实验报告-动态分区分配算法
实验四动态分区分配算法实验报告及程序
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state2．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。
（3）最坏适应算法最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时，扫描整个数组，总是把能满足条件的，又是最大的空闲分区分配给作业。
（4）最佳适应算法最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时，扫描整个数组，总是把能满足条件的，又是最小的空闲分区分配给作业。
四、源程序#include <stdio.h>#define L 10typedef struct LNode{int startaddress;int size;int state;}LNode;LNodeP[L]={{0,128,0},{200,256,0},{500,512,0},{1 500,1600,0},{5000,150,0}};int N=5; int f=0;void print(){ int i;printf("起始地址分区状态\n");for(i=0;i<N;i++)printf("%3d %8d %4d\n",P[i].startaddress, P[i].size,P[i].state);}void First(){ int i,l=0,m;printf("\n输入请求分配分区的大小：");scanf("%d",&m);for(i=0;i<N;i++){ if(P[i].size<m)continue;else if(P[i].size==m){ P[i].state=1;l=1;break; }else{P[N].startaddress=P[i].startaddress+m;P[N].size=P[i].size-m;P[i].size=m;P[i].state=1;l=1; N++;break; } }if(l==1||i<N){ printf("地址成功分配\n\n");printf("地址分配成功后的状态：\n");print(); }elseprintf("没有可以分配的地址空间\n"); } void CirFirst(){ int l=0,m,t=0;printf("\n输入请求分配分区的大小：");scanf("%d",&m);while(f<N){ if(P[f].size<m){ f=f+1;if(f%N==0){ f=0;t=1;}continue; }if(P[f].size==m && P[f].state!=1){ P[f].state=1;l=1; f++;break; }if(P[f].size>m && P[f].state!=1){ P[N].startaddress=P[f].startaddress+m;P[N].size=P[f].size-m;P[f].size=m;P[f].state=1;l=1; N++;f++; break; } }if(l==1){ printf("地址成功分配\n\n");printf("地址分配成功后的状态：\n");print(); }elseprintf("没有可以分配的地址空间\n"); } void Worst(){int i,t=0,l=0,m;int a[L];printf("\n输入请求分配分区的大小：");scanf("%d",&m);for(i=0;i<N;i++){ a[i]=0;if(P[i].size<m)continue;else if(P[i].size==m){ P[i].state=1;l=1; break; }elsea[i]=P[i].size-m; }if(l==0){ for(i=0;i<N;i++){ if(a[i]!=0)t=i; }for(i=0;i<N;i++){ if(a[i]!=0 && a[i]>a[t])t=i; }P[N].startaddress=P[t].startaddress+m;P[N].size=P[t].size-m;P[t].size=m;P[t].state=1;l=1; N++; }if(l==1||i<N){ printf("地址成功分配\n\n");printf("地址分配成功后的状态：\n");print(); }elseprintf("没有可以分配的地址空间\n"); } void Best(){ int i,t=0,l=0,m;int a[L];printf("\n输入请求分配分区的大小：");scanf("%d",&m);for(i=0;i<N;i++){ a[i]=0;if(P[i].size<m)continue;else if(P[i].size==m){ P[i].state=1;l=1;break;}elsea[i]=P[i].size-m; }if(l==0){ for(i=0;i<N;i++){ if(a[i]!=0)t=i; }for(i=0;i<N;i++){ if(a[i]!=0 && a[i]<a[t])t=i; }P[N].startaddress=P[t].startaddress+m;P[N].size=P[t].size-m;P[t].size=m;P[t].state=1;l=1; N++; }if(l==1||i<N){ printf("地址成功分配\n\n");printf("地址分配成功后的状态：\n");print(); }elseprintf("没有可以分配的地址空间\n"); } void main(){ int k=0;printf("动态分区分配算法：");while(k!=5){printf("\n~~~~~~~~主菜单~~~~~~~~~");printf("\n1、首次适应算法\n2、循环首次适应算法");printf("\n3、最坏适应算法\n4、最佳适应算法");printf("\n5、退出\n");printf("请选择算法：");scanf("%d",&k);switch(k){ case 1:printf("\n初始状态为：\n");print();First();continue;case 2:printf("\n初始状态为：\n");print();CirFirst();continue;case 3:printf("\n初始状态为：\n"); print();Worst();continue;case 4:printf("\n初始状态为：\n");print();Best();continue;case 5:break;default:printf("选择错误，请重新选择。
实验报告-动态分区分配算法
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，则直按分配；若有剩余块，则仍保留该余下的空闲分区，并修改分区大小的起始地址。
内存回收：将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态，删除其作业名，设置为空。
动态分区分配方式的模拟实验原理说明
动态分区分配方式的模拟实验原理说明一、引言动态分区分配方式是操作系统中的一种内存管理方式，它将内存分为若干个不同大小的分区，根据进程的需求动态地分配内存。
在实际应用中，动态分区分配方式广泛应用于多任务操作系统中，如Windows、Linux等。
本文将介绍动态分区分配方式的模拟实验原理。
二、动态分区分配方式的基本原理动态分区分配方式是指在内存空间中按照进程需要划分出若干个不同大小的空间块，每个空间块可以被一个进程占用。
当有新进程需要内存时，操作系统会在空闲的空间块中选择一个大小合适的空间块给该进程使用。
当进程结束时，该进程所占用的空间块就会被释放出来，成为空闲块。
三、模拟实验环境搭建为了模拟动态分区分配方式，我们需要搭建一个虚拟机环境。
首先需要安装一款虚拟机软件（如VMware Workstation），然后安装一个操作系统（如Windows）。
接下来，在虚拟机中安装Visual Studio等开发工具。
四、模拟实验步骤1.设计数据结构为了方便管理内存空间，我们需要设计一种数据结构来存储内存块的信息。
我们可以使用链表来实现这一功能，每个节点表示一个内存块，包括该内存块的起始地址、大小以及状态（已分配或未分配）等信息。
2.初始化内存空间在模拟实验中，我们需要初始化一段虚拟内存空间。
我们可以使用一个数组来表示整个内存空间，并将其划分为若干个大小不同的空间块。
同时，我们需要将这些空间块的信息存储到链表中。
3.模拟进程请求内存在模拟实验中，我们需要模拟多个进程同时请求内存的情况。
当一个进程请求内存时，操作系统会根据其所需的内存大小，在空闲的空间块中选择一个合适的块分配给该进程，并将该块标记为已分配状态。
4.模拟进程释放内存当一个进程结束时，它所占用的内存块就会被释放出来，成为空闲块。
此时操作系统会更新链表信息，并将该块标记为未分配状态。
5.显示当前内存使用情况在模拟实验过程中，我们需要不断地显示当前的内存使用情况。
动态内存分配实验报告
Free[free_p].len=length;
free_p++;
//
sort(Free,Free+free_p,cmp);
for(j=0;j<free_p;j++)
{
1].address)
if(j + 1 < free_p&&Free[j].address+Free[j].len==Free[j +
if(used[i].run_id==id) {
int add=used[i].address; int length=used[i].len; used_p--; for(j=i;j<used_p;j++) {
used[j]=used[j+1]; }
Free[free_p].address=add;
Free[i].address+=len; Free[i].len-=len; } else { free_p--;
for(j=i;j<free_p;j++) {
Free[j]=Free[j+1]; } } break; } }
} void reclaim(int id) {
int i,j,k; for(i=0;i<used_p;i++) {
{ Free[j].len+=Free[j + 1].len; free_p--; for(k =j + 1; k < free_p;k++) { Free[k]=Free[k+1]; }
}
}
} }
} void show() {
实验四动态分区分配算法
实验容：存储器管理实验一、实验目的采用首次适应算法〔FF〕，最正确适应算法〔BF〕，最坏适应算法〔WF〕三种不同的算法，实现对系统空闲区的动态分区分配。
二、实验题目给予顺序搜索的动态分区算法的程序。
三、实验要求读懂给出的核心代码，进展适当的修改，编译通过后，完成实验报告。
四、核心代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <malloc.h>//常量定义#define PROCESS_NAME_LEN 32#define MIN_SLICE 10#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024#define DEFAULT_MEM_START 0#define MA_FF 1#define MA_BF 2#define MA_WF 3int mem_size=DEFAULT_MEM_SIZE;int ma_algorithm = MA_FF;static int pid = 0;int flag = 0;struct free_block_type{int size;int start_addr;struct free_block_type *next;};struct free_block_type *free_block;//描述已分配的存块struct allocated_block{int pid; int size;int start_addr;char process_name[PROCESS_NAME_LEN];struct allocated_block *next;};struct allocated_block *allocated_block_head = NULL;//函数声明struct free_block_type* init_free_block(int mem_size);void display_menu();int set_mem_size();void set_algorithm();void rearrange(int algorithm);int rearrange_FF();int rearrange_BF();int rearrange_WF();int new_process();int allocate_mem(struct allocated_block *ab);void kill_process();int free_mem(struct allocated_block *ab);int dispose(struct allocated_block *free_ab);int display_mem_usage();void do_exit();struct allocated_block *find_process(int pid);int main(){char choice; pid=0;free_block= init_free_block(mem_size); //初始化空闲区while(1) {display_menu(); //显示菜单fflush(stdin);choice=getchar(); //获取用户输入switch(choice){case '1': set_mem_size(); break; //设置存大小case '2': set_algorithm();flag=1; break;//设置算法case '3': new_process(); flag=1; break;//创立新进程case '4': kill_process(); flag=1; break;//删除进程case '5': display_mem_usage(); flag=1; break; //显示存使用case '0': do_exit(); exit(0); //释放链表并退出default: break;}}return 1;}struct free_block_type* init_free_block(int mem_size){struct free_block_type *fb;fb=(struct free_block_type *)malloc(sizeof(struct free_block_type));if(fb==NULL){printf("No mem\n");return NULL;}fb->size = mem_size;fb->start_addr = DEFAULT_MEM_START;fb->next = NULL;return fb;}void display_menu(){printf("\n");printf("1 - Set memory size (default=%d)\n", DEFAULT_MEM_SIZE);printf("2 - Select memory allocation algorithm\n");printf("3 - New process \n");printf("4 - T erminate a process \n");printf("5 - Display memory usage \n");printf("0 - Exit\n");}int set_mem_size(){int size;if(flag!=0){ //防止重复设置printf("Cannot set memory size again\n");return 0;}printf("T otal memory size =");scanf("%d", &size);if(size>0) {mem_size = size;free_block->size = mem_size;}flag=1;return 1;}void set_algorithm(){int algorithm;while(1) {printf("\t1 - First Fit\n");printf("\t2 - Best Fit \n");printf("\t3 - Worst Fit \n");scanf("%d", &algorithm);if(algorithm>=1 && algorithm <=3) {ma_algorithm = algorithm;break;}elseprintf("输入有误，请重新输入！\n");}//按指定算法重新排列空闲区链表rearrange(ma_algorithm);}void rearrange(int algorithm){switch(algorithm){case MA_FF: rearrange_FF(); break;case MA_BF: rearrange_BF(); break;case MA_WF: rearrange_WF(); break;}}//首次适应算法int rearrange_FF(){struct free_block_type *temp;//使用头插法，thead为临时头,p为最小地址的数据块的前一个结点struct free_block_type *thead=NULL,*p=NULL;//当前的最小地址int min_addr = free_block->start_addr;temp = free_block;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->start_addr<min_addr) {min_addr = temp->next->start_addr;p = temp;}temp = temp->next;}if(NULL!=p) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = free_block;free_block = temp;}thead = free_block;p = free_block;temp = free_block->next;while(thead->next!=NULL) {min_addr = thead->next->start_addr;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->start_addr<min_addr) {min_addr = temp->next->start_addr;p = temp;}temp = temp->next;}if(p->next!=thead->next) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = thead->next;thead->next = temp;}thead = thead->next;p = thead;temp = thead->next;}return 1;}//最正确适应算法int rearrange_BF(){struct free_block_type *temp;//使用头插法，thead为临时头,p为最小存的数据块的前一个结点struct free_block_type *thead=NULL,*p=NULL;//当前的最小存int min_size = free_block->size;temp = free_block;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size<min_size) {min_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(NULL!=p) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = free_block;free_block = temp;}thead = free_block;p = free_block;temp = free_block->next;while(thead->next!=NULL) {min_size = thead->next->size;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size<min_size) {min_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(p->next!=thead->next) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = thead->next;thead->next = temp;}thead = thead->next;p = thead;temp = thead->next;}return 1;}//最坏适应算法int rearrange_WF(){struct free_block_type *temp;//使用头插法，thead为临时头,p为最大存的数据块的前一个结点struct free_block_type *thead=NULL,*p=NULL;//当前的最大存int max_size = free_block->size;temp = free_block;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size>max_size) {max_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(NULL!=p) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = free_block;free_block = temp;}thead = free_block;p = free_block;temp = free_block->next;while(thead->next!=NULL) {max_size = thead->next->size;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size>max_size) {max_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(p->next!=thead->next) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = thead->next;thead->next = temp;}thead = thead->next;p = thead;temp = thead->next;}return 1;}int new_process(){struct allocated_block *ab;int size;int ret;ab = (struct allocated_block *)malloc(sizeof(struct allocated_block));if(!ab) exit(-5);ab->next = NULL;pid++;sprintf(ab->process_name, "PROCESS-d", pid);ab->pid = pid;while(1) {printf("Memory for %s:", ab->process_name);scanf("%d", &size);if(size>0) {ab->size=size;break;}else printf("输入大小有误，请重新输入\n");}ret = allocate_mem(ab);if((ret==1) &&(allocated_block_head == NULL)){allocated_block_head=ab;return 1;}else if (ret==1) {ab->next = allocated_block_head;allocated_block_head = ab;return 2; }else if(ret==-1){printf("Allocation fail\n");pid--;free(ab);return -1;}return 3;}int allocate_mem(struct allocated_block *ab){struct free_block_type *fbt, *pre,*head,*temp,*tt;struct allocated_block *tp;int request_size=ab->size;int sum=0;int max;head = (struct free_block_type *)malloc(sizeof(struct free_block_type));pre = head;fbt = free_block;pre->next = fbt;if(ma_algorithm==MA_WF) {if(NULL==fbt||fbt->size<request_size)return -1;}else {while(NULL!=fbt&&fbt->size<request_size) {pre = fbt;fbt = fbt->next;}}if(NULL==fbt||fbt->size<request_size) {if(NULL!=free_block->next) {sum = free_block->size;temp = free_block->next;while(NULL!=temp) {sum += temp->size;if(sum>=request_size)break;temp = temp->next;}if(NULL==temp)return -1;else {pre = free_block;max = free_block->start_addr;fbt = free_block;while(temp->next!=pre) {if(max<pre->start_addr) {max = pre->start_addr;fbt = pre;}pre = pre->next;}pre = free_block;while(temp->next!=pre) {tp = allocated_block_head;tt = free_block;if(pre!=fbt) {while(NULL!=tp) {if(tp->start_addr>pre->start_addr)tp->start_addr = tp->start_addr - pre->size;tp = tp->next;}while(NULL!=tt) {if(tt->start_addr>pre->start_addr)tt->start_addr = tt->start_addr - pre->size;tt = tt->next;}}pre = pre->next;}pre = free_block;while(pre!=temp->next) {if(pre!=fbt)free(pre);pre = pre->next;}free_block = fbt;free_block->size = sum;free_block->next = temp->next;if(free_block->size - request_size < MIN_SLICE) {ab->size = free_block->size;ab->start_addr = free_block->start_addr;pre = free_block;free_block = free_block->next;free(pre);}else {ab->start_addr = fbt->start_addr;free_block->start_addr = free_block->start_addr + request_size;free_block->size = free_block->size - request_size;}}}elsereturn -1;}else {//将存块全局部配if(fbt->size - request_size < MIN_SLICE) {ab->size = fbt->size;ab->start_addr = fbt->start_addr;if(pre->next==free_block) {free_block = fbt->next;}elsepre->next = fbt->next;free(fbt);}else {ab->start_addr = fbt->start_addr;fbt->start_addr = fbt->start_addr + request_size;fbt->size = fbt->size - request_size;}}free(head);rearrange(ma_algorithm);return 1;}void kill_process(){struct allocated_block *ab;int pid;printf("Kill Process, pid=");scanf("%d", &pid);ab = find_process(pid);if(ab!=NULL){free_mem(ab);dispose(ab);}else {printf("没有pid为%d的进程！\n",pid);}}struct allocated_block *find_process(int pid) {struct allocated_block *ab=NULL;ab = allocated_block_head;while(NULL!=ab&&ab->pid!=pid)ab = ab->next;return ab;}int free_mem(struct allocated_block *ab){int algorithm = ma_algorithm;struct free_block_type *fbt, *pre=NULL,*head;fbt=(struct free_block_type*) malloc(sizeof(struct free_block_type));pre=(struct free_block_type*) malloc(sizeof(struct free_block_type));if(!fbt) return -1;// 进展可能的合并，根本策略如下// 1. 将新释放的结点插入到空闲分区队列末尾// 2. 对空闲链表按照地址有序排列// 3. 检查并合并相邻的空闲分区// 4. 将空闲链表重新按照当前算法排序head = pre;fbt->start_addr = ab->start_addr;fbt->size = ab->size;fbt->next = free_block; //新释放的结点插入到空闲分区链表的表头free_block = fbt;rearrange_FF(); //对空闲链表按照地址有序排列pre->next = free_block; //求的pre为fbt的前一个结点pre->size = 0;while(pre->next->start_addr!=fbt->start_addr)pre = pre->next;//左右分区都存在if(0!=pre->size&&NULL!=fbt->next) {//左右分区都可合并if((pre->start_addr+pre->size)==fbt->start_addr && (fbt->start_addr+fbt->size)==fbt->next->start_addr) {pre->size = pre->size + fbt->size + fbt->next->size;pre->next = fbt->next->next;free(fbt->next);free(fbt);}//左分区可合并else if((pre->start_addr+pre->size)==fbt->start_addr) {pre->size = pre->size + fbt->size;pre->next = fbt->next;free(fbt);}//右分区可合并else if((fbt->start_addr+fbt->size)==fbt->next->start_addr) {fbt->size = fbt->size + fbt->next->size;fbt->next = fbt->next->next;free(fbt->next);}}//左分区不存在else if(0==pre->size) {if((fbt->start_addr+fbt->size)==fbt->next->start_addr) {fbt->size = fbt->size + fbt->next->size;fbt->next = fbt->next->next;free(fbt->next);}}//右分区不存在else if(NULL==fbt->next) {if((pre->start_addr+pre->size)==fbt->start_addr) {pre->size = pre->size + fbt->size;pre->next = fbt->next;free(fbt);}}rearrange(algorithm);free(head);return 1;}int dispose(struct allocated_block *free_ab){struct allocated_block *pre, *ab;if(free_ab == allocated_block_head) {allocated_block_head = allocated_block_head->next;free(free_ab);return 1;}pre = allocated_block_head;ab = allocated_block_head->next;while(ab!=free_ab){ pre = ab; ab = ab->next; }pre->next = ab->next;free(ab);return 2;}int display_mem_usage(){struct free_block_type *fbt=free_block;struct allocated_block *ab=allocated_block_head;if(fbt==NULL) return(-1);printf("----------------------------------------------------------\n");printf("Free Memory:\n");printf(" s s\n", " start_addr", " size");while(fbt!=NULL){printf(" d d\n", fbt->start_addr, fbt->size);fbt=fbt->next;}printf("\nUsed Memory:\n");printf("s s s s\n", "PID", "ProcessName", "start_addr", " size");while(ab!=NULL){printf("d s d d\n", ab->pid, ab->process_name, ab->start_addr, ab->size);ab=ab->next;}printf("----------------------------------------------------------\n");return 0;}void do_exit() {}。
动态分区分配方式地模拟实验报告材料实用模板
while(p) //初始化最小空间和最佳位置
{
if(p->data.state==Free &&
(p->data.size>request || p->data.size==request) )
{
q=p;
ch=p->data.size-request;
{
int ch; //记录最小剩余空间
DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
temp->data.state=Busy;
DuLNode *p=block_first->next;
cout<<"请输入作业(分区号)：";
cin>>ID;
cout<<"请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：";
cin>>request;
if(request<0 ||request==0)
{
cout<<"分配大小不合适，请重试！"<<endl;
return ERROR;
}
if(ch==2) //选择最佳适应算法
DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
操作系统-动态分区分配算法实验报告
实验题目：存储器内存分配设计思路：1.既然是要对内存进行操作，首先对和内存相关的内容进行设置我使用的是用自定义的数据结构struct来存放内存中一个内存块的内容包括：始地址、大小、状态（f:空闲u:使用e:结束）之后采用数组来存放自定义的数据类型，这样前期的准备工作就完成了2.有了要加工的数据，接下来定义并实现了存放自定义数据类型的数组的初始化函数和显示函数，需要显示的是每个内存块的块号、始地址、大小、状态3.接着依此定义三种动态分区分配算法首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法4.对定义的三种算法逐一进行实现①首次适应算法：通过遍历存放自定义数据类型的数组，找到遍历过程中第一个满足分配大小的内存块块号i，找到之后停止对数组的遍历，将i之后的块号逐个向后移动一个，然后将满足分配大小的内存块i分为两块，分别是第i块和第i+1块，将两块的始地址、大小、状态分别更新，这样便实现了首次适应算法②最佳适应算法：和首次适应算法一样，首先遍历存放自定义数据类型的数组，找到满足分配大小的内存块后，对内存块的大小进行缓存，因为最佳适应是要找到最接近要分配内存块大小的块，所以需要遍历整个数组，进而找到满足分配大小要求的而且碎片最小的块i，之后的操作和首次遍历算法相同③最差适应算法：和最佳适应算法一样，区别在于，最佳适应是找到最接近要分配内存块大小的块，而最差适应是要找到在数组中，内存最大的块i，找到之后的操作和最佳适应算法相同，因此不在这里赘述。
5.定义并实现释放内存的函数通过块号找到要释放的内存块，把要释放的内存块状态设置成为空闲，查看要释放的块的左右两侧块的状态是否为空闲，如果有空闲，则将空闲的块和要释放的块进行合并（通过改变块的始地址、大小、状态的方式）6.定义主函数，用switch来区分用户需要的操作，分别是：①首次适应②最佳适应③最差适应④释放内存⑤显示内存⑥退出系统实验源程序加注释：#include<bits/stdc++.h>#define MI_SIZE 100 //内存大小100typedef struct MemoryInfomation//一个内存块{int start; //始地址int Size; //大小char status; //状态 f:空闲 u:使用 e：结束} MI;MI MList[MI_SIZE];void InitMList() //初始化{int i;MI temp = { 0,0,'e' };for (i = 0; i < MI_SIZE; i++){MList[i] = temp;}MList[0].start = 0; //起始为0MList[0].Size = MI_SIZE;//大小起始最大MList[0].status = 'f'; //状态起始空闲}void Display() //显示{int i, used = 0;printf("\n---------------------------------------------------\n");printf("%5s%15s%15s%15s", "块号", "始地址", "大小", "状态");printf("\n---------------------------------------------------\n");for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].status == 'u'){used += MList[i].Size;}printf("%5d%15d%15d%15s\n", i, MList[i].start, MList[i].Size, MList[i].status == 'u' ? "使用" : "空闲");}printf("\n----------------------------------------------\n");}void FirstFit(){int i, j, flag = 0;int request;printf("最先适应算法：请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f') {if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else{for (j = MI_SIZE - 2; j > i; j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request; MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';flag = 1;}break;}}if (flag != 1 || i == MI_SIZE || MList[i].status == 'e'){printf("没有足够大小的空间分配\n");}Display();}void BadFit(){int i, j = 0, k = 0, flag = 0, request;printf("最坏适应算法：请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);for (i = 0;i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e';i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f') {flag = 1;if (MList[i].Size > k){k = MList[i].Size;j = i;}}}i = j;if (flag == 0){printf("没有足够大小的空间分配\n");j = i;}else if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else{for (j = MI_SIZE - 2;j > i;j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request;MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';}Display();}void M_Release() //释放内存{int i, number;printf("\n请问你要释放哪一块内存:\n");scanf("%d", &number);if (MList[number].status == 'u'){MList[number].status = 'f';if (MList[number + 1].status == 'f')//右边空则合并{MList[number].Size += MList[number].Size;for (i = number + 1; i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e'; i++) { //i后面的每一个结点整体后移if (i > 0){MList[i] = MList[i + 1];}}}if (number > 0 && MList[number - 1].status == 'f')//左边空则合并{MList[number - 1].Size += MList[number].Size;for (i = number; i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e'; i++){MList[i] = MList[i + 1];}}}else{printf("该块内存无法正常释放\n");}Display();}void BestFit(){int i, j = 0, t, flag = 0, request;printf("最佳适应算法：请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);t = MI_SIZE;for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f'){flag = 1;if (MList[i].Size < t){t = MList[i].Size;j = i;}}}i = j;if (flag == 0){printf("没有足够大小的空间分配\n");j = i;}else if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else {for (j = MI_SIZE - 2; j > i; j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request;MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';}Display();}int main(){int x;InitMList();while (1){printf(" \n"); printf(" 1.首次适应\n");printf(" 2.最佳适应\n");printf(" 3.最差适应\n"); printf(" 4.释放内存\n"); printf(" 5.显示内存\n"); printf(" 6.退出系统\n"); printf("请输入1-6：");scanf("%d", &x);switch (x){case 1:FirstFit();break;case 2:BestFit();break;case 3:BadFit();break;case 4:M_Release();break;case 5:Display();break;case 6:exit(0);}}return 0;}实验测试结果记录：1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存10---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 90 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存25---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 65 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存15---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 50 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存20---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：4请问你要释放哪一块内存:---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 空闲1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：4请问你要释放哪一块内存:2---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 空闲1 10 25 使用2 35 15 空闲3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：2最佳适应算法：请问你要分配多大的内存5---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 5 使用1 5 5 空闲2 10 25 使用3 35 15 空闲4 50 20 使用5 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：3最坏适应算法：请问你要分配多大的内存25---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 5 使用1 5 5 空闲2 10 25 使用3 35 15 空闲4 50 20 使用5 70 25 使用6 95 5 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：总结与自评：总结：分区存储管理是操作系统进行内存管理的一种方式。
动态分区分配方式的模拟
temp->prior=p->prior;
temp->next=p;
temp->data.address=p->data.address;
p->prior->next=temp;
p->prior=temp;
p->data.address=temp->data.address+temp->data.size;
{
if(Best_fit(ID,request)==OK) cout<<"分配成功！"<<endl;
else cout<<"内存不足，分配失败！"<<endl;
return OK;
}
else //默认首次适应算法
{
if(First_fit(ID,request)==OK) cout<<"分配成功！"<<endl;
void show()
{
cout<<"+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";
cout<<"+++主存分配情况+++\n";
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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，则直按分配；若有剩余块，则仍保留该余下的空闲分区，并修改分区大小的起始地址。
内存回收：将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态，删除其作业名，设置为空。
并判断该空闲块是否与其他空闲块相连，若释放的内存空间与空闲块相连时，则合并为同一个空闲块，同时修改分区大小及起始地址。
【实验结果分析】【实验提示】你的动态分区的分配与回收，程序运行结果要可视化。
可参考如下运行结果的模式。
请分析如下这个结果来自于哪一种动态分配算法？？实现可变分区的分配和回收，主要考虑的问题有三个：第一，设计记录内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内存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收算法。
首先，考虑第一个问题，设计记录内存使用情况的数据表格，用来记录空间区和作业占用的区域。
由于可变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，且分区的个数也随内存分配和回收变动。
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内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，回收内存分区时，可能会合并空闲分区，这样如果整个内存采用一张表格记录己分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。
分配内存时查找空闲区进行分配，然后填写己分配区表，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，内存的分配和回收主要是对空闲区的操作。
这样为了便于对内存空间的分配和回收，就建立两张分区表记录内存使用情况，一张表格记录作业占用分区的“己分分区表”；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。
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：1起始地址：0分区大小：130 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：130分区大小：60 KB状态：空闲——————————————分区号：3起始地址：190分区大小：100 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：290分区大小：350 KB状态：空闲——————————————******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：1请输入作业(分区号)：4请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：200分配成功！******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：1起始地址：0分区大小：130 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：130分区大小：60 KB状态：空闲——————————————分区号：3起始地址：190分区大小：100 KB状态：已分配分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲——————————————******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：2请输入您要释放的分区号：3******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：1起始地址：0分区大小：130 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：130分区大小：160 KB状态：空闲——————————————分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：2请输入您要释放的分区号：1******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：Free起始地址：0分区大小：290 KB状态：空闲——————————————分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲——————————————******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：1请输入作业(分区号)：5请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：140分配成功！******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：5起始地址：0分区大小：140 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：140分区大小：150 KB状态：空闲——————————————分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲——————————————******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：1请输入作业(分区号)：6请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：60分配成功！******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：5起始地址：0分区大小：140 KB状态：已分配——————————————分区号：6起始地址：140分区大小：60 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：200分区大小：90 KB状态：空闲——————————————分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲——————————————******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：1请输入作业(分区号)：7请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：50分配成功！******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：5起始地址：0分区大小：140 KB状态：已分配——————————————分区号：6起始地址：140分区大小：60 KB状态：已分配分区号：7起始地址：200分区大小：50 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：250分区大小：40 KB状态：空闲——————————————分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲——————————————******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：2请输入您要释放的分区号：6******************************************** ** 1: 分配内存 2: 回收内存 ** ** 3: 查看分配 0: 退出 ** ******************************************** 请输入您的操作：3++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 主存分配情况 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++分区号：5起始地址：0分区大小：140 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：140分区大小：60 KB状态：空闲分区号：7起始地址：200分区大小：50 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：250分区大小：40 KB状态：空闲——————————————分区号：4起始地址：290分区大小：200 KB状态：已分配——————————————分区号：Free起始地址：490分区大小：150 KB状态：空闲——————————————********************************************** 1: 分配内存 2: 回收内存 **** 3: 查看分配 0: 退出 **********************************************请输入您的操作：0Press any key to continue【首次适应算法】1.作业1申请130KB。