实验四、主存空间的分配和回收模拟

实验四、主存空间的分配和回收模

物联网工程  王鸾  201306104128

一、        实验目的

 

     为了合理地分配和使用这些存储空间，当用户提出申请主存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间和使用情况，找出足够的空闲区域给申请者。当作业撤离归还主存资源时，则存储管理要收回占用的主存空间。主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理方式有关的，通过本实验帮助我们理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。

用高级语言完成一个主存空间的分配和回收模拟程序，以加深对内存分配方式及其算法的理解。

 

二、        实验内容和要求

     2.1  模拟包括3部分：

1）实现特定的内存分配算法

2）实现内存回收模拟

3）每种内存分配策略对应的碎片数统计

 

2.2  固定分区存储管理

假设内存容量为120KB，并且分别划分成8,16,32,64KB大小的块各一块。

一个进程所需要的内存为0到100个KB。同时假设一个进程在运行过程中所需内存的大小不变。

模拟五个进程到达请求分配与运行完回收情况,输出主存分配表.

 

2.3  动态分区分配存储管理

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、下次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计(任选两种算法)。

（1）在程序运行过程，由用户指定申请与释放。

（2）设计一个已占用分区表，以保存某时刻主存空间占用情况。

（3）设计一个空闲分区表，以保存某时刻主存空间剩余情况。

（4）用两个表的变化情况,反应各进程所需内存的申请与释放情况。

 

 

三、        实验方法、步骤及结果测试

1.      源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名 zxl4.c

         可执行程序名：zxl.exe

2.      原理分析及流程图

         ①.首先设置一个结构体类型的内存分区，用于存放内存的起始地址、长度、任务名和志向下一个空闲分区的指针；

        ②.设置showmemory函数，显示当前内存分配情况 ；

        ③.memoallocate函数，用于分配内存；

        ④.Minsert函数，功能插入任务到空闲分区；

        ⑤.memoreturn函数，用于回收内存；Mreturn函数，功能回收内存；

        ⑥.main函数，用户自行选择，系统做出响应。

3.      主要程序段及其解释：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
typedef struct process
{
int number;
char name[20];
int begin;
int size;
char status;
}Pro;
main()
{
int sys=512;
char s;
int i=0;
int count1=0;
int count2=0;
int flag=1;
char j[10];
Pro a[10];
strcpy(a[0].name,"system");//a[0]是系统进程
a[0].begin=0;
a[0].size=100;
a[0].status='f';

printf("内存大小%dK\n",sys);
printf("占用%dK\n\n",a[0].size);

printf("空闲区表Free:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\tNO.1\t -----\t\t %d\t %d\t f\n\n",a[0].size,sys-a[0].size);

printf("==============================================\n");
printf("已分配分区表::\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\tNO.1\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",a[0].name,a[0].begin,a[0].size,a[0].status);
printf("\n\n");

printf("内存使用情况:\n");
printf("printf sorted by address::\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\t---------------------------------------------\n");
printf("\tNO.1\t %s\t\t %d\t %d\t u\n",a[0].name,a[0].begin,a[0].size);
printf("\tNO.2\t -----\t\t %d\t %d\t f\n\n",a[0].size,sys-a[0].size);

printf("\n\n");
i=1;
while (1)
{
printf("请选择:分配按1 回收按2 退出按e\n");
scanf("%s",&s);
switch (s)
{
case '1':
printf("输入进程名:");
scanf("%s",&a[i].name);
printf("输入进程大小:");
scanf("%d",&a[i].size);
a[1].begin=100;
a[i].status='u';
flag++; //当前的进程数

printf("插入完成!\n");
printf("空闲区表Free:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
a[i+1].begin=a[i].begin+a[i].size;
count1=a[i+1].begin;
count2=sys-count1;
}
printf("\tNO.1\t -----\t\t %d\t %d\t f\n\n",count1,count2);
a[0].status='u';
printf("==============================================\n");
printf("已分配分区表:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for(i=0;i<flag;i++)
{
a[i+1].begin=a[i].begin+a[i].size;
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
}
printf("\n\n");

printf("内存使用情况:\n");
printf("printf sorted by address:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\t--------------------------------------------\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
}
printf("\tNO.%d\t -----\t\t %d\t %d\t f\n\n",flag+1,count1,count2);
break;
case '2':
printf("输入进程名:");
scanf("%s",&j);
printf("回收成功!\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (strcmp(j,a[i].name)==0)
{
strcpy(a[i].name,"-----");
a[i].status='f';
}
}
printf("空闲区表Free:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (a[i].status=='f'){
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);}
}
printf("\tNO.%d\t -----\t\t %d\t %d\t f\n\n",flag-1,count1,count2);

printf("==============================================\n");
printf("已分配分区表::\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for(i=0;i<flag;i++)
{
if (a[i].status=='u'){
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);}
}
printf("\n\n");

printf("内存使用情况:\n");
printf("printf sorted by address:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\t--------------------------------------------\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
}
printf("\tNO.%d\t -----\t\t %d\t %d\t f\n\n",flag+1,count1,count2);
break;
case 'e':
exit(0);
break;
}
}
}

4.  运行结果：

 

内存使用情况

分配进程

回收进程

退出界面

5.  心得：

本次实验难度总的来说难度较大，部分代码来源于网络，但大都能理解，后来自己试着写了一次。编程中应该注意独立思考。