一、编程序模拟银行家算法
1）对用银行家算法来避免死锁的方法有较深入的了解，给出系统的初始状态，模拟避免死锁的动态过程。
2）银行家算法中的数据结构
（1）可利用资源向量Available。这是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。Available[j]=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。
（2）最大需求矩阵Max。这是一个n*m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i，j]=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。
（3）分配矩阵Allocation。这也是一个n*m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i，j]=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。
（4）需求矩阵Need。这也是一个n*m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i，j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。
上述三个矩阵存在如下关系：
Need[i,j]= Max[i，j]- Allocation[i，j]
3）银行家算法
设Request[i] 是进程Pi的请求向量，如果Request[i，j]=K,表示进程需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：
（1）如果Request[i，j]<= Need[i，j]，便转向步骤（2）；否则认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。
（2）如果Request[i，j]<=Available[j]，便转向步骤（3）；否则，表示尚无足够资源，Pi须等待。
（3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值：
Available[j]= Available[j]- Request[i，j]；
Allocation[i，j]= Allocation[i，j]+ Request[i，j]；
Need[i，j]= Need[i，j]-Request[i，j]；
（4）系统执行安全性算法，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Pi，以完成本次分配；否则，将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。
4）安全性算法
系统所执行的安全性算法可描述如下：
（1）设置两个向量：①工作向量Work：它表示系统可提供给进程继续运行所需要的各类资源数目，它含有m个元素，在执行安全算发开始时，Work=Available；②Finish：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；当有足够资源分配给进程时，再令Finish[i]=true。
（2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：
①Finish[i]=false；②Need[i，j] <= Work[j]；若找到，执行步骤（3），否则，执行步骤（4）。
（3）当进程Pi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[i]+ Allocation[i，j]；
Finish[i]=true；
go to step 2；
（4）如果所有进程的Finish[i]=true都满足，则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。
二、流程图
三、源代码
#include<stdio.h>
#define M 3
#define N 4
int Available[M]={1,1,2};
int Max[N][M]= {3,2,2,6,1,3,3,1,4,4,2,2};
int Allocation[N][M]={1,0,0,5,1,1,2,1,1,0,0,2};
int Need[N][M]= {2,2,2,1,0,2,1,0,3,4,2,0};
int Request[N][M]= {1,1,0,1,0,1,3,1,4,4,2,2};
/*
int Available[M]={1,5,2,0};
int Max[N][M]= {0,0,1,2,1,7,5,0,2,3,5,6,0,6,5,2,0,6,5,6};
int Allocation[N][M]={0,0,1,2,1,0,0,0,1,3,5,4,0,6,3,2,0,0,1,4};
int Need[N][M]= {0,0,0,0,0,7,5,0,1,0,0,2,0,0,2,0,0,6,4,2};
int Request[N][M]= {0,0,0,0,0,5,2,0,1,0,0,2,0,0,2,0,0,6,4,2};
*/
int isLessOrEqual(int *arry1,int *arry2)
{
int i;
for(i=0;i<M;i++)
{
if(arry1[i]>arry2[i])
return 0;
}
return 1;
}
int isGreatOrEqual(int *arry1,int *arry2)
{
int i;
for(i=0;i<M;i++)
{
if(arry1[i]<arry2[i])
return 0;
}
return 1;
}
void Sub(int *arry1,int *arry2)
{
int i;
for( i=0;i<M;i++)
arry1[i]=arry1[i]-arry2[i];
}
void Sum(int *arry1,int *arry2)
{
int i;
for(i=0;i<M;i++)
arry1[i]=arry1[i]+arry2[i];
}
int isEmpty(int *arry)
{
int i=0;
for(i=0;i<N;i++)
if(arry[i]==0)
return 0;
return 1;
}
void showAvailable(int *arry)
{
int i;
for(i=0;i<M;i++)
printf("%c ",'A'+i);
printf("\n");
for(i=0;i<M;i++)
printf("%d ",arry[i]);
printf("\n");
}
void show(int (*arry)[M])
{
int i=0,j;
printf(" ");
for(i=0;i<M;i++)
printf("%c ",'A'+i);
printf("\n");
for(i=0;i<N;i++)
{
printf("pid%d ",i);
for(j=0;j<M;j++)
printf("%d ",arry[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
}
int isSafe()
{
int Work[M];
int Finish[N];
int i,j;
printf("\n\n\t\t\t安全算法\n");
for(i=0;i<N;i++)
Finish[i]=0;
for( i=0;i<M;i++)
Work[i]=Available[i];
for(j=0;j<N;j++)
{
while(j<N&&Finish[j]==1)
j++;
if(j==N)
{ //3
if(isEmpty(Finish))
{
printf("系统安全！");
return 1;
}
else
{
printf("系统不安全！");
return 0;
}
}
if(isGreatOrEqual(Work,Need[j]))
{ //2
Sum(Work,Allocation[j]);
printf("进程%d已满足,资源收回,银行家现剩下的各类的资源总数为\n",j);
showAvailable(Work);
printf("............\n\n");
Finish[j]=1;
j=-1; //跳转到 1
}
}
printf("系统不安全！");
return 0;
}
int Banker(int process)
{
int i=process;
printf("银行家目前剩下的各类的资源总数为:\n");
showAvailable(Available);
printf("各进程对各类的资源的最大需求量为:\n");
show(Max);
printf("各进程已分配到的各类的资源为:\n");
show(Allocation);
printf("进程%d申请资源，申请的资源为:\n",i);
showAvailable(Request[i]);
if(!isLessOrEqual(Request[i],Need[i]))
{
printf("申请的资源大于所需要的资源，有误!\n") ;
return -1;
}
if(!isLessOrEqual(Request[i],Available))
{
printf("申请的资源大于现有的资源，系统暂无足够资源!\n") ;
return -2;
}
Sub(Available,Request[i]);
Sum(Allocation[i],Request[i]);
Sub(Need[i],Request[i]);
if(!isSafe())
{
Sum(Available,Request[i]);
Sub(Allocation[i],Request[i]);
Sum(Need[i],Request[i]);
printf("申请失败\n");
return -1;
}
else
{
printf("申请成功\n");
return i;
}
}
int main()
{
Banker(1);
return 0;
}