【操作系统】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;

#include <stdio.h>
#include<conio.h>
#include<string.h>
#define MAX 100
struct partition{
    char pn[10];
    int begin;
    int size;
    int end;   ////////
    char status;  //////////
    };
typedef struct partition PART;
PART p[MAX];
int n;

void init()
{
    p[0].begin = 0;
    p[0].end = 100;
    strcpy(p[0].pn, "SYSTEM");
    p[0].size = 100;
    p[0].status = 'u';

    p[1].begin = 100;
    p[1].end = 1000;
    strcpy(p[1].pn, "-----");
    p[1].size = p[1].end - p[1].begin;
    p[1].status = 'f';

    n = 2;
}

void show()
{
    int x = 1;

    printf("空闲区表Free：
");
    printf("	No.	proname	begin	size	status
");
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status=='f')
            printf("	No.%d	%s	%4d	%4d	%4c
", x++, p[i].pn, p[i].begin, p[i].size, p[i].status);
    }
    printf("

=========================================================
");

    printf("已分配分区表Used：
");
    printf("	No.	proname	begin	size	status
");
    for(i = 0, x = 1; i < n; i++)
    {
        if(p[i].status=='u')
            printf("	No.%d	%s	%4d	%4d	%4c
", x++, p[i].pn, p[i].begin, p[i].size, p[i].status);
    }

    printf("

=========================================================
");

    printf("内存使用情况：
printf sorted by address:
");
    printf("	No.	proname	begin	size	status
");
    printf("	--------------------------------------
");
    for(i = 0, x = 1; i < n; i++)
    {
            printf("	No.%d	%s	%4d	%4d	%4c
", x++, p[i].pn, p[i].begin, p[i].size, p[i].status);
    }
}

void input()
{
    
    int x = 1;

    while(x)
    {
        printf("

请输入进程名称：");
        scanf("%s", &p[n].pn);

        for(int i = 0; i < n; i++)
        {    
            x = 0;
            if(strcmp(p[n].pn, p[i].pn) == 0)
            {
                x = 1;
                printf("进程名称已存在，请重新输入!");                
                break;
            }
        }
        
    }
    
    x = 1;
    while(x)
    {
        printf("
请输入进程需要的空间大小：");
        scanf("%d", &p[n].size);

        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            
            if(p[i].size >=p[n].size)
            {
                x = 0;    
                break;
            }
        }
        if(x)
            printf("找不到适合的空间，请重新输入!");
    }

}


void caculate(int i)
{    
    int x=0;
    p[i].end = p[i].begin+p[i].size;
    p[i-1].end=p[i-1].begin+p[i-1].size;
    if(p[i+1].status=='f' && p[i].end==p[i+1].begin)
    {    x=1;
        p[i+1].begin=p[i].begin;
        p[i+1].size=p[i].size+p[i+1].size;
        for(int j=i;j<n;j++)
        {
            p[j]=p[j+1];
        }
            n=n-1;
    }
    if(p[i-1].status=='f' && p[i-1].end==p[i].begin)
    {    x=1;
        p[i].begin=p[i-1].begin;
        p[i].size=p[i-1].size+p[i].size;
        strcpy(p[i].pn, "-----");
        p[i].status = 'f';
        for(int k=i;k<n;k++)
        {
            p[k-1]=p[k];
        }
        n=n-1;
    }
    if(x==0)
    {
        strcpy(p[i].pn, "-----");
        p[i].status = 'f';
    }
    
}

void recycle()
{
    char name[50];
    
    int x = 1;

    while(x)
    {
        printf("
请输入进程名称：");
        scanf("%s", &name);
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {    
            if(strcmp(name, p[i].pn) == 0)
            {
                x = 0;
                 caculate(i);                
                break;
            }
        }
        if(x==1)
        {
            printf("没找到请重新输入
");
        }
        
    }
}

void first()
{
    PART  temp[MAX];
    for(int i = 0;i < n; i++)
    {
        if(p[i].status=='f')
        {
            if(p[i].size >= p[n].size)
            {    
                temp[0]=p[i];
                p[i]=p[n];
                p[n]=temp[0];
                
                p[i].end=p[n].begin+p[i].size;
                p[i].status='u';
                p[i].begin=p[n].begin;
                p[n].begin=p[i].end;
                p[n].end=temp[0].end;
                p[n].status='f';
                p[n].size=p[n].size-p[i].size;
                n++;
                break;
            }

        }
    }
}

void best()
{
    int min=10000;
    int a;
    PART  temp[MAX];
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        if(p[i].status=='f'  && p[i].size >= p[n].size)
        {
            if(p[i].size < min)
            {
                min = p[i].size;
                a=i;
            }
        }
    }
       if(p[a].size >= p[n].size)
            {    
                temp[0]=p[a];
                p[a]=p[n];
                p[n]=temp[0];
                
                p[a].end=p[n].begin+p[a].size;
                p[a].status='u';
                p[a].begin=p[n].begin;
                p[n].begin=p[a].end;
                p[n].end=temp[0].end;
                p[n].status='f';
                p[n].size=p[n].size-p[a].size;
                n++;
            }

}


void bad()
{
    int max=0;
    int a;
    PART  temp[MAX];
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        if(p[i].status=='f')
        {
            if(p[i].size > max)
            {
                max = p[i].size;
                a=i;
            }
        }
    }
       if(p[a].size >= p[n].size)
            {    
                temp[0]=p[a];
                p[a]=p[n];
                p[n]=temp[0];
                
                p[a].end=p[n].begin+p[a].size;
                p[a].status='u';
                p[a].begin=p[n].begin;
                p[n].begin=p[a].end;
                p[n].end=temp[0].end;
                p[n].status='f';
                p[n].size=p[n].size-p[a].size;
                n++;
            }

}

int show_menu()
{
    int x;
    
    printf("
(1)首次适应算法");
//    printf("
(2)循环首次适应算法");
    printf("
(2)最佳适应算法");
    printf("
(3)最坏适应算法");
    printf("
请选择一种分配方式：");
    scanf("%d", &x);
    while(x < 1 || x > 4)
    {
        printf("
输入错误!");
        printf("
请选择一种分配方式：");
        scanf("%d", &x);
    }

    return x;
}

int main(void)
{
    int choose1,choose2;    
    printf("初始化：设置内存总容量为 1000k
系统从低地址部分开始占用 100k

");

    init();
    show();
    
    while(1)
    {
        printf("请选择:1.分配内存        2.回收内存        3.结束
");
        scanf("%d",&choose1);
        if(choose1==1)
        {    
            
            input();
            choose2=show_menu();
            if(choose2==1)
            {
                first();
            }
            if(choose2==2)
            {    
                best();
            }
            if(choose2==3)
            {
                bad();
            }
            show();
        }
        if(choose1==2)
        {
            recycle();
            show();
        }
        if(choose1==3)
            break;        
    }        
    
    return 0;
}