《操作系统》课程综合性实验报告
：            学号：        2016  年  11  月 20  日
实验题目
进程调度算法程序设计
一、实验目的
通过对安全性算法和银行家算法的模拟，进一步理解资源分配的基本概念，加深对资源申请，资源分配（银行家算法）以及系统是否能分配（安全性算法）资源的理解。
二、设备与环境
1. 硬件设备：PC机一台
2. 软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C \C++\Java 等编程语言环境。
三、实验容
用C语言（或其它语言，如Java）实现对资源的资源申请与分配；
（一）银行家算法（bank()函数）：
进程i发出请求资源申请， 
(1)如果Request [j]<=need[i,j],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。 
(2)如果：Request i[j]<=available[i,j]，转向步骤(3)，否则表示尚无足够资源，进程i需等待。
(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[i,j]= Available[i,j]- Request [j]；
Allocation[i][j]= Allocation[i][j]+ Request [j]；
need[i][j]= need[i][j]- Request [j]； 
(4)试分配后，执行安全性检查，调用check()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。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。
(5)用do{…}while 循环语句实现输入字符y/n判断是否继续进行资源申请。
（二）安全性算法（safe()函数）:
(1)设置两个向量：  工作向量Work，它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，在执行安全性算法开始时，Work= Available。 工作向量Finish，它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成。开始时先做Finish[i]=false；当有足够的资源分配给进程时，    再令Finish[i]=true。 
(2)在进程中查符合以下条件的进程： 条件1：Finish[i]=false； 条件2：need[i][j]<=Work[j]  若到，则执行步骤(3)否则，执行步骤(4) 
(3)当进程获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：  Work[j]= Work[j]+ Allocation[i][j]； Finish[i]=true； goto step (2)； 
(4)如果所有的Finish[i]=true都满足，则表示系统处于安全状态，否则，处于不安全状态。
四、实验结果及分析
1.实验设计说明
  按0由用户输入，按1由系统提供数据
2.实验代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define max_process 50 //最大进程数
#define max_resource 100//最大资源数
#define false 0
#define true 1
int available[max_resource]={3,3,2};//可利用资源向量
int max[max_process][max_resource]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//最大需求矩阵
int allocation[max_process][max_resource]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//分配矩阵
int need[max_process][max_resource];//需求矩阵
int request[max_process][max_resource];//进程需要资源数
int finish[max_process];
int m=5,n=3;
void init();
int safe();
void bank();
void init2();
void print();
void print2();
void main()
{
    int i;
    printf("请输入测试数据，按0由用户输入测试数据，按1由系统提供测试数据：\n");
    scanf("%d",&i);
    switch(i){
        case 0: init();
                break;
        case 1: init2();
                break;
    }
    print();
    safe();
    bank();
}
void init()
{
    int i,j;
    printf("请输入进程数目：\n");
    scanf("%d",&m);
    printf("请输入资源种类数目：\n");
    scanf("%d",&n);
    printf("请按顺序输入系统中可利用的每种资源量：\n");
c语言算法书籍
    for(i=0;i<n;i++)
        scanf("%d",&available[i]);
    printf("请输入最大需求矩阵：\n");
    for (i=0;i<m;i++)
        for (j=0;j<n;j++)
    {
        scanf("%d",&max[i][j]);
    }
    printf("请输入分配矩阵：\n");
    for (i=0;i<m;i++)
        for (j=0;j<n;j++)
    {
        scanf("%d",&allocation[i][j]);
    }
    for (i=0;i<m;i++)
        for (j=0;j<n;j++)
    {
        need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j];
        if(need[i][j]<0)
            printf("您输入的第%d个进程的%d个资源数据有错，请重新输入\n",i,j);
    }
}
void init2()
{  int i,j;
    for (i=0;i<m;i++)
        for (j=0;j<n;j++)
        need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j];
}
void print(){
    int i,j;
    printf("最大需求矩阵如下:\n");
    for(i=0;i<m;i++)
        {  printf("p%d\t",i);
                for(j=0;j<n;j++)
            {
                printf("%d\t",max[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    printf("分配矩阵如下:\n");
    for(i=0;i<m;i++)
        {  printf("p%d\t",i);
                for(j=0;j<n;j++)
            {
                printf("%d\t",allocation[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    printf("需求矩阵如下:\n");
    for(i=0;i<m;i++)
        {  printf("p%d\t",i);
                for(j=0;j<n;j++)
            {
                printf("%d\t",need[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    printf("系统可提供资源如下:\n");
    for(j=0;j<n;j++)
        printf("%d\t",available[j]);
    printf("\n");
}
int safe()
{
int i,j,k=0,l[m],p;
    int work[n];
    for (i=0;i<n;i++)
        work[i]=available[i];
    for (i=0;i<m;i++)
        finish[i]=false;
    for(i=0;i<m;i++)
    {
        if(finish[i]==true) continue;
        else{
            for(j=0;j<n;j++)
                if(need[i][j] > work[j])break;
            if(j==n){
                for(p=0;p<n;p++)
                    work[p]=work[p]+allocation[i][p];
                finish[i]=true;
                l[k]=i;
                k++;
                i=-1;
            }
            else continue;
            }
    }
    if(k==m)
    {
        printf("\n");
        printf("**************************此时刻资源分配情况**************************\n");
        printf("  进程  |    Work    |    Need    |    Allo    |  W+Allo  |  Finish\n");
        for (i=0;i<n;i++)  work[i]=available[i];
        for(i=0;i<m;i++)
        {
                printf("  p%d  |",l[i]);
                for(p=0;p<n;p++)
                    printf("%3d ",work[p]);
                printf("|");
                for(p=0;p<n;p++)
                {
                    printf("%3d ",need[l[i]][p]);
                }
                printf("|");
                for(p=0;p<n;p++)
                {
                    printf("%3d ",allocation[l[i]][p]);
                }
                printf("|");
                for(p=0;p<n;p++)
                {
                    printf("%3d ",allocation[l[i]][p]+work[p]);
                }
                printf("|");
                    printf("    Ture\n");
                  for(p=0;p<n;p++)
                work[p]=work[p]+allocation[l[i]][p];
        if(i==4)  return true;
        }
    }
        else {printf("系统不安全\n");  return false;}
}
void bank(){
    int i,number;
    char answer;
    while(1){
            printf("\n请输入需申请资源的进程号（第一个进程号为0）：\n");
            scanf("%d",&number);
            printf("请依次输入该进程所需申请的所有资源数目：\n");
            for(i=0;i<n;i++)
                scanf("%d",&request[number][i]);
            for(i=0;i<n;i++)  {
                if(request[number][i]>need[number][i])
                {
                    printf("申请的资源超过还需要的资源，请重新输入\n");
                    continue;
                }
                  if(request[number][i]>available[i])
                {
                    printf("申请的资源超过所能提供的资源，请重新输入\n");
                    continue;
                }
            }
            for(i=0;i<n;i++){
                available[i]=available[i]-request[number][i];
                allocation[number][i]=allocation[number][i]+request[number][i];
                need[number][i]=need[number][i]-request[number][i];
            }
            if(safe()){printf("分配成功！\n");}
            else{
                    printf("系统无法分配资源！\n");
                        for(i=0;i<n;i++){
                            available[i]=available[i]+request[number][i];
                            allocation[number][i]=allocation[number][i]-request[number][i];
                            need[number][i]=need[number][i]+request[number][i];
                        }
                }
            printf("是否继续申请资源？请回答(Y,N)：\n");
            scanf("%c",&answer);//清楚回车符
            scanf("%c",&answer);
            if(answer=='Y' || answer=='y') continue;
            else break;
    }
}
3.实验结果
按1由系统提供数据，测试t0时刻的安全性
按0由用户输入，测试t0时刻的安全性
输入进程号4，申请资源(4,8,9),如图所示，申请失败显示出失败原因，无法分配资源，若需继续分配选择Y或y
输入进程号1，申请资源（1,0,2），调用安全性算法若符合安全性，出安全序列并打印出此时系统资源分配情况，显示分配成功！若需继续分配输入Y或y，输入其他退出程序
4.实验结果分析
如上
5.实验心得
教 师 评 价
评定项目
A
B
C
D
评定项目
A
B
C
D
算确
界面美观，布局合理
程序结构合理
操作熟练
语法、语义正确
解析完整
实验结果正确
文字流畅
报告规
题解正确
其他：
评价教师签名：
年  月  日

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。