Prolog 您如何从逻辑上阐述操作系统死锁的问题？

Prolog中的编程任务是编写一个程序，该程序接收进程、资源等的输入，并打印出安全的执行顺序，如果没有安全的执行顺序，则返回false

我对Prolog非常陌生，我只是无法让自己按照它要求我思考的方式思考（也就是说，以逻辑的方式表述问题，让编译器知道如何进行操作），我只能按部就班地思考。你会如何用谓词之类的逻辑来表述这样一个问题

示例输入如下：进程列表、资源对列表和该资源的可用实例数以及分配的事实

（x，y）

，其中x是进程，y是分配给x的资源列表，最后是请求的

（x，y）

这样x是一个进程，y是x请求的资源列表

对于我来说，我的生命是无法用C++来思考的。我太困了。我甚至不需要代码，只需要清晰

编辑：这里是一个示例输入。我真的需要看看我需要做什么。我完全不懂

processes([p1, p2, p3, p4, p5]).

available_resources([[r1, 2], [r2, 2], [r3, 2], [r4, 1], [r5, 2]]). 

allocated(p1, [r1, r2]).
allocated(p2, [r1, r3]).
allocated(p3, [r2]).
allocated(p4, [r3]).
allocated(p5, [r4]).

requested(p5, [r5]).

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您要做的是应用该方法

• 从初始状态S0开始
• 根据允许的规则对S0应用转换，给出S1。规则必须只允许创建一致的状态。例如，规则可能不允许在nihilo之外生成新资源
• 检查新状态S1是否满足允许您宣布胜利的“最终状态”或“解决方案状态”的条件
• 如果不是，则根据允许的规则对S1应用转换，得到S2
• 等等

应用转换可能会使您生成一种状态，从中不可能有任何进展，但也不是“最终状态”。你被卡住了。在这种情况下，转储一些最新的转换，移回以前的状态，然后尝试其他转换

通过这一点，您可以在状态空间中获得一个状态树，同时探索达到某个最终状态（或单个最终状态，取决于问题）的不同可能性

我们需要的是：

• 状态描述
• 一组允许的状态转换（有时称为“运算符”）
• 决定我们是否在一个状态中被阻止的标准
• 决定我们是否已找到最终状态的标准
• 也许是决定下一步尝试哪个州的启发式方法。如果状态空间足够小，我们可以盲目地尝试一切，否则类似的东西可能会有用
• 探索算法本身。从初始状态开始，它应用操作符，生成新的状态，如果被阻止则返回，如果达到最终状态则终止

状态描述 状态（在任何时间t）由以下相关信息描述：

• 许多过程
• 许多资源，有几个是同类的
• 关于哪些进程分配了哪些资源的信息
• 关于哪些进程请求了哪些资源的信息

与信息学中的任何其他内容一样，我们需要用于上述内容的数据结构

Prolog中的默认数据结构是术语，即符号树。非常有用的列表只是特定树的另一种表示形式。我们必须创建一个表示，这样它才能与人对话，并且仍然可以通过Prolog代码轻松地进行操作。那么像这样的术语呢：

[process(p1),owns(r1),owns(r1),owns(r2),wants(r3)]

这表示进程

p1

拥有两个资源

r1

和一个资源

r2

，并希望下一个

r3

然后，“完整”状态是一个列表，其中指定了有关每个进程的信息，例如：

[[process(p1),owns(r1),owns(r1),owns(r2),wants(r3)],
 [process(p2),owns(r3),wants(r1)],
 [process(p3),owns(r3)]]

操作员说明 Prolog不允许“可变状态”，因此操作符是从一个状态到另一个状态的转换，而不是对状态进行修补以表示其他状态

状态未被修改这一事实当然非常重要，因为我们（可能）希望保留已访问的状态，以便在我们被阻止时能够“回溯”到较早的状态

我认为下列操作员可能适用：

在状态

StateIn

中，进程

p

请求它需要但无法获得的资源

R

request(StateIn, StateOut, P, R) :- .... code that builds StateOut from StateIn

在状态

StateIn

中，进程

p

获取免费的资源

R

obtain(StateIn, StateOut, P, R) :- .... code that builds StateOut from StateIn

在状态

StateIn

中，进程

p

释放所拥有的资源

R

free(StateIn, StateOut, P, R) :- .... code that builds StateOut from StateIn

编写代码时，如果

StateIn

是

[[process(p1),owns(r1),owns(r1),owns(r2),wants(r3)],
 [process(p2),owns(r3),wants(r1)],
 [process(p3),owns(r3)]]

然后

free（StateIn，StateOut，p1，r2）

将构造一个

StateOut

[[process(p1),owns(r1),owns(r1),wants(r3)],
 [process(p2),owns(r3),wants(r1)],
 [process(p3),owns(r3)]]

这将成为搜索循环中的新当前状态。等等等等

决定我们是否在当前状态下被阻止的标准 通常被“阻止”意味着没有运算符适用于该状态，因为对于任何运算符，有效的前提条件都不成立

在这种情况下，标准似乎是“状态意味着死锁”

因此需要编写一个谓词

check\u deadlock（StateIn）

。它必须测试任何死锁条件下的状态描述（实际上执行自己的小搜索）

决定我们是否已找到最终状态的标准 这是不明确的。这个问题的最终状态是什么

在任何情况下，如果

StateIn

确实是最终状态，则必须有一个

check\u final（StateIn）

谓词返回

true

请注意，最终性标准也可能是关于从开始状态到当前状态的整个路径。在这种情况下：

检查路径（[StartState，NextState，…，CurrentState]）

探索算法 这可能是一个相对的问题