分页式管理实验报告.docx

1、分页式管理实验报告 题 目 连续式与分页式主存管理模式的模拟实现 学生姓名 学 号 学 院 专 业 计算机科学与技术专业 指导教师 赵晓平二一二年六月十一日一、实验目的模拟在连续分配与分页管理两种方式下，主存空间的分配与回收，帮助学生加深了解存储器管理的工作过程。注意，该实验为模拟实验，并不要求进行真正的内存分配与回收，主要是编写程序模拟其中过程即可。二、实验内容 1 连续式分配1、 在连续分配方式下，设计一个动态分区分配与回收的内存管理程序。2、 动态分区分配按作业需要的主存大小来分割分区。当要装入一个作业时，根据作业需要、的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给

2、该作业；若无，则作业不能装入。3、 设置一张全局分区状态表说明当前内存分配状态，例如下所示：05k10k14k26k32k640k操作系统区作业1作业3空闲区作业2空闲区4、 设置一张空闲分区表描述当前空闲分区分布状况，可采用数组或链表来实现，数组可参考以下格式：起 址长 度状 态第一栏14 K12 K未 分 配第二栏32 K96 K未 分 配空 表 目空 表 目 说明：起址指出一个空闲区的主存起始地址。长度指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。状态有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可

3、用来登记新的空闲区。5、 在作业撤销后，系统需要回收分区。在空闲分区表中找到一个空表目登记回收分区的起址和长度，并且修改表目状态为未分配。注意：由于分区的个数不定，所以空闲分区表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。6、 在回收分区时，应考虑相邻空闲分区合并。7、 在完成一次作业装入后，都需要输出：本次分配的分区起址与长度，全局分区状态表，空闲分区表的内容。若在分配中发生分割，需要说明分割后新空白分区的起址与长度。8、 在完成一次作业撤销后，都需要输出：本次回收的分区起址与长度，全局分区状态表，空闲分区表的内容。若发生相邻空闲分区合并，需要说明哪几个分区合并在一

4、起，合并后的起址与长度2、分页式管理1、 设计一个基本分页存储管理程序2、 分页式存储器把主存分成大小相等的若干块，作业的信息也按块的大小分页，作业装入主存时按页分散存放在主存的空闲块中。3、 系统用一张块表记录物理块分配的情况，如下图所示，其中状态0表示未分配，1表示已分配。另外增加一个空闲块数，记录当前可用的物理块总数。状态第0块1第1块1第2块0第3块1第4块04、 需要为每个作业设置一张页表，记录页号与块号的对应关系。页 号块 号01681722565、 作业装入内存时，分配过程如下：a) 将空闲块数乘上每块空间，计算出可用空间总数，然后与作业需要空间比较，若不能满足需要，提示不能装入

5、。b) 若能满足需要，为作业创建页表，在块表中寻找足够的空白块，将页号与块号一一对应，并填入页表。同时修改块表中各个块的状态c) 修改空闲块数，记录剩下空白块总数。6、 作业撤销后，需要回收物理块，回收过程如下：a) 根据页表，修改块表中对应各个物理块的状态b) 修改空闲块数，记录回收后空白块总数。c) 撤销页表7、 每次作业装入或回收，都需要输出块表、页表的内容，发生变化的块号，以及空闲块数。若块表太大，可以用二维表格的方式输出，或只输出发生变化的块号。三、实验要求1、 根据例程，尝试采用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法其中的一种或多种算法实现3.2.1的动态分区分配。算法思想请

6、参考课本的分区分配算法。2、 根据例程，尝试实现3.2.1的分区回收功能。3、 根据例程，尝试实现3.2.2的分页系统功能4、 至少完成上述三项实验内容中的一个。5、 自行设定内存总空间，大小单位为KB，分页管理需要设定每个页的大小。6、 随机设置当前内存分配状态。7、 自行设计作业队列，队列中至少要有5个作业，设定各个作业空间大小，大小要适中。8、 输出结果要尽量详细清晰，如果输出内容比较多，可以考虑把输出结果保存到文件中，通过文件来查看。9、 程序代码要尽量加入注释，提高程序的清晰度与可读性。10. 在实验报告中，一方面可以对实验结果进行分析，一方面可以对两种分配方式进行比较，分析它们的优

7、劣。四、实验过程1.分页式：/分页存储管理程序#include #include#include#include #include #define n 11 /模拟实验中允许的最大进程数为n#define m 11 /模拟实验中允许的最大分区个数为m#define M_SIZE 2000 struct float address; /分配给进程的起始地址float length; /分配给进程的空闲区长度，单位为字节int flag; /分配区表标志，用0已分配，用1表示未分配Used_Tablem; /分配分区表struct float address; float length; int

8、flag; Free_tablem; float stand_length(int k)/随机产生一个分区大小的函数float st_length20;srand(unsigned)time(NULL);/srand()函数产生一个当前时间开始的随机种子for (int i=0;i20;i+)st_lengthi=float (rand()%1000);return st_lengthk;float process_length(int k)/随机产生一个进程大小的函数float pt_length20;srand(unsigned)time(NULL);/srand()函数产生一个当前时间开

9、始的随机种子for (int i=0;i20;i+)pt_lengthi= float (rand()%500);return pt_lengthk;int process_num()/随机产生一个进程个数的函数int num;int A10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;srand(unsigned)time(NULL);num=rand()%10;return Anum;char srand_name(int k)/随机产生一个进程的名字char A26=A,B,C,D,E,F,G,H,I, J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z; return A

10、k;void allocate(char PRS_NAME,float X_K) /采用最优分配算法为进程PRS_NAME分配X_K大小的空间 int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i=X_K&Free_tablei.flag=1) if(k=-1|Free_tablei.lengthFree_tablek.length) k=i; if(k=-1)/未找到可用空闲分区，返回 printf(无可用空闲区n); return; /找到可用空闲区，开始分配：if(Free_tablek.length-X_K=M_SIZE) Free_tablek.flag=0; ad=

11、Free_tablek.address; X_K=Free_tablek.length; else Free_tablek.length=Free_tablek.length-X_K; ad=Free_tablek.address+Free_tablek.length; /修改已分配区表i=0; while(Used_Tablei.flag!=0&i=n) /无表目填写已分分区 printf(无表目填写已分分区，错误n); /修正空闲区表 if(Free_tablek.flag=0) /前面找到的是整个空闲分区 Free_tablek.flag=1; else /前面找到的是某个空闲分区的一部

12、分 Free_tablek.length=Free_tablek.length+X_K; return; else /修改已分配表 Used_Tablei.address=ad; Used_Tablei.length=X_K; Used_Tablei.flag=PRS_NAME; return; /内存分配函数结束 void reclaim(char PRS_NAME) /回收进程名为PRS_NAME的进程所占内存空间 int i,k,j,s,t; float S,L; /寻找已分配表中对应登记项 s=0; while(Used_Tables.flag!=PRS_NAME|Used_Table

13、s.flag=0)&s=n)/在已分配表中找不到名字为PRS_NAME的进程 cout找不到该进程endl; return; /修改已分配表Used_Tables.flag=0; /取得归还分区的起始地址S和长度LS=Used_Tables.address; L=Used_Tables.length; j=-1;k=-1;i=0; /寻找回收分区的空闲上下邻，上邻表目k，下邻表目jwhile(im&(j=-1|k=-1) if(Free_tablei.flag=1) if(Free_tablei.address+Free_tablei.length=S)k=i;/找到上邻if(Free_tab

14、lei.address=S+L)j=i;/找到下邻 i+; if(k!=-1) if(j!=-1) / 上邻空闲区，下邻空闲区，三项合并 Free_tablek.length=Free_tablej.length+Free_tablek.length+L; Free_tablej.flag=1; else /上邻空闲区，下邻非空闲区，与上邻合并Free_tablek.length=Free_tablek.length+L; else if(j!=-1) /上邻非空闲区，下邻为空闲区，与下邻合并 Free_tablej.address=S; Free_tablej.length=Free_tab

15、lej.length+L; else /上下邻均为非空闲区，回收区域直接填入 /在空闲区表中寻找空栏目 t=0; while(Free_tablet.flag=1&t=m)/空闲区表满,回收空间失败,将已分配表复原 cout内存空闲表没有空间,回收空间失败endl; Used_Tables.flag=j; return; Free_tablet.address=S; Free_tablet.length=L; Free_tablet.flag=1; return; void main( ) int i,a; float p_length; char p_name; /空闲分区表初始化：int

16、t_P;Free_table0.address=1000;for(t_P=0; t_Pm; t_P+)Free_tablet_P.length=stand_length(t_P); Free_tablet_P.flag=1; for(t_P=1;t_Pm;t_P+)Free_tablet_P.address=Free_tablet_P-1.address+Free_tablet_P-1.length; /空闲分区表初始化结束 /已分配表初始化：for(i=0;in;i+) Used_Tablei.flag=0; cout*分页式主存管理的模拟实现*endlendl;cout*选择以下标号实现其

17、功能*endl;cout* 0:退出 2:回收进程和内存 *endl;cout* 1:随机产生进程并分配内存 3:显示内存分配记录 *endl;cout*endl;while(1) cout请输入一个功能项(0-3) :a;switch(a) case 0: return; /a=0选择退出程序结束 case 1: /a=1开始随机的产生进程并分配空间 int p_num=process_num();cout随机产生p_num个进程endl;int p_p;cout进程名 进程大小endl;for(p_p=0;p_pp_num;p_p+)p_name=srand_name(p_p);p_len

18、gth= process_length(p_p);coutp_name p_lengthendl;allocate(p_name,p_length); /分配内存空间 cout要查看内存分配请在提示命令出现后输入3回车endl; break; case 2: /a=2回收内存空间 coutp_name; reclaim(p_name); /回收内存空间 break; case 3: /a=3显示内存情况 cout输出空闲区表：endl;cout-endl;cout起始地址 分区大小 标志(0-已分配，1-未分配)endl; for(i=0;im;i+) printf(%6.0f%9.0f%6d

19、n,Free_tablei.address,Free_tablei.length, Free_tablei.flag); cout已分配分区表：endl;cout-endl;cout起始地址 分区大小 进程名endl;for(i=0;in;i+) if(Used_Tablei.flag!=0) printf(%6.0f%9.0f%6cn,Used_Tablei.address,Used_Tablei.length, Used_Tablei.flag); break; default:cout请输入正确的选项！endl; 截图： 2.首次适应算法实现动态分区分配代码：#include#inclu

20、de#include#include#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)/*/#define NULL 0*/struct table char name10; char state; /* D(分配) or N(空闲)*/ int size; /*分区大小*/ int addr; /*起始地址*/ struct table *next; struct table *prev;*tab=NULL,*p;typedef struct table TABLE;UI() printf(n); printf( 首次适应算法 n); printf

21、( n); printf( 计科3班 顾志祥 20101308103 n); printf(n);recycle(char n10) TABLE *pr=NULL; for(pr=tab;pr!=NULL;pr=pr-next) if(!strcmp(pr-name,n)&pr-state=D) if(pr-prev!=NULL&pr-prev-state=N) /*回收区的前一分区空闲*/ if(pr-next-state=N) /*回收区的前后分区都空闲*/ pr-state=N; pr-prev-size+=(pr-size+pr-next-size); /*合并分区大小*/ pr-pr

22、ev-next=pr-next-next; /*删除回收分区及其后一空闲分区表项*/ pr-next-next-prev=pr-prev; return 0; else pr-state=N; pr-prev-size+=pr-size; pr-next-prev=pr-prev; pr-prev-next=pr-next; return 0; else if(pr-next!=NULL&pr-next-state=N) pr-state=N; pr-size+=pr-next-size; if(pr-next-next!=NULL) pr-next-next-prev=pr; pr-next

23、=pr-next-next; else pr-next=NULL; return 0; if(pr=NULL) printf(错误!此分区不存在或未分配作业或前后分区都不空闲!n); else printf(分区%s回收完毕!n,pr-name); return 0;allocate(int s) TABLE *pt=NULL,*q; for(pt=tab;pt!=NULL;pt=pt-next) if(pt-size=s&pt-state=N) pt-state=D; if(pt-sizes) q=getpch(TABLE); printf(请输入分割出的分区ID:n); scanf(%s,

24、q-name); q-size=pt-size-s; /*分割分区*/ pt-size-=q-size; q-state=N; q-addr=pt-addr+pt-size; if(pt-next!=NULL) pt-next-prev=q; /*在空闲链中插入新的分区*/ q-next=pt-next; pt-next=q; q-prev=pt; return 0; pt-next=q; q-prev=pt; q-next=NULL; return 0; /*for*/ printf(没有合适的分区,此次分配失败!n); return 0;display() TABLE *pt=tab; if(pt=NULL) return 0; printf(-空闲分区情况-n); printf(IDt状态t大小t起始地址n); while(pt!=NULL) printf(%2st%3ct%3dt%5dn,pt-name,pt-state,pt-size,pt-addr); pt=pt-next; return 0;sorttable() /*分区按升序排列*/ TABLE *first, *second; if(tab=NULL) p-next=tab; tab=p; else first=tab; second=first-next; while(second!=NUL