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  • 实验四主存空间的分配和回收

    实验四主存空间的分配和回收

    1.    目的和要求

    1.1.           实验目的

    用高级语言完成一个主存空间的分配和回收程序,以加深对动态分区分配方式及其算法的理解。

    1.2.           实验要求

    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、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计。

    (1)**设计一个作业申请队列以及作业完成后的释放顺序,实现主存的分配和回收。采用分区说明表进行。

    (2)或在程序运行过程,由用户指定申请与释放。

    (3)设计一个空闲区说明表,以保存某时刻主存空间占用情况。

    把空闲区说明表的变化情况以及各作业的申请、释放情况显示。

    2.    实验内容

    根据指定的实验课题,完成设计、编码和调试工作,完成实验报告

    3.    实验环境

    可以选用Visual C++作为开发环境。也可以选用Windows下的VB,CB或其他可视化环境,利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

    4.    参考数据结构:

    #include<stdio.h>

    #include<conio.h>

    #include<string.h>

    #define MAX 24

    struct partition{

         

          char pn[10];

          int begin;

          int size;

          int end;   ////////

          char status;  //////////

          };

    typedef struct partition PART;

    第一步:(第13周完成)

    完成程序数据结构的创建,初始化内存分配情况,创建空闲分区表和已分配分区表。

     

    实现代码:

    #include <stdio.h>
    #include <conio.h>
    #include <string.h>
    
    #define MAX 512  //设置总内存大小为512k
    
    struct partition {
        char    pn[10];//分区名字
        int    begin;//起始地址
        int    size;//分区大小 
        int    end;//结束地址
        char    status;//分区状态
    };
    struct partition    part[MAX];
    int            p = 0; //标记上次扫描结束处 
    
    void Init()//初始化分区地址、大小以及状态
    {
        int i;
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )
            part[i].status = '-';
       
    	strcpy( part[0].pn, "SYSTEM" );
        part[0].begin    = 0;
        part[0].size    = 120;
        part[0].status    = 'u';
    
    
        strcpy( part[1].pn, "-----" );
        part[1].begin    = 100;
        part[1].size    = 80;
        part[1].status    = 'f';
        
    	strcpy( part[2].pn, "A" );
        part[2].begin    = 200;
        part[2].size    = 55;
        part[2].status    = 'u';
      
    	strcpy( part[3].pn, "-----" );
        part[3].begin    = 300;
        part[3].size    = 45;
        part[3].status    = 'f';
       
    	strcpy( part[4].pn, "B" );
        part[4].begin    = 400;
        part[4].size    = 92;
        part[4].status    = 'f';
       
    	
    	strcpy( part[5].pn, "-----" );
        part[5].begin    = 500;
        part[5].size    = 120;
        part[5].status    = 'f';
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )
            part[i].end = part[i].begin + part[i].size;
    }
    
    
    void Output( int i ) //以行的形式输出结构体的数据
    {
        printf( "	%s", part[i].pn );
        printf( "	%d", part[i].begin );
        printf( "	%d", part[i].size );
        printf( "	%d", part[i].end );
        printf( "	%c", part[i].status );
    }
    
    
    void Show() //显示分区 
    {
        int    i;
        int    n; //用n来记录分区的个数
        printf( "
    ==========================================================" );
        printf( "
    已分配分区表Used:" );
        printf( "
    	No.	proname	begin	size	end	status" );
     printf("
    ");
        n = 1;
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )
        {
            if ( part[i].status == '-' )
                break;
            if ( part[i].status == 'u' )
            {
                printf( "
    	No.%d", n );
                Output( i );
                n++;// 记录已分配使用的分区个数
            }
        }
      
        printf("
    ------------------------------------------------------------");
        printf( "
    空闲分区表Free:" );
        printf( "
    	No.	proname	begin	size	end	status" );
      
        n = 1;
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )
        {
            if ( part[i].status == '-' )
                break;
            if ( part[i].status == 'f' )
            {
                printf( "
    	No.%d", n );
                Output( i );
                n++;  //记录空闲分区的个数
            }
        }
        printf( "
    " );
        printf( "
    -----------------------------------------------------------");
    
        printf( "
    内存使用情况,按起始址增长的排:" );
        printf( "
    printf sorted by address:" );
        printf( "
    	No.	proname	begin	size	end	status" );
       printf("
    ");
        n = 1;
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )
        {
            if ( part[i].status == '-' )
                break;
            printf( "
    	No.%d", n );
            Output( i );
            n++;//记录已分配分区以及空闲分区之和的总个数
        }
        getch();
    }
    
    void Fit( int a, char workName[], int workSize ) //新作业把一个分区分配成两个分区:已使用分区和空闲分区 
    {
        int i;
        for ( i = MAX; i > a + 1; i-- )
        {
            //通过逆向遍历,把在a地址后的所有分区往后退一个分区,目的在于增加一个分区
            if ( part[i - 1].status == '-' )
                continue;
            part[i]=part[i-1];
        }
        strcpy( part[a + 1].pn, "-----" );
        part[a + 1].begin    = part[a].begin + workSize;
        part[a + 1].size    = part[a].size - workSize;
        part[a + 1].end        = part[a].end;
        part[a + 1].status    = 'f';
        strcpy( part[a].pn, workName );
        part[a].size    = workSize;
        part[a].end    = part[a].begin + part[a].size;
        part[a].status    = 'u';
    }
    
    
    void Allocation() // 分配 
    {
        int    i;
        int    a;
        int    workSize;
        char    workName[10];
        int    pFree;
        printf( "
    请输入作业名称:" );
        scanf( "%s", &workName );
        for(i=0;i<MAX;i++)
        {
            if(!strcmp(part[i].pn,workName))//判断作业名称是否已经存在
            {
                printf("
    作业已经存在,不必再次分配!
    ");
                return;
            }
        }
        printf( "请输入作业大小(k):" );
        scanf( "%d", &workSize );
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )//通过循环在空闲区找是否有适合区间存储作业
        {
            if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
            {
                pFree = i;
                break;
            }
        }
        if ( i == MAX )
        {
            printf( "
    该作业大小超出最大可分配空间" );
            getch();
            return;
        }
    	printf( "
    -----------------------------------------------------------");
        printf( "
    请选择分配算法:" );
        printf( "
    1、首次适应算法(FF)" );
        printf( "
    2、循环首次适应算法(NF)" );
        printf( "
    3、最优适应算法(BF)" );
        printf( "
    4、最坏适应算法(WF)" );
        printf( "
    请输入选项:" );
        while ( 1 )
        {
            scanf( "%d", &a );
            if ( a == 1 || a == 2 || a == 3 || a == 4 )
                break;
            printf( "输入错误,请重新输入:" );
        }
        switch ( a )
        {
        case 1:
            for ( i = 0; i < MAX; i++ )//首次适应算法(按地址从低到高查找)
                if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
                    break;
            Fit( i, workName, workSize );
            break;
        case 2:
            for ( p; p <= MAX; p++ )//循环首次适应算法
            {
                if ( p == MAX )//如果p指向地址末尾还没找到适合区间,则循环返回首地址0,继续寻找
                    p = 0;      
                if ( part[p].status == 'f' && part[p].size >= workSize )
                    break;
            }
            Fit( p, workName, workSize );
            break;
        case 3:
            for ( i = 0; i < MAX; i++ )//最佳适应算法
                if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
                    if ( part[pFree].size > part[i].size )
                        pFree = i;//通过遍历所有区间,每次都找到最小空闲分区进行分配
            Fit( pFree, workName, workSize );
            break;
        case 4:
            for ( i = 0; i < MAX; i++ )//最坏适应算法
                if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
                    if ( part[pFree].size < part[i].size )
                        pFree = i;//通过遍历所有区间,每次都找到最大空闲区分配
            Fit( pFree, workName, workSize );
            break;
        default:
            break;
        }
        printf( "
    分配成功!" );
        getch();
    }
    
    
    void Merge() //合并连续的空闲分区 
    {
        int i = 0;
        while ( i != MAX - 1 )
        {
            for ( i = 0; i < MAX - 1; i++ )
            {
                if ( part[i].status == 'f' )
                    if ( part[i + 1].status == 'f' )
                    {
                        part[i].size    = part[i].size + part[i + 1].size;
                        part[i].end    = part[i].begin + part[i].size;
                        i++;
                        for ( i; i < MAX - 1; i++ )
                        {
                            if ( part[i + 1].status == '-' )
                            {
                                part[i].status = '-';
                                break;
                            }
                           
                            part[i]=part[i+1];
                        }
                        part[MAX - 1].status = '-';
                        break;
                    }
            }
        }
    }
    
    
    void Recovery() // 回收分区 
    {
        int    i;
        int    number;
        int    n=0;
        printf( "
    请输入回收的分区号:" );
        scanf( "%d", &number );
        if ( number == 1 )
        {
            printf( "
    系统分区无法回收" );
            return;
        }
        
        for ( i = 0; i < MAX; i++ )//通过循环查找要回收的已使用分区区号
        {
            if ( part[i].status == 'u' )
            {
                n++;
                if ( n == number )
                {
                    strcpy( part[i].pn, "-----" );
                    part[i].status = 'f';
                }
            }
        }
        if ( i == MAX - 1 )
        {
            printf( "
    找不到分区" );
            return;
        }
        Merge();//合并连续的空闲分区
        printf( "
    回收成功!" );
        getch();
    }
    
    
    void main()
    {
        int selection;
        Init();
        printf( "初始化,设内存容量%dk", MAX );
        printf( "
    系统从低地址部分开始使用,占用%dk", part[0].size );
        while ( 1 )
        {	
    			printf( "
    " );
    		printf( "
    ------------------------" );
            printf( "
    ---------请选择---------" );
    	
            printf( "
    0、退出系统" );
            printf( "
    1、显示分区" );
            printf( "
    2、分配作业" );
            printf( "
    3、回收分区" );
            printf( "
    请选择:" );
            while ( 1 )
            {
                scanf( "%d", &selection );
                if ( selection == 0 ||selection == 1 || selection == 2 || selection == 3 )
                    break;
                printf( "输入错误,请重新输入:" );
            }
            switch ( selection )
            {
            case 0:
                //exit(0); //退出系统
                break;
            case 1:
                Show(); //显示分区
                break;
            case 2:
                Allocation(); //分配作业
                break;
            case 3:
                Recovery();  //回收分区
                break;
            default:
                break;
            }
        }
    }
    

      

    结果:

    初始分区:

    分配作业和进行选择算法

    分配成功,显示分区

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Ranjer/p/5595108.html
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