操作系统实验二存储管理动态分区分配及回收算法.docx
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操作系统实验二存储管理动态分区分配及回收算法.docx
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操作系统实验二存储管理动态分区分配及回收算法
实验二存储管理动态分区分配及回收算法
一、实验目的
通过分区管理实验,了解操作系统的基本概念,理解计算机系统的资源如何组织,操作系统如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计,我们可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统,并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
二、实验要求
本实验要求用一种结构化高级语言构造分区描述器,编制动态分区分配算法和回收算法模拟程序,并掌握分配算法的特点,提高编程技巧和对算法的理解和掌握.
三、实验过程
1.准备
(一)主程序
1、定义分区描述器node,包括3个元素:
(1)adr-—分区首地址
(2)size——分区大小
(3)next——指向下一个分区的指针
2、定义3个指向node结构的指针变量:
(1)head1——空闲区队列首指针
(2)back1—-指向释放区node结构的指针
(3)assign——指向申请的内存分区node结构的指针
3、定义1个整形变量:
free—-用户申请存储区的大小(由用户键入)
(二)过程
1、定义check过程,用于检查指定的释放块(由用户键入)的合法性
2、定义assignment1过程,实现FirstFitAlgorithm
3、定义assignment2过程,实现BestFitAlgorithm
4、定义acceptment1过程,实现FirstFitAlgorithm的回收算法
5、定义acceptment2过程,实现BestFitAlgorithm的回收算法
6、定义print过程,打印空闲区队列
(三)执行
程序首先申请一整块空闲区,其首址为0,大小为32767;然后,提示用户使用哪种分配算法,再提示是分配还是回收;分配时要求输入申请区的大小,回收时要求输入释放区的首址和大小。
(四)输出
要求每执行一次,输出一次空闲区队列情况,内容包括:
编号首址终址大小
2。
主要流程和源代码
实验二源代码
#include〈stdio.h>
#include
#include〈string。
h>
#defineMAX_SIZE32767
typedefstructnode{
intid;
intadr;
intsize;
structnode*next;
}Node;
Node*head1,*head2,*back1,*back2,*assign;
intrequest;
intcheck(intadd,intsiz,charc)
{
Node*p,*head;
intcheck=1;
if(add〈0||siz〈0)
check=0;/*地址和大小不能为负*/
if(c==’f'||c=='F’)
head=head1;
else
head=head2;
p=head—〉next;
while((p!
=NULL)&&check)
if(((add〈p—〉adr)&&(add+siz>p—〉adr))||((add>=p-〉adr)&&(add〈p->adr+p—>size)))
check=0;
else
p=p->next;
if(check==0)
printf("\t输入释放区地址或大小有错误!
!
!
\n");
returncheck;
}
voidinit()
{
Node*p;
head1=(Node*)malloc(sizeof(Node));
head2=(Node*)malloc(sizeof(Node));
p=(Node*)malloc(sizeof(Node));
head1—>next=p;
head2—>next=p;
p->size=MAX_SIZE;
p->adr=0;
p->next=NULL;
p-〉id=0;
}
Node*assignment1(intnum,intreq)
{
Node*before,*after,*ass;
ass=(Node*)malloc(sizeof(Node));
before=head1;
after=head1->next;
ass—>id=num;
ass—〉size=req;
while(after—>size { before=before—〉next; after=after—〉next; } if(after==NULL) { ass->adr=-1;} else { if(after—〉size==req) { before—>next=after—>next; ass—〉adr=after->adr; } else { after->size-=req; ass—〉adr=after—>adr; after-〉adr+=req; } } returnass; } voidacceptment1(intaddress,intsiz,intrd) { Node*before,*after; intinsert=0; back1=(Node*)malloc(sizeof(Node)); before=head1; after=head1-〉next; back1->adr=address; back1—〉size=siz; back1—>id=rd; back1-〉next=NULL; while(! insert&&after) {//将要被回收的分区插入空闲区(按首址大小从小到大插入) if((after==NULL)||((back1-〉adr<=after—>adr)&&(back1—〉adr〉=before-〉adr))) { before—>next=back1; back1—〉next=after; insert=1; } else { before=before->next; after=after—>next; } } if(insert) { if(back1-〉adr==before->adr+before—〉size) {//和前边分区合并 before->size+=back1-〉size; before—>next=back1-〉next; free(back1); } elseif(after&&back1—>adr+back1—〉size==after—〉adr) {//和后边分区合并 back1—〉size+=after—>size; back1—〉next=after->next; back1-〉id=after—〉id; free(after); after=back1; } printf(”\t首先分配算法回收内存成功! \n"); } else printf("\t首先分配算法回收内存失败! \n"); } Node*assignment2(intnum,intreq) { Node*before,*after,*ass,*q; ass=(Node*)malloc(sizeof(Node)); q=(Node*)malloc(sizeof(Node)); before=head2; after=head2->next; ass->id=num; ass—>size=req; while(after—>size〈req) { before=before—〉next; after=after—〉next; } if(after==NULL) { ass—〉adr=—1; } else { if(after-〉size==req) { before—〉next=after->next; ass—>adr=after-〉adr; } else { q=after; before—>next=after—>next; ass—>adr=q—〉adr; q-〉size-=req; q—>adr+=req; before=head2; after=head2—〉next; if(after==NULL) { before->next=q; q—〉next=NULL; } else { while((after—>size)<(q->size)) { before=before—〉next; after=after-〉next; } before—>next=q; q—〉next=after; } } } return(ass); } voidacceptment2(intaddress,intsiz,intrd) { Node*before,*after; intinsert=0; back2=(Node*)malloc(sizeof(Node)); before=head2; after=head2->next; back2->adr=address; back2-〉size=siz; back2—〉id=rd; back2-〉next=NULL; if(head2->next==NULL) {//空闲队列为空 head2—〉next=back2; head2->size=back2-〉size; } else {//空闲队列不为空 while(after) { if(back2—〉adr==after—〉adr+after->size) {//和前边空闲分区合并 before—>next=after—>next; after—〉size+=back2—〉size; back2=after; } else { before=before—〉next; after=after—>next; } } before=head2; after=head2-〉next; while(after) { if(after—〉adr==back2->adr+back2-〉size) {//和后边空闲区合并 before->next=after->next; back2—>size+=after—>size; } else { before=before-〉next; after=after—>next; } } before=head2; after=head2->next; while(! insert) {//将被回收的块插入到恰当的位置(按分区大小从小到大) if(after==NULL||((after—〉size>back2—>size)&&(before->size〈back2—〉size))) { before—>next=back2; back2->next=after; insert=1; break; } else { before=before—>next; after=after—〉next; } } } if(insert) printf("\t最佳适应算法回收内存成功! \n"); else printf(”\t最佳适应算法回收内存失败! ! \n”); } voidprint(charchoice)//输出空闲区队列信息 { Node*p; if(choice==’f'||choice==’F') p=head1—〉next; else p=head2—〉next; if(p) { printf("\n空闲区队列的情况为: \n"); printf(”\t编号\t首址\t终址\t大小\n”); while(p) { printf("\t%d\t%d\t%d\t%d\n”,p->id,p—>adr,p—〉adr+p->size-1,p—〉size); p=p—>next; } } } voidmenu()//菜单及主要过程 { charchose; intch,num,r,add,rd; while (1) { system(”cls”); printf("选择最先适应算法请输入F,选择最佳适应算法请输入B,退出程序请输入E\n\n"); printf(”请输入你的选择: "); scanf(”%c”,&chose); if(chose==’e’||chose==’E') exit(0); else { system("cls"); while (1) { if(chose==’f'||chose=='F') printf(”最先适应算法(First-Fit)模拟: \n"); if(chose=='b'||chose==’B') printf("最佳适应算法(Best-Fit)模拟: \n”); printf("1.分配内存,2。 回收内存,3。 查看内存,4。 返回\n\n"); printf(”请输入你的选择: "); scanf("%d”,&ch); fflush(stdin); switch(ch) { case1: printf(”输入申请的分区大小: ”);scanf(”%d”,&r); if(chose==’f’||chose==’F’) assign=assignment1(num,r); else assign=assignment2(num,r); if(assign-〉adr==-1) { printf(”分配内存失败! \n"); } else printf(”分配成功! 分配的内存的首址为: %d\n”,assign—〉adr); break; case2: printf("输入释放的内存的首址: ”);scanf(”%d”,&add); printf("输入释放的内存的大小: ");scanf("%d”,&r); printf(”输入释放的内存的编号: ”);scanf(”%d”,&rd); if(check(add,r,chose)) { if(chose=='f’||chose=='F') acceptment1(add,r,rd); else acceptment2(add,r,rd); } break; case3: print(chose); break; case4: menu(); break; } } } } } voidmain()//主函数 { init(); menu(); } 四、实验结果 五、实验总结 通过这次课程设计我练习了用C语言写系统软件,对操作系统中可变分区存储管理有了更深刻的了解。 在写程序的时候也遇到了一些困难。 比如在设计数据结构时特别犹豫,总想找一个很合适的。 但是,后来才知道,关键要多尝试,而空想是没有用的。 最后我证实了自己的设计的合理性。 还有为了使程序更健壮,在网上下载了几个代码,进行调试,运行、查看结果。 看懂代码和结果后,这次实验也算是成功的一大半了。 总之这次实验还是让我收获很大,让我在书本上的知识能够运用到实际当中。 这种学以致用的感觉才是最好的。
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- 关 键 词:
- 操作系统 实验 存储 管理 动态 分区 分配 回收 算法
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