实验四、主存空间的分配与回收
专业：商业软件工程 姓名：杨晓霞 学号：201406114107
一、 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。
二、 实验内容和要求
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。
三、 实验方法、步骤及结果测试
1.源程序名：Allocation.cpp
2. 原理分析及流程图
(1)、存储结构
1 struct partition 2 { 3 int end;//结束地址 4 char pn;//工作名 5 int size;//工作空间 6 int begin;//开始地址 7 char state;//状态 1 可用 0 已用 8 }; //主存表的初始化 9 partition PART[100];
（2）、主要程序
1 void begin(); 2 int kongjian(); 3 int pdname(char c); 4 void print(); 5 void fenpei(); 6 int ShouCi(char c,int i); 7 void reclaim(); 8 int huishou(char c); 9 int zuijia(char c,int i); 10 int zuihuai(char c,int i);
3.主要程序段及其解释：
1 void print() /* 显示分区 */ 2 { 3 int i; 4 int n; 5 printf(" ================================================================" ); 6 printf(" 已分配分区表Used:" ); 7 printf(" No. proname begin size end state"); 8 printf(" ------------------------------------------------" ); 9 n = 1; 10 for (i=0;i<MAX;i++) 11 { 12 if (PART[i].state=='-') 13 break; 14 if (PART[i].state=='u') 15 { 16 printf(" No.%d",n); 17 Output(i); 18 n++; 19 } 20 } 21 printf(" "); 22 printf(" ================================================================"); 23 printf(" 空闲分区表Free:" ); 24 printf(" No. proname begin size end state" ); 25 printf(" ------------------------------------------------"); 26 n = 1; 27 for (i=0; i<MAX; i++) 28 { 29 if (PART[i].state=='-') 30 break; 31 if (PART[i].state=='f') 32 { 33 printf(" No.%d",n); 34 Output(i); 35 n++; 36 } 37 } 38 printf(" "); 39 printf(" "); 40 printf(" ================================================================"); 41 printf(" 内存使用情况，按起始址增长的排:"); 42 printf(" printf sorted by address:"); 43 printf(" No. proname begin size end state"); 44 printf(" ------------------------------------------------ "); 45 // print(); 46 n = 1; 47 for (i=0;i<MAX;i++) 48 { 49 if (PART[i].state=='-') 50 break; 51 printf(" No.%d",n); 52 Output(i); 53 n++; 54 } 55 getch(); 56 57 } 58 59 //主存分配各函数 60 void fenpei() 61 { 62 char name; 63 64 int size; 65 int c=1; 66 printf("请输入工作名: "); 67 scanf("%s",&name); 68 printf("请分配空间： "); 69 scanf("%d",&size); 70 if(pdname(name)) 71 { 72 printf("请选择要选的算法 1：首次适应算法 2：最佳适应算法：3:最坏适应算法 "); 73 scanf("%d",&c); 74 if(c!=1&&c!=2&&c!=3&&c!=4) 75 { 76 c=1; 77 } 78 switch(c) 79 { 80 case 1: 81 ShouCi(name,size); 82 break; 83 case 2: 84 zuijia(name,size); 85 break; 86 case 3: 87 zuihuai(name,size); 88 break; 89 } 90 } 91 } 92 //分配主存首次适应 93 int ShouCi(char name,int size) 94 { 95 for(int i=0;i<6;i++) 96 { 97 if(PART[i].size>=size&&PART[i].state=='f') 98 { 99 int temp=PART[i].size; 100 int sum=PART[i+1].begin; 101 PART[i].size=size; 102 PART[i].pn=name; 103 PART[i].begin=PART[i-1].begin+PART[i-1].size; 104 PART[i+1].begin=PART[i].begin+PART[i].size; 105 PART[i].state='u'; 106 107 if(temp>size)//将i项分成两项 108 { 109 for(int j=100;j>i+1;j--) 110 { 111 PART[j].begin=PART[j-1].begin; 112 PART[j].state=PART[j-1].state; 113 PART[j].pn=PART[j-1].pn; 114 PART[j].size=PART[j-1].size; 115 } 116 PART[i+2].begin=sum; 117 PART[i+1].state='f'; 118 PART[i+1].pn=NULL; 119 PART[i+1].size=temp-size; 120 } 121 printf("成功分配! "); 122 123 for(int j=i;j<6;j++) 124 if(PART[j].state=='f'&&PART[j+1].state=='f'&&PART[j+2].state =='f')//查找以后表 条件为3个连续空闲的空间 则视为以后都空闲 125 { 126 PART[j].size=kongjian();//将剩余空间放入j中 127 } 128 return 1; 129 } 130 } 131 if(i=6) 132 { 133 printf("主存空间已满！ "); 134 return 0; 135 } 136 return 0; 137 } 138 //回收工作各函数 139 void reclaim() 140 { 141 char name; 142 printf("请输入需要回收的工作名: "); 143 scanf("%s",&name); 144 huishou(name); 145 } 146 //回收工作 147 int huishou(char name) 148 { 149 int j; 150 //查找要回收的工作 151 for(int i=0;i<6;i++) 152 { 153 if(PART[i].pn ==name) 154 { 155 printf("你要回收的工作已找到 "); 156 break; 157 } 158 } 159 if(i==6) 160 { 161 printf("对不起 没有找到你要回收的工作 "); 162 return 0; 163 } 164 int n=i;//第n个工作需要回收 165 //回收工作4种情况 166 if(i==0&&PART[1].state =='f') 167 { 168 PART[0].begin=0; 169 PART[0].state='f'; 170 PART[0].pn=NULL; 171 PART[0].size=PART[0].size +PART[1].size; 172 for(i=1;i<MAX;i++) 173 { 174 PART[i].begin=PART[i+1].begin; 175 PART[i].state=PART[i+1].state; 176 PART[i].pn=PART[i+1].pn; 177 PART[i].size=PART[i+1].size; 178 } 179 } 180 else if(PART[n-1].state=='f'&&PART[n+1].state=='u')//上有空 181 { 182 PART[n-1].size=PART[n-1].size+PART[n].size; 183 for(j=n;j<MAX-1;j++) 184 { 185 PART[j].begin=PART[j+1].begin; 186 PART[j].state=PART[j+1].state; 187 PART[j].pn=PART[j+1].pn; 188 PART[j].size=PART[j+1].size; 189 } 190 } 191 else if(PART[n-1].state=='u'&&PART[n+1].state=='f')//下有空 192 { 193 PART[n].size=PART[n].size +PART[n+1].size; 194 PART[n].pn=NULL; 195 PART[n].state='f'; 196 for(j=n+1;j<MAX-1;j++) 197 { 198 PART[j].begin=PART[j+1].begin; 199 PART[j].state=PART[j+1].state; 200 PART[j].pn=PART[j+1].pn; 201 PART[j].size=PART[j+1].size; 202 } 203 } 204 else if(PART[n-1].state=='f'&&PART[n+1].state=='f')//上下都为空 205 { 206 PART[n-1].size=PART[n-1].size +PART[n].size +PART[n+1].size; 207 for(j=n;j<MAX-2;j++) 208 { 209 PART[j].begin=PART[j+2].begin; 210 PART[j].state=PART[j+2].state; 211 PART[j].pn=PART[j+2].pn; 212 PART[j].size=PART[j+2].size; 213 } 214 } 215 else //上下不为空 直接回收 216 { 217 PART[n].state='f'; 218 PART[n].pn=NULL; 219 } 220 return 1; 221 } 222 //最佳适应分配算法 223 int zuijia(char name,int size) 224 { 225 //查找一个大于size的空闲空间,将此空间的end存入id，size存入min 226 int min=50; 227 int id=-1; 228 for(int i=0;i<6;i++) 229 { 230 if(PART[i].state=='f'&&PART[i].size<min&&PART[i].size>size) 231 { 232 id=i; 233 min=PART[i].size; 234 } 235 } 236 printf("最佳适应空间的id：%d",id+1); 237 printf("空间大小：%d ",min); 238 //将作业存入PART[i]项 239 int temp=PART[id].size-size; 240 if(temp==0)//空闲空间大小恰好等于申请空间大小直接存入 241 { 242 PART[i].pn=name; 243 PART[i].state='u'; 244 } 245 else if(temp>0)//空闲空区大于申请空间,需要将空闲分区分割 246 { 247 PART[id].pn=name; 248 PART[id].size=size; 249 PART[id].state='u'; 250 for(int j=100;j>id+1;j--) 251 { 252 PART[j].begin=PART[j-1].begin; 253 PART[j].state=PART[j-1].state; 254 PART[j].pn=PART[j-1].pn; 255 PART[j].size=PART[j-1].size; 256 } 257 PART[id+1].begin=PART[id].begin +PART[id].size; 258 PART[id+1].state='f'; 259 PART[id+1].size=temp; 260 PART[id+1].pn=NULL; 261 } 262 return 0; 263 } 264 int zuihuai(char name,int size) 265 { //查找一个大于size的空闲空间,将此空间的end存入id，size存入max 266 int max=size; 267 int id=-1; 268 for(int i=0;i<6;i++) 269 { 270 if(PART[i].state=='f'&&PART[i].size >max) 271 { 272 id=i; 273 max=PART[i].size; 274 } 275 } 276 printf("最坏适应空间的id：%d",id+1); 277 printf("空间大小：%d ",max); 278 //将作业存入PART[i]项 279 int temp=PART[id].size -size; 280 if(temp==0)//空闲空间大小恰好等于申请空间大小直接存入 281 { 282 PART[i].pn=name; 283 PART[i].state='u'; 284 } 285 else if(temp>0)//空闲空区大于申请空间,需要将空闲分区分割 286 { 287 PART[id].pn=name; 288 PART[id].size=size; 289 PART[id].state='u'; 290 for(int j=100;j>id+1;j--) 291 { 292 PART[j].begin=PART[j-1].begin; 293 PART[j].state=PART[j-1].state; 294 PART[j].pn=PART[j-1].pn; 295 PART[j].size=PART[j-1].size; 296 } 297 PART[id+1].begin=PART[id].begin+PART[id].size; 298 PART[id+1].state='f'; 299 PART[id+1].size=temp; 300 PART[id+1].pn=NULL; 301 } 302 return 0; 303 }
4. 运行结果及分析
四、实验总结
算法的主要内容大概还是了解，但是编程能力还是很差，不懂得如何转化编程语言，在这过程中参考过不少代码，也改过不少的代码，但本次算法还是有点缺陷，固定分区，碎片没能解决。通过检查，把初始化的空闲分区合起来