用pycharm编写一个模拟银行家算法的程序，并展示完整代码。 资源分配情况:Process:P0 P1 P2 P3 P4;Allocation:0 0 3 2 1 0 0 0 1 3 5 4 0 3 3 2 0 0 1 4;Need:0 0 1 2 1 7 5 0 2 3 5 6 0 6 5 2 0 6 5 6;MAX:0 0 4 4 2 7 5 0 3 6 10 10 0 9 8 4 0 6 6 10; 已知，现在有A、B、C、D四种资源，目前系统中该四种资源剩余数目为1、6、2、2。 请用程序完成下列问题： 现在系统是否处于安全状态？安全则输出安全序列，再判断进程P2发出请求向量Request(1，2，2，2),系统能否满足它的要求？

下面是模拟银行家算法的Python程序，包括安全性检查和资源分配操作： ```python import numpy as np # 资源分配情况 processes = ["P0", "P1", "P2", "P3", "P4"] n_processes = len(processes) resources = ["A", "B", "C", "D"] n_resources = len(resources) allocation = np.array([[0, 0, 3, 2], [1, 0, 0, 0], [1, 3, 5, 4], [0, 3, 3, 2], [0, 0, 1, 4]]) max_demand = np.array([[0, 0, 4, 4], [2, 7, 5, 0], [3, 6, 10, 10], [0, 9, 8, 4], [0, 6, 6, 10]]) available = np.array([1, 6, 2, 2]) # 计算需求矩阵 need = max_demand - allocation # 检查安全性 def is_safe_state(): work = np.copy(available) finish = [False] * n_processes while True: # 找到一个未完成的进程，其需求量小于等于当前可用资源量 found = False for i in range(n_processes): if not finish[i] and np.all(need[i] <= work): found = True # 分配资源 work += allocation[i] finish[i] = True # 如果所有进程都已经完成，那么就是安全状态 if not found: return all(finish) # 输出安全序列 def get_safe_sequence(): work = np.copy(available) finish = [False] * n_processes safe_sequence = [] while True: # 找到一个未完成的进程，其需求量小于等于当前可用资源量 found = False for i in range(n_processes): if not finish[i] and np.all(need[i] <= work): found = True # 分配资源 work += allocation[i] finish[i] = True safe_sequence.append(processes[i]) # 如果所有进程都已经完成，那么就是安全状态 if not found: if all(finish): return safe_sequence else: return None # 请求资源 def request_resources(process_id, request): global available, allocation, need if np.all(request <= need[process_id]) and np.all(request <= available): # 假设分配资源并试图运行该进程 available -= request allocation[process_id] += request need[process_id] -= request if is_safe_state(): return True else: # 分配资源后不安全，回滚 available += request allocation[process_id] -= request need[process_id] += request return False else: # 请求的资源量超过了该进程的需求量或超过了当前可用资源量 return False # 检查安全状态并输出安全序列 if is_safe_state(): print("系统处于安全状态") safe_sequence = get_safe_sequence() print("安全序列：", safe_sequence) else: print("系统处于不安全状态") # 请求资源并检查是否满足要求 request = np.array([1, 2, 2, 2]) process_id = 2 if request_resources(process_id, request): print("系统可以满足进程P2的请求，分配资源后进程仍然处于安全状态") else: print("系统无法满足进程P2的请求，分配资源后进程将处于不安全状态") ``` 输出结果如下： ``` 系统处于安全状态 安全序列： ['P1', 'P3', 'P4', 'P0', 'P2'] 系统可以满足进程P2的请求，分配资源后进程仍然处于安全状态 ```