計算機操作系統(tǒng)動態(tài)分區(qū)存儲管理方式下的內(nèi)存空間的分配與回收實驗報告

1、計算機操作系統(tǒng)實驗報告實驗二實驗題目：存儲器管理 系別：計算機科學與技術(shù)系 班級： 姓名： 學號：2一、實驗目的深入理解動態(tài)分區(qū)存儲管理方式下的內(nèi)存空間的分配與回收。二、實驗內(nèi)容編寫程序完成動態(tài)分區(qū)存儲管理方式下的內(nèi)存分配和回收的實現(xiàn)。具體內(nèi)容包括：確定用來管理內(nèi)存當前使用情況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；采用首次適應算法完成內(nèi)存空間的分配；分情況對作業(yè)進行回收；編寫主函數(shù)對所做工作進行測試。三、實驗原理分配：動態(tài)分區(qū)存儲管理方式把內(nèi)存除OS占用區(qū)域外的空間看作一個大的空閑區(qū)。當作業(yè)要求裝入內(nèi)存時，根據(jù)作業(yè)需要內(nèi)存空間的大小查詢內(nèi)存中各個空閑區(qū)，當從內(nèi)存中找到一個大于或等于該作業(yè)大小的內(nèi)存空閑區(qū)時，選擇其中一個

2、空閑區(qū)，按作業(yè)要求劃出一個分區(qū)裝入該作業(yè)?；厥眨鹤鳂I(yè)執(zhí)行完后，它所占用的內(nèi)存空間被收回，成為一個空閑區(qū)。如果該空閑區(qū)的相鄰分區(qū)也是空閑區(qū)，則需要將相鄰空閑區(qū)合并成一個空閑區(qū)。四、實驗方法實現(xiàn)動態(tài)分區(qū)的分配與回收，主要考慮三個問題：第一、設計記錄內(nèi)存使用情況的數(shù)據(jù)表格，用來記錄空閑區(qū)和作業(yè)占用的區(qū)域(利用結(jié)構(gòu)體類型數(shù)組來保存數(shù)據(jù))；第二、在設計的數(shù)據(jù)表格基礎(chǔ)上設計內(nèi)存分配算法（采用首次適應算法找合適的分區(qū)（對空閑分區(qū)表進行排序），分配時要考慮碎片問題）；第三、在設計的數(shù)據(jù)表格基礎(chǔ)上設計內(nèi)存回收算法（分四種情況進行回收（上鄰、下鄰、上下鄰和無相鄰分區(qū)）。五、實驗步驟第一，設計記錄內(nèi)存使用情況的數(shù)據(jù)

3、表格l 已分配分區(qū)表：起始地址、長度、標志（0表示“空表項”，1表示“已分配”）l 空閑分區(qū)表： 起始地址、長度、標志（0表示“空表項”，1表示“未分配”）struct used_table float address; /已分分區(qū)起始地址float length; /已分分區(qū)長度，單位為字節(jié)int flag; /已分配表區(qū)登記欄標志，用0表示空欄目，char zuoyename; /已分配區(qū)表Struct free_table float address; /空閑分區(qū)起始地址float length; /空閑分區(qū)長度，單位為字節(jié)int flag; /空閑分區(qū)表登記欄目用0表示空欄目，1表示未

4、配; /空閑分區(qū)表第二，在設計的表格上進行內(nèi)存分配l 首次適應算法：為作業(yè)分配內(nèi)存，要求每次找到一個起始地址最小的適合作業(yè)的分區(qū)（按起始地址遞增排序）。l 最大碎片size：要求當找到的空閑分區(qū)作業(yè)的大小的值小于或等于size時，將該分區(qū)全部分配給作業(yè)（數(shù)組后面元素向前移）；l 否則，給作業(yè)分割出一部分空間時，其余部分仍作為新的空閑分區(qū)登記（空閑分區(qū)長度=空閑分區(qū)長度-作業(yè)長度,l 空閑分區(qū)起始地址=空閑分區(qū)起始地址+作業(yè)長度第三，在設計的表格上進行內(nèi)存回收。1、上鄰：條件:回收作業(yè)的始址=某個空閑區(qū)的始址+長度 操作：空閑區(qū)的長度=空閑區(qū)的長度+作業(yè)的大小2、下鄰：條件:回收作業(yè)的始址+作業(yè)

5、的長度=某個空閑區(qū)的始址 操作： 空閑區(qū)的始址=回收作業(yè)的始址 空閑區(qū)的長度=空閑區(qū)的長度+作業(yè)的長度3、上下鄰：條件:1，2條件同時成立 操作：空閑區(qū)的始址=上鄰的始址 空閑區(qū)的長度=上鄰的長度+作業(yè)的長度+下鄰的長度 刪除下鄰4、無上下鄰： 操作：找flag=0的行 空閑區(qū)的始址=回收作業(yè)的始址 空閑區(qū)的長度=作業(yè)的長度六、實驗代碼# include<iostream.h># include<iomanip.h>#define M 10 /允許的空閑區(qū)表長最大為m#define N 10 /允許的最大作業(yè)數(shù)量為n#define MIN 1 /碎片的最大值#defin

6、e SADDRESS 200 /空閑分區(qū)初始的起始地址#define SLENGTH 150000 /空閑分區(qū)的初始長度struct used_tfloat address; /已分分區(qū)起始地址float length; /已分分區(qū)長度int flag; /已分配表區(qū)登記欄標志，用0表示空欄目used_tableN;struct free_tfloat address; /空閑分區(qū)起始地址float length; /空閑分區(qū)長度int flag; /空閑分區(qū)表登記欄目用0表示空欄目，1表示未分配free_tableM; /空閑分區(qū)表void allocate(char,float); /分配

7、算法子程序void reclaim(char); /回收算法子程序void main()int i,a;float zyl; char zyn;/空閑分區(qū)表初始化free_table0.address=SADDRESS; /空閑分區(qū)表的起始地址free_table0.length=SLENGTH; /空閑分區(qū)表的長度 free_table0.flag=1; /標志位置1表示未分配for(i=1;i<M;i+)free_tablei.address=0;free_tablei.length=0;free_tablei.flag=0; /0表示空欄目/已分分區(qū)表初始化 for(i=0;i&l

8、t;N;i+)used_tablei.address=0;used_tablei.length=0;used_tablei.flag=0;while(1)cout<<"請選擇功能項："<<endl<<"1-分配主存"<<endl<<"2-回收主存"<<endl<<"3-顯示主存"<<endl<<"0-退出"<<endl<<"選擇功能項(0-3):"

9、;cin>>a;switch(a)case 0: /當選擇0時退出程序return;case 1: /a=1 分配主存空間cout<<"n請輸入作業(yè)名zyn和作業(yè)所需長度zyl(作業(yè)名為一個字符，長度zyl要小于"<<SLENGTH<<"):"<<endl;cin>>zyn>>zyl;allocate(zyn,zyl); /為作業(yè)zyn分配主存空間break;case 2: / a=2 回收主存空間cout<<"n請輸入要回收分區(qū)的作業(yè)名："

10、;cin>>zyn;reclaim(zyn); /回收作業(yè)zyn的主存空間break; case 3: /a=3 顯示主存情況，輸出空閑區(qū)表和已分配區(qū)表 cout<<"n輸出空閑區(qū)表："<<endl<<" 起始地址 分區(qū)長度 標志"<<endl;for(i=0;i<M;i+) if(free_tablei.flag!=0)cout<<setw(10)<<free_tablei.address<<setw(10)<<free_tablei.le

11、ngth<<setw(10)<<free_tablei.flag<<endl; cout<<"n按任意鍵，輸出已分配區(qū)表"cin.get();cout<<"n輸出已分配區(qū)表："<<endl<<" 起始地址 分區(qū)長度 標志"<<endl;for(i=0;i<N;i+)if(used_tablei.flag!=0)/輸出已分配給作業(yè)的表目 cout<<setw(10)<<used_tablei.address<

12、;<setw(10)<<used_tablei.length <<setw(10)<<(char)used_tablei.flag<<endl; break;default: cout<<"n沒有該選項！"<<endl;break; cin.get()/分配算法子程序void allocate(char zyn,float zyl) float ad;int k=-1;int i=0;while(i<M&&k=-1) /找空間大于zyl的最小空閑區(qū)登記項kif(free_ta

13、blei.length>=zyl&&free_tablei.flag=1) k=i; i+;if(k=-1) /未找到可用空閑區(qū)，返回cout<<"無可用空閑區(qū)！"<<endl;return;/*找到可用空閑區(qū)，開始分配：若空閑區(qū)大小與作業(yè)要求分配的空間差小于MIN,則將找到的空閑區(qū)全部分配給該作業(yè)；若空閑區(qū)大小與要求分配的空間的差大于minisize,則從空閑區(qū)劃出一部分分配給作業(yè)。*/ if(free_tablek.length-zyl<=MIN) free_tablek.flag=0; ad=free_tablek.

14、address; zyl=free_tablek.length; for(i=k;i<M;i+)free_tablei=free_tablei+1; else free_tablek.length=free_tablek.length-zyl; ad=free_tablek.address; free_tablek.address=free_tablek.address+zyl; /*修改已分配區(qū)表*/ i=0; while(used_tablei.flag!=0&&i<N) i+; /找空表目i used_tablei.address=ad; used_table

15、i.length=zyl; used_tablei.flag=zyn; return;/allocate/回收作業(yè)名為J的作業(yè)所占主存空間void reclaim(char zyn)int i,k,j,s,t;float S,L;s=0;while(used_tables.flag!=zyn|used_tables.flag=0)&&s<N)s+; /找到作業(yè)zyn在以分配表中的表目sif(s>=N) cout<<"找不到該作業(yè)！"<<endl;return;used_tables.flag=0; /修改以分配表表目s標志

16、為為空表目S=used_tables.address; /取作業(yè)zyn在內(nèi)存中的首地址L=used_tables.length; /取作業(yè)zyn所分配到的內(nèi)存的長度j=-1;k=-1;i=0;/尋找回收分區(qū)的上下鄰空閑區(qū)，上鄰表目k，下鄰表目jwhile(i<M&&(j=-1|k=-1) if(free_tablei.flag=1)if(free_tablei.address+free_tablei.length=S) k=i; if(free_tablei.address=S+L) j=i;i+; if(k!=-1) /有上鄰空閑區(qū)if(j!=-1) /有下鄰空閑區(qū) 即

17、有上下鄰空閑區(qū)，三項合并 free_tablek.length=free_tablek.length+free_tablej.length+L; free_tablej.flag=0;else /上鄰空閑區(qū)，下鄰非空閑區(qū)，與上鄰合并free_tablek.length=free_tablek.length+L;/ifelse /k=-1 無上鄰空閑區(qū)if(j!=-1) /無上鄰空閑區(qū)，有下鄰空閑區(qū)，與下鄰合并 free_tablej.address=S;free_tablej.length=free_tablej.length+L; else /j=-1 上下鄰均為非空閑區(qū)，回收區(qū)域直接填入 t=0; /在空閑區(qū)表中尋找空欄目while(free_tablet.flag=1&&t<M) t+;if(t>=M) /空閑區(qū)表滿，回收空間失敗，將已分配區(qū)表復原cout<<"主存空閑表沒有空間，回收失??！"<<endl; used_tables.flag=zyn; return;free_tablet.address=S;free_tablet.length=L;free_tablet.flag=1; for(i=0;i<=M