实验四 主存空间的分配和回收

Posted 2020-07-29

 

实验四 主存空间的分配和回收

专业：商业软件工程   姓名：郭明茵  学号：201406114204

一、        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。

 

二、        实验内容和要求

     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。

    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。

 

三、        实验方法、步骤及结果测

1.原理分析及流程图

2.主要程序段及其解释

#include <stdio.h>
#include<conio.h>
#include<string.h>
#define MAX 100
struct partition
{
    char pn[10];//序地址号
    int begin;//起始地址
    int size;//长度
    int end;   
    char status; //状态
};
typedef struct partition PART;
PART p[MAX];
int n;
int msize = 7;
int next = 0; 
void init()
{
    p[0].begin = 0;
    p[0].end = 200;
    strcpy(p[0].pn, "SYSTEM");
    p[0].size = 200;
    p[0].status = ‘u‘;
    p[1].begin = 200;
    p[1].end = 1024;
    strcpy(p[1].pn, "-----");
    p[1].size = p[1].end - p[1].begin;
    p[1].status = ‘f‘;
    n = 2;
}
 
void show()
{
    int x = 1;
    printf("空闲区表Free：\\n");
    printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status == ‘f‘)
        printf("\\tNo.%d\\t%s\\t%4d\\t%4d\\t%4c\\n", x++, p[i].pn, p[i].begin, p[i].size, p[i].status);
    }
    printf("\\n\\n=========================================================\\n");
    printf("已分配分区表Used：\\n");
    printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
    for(i = 0, x = 1; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status == ‘u‘)
            printf("\\tNo.%d\\t%s\\t%4d\\t%4d\\t%4c\\n", x++, p[i].pn, p[i].begin, p[i].size, p[i].status);
    }
    printf("\\n\\n=========================================================\\n");
    printf("内存使用情况：\\nprintf sorted by address:\\n");
    printf("\\tNo.\\tproname\\tbegin\\tsize\\tstatus\\n");
    printf("\\t--------------------------------------\\n");
    for(i = 0, x = 1; i < n; i++)
    {
        printf("\\tNo.%d\\t%s\\t%4d\\t%4d\\t%4c\\n", x++, p[i].pn, p[i].begin, p[i].size, p[i].status);
    }
}

void input(char name[], int * size)
{    
    int x = 1;
    while(x)
    {
        printf("\\n\\n请输入进程名称：");
        scanf("%s", name);
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {    
            x = 0;
            if(strcmp(name, p[i].pn) == 0)
            {
                x = 1;
                printf("进程名称已存在，请重新输入!");                
                break;
            }
        }   
    }
    x = 1;
    scanf("!!!\\n");
    while(x)
    {
        printf("\\n请输入进程需要的空间大小：");
        scanf("%d", size);
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {          
            if(p[i].size >= *size)
            {
                x = 0;    
                break;
            }
        }
        if(x)
            printf("找不到适合的空间，请重新输入!");
    }
}

int show_menu()
{
    int x;
    printf("|---------------------------------------------------------|\\n");
    printf("|                       分配方式                          |\\n");
    printf("|---------------------------------------------------------|\\n");
    printf("|                                                         |\\n");
    printf("|                   1.首次适应算法                        |\\n");
    printf("|                   2.循环首次适应算法                    |\\n");
    printf("|                   3.最佳适应算法                        |\\n");
    printf("|                   4.最坏适应算法                        |\\n");
    printf("|                                                         |\\n");
    printf("|---------------------------------------------------------|\\n");
    printf("请选择分配方式：");
    scanf("%d", &x);
    while(x < 1 || x > 4)
    {
        printf("\\n输入错误!");
        printf("\\n请选择一种分配方式：");
        scanf("%d", &x);
    }
    return x;
}

void first_fit(char name[], int size)//首次适应算法
{
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status == ‘f‘)
        {    
            if(p[i].size - size < msize)
            {
                strcpy(p[i].pn, name);
                p[i].status = ‘u‘;
                break;
            }
            else
            {
                strcpy(p[n].pn, p[i].pn);
                p[n].begin = p[i].begin + size;
                p[n].end = p[i].end;
                p[n].size = p[n].end - p[n].begin;
                p[n].status = ‘f‘;
                strcpy(p[i].pn, name);
                p[i].end = p[i].begin + size;
                p[i].size = size;
                p[i].status = ‘u‘;
                n++;
                break;
            }
        }
    }   
}

void next_fit(char name[], int size)//循环首次适应算法
{
    for(int i = next; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status == ‘f‘)
        {    
            if(p[i].size - size < msize)
            {
                strcpy(p[i].pn, name);
                p[i].status = ‘u‘;
                break;
            }
            else
            {
                strcpy(p[n].pn, p[i].pn);
                p[n].begin = p[i].begin + size;
                p[n].end = p[i].end;
                p[n].size = p[n].end - p[n].begin;
                p[n].status = ‘f‘;
                strcpy(p[i].pn, name);
                p[i].end = p[i].begin + size;
                p[i].size = size;
                p[i].status = ‘u‘;
                n++;
                break;
            }
        }
    }
}
 
void best_fit(char name[], int size)//最佳适应算法
{
    int x = 0;
    int min = 10000;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status == ‘f‘)
        {    
            if(p[i].size < min && p[i].size >= size)
            {
                min = p[i].size;
                x = i;
            }
        }
    }
    if(p[x].size - size < msize)
    {
        strcpy(p[x].pn, name);
        p[x].status = ‘u‘;
    }
    else
    {
        strcpy(p[n].pn, p[x].pn);
        p[n].begin = p[x].begin + size;
        p[n].end = p[x].end;
        p[n].size = p[n].end - p[n].begin;
        p[n].status = ‘f‘;
        strcpy(p[x].pn, name);
        p[x].end = p[i].begin + size;
        p[x].size = size;
        p[x].status = ‘u‘;
        n++;
    }
}

void worst_fit(char name[], int size)//最坏适应算法
{
    int x = 0;
    int max = 0;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status == ‘f‘)
        {    
            if(p[i].size > max)
            {
                max = p[i].size;
                x = i;
            }
        }
    }
    if(p[x].size - size < msize)
    {
        strcpy(p[x].pn, name);
        p[x].status = ‘u‘;
    }
    else
    {
        strcpy(p[n].pn, p[x].pn);
        p[n].begin = p[x].begin + size;
        p[n].end = p[x].end;
        p[n].size = p[n].end - p[n].begin;
        p[n].status = ‘f‘;
        strcpy(p[x].pn, name);
        p[x].end = p[i].begin + size;
        p[x].size = size;
        p[x].status = ‘u‘;
        n++;
    }
}

void allocation()
{
    char name[10];
    int size;
    input(name, &size);
    int x = show_menu();   
    switch(x)
    {
    case 1:
        first_fit(name, size);
        break;
    case 2:
        next_fit(name, size);
        break;
    case 3:
        best_fit(name, size);
        break;
    case 4:
        worst_fit(name, size);
        break;
    }
    show();
}
 
void move(int i)
{
    while(i < n)
    {
        p[i-1] = p[i];
        i++;
    }
    n--;
}
 
void recycle()
{
    char name[10];
    int x = 0;
    printf("\\n\\n请输入进程名称：");
    scanf("%s", name);
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {    
        if(strcmp(name, p[i].pn) == 0)
        {
            x = 1;    
            break;
        }
    }
    if(x == 0)
        printf("\\n\\n进程不存在。\\n");
    else if(x == 1)
    {
        if(p[i-1].status == ‘u‘ && p[i+1].status == ‘u‘)
        {
            strcpy(p[i].pn, "-----");
            p[i].status = ‘f‘;
        }
        else if(p[i+1].status == ‘f‘)
        {
            strcpy(p[i].pn, "-----");
            p[i].status = ‘f‘;
            p[i].end = p[i+1].end;
            p[i].size += p[i+1].size; 
            move(i+2);
            if(p[i-1].status == ‘f‘)
            {
                p[i-1].end = p[i].end;
                p[i-1].size += p[i].size;
                move(i+1);
           }
        }           
     } 
    show();    
}
 
int main(void)
{
    int x = 0;
    printf("初始化：设置内存总容量为 1024k\\n系统从低地址部分开始占用 200k\\n\\n");
    init();
    show();
    printf("\\n1. 输入进程     2. 回收进程\\n");
    printf("请选择：");
    scanf("%d", &x);
    while(1)
    {
        if(x == 1)
            allocation();
        else if(x == 2)
            recycle();
        printf("\\n1. 输入进程     2. 回收进程\\n");
        scanf("%d", &x);
    } 
    return 0;
}

实验结果：

 

四、        实验总结

通过这次实验，更进一步了解主空间回收和分配，不过这次并没有完全能掌握，仍有不懂的地方，编写过程中遇到很多问题，会继续努力。