一、选题背景
这次课程设计要求完成一个资源管理系统，掌握使用银行家算法管理系统资源分配的工作原理。深入认识在多道程序系统中合理资源分配的重要性，加深死锁有关概念的理解。模拟实现银行家算法对系统资源进行分配，以防止死锁的出现。本课题肯定不可能实现对实际操作系统的资源管理，而是通过对模拟资源数据的处理，检测银行家算法在防止死锁出现的作用。
二、方案论证
模拟实现银行家算法对系统资源进行分配，以防止死锁的出现。本课题肯定不可能实现对实际操作系统的资源管理，而是通过对模拟资源数据的处理，检测银行家算法在防止死锁出现的作用。先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。若请求合法，则进行试分配。最后对试分配后的状态调用安全性检查算法进行安全性检查。若安全，则分配，否则，不分配，恢复原来状态，拒绝申请。
三、实验环境
四、设计思想及实验步骤
4.1 设计思想
先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。若请求合法，则进行试分配。最后对试分配后的状态调用安全性检查算法进行安全性检查。若安全，则分配，否则，不分配，恢复原来状态，拒绝申请。
4.2 银行家算法中的数据结构
可利用资源向量Available。这是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态改变。如果Available[j]=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。
最大需求矩阵Max。这是一个 的矩阵，它定义了系统中 个进程中的每一个进程对 类资源的最大需求。如果Max[I,j]=K，则进程i需要Rj类资源的最大数目为K。
分配矩阵Allocation。这也是一个 的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一个进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K，则表示进程i当前已经分得Rj类资源的数目为K。
需求矩阵Need。这也是一个 的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成任务。
即：
int M ; // 总进程数int N ; // 资源种类int ALL_RESOURCE[W]; // 各种资源的数目总和int Max[W][R]; // 最大需求矩阵，M个进程对N类资源最大资源需求int Available[R]; // 可利用资源向量，int Allocation[W][R];// 分配矩阵，各个进程M已经得到N类资源的资源数int Need[W][R]; // M个进程还需要N类资源的资源量int Request[R]; // 进程的请求资源个数
以上三个矩阵间存在下述关系：
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4.3 银行家算法bank()
设Request i是进程Pi的请求向量，如果Requesti[j]=K,表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。发出请求后，系统按下述步骤进行检查：
-
（1）检查申请量是否不大于需求量。如果Request i[j]<=Need[i,j],便转向步骤（2）；否则认为出错，因为他所需要的资源数已经超过它所宣布的最大值。
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（2）检查申请量是否小于系统中的可利用资源数量。如果Requesti[j]<=Available[i,j]，便转向步骤（2）；否则认为尚无足够资源，Pi必须等待。
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（3）若以上两个条件都满足，则系统试探着将资源分配给申请的进程，并修改下面数据结构中的数值：
Available[j]=Available[j]-Request[j];Allocation[k][j]=Allocation[k][j]+Request[j];Need[k][j]=Need[k][j]-Request[j];
- （1）试分配后，系统执行安全性算法，调用safe()函数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，以完成本次分配，并将安全序列打印出来；否则本次试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让该进程等待。
4.4 安全性算法safe()
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- （4）如果所有的进程Finish= 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
五、程序的基本结构框图和流程图
5.1 程序结构功能图
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5.2 流程图
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六、实例运行结果及分析
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七、总结
银行家算法就是一个分配资源的过程，使分配的序列不会产生死锁。此算法的中心思想是：按该法分配资源时，每次分配后总存在着一个进程，如果让它单独运行下去，必然可以获得它所需要的全部资源，也就是说，它能结束，而它结束后可以归还这类资源以满足其他申请者的需要。
通过这两周的课程设计，我依然学到了很多的实用性知识。对以前学习到的知识又进行了巩固，除了更深的了解这个算法，还对C语言进行了复习，让我获益匪浅。在本次的课程设计过程，我也遇到了很多这样或那样的问题，但是通过我上网查资料，去图书馆借书，以及向老师和同学请教，最终把问题给解决了，这样又锻炼了我实际动手操作能力。
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作者： happybirthday
