银行家算法可用资源怎么算

在计算机科学领域中，操作系统的资源分配是一个至关重要的问题。为了保证每个进程都能顺利运行，需要对资源进行合理分配，而银行家算法就是其中一种资源分配算法。那么，在银行家算法中，可用资源该如何计算呢？本文将从多个角度进行分析。

一、银行家算法简介

银行家算法，又称为银行家互斥算法，是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·吉斯克拉（Edsger W.Dijkstra）于1965年在他的著名的文章“Cooperating Sequential Processes”中首次提出。该算法主要是用于预防死锁（Deadlock）问题的发生，它通过判断当前的资源请求是否安全，来决定是否允许资源的分配。同时，银行家算法具有优化资源分配、提高系统资源利用率的效果。

二、计算可用资源的基本原理

在银行家算法中，可用资源是指在当前状态下，还有多少资源可以用来满足进程的需求，即已经分配的资源与未被分配的资源之和。一般来说，银行家算法中的资源分配情况可以用一个矩阵表示，其中，行代表进程，列代表资源类型。对于每个进程，都会记录下其已经分配的资源数量、还需要的资源数量和未被分配的资源数量。

在计算可用资源时，需要对每一种资源类型的未被分配资源数量进行累加，来得出该资源的可用数量。具体操作流程如下：

1.将每个进程的已分配资源和未分配资源进行合并，得出总的资源量。

2.将总资源量与已经被分配的资源量相减，即可得到可用资源量。

3.将可用资源量与每个进程所需要的资源量进行比较，来判断当前进程是否可以分配资源。

三、银行家算法可用资源计算实例

为了更好地理解银行家算法中可用资源的计算过程，我们来看一个简单的实例。

假设现在有5个进程，它们需要的资源类型分别为A、B、C，其中A类资源有10个、B类资源有5个、C类资源有7个，如下表所示：

| 进程 | A 类资源已分配量 | B 类资源已分配量 | C 类资源已分配量 | A 类资源需求量 | B 类资源需求量 | C 类资源需求量 |

| ---- | ---------------- | ---------------- | ---------------- | -------------- | -------------- | -------------- |

| 1 | 1 | 2 | 2 | 5 | 4 | 3 |

| 2 | 1 | 1 | 3 | 4 | 2 | 2 |

| 3 | 1 | 2 | 2 | 3 | 5 | 4 |

| 4 | 3 | 1 | 2 | 7 | 3 | 2 |

| 5 | 4 | 2 | 1 | 4 | 2 | 5 |

根据上表中的信息，我们可以计算出每个进程的需要资源量和总资源量，如下表所示：

| 进程 | A 类资源总量 | B 类资源总量 | C 类资源总量 | A 类资源可用数量 | B 类资源可用数量 | C 类资源可用数量 |

| ---- | ------------ | ------------ | ------------ | ---------------- | ---------------- | ---------------- |

| 1 | 6 | 6 | 5 | 9 | 3 | 3 |

| 2 | 5 | 3 | 5 | | | |

| 3 | 6 | 7 | 6 | | | |

| 4 | 10 | 4 | 6 | | | |

| 5 | 14 | 5 | 6 | | | |

| 总计 | 41 | 25 | 28 | | | |

根据上表中的信息，我们可以统计出每种资源的可用数量，并将其填入表格中。最终得到的结果如下所示：

| 进程 | A 类资源已分配量 | B 类资源已分配量 | C 类资源已分配量 | A 类资源需求量 | B 类资源需求量 | C 类资源需求量 |

| ---- | ---------------- | ---------------- | ---------------- | -------------- | -------------- | -------------- |

| 1 | 1 | 2 | 2 | 5 | 4 | 3 |

| 2 | 1 | 1 | 3 | 4 | 2 | 2 |

| 3 | 1 | 2 | 2 | 3 | 5 | 4 |

| 4 | 3 | 1 | 2 | 7 | 3 | 2 |

| 5 | 4 | 2 | 1 | 4 | 2 | 5 |

| 总计 | 10 | 8 | 10 | 23 | 16 | 16 |

| 可用 | 31 | 17 | 18 | | | |

通过上表中的计算结果可以知道，A类资源的可用数量为31个，B类资源的可用数量为17个，C类资源的可用数量为18个。因此，如果某个进程需要的资源数量不超过这些可用数量，那么就可以分配给它所需的资源。

四、得出结论

在银行家算法中，计算可用资源的方法是将每个进程的已分配资源和未分配资源进行合并，得出总的资源量，并将总资源量与已经被分配的资源量相减，即可得到可用资源量。接着，将可用资源量与每个进程所需要的资源量进行比较，来判断当前进程是否可以分配资源。

本文从银行家算法的原理、计算方法和实例三个方面，较为详细地介绍了计算可用资源的步骤。通过本文的阐述，相信读者已经掌握了银行家算法中可用资源的计算方法，对于防范死锁等问题的解决，会更加游刃有余。