实验四、主存空间的分配和回收模拟
13物联网工程 刘烨 201306104146
一、 实验目的
为了合理地分配和使用这些存储空间，当用户提出申请主存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间和使用情况，找出足够的空闲区域给申请者。当作业撤离归还主存资源时，则存储管理要收回占用的主存空间。主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理方式有关的，通过本实验帮助我们理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。
二、 实验内容和要求
1）实现特定的内存分配算法
2）实现内存回收模拟
3）每种内存分配策略对应的碎片数统计
2.2 固定分区存储管理
假设内存容量为120KB，并且分别划分成8,16,32,64KB大小的块各一块。
一个进程所需要的内存为0到100个KB。同时假设一个进程在运行过程中所需内存的大小不变。
模拟五个进程到达请求分配与运行完回收情况,输出主存分配表。
2.3 动态分区分配存储管理
采用连续分配方式之动态分区分配存储管理，使用首次适应算法、下次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计(任选两种算法)。
（1）在程序运行过程，由用户指定申请与释放。
（2）设计一个已占用分区表，以保存某时刻主存空间占用情况。
（3）设计一个空闲分区表，以保存某时刻主存空间剩余情况。
（4）用两个表的变化情况,反应各进程所需内存的申请与释放情况。
- 源程序名：实验二 1.c
可执行程序名：1.exe
- 主要程序段及其解释：
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define n 10
#define m 10
#define minisize 100
struct{
float address; /*已分分区起始地址*/
float length; /*已分分区长度，单位为字节*/
int flag;
}used_table[n]; /*已分配区表*/
struct{
float address; /*空闲区起始地址*/
float length; /*空闲区长度，单位为字节*/
int flag;
}free_table[m]; /*空闲区表*/
void main( )
{
int i,a;
void allocate(char str,float leg);//分配主存空间函数
void reclaim(char str);//回收主存函数
float xk;
char J;/*空闲分区表初始化：*/
free_table[0].address=10240; /*起始地址*/
free_table[0].length=102400; /*地址长度*/
free_table[0].flag=1;
for(i=1;i<m;i++)
free_table[i].flag=0;/*已分配表初始化：*/
for(i=0;i<n;i++)
used_table[i].flag=0;
while(1)
{
printf(" 选择功能项（0-退出,1-分配主存,2-回收主存,3-显示主存） ");
printf("选择功项(0~3) :");
scanf("%d",&a);
switch(a)
{
case 0: exit(0);
case 1:
printf("输入作业名和作业所需长度: ");
scanf("%*c%c%f",&J,&xk);
allocate(J,xk);/*分配主存空间*/
break;
case 2:
printf("输入要回收分区的作业名");
scanf("%*c%c",&J);reclaim(J);/*回收主存空间*/
break;
case 3:
printf("输出空闲区表： 起始地址 分区长度 标志 ");
for(i=0;i<m;i++)
printf("%6.0f%9.0f%6d ",free_table[i].address,free_table[i].length, free_table[i].flag);
printf(" 按任意键,输出已分配区表 ");
getchar();
printf(" 输出已分配区表： 起始地址 分区长度 标志 ");
for(i=0;i<n;i++)
if(used_table[i].flag!=0)
printf("%6.0f%9.0f%6c ",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);
else
printf("%6.0f%9.0f%6d ",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);
break;
default:printf("没有该选项 ");
}
}
}/*主函数结束*/
int uflag;//分配表标志
int fflag;//空闲表标志
float uend_address;
float fend_address;
void allocate(char str,float leg)
{
int k,i;float ressize;
uflag=0;fflag=0;
for(i=0;i<m;i++)
{
if(free_table[i].flag==1 && free_table[i].length>=leg)
{
fflag=1;break;
}
}
if(fflag==0)
printf("没有满足条件的空闲区 ");
else
{
ressize=free_table[i].length-leg;
for(k=0;k<n;k++)
{
if(used_table[k].flag==0)
{
if(ressize<minisize)//剩余块过小
{
used_table[k].length=free_table[i].length;
used_table[k].address=free_table[i].address;
used_table[k].flag=str;
free_table[i].length=0;
free_table[i].flag=0;
break;
}
else
{
used_table[k].address=free_table[i].address+ressize;
used_table[k].flag=str;
used_table[k].length=leg;
free_table[i].length=ressize;
break;
}
}
}//for结束
}
}
void reclaim(char str)
{ int k,i;
uflag=0;fflag=0;
for(k=0;k<n;k++)
{
if(used_table[k].flag==str)
{
uflag=1;break;
}
}
if(uflag==0)
printf(" 找不到该作业! ");
else
{
for(i=0;i<m;i++)
{
uend_address=used_table[k].address+used_table[k].length;
fend_address=free_table[i].address+free_table[i].length;
if(used_table[k].address==fend_address)//上邻
{
fflag=1;
free_table[i].length=free_table[i].length+used_table[k].length;
free_table[i].flag=1;
used_table[k].flag=0;
used_table[k].length=0;
used_table[k].address=0;
printf(" 已回收! ");
break;
}
else
{
if(free_table[i].address==uend_address)//下邻
{
fflag=1;
free_table[i].address=used_table[k].address;
free_table[i].length=free_table[i].length+used_table[k].length;
free_table[i].flag=1;
used_table[k].flag=0;
used_table[k].length=0;
used_table[k].address=0;
printf(" 已回收! ");
break;
}
}
}//for结束
if(fflag==0)
{
i=0;
for(i=0;i<m;i++)
{
if(free_table[i].flag==0)
{
free_table[i].address=used_table[k].address;
free_table[i].length=used_table[k].length;
free_table[i].flag=1;
used_table[k].length=0;
used_table[k].flag=0;
used_table[k].address=0;
break;
}
}
printf(" 已回收! ");
}
}
}
四、实验总结：
主存空间的分配与回收，可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存容量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需分配，否则，作业无法装入。在进行编程时遇到了算法上的问题，后来经过请教同学以及搜索网上资源而得出结果。