操作系统实验四主存空间的分配和回收

Posted 2020-07-29 14纪焓

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了操作系统实验四主存空间的分配和回收相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.目的和要求

1.1. 实验目的

用高级语言完成一个主存空间的分配和回收程序，以加深对动态分区分配方式及其算法的理解。

1.2. 实验要求

采用连续分配方式之动态分区分配存储管理，使用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计。

（1）**设计一个作业申请队列以及作业完成后的释放顺序，实现主存的分配和回收。采用分区说明表进行。

（2）或在程序运行过程，由用户指定申请与释放。

（3）设计一个空闲区说明表，以保存某时刻主存空间占用情况。把空闲区说明表的变化情况以及各作业的申请、释放情况显示。

2.实验内容

根据指定的实验课题，完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。

3.实验环境

可以选用Visual C++作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB或其他可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

4.参考数据结构：

#include<stdio.h>

#include<conio.h>

#include<string.h>

#define MAX 24

struct partition{

char pn[10];

int begin;

int size;

int end; ////////

char status; //////////

};

typedef struct partition PART;

第一步：（第13周完成）

完成程序数据结构的创建，初始化内存分配情况，创建空闲分区表和已分配分区表。

第二步：（第14周完成）

完成为某作业分配内存空间。

用户输入作业名称；
判断作业名称是否已经存在，如果存在则要求用户重新输入；
用户输入作业所占空间大小；
判断是否能够在剩余的空闲区域中找到一块放置该作业，如果不行则要求用户重新输入；
显示菜单，由用户选择使用哪一种分配算法：

1) 首次适应算法

2) 循环首次适应算法

3) 最佳适应算法

4) 最坏适应算法

6.为该作业分配内存空间，分配处理流程图如下（size的值设定为1K）：

7.屏幕显示分配后的内存分区情况。

第三步：（第15周完成）

完成内存空间回收；

由用户输入作业的ID，决定所要终止的作业；
判断是否存在用户所输入的ID，如果存在则进行终止，否则提示作业不存在；
判断即将终止的作业前后是否有空闲区域，如果没有则作业所占的空间独立成为一个空闲块，在未分配区表中增加一项；

（思考：如何判断前后是否有空闲块？）

即将终止作业所占空间前后有空闲块的情况：（X代表即将被终止的作业，黑色代表内存中的空闲块）

程序中表示内存区块的结构体如下：

struct partition {

char pn[10];

int begin;

int size;

int end;

char status;

};

所以，判断某个即将被终止的作业所占空间前面是否有空闲块的方法是：作业空间的起始地址A.begin是否等于某个空闲块的结束地址B.end，若相等，则前面有空闲块，则需要合并；若不相等则再判断后面是否有空闲块。

回答：如何判断？

进行四种情况的判断，然后分别做出相应的区块回收操作。

回答：如何处理回收？

显示回收后的内存使用情况。

源代码

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#define MAX 24
struct partition
{
char pn[10];
int begin;
int size;
int end;
char status;
};
typedef struct partition PART;

PART part[MAX];

int main()
{
int memory;
int i=0;
int flag=1;
int count1=0,count2=0;
int choose;
char j[10];

// 初始化内存空间
printf("初始化，设置内存总容量512k\\n");
printf("系统从低地址部分开始使用，占用：");
scanf("%d",&memory);
printf("\\n");

strcpy(part[0].pn,"SYSTEM");
part[0].begin=0;
part[0].size=memory;
part[0].status=\'u\';
printf("已分配分区表Used:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
printf("\\tNo.1\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n\\n",part[0].pn,part[0].begin,part[0].size,part[0].status);

printf("=============================================================\\n");

printf("空闲分区表Free:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
printf("\\tNo.1\\t----\\t%d\\t%d\\tf\\n\\n",part[0].begin+part[0].size,512-part[0].size);

printf("内存使用情况,按起始增长的排序:");
printf("printf sorted by address:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
printf("\\t======================================\\n");
printf("\\tNo.1\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n",part[0].pn,part[0].begin,part[0].size,part[0].status);
printf("\\tNo.2\\t----\\t%d\\t%d\\tf\\n\\n",part[0].begin+part[0].size,512-part[0].size);

i=1;
while(1)
{
printf("0.退出 1.分配 2.回收：");
scanf("%d",&choose);
switch(choose)
{
//为作业分配内存空间
case 1:
printf("输入进程名：");
scanf("%s",&part[i].pn);
printf("输入进程所占空间大小：");
scanf("%d",&part[i].size);
part[1].begin=100;
part[i].status=\'u\';
flag++; //作业数

printf("分配成功!\\n");
printf("空闲区表Free:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
part[i+1].begin=part[i].begin+part[i].size;
count1=part[i+1].begin; // 已用的空间大小
count2=512-count1; // 剩余的空间大小
}
printf("\\tNO.1\\t----\\t%d\\t%d\\tf\\n\\n",count1,count2);
part[0].status=\'u\';
printf("\\t======================================\\n");
printf("已分配分区表Used:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
for(i=0;i<flag;i++)
{
part[i+1].begin=part[i].begin+part[i].size;
printf("\\tNO.%d\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
printf("\\n\\n");

printf("内存使用情况,按起始增长的排序:\\n");
printf("printf sorted by address:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
printf("\\t======================================\\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
printf("\\tNo.%d\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
printf("\\tNO.%d\\t----\\t%d\\t%d\\tf\\n\\n",flag+1,count1,count2);
break;

//回收
case 2:
printf("输入进程名:");
scanf("%s",&j);
printf("回收成功!\\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (strcmp(j,part[i].pn)==0)
{
strcpy(part[i].pn,"----");
part[i].status=\'f\';
}
}
printf("空闲区表Free:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (part[i].status==\'f\')
{
printf("\\tNO.%d\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n",i,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
}
printf("\\tNO.%d\\t----\\t%d\\t%d\\tf\\n\\n",flag+1,count1,count2);
printf("\\t======================================\\n");
printf("已分配分区表:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
for(i=0;i<flag;i++)
{
if (part[i].status==\'u\')
{
printf("\\tNO.%d\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
}
printf("\\n\\n");

printf("内存使用情况,按起始增长的排序:\\n");
printf("printf sorted by address:\\n");
printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
printf("\\t======================================\\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{

printf("\\tNo.%d\\t%s\\t%d\\t%d\\t%c\\n",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
printf("\\tNO.%d\\t----\\t%d\\t%d\\tf\\n\\n",flag+1,count1,count2);
break;

case 0:
exit(0);
break;
}
}
return 0;
}

运行结果

初始化内存分配