实验5 分区式存储管理.docx
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实验5分区式存储管理
实验五:
分区式储器管理
一.实验目的
模拟实现一个简单的固定(或可变)分区存储管理系统,进一步加深对分区分配方案设计思想的理解。
二.实验属性
该实验为设计性实验。
三.实验仪器设备及器材
普通PC386以上微机
四.实验要求
本实验要求2学时完成。
本实验要求完成如下任务:
(1)建立相关的数据结构,作业控制块、已分配分区及未分配分区;
(2)实现一个分区分配算法,如最先适应分配算法、最优或最坏适应分配算法;
(3)实现一个分区回收算法;
(4)给定一批作业/进程,选择一个分配或回收算法,实现分区存储的模拟管理;
(5)将整个过程可视化显示出来。
实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法,针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。
实验后认真书写符合规范格式的实验报告(参见附录A),并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐,按时上交。
五.实验提示
1、本实验虽然不以前面实验为基础,但建议在其界面中继续增加分区存储管理功能。
2、数据结构:
分区说明表,用数组实现。
3、存储管理:
建议采取固定分区法管理内存。
编写内存分配、内存回收算法。
4、主界面设计:
在界面上增加一个内存分配按钮、内存回收按钮、并将就绪队列显示区用做分区说明表的显示。
触发内存分配按钮,弹出作业大小输入框,输入后调用内存分配函数,在分区说明表中看到分配的分区。
触发内存回收按钮,弹出作业大小输入框,输入后调用内存回收函数,在分区说明表中看到回收分区状态的改变。
5、功能测试:
从显示出的分区说明表,可查看操作的正确与否。
六、主要数据结构设计
1.程序中自由链队列的结点类型可描述如下:
structfreelink{
intlen,address;/*len为分区长度;address为分区起始地址
structfreelink/*next;
}
2.内存占用区用链表描述,其结点类型描述如下:
structbusylink{
charname;/*作业或进程名name=’S’表示OS占用
intlen,address;
structbusylink*next;
}
3.设全程量:
structfreelink*free_head=NULL;//自由链队列(带头结点)队首指针
structbusylink*busy_head=NULL,//占用区队列队(带头结点)首指针
structbusylink*busy_tail=NULL;//占用区队列队尾指针
七、主要函数设计
1.函数名称:
requireMemo(charname,intrequire)
功能描述:
在空闲区域链中找到第一个满足条件的结点,将其分配掉,如果结点的长度大于require,则剩下的又将作为一个空闲结点插入到空闲区域链中
输入参数:
charname,intrequire
输出参数:
无
程序流程图:
2.函数名称:
voidfreeMemo(charname)
功能描述:
找到要回收的结点,将其释放,并将这个结点重新插入到空闲区域链中去
输入参数:
charname
输出参数:
无
程序流程图:
将w插入到空闲区域链中时前的归并算法的流程图如下:
八、测试数据及运行结果
8.1测试数据准备
假定系统的内存共640K,初始状态为操作系统本身占用64K。
在t1时间之后,有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空间;在t2时间之后,作业C完成;在t3时间之后,作业E请求50K的内存空间;在t4时间之后,作业D完成。
要求编程序分别输出t1、t2、t3、t4时刻内存的空闲区的状态。
8.2运行结果及说明
测试目标:
运用按最佳适应算法(空闲区归并时的)
运行结果:
九、实验总结
首先,对链表又有进一步的理解,还有就是加深理解内存的分配与回收,分配与回收的策略,并掌握动态分区这种内存管理的具体实施方法。
再者,就是在编程中遇到的困难,在编写归并程序首先是自己考虑问题不全面,写的程序就只顾及到一个结点,而没有实现有两个结点的情况,于是后来再加了一条else语句,就没有出现问题。
还有一个问题就是将多余的结点free时也出现问题,加了一条if(s==NULL),成立就释放掉。
一开始把free语句写在while循环内,一旦把找到的结点释放掉,则找不到下一个结点,也会出错,所以应该把free放到while循环外。
附:
程序源代码
按最优适应算法
#include
#include
structfreelink
{intlen,address;//len为分区长度;address为分区起始地址
structfreelink*next;
};//内存占用区用链表描述,其结点类型描述如下:
structbusylink
{charname;//作业或进程名name='S'表示OS占用
intlen,address;
structbusylink*next;
};//并设全程量:
structfreelink*free_head=NULL;//自由链队列带头结点)队首指针?
structbusylink*busy_head=NULL,*busy_tail=NULL;//占用区队列队(带头结点)首指针占用区队列队尾指针
voidstart(void)//设计子函数:
设置系统初始状态
{structfreelink*p;
structbusylink*q;
free_head=newfreelink;free_head->next=NULL;//创建自由链头结点
busy_head=newbusylink;busy_head->next=NULL;//创建占用链头结点
p=newfreelink;p->address=64;p->len=640-64;//(OS占用了64K)
p->next=NULL;free_head->next=p;q=newbusylink;
q->name='S';/*S表示操作系统占用*/q->len=64;q->address=0;q->next=NULL;busy_head->next=q;busy_tail=q;}
voidrequireMemo(charname,intrequire)/*模拟内存分配*/
{structfreelink*w,*u,*v,*x,*y;
structbusylink*p;
x=free_head;y=free_head->next;
while((y!
=NULL)&&(y->len{x=y;y=y->next;}
if(y!
=NULL)
{p=(structbusylink*)malloc(sizeof(busylink));
p->name=name;p->address=y->address;p->len=require;
p->next=NULL;busy_tail->next=p;//把p插入到busy_head的尾部
busy_tail=p;w=x->next;x->next=w->next;
if(w->len==require)
{free(w);}
else
{w->address=w->address+require;w->len=w->len-require;
u=free_head;v=free_head->next;
while((v!
=NULL)&&(v->lenlen))//如果此结点还有多余,就此又重新插入到空闲区域链中(按照长度由小到大的次序排列)
{u=v;v=v->next;}
u->next=w;w->next=v;}
}
else
printf("can'tallocate!
\n");
}
voidfreeMemo(charname)/*模拟内存回收*/
{structbusylink*p,*q;
structfreelink*w,*u,*v,*s1=NULL,*s2=NULL;
intlen,address;intflag1=1,flag2=1;
p=busy_head->next;
while((p!
=NULL)&&(p->name!
=name))//找到要回收的结点
{q=p;p=p->next;}
if(p==NULL)
{printf("%cisnotexist\n",name);}
else
{if(p==busy_tail)
busy_tail=q;q->next=p->next;len=p->len;
address=p->address;
free(p);w=newfreelink;
w->len=len;w->address=address;
u=free_head;v=free_head->next;
while((v!
=NULL)&&(flag1==1||flag2==1))//归并算法
{if((w->address==(v->address+v->len))&&flag1)
{s1=v;u->next=s1->next;w->address=v->address;
w->len+=v->len;v=v->next;flag1=0;}
elseif(((w->address+w->len)==v->address)&&flag2)
{s2=v;u->next=s2->next;w->len+=v->len;
v=v->next;flag2=0;}
else
{u=v;v=v->next;}
}
if(s1!
=NULL)free(s1);
if(s2!
=NULL)free(s2);
u=free_head;v=free_head->next;
if(v!
=NULL)
{while((v!
=NULL)&&(v->lenlen))
{u=v;v=v->next;}}
u->next=w;w->next=v;}
}
voidpast(inttime)//模拟系统过了时间time,用sleep(),或者用个空循环
{printf("时间%d后:
\n",time);}
voidprintlink()/*输出内存空闲情况(自由链的结点)*/
{structfreelink*p;p=free_head->next;
if(p==NULL)printf("无空闲区!
\n");
else
{while(p!
=NULL)
{printf("首地址:
%d\t长度:
%d\n",p->address,p->len);
p=p->next;}}
printf("----------------------------------------\n");
}
voidprintlink1()/*输出内存占用的情况*/
{structbusylink*p;p=busy_head->next;
if(p==NULL)printf("无内存占有区!
\n");
else
{while(p!
=NULL)
{printf("名字:
%c\t首地址:
%d\t长度:
%d\n",p->name,p->address,p->len);p=p->next;}
}
}
intmain()//设计主函数:
{start();past(5);
requireMemo('A',8);requireMemo('B',16);
requireMemo('C',64);requireMemo('D',124);
printf("内存占用区为:
\n");printlink1();
printf("内存空闲区为:
\n");printlink();
past(10);freeMemo('C');
printf("内存占用区为:
\n");printlink1();
printf("内存空闲区为:
\n");printlink();
past(15);requireMemo('E',50);
printf("内存占用区为:
\n");printlink1();
printf("内存空闲区为:
\n");printlink();
past(20);freeMemo('D');
printf("内存占用区为:
\n");printlink1();
printf("内存占用区为:
\n");printlink();
return0;
}