4分区式储器管理.docx
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4分区式储器管理
操作系统实验报告
分
区
式
储
器
管
理
实验四：
分区式储器管理
一．实验目的
模拟实现一个简单的固定（或可变）分区存储管理系统，进一步加深对分区分配方案设计思想的理解。
二．实验属性
该实验为设计性实验。
三．实验仪器设备及器材
普通PC386以上微机
四．实验要求
本实验要求2学时完成。
本实验要求完成如下任务：
（1）建立相关的数据结构，作业控制块、已分配分区及未分配分区；
（2）实现一个分区分配算法，如最先适应分配算法、最优或最坏适应分配算法；
（3）实现一个分区回收算法；
（4）给定一批作业/进程，选择一个分配或回收算法，实现分区存储的模拟管理；
（5）将整个过程可视化显示出来。
实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。
实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。
五．实验提示
1、本实验虽然不以前面实验为基础，但建议在其界面中继续增加分区存储管理功能。
2、数据结构：
分区说明表，用数组实现。
3、存储管理：
建议采取固定分区法管理内存。
编写内存分配、内存回收算法。
4、主界面设计：
在界面上增加一个内存分配按钮、内存回收按钮、并将就绪队列显示区用做分区说明表的显示。
触发内存分配按钮，弹出作业大小输入框，输入后调用内存分配函数，在分区说明表中看到分配的分区。
触发内存回收按钮，弹出作业大小输入框，输入后调用内存回收函数，在分区说明表中看到回收分区状态的改变。
5、功能测试：
从显示出的分区说明表，可查看操作的正确与否。
实验步骤
1、主要数据结构设计
1）.程序中自由链队列的结点类型可描述如下：
structfreelink{
intlen,address;/*len为分区长度；address为分区起始地址
structfreelink/*next;
}
2）.内存占用区用链表描述，其结点类型描述如下：
structbusylink{
charname;/*作业或进程名name=’S’表示OS占用
intlen,address;
structbusylink*next;
}
3）.设全程量：
structfreelink*free_head=NULL;//自由链队列（带头结点）队首指针
structbusylink*busy_head=NULL,//占用区队列队（带头结点）首指针
structbusylink*busy_tail=NULL；//占用区队列队尾指针
2、主要函数设计
1）requireMemo（charname,intrequire）
函数名称:
requireMemo（charname,intrequire）
功能描述：
在空闲区域链中找到第一个满足条件的结点，将其分配掉，如果结点的长度大于require，则剩下的又将作为一个空闲结点插入到空闲区域链中
输入参数：
charname,intrequire
输出参数：
无
程序流程图：
2、测试数据及运行结果
1）测试数据准备
假定系统的内存共640K，初始状态为操作系统本身占用64K。
在t1时间之后，有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空间；在t2时间之后，作业C完成；在t3时间之后，作业E请求50K的内存空间；在t4时间之后，作业D完成。
要求编程序分别输出t1、t2、t3、t4时刻内存的空闲区的状态。
2）运行结果及说明
a.测试目标:
运用按最佳适应算法[1]（空闲区未归并时的）
运行结果:
b.测试目标:
运用按最佳适应算法（空闲区归并时的）
运行结果:
六、实验总结
本次实验采用最佳适应算法来分配内存，然后分别输出未进行内存回收时和进行回收时，每过5ms内存的分配情况，进行对比。
通过此次实验我对内存分配、以及回收有了更加深刻的认识。
七、程序源代码
按最先适应算法
#include
#include
#include
structfreelink
{
intlen,address;//len为分区长度；address为分区起始地址
structfreelink*next;
};
//内存占用区用链表描述，其结点类型描述如下：
structbusylink
{
charname;//作业或进程名name='S'表示OS占用
intlen,address;
structbusylink*next;
};
//并设全程量：
structfreelink*free_head=NULL;//自由链队列带头结点）队首指针?
structbusylink*busy_head=NULL,*busy_tail=NULL;//占用区队列队（带头结点）首指针
//占用区队列队尾指针
//设计子函数：
voidstart（void）/*设置系统初始状态*/
{
structfreelink*p;
structbusylink*q;
free_head=（structfreelink*）malloc（sizeof（structfreelink））;
free_head->next=NULL;//创建自由链头结点
busy_head=busy_tail=（structbusylink*）malloc（sizeof（structbusylink））;
busy_head->next=NULL;//创建占用链头结点
p=（structfreelink*）malloc（sizeof（structfreelink））;
p->address=64;
p->len=640-64;//（OS占用了64K）
p->next=NULL;
free_head->next=p;
q=（structbusylink*）malloc（sizeof（structbusylink））;
q->name='S';/*S表示操作系统占用*/
q->len=64;q->address=0;q->next=NULL;
busy_head->next=q;busy_tail=q;
}
voidrequireMemo（charname,intrequire）/*模拟内存分配*/
{
structfreelink*w,*u,*v,*x,*y;
structbusylink*p;
x=free_head;
y=free_head->next;
while（（y!
=NULL）&&（y->len{
x=y;
y=y->next;
}
if（y!
=NULL）
{
p=（structbusylink*）malloc（sizeof（busylink））;
p->name=name;
p->address=y->address;
p->len=require;
p->next=NULL;
busy_tail->next=p;//把p插入到busy_head的尾部
busy_tail=p;
w=x->next;
x->next=w->next;
if（w->len==require）
{
free（w）;
}
else
{
w->address=w->address+require;
w->len=w->len-require;
u=free_head;
v=free_head->next;
while（（v!
=NULL）&&（v->lenlen））//如果此结点还有多余，就此又重新插入到空闲区域链中（按照长度由小到大的次序排列）
{
u=v;
v=v->next;
}
u->next=w;
w->next=v;
}
}
else
printf（"can'tallocate!
\n"）;
}
voidfreeMemo（charname）/*模拟内存回收*/
{
structbusylink*p,*q;
structfreelink*w,*u,*v,*s1=NULL,*s2=NULL;
intlen,address;
intflag1=1,flag2=1;
p=busy_head->next;
while（（p!
=NULL）&&（p->name!
=name））//找到要回收的结点
{
q=p;
p=p->next;
}
if（p==NULL）
{
printf（"%cisnotexist\n",name）;
}
else
{
if（p==busy_tail）
busy_tail=q;
q->next=p->next;
len=p->len;
address=p->address;
free（p）;
w=（structfreelink*）malloc（sizeof（freelink））;
w->len=len;
w->address=address;
u=free_head;
v=free_head->next;
while（（v!
=NULL）&&（flag1==1||flag2==1））//归并算法
{
if（（w->address==（v->address+v->len））&&flag1）
{
s1=v;
u->next=s1->next;
w->address=v->address;
w->len+=v->len;
v=v->next;
flag1=0;
}
elseif（（（w->address+w->len）==v->address）&&flag2）
{
s2=v;
u->next=s2->next;
w->len+=v->len;
v=v->next;
flag2=0;
}
else
{
u=v;
v=v->next;
}
}
if（s1!
=NULL）
free（s1）;
if（s2!
=NULL）
free（s2）;
u=free_head;
v=free_head->next;
if（v!
=NULL）
{
while（（v!
=NULL）&&（v->lenlen））
{
u=v;
v=v->next;
}
}
u->next=w;
w->next=v;
}
}
voidpast（inttime）/*模拟系统过了时间time，用sleep（）,或者用个空循环*/
{
Sleep（5）;
printf（"时间%d后：
\n",time）;
}
voidprintlink（）/*输出内存空闲情况（自由链的结点）*/
{
structfreelink*p;
p=free_head->next;
if（p==NULL）
printf（"无空闲区！
\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）
{
printf（"首地址:
%d\t长度:
%d\n",p->address,p->len）;
p=p->next;
}
}
printf（"----------------------------------------\n"）;
}
voidprintlink1（）/*输出内存占用的情况*/
{
structbusylink*p;
p=busy_head->next;
if（p==NULL）
printf（"无内存占有区！
\n"）;
else
{
while（p!
=NULL）
{
printf（"名字:
%c\t首地址:
%d\t长度:
%d\n",p->name,p->address,p->len）;
p=p->next;
}
}
}
//设计主函数：
intmain（）
{
inti;
printf（"空闲区未归并，请输入1，归并时请输入2:
\n"）;
scanf（"%d",&i）;
start（）;
past（5）;
requireMemo（'A',8）;requireMemo（'B',16）;
requireMemo（'C',64）;requireMemo（'D',124）;
printf（"内存占用区为：
\n"）;
printlink1（）;
printf（"内存空闲区为:
\n"）;
printlink（）;
past（10）;
freeMemo（'C'）;
printf（"内存占用区为：
\n"）;
printlink1（）;
printf（"内存空闲区为:
\n"）;
printlink（）;
past（15）;
requireMemo（'E',50）;
printf（"内存占用区为：
\n"）;
printlink1（）;
printf（"内存空闲区为:
\n"）;
printlink（）;
past（20）;
if（i==2）
freeMemo（'D'）;
printf（"内存占用区为：
\n"）;
printlink1（）;
printf（"内存空闲区为:
\n"）;
printlink（）;
return0;
}
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