0617 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。
#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 = 100; part[0].status = 'u'; strcpy( part[1].pn, "-----" ); part[1].begin = 100; part[1].size = 100; part[1].status = 'f'; strcpy( part[2].pn, "A" ); part[2].begin = 200; part[2].size = 50; part[2].status = 'u'; strcpy( part[3].pn, "-----" ); part[3].begin = 250; part[3].size = 50; part[3].status = 'f'; strcpy( part[4].pn, "B" ); part[4].begin = 300; part[4].size = 100; part[4].status = 'u'; strcpy( part[5].pn, "-----" ); part[5].begin = 400; part[5].size = 112; 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( "\t%s", part[i].pn ); printf( "\t%d", part[i].begin ); printf( "\t%d", part[i].size ); printf( "\t%d", part[i].end ); printf( "\t%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( "\n================================================================" ); printf( "\n已分配分区表Used:" ); printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" ); printf( "\n\t------------------------------------------------" ); n = 1; for ( i = 0; i < MAX; i++ ) { if ( part[i].status == '-' ) break; if ( part[i].status == 'u' ) { printf( "\n\tNo.%d", n ); Output( i ); n++;// 记录已分配使用的分区个数 } } printf( "\n" ); printf( "\n================================================================" ); printf( "\n空闲分区表Free:" ); printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" ); printf( "\n\t------------------------------------------------" ); n = 1; for ( i = 0; i < MAX; i++ ) { if ( part[i].status == '-' ) break; if ( part[i].status == 'f' ) { printf( "\n\tNo.%d", n ); Output( i ); n++; //记录空闲分区的个数 } } printf( "\n" ); printf( "\n" ); printf( "\n================================================================" ); printf( "\n内存使用情况，按起始址增长的排:" ); printf( "\nprintf sorted by address:" ); printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" ); printf( "\n\t------------------------------------------------" ); n = 1; for ( i = 0; i < MAX; i++ ) { if ( part[i].status == '-' ) break; printf( "\n\tNo.%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( "\n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("\n作业已经存在，不必再次分配！\n"); 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( "\n该作业大小超出最大可分配空间" ); getch(); return; } printf( "\n请选择分配算法：" ); printf( "\n1、首次适应算法(FF)" ); printf( "\n2、循环首次适应算法(NF)" ); printf( "\n3、最佳适应算法(BF)" ); printf( "\n4、最坏适应算法(WF)" ); printf( "\n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( "\n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( "\n请输入回收的分区号：" ); scanf( "%d", &number ); if ( number == 1 ) { printf( "\n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( "\n找不到分区" ); return; } Merge();//合并连续的空闲分区 printf( "\n回收成功！" ); getch(); } void main() { int selection; Init(); printf( "初始化，设内存容量%dk", MAX ); printf( "\n系统从低地址部分开始使用，占用%dk", part[0].size ); while ( 1 ) { printf( "\n----------选择----------" ); printf( "\n0、退出系统" ); printf( "\n1、显示分区" ); printf( "\n2、分配作业" ); printf( "\n3、回收分区" ); printf( "\n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; } } }
