动态分区分配存储管理系统.docx
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动态分区分配存储管理系统
动态分区分配存储管理系统
动态分区分配存储管理系统
学院
专业
学号
学生姓名
指导老师
2014年3月19日
1、设计目的3
1、设计目的与内容
设计的目的
操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。
●进一步巩固和复习操作系统的基础知识。
●培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。
●提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。
●提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。
设计内容：
用高级语言编写和调试一个动态分区内存分配程序，演示实现下列两种动态分区分配算法
1.首次适应算法
2.循环首次适应算法
设计要求：
1.内存中有0-100M的空间为用户程序空间，最开始用户空间是空闲的
2.作业数量、作业大小、进入内存时间、运行时间需要通过界面进行输入
3.可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行作业数量、作业大小、进入内存时间、运行时间的初始化
4.根据作业进入内存的时间，采用简单的先进先出原则进行从外存到内存的调度，作业具有等待（从外存进入内存执行）、装入（在内存可执行）、结束（运行结束，退出内存）三种状态。
（为了简化，不考虑CPU的调度与切换，运行时间为作业在内存中驻留的时间）
5.能够自动进行内存分配与回收，可根据需要自动进行紧凑与拼接操作，所有过程均有动态图形变化的显示
6.采用可视化界面，可随时暂停显示当前内存分配和使用情况图。
二、算法的思想
1、首次适应算法
空闲分区链以地址递增的次序链接，分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止；然后再按照作业的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，取消的空闲分区仍留在空闲链中。
若从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区，则此次内存分配失败，返回。
2、循环首次适应算法
在为进程分配内存空间时，不再是每次都从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到一个能满足要求的空闲分区，从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业
三、主要功能模块流程图
主函数
否
是
否
是否
是
首次适应算法：
否
是
否
是
循环首次适应算法
否
是
否
是
四、系统测试
程序运行实例如下：
输入界面，按要求输入：
五、结论
作业采用数组形式进行存储，起初想用数组模拟分区，但划分记录比较不易，时间空间复杂度较大，容易混乱，遂决定用链表形式模拟分区情况。
基本能运行符合要求，能模拟出动态分区过程及最终结果
六．源程序
#include
#include
#include
#include
#defineFree0
#defineUse1
#defineMAX_length100//最大内存空间为100MB
#defineMaxNumber100
intFreePartition[MaxNumber]={16,16,8,32,64,32,8,16,64};//空闲分区
intProcessNeed[MaxNumber]={7,18,9,20,35,8};//每个进程需求
intFirstPartition[MaxNumber];//首次
intCycleFirstPartition[MaxNumber];//循环
intPartitionNumber=9,ProcessNum=6;//空闲分区数及进程数
boolv（）;
boolv（）
{
intj;
cout<<"首次适应算法"<//FirstPartitionMethod（）;
for（inti=0;ifor（j=0;j{
if（FreePartition[j]>=ProcessNeed[i]）
{FirstPartition[i]=j;
FreePartition[j]-=ProcessNeed[i];
break;
}
}
//c_out（FirstPartition）;
for（i=0;icout<cout<//Beginning（）;
FreePartition[0]=16;
FreePartition[1]=16;
FreePartition[2]=8;
FreePartition[3]=32;
FreePartition[4]=64;
FreePartition[5]=32;
FreePartition[6]=8;
FreePartition[7]=16;
FreePartition[8]=64;
cout<<"循环首次适应算法"<//CycleFirstPartitionMethod（）;
j=0;
for（i=0;ifor（;;）//分区
{
if（FreePartition[j]>=ProcessNeed[i]）
{CycleFirstPartition[i]=j;
FreePartition[j]-=ProcessNeed[i];
break;
}
j++;
j=j%PartitionNumber;
}
//c_out（CycleFirstPartition）;
for（i=0;icout<cout<return1;
}
//--------------作业结构体数组----------------------------
typedefstructJOB
{
intnum;//作业号
intsize;//作业大小
intctime;//作业进入时间
intrtime;//作业运行时间
intstate;//作业状态
}Job;
typedefstructDuLNode
{
intID;//分区号
intstart;//开始地址
intsize;//大小
intstate;//0=尚未使用1=使用2=释放
structDuLNode*prior;//前驱指针
structDuLNode*next;//后即指针
}DuLNode,*DuLinkList;
//-------------------------------------------------------------------------------
intFirstfit（int）;//首次适应算法
intNext_fit（int）;//循环首次适应算法
voidshowJob（int）;//显示作业表
voidshowPartiton（DuLinkList）;//显示分区表
//-----------------------------------------------------------------------------
//---------------------------全局变量-------------------------------------------
intf;
Job*A;//排序前
Job*a;//排序后
Job*temp;
//-----------------------------功能函数-------------------------------------------
voiddelay（）
{
for（intx=10000;x>0;x--）
for（inty=1000;y>0;y--）;
}
//--------------------------------------------------------------------------------
//------------------------初始化---------------------------------------------------
DuLinkListInitpartitionList（DuLinkList&p）
{
p=（DuLinkList）malloc（sizeof（DuLNode））;//申请空间
if（!
p）
exit（0）;
p->size=100;//初始化大小
printf（"输入分区首地址:
"）;
scanf（"%d",&p->start）;
p->state=0;//状态置空闲
p->ID=0;//分区号
p->next=NULL;
p->prior=NULL;
returnp;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//-----------------------------输入函数---------------------------------------------
intPutin（int&n）
{
inti;
Jobtemp;
printf（"请输入任务数目:
"）;
scanf（"%d",&n）;
a=（Job*）malloc（n*sizeof（Job））;
A=（Job*）malloc（n*sizeof（Job））;
for（i=0;i{
printf（"\n"）;
printf（"信息输入:
\n\n"）;
printf（"作业号:
"）;
scanf（"%d",&a[i].num）;
printf（"作业大小:
"）;
scanf（"%d",&a[i].size）;
printf（"作业进入时间:
"）;
scanf（"%d",&a[i].ctime）;
printf（"作业运行时间:
"）;
scanf（"%d",&a[i].rtime）;
a[i].state=0;//默认状态为Free
A[i]=a[i];
}
for（intj=0;jfor（i=j;iif（a[j].ctime>a[i].ctime）
{
temp=a[j];
a[j]=a[i];
a[i]=temp;
}
//冒泡排序
freopen（"data.txt","w",stdout）;
for（i=0;i{
printf（"%d%d%d%d\n",a[i].num,a[i].size,a[i].ctime,a[i].rtime）;
}
fclose（stdout）;
freopen（"CON","w",stdout）;
printf（"保存成功\n\n"）;
return1;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
//-----------------------------读文件-----------------------------------------------------
intorder（int&n）
{
Jobtemp;
printf（"Inputthenumberofthetask:
\n"）;
scanf（"%d",&n）;
a=（Job*）malloc（n*sizeof（Job））;
freopen（"data.txt","r",stdin）;
for（inti=0;i{
scanf（"%d",&a[i].num）;
scanf（"%d",&a[i].size）;
scanf（"%d",&a[i].ctime）;
scanf（"%d",&a[i].rtime）;
}
fclose（stdin）;
freopen（"CON","r",stdin）;
for（intj=0;jfor（i=j;iif（a[j].ctime>a[i].ctime）
{
temp=a[j];
a[j]=a[i];
a[i]=temp;
}
return1;
}
//------------------------------------------------------------------------
//-------------------------显示分区-------------------------------
voidshowPartition（DuLinkListpl）
{
printf（"\n\t\t\t分区表\n"）;
printf（"\t---------------------------------------\n"）;
printf（"\t开始地址\t分区号\t大小状态\n"）;
printf（"\t---------------------------------------\n"）;
while（pl）
{
printf（"\t%d\t\t%d\t%d\t",pl->start,pl->ID,pl->size）;
if（pl->state==0）
printf（"空闲\n"）;
if（pl->state==1）
printf（"已分配\n"）;
pl=pl->next;
}
printf（"\t---------------------------------------\n"）;
}
//-------------------------------------------------------------------------
//---------------------------------回收函数---------------------------------
voidhuishou（DuLinkListpl3,DuLinkList&pl）//pl3是分区链表指针pl头
{
while（pl3）
{
if（pl3->state==0）
{
if（pl3->next&&pl3->prior&&pl3->prior->state==0&&pl3->next->state==1）//
{
pl3->size+=pl3->prior->size;
pl3->start=pl3->prior->start;
pl3->state=0;
pl3->ID=0;
if（pl3->prior->prior）
{
pl3->prior->prior->next=pl3;//pl3与最前一个
pl3->prior=pl3->prior->prior;//
}
else
{
pl3->prior=pl3->prior->prior;//pl3指向空
pl=pl3;
pl3=pl;//pl3与头
}
}
elseif（pl3->prior&&pl3->next&&pl3->next->state==0&&pl3->prior->state==1）
{
pl3->size+=pl3->next->size;
pl3->state=0;
pl3->ID=0;
if（pl3->next->next）
{
pl3->next->next->prior=pl3;//建立新链表pl3与最后一个结点
pl3->next=pl3->next->next;//
}
else
{
pl3->next=pl3->next->next;//指向空
}
}
elseif（!
pl3->prior）
{
if（pl3->next->state==0）
{
pl3->size+=pl3->next->size;
pl3->state=0;
pl3->ID=0;
if（pl3->next->next）
pl3->next->next->prior=pl3;//pl3与最后
pl3->next=pl3->next->next;//
}
else
{
pl3->state=0;
}
}
elseif（!
pl3->next）
{
if（pl3->prior->state==0）
{
pl3->size+=pl3->prior->size;
pl3->state=0;
pl3->ID=0;
pl3->start=pl->start;
if（pl3->prior->prior）
{
pl3->prior->prior->next=pl3;//pl3与最前
pl3->prior=pl3->prior->prior;//
}
else
{pl3->prior=NULL;//pl3指向空
pl=pl3;//pl3与头
pl3=pl;//
}
}
else
{
pl3->state=0;
}
}
elseif（pl3->next&&pl3->prior&&pl3->next->state==0&&pl3->prior->state==0）
{
pl3->size=pl3->size+pl3->next->size+pl3->prior->size;
pl3->state=0;
pl3->ID=0;
pl3->start=pl3->prior->start;
if（pl3->next->next）
pl3->next->next->prior=pl3;
if（pl3->prior->prior）
{
pl3->prior->prior->next=pl3;
pl3->next=pl3->next->next;//指向空
pl3->prior=pl3->prior->prior;
}
else
{
pl3->next=pl3->next->next;//指向空
pl3->prior=pl3->prior->prior;//指向头
pl=pl3;
pl3=pl;
}
}
}
pl3=pl3->next;
}
}
//--------------------------------------------------------------------------------------
//----------------------------------首次适应算法---------------------------------------
voidFirstfit（DuLinkListblock_first,intn）
{
intt=1;
intnum=n;
while（t&&num）
{
DuLinkListpl1=block_first,pl2,pl3=block_first;
printf（"时钟:
%d\n",t）;
DuLNode*p=block_first;
DuLNode*q=block_first;
for（intx=0;x{if（t==a[x].ctime+a[x].rtime）
a[x].state=2;
}
for（intm=0;m{
if（t==a[m].ctime+a[m].rtime）
{
num-=1;
a[m].state=2;//0等待1装入2结束
while（q）
{
if（q->ID==a[m].num）//分区号等于作业号时
{
q->state=Free;//在作业完成时，作业号等于分区号时空闲
}
q=q->next;
}
showJob（n）;
showPartition（block_first）;
}
}
for（m=0;m{
if（a[m].ctime==t）
{
a[m].state=1;
printf（"作业:
%d开始运行,对其分配!
",a[m].num）;
}
}
for（m=0;m{
if（t==a[m].ctime）
{
while（pl1&&（pl1->state==1||pl1->sizenext;
if（pl1）
{
pl2=（DuLinkList）malloc（sizeof（DuLNode））;
pl2->start=pl1->start+a[m].size;
pl2->state=0;
pl2->ID=0;
pl2->si
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