操作系统-银行家算法-Toy模板网

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一、银行家算法

二、银行家算法的流程和数据结构

1.数据结构

2.步骤流程

3.安全性算法

三、举例

解题思路

答案

一、银行家算法

为了避免死锁，出现了银行家算法。

系统必须确保是否有足够的资源分配给一个进程，若有，再计算分配后系统是否会处于不安全状态，若安全，才会分配。

通俗来说，就是“我”是否有足够的钱来买一件衣服，并且还有判断剩余的钱是否让“我”的生活处于影响状态。如果有足够钱，并且不会对“我”的生活产生影响，“我”购买该衣服。

二、银行家算法的流程和数据结构

1.数据结构

①可利用资源向量Available 初值是系统中配置的该类全部可用资源数目，available[j]=k，代表现有类资源K个

②最大需求矩阵Max Max[i,j]=K，代表进程i需要类资源最大数目为K

③分配矩阵Allocation 当前已分配给每个进程的资源数

④需求矩阵Need

关系：Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]

2.步骤流程

是进程的请求向量。发出资源请求后，

（1）如果，继续；否则出错，超出了所需最大值

（2）如果，继续；否则等待，无足够资源

（3）试分配，判断新时刻是否安全

$操作系统-银行家算法$

（4）执行安全性算法，检查是否安全

推论：

n个资源，n个并发进程共享，每个进程提出最大资源请求量x

则 n(x-1)+1<=m

当m<=n，x=1

当m>n，x=m-1/n+1

3.安全性算法

（1）设置两个向量。①工作向量Work，开始执行安全性算法时，Work=Available；

②Finish，开始时Finsh[i]=flase；足够资源时Finish[i]=true

（2）在进程中找到一个满足以下条件的进程：找到后执行步骤3

①

②

（3）当获得资源后，顺利执行直到结束，并释放资源。返回步骤2

$操作系统-银行家算法$

（4）当所有进程的Finish[i]=true都满足，则处于安全状态。

三、举例

在银行算法中，若出现了以下资源分配情况，试问：

Process	Allocation	Need	Available
P0	0 0 3 2	0 0 1 2	1 6 2 2
P1	1 0 0 0	1 7 5 0
P2	1 3 5 4	2 3 5 6
P3	0 3 3 2	0 6 5 2
P4	0 0 1 4	0 6 5 6

（1）该状态是否安全；

（2）若进程P2提出请求Request（1,2,2,2）后，系统能否将资源分配给它？

解题思路

（1）我们需要找到这个状态的一个安全序列，即找到一个序列，保证所有的进程都是安全的。安全序列的顺序可以有很多，只需保证在你找到的顺序中是可执行的即可。

例如，我观察此时刻，可用资源（available）此时只能满足P0的资源请求，所以填写P0进程资源情况，P0进程结束资源得到释放，此时的可用资源available是P0的工作向量work加上已分配向量allocation。此时可用资源available变成1 6 5 4，此时可以满足P3的资源请求。等P3结束并释放可用资源变成1 9 8 6，满足P4。以此类推，可以得到此时刻的安全序列。

（2）P2发出资源请求，此时比较请求资源request和所需资源need大小，再比较请求资源request和可用资源available大小。如果request都小，则假设可以分配，修改可用资源available，需求资源need，已分配资源allocation。再分析此时修改后是否能得到安全序列。

此题中，已经修改后的可用资源available不能满足任一一个进程的需求，所以我们找不到此时的安全序列，所以假设不成立，故不能分配资源。

答案

（1）

进程\资源情况	work	need	allocation	work+allocation (available)	finish
P0	1 6 2 2	0 0 1 2	0 0 3 2	1 6 5 4	TRUE
P3	1 6 5 4	0 6 5 2	0 3 3 2	1 9 8 6	TRUE
P4	1 9 8 6	0 6 5 6	0 0 1 4	1 9 9 10	TRUE
P1	1 9 9 10	1 7 5 0	1 0 0 0	2 9 9 10	TRUE
P2	2 9 9 10	2 3 5 6	1 3 5 4	3 12 14 14	TRUE