实验四主存空间的分配和回收
专业：商软一班 姓名：黄敏鹏 学号：201406114116
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。
- 用户输入作业名称；
- 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；
- 用户输入作业所占空间大小；
- 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；
- 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；
- 由用户输入作业的ID，决定所要终止的作业；
- 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；
- 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；
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。
运行截图：
源代码：
1 #include<stdio.h> 2 //#include<conio.h> 3 #include<windows.h> 4 #include<string.h> 5 #define MAX 24 //内存允许同时存在的空间数 6 #define max_size 512 //内存空间的大小 7 struct partition{ 8 9 char pn[10]; //空间名称 10 int begin; //空间的相对起始位置 11 int size; //空间的大小 12 int end; //空间的相对结束位置 13 char status; //通过该属性判断空间状态 : u 为已使用 ; f 为未分配作业 ; 0 为未初始化 14 }; 15 typedef struct partition PART; 16 17 char jobName[20]; //暂时保存用户输入的作业名 18 int jobSize; //暂时保存用户输入的作业所需空间大小 19 20 int lastPost=0; //保存循环首次适应算法的上次搜索的位置 21 22 //初始化内存分配 23 void newMemory(PART memory[MAX]); 24 //输出内存分配情况 25 void putoutMemory(PART memory[MAX]); 26 //输入作业 27 void inputJob(PART memory[MAX]); 28 //回收指定作业 29 void removeJob(PART memory[MAX]); 30 //首次适应算法查找目标分区 31 void findByFirstFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]); 32 //循环首次适应算法查找目标分区 33 void findByNestFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]); 34 //最坏适应分配查找目标分区 35 void findByWorstFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]); 36 //最优适应分配查找目标分区 37 void findByGoodFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]); 38 39 /* 40 主函数 41 */ 42 void main(){ 43 PART memory[MAX]; 44 newMemory(memory); 45 46 while(1){ 47 system("title 201402114116-黄敏鹏"); 48 system("mode con cols=80 lines=30"); 49 system("cls"); 50 int choose; 51 printf("0.退出 1.回收内存 2.查看内存分配情况 3.回收指定作业 "); 52 printf("4.首次适应分配 5.循环首次适应分配 6.最坏适应分配 7.最优适应分配 "); 53 printf(" 请输入 : "); 54 scanf("%d",&choose); 55 switch( choose ){ 56 case 0: 57 printf(" 程序已停止运行，按任意键关闭窗口 "); 58 exit(1); 59 break; 60 case 1: 61 newMemory(memory); 62 printf(" 还原内存分配成功 "); 63 break; 64 case 2: 65 putoutMemory(memory); 66 break; 67 case 3: 68 removeJob(memory); 69 break; 70 case 4: 71 inputJob(memory); 72 findByFirstFit(memory,jobSize,jobName); 73 break; 74 case 5: 75 inputJob(memory); 76 findByNestFit(memory,jobSize,jobName); 77 break; 78 case 6: 79 inputJob(memory); 80 findByWorstFit(memory,jobSize,jobName); 81 break; 82 case 7: 83 inputJob(memory); 84 findByGoodFit(memory,jobSize,jobName); 85 break; 86 default: 87 printf(" 输入错误，请重新输入! "); 88 } 89 system("pause"); 90 } 91 } 92 93 //初始化内存空间 94 void newMemory(PART memory[MAX]){ 95 for(int i=0;i<MAX;i++){ 96 memory[i].status = '0'; //初始值为0,有用值为 f , u 97 memory[i].size = 0; 98 } 99 strcpy(memory[0].pn,"SYSTEM"); 100 memory[0].begin = 0; 101 memory[0].status = 'f'; 102 memory[0].size = max_size; 103 memory[0].end = memory[0].begin + memory[0].size; 104 } 105 106 //输入作业 107 void inputJob(PART memory[MAX]){ 108 printf(" 请输入作业名称 : "); 109 scanf(" %s",&jobName); 110 printf("请输入作业所需空间 : "); 111 scanf("%d",&jobSize); 112 } 113 114 void putoutMemory(PART memory[MAX]){ 115 printf(" -------------------------内存分配----------------------- "); 116 printf("-------------------------------------------------------- "); 117 printf(" No.? pn begin size status "); 118 for(int i=0;i<MAX;i++){ 119 if(memory[i].status != '0'){ 120 printf(" No.%d %7s %5d %4d %6c ",i,memory[i].pn,memory[i].begin,memory[i].size,memory[i].status); 121 } 122 } 123 printf("-------------------------------------------------------- "); 124 printf(" "); 125 } 126 127 //回收指定作业 128 void removeJob(PART memory[MAX]){ 129 char removeJobName[10]; 130 int flag=0; 131 printf(" 请输入作业名称 : "); 132 scanf(" %s",&removeJobName); 133 for(int i=0;i<MAX;i++){ 134 if( strcmp(memory[i].pn,removeJobName) == 0 ){ 135 memory[i].status = 'f'; 136 strcpy(memory[i].pn,"SYSTEM"); 137 flag=1; 138 } 139 } 140 if(flag==1){ 141 printf(" 回收作业成功 "); 142 }else{ 143 printf(" 该作业不存在 "); 144 } 145 146 } 147 148 //首次适应算法查找目标分区 149 void findByFirstFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]){ 150 int post=24,post2=24; 151 if( jobSize > max_size){ 152 printf(" 作业所需空间过大，系统无法满足您的需求 "); 153 return ; 154 } 155 int i=0; 156 for(i=0;i<MAX;i++){ 157 if(memory[i].size>=jobSize && memory[i].status == 'f'){ 158 post=i; 159 break; 160 } 161 } 162 for(int j = 0; j<MAX;j++){ 163 if(memory[j].status == '0'){ 164 post2 = j; 165 break; 166 } 167 } 168 if(post>=24 ){ 169 printf(" 所需空间太大，系统无法满足您的需求 "); 170 return ; 171 } 172 if(post2>=24){ 173 printf(" 已有的作业数太多，系统无法满足您的需求 "); 174 return ; 175 } 176 177 int memorySize=memory[post].size; 178 strcpy(memory[post].pn,jobName); 179 memory[post].size = jobSize; 180 memory[post].end = memory[post].begin + memory[post].size; 181 memory[post].status = 'u'; 182 183 memory[post2].begin = memory[post].end; 184 memory[post2].size = memorySize - jobSize; 185 memory[post2].end = memory[post2].begin + memory[post2].size; 186 memory[post2].status = 'f'; 187 strcpy(memory[post2].pn,"SYSTEM"); 188 189 printf(" 添加作业成功 "); 190 191 } 192 193 //循环首次适应算法查找目标分区 194 void findByNestFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]){ 195 int post=0,post2; 196 int i,j; 197 198 if(lastPost<=24){ 199 post = lastPost; 200 }else{ 201 lastPost = 0; 202 } 203 204 if( jobSize > max_size){ 205 printf(" 作业所需空间过大，系统无法满足您的需求 "); 206 return ; 207 } 208 for(i=post;i<MAX;i++){ 209 if(memory[i].size>=jobSize && memory[i].status == 'f'){ 210 post=i; 211 break; 212 } 213 if(i==MAX){ 214 for(j=post;j<lastPost;j++){ 215 if(memory[j].size>=jobSize && memory[j].status == 'f'){ 216 post=j; 217 break; 218 } 219 } 220 } 221 } 222 for(j = 0; j<MAX;j++){ 223 if(memory[j].status == '0'){ 224 post2 = j; 225 break; 226 } 227 } 228 229 if(post>=24 || memory[post].size < jobSize){ 230 printf(" 没有可以放置的空间 "); 231 return; 232 } 233 if(post2>=24){ 234 printf(" 已有的作业数太多，系统无法满足您的需求 "); 235 return; 236 } 237 238 lastPost = post; 239 240 int memorySize=memory[post].size; 241 strcpy(memory[post].pn,jobName); 242 memory[post].size = jobSize; 243 memory[post].end = memory[post].begin + memory[post].size; 244 memory[post].status = 'u'; 245 246 memory[post2].begin = memory[post].end; 247 memory[post2].size = memorySize - jobSize; 248 memory[post2].end = memory[post2].begin + memory[post2].size; 249 memory[post2].status = 'f'; 250 strcpy(memory[post2].pn,"SYSTEM"); 251 252 printf(" 添加作业成功 "); 253 } 254 255 //最坏适应分配查找目标分区 256 void findByWorstFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]){ 257 int post=-1,post2; 258 if( jobSize > max_size){ 259 printf(" 作业所需空间过大，系统无法满足您的需求 "); 260 return ; 261 } 262 int i=0; 263 for(i=0;i<MAX;i++){ 264 if(memory[i].size>jobSize && memory[i].status == 'f'){ 265 if( post == -1){ 266 post=i; 267 }else if(memory[i].size>memory[post].size){ 268 post=i; 269 } 270 } 271 } 272 for(int j = 0; j<MAX;j++){ 273 if(memory[j].status == '0'){ 274 post2 = j; 275 break; 276 } 277 } 278 if(post2>=24){ 279 printf(" 已有的作业数太多，系统无法满足您的需求 "); 280 return ; 281 } 282 if(post>=24 || post ==-1){ 283 printf(" 所需空间太大，系统无法满足您的需求 "); 284 return ; 285 } 286 287 int memorySize=memory[post].size; 288 strcpy(memory[post].pn,jobName); 289 memory[post].size = jobSize; 290 memory[post].end = memory[post].begin + memory[post].size; 291 memory[post].status = 'u'; 292 293 memory[post2].begin = memory[post].end; 294 memory[post2].size = memorySize - jobSize; 295 memory[post2].end = memory[post2].begin + memory[post2].size; 296 memory[post2].status = 'f'; 297 strcpy(memory[post2].pn,"SYSTEM"); 298 299 printf(" 添加作业成功 "); 300 } 301 302 //最优适应分配查找目标分区 303 void findByGoodFit(PART memory[MAX],int jobSize,char jobName[20]){ 304 int post=-1,post2; 305 if( jobSize > max_size){ 306 printf(" 作业所需空间过大，系统无法满足您的需求 "); 307 return ; 308 } 309 int i=0; 310 for(i=0;i<MAX;i++){ 311 if(memory[i].size > jobSize && memory[i].status == 'f' ){ 312 if( post >= 0 ){ 313 if( memory[i].size < memory[post].size ){ 314 post=i; 315 printf("%d----",i); 316 } 317 }else if( post == -1 ){ 318 post=i; 319 } 320 } 321 } 322 for(int j = 0; j<MAX;j++){ 323 if(memory[j].status == '0'){ 324 post2 = j; 325 break; 326 } 327 } 328 if(post2>=24){ 329 printf(" 已有的作业数太多，系统无法满足您的需求 "); 330 return ; 331 } 332 if(post>=24 || post == -1){ 333 printf(" 所需空间太大，系统无法满足您的需求 "); 334 return ; 335 } 336 337 int memorySize=memory[post].size; 338 strcpy(memory[post].pn,jobName); 339 memory[post].size = jobSize; 340 memory[post].end = memory[post].begin + memory[post].size; 341 memory[post].status = 'u'; 342 343 memory[post2].begin = memory[post].end; 344 memory[post2].size = memorySize - jobSize; 345 memory[post2].end = memory[post2].begin + memory[post2].size; 346 memory[post2].status = 'f'; 347 strcpy(memory[post2].pn,"SYSTEM"); 348 349 printf(" 添加作业成功 "); 350 }