內(nèi)存管理模型的設計與實現(xiàn)參考模板

1、操作系統(tǒng)課程實驗報告 學生姓名： 尹朋 班 學 號： 111131 指導教師： 袁國斌 中國地質(zhì)大學信息工程學院2015年 1月 4日1 / 15實習題目：內(nèi)存管理模型的設計與實現(xiàn)【需求規(guī)格說明】對內(nèi)存的可變分區(qū)申請采用鏈表法管理進行模擬實現(xiàn)。要求：1.對于給定的一個存儲空間自己設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行管理，可以使用單個鏈表，也可以使用多個鏈表，自己負責存儲空間的所有管理組織，要求采用分頁方式（指定單元大小為頁，如4K，2K，進程申請以頁為單位）來組織基本內(nèi)容；2.當進程對內(nèi)存進行空間申請操作時，模型采用一定的策略（如：首先利用可用的內(nèi)存進行分配，如果空間不夠時，進行內(nèi)存緊縮或其他方案進行處理）對進程

2、給予指定的內(nèi)存分配；3.從系統(tǒng)開始啟動到多個進程參與申請和運行時，進程最少要有3個以上，每個執(zhí)行申請的時候都要能夠?qū)ο到y(tǒng)當前的內(nèi)存情況進行查看的接口；4.對內(nèi)存的申請進行內(nèi)存分配，對使用過的空間進行回收，對給定的某種頁面調(diào)度進行合理的頁面分配。5.利用不同的顏色代表不同的進程對內(nèi)存的占用情況，動態(tài)更新這些信息?！舅惴ㄔO計】（1）設計思想：通過建立一個鏈表，來描述已分配和空閑的內(nèi)存分區(qū)。對于每一個分區(qū)，它可能存放了某個進程，也可能是兩個進程間的空閑區(qū)。鏈表中的每一個結(jié)點，分別描述了一個內(nèi)存分區(qū)，包括它的起始地址、長度、指向下一個結(jié)點的指針以及分區(qū)的當前狀態(tài)。在基于鏈表的存儲管理中,當一個新的進程

3、到來時,需要為它分配內(nèi)存空間,即為它尋找某個空閑分區(qū),該分區(qū)的大小必須大于或等于進程的大小.最先匹配法:假設新進程的大小為M,那么從鏈表的首節(jié)點開始,將每一個空閑節(jié)點的大小與M相比較,直到找到合適的節(jié)點.這種算法查找的節(jié)點很少,因而速度很快.最佳匹配算法:搜索整個鏈表,將能夠裝得下該進程的最小空閑區(qū)分配出去.最壞匹配法：在每次分配的時候,總是將最大的那個空閑區(qū)切去一部分,分配給請求者.它的依據(jù)是當一個很大的空閑區(qū)被切割成一部分后,可能仍然是一個比較大的空閑區(qū),從而避免了空閑區(qū)越分越小的問題.（2）設計表示： 分區(qū)結(jié)點設計： template<class T> class Chain

4、Node friend Chain<T> public: char pro; /內(nèi)存塊存放的程序名"o" 代表操作系統(tǒng)代表空閑區(qū) T size; /內(nèi)存塊的大小 T begin; /內(nèi)存塊起始地址 ChainNode<T> *link; /下一個內(nèi)存塊 ; template<class T>分區(qū)鏈表設計： class Chain public: Chain() first=NULL; Chain(); int ff(int manage,char pro,int size); void assign(ChainNode<T>

5、*q,char pro,int size);/動態(tài)分配內(nèi)存 int bf(int manage,char pro,int size);/最佳適應法 int wf(int manage,char pro,int size);/最壞適應法 int delpro(int manage,char pro);/撤銷進程，可能要進行內(nèi)存塊的合并 void del_pro(int manage); void init(int manage);/內(nèi)存的初始化void assign_pro(int manage); /public:ChainNode<T> *first; ChainNode<

6、T> *p; ;（3）詳細設計表示：Main() childmenu(int manage)/子菜單蹋?show()/顯示內(nèi)存使用情況 assign_pro(manage) /給進程pro根據(jù)選擇情況分配內(nèi)存wf(manage,pro,size)bf(manage,pro,size)ff(manage,pro,size)/最先適應法 /最佳適應法 /最壞適應法【調(diào)試報告】【附錄】#include <iostream.h>#include <stdio.h>#include <process.h>template<class T> class

7、 ChainNode friend Chain<T> public: char pro; /內(nèi)存塊存放的程序名"o" 代表操作系統(tǒng)代表空閑區(qū) T size; /內(nèi)存塊的大小 T begin; /內(nèi)存塊起始地址 ChainNode<T> *link; /下一個內(nèi)存塊 ; template<class T> class Chain public: Chain() first=NULL; Chain(); int ff(int manage,char pro,int size); void assign(ChainNode<T> *

8、q,char pro,int size);/動態(tài)分配內(nèi)存 int bf(int manage,char pro,int size);/最佳適應法 int wf(int manage,char pro,int size);/最壞適應法 int delpro(int manage,char pro);/撤銷進程，可能要進行內(nèi)存塊的合并 void del_pro(int manage); void init(int manage);/內(nèi)存的初始化void assign_pro(int manage); /public:ChainNode<T> *first; ChainNode<T

9、> *p; ;memory *base;/代表內(nèi)存，一個頭指針,內(nèi)存總大小為256k/int snum=20,50,30,45,54,52; /void assign(memory *q,char pro,int size);void init(int manage)/內(nèi)存的初始化memory *p,*q;if(base!=NULL)/這一塊是釋放鏈表p=base;while(p)q=p->next;delete p;p=q;base=new memory; /操作系統(tǒng)，大小5k,起始地址是0kbase->begin=0;base->pro='o'bas

10、e->size=5;if(manage=0)/靜態(tài)內(nèi)存，初始化7個內(nèi)存塊，第一個內(nèi)存塊是操作系統(tǒng)p=base;q=new memory;/空閑塊1，大小20，起始地址5kq->begin=5;q->pro=0;q->size=20;p->next=q;p=q;q=new memory;/空閑塊2，大小50，起始地址25kq->begin=25;q->pro=0;q->size=50;p->next=q;p=q;q=new memory;/空閑塊3，大小30，起始地址75kq->begin=75;q->pro=0;q->si

11、ze=30;p->next=q;p=q;q=new memory;/空閑塊4，大小45，起始地址105kq->begin=105;q->pro=0;q->size=45;p->next=q;p=q;q=new memory;/空閑塊5，大小54，起始地址150kq->begin=150;q->pro=0;q->size=54;p->next=q;p=q;q=new memory;/空閑塊6，大小52，起始地址204kq->begin=204;q->pro=0;q->size=52;p->next=q;q->ne

12、xt=NULL;else/動態(tài)內(nèi)存，只有一個大的內(nèi)存塊p=new memory;/空閑塊251k,起始地址是5kp->begin=5;p->pro=0;p->size=251;p->next=NULL;base->next=p;void assign(memory *q,char pro,int size)/動態(tài)，給進程pro在內(nèi)存塊q->next上分配size大小，q不為空且q->next不為空/因為要進行插入操作，所以傳的是要分配內(nèi)存塊的前指針memory *p=q->next;memory *temp=new memory;temp=new

13、 memory;/代表進程pro的內(nèi)存塊temp->begin=p->begin;temp->size=size;temp->pro=pro;q->next=temp;if(p->size!=size)/插入的內(nèi)存塊小于空閑區(qū)塊p->size=p->size-size;p->begin=temp->begin+temp->size;temp->next=p;else/插入的內(nèi)存塊等于空閑區(qū)塊temp->next=p->next;delete p;int ff(int manage,char pro,int si

14、ze)/最先適應法memory *p=base;memory *q=p;while(p)/遍歷內(nèi)存找到第一個適合進程pro的內(nèi)存塊，保存它的前指針if(p->size<size|p->pro!=0)q=p;p=p->next;else break;if(p=NULL)return 0;/沒找到,返回0else/找到了,返回1if(manage=0)p->pro=pro;/靜態(tài)，直接讓進程進駐內(nèi)存else assign(q,pro,size);/動態(tài)，調(diào)用assign來給進程pro分配return 1;int bf(int manage,char pro,int s

15、ize)/最佳適應法memory *p=base,*temp=NULL,*q,*front;int min=256;while(p)/遍歷內(nèi)存找到最佳的內(nèi)存塊，保存它的前指針if(p->pro=0&&p->size>=size&&min>p->size)min=p->size;front=q;temp=p;q=p;p=p->next;if(temp=NULL)return 0;/沒找到,返回0else if(manage=0)temp->pro=pro;/靜態(tài)，直接讓進程進駐內(nèi)存else assign(front,

16、pro,size);/動態(tài)，調(diào)用assign來給進程pro分配return 1;int wf(int manage,char pro,int size)/最壞適應法memory *p=base,*temp=NULL,*q,*front;int max=0;while(p)/遍歷內(nèi)存，找到最大的一塊內(nèi)存if(p->pro=0&&p->size>=size&&max<p->size)max=p->size;front=q;temp=p;q=p;p=p->next;if(temp=NULL)return 0;/沒找到,返回0e

17、lse /找到了,返回1if(manage=0)temp->pro=pro;/靜態(tài)，直接讓進程進駐內(nèi)存else assign(front,pro,size);/動態(tài)，調(diào)用assign來給進程pro分配return 1;int delpro(int manage,char pro)/撤銷進程，可能要進行內(nèi)存塊的合并memory *p=base,*q;while(p)/遍歷內(nèi)存，尋找進程proif(p->pro!=pro)q=p;p=p->next;else break;if(p=NULL)return 0;/沒找到,返回0else/找到了,返回1if(manage=0)p-&g

18、t;pro=0;/靜態(tài)內(nèi)存，直接撤銷進程，不用內(nèi)存塊合并else/動態(tài)內(nèi)存，可能要進行內(nèi)存合并，分4種情況if(q->pro!=0)if(p->next=NULL|p->next->pro!=0)/前后內(nèi)存塊都不是空閑塊p->pro=0;else/前內(nèi)存塊不是空閑塊，后內(nèi)存塊是空閑塊q->next=p->next;p->next->begin=p->begin;p->next->size=p->size+p->next->size;delete p;elseif(p->next=NULL|p->

19、;next->pro!=0)/前內(nèi)存塊是空閑塊，后內(nèi)存塊不是空閑塊q->next=p->next;q->size=q->size+p->size;delete p;else/前后內(nèi)存塊都是空閑塊q->next=p->next->next;q->size=q->size+p->size+p->next->size;delete p->next;delete p;return 1;void print(char ch,int begin,int size)/根據(jù)內(nèi)存塊內(nèi)容，格式化輸入一塊內(nèi)存塊switch(c

20、h)case 'o':printf("操作系統(tǒng)區(qū)t%3dkt%3dk%3dkn",size,begin,begin+size-1);break;case 0 :printf("空閑區(qū) t%3dkt%3dk%3dkn",size,begin,begin+size-1);break;default :printf("進程%c t%3dkt%3dk%3dkn",ch,size,begin,begin+size-1);break;void show()/格式化顯示內(nèi)存的儲存情況memory *p=base;int count=

21、1;cout<<"內(nèi)存現(xiàn)在的儲存情況是："<<endl;printf("塊號t 內(nèi)容tt大小t起始-結(jié)束地址n");while(p)printf(" %2d ",count+);print(p->pro,p->begin,p->size);p=p->next;void del_pro(int manage)/撤銷進程pro，調(diào)用delpromemory *p=base;char pro,result;cout<<"請輸入你要撤銷的進程的名字："cin>

22、;>pro;if(pro='o')cout<<"操作系統(tǒng)不可撤銷"<<endl;elseresult=delpro(manage,pro);if(result=0)cout<<"沒有找到進程"<<pro<<",撤銷失敗"<<endl;else cout<<"進程"<<pro<<"撤銷成功"<<endl;void assign_pro(int manage)

23、/給進程pro根據(jù)選擇情況分配內(nèi)存int size,result=-1;char choose ,pro;cout<<"請輸入進程的名字:"cin>>pro;cout<<"請輸入進程請求的內(nèi)存大小:"cin>>size;cout<<"請選擇分配算法：1，最先適應法。2，最佳適應法。3，最壞適應法"<<endl;cin>>choose;switch(choose)case '1':result=ff(manage,pro,size);br

24、eak;case '2':result=bf(manage,pro,size);break;case '3':result=wf(manage,pro,size);break;if(result=0)cout<<"進程"<<pro<<"分配失敗"<<endl;else if(result=1)cout<<"進程"<<pro<<"分配成功"<<endl;else cout<<"輸入錯誤"<<endl;void childmenu(int manage)/子菜單char choice