西安邮电大学操作系统内存管理实验报告含源码
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西安邮电大学
(计算机学院)
课内实验报告
实验名称:内存管理
专业名称:软件工程
班级:1201班
学生姓名:
学号(8位):
指导教师:
实验日期:2014年11月25日
一.实验目的及实验环境
(一)、实验环境
1. 硬件
(1) 主机:Pentium III 以上;
(2) 内存:128MB 以上;
(3) 显示器:VGA 或更高;
(4) 硬盘空间:至少100MB 以上剩余空间。
2. 软件
Ubuntu下gcc编译器、gdb调试工具。
(二)、实验目的
(1)、掌握内存分配FF,BF,WF策略及实现的思路;
(2)、掌握内存回收过程及实现思路;
(3)、参考本程序思路,实现内存的申请、释放的管理程序,调试运行,总结程序设计中出现的问题并找出原因。
二、实验内容
(1)补充完整FF,BF,WF等算法的代码;
(2)掌握内存回收过程及实现思路;
(3)实现内存的申请和释放。
三.方案设计
(一)、实现功能
1 - Set memory size (default=1024)
2 - Select memory allocation algorithm
3 - New process
4 - Terminate a process
5 - Display memory usage
0 - Exit
(二)、关键算法思想设计与分析
首次适应算法(First Fit):从空闲分区表的第一个表目起查找该表,把最先能够满足要求的空闲区分配给作业,这种方法目的在于减少查找时间。为适应这种算法,空闲分区表(空闲区链)中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区,在低址空间造成许多小的空闲区,在高地址空间保留大的空闲区。最佳适应算法(Best Fit):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。该算法保留大的空闲区,但造成许多小的空闲区。
最差适应算法(Worst Fit):它从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最大的空闲分区,从而使链表中的结点大小趋于均匀,适用于请求分配的内存大小范围较窄的系统。为适应此算法,空闲分区表(空闲区链)中的空闲
分区要按大小从大到小进行排序,自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配。该算法保留小的空闲区,尽量减少小的碎片产生。
四.测试数据及运行结果
设置内存大小
选择算法
创建进程
选择杀死进程
查看内存以及进程
五.总结
这次实验刚开始的时候不知道整个实验的思路,还好老师在课堂上大概讲解了一下,并且给出了大部分代码,剩下的工作就是填写部分代码,这样实验就简单多了。通过本次的内存实验我了解到了内存的管理模型的知识,在内存紧缩合并回收部分还遇到了一些问题,最终通过查资料解决了问题,虽然对内存的管理掌握得不是很熟练,但这激励了我下来后看书,努力学习不懂的知识,通过让我对其有了更加深入的了解,让我认识到了,操作系统是一项真正实用,而且很有意义的学科,增加了我对操作系统的兴趣,也为以后的学习打下理论基础。
六、源代码
#include
#include
#include
#include
#define PROCESS_NAME_LEN 32 //进程名长度
#define MIN_SLICE 10 //最小碎片的大小
#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024 //内存大小
#define DEFAULT_MEM_START 0 //起始位置
/*内存分配算法*/
#define MA_FF 1
#define MA_BF 2
#define MA_WF 3
/*描述每一个空闲块的数据结构*/
struct free_block_type
{
int size; //空闲块大小
int start_addr; //空闲块起始地址
struct free_block_type *next; //指向下一个空闲块
};
/*指向内存中空闲块链表的首指针*/
struct free_block_type *free_block = NULL;
/*每个进程分配到的内存块的描述*/
struct allocated_block
{
int pid; //进程标识符
int size; //进程大小
int start_addr; //进程分配到的内存块的起始地址
char process_name[PROCESS_NAME_LEN]; //进程名
struct allocated_block *next; //指向下一个进程控制块
};
/*进程分配内存块链表的首指针*/
struct allocated_block *allocated_block_head = NULL;
int free_block_count = 0; //空闲块个数
int mem_size = DEFAULT_MEM_SIZE; //内存大小
int current_free_mem_size = 0; //当前空闲内存大小
int ma_algorithm = MA_FF; //当前分配算法
static int pid = 0; //初始PID
int flag = 0; //设置内存大小标志,表示内存大小是否设置
/*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_WF();
int rearrange_BF();
int rearrange_FF();
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();
struct allocated_block *find_process(int pid);
int do_exit();
int allocate_FF(struct allocated_block *ab);
int allocate_BF(struct allocated_block *ab);
int allocate_WF(struct allocated_block *ab);
int allocate(struct free_block_type *pre, struct free_block_type *allocate_free_nlock, struct allocated_block *ab);
int mem_retrench(struct allocated_block *ab);