操作系统-存储管理动态分区分配及回收算法(附源码)
存储管理动态分区分配及回收算法
课程名称：计算机操作系统班级：信1501-2
实验者姓名：李琛实验日期：2018年5月20日评分：教师签名：
一、实验目的
分区管理是应用较广泛的一种存储管理技术。本实验要求用一种结构化高级语言构造分区描述器，编制动态分区分配算法和回收算法模拟程序，并讨论不同分配算法的特点。
二、实验要求
1、编写：First Fit Algorithm
2、编写：Best Fit Algorithm
3、编写：空闲区回收算法
三、实验过程
（一）主程序
1、定义分区描述器node，包括3 个元素：
（1）adr——分区首地址
（2）size——分区大小
（3）next——指向下一个分区的指针
2、定义3 个指向node 结构的指针变量：
（1）head1——空闲区队列首指针
（2）back1——指向释放区node 结构的指针
（3）assign——指向申请的内存分区node 结构的指针
3、定义1 个整形变量：
free——用户申请存储区的大小（由用户键入）
（二）过程
1、定义check 过程，用于检查指定的释放块（由用户键入）的合法性
2、定义assignment1 过程，实现First Fit Algorithm
3、定义assignment2 过程，实现Best Fit Algorithm
4、定义acceptment1 过程，实现First Fit Algorithm 的回收算法
5、定义acceptment2 过程，实现Best Fit Algorithm 的回收算法
6、定义print 过程，打印空闲区队列
（三）执行
程序首先申请一整块空闲区，其首址为0，大小为32767；然后，提示用户使用哪种分配算法，再提示是分配还是回收；分配时要求输入申请区的大小，回收时要求输入释放区的
首址和大小。
实验代码
Main.cpp
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define MAX_SIZE 32767
typedef struct node
{
int id;
int adr;
int size;
struct node *next;
}Node;
Node *head1, *head2, *back1, *back2, *assign;
int request;
int check(int add, int siz, char c)
{
Node *p, *head;
int check = 1;
if (add<0 || siz<0)
check = 0;/*地址和大小不能为负*/
if (c == 'f' || c == 'F')
head = head1;
else
head = head2;
p = head->next;
while ((p != NULL) && check)
if (((add
else
p = p->next;
if (check == 0)
printf("\t输入释放区地址或大小有错误！！！\n");
return check;
}
void init()
{
Node *p;
head1 = (Node*)malloc(sizeof(Node));
head2 = (Node*)malloc(sizeof(Node));
p = (Node*)malloc(sizeof(Node));
head1->next = p;
head2->next = p;
p->size = MAX_SIZE;
p->adr = 0;
p->next = NULL;
p->id = 0;
}
Node* assignment1(int num, int req)
{
Node *before, *after, *ass;
ass = (Node*)malloc(sizeof(Node));
before = head1;
after = head1->next;
ass->id = num;
ass->size = req;
while (after->size { before = before->next; after = after->next; } if (after == NULL) { ass->adr = -1; } else { if (after->size == req) { before->next = after->next; ass->adr = after->adr; } else { after->size -= req; ass->adr = after->adr; after->adr += req; } } return ass; } void acceptment1(int address, int siz, int rd) { Node *before, *after; int insert = 0; back1 = (Node*)malloc(sizeof(Node)); before = head1; after = head1->next; back1->adr = address; back1->size = siz; back1->id = rd; back1->next = NULL; while (!insert&&after) {//将要被回收的分区插入空闲区（按首址大小从小到大插入） if ((after == NULL) || ((back1->adr <= after->adr) && (back1->adr >= before->adr))) { before->next = back1; back1->next = after; insert = 1; } else { before = before->next; after = after->next; } } if (insert) { if (back1->adr == before->adr + before->size) {//和前边分区合并 before->size += back1->size; before->next = back1->next; free(back1); } else if (after&&back1->adr + back1->size == after->adr) {//和后边分区合并 back1->size += after->size; back1->next = after->next; back1->id = after->id; free(after); after = back1; } printf("\t首先分配算法回收内存成功！\n"); } else printf("\t首先分配算法回收内存失败！\n"); } Node* assignment2(int num, int req) { 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; } else { if (after->size == req) { before->next = after->next; ass->adr = after->adr; } else { 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; } else { while ((after->size)<(q->size)) { before = before->next; after = after->next; } before->next = q; q->next = after; } } } return (ass); } void acceptment2(int address, int siz, int rd) { Node *before, *after; int insert = 0; 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; } 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; } 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->size { 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"); } void print(char choice)//输出空闲区队列信息 { Node *p; if (choice == 'f' || choice == 'F') p = head1->next; else 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; } } } void menu()//菜单及主要过程 { char chose; int ch, num=0, r, add, rd; while (1) { system("cls"); printf("-------存储管理动态分区分配及回收算法-------\n"); printf(" F 最先适应算法\n"); printf(" B 最佳适应算法\n"); printf(" E 退出程序\n"); printf("----------------------------------------------\n"); printf("请选择算法:"); cin >> chose; //scanf("%c", &chose); if (chose == 'e' || chose == 'E') exit(0); else { system("cls"); while (1) { if (chose == 'f' || chose == 'F') printf("最先适应算法:\n"); if (chose == 'b' || chose == 'B') printf("最佳适应算法:\n"); printf("----------------------------------------------\n"); printf(" 1 分配内存\n"); printf(" 2 回收内存\n"); printf(" 3 查看内存\n"); printf(" 4 返回\n"); printf("----------------------------------------------\n\n"); printf("请选择:"); scanf("%d", &ch); fflush(stdin); switch (ch) { case 1: printf("输入申请的分区大小："); scanf("%d", &r); if (chose == 'f' || chose == 'F') assign = assignment1(num, r); else 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; case 2: 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); if (check(add, r, chose)) { if (chose == 'f' || chose == 'F') acceptment1(add, r, rd); else acceptment2(add, r, rd); } break; case 3:print(chose); break; case 4:menu(); break; } } } } } void main()//主函数 { init(); menu(); } 四、实验结果 五、实验总结 通过这次实验我练习了存储管理动态分区分配及回收算法，对操作系统中动态可变分区存储管理有了更深刻的了解。刚开始编程时并没有什么思路，查阅相关书籍，浏览网上的论坛后，才对这次实验有了编程思路，在编程中总会遇到各种意想不到问题，这些问题一定要解决。在解决问题的同时，自己的编程能力也在提高。 实验三动态分区存储管理方式的主存分配回收 一、实验目的 深入了解动态分区存储管理方式主存分配回收的实现。 二、实验预备知识 存储管理中动态分区的管理方式。 三、实验内容 编写程序完成动态分区存储管理方式的主存分配回收的实现。实验具体包括： 首先确定主存空间分配表；然后采用最优适应算法完成主存空间的分配和回收；最后编写主函数对所做工作进行测试。 四、提示与讲解 动态分区管理方式预先不将主存划分成几个区域，而把主存除操作系统占用区域外的空间看作一个大的空闲区。当作业要求装入主存时，根据作业需要主存空间的大小查询主存内各个空闲区，当从主存空间中找到一个大于或等于该作业大小的主存空闲区时，选择其中一个空闲区，按作业需求量划出一个分区装入该作业。作业执行完后，它所占的主存分区被收回，成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区，则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 实现动态分区的分配和回收，主要考虑的问题有三个： 第一，设计记录主存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在设计的数据表格基础上设计主存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计主存回收算法。 首先，考虑第一个问题： 设计记录主存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域。 由于动态分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随主存分配和回收变动。总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在主 存中的起始地址和长度。由于分配时空闲区有时会变成两个分区： 空闲区和已分分区，回收主存分区时，可能会合并空闲分区，这样如果整个主存采用一张表格记录已分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。主存分配时查找空闲区进行分配，然后填写已分配区表，主要操作在空闲区；某个作业执行完后，将该分区变成空闲区，并将其与相邻的空闲区合并，主要操作也在空闲区。 由此可见，主存的分配和回收主要是对空闲区的操作。这样为了便于对主存空间的分配和回收，就建立两张分区表记录主存使用情况，一张表格记录作业占用分区的 “已分配区表”；一张是记录空闲区的“空闲区表”。这两张表的实现方法一般有两种，一种是链表形式，一种是顺序表形式。在实验中，采用顺序表形式，用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定，所以无论是“已分配区表”还是“空闲区 表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数，系统运行过程中才不会出错，因而在多数情况下，无论是“已分配区表”还是“空闲区表”都有空闲栏目。已分配区表中除了分区起始地址、长度外，也至少还要有一项“标志”，如果是空闲栏目，内容为“空”，如果为某个作业占用分区的登记项，内容为该作业的作业名；空闲区表中除了分区起始地址、长度外，也要有一项“标志”，如果是空闲栏目，内容为“空”，如果为某个空闲区的登记项，内容为“未分配”。在实际系统中，这两表格的内容可能还要多，实验中仅仅使用上述必须的数据。为此, “已分配区表”和“空闲区表”在实验中有如下的结构定义。 已分配区表的定义： #define n 10// 假定系统允许的最大作业数量为n struct {float address;// 已分分区起始地址 float length; // 已分分区长度，单位为字节 int flag;// 已分配区表登记栏标志, “0表”示空栏目，实验中只支持一个字符的作业名}used_table[n];// 已分配区表 空闲区表的定义： 分区分配算法的实现 实验要求： ?分区空闲表要表示出分区号、始址、大小 ?作业序列能够动态输入 ?内存不足，必须有提示功能 ?总结收获体会及对该题解的改进意见和见解 （红色字体为再修改处） 源代码： /********************操作系统实验四:首次适应(first fit)算法的分区分配算法*******************/ #include } } } printf("\n---------首次适应算法按地址从小到大排列后空闲区---------\n"); printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n"); for(i=0;i 实验五动态分区存储管理 一、实验目的 深入了解采用动态分区存储管理方式的内存分配回收的实现。通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，熟悉动态分区存储管理的内存分配和回收。 二、实验内容 编写程序完成动态分区存储管理方式的内存分配回收。 具体包括：确定内存空间分配表； 采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收； 编写主函数对所做工作进行测试。 三、设计思路 整体思路： 动态分区管理方式将内存除操作系统占用区域外的空间看成一个大的空闲区。当作业要求装入内存时，根据作业需要内存空间的大小查询内存中的各个空闲区，当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时，选择其中一个空闲区，按作业需求量划出一个分区装人该作业，作业执行完后，其所占的内存分区被收回，成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区，则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 设计所采用的算法： 采用最优适应算法，每次为作业分配内存时，总是把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。但最优适应算法容易出现找到的一个分区可能只比作业所需求的长度略大一点的情行，这时，空闲区分割后剩下的空闲区就很小以致很难再使用，降低了内存的使用率。为解决此问题，设定一个限值minsize，如果空闲区的大小减去作业需求长度得到的值小于等于minsize，不再将空闲区分成己分分区和空闲区两部分，而是将整个空闲区都分配给作业。 内存分配与回收所使用的结构体： 为便于对内存的分配和回收，建立两张表记录内存的使用情况。一张为记录作业占用分 区的“内存分配表”，内容包括分区起始地址、长度、作业名/标志（为0时作为标志位表示空栏目）；一张为记录空闲区的“空闲分区表”，内容包括分区起始地址、长度、标志（0表空栏目，1表未分配）。两张表都采用顺序表形式。 操作系统实验四 【实验题目】：动态分区分配算法 【实验学时】：4学时 【实验目的】 通过这次实验，加深对动态分区分配算法的理解，进一步掌握首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的实现方法。 【实验内容及要求】 问题描述： 设计程序模拟四种动态分区分配算法：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的工作过程。假设内存中空闲分区个数为n，空闲分区大小分别为P1, … ,P n，在动态分区分配过程中需要分配的进程个数为m（m≤n），它们需要的分区大小分别为S1, … ,S m，分别利用四种动态分区分配算法将m个进程放入n个空闲分区，给出进程在空闲分区中的分配情况。 程序要求： 1）利用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法四种动态分区分配算法模拟分区分配过程。 2）模拟四种算法的分区分配过程，给出每种算法进程在空闲分区中的分配情况。 3）输入：空闲分区个数n，空闲分区大小P1, … ,P n，进程个数m，进程需要的分区大小S1, … ,S m。 4）输出：首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法，最终内存空闲分区的分配情况。 实现源代码： #include 可变分区存储管理 设计思路： 整体思路： 可变分区管理方式将内存除操作系统占用区域外的空间看做一个大的空闲区。当作业要求装入内存时，根据作业需要内存空间的大小查询内存中的各个 空闲区，当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时，选择其中一个空闲区，按作业需求量划出一个分区装人该作业，作业执行完后，其所占的内存分区被收回，成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区，则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 设计所才用的算法： 采用最优适应算法，每次为作业分配内存时，总是把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。但最优适应算法容易出现找到的一个分区可能只比作业所需求的长度略大一点的情行，这时，空闲区分割后剩下的空闲区就很小以致很难再使用，降低了内存的使用率。为解决此问题，设定一个限值min size，如果空闲区的大小减去作业需求长度得到的值小于等于min size，不再将空闲区分成己分分区和空闲区两部分，而是将整个空闲区都分配给作业。 内存分配与回收所使用的结构体： 为便于对内存的分配和回收，建立两张表记录内存的使用情况。一张为记录作业占用分区的“内存分配表”，内容包括分区起始地址、长度、作业名/标志（为0时作为标志位表示空栏目）；一张为记录空闲区的“空闲分区表”，内容包括分区起始地址、长度、标志（0表空栏目，1表未分配）。两张表都采用顺序表形式。 关于分配留下的内存小碎片问题： 当要装入一个作业时，从“空闲分区表”中查找标志为“ 1”（未分配）且满足作业所需内存大小的最小空闲区，若空闲区的大小与作业所需大小的差值小于或等于min size，把该分区全部分配给作业，并把该空闲区的标志改为“0”（空栏目）。同时，在已分配区表中找到一个标志为“ 0”的栏目登记新装人作业所占用分区的起始地址，长度和作业名。若空闲区的大小与作业所需大小的差值大于 动态分区分配算法 一实验内容与要求 内容：动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间，而在分配时，须按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业。在本实验中运用了三种分配算法，分别是1.首次适应算法，2.循环首次适应算法，3.最佳适应算法。 要求：动态分区算法也称为可变分区分配算法，常见的空闲区查找算法有首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法。特别注意分区回收时，相邻空闲分区需要合并。 (1)参考操作系统教材理解这3种分配算法以及回收算法。 (2)实现3种分配算法以及回收算法。 (3)已知作业申请内存和释放内存的序列，给出内存的使用情况。 (4)作业申请内存和释放内存的序列可以存放在文本文件中。 (5)设计简单的交互界面，演示所设计的功能。(可以使用MFC进行界面的设计) (6)可根据自己能力，在完成以上基本要求后，对程序功能进行适当扩充。 二、需求分析 本次实验通过用C语言进行编程并调试、运行，形象地表现出动态分区的分配方式，直观地展现了首次适应算法和最佳适应算法对内存的释放和回收方式之间的区别。加深了我们对两种算法优缺点的理解，帮助我们了解一些数据结构和分配算法，进一步加深我们对动态分区存储器管理方式及其实现过程的理解。主要的问题在于，如何解决两种算法对内存的释放和回收空间的表示。 动态分区分配：又称为可变分区分配，这种分配方式并不事先先将主存划分成一块块的分区，而是在作业进入主存时，根据作业的大小动态地建立分区。并使分区的大小正好适应作业的需要。因此系统中分区的大小是可变的，分区的数 目也是可变的。 分区分配算法： 1.首次适应法： 为作业选择分区时总是按地址从高到低搜索，只要找到可以容纳该作业的空白块，就把该空白块分配给该作业。 特点：优先利用内存中底地址部分的空闲分区 (将所有空闲区,按其地址递增的顺序链接) 2.循环首次适应算法 该算法是由首次适应算法演变而成，在为进程分配内存空间时，不再是每次都从第一个空间开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到第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，为实现本算法，设置一个全局变量f，来控制循环查找，当f%N==0时，f=0；若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。 3.最佳适应算法： 接到内存申请时，在空闲块表中找到一个不小于请求的最小空块进行分配;为作业选择分区时总是寻找其大小最接近于作业所要求的存储区域。 三、概要设计 动态分区常用的数据结构有空闲分区表和空闲分区链，用来记录内存的使用情况，此题中我采用的是空闲分区链的结构，用链指针将所有的分区链接成一条链，每个分区的结构如下所示： typedef struct freearea//定义一个空闲区说明表结构 { int ID; //分区号 long size; //分区大小 long address; //分区地址 int state; //状态 }ElemType; typedef struct DuLNode //double linked list { ElemType data; struct DuLNode *prior; //前趋指针 struct DuLNode *next; //后继指针 }DuLNode,*DuLinkList; 实验五动态分区存储管理模拟 一、实验目的 深入了解可变分区存储管理式主存分配回收的实现。 二、实验预备知识 可变分区存储管理式不预先将主存划分成几个区域，而把主存除操作系统占用区域外的空间看作一个大的空闲区。当进程要求装入主存时，根据进程需要主存空间的大小查询主存各个空闲区，当从主存空间找到一个大于或等于该进程大小要求的主存空闲区时，选择其中一个空闲区，按进程需求量划出一个分区装入该进程。进程执行完后，它所占的主存分区被回收，成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区，则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 这个实验主要需要考虑三个问题： (1)设计记录主存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和进程占用的区域； (2)在设计的数据表格基础上设计主存分配算法； (3)在设计的数据表格基础上设计主存回收算法。 首先，考虑第一个问题：设计记录主存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和进程占用的区域。 由于可变分区的大小是由进程需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随主存分配和回收而变动。总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在主存中的起始地址和长度。由于分配时空闲区有时会变成两个分区：空闲区和已分分区，回收主存分区时，可能会合并空闲分区，这样如果整个主存采用一表格记录已分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。主存分配 时查找空闲区进行分配，然后填写已分分区表，主要操作在空闲区；某个进程执行完成后，将该分区变成空闲区，并将其与相邻空闲区合并，主要操作也在空闲区。由此可见，主存分配和回收主要是对空闲区的操作。 这样，为了便于对主存空间的分配和回收，就建立两分区表记录主存使用情况，一表格记录进程占用分区的“已分分区表”；一是记录空闲区的“空闲区表”。这两表的实现法一般有两种，一种是链表形式，一种是顺序表形式。在实验中，采用顺序表形式，用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定，所以无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数，系统运行过程中才不会出错，因而在多数情况下，无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都有空闲栏目。已分分区表中除了分区起始地址、长度外，也至少还要有一项“标志”，如果是空闲栏目，容为“空”，如果为某个进程占用分区的登记项，容为该进程的进程名；空闲区表中除了分区起始地址、长度外，也要有一项“标志”，如果是空闲栏目，容为“空”，如果为某个空闲区的登记项，容为“未分配”。在实际系统中，这两个表格的容可能还要更多，实验中仅仅使用上述必须的数据。为此，“已分分区表”和“空闲区表”在实验中有如下的结构定义： 已分分区表的定义： #define n 10 //假定系统允的进程数量最多为n struct { float address; //已分分区起始地址 float length; //已分分区长度，单位为字节 理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （ 2013 —2014 学年第一学期） 课程名称：操作系统开课实验室：信自楼444 2013年 11月28 日 注：报告容按下列的要求进行。 一、实验目的 通过编写固定分区存储管理的模拟程序，加深对操作系统存储管理功能中的固定分区管理方式、主存分配表等相应知识的理解。 通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，熟悉可变分区存储管理的存分配和回收。 二、实验题目 1.设计一个固定分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。 2.必须建立分区表，记录空闲区与占用区的状况。 本系统将存用户空间划分为五个大小不固定的分区，其分区大小由用户输入决定。在每个分区只装入一道作业，这样把用户空间划分为几个分区，便允许几道作业并发运行。当有一个空闲分区时，便可以从外存的后备队列中选择一个适当大小的作业装入该分区，当该作业结束时又可以从后备作业队列中找出另一作业调入该分区。 每个存空间是一个Node型的对象。Node类有一个三个参数的构造函数。分别为：分区号、起始地址、大小。然后就是一些属性的get、set方法和一个打印其属性的函数。四个数据域分别为：属性m_No用来表示该存空间的序号。属性m_Addr用来表示存分区的起始地址。属性m_Size用来表示存空间的大小。属性m_State表示存空间的是否已分配的状态标志。若该存空间已分配，m_TaskNo表示占有该存空间的任务序号。否则没有实际意义。 在用户申请任务的存空间时，提示用户输入任务号和其需要的存空间大小。 流程图 主程序： 释放存空间算法 南昌大学实验报告 学生姓名：马江涛学号： 8000612091 专业班级：计算机软件121班 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期： 2014-05-08 实验成绩： 【实验要求】 1、编程实现首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配的分配过程和回收过程。其中，空闲分区通过分区链来管理；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，可用内存空间为640K，并依次有下列请求序列： 1)作业1申请130KB。 2)作业2申请60KB。 3)作业3申请100KB。 4)作业2释放60KB。 5)作业4申请200KB。 6)作业3释放100KB。 7)作业1释放130KB。 8)作业5申请140KB。 9)作业6申请60KB。 10)作业7申请50KB。 11)作业6释放60KB。 请分别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【可参考后文的实验提示】。 3、上机时认真的进行测试，输入不同的资源分配请求，写出实验结果； 4、具体要求： （1）对你的程序关键代码处进行注释。 （2）给出实验数据，对结果进行分析，说明对相关知识点的理解。 【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。 【实验思路】 首次适应算法（First-fit）：当要分配内存空间时，就查表，在各空闲区中查找满足大小要求的可用块。只要找到第一个足以满足要球的空闲块就停止查找，并把它分配出去；如果该空闲空间与所需空间大小一样，则从空闲表中取消该项；如果还有剩余，则余下的部分仍留在空闲表中，但应修改分区大小和分区始址。 最佳适应算法（Best-fit）：当要分配内存空间时，就查找空闲表中满足要求的空闲块，并使得剩余块是最小的。然后把它分配出去，若大小恰好合适，则 操作系统原理 课程设计报告 题目：动态分区分配存储管理系统 所在学院：计算机科学与技术学院 班级： 11级计算机科学与技术(非师) 学号： 20111202052 姓名：吴创连 指导教师：黄侠剑 2014年3月18 目录 1 引言 (1) 2 需求分析 (1) 3 概要设计 (1) 4 详细设计 (1) 4.1问题描述和分析 (1) 4.2程序流程图 (2) 4.3数据结构体分析 (3) 4.4主要程序代码分析 (4) 5 调试与操作说明 (11) 5.1初始界面 (11) 5.2模拟内存分配 (12) 5.3回收内存界面 (12) 5.4最佳适应算法的实现 (13) 5.5最坏适应算法的实现 (13) 6总结与体会 (13) 1 引言 操作系统是最重要的系统软件，同时也是最活跃的学科之一。我们通过操作系统可以理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源，用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。 存储器是计算机系统的重要组成部分，近年来，存储器容量虽然一直在不断扩大，但仍不能满足现代软件发展的需要，因此，存储器仍然是一种宝贵而又紧俏的资源。如何对它加以有效的管理，不仅直接影响到存储器的利用率，而且还对系统性能有重大影响。而动态分区分配属于连续分配的一种方式，它至今仍在内存分配方式中占有一席之地。 2 需求分析 动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间。在实现动态分区分配时，将涉及到分区分配中所用的数据结构、分区分配算法和分区的分配和回收操作这样三个问题。常用的数据结构有动态分区表和动态分区链。在对数据结构有一定掌握程度的情况下设计合理的数据结构来描述存储空间，实现分区存储管理的内存分配功能，应该选择最合适的适应算法（最佳适应算法，最坏适应算法），在动态分区存储管理方式中主要实现内存分配和内存回收算法，在这些存储管理中间必然会有碎片的产生，当碎片产生时，进行碎片的拼接等相关的内容。 3 概要设计 本程序采用机构化模块化的设计方法，共分为两大模块。 1．最佳适应算法实现 它从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按从小到大进行排序，自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配。 2.最坏算法实现 最坏适应分配算法要扫描整个空闲分区或链表，总是挑选一个最大的空闲分区分割给作业使用。该算法要求将所有的空闲分区按其容量从大到小的顺序形成一空闲分区链，查找时只要看第一个分区能否满足作业要求。 4 详细设计 4.1 问题描述和分析 系统应利用某种分配算法，从空闲分区链表中找到所需大小的分区，如果空闲分区大小 课程设计报告 课程设计题目：循环首次适应的动态分区分配算法模拟 专业：计算机科学与技术 班级：10204102 姓名：谱 学号: 10204102 指导教师:高小辉 2013年1月11 日 目录 一．循环首次适应算法 (3) 1. 概述 (3) 2．需求分析 (3) 二．实验指导 (4) 1.基本思想 (4) 2．数据结构 (4) 三．运行环境 (6) 四．流程图 (6) 五．循环首次适应算法代码 (5) 六．调试结果 (11) 七、总结 (14) 八．参考文献 (14) 一．循环首次适应算法 1.概述： 该算法是由首次适应算法演变而成的。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，从中划出一块的请求大小相等的内存空间分配给作业。为实现该算法，应设置一起始查找指针，用于指示下一次起始查询的空闲分区，并采用循环查找方式，即如果最后一个（链尾）空闲分区的大小仍不能满足要求，则返回到第一个空闲分区，比较大小是否满足，找到后，应调整起始查询指针。 2. 需求分析 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。采用首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。 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，即每次分配内存空间是总是从低址部分开始进行循环，找到第一个合适的空间，便按作业所需分配的大小分配给作业。 作业完成时，需要释放作业所占空间，此时要考虑到四种情况： (1)回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接。此时将二者合并，修改前一 分区的大小。 (2)回收区与插入点的后一空闲分区相邻接，将二者合并，用回收区的首址 作为新空闲区的首址。 (3)回收区同时与插入点的前后两个空闲分区相邻接，三者合并，使用前一空 闲分区的表项和首址。 (4)回收区单独存在。 二、实验指导 1．基本思想 动态分区是指系统不预先划分固定分区，而是在装入程序的时候划分内存区域，使得为程序分配的分区大小恰好等于该程序的需求量，且分区的个数是动态的。显然动态分区有较大的灵活性，较之固定分区能获得好的内存利用率。 2．数据结构 动态分区管理可以用两种数据结构实现，一种是已分配区表和空闲区表，也就是用预先定义好的系统空间来存放空间分配信息。 计算机科学与工程学院学生实验报告 专业计算机科学与技术班级 学号姓名 课程名称操作系统课程类型专业必修课 实验名称动态分区存储管理的模拟实现 实验目的： 1.熟悉动态分区存储管理方式下，主存空间的分配和回收算法。 2.提高C语言编程能力。 实验内容： 假设主存当前状态如右表所示： 系统采用最佳适应分配算法为作业分配主存空间， 而且具有紧凑技术。请编程完成以下操作： (1). 输出此时的已分配区表和未分配区表； (2). 装入 Job3(15K)，输出主存分配后的已分配 区表和未分配区表； (3). 回收 Job2所占用的主存空间，输出主存回收 后的已分配区表和未分配区表； (4).装入 Job4(130K)，输出主存分配后的已分配 区表和未分配区表。 实验要求 1.数据结构参考定义如下，也可根据需要进行改进： (1)已分配区表： #define n 10 /*假定系统允许的最大作业数量为n，n值为10*/ struct {int number; /*序号*/ int address; /*已分配分区起始地址，单位为KB */ int length; /*已分配分区长度，单位KB*/ float flag; /*已分配区表登记栏标志，0：空表项，否则为作业名；*/ }used_table[n]; /*已分配区表*/ (2)未分配区表： #define m 10 /*假定系统允许的空闲区表最大为m，m值为10*/ struct {int number; /*序号*/ int address; /*空闲区起始地址，单位为KB */ int length; /*空闲区长度，单位为KB*/ int flag; /*空闲区表登记栏标志，0：空表项；1：空闲区*/ }free_table[m]; /*空闲区表*/ 2.以allocate命名主存分配所用的过程或函数（算法参考课件），要将各种情况考虑周全。 3.以reclaim命名主存回收所用的过程或函数（算法参考课件），要将各种情况考虑周全。 4.画出算法实现的N-S流程图。 5.程序调试、运行成功后，请老师检查。 实验步骤： 1.分配内存，结果如下图： /*9.3.2 源程序*/ /***pcb.c***/ #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" #define MAX 32767 typedef struct node /*设置分区描述器*/ { int address,size; struct node *next; }RECT; /*函数原型*/ RECT *assignment(RECT *head,int application); void acceptment1(RECT *head,RECT *back1); void acceptment2(RECT *head,RECT *back1) ; int backcheck(RECT *head,RECT *back1); void print(RECT *head); /*变量声明*/ RECT *head,*back,*assign1,*p; int application1,maxblocknum; char way; /*主函数*/ main() { char choose[10]; int check; head=malloc(sizeof(RECT)); /*建立可利用区表的初始状态*/ p=malloc(sizeof(RECT)); head->size=MAX; head->address=0; head->next=p; maxblocknum=1; p->size=MAX; p->address=0; p->next=NULL; print(head); /*输出可利用表初始状态*/ printf("Enter the way(best or first(b/f)\n");/*选择适应策略*/ scanf("%c",&way); do{ printf("Enter the assign or accept(as/ac)\n"); scanf("%s",choose); /*选择分配或回收*/ if(strcmp(choose,"as")==0) /*as为分配*/ { printf("Input application:\n"); 存储管理练习题一 一、单项选择题 1.采用可重入程序是通过使用（）的法来改善响应时间的。 A 减少用户数目 B 改变时间片长短 C 加快对换速度 D 减少对换信息量 （D可重入程序是指该程序被某进程调用，但还未结束，又被另一个进程调用。 可重入程序是通过减少对换信息量来改善系统响应时间的。 可重入程序主要通过共享来使用同一块存储空间的，或者通过动态的式将所需的程序段映射到相关进程中去，其最大的优点是减少了对程序段的调入调出。由此来减少对换信息量。 ） 2.段式存储管理中，用于记录作业分段在主存中的起始地址和长度的是（） A 基址寄存器和很长寄存器 B 段表 C 界限寄存器 D 上、下限寄存器 答案：B 3.固定分区存储管理中，CPU在执行作业的指令时，均会核对不等式（）是否成立，若不成立，则产生地址越界中断事件，中止该指令的执行。 A 界限寄存器≤绝对地址≤最址 B 下限地址≤绝对地址<上限地址 C 基址寄存器容≤绝对地址≤限长寄存器容 D基址寄存器容<绝对地址<限长寄存器容 答案：B 固定分区存储管理（适合多道程序设计） 1.分区的定义 固定分区存储管理是把主存储器中可分配的用户区域预先划分成若干个连续区，每一个连续区称为一个分区。 2.固定分区存储管理的特点 （1）分区大小固定 （2）分区数目固定。 3.主存空间的分配与回收 存储管理设置“分区分配表”来说明各分区的分配和使用情况。表中指出各分区的起始地址和长度，并为每个分区设置一个标志位。标志位为“0”表示分区空间，非“0”表示分区已被占用。当有作业要装入分区，存储管理分配主存区域时，根据作业地址空间的长度与标志为“0”的分区的长度比较，当有分区长度能容纳该作业时，则把作业装入该分区，且把作业名填到占用标志位上。否则，该作业暂时不能装入。作业运行结束后，根据作业名查分区分配表，把该分区的占用标志置成“0”以示空闲。 4.地址转换和存储保护 因作业存放区域不会改变，可采用静态重定位式把作业装入所在的分区号，且把该分区的下限地址和上限地址分别送入下限寄存器和上限寄存器中。处理器执行该作业的指令时必须核对：“下限地址≤绝对地址≤上限地址”如此等式不成立，产生“地址越界”中断事件。 5.为了提高主存空间的利用率，可以采用如下几种措施： （1）根据经常出现的作业的大小和数量来划分分区，尽可能使各个分区被充分利用。 （2）划分分区时按分区的大小顺序排列，低地址部分是较小的分区，高地址部分是较大的分区。 （3）按作业对主存空间的需求量排成多个作业队列，每个作业队列中的各作业依次装入一个一个固定的分区中，每次装一个作业；不同作业队列中的作业分别依次装入不同的分区中；不同的分区中可同时装入作业；某作业队列为空时； 实验四动态分区分配算法实验报告及程序 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 实验报告四动态分区分配算法 班级学号姓名 一、实验目的 动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间，而在分配时，须按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业。在本实验中运用了四种分配算法，分别是 1.首次适应算法，2.循环首次适应算法，3.最坏适应算法4.最佳适应算法。 二、实验环境 普通的计算机一台，编译环境Microsoft Visual C++ 6.0 三、算法思想 1．数据结构 （1）分区开始地址startaddress （2）分区大小size （3）分区状态state 2．功能介绍 （1）首次适应算法 在首次适应算法中，是从已建立好的数组中顺序查找，直至找到第一个大小能满足要求的空闲分区为止，然后再按照作业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空间令开辟一块新的地址，大小为原来的大小减去作业大小，若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。 （2）循环首次适应算法 该算法是由首次适应算法演变而成，在为进程分配内存空间时，不再是每次都从第一个空间开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到第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，为实现本算法，设置一个全局变量f，来控制循环查找，当f%N==0时，f=0；若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。 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 目录 一、设计目的与内容 (3) 1、设计目的 (3) 2、设计内容 (3) 3、设计要求 (3) 二、算法的基本思想 (3) 1、首次适应算法 (3) 2、循环首次适应算法 (3) 三、主要功能模块流程图 (4) 1、主函数流程图....................................................................................................................... .4 2、首次适应算法流程图........................................................................................................... .5 3、循环首次适应算法流程图................................................................................................... .6 四、系统测试..................................................................................................................................... .7 输入界面，按要求输入： (7) 五、结论 (8) 六、源程序 (9) 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （ 2013 —2014 学年第一学期） 课程名称：操作系统开课实验室：信自楼444 2013年 11月28 日 注：报告内容按下列的要求进行。 一、实验目的 通过编写固定分区存储管理的模拟程序，加深对操作系统存储管理功能中的固定分区管理方式、主存分配表等相应知识的理解。 通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，熟悉可变分区存储管理的内存分配和回收。 二、实验题目 1.设计一个固定分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。 2.必须建立分区表，记录空闲区与占用区的状况。 3.流程图按选定的算法自己完成。 三、算法设计的思想或流程图 本系统将内存用户空间划分为五个大小不固定的分区，其分区大小由用户输入决定。在每个分区只装入一道作业，这样把用户空间划分为几个分区，便允许几道作业并发运行。当有一个空闲分区时，便可以从外存的后备队列中选择一个适当大小的作业装入该分区，当该作业结束时又可以从后备作业队列中找出另一作业调入该分区。 每个内存空间是一个Node型的对象。Node类有一个三个参数的构造函数。分别为：分区号、起始地址、大小。然后就是一些属性的get、set方法和一个打印其属性的函数。四个数据域分别为：属性m_No用来表示该内存空间的序号。属性m_Addr用来表示内存分区的起始地址。属性m_Size用来表示内存空间的大小。属性m_State表示内存空间的是否已分配的状态标志。若该内存空间已分配，m_TaskNo表示占有该内存空间的任务序号。否则没有实际意义。 在用户申请任务的内存空间时，提示用户输入任务号和其需要的内存空间大小。 流程图 主程序： 《操作系统》课程实验报告实验名称：动态分区存储管理 姓名： 学号： 地点： 指导老师： 专业班级： 一、实验目的： 1、熟悉并掌握动态分区分配的算法。 2、熟悉并掌握动态分区中分区回收的各种情况，并能够实现分区合并。 二、实验内容：用高级语言模拟实现动态分区存储管理，要求： 1、分区分配算法至少实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适 应算法中的至少一种。熟悉并掌握各种算法的空闲区组织方式。 2、分区的初始化——可以由用户输入初始分区的大小。（初始化后 只有一个空闲分区，起始地址为0，大小是用户输入的大小） 3、分区的动态分配过程：由用户输入作业号和作业的大小，实现 分区过程。 4、分区的回收：用户输入作业号，实现分区回收，同时，分区的 合并要体现出来。（注意：不存在的作业号要给出错误提示！） 5、分区的显示：任何时刻，可以查看当前内存的情况（起始地址 是什么，大小多大的分区时空闲的，或者占用的，能够显示出 来） 6、要求考虑：（1）内存空间不足的情况，要有相应的显示； （2）作业不能同名，但是删除后可以再用这个名字； （3）作业空间回收是输入作业名，回收相应的空间，如果这个作业名不存在，也要有相应的提示。 三、实验代码 #include 第3章存储管理 一、单项选择题 1．为避免主存中各种作业相互干扰，必须进行（） A 重定位 B 地址映射 C 地址转换 D 存储保护 2．固定分区存储管理中，CPU在执行作业的指令时，均为核对不等式（）是否成立，若不成立，则产生地址越界中断事件，终止该指令的执行。 A 界限地址≤绝对地址≤最大地址 B 下限地址≤绝对地址<上限地址 C 基址寄存器内容≤绝对地址≤限长寄存器内容 D 基址寄存器内容<绝对地址≤限长寄存器内容 3．在请求分页系统中，LRU算法是指（）。 A 最早进入内存的页先淘汰 B 近期最长时间以来没被访问的页先淘汰 C 近期被访问次数最少的页先淘汰 D 以后再也不用的页面先淘汰 4．虚拟存储器是（）。 A 可以提高计算机运算速度的设备 B 容量扩大了主存的实际空间 C 通过SPOOLING技术实现的 D 可以容纳和超出主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间 5．下列存储管理方式中，相比而言，碎片最少，而且主存利用率最高的是（）。 A 固定分区 B 可变分区 C 单用户连续存储管理 D 页式 6．采用可变分区存储管理主存时，使用移动技术可以（）。 A 加快作业执行速度 B 集中分散的空闲区 C 扩大主存容量 D 加快地址转换 7．在一个请求页式存储管理中，一个程序的页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，并且采用LRU算法。设分配给程序的存储块数M分别为3和4，在访问总发生的缺页次数F为（）。 A M=3,F=8;M=4,F=5 B M=3,F=10;M=4,F=8 C M=3,F=9;M=4,F=10 D M=3,F=7;M=4,F=6 8.单道系统中经常采用的存储管理方式是（）存储管理。 A 固定分区 B 单用户连续 C 可变分区 D 页式 9．请求页式管理中，缺页中断率与进程所分得的内存页面数、（）和进程页面流的走向等因素有关。 A 页表的地址 B 置换算法 C 外存管理算法 D 进程调度算法 10．下列存储管理方式中，一般采用静态重定位方式进行逻辑地址到物理地址转换的是（）。 A 固定分区 B 段页式 C 可变分区 D 页式 11．下列管理方式中，能实现虚拟存储器的是（）。 A 单用户连续方式 B 页式存储管理 C 固定分区D可变分区 12．所谓LFU页面置换算法，是指（）。 A 驻留在内存中的页面随便挑选一页淘汰 B 将驻留在内存中时间最长的页页淘汰 C 将驻留在内存中最近最久未使用的一页淘汰 D 将驻留在内存中最近最不经常用的一页淘汰 13．页式存储管理中，每当CPU形成一个有效的地址时，则要查找页面。这一工作是由（）实现的。 A 查表程序 B 存取控制 C 硬件自动 D 软件自动 14．设基址寄存器的内容为1000，在采用动态重定位的系统中，当执行指令“LOAD A 2000”时，操作数的实际地址是（）。 A 1000 B 2000 C 3000 D 4000 15．虚拟内存的容量受到（）的限制。实验三动态分区存储管理方式的主
分区分配算法的实现
实验五 动态分区存储管理
操作系统实验四实验报告动态分区分配算法
动态分区式存储管理
动态分区分配算法资料
实验五动态分区存储管理模拟
固定分区存储管理
实验报告-动态分区分配算法
动态分区存储管理系统分解
循环首次适应的动态分区分配算法模拟
动态分区存储管理的模拟实现
存储管理分区分配算法
存储管理练习题一(带答案)
实验四动态分区分配算法实验分析报告及程序
动态分区分配存储管理系统
固定分区存储管理
动态分区存储管理
第3章存储管理同步练习及答案