《操作系统》实验报告——主存空间的分配与回收

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理论知识

Linux——Linux C语言编程基础知识

一、实验目的

采用可变式分区管理,使用最佳适应算法实现主存的分配与回收。

通过本次实验,帮助学生理解在可变式分区管理方式下,如何实现主存空间的分配与回收。

二、实验内容

主存是中央处理机能直接存取指令和数据的存储器。能否合理而有效地使用主存,在很大程度上将影响到整个计算机系统的性能。本实验采用可变式分区管理,使用首次或最佳适应算法实现主存空间的分配与回收。要求采用分区说明表进行。

三、代码及运行结果分析

流程图

源代码 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAX 600  //设置总内存大小为512k

struct partition 
    char    pn[10];//分区名字
    int     begin;//起始地址
    int     size;//分区大小
    int     end;//结束地址
    char    status;//分区状态
;
struct partition    part[MAX];
int    p = 0; //标记上次扫描结束处

void Init()//初始化分区地址、大小以及状态

    int i;
    for ( i = 0; i < MAX; i++ )
        part[i].status = '-';
     strcpy( part[0].pn, "SYSTEM" );
     part[0].begin    = 0;
     part[0].size    = 100;
     part[0].status    = 'u';

     strcpy( part[1].pn, "-----" );
     part[1].begin    = 100;
     part[1].size    = 100;
     part[1].status    = 'f';
     
     strcpy( part[2].pn, "作业1" );
     part[2].begin    = 200;
     part[2].size    = 50;
     part[2].status    = 'u';
     
     strcpy( part[3].pn, "-----" );
     part[3].begin    = 250;
     part[3].size    = 50;
     part[3].status    = 'f';
     
     strcpy( part[4].pn, "作业2" );
     part[4].begin    = 300;
     part[4].size    = 100;
     part[4].status    = 'u';
     
     strcpy( part[5].pn, "-----" );
     part[5].begin    = 400;
     part[5].size    = 200;
     part[5].status    = 'f';
     
    for ( i = 0; i < MAX; i++ )
        part[i].end = part[i].begin + part[i].size-1;

 
void Output( int i ) //以行的形式输出结构体的数据

	printf( "\\t%s", part[i].pn );
	printf( "\\t%d", part[i].begin );
	printf( "\\t%d", part[i].size );
	printf( "\\t%d", part[i].end );
	printf( "\\t%c", part[i].status );



 void display() //显示分区
 
     int    i;
     int    n; //用n来记录分区的个数
     printf("\\n");
     printf( "\\n        已分配分区表Used:" );
     printf( "\\n\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tend\\tstatus" );
     printf("\\n");
     n = 1;
     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
     
         if ( part[i].status == '-' )
             break;
         if ( part[i].status == 'u' )
         
             printf( "\\n\\tNo.%d", n );
             Output( i );
             n++;// 记录已分配使用的分区个数
         
     
     printf("\\n");
     printf( "\\n        空闲分区表Free:" );
     printf( "\\n\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tend\\tstatus" );
     printf("\\n");
     n = 1;
     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
     
         if ( part[i].status == '-' )
              break;
        if ( part[i].status == 'f' )
          
              printf( "\\n\\tNo.%d", n );
           Output( i );
              n++;  //记录空闲分区的个数
          
    
     printf("\\n");
     printf( "\\n        内存使用情况,按起始址增长的排:" );
     //printf( "\\n        printf sorted by address:" );
     printf( "\\n\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tend\\tstatus" );
     printf("\\n");
     n = 1;
     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
     
         if ( part[i].status == '-' )
             break;
         printf( "\\n\\tNo.%d", n );
         Output( i );
        n++;//记录已分配分区以及空闲分区之和的总个数
    


void Fit( int a, char workName[], int workSize ) //新作业把一个分区分配成两个分区:已使用分区和空闲分区

	int i;
	for ( i = MAX; i > a + 1; i-- )
        //通过逆向遍历,把在a地址后的所有分区往后退一个分区,目的在于增加一个分区
         if ( part[i - 1].status == '-' )
             continue;
         part[i]=part[i-1];
    
	strcpy( part[a + 1].pn, "-----" );
	part[a + 1].begin   = part[a].begin + workSize;
	part[a + 1].size    = part[a].size - workSize;
	part[a + 1].end     = part[a].end-1;
	part[a + 1].status  = 'f';
	
	strcpy( part[a].pn, workName );
	part[a].size   = workSize;
	part[a].end    = part[a].begin + part[a].size-1;
	part[a].status = 'u';

void fenpei() // 分配

	int    i;
	int    a;
	int    workSize;
	char   workName[10];
	int    pFree;
	printf( "\\n请输入作业名称:" );
	scanf( "%s", &workName );
	for(i=0;i<MAX;i++)
		if(!strcmp(part[i].pn,workName))//判断作业名称是否已经存在
		
			printf("\\n作业已经存在,不必再次分配!\\n");
			return;
		
    
	printf( "请输入作业大小(k):" );
	scanf( "%d", &workSize );
	for ( i = 0; i < MAX; i++ )//通过循环在空闲区找是否有适合区间存储作业
         if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
             pFree = i;
             break;
         
    
    if ( i == MAX )
         printf( "\\n该作业大小超出最大可分配空间" );
         getch();
         return;
    

        for ( i = 0; i < MAX; i++ )//最佳适应算法
            if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
                 if ( part[pFree].size > part[i].size )
                     pFree = i;//通过遍历所有区间,每次都找到最小空闲分区进行分配
        Fit( pFree, workName, workSize );
    printf( "\\n分配成功!" );

void hebing() //合并连续的空闲分区

    int i = 0;
    while ( i != MAX - 1 )
        for ( i = 0; i < MAX - 1; i++ )
            if ( part[i].status == 'f' )
                if ( part[i + 1].status == 'f' )
					part[i].size    = part[i].size + part[i + 1].size;
					part[i].end    = part[i].begin + part[i].size-1;
					i++;
					for ( i; i < MAX - 1; i++ )
                        if ( part[i + 1].status == '-' )
                            part[i].status = '-';
                            break;
                        
                        part[i]=part[i+1];
                    
					part[MAX - 1].status = '-';
					break;
                 
        
    

void huishou() // 回收分区

     int    i;
     int    number;
     int    n=0;
     printf( "\\n请输入回收的分区号:" );
     scanf( "%d", &number );
     if ( number == 1 )
     
         printf( "\\n系统分区无法回收" );
         return;
     
     for ( i = 0; i < MAX; i++ )//通过循环查找要回收的已使用分区区号
     
         if ( part[i].status == 'u' )
         
             n++;
             if ( n == number )
            
                 strcpy( part[i].pn, "-----" );
                 part[i].status = 'f';
            
         
     
     if ( i == MAX - 1 )
     
         printf( "\\n找不到分区" );
         return;
     
     hebing();//合并连续的空闲分区
     printf( "\\n回收成功!" );

void main()

	int selection;
	Init();
	printf( "初始化完成,设内存容量%dk", MAX );
	printf( "\\n系统文件从低址存储,占%dk", part[0].size );
	while ( 1 )
		printf( "\\n----------选择----------" );
		printf( "\\n|  0、退出系统         |" );
		printf( "\\n|  1、显示分区         |" );
		printf( "\\n|  2、分配分区         |" );
		printf( "\\n|  3、回收分区         |" );
		printf( "\\n------------------------");
        printf( "\\n请选择 > " );
		while ( 1 )
		
			scanf( "%d", &selection );
			if ( selection == 0 ||selection == 1 || selection == 2 || selection == 3 )
			 break;
			printf( "输入错误,请重新输入:" );
		
        switch ( selection )
            case 0:
           		exit(0); //退出系统
             	break;
         	case 1:
	            display(); //显示分区
	            break;
        	case 2:
		        fenpei(); //分配作业
		        break;
         	case 3:
             	huishou();  //回收分区
             	break;
         	default:
             	break;
        
        printf("\\n"); 
     

运行结果

 

四、实验心得

理解在可变式分区管理方式下,如何实现主存空间的分配与回收。

掌握使用最佳适应算法实现主存的分配与回收。

参考文章

操作系统——实验四:主存空间的分配和回收

主存储器空间的分配和回收

操作系统实验报告---主存分配与回收(最佳适应算法)

 

以上是关于《操作系统》实验报告——主存空间的分配与回收的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

操作系统实验四 主存空间的分配和回收

操作系统 实验四主存空间的分配和回收

[操作系统]实验四 主存空间的分配和回收

操作系统实验四 主存空间的分配和回收

操作系统实验四 主存空间的分配和回收

操作系统——实验四:主存空间的分配和回收