操作系统实验二存储管理动态分区分配及回收算法.docx
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操作系统实验二存储管理动态分区分配及回收算法
实验二存储管理动态分区分配及回收算法
一、实验目的
通过分区管理实验，了解操作系统的基本概念，理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计,我们可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统，并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
二、实验要求
本实验要求用一种结构化高级语言构造分区描述器，编制动态分区分配算法和回收算法模拟程序,并掌握分配算法的特点，提高编程技巧和对算法的理解和掌握.
三、实验过程
1．准备
（一）主程序
1、定义分区描述器node，包括3个元素：
（1）adr-—分区首地址
（2）size——分区大小
（3）next——指向下一个分区的指针
2、定义3个指向node结构的指针变量:
（1）head1——空闲区队列首指针
（2）back1—-指向释放区node结构的指针
（3）assign——指向申请的内存分区node结构的指针
3、定义1个整形变量:
free—-用户申请存储区的大小（由用户键入）
（二）过程
1、定义check过程，用于检查指定的释放块（由用户键入）的合法性
2、定义assignment1过程，实现FirstFitAlgorithm
3、定义assignment2过程,实现BestFitAlgorithm
4、定义acceptment1过程，实现FirstFitAlgorithm的回收算法
5、定义acceptment2过程，实现BestFitAlgorithm的回收算法
6、定义print过程，打印空闲区队列
（三）执行
程序首先申请一整块空闲区,其首址为0，大小为32767;然后,提示用户使用哪种分配算法，再提示是分配还是回收；分配时要求输入申请区的大小，回收时要求输入释放区的首址和大小。
（四）输出
要求每执行一次，输出一次空闲区队列情况，内容包括：
编号首址终址大小
2。
主要流程和源代码
实验二源代码
＃include〈stdio.h>
＃include
＃include〈string。
h>
#defineMAX_SIZE32767
typedefstructnode｛
intid;
intadr;
intsize;
structnode*next；
}Node;
Node＊head1,*head2,*back1，*back2,＊assign；
intrequest；
intcheck（intadd,intsiz，charc）
{
Node＊p,＊head;
intcheck=1；
if（add〈0||siz〈0）
check=0;/*地址和大小不能为负＊/
if（c==’f'｜｜c=='F’）
head=head1；
else
head=head2；
p=head—〉next;
while（（p!
=NULL）＆＆check）
if（（（add〈p—〉adr）&＆（add+siz>p—〉adr））||（（add>=p-〉adr）＆&（add〈p->adr+p—>size）））
check=0；
else
p=p->next;
if（check==0）
printf（"\t输入释放区地址或大小有错误!
！
！
\n"）；
returncheck；
}
voidinit（）
｛
Node＊p；
head1=（Node＊）malloc（sizeof（Node））；
head2=（Node＊）malloc（sizeof（Node））；
p=（Node*）malloc（sizeof（Node））；
head1—>next=p；
head2—>next=p;
p->size=MAX_SIZE；
p->adr=0；
p->next=NULL;
p-〉id=0;
}
Node*assignment1（intnum,intreq）
｛
Node＊before，＊after，＊ass;
ass=（Node*）malloc（sizeof（Node））;
before=head1;
after=head1->next；
ass—>id=num;
ass—〉size=req;
while（after—>size｛
before=before—〉next；
after=after—〉next；
｝
if（after==NULL）
{
ass->adr=-1；｝
else
｛
if（after—〉size==req）
{
before—>next=after—>next；
ass—〉adr=after->adr；
｝
else
｛
after->size-=req;
ass—〉adr=after—>adr；
after-〉adr+=req；
｝
｝
returnass;
}
voidacceptment1（intaddress，intsiz,intrd）
｛
Node＊before,＊after；
intinsert=0；
back1=（Node*）malloc（sizeof（Node））；
before=head1;
after=head1-〉next;
back1->adr=address；
back1—〉size=siz；
back1—>id=rd;
back1-〉next=NULL；
while（！
insert&＆after）
｛//将要被回收的分区插入空闲区（按首址大小从小到大插入）
if（（after==NULL）｜｜（（back1-〉adr<=after—>adr）&＆（back1—〉adr〉=before-〉adr）））
｛
before—>next=back1;
back1—〉next=after;
insert=1;
｝
else
{
before=before->next；
after=after—>next;
}
｝
if（insert）
｛
if（back1-〉adr==before->adr+before—〉size）
｛//和前边分区合并
before->size+=back1-〉size;
before—>next=back1-〉next；
free（back1）；
｝
elseif（after＆＆back1—>adr+back1—〉size==after—〉adr）
｛//和后边分区合并
back1—〉size+=after—>size；
back1—〉next=after->next；
back1-〉id=after—〉id;
free（after）；
after=back1；
｝
printf（”\t首先分配算法回收内存成功!
\n"）;
｝
else
printf（"\t首先分配算法回收内存失败！
\n"）；
}
Node*assignment2（intnum,intreq）
{
Node*before，*after,＊ass，*q；
ass=（Node＊）malloc（sizeof（Node））；
q=（Node＊）malloc（sizeof（Node））;
before=head2；
after=head2->next;
ass->id=num;
ass—>size=req;
while（after—>size〈req）
｛
before=before—〉next；
after=after—〉next;
｝
if（after==NULL）
｛
ass—〉adr=—1；
}
else
{
if（after-〉size==req）
｛
before—〉next=after->next;
ass—>adr=after-〉adr;
｝
else
｛
q=after;
before—>next=after—>next；
ass—>adr=q—〉adr;
q-〉size-=req；
q—>adr+=req;
before=head2;
after=head2—〉next；
if（after==NULL）
｛
before->next=q;
q—〉next=NULL；
｝
else
{
while（（after—>size）<（q->size））
｛
before=before—〉next;
after=after-〉next；
}
before—>next=q；
q—〉next=after;
}
｝
}
return（ass）；
}
voidacceptment2（intaddress，intsiz，intrd）
{
Node＊before，＊after；
intinsert=0；
back2=（Node＊）malloc（sizeof（Node））；
before=head2；
after=head2->next;
back2->adr=address;
back2-〉size=siz;
back2—〉id=rd；
back2-〉next=NULL;
if（head2->next==NULL）
{//空闲队列为空
head2—〉next=back2；
head2->size=back2-〉size;
}
else
｛//空闲队列不为空
while（after）
｛
if（back2—〉adr==after—〉adr+after->size）
｛//和前边空闲分区合并
before—>next=after—>next;
after—〉size+=back2—〉size；
back2=after;
}
else
{
before=before—〉next;
after=after—>next；
｝
｝
before=head2;
after=head2-〉next；
while（after）
｛
if（after—〉adr==back2->adr+back2-〉size）
｛//和后边空闲区合并
before->next=after->next;
back2—>size+=after—>size;
｝
else
{
before=before-〉next;
after=after—>next；
}
｝
before=head2；
after=head2->next；
while（！
insert）
｛//将被回收的块插入到恰当的位置（按分区大小从小到大）
if（after==NULL｜|（（after—〉size>back2—>size）&&（before->size〈back2—〉size）））
{
before—>next=back2；
back2->next=after;
insert=1;
break;
}
else
{
before=before—>next;
after=after—〉next;
}
}
}
if（insert）
printf（"\t最佳适应算法回收内存成功！
\n"）;
else
printf（”\t最佳适应算法回收内存失败!
！
\n”）；
｝
voidprint（charchoice）//输出空闲区队列信息
｛
Node＊p;
if（choice==’f'｜｜choice==’F'）
p=head1—〉next;
else
p=head2—〉next;
if（p）
｛
printf（"\n空闲区队列的情况为：
\n"）;
printf（”\t编号\t首址\t终址\t大小\n”）；
while（p）
{
printf（"\t％d\t%d\t%d\t%d\n”，p->id，p—>adr,p—〉adr+p->size-1，p—〉size）;
p=p—>next;
｝
}
｝
voidmenu（）//菜单及主要过程
｛
charchose；
intch，num,r,add，rd；
while
（1）
｛
system（”cls”）；
printf（"选择最先适应算法请输入F,选择最佳适应算法请输入B，退出程序请输入E\n\n"）;
printf（”请输入你的选择:
"）;
scanf（”%c”，&chose）;
if（chose==’e’||chose==’E'）
exit（0）;
else
{
system（"cls"）；
while
（1）
{
if（chose==’f'|｜chose=='F'）
printf（”最先适应算法（First-Fit）模拟：
\n"）;
if（chose=='b'｜|chose==’B'）
printf（"最佳适应算法（Best-Fit）模拟：
\n”）；
printf（"1.分配内存,2。
回收内存，3。
查看内存,4。
返回\n\n"）；
printf（”请输入你的选择:
"）;
scanf（"%d”,&ch）;
fflush（stdin）；
switch（ch）
{
case1：
printf（”输入申请的分区大小：
”）;scanf（”％d”,＆r）；
if（chose==’f’|｜chose==’F’）
assign=assignment1（num，r）;
else
assign=assignment2（num,r）;
if（assign-〉adr==-1）
{
printf（”分配内存失败！
\n"）;
｝
else
printf（”分配成功!
分配的内存的首址为:
％d\n”，assign—〉adr）;
break；
case2:
printf（"输入释放的内存的首址：
”）;scanf（”%d”,＆add）；
printf（"输入释放的内存的大小:
"）;scanf（"％d”，＆r）；
printf（”输入释放的内存的编号：
”）;scanf（”％d”,＆rd）；
if（check（add，r,chose））
{
if（chose=='f’||chose=='F'）
acceptment1（add，r,rd）；
else
acceptment2（add,r,rd）;
}
break；
case3：
print（chose）；
break;
case4:
menu（）；
break；
｝
}
｝
｝
｝
voidmain（）//主函数
｛
init（）;
menu（）;
｝
四、实验结果
五、实验总结
通过这次课程设计我练习了用C语言写系统软件，对操作系统中可变分区存储管理有了更深刻的了解。
在写程序的时候也遇到了一些困难。
比如在设计数据结构时特别犹豫，总想找一个很合适的。
但是，后来才知道，关键要多尝试，而空想是没有用的。
最后我证实了自己的设计的合理性。
还有为了使程序更健壮,在网上下载了几个代码,进行调试，运行、查看结果。
看懂代码和结果后，这次实验也算是成功的一大半了。
总之这次实验还是让我收获很大，让我在书本上的知识能够运用到实际当中。
这种学以致用的感觉才是最好的。
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