實(shí)驗(yàn)二-動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式的主存分配回收

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)二 動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式的內(nèi)存分配回收一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钊肓私鈩?dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式內(nèi)存分配回收的實(shí)現(xiàn)。二、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容 編寫程序完成動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式的內(nèi)存分配回收的實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)具體內(nèi)容包括：首先確定內(nèi)存空間分配表；然后采用最優(yōu)適應(yīng)算法完成內(nèi)存空間的分配與回收；最后編寫主函數(shù)對(duì)所做工作進(jìn)行測(cè)試。三、實(shí)驗(yàn)原理 動(dòng)態(tài)分區(qū)管理方式預(yù)先不將內(nèi)存劃分成幾個(gè)區(qū)域，而把內(nèi)存除操作系統(tǒng)占用區(qū)域外的空間看作一個(gè)大的空閑區(qū)。當(dāng)作業(yè)要求裝入內(nèi)存時(shí)，根據(jù)作業(yè)需要內(nèi)存空間的大小查詢內(nèi)存內(nèi)各個(gè)空閑區(qū)，當(dāng)從內(nèi)存空間中找到一個(gè)大于或等于該作業(yè)大小的內(nèi)存空間區(qū)時(shí)，選擇其中一個(gè)空閑區(qū)，按作業(yè)要求劃出一個(gè)

2、分區(qū)裝入該作業(yè)。作業(yè)執(zhí)行完后，它所占用的內(nèi)存空間被收回，成為一個(gè)空閑區(qū)。如果該空閑區(qū)的相鄰分區(qū)也是空閑區(qū)，則需要將相鄰空閑區(qū)合并成一個(gè)空閑區(qū)。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分區(qū)的分配與回收，主要考慮三個(gè)問題：第一，設(shè)計(jì)記錄內(nèi)存使用情況的數(shù)據(jù)表格，用來記錄空閑區(qū)和作業(yè)占用的區(qū)域；第二，在設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表格基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)內(nèi)存分配算法；第三，在設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表格基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)內(nèi)存回收算法。1  設(shè)計(jì)記錄內(nèi)存使用情況的數(shù)據(jù)表格由于動(dòng)態(tài)分區(qū)的大小是由作業(yè)需求量決定的，故分區(qū)的長(zhǎng)度是預(yù)先不固定的，且分區(qū)的個(gè)數(shù)也隨內(nèi)存分配和回收變動(dòng)?？傊蟹謪^(qū)情況隨時(shí)可能發(fā)生變化，數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)必須和這個(gè)特點(diǎn)相適應(yīng)。由于分區(qū)長(zhǎng)

3、度不同，因此設(shè)計(jì)的表格應(yīng)該包括分區(qū)在內(nèi)存中的起始地址和長(zhǎng)度。由于分配時(shí)，空閑區(qū)有時(shí)會(huì)變成兩個(gè)分區(qū)：空閑區(qū)和已分分區(qū)，回收內(nèi)存分區(qū)時(shí)，可能會(huì)合并空閑區(qū)，這樣如果整個(gè)內(nèi)存采用一張表格記錄已分分區(qū)和空閑區(qū)，就會(huì)使表格操作繁瑣。內(nèi)存分配時(shí)查找空閑區(qū)進(jìn)行分配，然后填寫已分配分區(qū)表，主要操作在空閑區(qū)；某個(gè)作業(yè)執(zhí)行完后，將該分區(qū)貶詞空閑區(qū)，并將其與相鄰的空閑區(qū)合并，主要操作也在空閑區(qū)。由此可見，內(nèi)存的分配與回收主要是對(duì)空閑區(qū)的操作。這樣為了便于對(duì)內(nèi)存空間的分配與回收，就建立兩張分區(qū)表記錄內(nèi)存的使用情況：“已分配分區(qū)表”記錄作業(yè)占用分區(qū)，“空閑區(qū)表”記錄空閑區(qū)。這兩張表的實(shí)現(xiàn)方法一般有兩種：鏈表形式、順序表形

4、式。在本實(shí)驗(yàn)中，采用順序表形式，用數(shù)組模擬。由于順序表的長(zhǎng)度必須提前固定，所以無(wú)論是“已分配區(qū)表”還是“空閑區(qū)表”都必須事先確定長(zhǎng)度。它們的長(zhǎng)度必須是系統(tǒng)可能的最大項(xiàng)數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中才不會(huì)出錯(cuò)，因此在多數(shù)情況下，無(wú)論是“已分配表區(qū)”還是“空閑區(qū)表”都是空閑欄目。已分配區(qū)表中除了分區(qū)起始地址、長(zhǎng)度外，也至少還有一項(xiàng)“標(biāo)志”，如果是空閑欄目，內(nèi)容為“空”，如果為某個(gè)作業(yè)占用分區(qū)的登記項(xiàng)，內(nèi)容為該作業(yè)的作業(yè)名；空閑區(qū)表除了分區(qū)起始地址、長(zhǎng)度外，也要有一項(xiàng)“標(biāo)志”，如果是空閑欄目，內(nèi)容為“空”，如果為某個(gè)空閑區(qū)的登記項(xiàng)，內(nèi)容為“未分配”。在實(shí)際系統(tǒng)中，這兩個(gè)表格的內(nèi)容可能還要多，實(shí)驗(yàn)中僅僅使用上述必

5、須的數(shù)據(jù)。為此，“已分配區(qū)表”和“空閑區(qū)表”在實(shí)驗(yàn)中有如下的結(jié)構(gòu)定義。已分配區(qū)表的定義：#define n 10 /假定系統(tǒng)允許的最大作業(yè)數(shù)量為nstructfloat address; /已分分區(qū)起始地址float length; /已分分區(qū)長(zhǎng)度，單位為字節(jié)int flag; /已分配表區(qū)登記欄標(biāo)志，用0表示空欄目，used_tablen; /已分配區(qū)表空閑區(qū)表的定義：#define m 10 /假定系統(tǒng)允許的空閑區(qū)表最大為mstructfloat address; /空閑區(qū)起始地址float length; /空閑區(qū)長(zhǎng)度，單位為字節(jié)int flag; /空閑區(qū)表登記欄目用0表示空欄目，1表

6、示未分配?free_tablem; /空閑區(qū)表其中分區(qū)起始地址和長(zhǎng)度數(shù)值太大，超出了整形表達(dá)范圍，所以采用float類型。2  在設(shè)計(jì)的表格上進(jìn)行內(nèi)存分配當(dāng)要裝入一個(gè)作業(yè)時(shí)，從空閑區(qū)表中查找標(biāo)志為“未分配”的空閑區(qū)，從中找一個(gè)能容納該作業(yè)的空閑區(qū)。如果找到的空閑區(qū)正好等于該作業(yè)的長(zhǎng)度，則把該分區(qū)全部分配給該作業(yè)。這時(shí)應(yīng)該把該空閑區(qū)登記欄中的標(biāo)志改為“空”，同時(shí)在已分配區(qū)表中找到一個(gè)標(biāo)志為“空”的欄目登記新裝入作業(yè)所占用分區(qū)的起始地址、長(zhǎng)度和作業(yè)名。如果找到的空閑區(qū)大于作業(yè)長(zhǎng)度，則把空閑區(qū)分成兩部分，一部分用來裝入作業(yè)，另一部分則仍然為空閑區(qū)，這時(shí)只要修改空閑區(qū)的長(zhǎng)度，且把新裝入的作業(yè)

7、登記到已分配區(qū)表中。內(nèi)存分配算法目前一般采用三種算法：首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法。本實(shí)驗(yàn)中采用最佳適應(yīng)算法為作業(yè)分配內(nèi)存。最佳適應(yīng)算法會(huì)出現(xiàn)空閑分區(qū)分割后剩下的空閑分區(qū)很小以至于無(wú)法使用的情況，為了在一定程度上解決這個(gè)問題，如果空閑分區(qū)的大小比作業(yè)要求的長(zhǎng)度略大一點(diǎn)，不再將空閑區(qū)分區(qū)分割成已分分區(qū)和空閑分區(qū)兩部分，而是將整個(gè)空閑區(qū)分配給作業(yè)。 在實(shí)現(xiàn)最佳適應(yīng)算法時(shí)，可把空閑分區(qū)按長(zhǎng)度遞增方式登記在空閑區(qū)表中。分配時(shí)順序查找空閑表，查找到的第一個(gè)空閑區(qū)就是滿足作業(yè)要求的最小分區(qū)。這樣查找速度快，但是為使空閑區(qū)按照長(zhǎng)度遞增登記在空閑表中，就必須在分配回收時(shí)進(jìn)行空閑區(qū)的調(diào)整?？臻e區(qū)

8、表調(diào)整時(shí)移動(dòng)表項(xiàng)的代價(jià)要高于查詢整張表的代價(jià)，所以實(shí)驗(yàn)中不采用空閑區(qū)有序登記在空閑表中的方法。3  動(dòng)態(tài)分區(qū)方式下的內(nèi)存回收 動(dòng)態(tài)分區(qū)方式下回收內(nèi)存空間時(shí)應(yīng)該檢查是否有與回收區(qū)相鄰的空閑區(qū)域。若有，則應(yīng)該合并成一個(gè)空閑區(qū)。一個(gè)回收區(qū)可能有上鄰空閑區(qū)，也可能有下鄰空閑區(qū)，或者既有上鄰空閑區(qū)又有下鄰空閑區(qū)，或者既無(wú)上鄰空閑區(qū)也無(wú)下鄰空閑區(qū)。 在實(shí)現(xiàn)回收時(shí)，首先將作業(yè)歸還的區(qū)域在已分配表中找到，將該欄目的狀態(tài)變?yōu)椤翱铡?，然后檢查空閑區(qū)表中標(biāo)志為“未分配”欄目，查找是否又相鄰空閑區(qū)；最后合并空閑區(qū)，修改空閑區(qū)表。假定歸還作業(yè)的分區(qū)起始地址為S，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則：1）  回收區(qū)又下鄰空閑

9、區(qū)如果SL正好等于空閑區(qū)表中某個(gè)登記欄目（假定為第j欄）的起始地址則表明歸還區(qū)有一個(gè)下鄰空閑區(qū)。這時(shí)候只需要修改第j欄登記項(xiàng)的內(nèi)容： 起始地址S；第j欄長(zhǎng)度第j欄長(zhǎng)度L則第j欄指示的空閑區(qū)時(shí)歸還區(qū)和下鄰空閑區(qū)合并后的大空閑區(qū)。2）  回收區(qū)又上鄰空閑區(qū)如果空閑區(qū)表中某個(gè)登記欄目（假定為第k欄）的“起始地址長(zhǎng)度”正好等于S，則表明歸還區(qū)有一個(gè)上鄰空閑區(qū)。這時(shí)要修改第k欄登記項(xiàng)的內(nèi)容（起始地址不變）： 第k欄長(zhǎng)度第k欄長(zhǎng)度L；于是第k欄指示的空閑區(qū)是歸還區(qū)和上鄰空閑區(qū)合并后的大空閑區(qū)。3）  回收區(qū)既有上鄰空閑區(qū)又有下鄰空閑區(qū)如果SL正好等于空閑區(qū)表中某個(gè)登記欄目（假定為第j欄

10、）的起始地址，同時(shí)還有某個(gè)登記欄目（假定為第k欄）的“起始地址長(zhǎng)度”正好等于S，這表明歸還區(qū)既有一個(gè)上鄰空閑區(qū)又又一個(gè)下鄰空閑區(qū)。此時(shí)對(duì)空閑區(qū)的修改如下： 第k欄的長(zhǎng)度第k欄的長(zhǎng)度第j欄的長(zhǎng)度L；（第k 欄的起始地址不變） 第j欄的狀態(tài)“空”（將第j欄的登記項(xiàng)刪除） 這樣，第k欄指示的空閑區(qū)是歸還區(qū)和上、下鄰空閑區(qū)合并后的大空閑區(qū)；原來的下鄰空閑區(qū)登記項(xiàng)（第j欄）被刪除，置為“空”。4）  回收區(qū)既無(wú)上鄰空閑區(qū)又無(wú)下鄰空閑區(qū)如果在檢查空閑區(qū)表時(shí)，無(wú)上述三種情況出現(xiàn)，則表明歸還區(qū)既無(wú)上鄰空閑區(qū)又無(wú)下鄰空閑區(qū)。這時(shí)，應(yīng)該在空閑區(qū)表中查找一個(gè)狀態(tài)為“空”的欄目（假定查到的是第t欄），則第t欄的內(nèi)容修改如下： 第t欄起始地址S； 第t欄的長(zhǎng)度L； 第t欄的狀態(tài)“未分配”；這樣，第t欄指示的空閑區(qū)是歸還區(qū)。 由于是實(shí)驗(yàn)，沒有真正的內(nèi)存要分配，所以在實(shí)驗(yàn)中，首先應(yīng)建立一張空閑區(qū)表，初始狀態(tài)只有一個(gè)空閑登記項(xiàng)（假定的內(nèi)存空閑區(qū)）和一張所有狀態(tài)都為“空”的已分配區(qū)表，假定內(nèi)存空間100KB，全部為空閑區(qū)（實(shí)際上操作系統(tǒng)需要占用一部分）；然后，可以選擇進(jìn)行內(nèi)存分配或回收，如果是分配，要求輸入作業(yè)名和所需內(nèi)存空間大?。?/p>