【操作系统】实验四 主存空间的分配和回收

 

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。

1. 用户输入作业名称；
2. 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；
3. 用户输入作业所占空间大小；
4. 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；
5. 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；

1. 由用户输入作业的ID，决定所要终止的作业；
2. 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；
3. 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？）

1. 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 ");
printf("系统从低地址部分开始使用，占用：");
scanf("%d",&memory);
printf(" ");

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: ");
printf(" No. proname begin size status ");
printf(" No.1 %s %d %d %c ",part[0].pn,part[0].begin,part[0].size,part[0].status);

printf("============================================================= ");

printf("空闲分区表Free: ");
printf(" No. proname begin size status ");
printf(" No.1 ---- %d %d f ",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: ");
printf(" No. proname begin size status ");
printf(" ====================================== ");
printf(" No.1 %s %d %d %c ",part[0].pn,part[0].begin,part[0].size,part[0].status);
printf(" No.2 ---- %d %d f ",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! ");
printf("空闲区表Free: ");
printf(" No. proname begin size status ");
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(" NO.1 ---- %d %d f ",count1,count2);
part[0].status='u';
printf(" ====================================== ");
printf("已分配分区表Used: ");
printf(" No. proname begin size status ");
for(i=0;i<flag;i++)
{
part[i+1].begin=part[i].begin+part[i].size;
printf(" NO.%d %s %d %d %c ",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
printf(" ");

printf("内存使用情况,按起始增长的排序: ");
printf("printf sorted by address: ");
printf(" No. proname begin size status ");
printf(" ====================================== ");
for (i=0;i<flag;i++)
{
printf(" No.%d %s %d %d %c ",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
printf(" NO.%d ---- %d %d f ",flag+1,count1,count2);
break;

//回收
case 2:
printf("输入进程名:");
scanf("%s",&j);
printf("回收成功! ");
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: ");
printf(" No. proname begin size status ");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (part[i].status=='f')
{
printf(" NO.%d %s %d %d %c ",i,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
}
printf(" NO.%d ---- %d %d f ",flag+1,count1,count2);
printf(" ====================================== ");
printf("已分配分区表: ");
printf(" No. proname begin size status ");
for(i=0;i<flag;i++)
{
if (part[i].status=='u')
{
printf(" NO.%d %s %d %d %c ",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
}
printf(" ");

printf("内存使用情况,按起始增长的排序: ");
printf("printf sorted by address: ");
printf(" No. proname begin size status ");
printf(" ====================================== ");
for (i=0;i<flag;i++)
{

printf(" No.%d %s %d %d %c ",i+1,part[i].pn,part[i].begin,part[i].size,part[i].status);
}
printf(" NO.%d ---- %d %d f ",flag+1,count1,count2);
break;

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

运行结果

初始化内存分配

为进程a分配内存空间

 

回收进程a的内存空间