Der
Banker-Algorithmus ist ein Algorithmus zur Ressourcenzuweisung und Deadlock-Vermeidung, der in Betriebssystemen verwendet wird.
Ziel ist es, Deadlocks zu verhindern, indem sichergestellt wird, dass Prozesse Ressourcen auf sichere Weise anfordern und freigeben können. Dadurch werden Situationen vermieden, in denen Prozesse möglicherweise blockiert werden und auf unbestimmte Zeit auf Ressourcen warten.
Schlüsselelemente des Banker-Algorithmus:
1. Ressourcen: Stellt die verfügbaren Systemressourcen dar, z. B. CPU, Speicher und Geräte.
2. Prozesse: Stellt die gleichzeitigen Prozesse dar, die Ressourcen anfordern und freigeben.
3. Zuteilungsmatrix (A): Eine Matrix, die die aktuelle Zuordnung von Ressourcen zu Prozessen verfolgt.
4. Maximale Bedarfsmatrix (M): Eine Matrix, die die maximale Menge jeder Ressource angibt, die ein Prozess möglicherweise benötigt.
5. Verfügbarer Vektor (A): Stellt die aktuelle Anzahl verfügbarer Ressourcen jedes Typs dar.
Wie es funktioniert:
- Zunächst ist der verfügbare Vektor auf die Gesamtmenge jeder Ressource festgelegt.
– Ein Prozess fordert eine Ressource an, indem er seinen Anforderungsvektor übermittelt (die Menge jeder benötigten Ressource).
– Der Algorithmus prüft, ob der Anfrage stattgegeben werden kann, ohne dass es zu einem unsicheren Zustand kommt (in dem aufgrund von Ressourcenknappheit kein Prozess die Ausführung abschließen kann).
- Wenn der Anfrage sicher stattgegeben werden kann, wird die Zuordnungsmatrix aktualisiert und der verfügbare Vektor entsprechend angepasst.
- Wenn der Prozess die Ausführung abschließt, gibt er seine zugewiesenen Ressourcen frei und aktualisiert sowohl die Zuordnungsmatrix als auch den verfügbaren Vektor.
Der Algorithmus wiederholt diesen Vorgang für jede Ressourcenanforderung und stellt so sicher, dass keine Deadlocks auftreten. Die Vermeidung von Deadlocks wird dadurch erreicht, dass Anfragen abgelehnt werden, die zu einem Zustand führen würden, in dem kein Prozess jemals die Ausführung abschließen kann.
Bedeutung:
- Der Banker-Algorithmus stellt sicher, dass Ressourcen auf sichere Weise zugewiesen werden und verhindert Deadlocks.
- Es bietet eine theoretische Grundlage für den Entwurf von Deadlock-Vermeidungsmechanismen in Betriebssystemen.
- Es dient als konzeptioneller Rahmen zum Verständnis der Ressourcenzuweisung und der Deadlock-Verhinderung.
Obwohl der Banker-Algorithmus in der Theorie solide ist, kann er aufgrund seines pessimistischen Charakters zu Ineffizienzen in praktischen Systemen führen.
