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

专业：商业软件工程一班姓名：容杰龙学号：201406114157

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;

5、源代码

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <conio.h>
  3 #include <string.h>
  4 #define MAX 512  //设置总内存大小为512k
  5 
  6 struct partition {
  7     char    pn[10];//分区名字
  8     int    begin;//起始地址
  9     int    size;//分区大小 
 10     int    end;//结束地址
 11     char    status;//分区状态
 12 };
 13 struct partition    part[MAX];
 14 int            p = 0; //标记上次扫描结束处 
 15 
 16 void Init()//初始化分区地址、大小以及状态
 17 {
 18     int i;
 19     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
 20         part[i].status = '-';
 21     strcpy( part[0].pn, "SYSTEM" );
 22     part[0].begin    = 0;
 23     part[0].size    = 100;
 24     part[0].status    = 'u';
 25 
 26 
 27     strcpy( part[1].pn, "-----" );
 28     part[1].begin    = 100;
 29     part[1].size    = 100;
 30     part[1].status    = 'f';
 31     strcpy( part[2].pn, "A" );
 32     part[2].begin    = 200;
 33     part[2].size    = 50;
 34     part[2].status    = 'u';
 35     strcpy( part[3].pn, "-----" );
 36     part[3].begin    = 250;
 37     part[3].size    = 50;
 38     part[3].status    = 'f';
 39     strcpy( part[4].pn, "B" );
 40     part[4].begin    = 300;
 41     part[4].size    = 100;
 42     part[4].status    = 'u';
 43     strcpy( part[5].pn, "-----" );
 44     part[5].begin    = 400;
 45     part[5].size    = 112;
 46     part[5].status    = 'f';
 47     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
 48         part[i].end = part[i].begin + part[i].size;
 49 }
 50 
 51 
 52 void Output( int i ) //以行的形式输出结构体的数据
 53 {
 54     printf( "\t%s", part[i].pn );
 55     printf( "\t%d", part[i].begin );
 56     printf( "\t%d", part[i].size );
 57     printf( "\t%d", part[i].end );
 58     printf( "\t%c", part[i].status );
 59 }
 60 
 61 
 62 void Show() //显示分区 
 63 {
 64     int    i;
 65     int    n; //用n来记录分区的个数
 66     printf( "\n================================================================" );
 67     printf( "\n已分配分区表Used:" );
 68     printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" );
 69     printf( "\n\t------------------------------------------------" );
 70     n = 1;
 71     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
 72     {
 73         if ( part[i].status == '-' )
 74             break;
 75         if ( part[i].status == 'u' )
 76         {
 77             printf( "\n\tNo.%d", n );
 78             Output( i );
 79             n++;// 记录已分配使用的分区个数
 80         }
 81     }
 82     printf( "\n" );
 83     printf( "\n================================================================" );
 84     printf( "\n空闲分区表Free:" );
 85     printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" );
 86     printf( "\n\t------------------------------------------------" );
 87     n = 1;
 88     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
 89     {
 90         if ( part[i].status == '-' )
 91             break;
 92         if ( part[i].status == 'f' )
 93         {
 94             printf( "\n\tNo.%d", n );
 95             Output( i );
 96             n++;  //记录空闲分区的个数
 97         }
 98     }
 99     printf( "\n" );
100     printf( "\n" );
101     printf( "\n================================================================" );
102     printf( "\n内存使用情况，按起始址增长的排:" );
103     printf( "\nprintf sorted by address:" );
104     printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" );
105     printf( "\n\t------------------------------------------------" );
106     n = 1;
107     for ( i = 0; i < MAX; i++ )
108     {
109         if ( part[i].status == '-' )
110             break;
111         printf( "\n\tNo.%d", n );
112         Output( i );
113         n++;//记录已分配分区以及空闲分区之和的总个数
114     }
115     getch();
116 }
117 
118 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 
119 {
120     int i;
121     for ( i = MAX; i > a + 1; i-- )
122     {
123         //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
124         if ( part[i - 1].status == '-' )
125             continue;
126         part[i]=part[i-1];
127     }
128     strcpy( part[a + 1].pn, "-----" );
129     part[a + 1].begin    = part[a].begin + workSize;
130     part[a + 1].size    = part[a].size - workSize;
131     part[a + 1].end        = part[a].end;
132     part[a + 1].status    = 'f';
133     strcpy( part[a].pn, workName );
134     part[a].size    = workSize;
135     part[a].end    = part[a].begin + part[a].size;
136     part[a].status    = 'u';
137 }
138 
139 
140 void Allocation() // 分配 
141 {
142     int    i;
143     int    a;
144     int    workSize;
145     char    workName[10];
146     int    pFree;
147     printf( "\n请输入作业名称：" );
148     scanf( "%s", &workName );
149     for(i=0;i<MAX;i++)
150     {
151         if(!strcmp(part[i].pn,workName))//判断作业名称是否已经存在
152         {
153             printf("\n作业已经存在，不必再次分配！\n");
154             return;
155         }
156     }
157     printf( "请输入作业大小(k)：" );
158     scanf( "%d", &workSize );
159     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
160     {
161         if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
162         {
163             pFree = i;
164             break;
165         }
166     }
167     if ( i == MAX )
168     {
169         printf( "\n该作业大小超出最大可分配空间" );
170         getch();
171         return;
172     }
173     printf( "\n请选择分配算法：" );
174     printf( "\n1、首次适应算法(FF)" );
175     printf( "\n2、循环首次适应算法(NF)" );
176     printf( "\n3、最佳适应算法(BF)" );
177     printf( "\n4、最坏适应算法(WF)" );
178     printf( "\n请输入选项：" );
179     while ( 1 )
180     {
181         scanf( "%d", &a );
182         if ( a == 1 || a == 2 || a == 3 || a == 4 )
183             break;
184         printf( "输入错误，请重新输入：" );
185     }
186     switch ( a )
187     {
188     case 1:
189         for ( i = 0; i < MAX; i++ )//首次适应算法(按地址从低到高查找)
190             if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
191                 break;
192         Fit( i, workName, workSize );
193         break;
194     case 2:
195         for ( p; p <= MAX; p++ )//循环首次适应算法
196         {
197             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
198                 p = 0;      
199             if ( part[p].status == 'f' && part[p].size >= workSize )
200                 break;
201         }
202         Fit( p, workName, workSize );
203         break;
204     case 3:
205         for ( i = 0; i < MAX; i++ )//最佳适应算法
206             if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
207                 if ( part[pFree].size > part[i].size )
208                     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
209         Fit( pFree, workName, workSize );
210         break;
211     case 4:
212         for ( i = 0; i < MAX; i++ )//最坏适应算法
213             if ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize )
214                 if ( part[pFree].size < part[i].size )
215                     pFree = i;//通过遍历所有区间，每次都找到最大空闲区分配
216         Fit( pFree, workName, workSize );
217         break;
218     default:
219         break;
220     }
221     printf( "\n分配成功！" );
222     getch();
223 }
224 
225 
226 void Merge() //合并连续的空闲分区 
227 {
228     int i = 0;
229     while ( i != MAX - 1 )
230     {
231         for ( i = 0; i < MAX - 1; i++ )
232         {
233             if ( part[i].status == 'f' )
234                 if ( part[i + 1].status == 'f' )
235                 {
236                     part[i].size    = part[i].size + part[i + 1].size;
237                     part[i].end    = part[i].begin + part[i].size;
238                     i++;
239                     for ( i; i < MAX - 1; i++ )
240                     {
241                         if ( part[i + 1].status == '-' )
242                         {
243                             part[i].status = '-';
244                             break;
245                         }
246                        
247                         part[i]=part[i+1];
248                     }
249                     part[MAX - 1].status = '-';
250                     break;
251                 }
252         }
253     }
254 }
255 
256 
257 void Recovery() // 回收分区 
258 {
259     int    i;
260     int    number;
261     int    n=0;
262     printf( "\n请输入回收的分区号：" );
263     scanf( "%d", &number );
264     if ( number == 1 )
265     {
266         printf( "\n系统分区无法回收" );
267         return;
268     }
269     
270     for ( i = 0; i < MAX; i++ )//通过循环查找要回收的已使用分区区号
271     {
272         if ( part[i].status == 'u' )
273         {
274             n++;
275             if ( n == number )
276             {
277                 strcpy( part[i].pn, "-----" );
278                 part[i].status = 'f';
279             }
280         }
281     }
282     if ( i == MAX - 1 )
283     {
284         printf( "\n找不到分区" );
285         return;
286     }
287     Merge();//合并连续的空闲分区
288     printf( "\n回收成功！" );
289     getch();
290 }
291 
292 
293 void main()
294 {
295     int selection;
296     Init();
297     printf( "初始化，设内存容量%dk", MAX );
298     printf( "\n系统从低地址部分开始使用，占用%dk", part[0].size );
299     while ( 1 )
300     {
301         printf( "\n----------选择----------" );
302         printf( "\n0、退出系统" );
303         printf( "\n1、显示分区" );
304         printf( "\n2、分配作业" );
305         printf( "\n3、回收分区" );
306         printf( "\n请选择：" );
307         while ( 1 )
308         {
309             scanf( "%d", &selection );
310             if ( selection == 0 ||selection == 1 || selection == 2 || selection == 3 )
311                 break;
312             printf( "输入错误，请重新输入：" );
313         }
314         switch ( selection )
315         {
316         case 0:
317             exit(0); //退出系统
318             break;
319         case 1:
320             Show(); //显示分区
321             break;
322         case 2:
323             Allocation(); //分配作业
324             break;
325         case 3:
326             Recovery();  //回收分区
327             break;
328         default:
329             break;
330         }
331     }
332 }