.详细设计该部分主要包括相关的变量与函数定义，以及各模块的程序流程图。 3.1 相关数据结构及定义 3.1.1 数据结构 //预定义的最大客户数 //预定义的最大资源类别数 #define N 100 #define M 100 int CustomerNum;// 输入客户数 int ResourseNum;//输入资源类别数 int Available[M];//可利用资源数 int Work[M];//工作向量 int Allocation[N][M];//已分配资源数 int Need[N][M];//还需要资源数 int Max[N][M];//最大资源数 long int SafetyList[100000][N+1]; //安全序列存储矩阵，第N+1列存储资源利用率 double CustomerTime[N];//每个用户占用资源时间 bool Finish[N];//完成向量 int Sum = 0;//安全序列计数器 3.1.2 函数定义（1）void Monitor(int k)//对一个用户利用资源进行监听（2）void Recycling(int k)//一个客户用完程序之后，回收资源（3）int SearchAndDistribution(int k)//搜寻下一个可以分配资源的用户（4）void GetSecuritySequence() - 4 -

//求出安全序列,求存的安全序列用数字的形式保存在_SecuritySequence 二维数组中，所用时间对应保存在_Time数组中（5）void Sort() //对所求出的安全序列进行时间上的排序，即求出其资源利用率。（6）void GiveNum() //用于对各个客户所对应的资源数和占用时间进行随机赋值（7）void GetNumeric()//输出客户的个数和资源的个数（8）void InterfaceSetup()//界面设置（9）int SafetyCheck()//安全性检查 3.2 层次图 - 5 -

3.3 子模块流程图该部分包含随机生成模块、分配模块、监控模块和回收模块四个模块。 3.3.1 随机生成模块 - 6 -

3.3.2 分配模块 - 7 -

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