隨機分配演算法和銀行家演算法

㈠ 銀行家演算法是什麼

銀行家演算法=-- -

1. 安全狀態: 在某時刻系統中所有進程可以排列一個安全序列:{P1,P2,`````Pn},剛稱此時,系統是安全的.
所謂安全序列{P1,P2,`````Pn}是指對於P2,都有它所需要剩餘資源數量不大於系統掌握的剩餘的空間資源與所有Pi(j<i)所佔的資源之和.
2.不安全狀態可能產生死鎖.
目前狀態 最大需求 尚需
P1 3 9 6
P2 5 10 5
P3 2 4 2

在每一次進程中申請的資源,判定一下,若實際分配的話,之後系統是否安全.
3.銀行家演算法的思路:
1),進程一開始向系統提出最大需求量.
2),進程每次提出新的需求(分期貸款)都統計是否超出它事先提出的最大需求量.
3),若正常,則判斷該進程所需剩餘剩餘量(包括本次申請)是否超出系統所掌握的
剩餘資源量,若不超出,則分配,否則等待.
4.銀行家演算法的數據結構.
1),系統剩餘資源量A[n],其中A[n]表示第I類資源剩餘量.
2),各進程最大需求量,B[m][n],其中B[j][i]表示進程j對i
類資源最大需求.
3),已分配資源量C[m][n],其中C[j][i]表示系統j程已得到的第i資源的數量.
4),剩餘需求量.D[m][n],其中D[j][i]對第i資源尚需的數目.
5.銀行家演算法流程:當某時刻,某進程時,提出新的資源申請,系統作以下操作:
1),判定E[n]是否大於D[j][n],若大於,表示出錯.
2),判定E[n]是否大於系統剩餘量A[n],若大於,則該進程等待.
3),若以上兩步沒有問題,嘗試分配,即各變數作調整.
4),按照安全性推測演算法,判斷,分配過後,系統是否安全,若安全,則實際分配,否則,撤消分配,讓進程等待.
6."安全性檢測"演算法
1),先定義兩個變數,用來表示推算過程的數據.
F[n]=A[n],表示推算過程中,系統中剩餘資源量的變化.
J[n]=False表示推算過程中各進程是否假設"已完成"
2),流程:
在"剩餘"的進程中(在推算)過程中,一些進程假設已完成,查找D[j][n]<=F[n]的進程,找到後令J[j]=True
(假設該進程完成),F[n]+D[j][n](該進程所佔資源釋放),如此循環執行.
若最後,所有的F[n]=True(在推算過程中,所有進程均可以完成),則表示(分配過後)系統是安全的,否則系統是不安全的.
參考資料：http://huangqiyu.blogchina.com/419807.html

㈡ 銀行家演算法

銀行家演算法是一種預防死鎖的演算法。具體演算法步驟可以參考網路： 銀行家演算法

例子 ：某系統有A、B、C、D , 4類資源共5個進程（P0、P1、P2、P3、P4）共享，各進程對資源的需求和分配情況如下表所示。

輸入進程的數目:5
輸入資源的種類:4
輸入每個進程最多所需的各類資源數:
P0 : 0 0 1 2
P1 : 1 7 5 0
P2 : 2 3 5 6
P3 : 0 6 5 2
P4 : 0 6 5 6
輸入每個進程已經分配的各類資源數:
P0 : 0 0 1 2
P1 : 1 0 0 0
P2 : 1 3 5 4
P3 : 0 6 3 2
P4 : 0 0 1 4
請輸入各個資源現有的數目:
1 5 2 0
當前系統安全!
系統安全序列是:
P0->P2->P1->P3->P4
輸入要申請資源的進程號(0-4)：1
輸入進程所請求的各資源的數量:0 4 2 0
系統安全!
系統安全序列是:
P0->P2->P1->P3->P4
同意分配請求!

系統可用的資源數為 : 1 1 0 0
各進程還需要的資源量:
進程 P0 : 0 0 0 0
進程 P1 : 0 3 3 0
進程 P2 : 1 0 0 2
進程 P3 : 0 0 2 0
進程 P4 : 0 6 4 2

各進程已經得到的資源量:
進程 P0 : 0 0 1 2
進程 P1 : 1 4 2 0
進程 P2 : 1 3 5 4
進程 P3 : 0 6 3 2
進程 P4 : 0 0 1 4

是否再次請求分配？是請按Y/y，否請按N/n:
N

㈢ 淺析銀行家演算法

作為避免死鎖的一種演算法，銀行家演算法可以說是最為出名的了。這個名字的來源是因為該演算法起初是為銀行系統設計的，以確保銀行在發放現金貸款時，不會發生不能滿足所有客戶需要的情況。在操作系統中也可以用它來實現避免死鎖。

首先我們要了解銀行家演算法的本質也即避免死鎖的原理。避免死鎖作為一種事先預防死鎖的策略，原理是在為各個進程分配資源的過程中不允許系統進去不安全狀態，以此來避免死鎖的發生。所謂安全狀態，是指系統能按某種進程推進順序為每個進程分配其所需資源，直至滿足每個進程對資源的最大需求，使每個進程都可以順利地完成。此時稱該進程推進序列為安全序列，如果無法找到這樣一個安全序列，則稱系統處於不安全狀態。

銀行家演算法中的數據結構。為了實現銀行家演算法，在系統中必須設置這樣四個數據結構，分別用來描述系統中可利用的資源，所有進程對資源的最大需求，系統中的資源分配以及所有進程還需要多少資源的情況。

(1)可利用資源向量Available。這是一個含有m個元表的數組,其中的每一個元素代表一類可利用的資源數目。其數值隨該類資源的分配和回收而動態地改變。如果 Available=K,則表示系統中現有Rj類資源K個。

    (2)最大需求矩陣Max。這是一個nxm的矩陣,它定義了系統中n個進程中的每個進程對m類資源的最大需求。如果Max[i,j]=K,則表示進程i需要Rj類資源的最大數目為K。

    (3)分配矩陣 Allocation。這也是一個nxm的矩陣,它定義了系統中每一類資源當前已分配給每一進程的資源數。如果Allocation[i,j]=K,表示進程i當前已分得Rj類資源的數目為K。

    (4)需求矩陣Need。這也是一個nxm的矩陣,用以表示每一個進程尚需的各類資源數。如果Need[i,j]=K，則表示進程i還需要Rj類資源K個才能完成。

當一個進程發出請求資源的請求後，如果它所請求的資源大於目前系統可利用資源則不予分配。如果小於可利用資源，則系統試探著把資源分配給該進程，並修改分配之後的資源數值。接著系統執行安全演算法，檢查此次資源分配後系統是否處於安全狀態。若安全，才正式將資源分配給該進程，以完成本次分配。否則，將本次的試探分配作廢，恢復原來的資源分配狀態，讓該進程等待。

㈣ 什麼是銀行家演算法

銀行家演算法是最有代表性的避免死鎖演算法，是Dijkstra提出的銀行家演算法。這是由於該演算法能用於銀行系統現金貸款的發放而得名。
銀行家可以把一定數量的資金供多個用戶周轉使用,為保證資金的安全,銀行家規定:
(1)當一個用戶對資金的最大需求量不超過很行家現有的資金時可接納該用戶.
(2)用戶可以分期貸款,但貸款的總數不能超過最大需求量;
(3)當銀行家現有的資金不能滿足用戶的尚需總數時,對用戶的貸款可推遲支付,但總能使用戶在有限的時間里得到貸款;
(4)當用戶得到所需的全部資金後,一定能在有限的時間里歸還所有資金

銀行家演算法是通過動態地檢測系統中資源分配情況和進程對資源的需求情況來決定如何分配資源的，在能確保系統處於安全狀態時才能把資源分配給申請者，從而避免系統發生死鎖。
要記住的一些變數的名稱
1 Available（可利用資源總數）
某類可利用的資源數目，其初值是系統中所配置的該類全部可用資源數目。
2 Max：某個進程對某類資源的最大需求數
3 Allocation： 某類資源已分配給某進程的資源數。
4 Need：某個進程還需要的各類資源數。
Need= Max-Allocation

系統把進程請求的資源(Request)分配給它以後要修改的變數
Available:=Available-Request;
Allocation:=Allocation+Request;
Need:= Need- Request;

㈤ 「銀行家演算法」是怎樣的一個演算法

銀行家演算法=-- -

1. 安全狀態: 在某時刻系統中所有進程可以排列一個安全序列:{P1,P2,`````Pn},剛稱此時,系統是安全的.
所謂安全序列{P1,P2,`````Pn}是指對於P2,都有它所需要剩餘資源數量不大於系統掌握的剩餘的空間資源與所有Pi(j<i)所佔的資源之和.
2.不安全狀態可能產生死鎖.
目前狀態 最大需求 尚需
P1 3 9 6
P2 5 10 5
P3 2 4 2

在每一次進程中申請的資源,判定一下,若實際分配的話,之後系統是否安全.
3.銀行家演算法的思路:
1),進程一開始向系統提出最大需求量.
2),進程每次提出新的需求(分期貸款)都統計是否超出它事先提出的最大需求量.
3),若正常,則判斷該進程所需剩餘剩餘量(包括本次申請)是否超出系統所掌握的
剩餘資源量,若不超出,則分配,否則等待.
4.銀行家演算法的數據結構.
1),系統剩餘資源量A[n],其中A[n]表示第I類資源剩餘量.
2),各進程最大需求量,B[m][n],其中B[j][i]表示進程j對i
類資源最大需求.
3),已分配資源量C[m][n],其中C[j][i]表示系統j程已得到的第i資源的數量.
4),剩餘需求量.D[m][n],其中D[j][i]對第i資源尚需的數目.
5.銀行家演算法流程:當某時刻,某進程時,提出新的資源申請,系統作以下操作:
1),判定E[n]是否大於D[j][n],若大於,表示出錯.
2),判定E[n]是否大於系統剩餘量A[n],若大於,則該進程等待.
3),若以上兩步沒有問題,嘗試分配,即各變數作調整.
4),按照安全性推測演算法,判斷,分配過後,系統是否安全,若安全,則實際分配,否則,撤消分配,讓進程等待.
6."安全性檢測"演算法
1),先定義兩個變數,用來表示推算過程的數據.
F[n]=A[n],表示推算過程中,系統中剩餘資源量的變化.
J[n]=False表示推算過程中各進程是否假設"已完成"
2),流程:
在"剩餘"的進程中(在推算)過程中,一些進程假設已完成,查找D[j][n]<=F[n]的進程,找到後令J[j]=True
(假設該進程完成),F[n]+D[j][n](該進程所佔資源釋放),如此循環執行.
若最後,所有的F[n]=True(在推算過程中,所有進程均可以完成),則表示(分配過後)系統是安全的,否則系統是不安全的.
參考資料：http://huangqiyu.blogchina.com/419807.html

㈥ 銀行家演算法的演算法實現

在避免死鎖的方法中，所施加的限制條件較弱，有可能獲得令人滿意的系統性能。在該方法中把系統的狀態分為安全狀態和不安全狀態，只要能使系統始終都處於安全狀態，便可以避免發生死鎖。
銀行家演算法的基本思想是分配資源之前，判斷系統是否是安全的；若是，才分配。它是最具有代表性的避免死鎖的演算法。
設進程cusneed提出請求REQUEST [i]，則銀行家演算法按如下規則進行判斷。
(1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，則轉（2)；否則，出錯。
(2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[i]，則轉（3)；否則，等待。
(3)系統試探分配資源，修改相關數據：
AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];
ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];
NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];
(4)系統執行安全性檢查，如安全，則分配成立；否則試探險性分配作廢，系統恢復原狀，進程等待。 （1)設置兩個工作向量Work=AVAILABLE;FINISH
(2)從進程集合中找到一個滿足下述條件的進程，
FINISH==false;
NEED<=Work;
如找到，執行（3)；否則，執行（4)
(3)設進程獲得資源，可順利執行，直至完成，從而釋放資源。
Work=Work+ALLOCATION;
Finish=true;
GOTO 2
(4)如所有的進程Finish= true，則表示安全；否則系統不安全。
銀行家演算法流程圖
演算法（C語言實現） #include<STRING.H>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<CONIO.H>/*用到了getch()*/#defineM5/*進程數*/#defineN3/*資源數*/#defineFALSE0#defineTRUE1/*M個進程對N類資源最大資源需求量*/intMAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*系統可用資源數*/intAVAILABLE[N]={10,5,7};/*M個進程已分配到的N類數量*/intALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};/*M個進程已經得到N類資源的資源量*/intNEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*M個進程還需要N類資源的資源量*/intRequest[N]={0,0,0};voidmain(){inti=0,j=0;charflag;voidshowdata();voidchangdata(int);voidrstordata(int);intchkerr();showdata();enter:{printf(請輸入需申請資源的進程號（從0到);printf(%d,M-1);printf(）:);scanf(%d,&i);}if(i<0||i>=M){printf(輸入的進程號不存在，重新輸入! );gotoenter;}err:{printf(請輸入進程);printf(%d,i);printf(申請的資源數 );printf(類別:ABC );printf();for(j=0;j<N;j++){scanf(%d,&Request[j]);if(Request[j]>NEED[i][j]){printf(%d,i);printf(號進程);printf(申請的資源數>進程);printf(%d,i);printf(還需要);printf(%d,j);printf(類資源的資源量!申請不合理，出錯!請重新選擇! );gotoerr;}else{if(Request[j]>AVAILABLE[j]){printf(進程);printf(%d,i);printf(申請的資源數大於系統可用);printf(%d,j);printf(類資源的資源量!申請不合理，出錯!請重新選擇! );gotoerr;}}}}changdata(i);if(chkerr()){rstordata(i);showdata();}elseshowdata();printf( );printf(按'y'或'Y'鍵繼續,否則退出 );flag=getch();if(flag=='y'||flag=='Y'){gotoenter;}else{exit(0);}}/*顯示數組*/voidshowdata(){inti,j;printf(系統可用資源向量: );printf(***Available*** );printf(資源類別:ABC );printf(資源數目:);for(j=0;j<N;j++){printf(%d,AVAILABLE[j]);}printf( );printf( );printf(各進程還需要的資源量: );printf(******Need****** );printf(資源類別:ABC );for(i=0;i<M;i++){printf();printf(%d,i);printf(號進程:);for(j=0;j<N;j++){printf(%d,NEED[i][j]);}printf( );}printf( );printf(各進程已經得到的資源量: );printf(***Allocation*** );printf(資源類別:ABC );for(i=0;i<M;i++){printf();printf(%d,i);printf(號進程:);/*printf(: );*/for(j=0;j<N;j++){printf(%d,ALLOCATION[i][j]);}printf( );}printf( );}/*系統對進程請求響應，資源向量改變*/voidchangdata(intk){intj;for(j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}/*資源向量改變*/voidrstordata(intk){intj;for(j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];}}/*安全性檢查函數*/intchkerr()//在假定分配資源的情況下檢查系統的安全性{intWORK[N],FINISH[M],temp[M];//temp[]用來記錄進程安全執行的順序inti,j,m,k=0,count;for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE;for(j=0;j<N;j++)WORK[j]=AVAILABLE[j];//把可利用資源數賦給WORK[]for(i=0;i<M;i++){count=0;for(j=0;j<N;j++)if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK[j])count++;if(count==N)//當進程各類資源都滿足NEED<=WORK時{for(m=0;m<N;m++)WORK[m]=WORK[m]+ALLOCATION[i][m];FINISH[i]=TRUE;temp[k]=i;//記錄下滿足條件的進程k++;i=-1;}}for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){printf(系統不安全!!!本次資源申請不成功!!! );return1;}printf( );printf(經安全性檢查，系統安全，本次分配成功。 );printf( );printf(本次安全序列：);for(i=0;i<M;i++)//列印安全系統的進程調用順序{printf(進程);printf(%d,temp[i]);if(i<M-1)printf(->);}printf( );return0;}