實(shí)驗(yàn)五 主存儲(chǔ)器空間的分配和回收

1、實(shí)驗(yàn)五 主存儲(chǔ)器空間的分配和回收一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主存儲(chǔ)器空間的分配和回收。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粋€(gè)好的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不僅要有一個(gè)足夠容量的、存取速度高的、穩(wěn)定可靠的主存儲(chǔ)器，而且要能合理地分配和使用這些存儲(chǔ)空間。當(dāng)用戶提出申請(qǐng)存儲(chǔ)器空間時(shí)，存儲(chǔ)管理必須根據(jù)申請(qǐng)者的要求，按一定的策略分析主存空間的使用情況，找出足夠的空閑區(qū)域分配給申請(qǐng)者。當(dāng)作業(yè)撤離或主動(dòng)歸還主存資源時(shí)，則存儲(chǔ)管理要收回作業(yè)占用的主存空間或歸還部分主存空間。主存的分配和回收的實(shí)現(xiàn)雖與主存儲(chǔ)器的管理方式有關(guān)的，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解應(yīng)怎樣實(shí)現(xiàn)主存空間的分配和回收。三、實(shí)驗(yàn)題目在可變分區(qū)管理方式下采用最先適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)主存分配和實(shí)現(xiàn)主存回收。提示：可變

2、分區(qū)方式是按作業(yè)需要的主存空間大小來(lái)分割分區(qū)的。當(dāng)要裝入一個(gè)作業(yè)時(shí)，根據(jù)作業(yè)需要的主存量查看是否有足夠的空閑空間，若有，則按需要量分割一個(gè)分區(qū)分配給該作業(yè)；若無(wú)，則作業(yè)不能裝入。隨著作業(yè)的裝入、撤離，主存空間被分成許多個(gè)分區(qū)，有的分區(qū)被作業(yè)占用，而有的分區(qū)是空閑的。例如：為了說(shuō)明哪些區(qū)是空閑的，可以用來(lái)裝入新作業(yè)，必須要有一張空閑區(qū)說(shuō)明表，格式如下：第一欄第二欄其中，起址指出一個(gè)空閑區(qū)的主存起始地址。長(zhǎng)度指出從起始地址開(kāi)始的一個(gè)連續(xù)空閑的長(zhǎng)度。狀態(tài)有兩種狀態(tài)，一種是“未分配”狀態(tài)，指出對(duì)應(yīng)的由起址指出的某個(gè)長(zhǎng)度的區(qū)域是空閑區(qū)；另一種是“空表目”狀態(tài)，表示表中對(duì)應(yīng)的登記項(xiàng)目是空白（無(wú)效），可用來(lái)

3、登記新的空閑區(qū)（例如，作業(yè)撤離后，它所占的區(qū)域就成了空閑區(qū)，應(yīng)找一個(gè)“空表目”欄登記歸還區(qū)的起址和長(zhǎng)度且修改狀態(tài)）。由于分區(qū)的個(gè)數(shù)不定，所以空閑區(qū)說(shuō)明表中應(yīng)有適量的狀態(tài)為“空表目”的登記欄目，否則造成表格“溢出”無(wú)法登記。上述的這張說(shuō)明表的登記情況是按提示（1）中的例所裝入的三個(gè)作業(yè)占用的主存區(qū)域后填寫(xiě)的。(2) 當(dāng)有一個(gè)新作業(yè)要求裝入主存時(shí)，必須查空閑區(qū)說(shuō)明表，從中找出一個(gè)足夠大的空閑區(qū)。有時(shí)找到的空閑區(qū)可能大于作業(yè)需要量，這時(shí)應(yīng)把原來(lái)的空閑區(qū)變成兩部分：一部分分給作業(yè)占用；另一部分又成為一個(gè)較小的空閑區(qū)。為了盡量減少由于分割造成的空閑區(qū)，而盡量保存高地址部分有較大的連續(xù)空閑區(qū)域，以利于大型

4、作業(yè)的裝入。為此，在空閑區(qū)說(shuō)明表中，把每個(gè)空閑區(qū)按其地址順序登記，即每個(gè)后繼的空閑區(qū)其起始地址總是比前者大。為了方便查找還可使表格“緊縮”，總是讓“空表目”欄集中在表格的后部。(3) 采用最先適應(yīng)算法（順序分配算法）分配主存空間。 按照作業(yè)的需要量，查空閑區(qū)說(shuō)明表，順序查看登記欄，找到第一個(gè)能滿足要求的空閑區(qū)。當(dāng)空閑區(qū)大于需要量時(shí)，一部分用來(lái)裝入作業(yè)，另一部分仍為空閑區(qū)登記在空閑區(qū)說(shuō)明表中。由于本實(shí)驗(yàn)是模擬主存的分配，所以把主存區(qū)分配給作業(yè)后并不實(shí)際啟動(dòng)裝入程序裝入作業(yè)，而用輸出“分配情況”來(lái)代替。(4) 當(dāng)一個(gè)作業(yè)執(zhí)行結(jié)束撤離時(shí)，作業(yè)所占的區(qū)域應(yīng)該歸還，歸還的區(qū)域如果與其它空閑區(qū)相鄰，則應(yīng)合成一個(gè)較大的空閑區(qū)，登記在空閑區(qū)說(shuō)明表中。例如，在提示（1）中列舉的情況下，如果作業(yè)2撤離，歸還所占主存區(qū)域時(shí)，應(yīng)與上、下相鄰的空閑區(qū)一起合成一個(gè)大的空閑區(qū)登記在空閑區(qū)說(shuō)明表中。歸還主存時(shí)的回收算法如圖4-2。(5) 請(qǐng)按最先適應(yīng)算法設(shè)計(jì)主存分配和回收的程序。然后按（1）中假設(shè)主存中已裝入三個(gè)作業(yè)，且形成兩個(gè)空閑區(qū)，確定空閑區(qū)說(shuō)明表的初值。現(xiàn)有一個(gè)需要主存量為6K的作