[算法]操作系统进程通信(预防死锁)算法 Dijkstra银行家算法 C语言实现

今天完成昨天的算法，银行家算法，这个大家如果知道操作系统这门课程的话应该会明白，昨天一直忙于复习，今天也是，不过下午还是完成了基本调试，调试环境GCC和TC，现在我把代码奉献给大家



银行家算法说明：最早由算法大师 迪杰克斯拉 (Edsger Dijkstra) 提出，银行家算法，顾名思义，它的原理来源于银行系统的存贷款发放管理，即银行（系统）要将一定的款项（资源）贷款（分配）给N个人（进程），当然不需要考虑信用问题< _>，在已经发放了一定的金额后，要使得银行的每一次放款（分配资源）都能使得银行（系统）的运行安全（预防死锁）（可以这么理解吧），因此银行家要对现有的资金进行合理分配发放，基本要求要银行必须保留一定的存款不能低于一定的限度（临界资源），同时又不能不放贷款不然会让客户“饿死”（进程饥饿），客户在使用完贷款后要返还（释放）这笔贷款，当然是没有利息的，然后银行要再分配给客户，直到满足客户的多有贷款请求





具体可以参照http://baike.baidu.com/view/93075.htm



代码如下：

/*

*银行家算法

*code CG 2008 01 05

*/



#include"stdio.h"



#define FALSE 0

#define TRUE 1

#define W 10

#define R 20

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]; /*M个进程对N类资源最大资源需求量*/

int AVAILABLE[R]; /*系统可用资源数*/

int ALLOCATION[W][R]; /*M个进程已经得到N类资源的资源量*/

int NEED[W][R]; /*M个进程还需要N类资源的资源量*/

int REQUEST[R]; /*请求资源个数*/



/*

*函数名：output

*功能：输出资源分配情况

*/

void output()

{

int i,j;

printf("All Resource:n");

for(j = 0 ; j < N jbr>
printf("R%d:%dn", j , ALL_RESOURCE[j]);



printf("Resource Available:n");

for(j = 0 ; j < N  jbr>
printf("R%d:%dn", j , AVAILABLE[j]);



printf("Process Resource Needed:n");



printf("| PID |");

for(j = 0 ; j < N  jbr>
printf(" R%d |", j);

printf("n");



for(i = 0 ; i < M  ibr>
for(i = 0 ; i < M  ibr>
{

printf("|%-5d|", i);

for(j = 0 ; j < N  jbr>
printf("%-4d|", NEED[i][j]);

printf("n");

}



printf("Process Resource Allocated:n");



printf("| PID |");

for(j = 0 ; j < N  jbr>
printf(" R%d |", j);

printf("n");



for(i = 0 ; i < M  ibr>
{

 printf("|%-5d|", i);

for(j = 0 ; j < N  jbr>
printf("%-4d|", ALLOCATION[i][j]);

 printf("n");

}

}/*output*/



/*

*函数名 ：modify

*功能：改变可用资源和已经拿到资源和还需要的资源的值

*参数：int k 修改编号为K的P的数据

*/

void modify(int k)

{

int j;

for(j = 0 ; j < N  jbr>
 AVAILABLE[j] = AVAILABLE[j] - REQUEST[j];/*修改可用资源*/

 ALLOCATION[k][j] = ALLOCATION[k][j] + REQUEST[j];/*修改分配资源*/

 NEED[k][j] = NEED[k][j] - REQUEST[j];/*修改资源需求*/

}

}



/*

*函数名：undo

*功能：还原可用资源和已经拿到资源和还需要的资源的值

*参数：参数：int k 修改编号为K的P的数据

*/

void undo(int k){

int j;

for(j = 0 ; j < N  jbr>
 AVAILABLE[j] = AVAILABLE[j] + REQUEST[j]; /*修改可用数据*/

 ALLOCATION[k][j] = ALLOCATION[k][j] - REQUEST[j]; /*修改分配的资源*/

 NEED[k][j] = NEED[k][j] + REQUEST[j];/*修改资源需求*/

 }

}

/*

*函数名：chkerr

*功能：检查修改操作是否安全

*/

int chkerr(int s){

int WORK , FINISH[W];

int i , j;

for(i = 0 ; i < M  iFINISHbr>
FINISH[i] = FALSE;

for(j = 0 ; j < N  jbr>
WORK = AVAILABLE[j];

i = s;

do{

if(FINISH[i] == FALSE && NEED[i][j] <  WORKbr>
WORK = WORK + ALLOCATION[i][j];

FINISH[i] = TRUE;

i = 0;

}

else

i++;

}while(i



for(i = 0 ; i < M  ibr>
if(FINISH[i] == FALSE){

printf("Error : UnSafe Allocation!n");

return 1;

}

 }

printf("OK : Allocation OKn");

return 0;

}



/*

*函数名：bank

*功能 ：银行家算法的实现

*/

void bank()

{

int i , j;

int flag = TRUE;

printf("Use Ctrl+C break..n");

while(TRUE){

i = -1;

while(i < 0  i >= M)

{

printf("Input Process to Allocat PID=");

 scanf("%d", &i);

 if(i < 0  i >= M)

printf("Error: Invalid Input!n");

}

printf("Input Resource Needn");

 for (j = 0 ; j < N  jbr>
 {

printf("R%d=", j);

scanf("%d", &REQUEST[j]);

if(REQUEST[j] > NEED[i][j]){/*请求的资源数大于请求资源*/

printf("Error: Invalid Input!n");

flag = FALSE;

}

else{

if(REQUEST[j]>AVAILABLE[j]){/*若请求的资源数大于可用资源数*/

printf("Error: Invalid Input!n");

flag = FALSE;

}

}/*else*/

 }/*for*/



 if(flag)

 {

modify(i); /*修改资源数*/

if(chkerr(i)){/*安全?*/

undo(i); /*恢复资源数*/

output();/*输出*/

}

else

output(); /*输出*/

}

 else

output();

}/*while*/

}/*bank*/



/*主函数*/

int main(){

int i , j , p;

printf("Input Process Numbers M=");/*进程数量*/

scanf("%d", &M);

printf("Input Resource Category N=");/*资源种类*/

scanf("%d", &N);

printf("Input Number of All Resource each Category:n");/*资源数目*/

for(i = 0 ; i < N  ibr>
scanf("%d", &ALL_RESOURCE[i]);

printf("Input Max Resource Process Need:n");/*最大资源需求*/

for (i = 0 ; i < M  ibr>
for (j = 0 ; j < N  jbr>
do{

scanf("%d", &MAX[i][j]);

if (MAX[i][j] > ALL_RESOURCE[j])/*大于最大可用？*/

printf("nError: Invalid Input!n");

 }while (MAX[i][j] > ALL_RESOURCE[j]);

}

 }/*for*/



printf("Input Resource Process Allocated:n");

for (i = 0 ; i < M  ibr>
for (j = 0 ; j < N  jbr>
do{

scanf("%d", &ALLOCATION[i][j]);

if (ALLOCATION[i][j] > MAX[i][j])/*大于最大需求？*/

printf("nError: Invalid Input!n");

}while (ALLOCATION[i][j] > MAX[i][j]);

}

 }/*for*/



for(j = 0 ; j < N  jbr>
p = ALL_RESOURCE[j];

for(i = 0 ; i < M  ibr>
p -= ALLOCATION[i][j];/*减去已经分配资源*/

AVAILABLE[j] = p;

if(AVAILABLE[j]<0)

AVAILABLE[j] = 0;/*清理数据*/

}/*for*/

 }/*for*/

for (i = 0 ; i < M  ibr>
for(j = 0 ; j < N  jbr>
NEED[i][j] = MAX[i][j] - ALLOCATION[i][j];/*求还需要的资源*/

output();

bank();/*银行家算法*/

return 0;

}/*main*/

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