可变分区存储管理方式的内存分配和回收实验报告_第1页
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文档简介

1、实验目的通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方 案的理解,熟悉可变分区存储管理的内存分配和回收。 二实验内容1确定内存空间分配表;2采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收; 3编写主函数对所做工作进行测试。三实验背景材料实现可变分区的分配和回收, 主要考虑的问题有三个: 第一, 设计记录内存使用情况的数据表格, 用来记录空闲区和作业占用 的区域;第二,在设计的数据表格基础上设计内存分配算法;第 三,在设计的数据表格基础上设计内存回收算法。首先,考虑第一个问题, 设计记录内存使用情况的数据表格, 用来记录空间区和作业占用的区域。由于可变分区的大小是由作业需求量决定的, 故分区的长度

2、 是预先不固定的, 且分区的个数也随内存分配和回收变动。 总之, 所有分区情况随时可能发生变化, 数据表格的设计必须和这个特 点相适应。 由于分区长度不同, 因此设计的表格应该包括分区在 内存中的起始地址和长度。 由于分配时空闲区有时会变成两个分 区:空闲区和已分分区, 回收内存分区时, 可能会合并空闲分区, 这样如果整个内存采用一张表格记录己分分区和空闲区, 就会使 表格操作繁琐。 分配内存时查找空闲区进行分配, 然后填写己分 配区表,主要操作在空闲区;某个作业执行完后,将该分区变成 空闲区,并将其与相邻的空闲区合并,主要操作也在空闲区。由 此可见, 内存的分配和回收主要是对空闲区的操作。

3、这样为了便 于对内存空间的分配和回收, 就建立两张分区表记录内存使用情 况,一张表格记录作业占用分区的“己分分区表” ;一张是记录 空闲区的“空闲区表” 。这两张表的实现方法一般有两种:一种 是链表形式,一种是顺序表形式。在实验中,采用顺序表形式, 用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定,所以无论是“已 分分区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度 必须是系统可能的最大项数。“已分分区表”的结构定义#definen10/ 假定系统允许的最大作业数量为 n structfloataddress;/ 已分分区起始地址 floatlength;/ 已分分区长度、单位为字节 intfla

4、g;/ 已分分区表登记栏标志, “ 0”表示空栏目,实验 中只支持一个字符的作业名used_tablen;/ 已分分区表“空闲区表”的结构定义#definem10/ 假定系统允许的空闲区最大为 m structfloataddress;/ 空闲区起始地址floatlength;/ 空闲区长度、单位为字节intflag;/ 空闲区表登记栏标志, “0”表示空栏目,“ 1”表 示未分配used_tablen;/ 空闲区表 第二,在设计的数据表格基础上设计内存分配。 装入一个作业时, 从空闲区表中查找满足作业长度的未分配 区,如大于作业,空闲区划分成两个分区,一个给作业,一个成 为小空闲分区。实验中

5、内存分配的算法采用“最优适应”算法,即选择一个 能满足要求的最小空闲分区。第三,在设计的数据表格基础上设计内存回收问题。 内存回 收时若相邻有空闲分区则合并空闲区,修改空闲区表。 四、参考程序#definen10/ 假定系统允许的最大作业数量为 n#definem10/ 假定系统允许的空闲区最大为 m#defineminisize100structfloataddress;/ 已分分区起始地址floatlength;/ 已分分区长度、单位为字节intflag;/已分分区表登记栏标志, “ 0”表示空栏目,实验中只支持一个字符的作业名used_tablen;/ 已分分区表struct float

6、address;/ 空闲区起始地址floatlength;/ 空闲区长度、单位为字节intflag;/空闲区表登记栏标志, “0”表示空栏目, “1表示未分配used_tablen;/空闲区表allocate(J,xk)/采用最优分配算法分配 xk 大小的空间charJ; floatxk;inti,k; floatad; k=-1;for(i=0;i<m;i+)/寻找空间大于 xk 的最小空闲区登记if(free_tablei.length>=xk&&free_tablei.flag=1 )if(k=-1|free_tablei.length<free_tab

7、lek.lengt h)k=i;if(k=-1)/ 未找到空闲区,返回printf(" 无可用的空闲区 n");return;/ 找到可用空闲区,开始分配;若空闲区大小与要求分配的空间差小于 minisize 大小,则空闲区全部分配;/ 若空闲区大小与要求分配的空间差大于 minisize 大小, 则从空闲区划分一部分分配if(free_tablek.length-xk<=minisize)free_tablek.flag=0;ad=free_tablek.address;xk=free_tablek.length;elsefree_tablek.length=fre

8、e_tablek.length-xk; ad=free_tablek.address+free_tablek.length;/ 修改已分配区表i=0;while(used_tablei.flag!=0&&i<n)/ 寻找空表目i+;if(i>=n)/ 无表目填写已分分区printf(" 无表目填写以分分区,错误 n");if(free_tablek.flag=0)/ 前面找到的是整个空闲区 free_tablek.flag=1;else/ 前面找到的是某个空闲区的一部分free_tablek.length=free_tablek.length+x

9、k; return;else/ 修改已分配区表used_tablei.address=ad;used_tablei.length=xk;used_tablei.flag=J;return;/ 内存分配函数结束reclaim(J)/ 回收作业名为 J 的作业所占的内存空间 charJ:inti,k,j,s,t;floatS,L;/ 寻找已分分区表中对应的登记项S=0;while(used_tableS.flag!=J|used_tableS.flag=0)&&S<n)S+;if(S>=n)/ 在已分分区表中找不到名字为 J 的作业 printf(" 找不到该

10、作业 n");return;/ 修改已分分区表used_tableS.flag=0;/ 取得归还分区的起始地址 S 和长度 LS=used_tableS.address;L=used_tableS.length;j=-1;k=-1;i=0;/ 寻找回收分区的上下邻空闲区, 上邻表目 K,下邻表目 J while(i<m&&(j=-1|k=-1)if(free_tablei.flag=0)if(free_tablei.address+free_tablei.length=0)k=i;/ 找到上邻if(free_tablei.address=S+L)j=1;/ 找到

11、下邻i+;if(k!=-1)if(j!=-1)/ 上邻空闲区,下邻空闲区,三项合并free_tablek.length=free_tablej.length+free_ta blek.length+L;free_tablej.flag+0;else/ 上邻空闲区,下邻非空闲区,与上邻合并 free_tablek.length=free_tablek.length+L;elseif(j!=-1)/ 上邻非空闲区,下邻空闲区,与下邻合并 free_tablej.address=S;free_tablej.length=free_tablej.length+L;else/ 上下邻均为非空闲区,回收区

12、域直接填入t=0;/ 在空闲区表中寻找空栏目 while(free_tablet.flag=1&&t<m) t+;if(t>=m)/ 空闲区表满 , 回收空间失败 , 将已分配分区表复 原printf(" 内存空闲表没有空间,回收空间失败 n"); used_tableS.flag=J;return;free_tablet.address=s; free_tablet.length=l;free_tablet.flag=1;return(true);/ 内存回收函数结束main()inti,a;floatxk;charJ;/ 空闲区表初始化fre

13、e_table0.address=10240;free_table0.length=102400;free_table0.flag=1;for(i=1;i<m;i+)free_tablei.flag=0;/ 已分分区表初始化for(i=1;i<n;i+)used_tablei.flag=0;2- 回收内while(1)printf(" 选择功能项 ( 0退出, 1分配内存,存, 3-显示内存) n");printf(" 选择功项( 0-3 ):");scanf("%d",&a);switch(a) case0;ex

14、it(0);/a=0 程序结束 case1;/a=1 分配内存空间 printf(" 输入作业名 J 和作业所需长度 XK: "); scanf("%c%c%f",&j,&xk);allocate(j,xk);/ 分配内存空间 break;case2;/a=2 回收内存空间 printf(" 输入要回放分区的作业名 "); scanf("%c%c",&j);reclaim(j);/ 回收内存空间 break;case3;/a=3 显示内存情况,输出空闲区表和已分分区表 printf(" 输出空闲区表: n 起始地址分区长度标志 n"); for(i=0;i<m;i+)printf("%5.0f%10.0f%6dn",free_tablei.address,fr ee_tablei.length,free_tablei.flag);printf(" 按任意键,输出已分分区表 n"); getch();printf(" 输出已分分区表: n 起始地址分区长度

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