1230实验四 主存空间的分配和回收模拟

一、实验目的

为了合理地分配和使用这些存储空间，当用户提出申请主存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间和使用情况，找出足够的空闲区域给申请者。当作业撤离归还主存资源时，则存储管理要收回占用的主存空间。主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理方式有关的，通过本实验帮助我们理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 

 二、实验内容和要求

1.要求：实现三个方面的内容，模拟、固定分区储存管理、动态分区分配存储管理。

2.内容：

1）模拟包括三个部分：

     a.实现特定的内存分配算法

     b.实现内存回收模拟

     c.每种内存分配策略对应的碎片数统计

2）固定分区存储管理
假设内存容量为120KB，并且分别划分成8,16,32,64KB大小的块各一块。一个进程所需要的内存为0到100个KB。同时假设一个进程在运行过程中所需内存的大小不变。模拟五个进程到达请求分配与运行完回收情况,输出主存分配表.

3)动态分区分配存储管理
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、下次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计(任选两种算法)。
  a.在程序运行过程，由用户指定申请与释放。
  b.设计一个已占用分区表，以保存某时刻主存空间占用情况。
  c.设计一个空闲分区表，以保存某时刻主存空间剩余情况。
  d.用两个表的变化情况,反应各进程所需内存的申请与释放情况。

 

三、实验方法、步骤及结果测试

1. 源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名 4.c

可执行程序名：4.exe

2. 原理分析及流程图

程序在main（）函数内直接编写，在while（1）内写switch...case语句来判断输入的是什么字符，若输入a则跳入分配功能段，输入r则跳入回收功能段，输入e则退出运行。

3. 主要程序段及其解释：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
typedef struct process
{
    int number;
    char name[20];
    int begin;
    int size;
    char status;
}Pro;
main()
{
    int sys=512;
    char s;
    int i=0;
    int count1=0;
    int count2=0;
    int flag=1;
    char j[10];
    Pro a[10];
    strcpy(a[0].name,"system");//a[0]是系统进程
    a[0].begin=0;
    a[0].size=100;
    a[0].status='f';

    printf("初始化,设内存总容量为%dK
",sys);
    printf("系统从低地址部分开始使用,占用%dK

",a[0].size);

    printf("空闲区表Free:
");
    printf("	NO.	 proname	begin	 size	 status
");
    printf("	NO.1	 -----		 %d	 %d	  f

",a[0].size,sys-a[0].size);

    printf("==============================================
");
    printf("已分配分区表::
");
    printf("	NO.	 proname	begin	 size	 status
");
    printf("	NO.1	 %s		 %d	 %d	  %c
",a[0].name,a[0].begin,a[0].size,a[0].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("	---------------------------------------------
");
    printf("	NO.1	 %s		 %d	 %d	  u
",a[0].name,a[0].begin,a[0].size);
    printf("	NO.2	 -----		 %d	 %d	  f

",a[0].size,sys-a[0].size);

    printf("

");
    i=1;
    while (1)
    {
        printf("请选择:分配a 回收r 退出e
");
        scanf("%s",&s);
        switch (s)
        {
        case 'a':
            printf("请输入进程名:");
            scanf("%s",&a[i].name);
            printf("请输入进程大小:");
            scanf("%d",&a[i].size);
            a[1].begin=100;
            a[i].status='u';
            flag++;   //当前的进程数

            printf("插入完成!
");
            printf("空闲区表Free:
");
            printf("	NO.	 proname	begin	 size	 status
");
            for (i=0;i<flag;i++)
            { 
                a[i+1].begin=a[i].begin+a[i].size;
                count1=a[i+1].begin;
                count2=sys-count1;
            }
            printf("	NO.1	 -----		 %d	 %d	  f

",count1,count2);
            a[0].status='u';
            printf("==============================================
");
            printf("已分配分区表:
");
            printf("	NO.	 proname	begin	 size	 status
");
            for(i=0;i<flag;i++)
            {
                a[i+1].begin=a[i].begin+a[i].size;
                printf("	NO.%d	 %s		 %d	 %d	  %c
",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[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,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
            }
            printf("	NO.%d	 -----		 %d	 %d	  f

",flag+1,count1,count2);
            break;
        case 'r':
                printf("输入进程名:");
                scanf("%s",&j);
                printf("回收成功!
");
                for (i=0;i<flag;i++)
                {
                    if (strcmp(j,a[i].name)==0)
                    {
                        strcpy(a[i].name,"-----");
                        a[i].status='f';
                    }
                }
                printf("空闲区表Free:
");
                printf("	NO.	 proname	begin	 size	 status
");
                for (i=0;i<flag;i++)
                {
                    if (a[i].status=='f'){
                        printf("	NO.%d	 %s		 %d	 %d	  %c
",i,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[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 (a[i].status=='u'){
                        printf("	NO.%d	 %s		 %d	 %d	  %c
",i,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[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,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
                }
                printf("	NO.%d	 -----		 %d	 %d	  f

",flag+1,count1,count2);
                break;
         case 'e':
            exit(0);
            break;
        }
    }
}

　　

4、运行结果及分析

运行程序，有如下效果：

此时可输入“a”选择“分配”，输入“r”选择“回收”，或者选择“e”选择退出运行。

输入a，进入分配段，提示“输入进程名”、“输入进程大小”，输入完毕后提示“插入完毕！空闲区表Free”。

下面分配两个进程s1、s2：

输入r，可进入进程回收段，提示“输入进程名”。eg:回收进程s2。效果如下：

输入e，则退出程序运行，效果如下：

 

四、实验总结

时间比较赶，做了简单的“主存空间的分配和回收模拟”的效果，程序比较粗糙，内容都放在main( )函数里面，可能看起来比较烦躁点。