計算機操作系統(tǒng)內(nèi)存分配實驗報告

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 計算機操作系統(tǒng)內(nèi)存分配實驗報告 一、試驗?zāi)康?熟悉主存的分派與回收。理解在不同的存儲管理方式下，如何實現(xiàn)主存空間的分派與回收。把握動態(tài)分區(qū)分派方式中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和分派算法及動態(tài)分區(qū)存儲管理方式及其實現(xiàn)過程。 二、試驗內(nèi)容和要求 主存的分派和回收的實現(xiàn)是與主存儲器的管理方式有關(guān)的。所謂分派，就是解決多道作業(yè)或多進程如何共享主存空間的問題。所謂回收，就是當作業(yè)運行完成時將作業(yè)或進程所占的主存空間歸還給系統(tǒng)。 可變分區(qū)管理是指在處理作業(yè)過程中建立分區(qū)，使分區(qū)大小正好適合作業(yè)的需求，并且分區(qū)個數(shù)是可以調(diào)整的。當要裝入一個作業(yè)時，根據(jù)作業(yè)需要的主存量查看是否有足夠的空

2、閑空間，若有，則按需要量分割一個分區(qū)分派給該作業(yè)；若無，則作業(yè)不能裝入，作業(yè)等待。隨著作業(yè)的裝入、完成，主存空間被分成大量大大小小的分區(qū)，有的分區(qū)被作業(yè)占用，而有的分區(qū)是空閑的。 試驗要求使用可變分區(qū)存儲管理方式，分區(qū)分派中所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用空閑分區(qū)表和空閑分區(qū)鏈來進行，分區(qū)分派中所用的算法采用首次適應(yīng)算法、最正確適應(yīng)算法、最差適應(yīng)算法三種算法來實現(xiàn)主存的分派與回收。同時，要求設(shè)計一個實用友好的用戶界面，并顯示分派與回收的過程。同時要求設(shè)計一個實用友好的用戶界面,并顯示分派與回收的過程。 三、試驗主要儀器設(shè)備和材料 試驗環(huán)境 硬件環(huán)境：PC或兼容機 軟件環(huán)境：VC+ 6.0 四、試驗原理及設(shè)計

3、分析 某系統(tǒng)采用可變分區(qū)存儲管理，在系統(tǒng)運行當然開始，假設(shè)初始狀態(tài)下，可用的內(nèi)存空間為640KB，存儲器區(qū)被分為操作系統(tǒng)分區(qū)（40KB）和可給用戶的空間區(qū)（600KB）。 （作業(yè)1 申請130KB、作業(yè)2 申請60KB、作業(yè)3 申請100KB 、作業(yè)2 釋放 60KB 、作業(yè)4 申請 200KB、作業(yè)3釋放100KB、作業(yè)1 釋放130KB 、作業(yè)5申請140KB 、作業(yè)6申請60KB 、作業(yè)7申請50KB） 當作業(yè)1進入內(nèi)存后，分給作業(yè)1（130KB），隨著作業(yè)1、2、3的進入，分別分派60KB、100KB，經(jīng)過一段時間的運行后，作業(yè)2運行完畢，釋放所占內(nèi)存。此時，作業(yè)4進入系統(tǒng)，要求分派2

4、00KB內(nèi)存。作業(yè)3、1運行完畢，釋放所占內(nèi)存。此時又有作業(yè)5申請140KB，作業(yè)6申請60KB，作業(yè)7申請50KB。為它們進行主存分派和回收。 1、采用可變分區(qū)存儲管理，使用空閑分區(qū)鏈實現(xiàn)主存分派和回收。 空閑分區(qū)鏈：使用鏈指針把所有的空閑分區(qū)鏈成一條鏈，為了實現(xiàn)對空閑分區(qū)的分派和鏈接，在每個分區(qū)的起始部分設(shè)置狀態(tài)位、分區(qū)的大小和鏈接各個分區(qū)的前向指針，由狀態(tài)位指示該分區(qū)是否分派出去了；同時，在分區(qū)尾部還設(shè)置有一后向指針，用來鏈接后面的分區(qū)；分區(qū)中間部分是用來存放作業(yè)的空閑內(nèi)存空間，當該分區(qū)分派出去后，狀態(tài)位就由“0置為“1。 設(shè)置一個內(nèi)存空閑分區(qū)鏈，內(nèi)存空間分區(qū)通過空閑分區(qū)鏈來管理，在進行

5、內(nèi)存分派時，系統(tǒng)優(yōu)先使用空閑低端的空間。 設(shè)計一個空閑分區(qū)說明鏈，設(shè)計一個某時刻主存空間占用狀況表，作為主存當前使用基礎(chǔ)。初始化空間區(qū)和已分派區(qū)說明鏈的值，設(shè)計作業(yè)申請隊列以及作業(yè)完成后釋放順序，實現(xiàn)主存的分派和回收。要求每次分派和回收后顯示出空閑內(nèi)存分區(qū)鏈的狀況。把空閑區(qū)說明鏈的變化狀況以及各作業(yè)的申請、釋放狀況顯示打印出來。 2.采用可變分區(qū)存儲管理，分別采用首次適應(yīng)算法、最正確適應(yīng)算法和最壞適應(yīng)算法實現(xiàn) 主存分派和回收。 3、主存空間分派 （1）首次適應(yīng)算法 在該算法中，把主存中所有空閑區(qū)按其起始地址遞增的次序排列。在為作業(yè)分派存儲空間時，從上次找到的空閑分區(qū)的下一個空閑分區(qū)開始查找，直

6、到找到第一個能滿足要求的空閑區(qū)，從中劃出與請求的大小相等的存儲空間分派給作業(yè)，余下的空閑區(qū)仍留在空閑區(qū)鏈中。 （2）最正確適應(yīng)算法 在該算法中，把主存中所有空閑區(qū)按其起始地址遞增的次序排列。在為作業(yè)分派存儲空間時，從上次找到的空閑分區(qū)的下一個空閑分區(qū)開始查找，直到找到一個能滿足要求的空閑區(qū)且該空閑區(qū)的大小比其他滿足要求的空閑區(qū)都小，從中劃出與請求的大小相等的存儲空間分派給作業(yè)，余下的空閑區(qū)仍留在空閑區(qū)鏈中 （3）最壞適應(yīng)算法 在該算法中，把主存中所有空閑區(qū)按其起始地址遞增的次序排列。在為作業(yè)分派存儲空間時，從上次找到的空閑分區(qū)的下一個空閑分區(qū)開始查找，直到找到一個能滿足要求的空閑區(qū)且該空閑區(qū)的

7、大小比其他滿足要求的空閑區(qū)都大，從中劃出與請求的大小相等的存儲空間分派給作業(yè)，余下的空閑區(qū)仍留在空閑區(qū)鏈中。 4、主存空間回收 當一個作業(yè)執(zhí)行完成撤離時，作業(yè)所占的分區(qū)應(yīng)當歸還給系統(tǒng)。歸還的分區(qū)假如與其它空閑區(qū)相鄰，則應(yīng)合成一個較大的空閑區(qū)，登記在空閑區(qū)說明鏈中，此時，相鄰空閑區(qū)的合并問題，要求考慮四種狀況： （1）釋放區(qū)下鄰空閑區(qū)（低地址鄰接） （2）釋放區(qū)上鄰空閑區(qū)（高地址鄰接） （3）釋放區(qū)上下都與空閑區(qū)鄰接 （4）釋放區(qū)上下鄰都與空閑區(qū)不鄰接 五、程序流程圖 main函數(shù)里的流程圖 分派空間里的流程圖 回收空間里的流程圖 六、相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵函數(shù)說明 本程序采用了一個struct f

8、ree_table數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，里面包含分區(qū)序號（num）、起始地址（address）、分區(qū)長度（length）和分區(qū)狀態(tài)（state）。還用了線性表的雙性鏈表存儲結(jié)構(gòu)（struct Node），里面包含前區(qū)指針（prior）和后繼指針（next）。一開始定義一條（含有first和end）的鏈，用開始指針和尾指針開創(chuàng)空間鏈表。然后分別按三種算法進行分派和回收。 在該程序中關(guān)鍵函數(shù)有，sort（）、allocation（）、recovery（）、和First_fit（）、Best_fit（）、Worst_fit（）；其中sort（）函數(shù)是用來整理分區(qū)序號的，如在刪序號3時，她與前面序號2相連在一起了

9、，然后序號2中的長度總滿足申請的內(nèi)存大小，就會在序號2中分派，然后序號在2的基礎(chǔ)上加1，一直加，加到與原本序號3的下一個序號也就是4相等，這時sort（）就開始有明顯的工作了；allocation（）是分派空間的，也是過渡到三個算法中的，當三個算法中滿足或者不滿足分派請求，都會又返回值給allocation（）；recovery（）是用來回收內(nèi)存的，里面包含了四種狀況相連結(jié)果，即釋放區(qū)上與空閑區(qū)鄰接、釋放區(qū)下與空閑區(qū)鄰接、釋放區(qū)上下都與空閑區(qū)鄰接、釋放區(qū)上下都與空閑區(qū)不鄰接這四種狀況的結(jié)果。 七、源代碼 #include #include #define OK 1 /完成 #define ER

10、ROR 0 /出錯 typedef int Status; typedef struct free_table/定義一個空閑區(qū)說明表結(jié)構(gòu) int num; /分區(qū)序號 long address; /起始地址 long length; /分區(qū)大小 int state; /分區(qū)狀態(tài) ElemType; typedef struct Node/ 線性表的雙向鏈表存儲結(jié)構(gòu) ElemType data; struct Node *prior; /前趨指針 struct Node *next; /后繼指針 Node,*LinkList; LinkList first; /頭結(jié)點 LinkList end;

11、 /尾結(jié)點 int flag;/記錄要刪除的分區(qū)序號 Status Initblock()/開創(chuàng)帶頭結(jié)點的內(nèi)存空間鏈表 first=(LinkList)malloc(sizeof(Node); end=(LinkList)malloc(sizeof(Node); first-prior=NULL; first-next=end; end-prior=first; end-next=NULL; end-data.num=1; end-data.address=40; end-data.length=600; end-data.state=0; return OK; void sort()/分區(qū)序

12、號重新排序 Node *p=first-next,*q; q=p-next; for(;p!=NULL;p=p-next) for(q=p-next;q;q=q-next) if(p-data.num=q-data.num) q-data.num+=1; /顯示主存分派狀況 void show() int flag=0;/用來記錄分區(qū)序號 Node *p=first; p-data.num=0; p-data.address=0; p-data.length=40; p-data.state=1; sort(); printf(ntt主存空間分派狀況n); printf(*nn); print

13、f(分區(qū)序號t起始地址t分區(qū)大小t分區(qū)狀態(tài)nn); while(p) printf(%dtt%dtt%d,p-data.num,p-data.address,p-data.length); if(p-data.state=0) printf(tt空閑nn); else printf(tt已分派nn); p=p-next; printf(*nn); /首次適應(yīng)算法 Status First_fit(int request) /為申請作業(yè)開拓新空間且初始化 Node *p=first-next; LinkList temp=(LinkList)malloc(sizeof(Node); temp-data.length=request; temp-data.state=1; p-data.num=1; while(p) if(p-data.state=0) return OK; break; else if(p-data.state=0) temp-next=p; temp-data.address=p-data.address; temp-data.num=p-data.num; p-pri