操作系统 课程设计.docx
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操作系统课程设计
课程设计
课程设计名称：
操作系统课程设计
专业班级：
计科0905
学生姓名：
刘品训
学号：
20094814507
指导教师：
马宏琳
课程设计时间：
2011.6.13-2011.6.17
计算机科学专业课程设计任务书
学生姓名
刘品训
专业班级
计科0905
学号
200948140507
题目
动态分区分配方式的模拟3
课题性质
其它
课题来源
自拟课题
指导教师
马宏琳
同组姓名
主要内容
1）用C语言实现采用采用最佳适应算法的动态分区分配过程alloc（）和回收过程free（）。
其中，空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
2）假设初始状态如下，可用的内存空间为640KB，并有下列的请求序列；
作业1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1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
请采用采用最佳适应算法进行内存块的分配和回收，同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。
任务要求
了解动态分区分配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。
参考文献
任满杰等《操作系统原理实用教程》电子工业出版社2006
汤子瀛《计算机操作系统》（修订版）西安电子科技大学出版社2001
张尧学史美林《计算机操作系统教程》实验指导清华大学出版社2000
罗宇等《操作系统课程设计》机械工业出版社2005
审查意见
指导教师签字：
教研室主任签字：
年月日
说明：
本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页
1需求分析
用C语言实现采用采用最佳适应算法的动态分区分配过程alloc（）和回收过程free（）。
其中，空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
用户可直接通过提示，进行创建作业，以及申请的内存的大小，也可以通过选择进行释放内存的操作，通过输入查看空闲分区链表的状态。
2概要设计
1.定义分区存储器的结构：
typedefstructnode{
intid;//编号
intadr;//分区首地址
intsize;//分区大小
structnode*next;//指向下一个分区的指针
}Node;
2．本程序包含7个模块：
（1）主函数模块：
调用菜单函数voidmenu（）；
（2）voidmenu（）：
菜单函数模块
{
1.输入命令；
2.执行操作；
3.输出。
}
（3）intcheck（）:
用于检查指定的释放块（由用户键入）的合法性
（4）voidinit（）：
初始化，生成一个带头节点的空闲队列指针
（5）Node*assignment2（）：
实现最佳适应算法的分配
（6）voidacceptment2（intaddress,intsiz,intrd）：
实现最佳适应算法的回收
（7）voidprint（）：
输出空闲区队列信息
3运行环境
软件环境：
VC6.0WindowsXP
硬件环境：
计算机
4开发工具和编程语言
开发工具：
VC6.0
编程语言：
C语言
5详细设计
1定义头文件
#include
#include
#include
2.定义内存大小
#defineMAX_SIZE640
3.定义分区存储器的结构
typedefstructnode//定义分区描述器的结构
{
intid;//编号
intadr;//分区首地址
intsize;//分区大小
structnode*next;//指向下一个分区的指针
}Node;
4．检查指定的释放块（由用户键入）的合法性模块：
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*/
head=head2;
p=head->next;
while（（p!
=NULL）&&check）/*地址不能和空闲区表中结点出现重叠*/
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;/*返回检查结果*/
}
5.生成一个带头节点的空闲队列指针模块
voidinit（）
{Node*q;
head2=（Node*）malloc（sizeof（Node））;
q=（Node*）malloc（sizeof（Node））;
head2->next=q;
q->size=MAX_SIZE;
q->adr=0;
q->next=NULL;
q->id=0;
}
6.最佳适应算法的分配模块
Node*assignment2（intnum,intreq）//实现最佳适应算法的分配
{
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;//分配失败
}
else
{
if（after->size==req）
{//空闲分区恰好等于所申请的内存大小
before->next=after->next;
ass->adr=after->adr;
}
else
{//空闲分区大于所申请的内存大小
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;
after=q;
}
else
{
while（after&&（（after->size）<（q->size）））
{
before=before->next;
after=after->next;
}
before->next=q;
q->next=after;
after=q;
}
}
}
return（ass）;
}
7.最佳适应算法的回收模块
voidacceptment2（intaddress,intsiz,intrd）
{
Node*before,*after;
intinsert=0;//是否被回收的标志
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;
after=before->next;
}
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;
after=before->next;
}
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"）;
}
8.空闲区队列信息输出模块
voidprint（charchoice）//输出空闲区队列信息
{
Node*p;
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;
}
}
}
9.菜单模块
voidmenu（）//菜单及主要过程
{
charchose;
intch,num,r,add,rd;
system（"cls"）;
while
（1）{
printf（"\t\t最佳适应算法（Best-Fit）模拟\n\n"）;
printf（"\t1.创建作业\t\t2.回收内存\n\n"）;
printf（"\t3.查看内存\t\t4.退出\n\n"）;
printf（"\t你选择（1/2/3/4）:
"）;
scanf（"%d",&ch）;
fflush（stdin）;
switch（ch）
{
case1:
printf（"输入作业号：
"）;scanf（"%d",&num）;
printf（"输入申请的内存大小：
"）;scanf（"%d",&r）;
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）;
acceptment2（add,r,rd）;
break;
case3:
print（chose）;
break;
case4:
exit（0）;
}
}
}
6调试分析
（1）如何定义分配器是第一个要克服的难题，经过自己查资料以及问同学才弄懂分配器的结构。
（2）刚开始没有写检查指定的释放块（由用户键入）的合法性的模块，在输入时经常出现错误，为克服这个缺点补充了这个模块。
（3）经过多次的尝试与分析才弄清楚最佳分配算法的思路，才写出最佳分配算法的分配与回收。
7测试结果
进行作业操作
图1作业1与作业2的创建
图2作业3的创建与作业2的释放
图3作业4的创建与作业3的释放
图4作业1的释放与作业5的创建
图5作业6的创建
图6作业7的创建与作业6的释放
图7输出空闲分区链表的情况
参考文献
[1]任满杰等《操作系统原理实用教程》电子工业出版社2006
[2]汤子瀛《计算机操作系统》（修订版）西安电子科技大学出版社2001
[3]张尧学史美林《计算机操作系统教程》实验指导清华大学出版社2000
[4]罗宇等《操作系统课程设计》机械工业出版社2005
[5]黄干平，陈洛资，等《计算机操作系统》。
北京：
科学出版社，1989.
心得体会
经过一学期的操作系统的学习，感觉我们离计算机越来越近，我们是由计算机的硬件及软件的使用开始接触计算机的。
刚开始是C++的编程，然后是数据结构，这些都是软件的算法，而操作系统讲述的是计算机的内部的算法，比如内存的分配以及回收等。
经过一步步的深入学习，我们对计算机也有了更进一步的了解，使我们不再对计算机陌生，了解了计算机的本身的算法后，我们才有可能更进一步的使用计算机，才能更好的发展计算机。
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