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银行家算法中安全检查算法正确性证明

时间:2023-01-16 21:56:43浏览次数:45  
标签:释放 Need 安全检查 作业 正确性 算法 forall sum

符号说明

\(<_{\forall}\) :如果两个同维行向量 \(A\)、\(B\) 中,\(A\) 中任意一个元素都小于 \(B\) 中对应位置上的元素,则 \(A <_{\forall}B\) 为真。

\(<_{\exist}\):如果两个同维行向量 \(A\)、\(B\) 中,\(A\) 中存在一个元素小于 \(B\) 中对应位置上的元素,则 \(A <_{\exist}B\) 为真。

\(=\) 、\(>\)、\(\neq\) 等同理。

\(R_0\) :系统初始资源向量

\(Need\):如果作业 \(i\) 能够被释放,则需要 \(R_0 \geq_{\forall} Need_i\)

\(A\) :作业当前占有的资源向量,作业 \(i\) 释放后,\(A_i\) 将累加到资源向量 \(R_0\) 中

证明:

​ 设安全性检查算法无法找到合法的安全序列时,已经释放的作业的集合为 \(W'\) 。此时,系统资源向量 \(R' = R_0 + \sum^{W'} A_{w_i}\)

此时无法找到安全序列,这说明,对于所有剩余未释放的作业 \(w \in W-W'\),\(Need_{w} >_{\exist} R'\)。

  • 不可能通过调整 \(W'\) 中作业释放的顺序改变 \(R'\) 的值。

因为 \(W'\) 中的作业的任何一种可能的释放顺序所释放的资源都是 \(\sum^{W'}A_{w_i}\) 。

  • 不可能改变 \(W'\) 。

设 \(W''\) 是 \(W'\) 的一个子集,那么,必有

\[\sum^{w_i \in W''} A_{w_i} \leq_{\forall} \sum^{w_i \in W'}A_{w_i} \]

因此,\(R'' \leq_\forall R'\),释放 \(W'\) 的任何一个子集都不能把 \(W - W'\) 中的作业某一作业纳入集合,因为 \(\forall w \in W - W',Need_{w} >_{\exist} R' \geq_{\forall} R''\)。

​ 因此我们证明了,对于一个给定的状态,如果系统中不存在安全序列,那么一定能被释放的作业的集合 \(W'\) 和不可能被释放的作业的集合 \(W - W'\) 是确定的,不因为算法的不同而不同。

​ 在安全检查算法中,内层循环遍历所有未释放的作业,发现没有任何一个作业可被释放,就是上述的情况,已经证明了,在这种情况下,判定系统不存在安全序列是正确的。反之不出现上述情况,则系统存在安全序列的判定也是正确的。

标签:释放,Need,安全检查,作业,正确性,算法,forall,sum
From: https://www.cnblogs.com/sarfish/p/17056385.html

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