计算机操作系统.docx
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计算机操作系统
实验5动态分区分配方式的模拟
一、实验目的
了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。
二、实验内容及步骤
（1）用C语言分别实现采用首次适应算法（地址从小到大）和最佳适应算法（空闲块大小从小到大）的动态分区分配过程myalloc（）和回收过程myfree（）（即自己编写一个分区分配和释放的函数）。
其中，空闲分区通过空闲分区链来管理；在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
（2）假设初始状态下，可用的内存空间为640KB（即程序开始运行时，用malloc（）函数一次申请640KB的内存空间，程序结束时用free（）函数释放空间。
然后自己编写程序在这640KB的空间上模拟首次适应算法和最佳适应算法的分配过程。
自己编写的分配过程不是真正去向操作系统申请空间，而是在这640KB空间上标记那块占用了；释放过程也不是真正释放空间，只是标记哪块分区空闲），作业请求序列如下：
●作业l申请130KB。
●作业2申请60KB。
●作业3申请100KB。
●作业2释放60KB。
●作业4申请200KB。
●作业3释放100KB。
●作业l释放130KB。
●作业5申请140KB。
●作业6申请60KB。
●作业7申请50KB。
●作业6释放60KB。
请分别采用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况。
三、实验步骤与调试过程：
每个分区有4个数据项，起始地址，大小，状态，进程号，其实地址和大小以KB为单位，状态分为“已分”或“空闲”，进程号：
若分区是已分，则填上此分区的进程号，若分区是空闲，则填入？
这里先采用首次适应算法，首次适应算法是将空闲区按起始地址从小到大排序后，会给出3种选择
1.分配空间：
输入申请空间的进程号，不能与已经存在的进程号相同，申请空间的大小和阀值，如果分配成功，则重新排序，再次给出3种选择
2.回收空间：
则只用输入回收空间的进程号，回收是考虑上下是否邻街空闲区，显示回收后的内存分配情况。
3.结束：
直接退出程序
四、实验结果：
Distributionofmemory:
work1:
130free:
500
Distributionofmemory:
work1:
130work2:
60free:
440
Distributionofmemory:
work1:
130work2:
60work3:
100free:
340
Distributionofmemory:
work1:
130free:
60work3:
100free:
340
Distributionofmemory:
work1:
130free:
60work3:
100work4:
200free:
140
Distributionofmemory:
work1:
130free:
160work4:
200free:
140
Distributionofmemory:
free:
290work4:
200free:
140
Distributionofmemory:
work5:
140free:
150work4:
200free:
140
Distributionofmemory:
work5:
140work6:
60free:
90work4:
200free:
140
Distributionofmemory:
work5:
140work6:
60work7:
50free:
40work4:
200free:
140
Distributionofmemory:
五、主要算法和程序清单：
#include
#definegetpch（type）（type*）malloc（sizeof（type））
structLNode
{intsize;
intstart;
intend;
structLNode*next;
structLNode*front;
}*L;/*L为头指针*/
typedefstructLNodeLN;
LN*find;
intn;
voidInsertList（intsize,intstart）
{//在带头结点的单链线形表头结点后插入
LN*p,*s,*t;
p=L;
t=p->next;
s=getpch（LN）;//生成新结点
s->size=size;
s->start=start;
s->end=start+size;
s->next=t;//插入L中
p->next=s;
if（t）t->front=s;
s->front=p;
}//endofInsertList
voidPrintList（）/*打印*/
{
LN*p;inti;
p=L->next;
printf（"\n空闲区号长度起始位置终止位置\n"）;
for（i=1;i<=n;i++）
{
printf（"%3d\t%3d\t%3d\t%4d\n",i,p->size,p->start,p->end）;
p=p->next;
}
}
voidBFSortList（）/*最佳适应算法的排序*/
{
LN*p,*s,*t;
intmin_size,i;
intsize,start,end;
t=L->next;
p=L->next;
for（i=0;i{
s=p->next;
min_size=p->size;
while（s）
{
if（min_size>s->size）
{
min_size=s->size;
t=s;
}
s=s->next;
}
size=t->size;
start=t->start;
end=t->end;
t->size=p->size;
t->start=p->start;
t->end=p->end;
p->size=size;
p->start=start;
p->end=end;
t=p->next;
p=p->next;
}
}//endofBF_SortList
voidSortList（）/*首次和循环首次适应算法的排序*/
{
LN*p,*s,*t;
intmin_start,i;
intsize,start,end;
t=L->next;
p=L->next;
for（i=0;i{
s=p->next;
min_start=p->start;
while（s）
{
if（min_start>s->start）
{
min_start=s->start;
t=s;
}
s=s->next;
}
size=t->size;
start=t->start;
end=t->end;
t->size=p->size;
t->start=p->start;
t->end=p->end;
p->size=size;
p->start=start;
p->end=end;
t=p->next;
p=p->next;
}
}//endofBF_SortList
voidGetFree（）/*生成空闲分区链*/
{
intsize,start,i;
L=getpch（LN）;/*生成一个表头结点*/
L->next=NULL;
L->front=NULL;
printf（"请输入空闲区数:
"）;
scanf（"%d",&n）;
for（i=1;i<=n;i++）
{
printf（"请输入第%2d空闲区的大小和始址:
",i）;
scanf（"%3d,%3d",&size,&start）;
InsertList（size,start）;
}
printf（"\n按任意键继续"）;
//printf（"\n空闲链表情况:
\n"）;
//PrintList（）;
}//endofGetFree
voidAssign（intsize）/*最佳适应算法和首次适应算法空闲分区的分配*/
{
LN*p,*t;
p=L->next;
t=L;
while（p）
{
if（size>p->size）
{
p=p->next;
t=t->next;
if（!
p）
{
printf（"没有足够大的空闲区分配！
分配不成功"）;
}
}
else
{
p->size=p->size-size;
p->start=p->start+size;
if（p->size==0）
{
t->next=p->next;
p->next->front=t;
n--;
free（p）;
}
printf（"分配成功！
\n"）;
printf（"分配后的空闲链表情况如下:
\n"）;
PrintList（）;
break;
}
}
}//endofFF_Assign
intflag=-1;
voidNF_Assign（intsize）/*循环首次适应算法的分配*/
{
LN*p,*t;
inti=n;
p=find->next;
t=find;
while（p）
{
if（size>p->size）
{
p=p->next;
t=t->next;
if（!
p）
{
printf（"没有足够大的空闲区分配！
分配不成功"）;
}
}
else
{
p->size=p->size-size;
p->start=p->start+size;
find=p;
if（p->size==0）
{
t->next=p->next;
p->next->front=t;
n--;
free（p）;
}
printf（"分配成功！
\n"）;
flag=1;
printf（"分配后的空闲链表情况如下：
\n"）;
Print（L）;
break;
}
}
if（flag==-1）
{p=L->next;
t=L;
while（p!
=find）
{
if（size>p->size）
{
p=p->next;
t=t->next;
if（!
p）
{
printf（"没有足够大的空闲区分配！
分配不成功"）;
}
}
else
{
p->size=p->size-size;
p->start=p->start+size;
find=t;
if（p->size==0）
{
t->next=p->next;
p->next->front=t;
n--;
free（p）;
}
printf（"分配成功！
\n"）;
printf（"分配后的空闲链表情况如下：
"）;
PrintList（L）;
break;
}
}
}
}//endofNF_Assign
voidRecover（intstart,intend）/*回收*/
{
LN*p,*t;
intsize,flag=0;
size=end-start;
p=L->next;
t=p->next;
while（p）
{
if（t&&p->end==start&&t->start==end）//回收区在两个空闲区中间
{
p->size=p->size+size+t->size;
p->end=t->end;
p->next=t->next;
t->next->front=p;
free（t）;
n--;
SortList（L）;
flag=1;
break;
}
elseif（p->end==start）//回收区在空闲区下方
{
flag=1;
p->size=p->size+size;
p->end=p->end+size;
SortList（L）;
break;
}
elseif（p->start==end）//回收区在空闲区上方
{
p->size=p->size+size;
p->start=start;
SortList（L）;
flag=1;
break;
}
p=p->next;
if（p）
t=p->next;
}
//回收区不与任何一个空闲区相邻
if（flag==0）
{InsertList（size,start）;n++;}
printf（"回收后的空闲链表情况如下:
"）;
PrintList（）;
printf（"\n按任意键继续"）;
}
voidmain（）
{
intstart,end,size;
intm;
GetFree（）;
getch（）;
system（"cls"）;/*清屏*/
printf（"请选择服务类型:
\n"）;
printf（"\t1:
首次适应算法\n"）;
printf（"\t2:
循环首次适应算法\n"）;
printf（"\t3:
最佳适应算法\n"）;
printf（"\t4:
回收内存\n"）;
printf（"\t0:
退出\n"）;
printf（"\t输入您要的选项:
"）;
scanf（"%d",&m）;if（m==2）find=L;
while（m）
{
switch（m）
{
case1:
SortList（）;printf（"\n空闲链表情况:
\n"）;
PrintList（）;
printf（"请输入进程需要的空闲区大小:
"）;
scanf（"%d",&size）;
Assign（size）;printf（"\n按任意键继续"）;
break;
case2:
SortList（）;printf（"\n空闲链表情况:
\n"）;
PrintList（）;
printf（"请输入进程需要的空闲区大小:
"）;
scanf（"%d",&size）;
NF_Assign（size）;printf（"\n按任意键继续"）;
break;
case3:
BFSortList（）;printf（"\n空闲链表情况:
\n"）;
PrintList（）;
printf（"请输入进程需要的空闲区大小:
"）;
scanf（"%d",&size）;
Assign（size）;printf（"\n按任意键继续"）;
break;
case4:
printf（"请输入回收区的首地址和中止地址:
"）;
scanf（"%3d,%3d",&start,&end）;
Recover（start,end）;
break;
case0:
exit（0）;
default:
printf（"\n\t\t输入错误,请重新输入"）;getch（）;
}
getch（）;
system（"cls"）;/*清屏*/
printf（"请选择服务类型:
\n"）;
printf（"\t1:
首次适应算法\n"）;
printf（"\t2:
循环首次适应算法\n"）;
printf（"\t3:
最佳适应算法\n"）;
printf（"\t4:
回收内存\n"）;
printf（"\t0:
退出\n"）;
printf（"\t输入您要的选项:
"）;
scanf（"%d",&m）;
}
}
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