实验四 存储器管理解读.docx
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实验四存储器管理解读
实验四存储器管理
1、目的与要求
本实验的目的是让学生熟悉存储器管理的方法，加深对所学各种存储器管理方案的了解；要求采用一些常用的存储器分配算法，设计一个存储器管理模拟系统，模拟内存空间的分配和释放。
2、实验内容
①设计一个存放空闲块的自由链和一个内存作业分配表，存放内存中已经存在的作业。
②编制一个按照首次适应法分配内存的算法，进行内存分配。
③同时设计内存的回收以及内存清理（如果要分配的作业块大于任何一个空闲块，但小于总的空闲分区，则需要进行内存的清理，空出大块的空闲分区）的算法。
3．实验环境
①PC兼容机
②Windows、DOS系统、Turboc2.0
③C语言
4．实验提示
一、数据结构
1、自由链
内存空区采用自由链结构，链首由指针freep指向，链中各空区按地址递增次序排列。
初启动时整个用户内存区为一个大空区，每个空区首部设置一个区头（freearea）结构，区头信息包括：
Size空区大小
Next前向指针，指向下一个空区
Back反向指针，指向上一个空区
Adderss本空区首地址
2、内存分配表JOBMAT
系统设置一个MAT，每个运行的作业都在MAT中占有一个表目，回收分区时清除相应表目，表目信息包括：
Name用户作业名
Length作业区大小
Addr作业区首地址
二、算法
存储分配算法采用首次适应法，根据指针freep查找自由链，当找到第一块可满足分配请求的空区便分配，当某空区被分配后的剩余空闲空间大于所规定的碎片最小量mini时，则形成一个较小的空区留在自由链中。
回收时，根据MAT将制定分区链入自由链，若该分区有前邻或后邻分区，则将他们拼成一个较大的空区。
当某个分配请求不能被满足，但此时系统中所有碎片总容量满足分配请求的容量时，系统立即进行内存搬家，消除碎片。
即将各作业占用区集中下移到用户内存区的下部（高地址部分），形成一片连续的作业区，而在用户内存区的上部形成一块较大的空闲，然后再进行分配。
本系统的主要程序模块包括：
分配模块ffallocation，回收模块ffcollection，搬家模块coalesce及命令处理模块menu，menu用以模拟系统的输入，通过键盘命令选择进行分配模块、回收模块、内存查询以及退出的操作。
程序运行的流程如下图：
5．实验运行情况
****************MENU***************
Youcanselectoneofthefollowing:
（1）Requiretobeallocate.请分配内存
（2）Requiretocollectethesize.将分配的内存回收
（3）Checkthememory.检查当前的内存情况
（4）Quit.退出
***********************************
1
Enteryourjobname:
JOB1
Enteryourjoblength:
1000
namelength（b）addre
JOB110002000
Thetotalleftis4000bytes
6．实验程序
#include
#include
#include
#include
#include
#include"string.h"
#defineTOTALSPACE5000/*起始空闲空间大小
#defineINITADDRESS2000/*起始地址
#defineMINSPACE100
#defineMAXJOBCNT10/*内存中作业数量最大值
structJobMat
{
charname[10];
intaddress;
intlength;
structJobMat*next;
structJobMat*back;
};
structFreeArea
{
intaddress;
intsize;
structFreeArea*next;
structFreeArea*back;
};
structJobMat*p_JobMat;
structFreeArea*p_FreeArea;
intUnusedSpace;/*未分配的空闲空间大小
intCurrentJobCnt;/*目前内存中的作业数量
intJobSize;/*目前要分配的作业的大小
charJobName[10];
intJobAddress;
voidinitiation（）{
p_FreeArea=（structFreeArea*）malloc（sizeof（structFreeArea））;
p_FreeArea->size=TOTALSPACE;
p_FreeArea->address=INITADDRESS;
p_FreeArea->next=NULL;
p_FreeArea->back=NULL;
UnusedSpace=TOTALSPACE;
p_JobMat=NULL;
CurrentJobCnt=0;
JobSize=0;
memset（JobName,0,10）;
JobAddress=0;
}
voidffallocation（）
{
structFreeArea*fp;
structJobMat*jp;
structJobMat*jp1;
structJobMat*jp2;
JobAddress=-1;
if（UnusedSpace{
/*printf（"Sorry,youinputjoblengthistoobig^_^\n"）;*/
return;
}
JobAddress=0;
fp=p_FreeArea;
while（fp!
=NULL）
if（（fp->size）{
fp=fp->next;
}
else
{
CurrentJobCnt=CurrentJobCnt+1;
UnusedSpace=UnusedSpace-JobSize;
jp2=（structJobMat*）malloc（sizeof（structJobMat））;
strcpy（jp2->name,JobName）;
jp2->length=JobSize;
jp2->address=fp->address;
JobAddress=jp2->address;
if（p_JobMat==NULL）
{
jp2->next=NULL;
jp2->back=NULL;
p_JobMat=jp2;
}
else
{
jp=p_JobMat;
while（（jp!
=NULL）&&（jp2->addressaddress））
{
jp1=jp;
jp=jp->next;
}
jp2->next=jp;
if（jp==NULL）
{
jp2->back=jp1;
jp1->next=jp2;
}
else
{
jp2->back=jp->back;
if（jp->back!
=NULL）jp1->next=jp2;
elsep_JobMat=jp2;
jp->back=jp2;
}
}
if（fp->size-JobSize{
if（fp->next!
=NULL）fp->next->back=fp->back;
if（fp->back!
=NULL）fp->back->next=fp->next;
elsep_FreeArea=fp->next;
}
else
{
fp->size=fp->size-JobSize;
fp->address=fp->address+JobSize;
}
/*exit
（1）;*/
return;
}
}
voidffcollection（）
{
structFreeArea*fp;
structFreeArea*fp1;
structFreeArea*fp2;
structJobMat*jp;
intf;
jp=p_JobMat;
f=0;
while（（jp!
=NULL）&&strcmp（jp->name,JobName）!
=0）
{
jp=jp->next;
}
if（jp!
=NULL）
{
CurrentJobCnt=CurrentJobCnt-1;
UnusedSpace=UnusedSpace+jp->length;
if（p_FreeArea==NULL）
{
p_FreeArea=（structFreeArea*）malloc（sizeof（structFreeArea））;
p_FreeArea->address=jp->address;
p_FreeArea->size=jp->length;
p_FreeArea->next=NULL;
p_FreeArea->back=NULL;
}
else
{
fp=p_FreeArea;
while（（fp!
=NULL）&&（fp->addressaddress））
{
fp1=fp;
fp=fp->next;
}
if（fp!
=NULL）
{
if（（fp->next!
=NULL）&&（fp->next->address==jp->address+jp->length））
{
f=f+1;
}
if（（fp->back!
=NULL）&&（jp->address==fp1->address+fp1->size））
{
f=f+2;
}
}
elseif（（jp->address）==（fp1->address+（fp1->size）））
{
f=f+2;
}
switch（f）
{
case0:
fp2=（structFreeArea*）malloc（sizeof（structFreeArea））;
fp2->address=jp->address;
fp2->size=jp->length;
fp2->next=fp;
if（fp!
=NULL）
{
fp2->back=fp->back;
if（fp->back!
=NULL）fp1->next=fp2;
elsep_FreeArea=fp2;
fp->back=fp2;
}
else
{
fp2->back=fp1;
fp1->next=fp2;
}
break;
case1:
fp->size=fp->size+jp->length;
fp->address=jp->address;
break;
case2:
fp1->size=fp1->size+jp->length;
break;
case3:
fp1->size=fp1->size+jp->length+fp->size;
fp1->next=fp->next;
if（fp->next!
=NULL）
{
fp->next->back=fp2;
}
free（fp）;
break;
}
}
if（jp==p_JobMat）p_JobMat=jp->next;
if（jp->next!
=NULL）{jp->next->back=jp->back;}
if（jp->back!
=NULL）jp->back->next=jp->next;
free（jp）;
}
}
voidshowyou（）
{
structJobMat*jp;
/*clrscr（）;*/
if（CurrentJobCnt<=0）
{
printf（"Nojob.\n"）;
}
else
{
printf（"namelength（b）addre\n"）;
jp=p_JobMat;
while（jp!
=NULL）
{
printf（"%s%d%d\n",jp->name,jp->length,jp->address）;
jp=jp->next;
}
}
printf（"Thetotalleftis%dbytes\n",UnusedSpace）;
}
voidcoalesce（）
{
structFreeArea*fp;
structFreeArea*fp1;
structJobMat*jp;
intbottom;
if（CurrentJobCnt>0）
{
jp=p_JobMat;
bottom=TOTALSPACE+INITADDRESS;
while（jp!
=NULL）
{
jp->address=bottom-jp->length;
bottom=bottom-jp->length;
jp=jp->next;
}
fp=p_FreeArea;
while（fp!
=NULL）
{
fp1=fp;
fp=fp->next;
free（fp1）;
}
p_FreeArea=（structFreeArea*）malloc（sizeof（structFreeArea））;
p_FreeArea->size=UnusedSpace;
p_FreeArea->address=INITADDRESS;
p_FreeArea->next=NULL;
p_FreeArea->back=NULL;
}
}
voidmenu（）
{
intselect;
printf（"\n\n\n****************MENU***************\n"）;
printf（"Youcanselectoneofthefollowing:
\n"）;
printf（"
（1）Requiretobeallocate.\n"）;
printf（"
（2）Requiretocollectethesize.\n"）;
printf（"（3）Checkthememory.\n"）;
printf（"（4）Quit.\n"）;
printf（"***********************************\n"）;
scanf（"%d",&select）;
switch（select）
{
case1:
if（CurrentJobCnt>=MAXJOBCNT）
{
printf（"Thejobistoomany"）;
}
else
{
printf（"Enteryourjobname:
"）;
}
scanf（"%s",JobName）;
printf（"Enteryourjoblength:
"）;
scanf（"%d",&JobSize）;
ffallocation（）;
switch（JobAddress）
{
case-1:
printf（"thememoryisfull"）;
break;
case0:
coalesce（）;
ffallocation（）;
break;
default:
break;
}
break;
case2:
printf（"Enterthenameofjob:
"）;
scanf（"%s",JobName）;
ffcollection（）;
break;
case3:
break;
case4:
exit
（1）;
break;
default:
printf（"Youinputawrongnumber!
\n"）;
break;
}
}
voidmain（）
{
initiation（）;
while
（1）
{
menu（）;
showyou（）;
}
}
7.实验结果
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