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。
源代码：
1 #include <stdio.h> 2 #include <conio.h> 3 #include <string.h> 4 #define MAX 512 //设置总内存大小为512k 5 6 struct partition { 7 char pn[10];//分区名字 8 int begin;//起始地址 9 int size;//分区大小 10 int end;//结束地址 11 char status;//分区状态 12 }; 13 struct partition part[MAX]; 14 int p=0; //标记上次扫描结束处 15 16 void Init()//初始化分区地址、大小以及状态 17 { 18 int i; 19 for (i=0;i<MAX;i++) 20 part[i].status='-'; 21 strcpy(part[0].pn, "SYSTEM"); 22 part[0].begin=0; 23 part[0].size=100; 24 part[0].status='u'; 25 strcpy(part[1].pn, "-----"); 26 part[1].begin=100; 27 part[1].size=412; 28 part[1].status='f'; 29 for (i=0;i<MAX;i++) 30 part[i].end = part[i].begin + part[i].size; 31 } 32 33 34 void Output(int i) 35 { 36 printf(" %s %d %d %d %c", part[i].pn, part[i].begin, part[i].size, part[i].end, part[i].status); 37 38 } 39 40 41 void Show() //显示分区 42 { 43 int i; 44 int n; //用n来记录分区的个数 45 printf(" 已分配分区表:"); 46 printf(" ------------------------------------------------"); 47 printf(" No. proname begin size end status"); 48 printf(" ------------------------------------------------"); 49 n=1; 50 for (i=0;i<MAX;i++) 51 { 52 if (part[i].status=='-') 53 break; 54 if (part[i].status=='u') 55 { 56 printf(" No.%d", n); 57 Output(i); 58 n++;// 记录已分配使用的分区个数 59 } 60 } 61 printf(" ------------------------------------------------"); 62 printf(" "); 63 printf(" 空闲分区表:" ); 64 printf(" ------------------------------------------------"); 65 printf(" No. proname begin size end status"); 66 printf(" ------------------------------------------------"); 67 n=1; 68 for (i=0;i<MAX;i++) 69 { 70 if (part[i].status=='-') 71 break; 72 if (part[i].status=='f') 73 { 74 printf(" No.%d", n); 75 Output(i); 76 n++; //记录空闲分区的个数 77 } 78 } 79 printf(" ------------------------------------------------"); 80 printf(" "); 81 printf(" "); 82 } 83 84 void Fit(int a,char workName[],int workSize) //新作业把一个分区分配成两个分区：已使用分区和空闲分区 85 { 86 int i; 87 for (i=MAX;i>a+1;i--) 88 { 89 //把在a地址后的所有分区往后退一个分区,相当于增加一个分区 90 if (part[i-1].status=='-') 91 continue; 92 part[i]=part[i-1]; 93 } 94 strcpy(part[a+1].pn,"-----"); 95 part[a+1].begin=part[a].begin+workSize; 96 part[a+1].size=part[a].size-workSize; 97 part[a+1].end=part[a].end; 98 part[a+1].status='f'; 99 strcpy(part[a].pn, workName); 100 part[a].size=workSize; 101 part[a].end=part[a].begin+part[a].size; 102 part[a].status='u'; 103 } 104 105 106 void Allocation() // 分配 107 { 108 int i; 109 int a; 110 int workSize; 111 char workName[10]; 112 int pFree; 113 printf(" 请输入作业名称："); 114 scanf("%s", &workName); 115 for(i=0;i<MAX;i++) 116 { 117 if(!strcmp(part[i].pn,workName)) 118 { 119 printf(" 作业已经存在，不必再次分配！ "); 120 return; 121 } 122 } 123 printf("请输入作业大小(k)："); 124 scanf("%d", &workSize); 125 for (i=0;i<MAX;i++) 126 { 127 if (part[i].status=='f'&&part[i].size>=workSize) 128 { 129 pFree = i;//pFree指向第一个可以分配的区域 130 break; 131 } 132 } 133 if (i==MAX) 134 { 135 printf(" 该作业大小超出最大可分配空间"); 136 getch(); 137 return; 138 } 139 printf(" 请选择分配算法："); 140 printf(" 1、最佳适应算法"); 141 printf(" 2、最坏适应算法"); 142 printf(" 请选择<1~2>："); 143 while (1) 144 { 145 scanf("%d", &a); 146 if (a==1||a==2) 147 { 148 if(a==1) 149 { 150 for (i=0;i<MAX;i++)//最佳适应算法（找最小） 151 if (part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize) 152 if (part[pFree].size > part[i].size) 153 pFree = i; 154 Fit(pFree, workName, workSize); 155 } 156 else 157 { 158 for (i=0; i<MAX;i++)//最坏适应算法 159 if (part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize) 160 if (part[pFree].size < part[i].size) 161 pFree = i; 162 Fit(pFree, workName, workSize); 163 } 164 break; 165 } 166 printf("输入错误，请重新输入："); 167 } 168 printf(" 分配成功！"); 169 } 170 171 172 void Merge()//合并 173 { 174 int i = 0; 175 while (i!=MAX-1) 176 { 177 for (i=0;i<MAX-1;i++ ) 178 { 179 if (part[i].status == 'f') 180 if (part[i+1].status == 'f')//判断是否有两个相连的空闲区 181 { 182 part[i].size=part[i].size+part[i+1].size; 183 part[i].end=part[i].begin+part[i].size; 184 i++; 185 for(i;i<MAX-1;i++)//i后的区域往前移一位 186 { 187 if (part[i+1].status == '-') 188 { 189 part[i].status='-'; 190 break; 191 } 192 part[i]=part[i+1]; 193 } 194 part[MAX-1].status='-'; 195 break; 196 } 197 } 198 } 199 } 200 201 202 void Recovery() // 回收分区 203 { 204 int i; 205 int number; 206 int n=0; 207 printf(" 请输入回收的分区号："); 208 scanf("%d", &number); 209 if (number==1) 210 { 211 printf(" 系统分区无法回收"); 212 return; 213 } 214 for (i=0;i<MAX;i++)//通过循环查找要回收的已使用分区区号 215 { 216 if (part[i].status == 'u') 217 { 218 n++;//分区号 219 if (n==number) 220 { 221 strcpy(part[i].pn, "-----"); 222 part[i].status='f'; 223 } 224 } 225 } 226 if (i==MAX-1) 227 { 228 printf( " 找不到分区" ); 229 return; 230 } 231 Merge(); 232 printf( " 回收成功！" ); 233 } 234 235 236 void main() 237 { 238 int s; 239 Init(); 240 printf("初始化，设内存容量%dk", MAX); 241 printf(" 系统从低地址部分开始使用，占用%dk", part[0].size); 242 while (1) 243 { 244 printf(" "); 245 printf(" |------------------------------------------------| "); 246 printf(" | 内存的分配及回收 | "); 247 printf(" |------------------------------------------------| "); 248 printf(" | 0:退出 | "); 249 printf(" | 1:显示分区 | "); 250 printf(" | 2:分配作业 | "); 251 printf(" | 3:回收分区 | "); 252 printf(" |------------------------------------------------| "); 253 printf("请选择<0~3>："); 254 while (1) 255 { 256 scanf("%d", &s); 257 if (s>=0||s<=3) 258 break; 259 printf("输入错误，请重新输入："); 260 } 261 switch (s) 262 { 263 case 0: 264 exit(0); 265 break; 266 case 1: 267 Show(); 268 break; 269 case 2: 270 Allocation(); 271 break; 272 case 3: 273 Recovery(); 274 break; 275 default: 276 break; 277 } 278 } 279 }
运行结果：
