操作系统银行家算法

操作系统银行家算法

#include<iostream>

#include<cstring>

 

#define False 0

#define True 1

 

using namespace std;

 

/********

主要数据结构

********/

int N=50;//进程的最大数

int M=100;//资源的最大数

char NAME[100]={0};//资源的名称

int Max[50][100]={0};//最大需求矩阵

int Avaliable[100]={0};//可用资源矩阵

int Allocation[50][100]={0};//系统已分配矩阵

int Need[50][100]={0};//还需要资源矩阵

int Request[100]={0};//请求资源向量

int Security[100]={0};//存放安全序列

int Work[100]={0};//存放系统可提供资源

 

 

/********

初始化数据：输入进程数量、资源种类、

各种资源可利用数量、

各进程的资源已分配数量、

各进程对资源最大需求量等。

********/

void chushihua()

{

/* n为进程个数，即矩阵行数，m为资源个数，即矩阵列数。*/

    int i,j,n,m;

int number,flag;

 

char name;//输入资源名称

 

cout<<"系统可用资源个数为:";

cin>>m;

M=m;

for(i=0;i<m;i++)

{

cout<<"资源"<<i<<"的名称:";

cin>>name;

NAME[i]=name;

cout<<"资源"<<name<<"的初始个数为:";

cin>>number;

Avaliable[i]=number;

}

cout<<endl;

cout<<"请输入进程的数量:";

cin>>n;

N=n;

cout<<"请输入各进程的最大需求矩阵的值("<<n<<"*"<<m<<"矩阵)[Max]:"<<endl;

for(i=0;i<n;i++)

for(j=0;j<m;j++)

cin>>Max[i][j];

 

int temp[100]={0};

 

do{

flag=0;

cout<<"请输入各进程已经分配的资源量("<<n<<"*"<<m<<"矩阵)[Allocation]:"<<endl;

for(i=0;i<n;i++)

for(j=0;j<m;j++){

cin>>Allocation[i][j];

if(Allocation[i][j]>Max[i][j]) flag=1;

Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];

temp[j]+=Allocation[i][j];

}

if(flag==1)

cout<<"申请的资源大于最大需求量，请重新输入!";

cout<<endl;

}while(flag);

 

for(j=0;j<m;j++)

Avaliable[j]=Avaliable[j]-temp[j];

}

 

/********

显示资源分配矩阵

********/

void showdata()

{

int i,j;

cout<<"*************************************************************"<<endl;

cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;

for(i=0;i<M;i++)

    cout<<NAME[i]<<" ";

cout<<endl;

for (j=0;j<M;j++)

    cout<<Avaliable[j]<<" ";//输出分配资源

cout<<endl;

cout<<"系统当前的资源分配情况如下："<<endl;

cout<<"           Max      Allocation     Need"<<endl;

cout<<"进程名     ";

for(j=0;j<3;j++){

for(i=0;i<M;i++)

cout<<NAME[i]<<" ";

cout<<"      ";

}

cout<<endl;

for(i=0;i<N;i++){

cout<<" P"<<i<<"         ";

for(j=0;j<M;j++)

cout<<Max[i][j]<<" ";

cout<<"      ";

for(j=0;j<M;j++)

cout<<Allocation[i][j]<<" ";

cout<<"      ";

for(j=0;j<M;j++)

cout<<Need[i][j]<<" ";

cout<<endl;

}

}

 

 

/********

安全性算法

********/

int safe()

{

int i,j,k=0,n,apply;

int Finish[100]={0};

for (j=0;j<N;j++)

    Work[j]=Avaliable[j];

 

for(i=0;i<N;i++){

apply=0;

for(j=0;j<M;j++){

if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){   

apply++;

if(apply==M){

for(n=0;n<M;n++)

Work[n]=Work[n]+Allocation[i][n];//变分配数

Finish[i]=True;

Security[k]=i;

i=-1;

k++;

}

}

}

}

for(i=0;i<N;i++){

if(Finish[i]==False){

cout<<"系统不安全，已瘫痪"<<endl;//不成功系统不安全

return -1;

}

}

    cout<<"系统是安全的!"<<endl;//如果安全，输出成功

    cout<<"存在一个安全序列:";

for(i=0;i<N;i++){//输出运行进程数组

cout<<"P"<<Security[i];

if(i<N-1) cout<<"->";

}

cout<<endl;

return 0;

}

 

/********

尝试分配资源

********/

int test(int i)//进行资源分配

{

int j;

for (j=0;j<N;j++) {

Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j];

Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];

Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];

}

return 1;

}

 

/********

利用银行家算法对申请资源对进行试分配

********/

void bank()

{

char ch;

int i,j;

ch='y';

cout<<"请输入请求分配资源的进程号(0-"<<N-1<<"):";

    cin>>i;//输入须申请资源的进程号

cout<<"请输入进程P"<<i<<"要申请的资源个数:"<<endl;

for(j=0;j<M;j++)

{

cout<<NAME[j]<<":";

cin>>Request[j];//输入需要申请的资源

}

    for (j=0;j<M;j++){

if(Request[j]>Need[i][j])//判断申请是否大于需求，若大于则出错

{

cout<<"进程P"<<i<<"申请的资源大于它需要的资源";

cout<<"分配不合理，不予分配！"<<endl;

ch='m';

break;

}

else {

            if(Request[j]>Avaliable[j])//判断申请是否大于当前可分配资源，若大于则出错

{                         

cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于系统现在可利用的资源";

cout<<endl;

cout<<"系统尚无足够资源，不予分配!"<<endl;

ch='m';

break;

}

}

    }

    if(ch=='y') {

test(i);//根据进程需求量变换资源

showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源

safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断

    }

}

 

 

int main()//主函数

{

char choice;

cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;

cout<<"\t||                                               ||"<<endl;

cout<<"\t||               银行家算法的实现                ||"<<endl;

cout<<"\t||                                               ||"<<endl;

cout<<"\t||                                               ||"<<endl;

cout<<"\t||                     在此输入个人姓名：******  ||"<<endl;

cout<<"\t||                                               ||"<<endl;

cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;

chushihua();//初始化数据

    showdata();//显示各种资源

    safe();//用银行家算法判定系统是否安全

    while(choice)

{

cout<<"*************************************************************"<<endl;

cout<<endl;

cout<<endl;

cout<<"\t-------------------银行家算法演示------------------"<<endl;

cout<<"                     R(r):请求分配   "<<endl;

cout<<"                     E(e):退出       "<<endl;

cout<<"\t---------------------------------------------------"<<endl;

cout<<"请选择：";

cin>>choice;

switch(choice)

{

 

case 'r':

case 'R':

bank();break;

case 'e':

case 'E':

choice=0;

break;

default: cout<<"请正确选择!"<<endl;break;

}

}

}