簡單說明銀行家演算法的使用

2021-10-22 05:40:11 字數 1825 閱讀 3378

銀行家演算法(banker』s algorithm)是乙個避免死鎖(deadlock)的著名演算法,是由艾茲格·迪傑斯特拉在2023年為t.h.e系統設計的一種避免死鎖產生的演算法。它以銀行借貸系統的分配策略為基礎,判斷並保證系統的安全執行。

設系統中有3種型別的資源(a,b,c)和5個程序(p1,p2,p3,p4,p5),a資源的數量是17,b資源的數量是6,c資源的數量是19。在t0時刻系統的狀態如下表:

程序最大資源需求量(max)

已分配資源量(allocation)

p14,0,11

4,0,5

p25,3,6

4,0,2

p34,2,5

2,1,4

p45,5,9

2,1,2

p54,2,4

3,1,3

系統採用銀行家演算法實施死鎖避免策略,若當前系統剩餘資源(a,b,c)分別為(2,3,3),下列哪乙個序列不是安全序列?

a) p5,p1,p4,p2,p3

b) p3,p2,p4,p1,p5

c) p5,p4,p3,p2,p1

d) p4,p5,p1,p2,p3

由題目條件可以看出,此時5個程序和剩餘資源的總和與題幹中資源數量相當(有時題目不會給當前剩餘資源需要自己算),另外我們需要算出每個程序需要的資源 need = max - allocation

那麼完整的程序資訊可以寫為

程序最大資源需求量(max)

已分配資源量(allocation)

需要資源量(need)

p14,0,11

4,0,5

0,0,6

p25,3,6

4,0,2

1,3,4

p34,2,5

2,1,4

2,1,1

p45,5,9

2,1,2

3,4,7

p54,2,4

3,1,3

1,1,1

下面就是程序順序分配的問題

在程序分配的過程中,需要注意的變數有:可用於工作的資源量(work),已分配資源量(allocation),需要資源量(need)和判斷安全的標識(flag),其中flag的變化決定了這一程序順序是否安全。

下面以a選項為例展示判斷程序安全與否的過程

程序work

allocation

need

work+allocation

flag

p52,3,3

3,1,3

1,1,1

5,4,6

true

p15,4,6

4,0,5

0,0,6

9,4,11

true

p49,4,11

2,1,2

3,4,7

11,5,13

true

p211,5,13

4,0,2

1,3,4

15,5,15

true

p315,5,15

2,1,4

2,1,1

17,6,19

true

在程序執行的過程中,初始work = 當前剩餘資源,而由於當前程序結束後不僅當前程序所使用的資源會被釋放,本身分配給此程序的資源也同樣會被釋放用於下一程序,所以下一程序 i+1的可用資源有:work(i+1) = work(i) + allocation(i)這一式子,而判斷下一程序 i+1是否安全,flag是否為true的判斷標準即此程序所需要的資源是否在可使用資源的範圍內,即是否滿足 need(i+1) ≤ work(i+1),當所有程序後標識均為true,可以認為此序列為安全序列。因此在採用銀行家演算法可知此題選擇d。

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