存储管理实验.docx
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存储管理实验
实验报告
成绩：
课程名称：
计算机操作系统
指导教师（签名）：
实验项目名称：
存储管理实验时间：
班级：
姓名：
学号:
一．实验目的
理解可变分区管理方式下采用最优/佳适应分配算法实现主存分配和回收。
对理论课中学习的内存管理中的概念作进一步的理解。
二、实验环境
PC机、操作系统:
Windowsxp3、VC++6.0
四．实验步骤
1.编写程序，由必要的数据结构、主函数、内存分配函数及主存回收函数构成。
实现可变分区管理方式下采用最优/佳适应分配算法实现主存的分配和回收。
2.在上机环境中输入程序，调试，编译。
3.设计输入数据，写出程序的执行结果。
实验内容与结果及分析如下：
1.按照流程图编好程序；
2.打开VisualC++软件，新建工程文件；
3.新建源文件（sd），将程序写入（sd）中并在VisualC++中调试（sd.exe）运行；
4.运行结果如下：
①分配内存
当一个作业要求装入主存时，查找空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。
有时候空闲区大于作业需要量，需要将空闲区分成两部分，一部分作业占用，另一部分成为小的空闲区。
为了方便查找，总是让“空表目”集中在表格的后面。
内存分配后，查看内存空间分配情况如下表格所示：
区号
起始地址
长度
标志
21
0
32
已分配
1
32
25
已分配
free
57
32710
空闲
释放后内存空间情况，如下表格所示：
区号
起始地址
长度
标志
free
0
32
空闲
1
32
25
已分配
free
57
32710
空闲
②回收内存
当一个作业执行结束撤离时，作业所占的区域应该归还，归还的区域如果与其他空闲区相邻，则应合成一个大的空闲区，登记在空闲区说明表中。
归还主存时的回收算法参考流程图如下图：
图主存回收示意图
1.以上程序分为首次适应算法即最先适应算法（Firstfit）
空闲区按地址大小递增顺序排列。
查找分区说明表，找到第一个满足申请长度的空闲区，分配并分割。
剩余部分保留在空白区表中原来的位置。
最先适应算法：
尽可能利用存储器的低地址部分，因此在低地址部分会很快地产生大量碎片
其次为最佳适应算法即空闲区表中的空闲区按其容量以递增的次序排列。
当要求分配一个空闲区时，由小到大顺序查找分区说明表，找到第一个满足申请长度的最小空闲区，分配并分割。
如果有剩余部分，作为一个空闲区将其插入适当的位置；
2、最佳分配算法：
选择容量接近的空闲区来分配，产生大量碎片。
实验心得：
附录：
程序代码：
#include
#include
#defineFree0//空闲状态
#defineBusy1//已用状态d
#defineOK1//完成
#defineERROR0//出错
#defineMAX_length32767//最大内存空间为32767KB
typedefintStatus;
intn=0;
typedefstructfreearea//定义一个空闲区说明表结构
{
intID;//分区号d
longsize;//分区大小
longaddress;//分区地址
intstate;//状态
}ElemType;
//----------线性表的双向链表存储结构------------
typedefstructDuLNode//doublelinkedlist
{
ElemTypedata;
structDuLNode*prior;//前趋指针
structDuLNode*next;//后继指针
}DuLNode,*DuLinkList;
DuLinkListblock_first;//头结点
DuLinkListblock_last;//尾结点
Statusalloc（int）;//内存分配
Statusfree（int）;//内存回收
StatusFirst_fit（int,int）;//首次适应算法
StatusBest_fit（int,int）;//最佳适应算法
voidshow（）;//查看分配
StatusInitblock（）;//开创空间表
StatusInitblock（）//开创带头结点的内存空间链表
{
block_first=（DuLinkList）malloc（sizeof（DuLNode））;
block_last=（DuLinkList）malloc（sizeof（DuLNode））;
block_first->prior=NULL;
block_first->next=block_last;
block_last->prior=block_first;
block_last->next=NULL;
block_last->data.address=0;
block_last->data.size=MAX_length;
block_last->data.ID=0;
block_last->data.state=Free;
returnOK;
}
//-----------------------分配主存-------------------------
Statusalloc（intch）
{
intID,request;
cout<<"请输入作业（分区号）：
";
cin>>ID;
cout<<"请输入需要分配的主存大小（单位:
KB）：
";
cin>>request;
if（request<0||request==0）
{
cout<<"分配大小不合适，请重试!
"<returnERROR;
}
if（ch==2）//选择最佳适应算法
{
if（Best_fit（ID,request）==OK）cout<<"分配成功!
"<elsecout<<"内存不足，分配失败!
"<returnOK;
}
else//默认首次适应算法
{
if（First_fit（ID,request）==OK）cout<<"分配成功!
"<elsecout<<"内存不足，分配失败!
"<returnOK;
}
}
//------------------首次适应算法-----------------------
StatusFirst_fit（intID,intrequest）//传入作业名及申请量
{
//为申请作业开辟新空间且初始化
DuLinkListtemp=（DuLinkList）malloc（sizeof（DuLNode））;
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
temp->data.state=Busy;
DuLNode*p=block_first->next;
while（p）
{
if（p->data.state==Free&&p->data.size==request）
{//有大小恰好合适的空闲块
p->data.state=Busy;
p->data.ID=ID;
returnOK;
break;
}
if（p->data.state==Free&&p->data.size>request）
{//有空闲块能满足需求且有剩余"
temp->prior=p->prior;
temp->next=p;
temp->data.address=p->data.address;
p->prior->next=temp;
p->prior=temp;
p->data.address=temp->data.address+temp->data.size;
p->data.size-=request;
returnOK;
break;
}
p=p->next;
}
returnERROR;
}
//--------------------最佳适应算法------------------------
StatusBest_fit（intID,intrequest）
{
intch;//记录最小剩余空间
DuLinkListtemp=（DuLinkList）malloc（sizeof（DuLNode））;
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
temp->data.state=Busy;
DuLNode*p=block_first->next;
DuLNode*q=NULL;//记录最佳插入位置
while（p）//初始化最小空间和最佳位置
{
if（p->data.state==Free&&
（p->data.size>request||p->data.size==request））
{
q=p;
ch=p->data.size-request;
break;
}
p=p->next;
}
while（p）
{
if（p->data.state==Free&&p->data.size==request）
{//空闲块大小恰好合适
p->data.ID=ID;
p->data.state=Busy;
returnOK;
break;
}
if（p->data.state==Free&&p->data.size>request）
{//空闲块大于分配需求
if（p->data.size-request{
ch=p->data.size-request;//更新剩余最小值
q=p;//更新最佳位置指向
}
}
p=p->next;
}
if（q==NULL）returnERROR;//没有找到空闲块
else
{//找到了最佳位置并实现分配
temp->prior=q->prior;
temp->next=q;
temp->data.address=q->data.address;
q->prior->next=temp;
q->prior=temp;
q->data.address+=request;
q->data.size=ch;
returnOK;
}
}
//-----------------------主存回收--------------------
Statusfree（intID）
{
DuLNode*p=block_first;
while（p）
{
if（p->data.ID==ID）
{
p->data.state=Free;
p->data.ID=Free;
if（p->prior->data.state==Free）//与前面的空闲块相连
{
p->prior->data.size+=p->data.size;
p->prior->next=p->next;
p->next->prior=p->prior;
}
if（p->next->data.state==Free）//与后面的空闲块相连
{
p->data.size+=p->next->data.size;
p->next->next->prior=p;
p->next=p->next->next;
}
break;
}
p=p->next;
}
returnOK;
}
//---------------显示主存分配情况------------------
voidshow（）
{
cout<<"***********-----------------************\n";
cout<<"****主存分配情况****\n";
cout<<"***********-----------------************\n";
DuLNode*p=block_first->next;
while（p）
{
cout<<"分区号：
";
if（p->data.ID==Free）cout<<"Free"<elsecout<data.ID<cout<<"起始地址：
"<data.address<cout<<"分区大小：
"<data.size<<"KB"<cout<<"状态：
";
if（p->data.state==Free）cout<<"空闲"<elsecout<<"已分配!
"<cout<<"-----------------------"<p=p->next;
}
}
//-----------------------主函数---------------------------
voidmain（）
{
intch,d=0;//算法选择标记
cout<<"1.首次适应算法2.最佳适应算法0.退出\n";
cout<<"请选择分配算法：
";
cin>>ch;
if（ch==0||ch==1||ch==2）d++;
while（d==0）
{
cout<<"请选择正确的数字0,1或2"<cin>>ch;
if（ch==0||ch==1||ch==2）d++;
}
if（ch==0）exit（0）;
if（n==0）Initblock（）;//申请整块空闲区
intchoice;//操作选择标记
while
（1）
{
cout<<"********************************************\n";
cout<<"**1:
分配内存2:
回收内存**\n";
cout<<"**3:
查看分配0:
返回**\n";
cout<<"********************************************\n";
cout<<"请输入你的操作：
";
cin>>choice;
if（choice==1）
{
alloc（ch）;//分配内存
n++;
}
elseif（choice==2）//内存回收
{
intID;
cout<<"请输入您要释放的分区号：
";
cin>>ID;
free（ID）;
n++;
}
elseif（choice==3）
{
show（）;//显示主存
n++;
}
elseif（choice==0）
{
main（）;//退出
n++;
}
else//输入操作有误
{
cout<<"输入有误，请重试!
"<continue;
}
}
}
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