操作技巧系统实验二存储管理方案动态分区分配及回收算法.docx
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操作技巧系统实验二存储管理方案动态分区分配及回收算法
实验二存储管理动态分区分配及回收算法
一、实验目的
通过分区管理实验,了解操作系统的基本概念,理解计算机系统的资源如何组织,操作系统如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计,我们可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统,并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
二、实验要求
本实验要求用一种结构化高级语言构造分区描述器,编制动态分区分配算法和回收算法模拟程序,并掌握分配算法的特点,提高编程技巧和对算法的理解和掌握。
三、实验过程
1.准备
(一)主程序
1、定义分区描述器node,包括3个元素:
(1)adr——分区首地址
(2)size——分区大小
(3)next——指向下一个分区的指针
2、定义3个指向node结构的指针变量:
(1)head1——空闲区队列首指针
(2)back1——指向释放区node结构的指针
(3)assign——指向申请的内存分区node结构的指针
3、定义1个整形变量:
free——用户申请存储区的大小(由用户键入)
(二)过程
1、定义check过程,用于检查指定的释放块(由用户键入)的合法性
2、定义assignment1过程,实现FirstFitAlgorithm
3、定义assignment2过程,实现BestFitAlgorithm
4、定义acceptment1过程,实现FirstFitAlgorithm的回收算法
5、定义acceptment2过程,实现BestFitAlgorithm的回收算法
6、定义print过程,打印空闲区队列
(三)执行
程序首先申请一整块空闲区,其首址为0,大小为32767;然后,提示用户使用哪种分配算法,再提示是分配还是回收;分配时要求输入申请区的大小,回收时要求输入释放区的首址和大小。
(四)输出
要求每执行一次,输出一次空闲区队列情况,内容包括:
编号首址终址大小
2.主要流程和源代码
实验二源代码
#include
#include
#include
#defineMAX_SIZE32767
typedefstructnode{
intid;
intadr;
intsize;
structnode*next;
}Node;
Node*head1,*head2,*back1,*back2,*assign;
intrequest;
intcheck(intadd,intsiz,charc)
{
Node*p,*head;
intcheck=1;
if(add<0||siz<0)
check=0;/*地址和大小不能为负*/
if(c=='f'||c=='F')
head=head1;
else
head=head2;
p=head->next;
while((p!
=NULL)&&check)
if(((addadr)&&(add+siz>p->adr))||((add>=p->adr)&&(addadr+p->size)))
check=0;
else
p=p->next;
if(check==0)
printf("\t输入释放区地址或大小有错误!
!
!
\n");
returncheck;
}
voidinit()
{
Node*p;
head1=(Node*)malloc(sizeof(Node));
head2=(Node*)malloc(sizeof(Node));
p=(Node*)malloc(sizeof(Node));
head1->next=p;
head2->next=p;
p->size=MAX_SIZE;
p->adr=0;
p->next=NULL;
p->id=0;
}
Node*assignment1(intnum,intreq)
{
Node*before,*after,*ass;
ass=(Node*)malloc(sizeof(Node));
before=head1;
after=head1->next;
ass->id=num;
ass->size=req;
while(after->size{
before=before->next;
after=after->next;
}
if(after==NULL)
{
ass->adr=-1;}
else
{
if(after->size==req)
{
before->next=after->next;
ass->adr=after->adr;
}
else
{
after->size-=req;
ass->adr=after->adr;
after->adr+=req;
}
}
returnass;
}
voidacceptment1(intaddress,intsiz,intrd)
{
Node*before,*after;
intinsert=0;
back1=(Node*)malloc(sizeof(Node));
before=head1;
after=head1->next;
back1->adr=address;
back1->size=siz;
back1->id=rd;
back1->next=NULL;
while(!
insert&&after)
{//将要被回收的分区插入空闲区(按首址大小从小到大插入)
if((after==NULL)||((back1->adr<=after->adr)&&(back1->adr>=before->adr)))
{
before->next=back1;
back1->next=after;
insert=1;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
}
if(insert)
{
if(back1->adr==before->adr+before->size)
{//和前边分区合并
before->size+=back1->size;
before->next=back1->next;
free(back1);
}
elseif(after&&back1->adr+back1->size==after->adr)
{//和后边分区合并
back1->size+=after->size;
back1->next=after->next;
back1->id=after->id;
free(after);
after=back1;
}
printf("\t首先分配算法回收内存成功!
\n");
}
else
printf("\t首先分配算法回收内存失败!
\n");
}
Node*assignment2(intnum,intreq)
{
Node*before,*after,*ass,*q;
ass=(Node*)malloc(sizeof(Node));
q=(Node*)malloc(sizeof(Node));
before=head2;
after=head2->next;
ass->id=num;
ass->size=req;
while(after->size{
before=before->next;
after=after->next;
}
if(after==NULL)
{
ass->adr=-1;
}
else
{
if(after->size==req)
{
before->next=after->next;
ass->adr=after->adr;
}
else
{
q=after;
before->next=after->next;
ass->adr=q->adr;
q->size-=req;
q->adr+=req;
before=head2;
after=head2->next;
if(after==NULL)
{
before->next=q;
q->next=NULL;
}
else
{
while((after->size)<(q->size))
{
before=before->next;
after=after->next;
}
before->next=q;
q->next=after;
}
}
}
return(ass);
}
voidacceptment2(intaddress,intsiz,intrd)
{
Node*before,*after;
intinsert=0;
back2=(Node*)malloc(sizeof(Node));
before=head2;
after=head2->next;
back2->adr=address;
back2->size=siz;
back2->id=rd;
back2->next=NULL;
if(head2->next==NULL)
{//空闲队列为空
head2->next=back2;
head2->size=back2->size;
}
else
{//空闲队列不为空
while(after)
{
if(back2->adr==after->adr+after->size)
{//和前边空闲分区合并
before->next=after->next;
after->size+=back2->size;
back2=after;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
}
before=head2;
after=head2->next;
while(after)
{
if(after->adr==back2->adr+back2->size)
{//和后边空闲区合并
before->next=after->next;
back2->size+=after->size;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
}
before=head2;
after=head2->next;
while(!
insert)
{//将被回收的块插入到恰当的位置(按分区大小从小到大)
if(after==NULL||((after->size>back2->size)&&(before->sizesize)))
{
before->next=back2;
back2->next=after;
insert=1;
break;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
}
}
if(insert)
printf("\t最佳适应算法回收内存成功!
\n");
else
printf("\t最佳适应算法回收内存失败!
!
\n");
}
voidprint(charchoice)//输出空闲区队列信息
{
Node*p;
if(choice=='f'||choice=='F')
p=head1->next;
else
p=head2->next;
if(p)
{
printf("\n空闲区队列的情况为:
\n");
printf("\t编号\t首址\t终址\t大小\n");
while(p)
{
printf("\t%d\t%d\t%d\t%d\n",p->id,p->adr,p->adr+p->size-1,p->size);
p=p->next;
}
}
}
voidmenu()//菜单及主要过程
{
charchose;
intch,num,r,add,rd;
while
(1)
{
system("cls");
printf("选择最先适应算法请输入F,选择最佳适应算法请输入B,退出程序请输入E\n\n");
printf("请输入你的选择:
");
scanf("%c",&chose);
if(chose=='e'||chose=='E')
exit(0);
else
{
system("cls");
while
(1)
{
if(chose=='f'||chose=='F')
printf("最先适应算法(First-Fit)模拟:
\n");
if(chose=='b'||chose=='B')
printf("最佳适应算法(Best-Fit)模拟:
\n");
printf("1.分配内存,2.回收内存,3.查看内存,4.返回\n\n");
printf("请输入你的选择:
");
scanf("%d",&ch);
fflush(stdin);
switch(ch)
{
case1:
printf("输入申请的分区大小:
");scanf("%d",&r);
if(chose=='f'||chose=='F')
assign=assignment1(num,r);
else
assign=assignment2(num,r);
if(assign->adr==-1)
{
printf("分配内存失败!
\n");
}
else
printf("分配成功!
分配的内存的首址为:
%d\n",assign->adr);
break;
case2:
printf("输入释放的内存的首址:
");scanf("%d",&add);
printf("输入释放的内存的大小:
");scanf("%d",&r);
printf("输入释放的内存的编号:
");scanf("%d",&rd);
if(check(add,r,chose))
{
if(chose=='f'||chose=='F')
acceptment1(add,r,rd);
else
acceptment2(add,r,rd);
}
break;
case3:
print(chose);
break;
case4:
menu();
break;
}
}
}
}
}
voidmain()//主函数
{
init();
menu();
}
四、实验结果
五、实验总结
通过这次课程设计我练习了用C语言写系统软件,对操作系统中可变分区存储管理有了更深刻的了解。
在写程序的时候也遇到了一些困难。
比如在设计数据结构时特别犹豫,总想找一个很合适的。
但是,后来才知道,关键要多尝试,而空想是没有用的。
最后我证实了自己的设计的合理性。
还有为了使程序更健壮,在网上下载了几个代码,进行调试,运行、查看结果。
看懂代码和结果后,这次实验也算是成功的一大半了。
总之这次实验还是让我收获很大,让我在书本上的知识能够运用到实际当中。
这种学以致用的感觉才是最好的。