操作系统内存分配算法模拟实现
实验名称内存分配与回收算法实现
同组人姓名实验性质□基本操作●验证性□综合性□设计性
实验日期2010-5-17 实验成绩
教师评价：
实验预习□实验操作□实验结果□实验报告□其它□
教师签名：
一、实验目的及要求
1）掌握为实现多道程序并发执行，操作系统是如何通过作业调度选择作业进入内存
2）系统如何为进入内存的作业分配内存空间，实现多道作业同时驻留内存，就绪进程队列中的多个进程是如何以分式方式共享CPU，作业运行完成离开系统时，系统如何进行内存回收，计算进程周转时间。
3）掌握各种调度算法，以及实现所需的各种数据结构。
二、实验内容
根据给定的动态分区分配算法流程图，用你熟悉的计算机编程语言编写一程序，该程序实现内存的合理分配后回收。
三、主要设备及软件
PC、Windows2000操作系统、Linux操作系统
四、实验流程、操作步骤或核心代码、算法片段
1、分配算法流程出
请求分配u.size 分区
检索空闲分区链（表）
找到大于u.size 的可用分区否？
按动态分区方式进行分配
修改有关数据结
构
返回分区号及
空闲分区总
和>=u.siz e
进行紧筹形成连续空闲区
修改有关数据结
构 无法分配返
2、算法模拟实现
○1相关数据结构定义
空闲分区块类：class FreeBlock
空闲分区链类：class FreeList
内存分配回收算法类：class MemoryManager
测试类（主类）：class TestForMemManage
○2具体实现
请允许我先列出核心部分，内存分配回收算法类的实现：
package com.kaiping.memorymanage;//个人包
import java.util.Scanner;
public class MemoryManager {
FreeList flist; //空闲分区类对象
public MemoryManager(){
flist = new FreeList();
flist.InitFBlock();
}
public void memAllocation(int size, String new_job_name){//内存分配（首次适应算法）
FreeBlock q=flist.head;
FreeBlock p=flist.head.next;
while(p != null){
if(size <= 0){
System.out.println("\n申请的空间不能小于1！");
break;
}
if(p.state == false && p.size >= size){
q = new FreeBlock(p.size - size);
p.size = size;
p.state = true;
p.job_name = new_job_name;
q.next = p.next;
p.next = q;
break; //完成分配
}
else
{
p = p.next; //移动到足够分配的空闲块
}
}
if(p == null){
if(flist.flistsize >= size){
System.out.println("目前尚无足够大的空闲块，系统将进行重定位操作...");
relocation(); //重定向
memAllocation(size,new_job_name); //重新分配内存
}
else{
System.out.println("作业"+new_job_name+"内存尚未分配成功！");
}
}
else{ //分配内存后可能存在大小为0的空间，将其清除
System.out.println("作业"+new_job_name+"内存分配成功！");
p = flist.head.next;
//q = flist.head;
while(p != null){
if(p.size == 0){
flist.deleteFBlock(p);
}
p = p.next;
}
}
}
private void memRecovery(FreeBlock target){ //内存回收
FreeBlock p = flist.head.next;
while(p != null){
//回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接
if(p.next == target && p.state == false){
p.size += target.size;
p.next = target.next;
//回收区同时与插入点的前后两个空闲分区相邻接
if(!p.next.state){
p.size += p.next.size;
p.next = p.next.next;
}
break;
}
if(p == target){
//回收区与插入点的后一空闲分区相邻接
if(!p.next.state){
target.size += p.next.size;
target.next = p.next.next;
}
break; //若两不邻接，则直接跳出
}
p = p.next;
}
}
private void relocation(){ //空闲资源重定向，回收空闲空间FreeBlock front_r=flist.head; //
FreeBlock r=front_r.next; //当前重定向空闲块
FreeBlock behind_r=r.next;
while(r != null){ //将r定位到第一块空闲分区块
if(r.state == false){
break;
}
r = r.next;
behind_r = r.next;
front_r = front_r.next; //记录第一块空闲分区的上一块}
while(behind_r != null){
if(behind_r.state){
front_r.next = behind_r;
r.next = behind_r.next;
behind_r.next = r;
front_r = behind_r;
}
else{
r.size += behind_r.size;
r.next = behind_r.next;
}
behind_r = r.next;
}
System.out.println("重定向成功，继续为作业分配内存..."); }
public void addJob(){ //添加作业
int newSize; //新作业所需内存大小
String nJobName = new String("");
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入新任务的名称：");
nJobName = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入新任务所需内存大小：");
newSize = scanner.nextInt();
memAllocation(newSize,nJobName);
}
public void delJob(){ //销毁作业
String cur_job_name = new String("");
boolean flag = false; //指示作业是否删除成功
FreeBlock q=flist.head.next;
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入需要回收的作业名称:");
cur_job_name = scanner.nextLine();
while(q != null){
if(q.job_name == cur_job_name){
q.state = false;
q.job_name = "";
memRecovery(q); //回收内存
flag = true;
break;
}
else{
q = q.next; //找到要删除的作业的下一个结点}
}
if(flag){
System.out.println("删除作业成功！");
}
else{
System.out.println("删除作业未成功！");
}
}
public void printJobInfo(){ //打印作业信息
FreeBlock p = flist.head.next;
int pro_num = 1; //用户程序号
int mem_num = 1; //内存分区块号
System.out.println("----------用户程序信息----------");
while(p != null){
if(p.state){
System.out.println("用户程序"+pro_num+"("+p.job_name+")"
+"\t占用第"+mem_num+"分区块");
pro_num++;
}
mem_num++;
p = p.next;
}
}
public void printFreeSubareaInfo(){ //打印空闲分区信息
FreeBlock p = flist.head.next;
int leav_size = 0; //剩余内存大小
int mem_num = 1; //内存分区块号
System.out.println("----------空闲分区信息----------");
System.out.println("\t分区块号\t大小");
while(p != null){
if(!p.state){
System.out.println("\t"+mem_num+"\t"+p.size);
leav_size += p.size;
}
mem_num++;
p = p.next;
}
System.out.println("剩余内存总打小为"+leav_size);
}
}
其它类的实现
空闲分区块类：
package com.kaiping.memorymanage;
public class FreeBlock {
int size; //空闲块大小
boolean state; //false表示空闲，true表示已经装入作业
String job_name; //装入的作业名称
FreeBlock next; //下一空闲块的自引用
public FreeBlock(int s){
size = s;
state = false;
job_name = new String("");
next = null;
}
}
空闲分区链类：
package com.kaiping.memorymanage;
import java.util.Scanner;
public class FreeList {
FreeBlock fblock;
FreeBlock head;
int fblockNum; //空闲块数
int sumMemCount; //内存总大小
int flistsize; //空闲分区总和
public FreeList(){
fblock = null;
head = new FreeBlock(0);
}
public boolean isEmpty(){
return (fblock == null);
}
public void insertFBlock(int size){
FreeBlock newBlock = new FreeBlock(size);
if(fblock == null){
fblock = newBlock;
head.next = fblock;
}
else{
fblock.next = newBlock;
fblock = fblock.next;
}
}
public void deleteFBlock(FreeBlock dblock){
FreeBlock temp = head;
while(temp != null){
if(temp.next == dblock){
temp.next = dblock.next;
break;
}
temp = temp.next;
}
}
public void InitFBlock(){
int leavesCount; //为化入分区内存总大小
int bsize=0; //分区块大小
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.print("初始多大空间，请输入一整数：");
sumMemCount = scanner.nextInt();
leavesCount = sumMemCount;
flistsize = sumMemCount; //初始空闲分区大小为内存大小
System.out.print("需将内存分为多少分区块，请输入一整数：");
fblockNum = scanner.nextInt();
System.out.println("----------初始化内存分区----------");
for(int i=1; i <= fblockNum; i++){
if(i == fblockNum){
insertFBlock(leavesCount);
}
else{
System.out.print("请输入第"+i+"块分区大小：");
bsize = scanner.nextInt();
if(bsize >= leavesCount - i){
System.out.print("您输入的数据无法保证每分区块最少有1单位内存，请重新输入：");
bsize = scanner.nextInt();
}
insertFBlock(bsize);
leavesCount -= bsize;
System.out.println("余下内存大小为"+leavesCount+"，请继续分配！");
}
}
System.out.println("分配完毕！");
System.out.println("----------创建空闲分区表如下----------");
System.out.println("\t分区号\t大小");
FreeBlock temp = head.next;
for(int i=1; i <= fblockNum; i++){
System.out.println("\t"+i+"\t"+temp.size);
temp = temp.next;
}
}
}
测试类（主类）：
package com.kaiping.memorymanage;
import java.util.Scanner;
public class TestForMemManage {
public static void main(String[] args) {
MemoryManager mem_manage = new MemoryManager();
int choice=0;
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
do{
System.out.println("0.退出程序");
System.out.println("1.添加新作业");
System.out.println("2.销毁一条作业");
System.out.println("3.显示作业信息");
System.out.println("4.显示空闲分区信息");
System.out.print("请输入您的选择：");
choice = scanner.nextInt();
switch(choice){
case 0:
break;
case 1:
mem_manage.addJob();
break;
case 2:
mem_manage.delJob();
break;
case 3:
mem_manage.printJobInfo();
break;
case 4:
mem_manage.printFreeSubareaInfo();
break;
default:
System.out.println("请输入正确的选择！");
}
}while(choice != 0);
System.out.println();
System.out.println("使用愉快！期待您下次使用！");
}
}
五、实验测试结果及心得体会
1、测试结果
本人主要测试内存的分配与回收以及无足够大的空闲分区块时进行的重定向操作等功能。
初始化内存分区：
添加作业，分配内存：
打印分区信息：
添加大作业，无足够大的空闲分区块，重定向：
2、实验心得
通过本次实验，我掌握为实现多道程序并发执行，操作系统是如何通过作业调
度选择作业进入内存以及系统是如何为进入内存的作业分配内存空间，实现多道作业同时驻留内存，就绪进程队列中的多个进程是如何以分式方式共享CPU，作业运行完成离开系统时，系统如何进行内存回收。
操作系统第六次 内存分配与回收模拟
操作系统课程实验报告 姓名学号系计算机 任课教师指导教师评阅教师 实验地点丽泽楼C304-2 丽泽楼C304-1 (请勾选实际实验地点) 实验时间 实验课表现出勤和个人表现Q1(15+15（组 长评分）=30分) 得分： 实验 总分 (Q1+Q2+Q3 +Q4) 实验完成情况Q2(45分(组长评 分,教师根据实际情况微调)) 得分： 实验编号与实验名称： 第六次实验内存分配与回收模拟 实验目的： 通过使用位图跟踪内存使用情况，模拟和评价不同的内存分配算法；熟悉内存分配和回收。 实验内容及要求（详见实验讲义与实验指导书）： 1）要求用你熟悉的程序设计语言编写和调试一个内存分配和回收模拟程序；要求在主函数中测试。 2）实验报告中必须包括：设计思想、数据定义（包括详细说明）、处理流程（详细算法描述和算法流程图）、源代码、运行结果、体会等部分。 3）必须模拟该4种内存分配算法：first fit，next fit，best fit和worst fit中的至少2种。 4）需显示出每次分配和回收后的空闲分区链的情况来以及内存占用情况图，并统计各种算法产生的碎片空闲区（小于3个单元（unit）的空闲区）数。 5）计算2个性能参数：碎片数、平均搜索空闲区次数 实验内容及关键步骤（流程图）
First fit next fit 实验内容及关键步骤（代码）Q3（15分） (1)First fit 代码运行结果#include
操作系统实验动态分区分配算法
操作系统实验报告实验2 动态分区分配算法 报告日期：2016-6-15 姓名： 学号： 班级： 任课教师：
5k 10k 14k 26k 32k 512k 实验2 动态分区分配算法 一、实验内容 编写一个内存动态分区分配模拟程序，模拟内存的分配和回收的完整过程。 二、实验目的 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时，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的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现与主存储器的管理方式有关的，通过本实验帮助学生理 解在可变分区管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实验原理 模拟在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和回收。 (1)可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入。随着作业的装入、撤离，主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。例如： 为了说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下： 第一栏 第二栏 其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址。 长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。 状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区。
操作系统实验内存分配
精心整理西安邮电大学 （计算机学院） 课内实验报告 1. （1 （2 （3 原因，写出实验报告。 2.实验要求： 1）掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路； 2）掌握内存回收过程及实现思路； 3）参考本程序思路，实现内存的申请、释放的管理程序，调试运行，总结程序设计中出现的问题并找出原因，写出实验报告。
3.实验过程： 创建进程： 删除其中几个进程：(默认以ff首次适应算法方式排列) Bf最佳适应算法排列方式： wf最差匹配算法排列方式： 4.实验心得： 明 实验中没有用到循环首次适应算法，但是对其他三种的描述还是很详细，总的来说，从实验中还是学到了很多。 5.程序源代码： #include
#define PROCESS_NAME_LEN 32 //进程名长度 #define MIN_SLICE 10 //最小碎片的大小#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024 //内存大小 #define DEFAULT_MEM_START 0 //起始位置 /*内存分配算法*/ #define MA_FF 1 #define MA_BF 2 #define MA_WF 3 /*描述每一个空闲块的数据结构*/ struct free_block_type { }; /* /* { }; /* /* void display_menu(); int set_mem_size(); void set_algorithm(); void rearrange(int algorithm); int rearrange_WF(); int rearrange_BF(); int rearrange_FF(); int new_process(); int allocate_mem(struct allocated_block *ab);
存储管理---动态分区分配算法的模拟
一、设计任务 完成存储器动态分区分配算法的模拟实现。 二、设计思想 在对数据结构有一定掌握程度的情况下设计合理的数据结构来描述存储空间，实现分区存储管理的内存分配功能，应该选择最合适的适应算法（首次适应算法，最佳适应算法，最后适应算法，最坏适应算法），实现分区存储管理的内存回收算法，在这些存储管理中间必然会有碎片的产生，当碎片产生时，进行碎片的拼接，等等相关的内容。 三、预期目的 让我们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。操作系统课程设计，对于训练学生掌握程序设计、熟悉上机操作和程序调试技术都有重要作用。重点培养学生的思维能力、设计能力、创新能力和排错能力。 四、设计方案 首先是对相关知识的掌握，例如数据结构，计算方法，组成原理以及操作系统等。在这些基本知识的基础上进行扩展，用语言的形式从函数，数据结构原代码，原程序等方面来达到自己想要的目的。该设计就是要达到对各个细节的问题的解决将各个数据块连接起来，最终达到存储器动态分区分配算法的模拟实现。 五、数据结构 1．设计合理的数据结构来描述存储空间： 1）对于未分配出去的部分，用空闲分区链表来描述。 struct freeList { int startAddress; /* 分区起始地址 */ int size; /* 分区大小 */ struct freeList *next; /* 分区链表指针 */ }
struct usedList { int startAddress; /* 分区起始地址 */ int jobID; /* 分区中存放作业ID */ struct usedList *next; /* 分区链表指针 */ } 3）将作业组织成链表。 struct jobList { int id; /* 作业ID */ int size; /* 作业大小（需要的存储空间大小）*/ int status; /* 作业状态 0 : new job ,1 : in the memory , 2 : finished . */ struct jobList *next; /* 作业链表指针 */ } 以上将存储空间分为空闲可占用两部分，在usedlist中设jobID而不设size，可以在不增加空间复杂度（与freelist相比）的同时更方便的实现可变分区存储管理（从后面的一些函数的实现上可以得出这个结论）。 尽管设置joblist增加了空间复杂度，但它的存在，使得该程序可以方便的直接利用D盘中的JOB文件。该文件可以认为是一个和其他进程共享的资源。通过这个文件，其他进程写入数据供读取。这中思想在操作系统设计中体现的很多。 2．实现分区存储管理的内存分配功能，选择适应算法（首次适应算法，最佳适应算法，最后适应算法，最坏适应算法）。 基本原理分析： 1） Best fit ：将空闲分区按大小从小到大排序，从头找到大小合适的分区。 2） Worst fit：将空闲分区按大小从大到小排序，从头找到大小合适的分区。 3） First fit ：将空闲分区按起始地址大小从小到大排序，…… 4） Last fit ：将空闲分区按起始地址大小从大到小排序，…… 由此，可将空闲分区先做合适的排序后用对应的适应算法给作业分配存储空间。排序函数 order（bySize为零则按分区大小排序，否则按分区起始地址；inc为零从小到大排序，否则从大到小排序；通过empty指针返回结果）。 void order(struct freeList **empty,int bySize,int inc) {
操作系统实验内存分配
西安邮电大学 （计算机学院） 课内实验报告 实验名称：内存管理 专业名称：软件工程 班级： 学生姓名： 学号（8位）： 指导教师： 实验日期：
实验五：进程 1.实验目的 通过深入理解区管理的三种算法，定义相应的数据结构，编写具体代码。充分模拟三种算法的实现过程，并通过对比，分析三种算法的优劣。 （1）掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路； （2）掌握内存回收过程及实现思路； （3）参考给出的代码思路，实现内存的申请、释放的管理程序，调试运行，总结程序设计中出现的问题并找出原因，写出实验报告。 2.实验要求： 1）掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路； 2）掌握内存回收过程及实现思路； 3）参考本程序思路，实现内存的申请、释放的管理程序，调试运行，总结程序设计中出现的问题并找出原因，写出实验报告。 3.实验过程： 创建进程：
删除其中几个进程：(默认以ff首次适应算法方式排列) Bf最佳适应算法排列方式：
wf最差匹配算法排列方式： 4.实验心得： 这次实验实验时间比较长，而且实验指导书中对内存的管理讲的很详细，老师上课的时候也有讲的很详细，但是代码比较长，刚开始的时候也是不太懂，但是后面经过和同学一起商讨，明白几种算法的含义： ①首次适应算法。在采用空闲分区链作为数据结构时，该算法要求空闲分区链表以地址递增的次序链接。在进行内存分配时，从链首开始顺序查找，直至找到一个能满足进程大小要求的空闲分区为止。然后，再按照进程请求内存的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求进程，余下的空闲分区仍留在空闲链中。 ②循环首次适应算法。该算法是由首次适应算法演变而形成的，在为进程分配内存空间时，从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到第一个能满足要求的空闲分区，并从中划出一块与请求的大小相等的内存空间分配给进程。 ③最佳适应算法将空闲分区链表按分区大小由小到大排序，在链表中查找第一个满足要求的分区。 ④最差匹配算法将空闲分区链表按分区大小由大到小排序，在链表中找到第一个满足要求的空闲分区。 实验中没有用到循环首次适应算法，但是对其他三种的描述还是很详细，总的来说，从实验中还是学到了很多。 5.程序源代码： #include
最新c++动态分区分配算法模拟(操作系统课程设计)
c++动态分区分配算法模拟(操作系统课程 设计)
课程设计 课程设计名称：操作系统课程设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计时间：6月13日-——6月17日
计算机科学专业课程设计任务书 说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页
1：需求分析 （1）用C语言实现采用首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。 （2）假设初始状态下，可用的内存空间为640KB，并有下列的请求序列：作业1申请130KB；作业2申请60KB；作业3申请100KB；作业2释放60KB；作业4申请200 KB；作业3释放100 KB；作业1释放 130 KB；作业5申请140 KB；作业6申请60 KB；作业7申请 50KB；作业6释放60 KB。采用首次适应算法进行内存块的分配和回 收，同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。 2：概要设计 （1）数据结构：作业队列数据结构，用于存储待处理作业；阻塞作业队列数据结构，用于存储阻塞的作业。已分配内存块的双向链表，记录当前系 统已分配的各个内存块；未分配内存块的双向链表，记录系统中剩余的 各个内存块；系统内存分配总情况的结点对象，记录系统中阻塞的作业 总数，已分配的内存块数，剩余的内存块数。 （2）主函数：对作业队列、阻塞队列、已分配内存块链表、未分配内存块链表、系统总内存分配情况结点对象进行初始化，调用分配函数或回收函 数，循环处理11个作业步。 （3）分配函数alloc()：首次适应算法检索未分配的内存块链表，若找到合适的内存块，则加以判断，空闲内存块大小减去作业去请求内存块大小小于
操作系统内存动态分配模拟算法
实验四存分配算法 1.实验目的 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能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的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。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，通过本实验帮助学生理解在动态分区管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 背景知识： 可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入。随着作业的装入、撤离、主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。 2.实验容 采用首次适应算法或循环首次算法或最佳适应算法分配主存空间。 由于本实验是模拟主存的分配，所以当把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业，而用输出“分配情况”来代替。（即输出当时的空闲区说明表及其存分配表） 利用VC++6.0实现上述程序设计和调试操作。 3.实验代码 #include using namespace std; //定义存的大小 const int SIZE=64; //作业结构体，保存作业信息 struct Project{ int number; int length; }; //存块结构体，保存存块信息 struct Block{
首次适应算法 内存分配
操 作 系 统 实 验 报 告 课程名称：操作系统 实验题目：首次适应算法 姓名： **** 专业班级： *********** 学号： ************* 指导老师： *****
一、实验目的 在计算机系统中，为了提高内存区的利用率，必须给电脑内存区进行合理的分配。本实验通过对内存区分配方法首次适应算法的使用，来了解内存分配的模式。 二、实验要求 1.内存大小初始化 2.可以对内存区进行动态分配，采用首次适应算法来实现 3.可以对已分配的内存块进行回收，并合并相邻的空闲内存块。 三、实验内容 把一个作业装入内存，按照首次适应算法对内存区进行分配，作业结束，回收已分配给该作业的内存块，并合并相邻的空闲内存块。 四、实验结果 运行效果： 1.初始化内存区大小，并添加作业，选择1添加作业 2. 当作业大小超过存储块大小时，分配失败。 3.选择3，可查看内存分配情况 4.选择2回收内存 5.添加新作业 6.回收C作业，相邻的空闲内存块合并。 五、实验总结
首次适应算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内存时，从链首开始查找，直到找到一个大小能满足要求的空闲分区为止；然后按照作业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲区仍留在空闲链中。若从链首到链尾都不能找到一个能满足要求的分区，则此次分配失败。这里，我采用数组的方式，模拟内存分配首次适应算法，动态的为作业分配内存块。可以根据作业名称回收已分配的内存块，当空闲内存块相邻时，则合并。 通过此次的实验，让我对内存分配中首次适应算法更加熟悉，在此基础上，我也测试最佳适应算法（best_fit）和最坏适应算法（worst_fit），并对其进行了比较分析，从比较中我发现，针对同一个问题，解决的方法不止一种，而且不同的方法所要消耗的资源和时间也不相同，根据不同的要求，方法的优劣也不同，可以说方法是解决问题的一种模式，随环境不同而体现出优越性。 六、实验附录 程序源代码： #include
内存分配,首次适应算法
一、实验名称：内存分配与回收 二、实验内容：用首次适应算法实现存储空间的分配,回收作业所占用的存储空间。 三、实验目的： 一个好的计算机系统不仅要有足够的存储容量，较高的存取速度和稳定可靠的存储器，而且能够合理的分配和使用这些主存空间。当用户提出申请主存空间的要求时，存储管理能够按照一定的策略分析主存的使用情况，找出足够的空间分配给申请者；当作业运行完毕，存储管理要回收作业占用的主存空间。本实验实现在可变分区存储管理方式下，采用最先适应算法对主存空间进行分配和回收，以加深了解操作系统的存储管理功能。 四、实验过程： a)基本思想 空闲分区链以地址递增的次序连接。在分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能够满足要求的空闲分区为止；然后再按照作 业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区 仍然留在空闲链中。若从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分 区，则此次内存分配失败。 b)主要数据结构 typedef struct FreeLink{
#include <> #include <> using namespace std; typedef struct FreeLink{配内存"<
可变分区存储管理方式的内存分配和回收实验报告(最优算法)
一．实验目的 通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，熟悉可变分区存储管理的内存分配和回收。 二．实验内容 1．确定内存空间分配表； 2．采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收； 3．编写主函数对所做工作进行测试。 三．实验背景材料 由于可变分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随内存分配和回收变动。总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在内存中的起始地址和长度。由于分配时空闲区有时会变成两个分区：空闲区和已分分区，回收内存分区时，可能会合并空闲分区，这样如果整个内存采用一张表格记录己分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。分配内存时查找空闲区进行分配，然后填写己分配区表，主要操作在空闲区；某个作业执行完后，将该分区变成空闲区，并将其与相邻的空闲区合并，主要操作也在空闲区。由此可见，内存的分配和回收主要是对空闲区的操作。这样为了便于对内存空间的分配和回收，就建立两张分区表记录内存使用情况，一张表格记录作业占用分区的“己分分区表”；一张是记录空闲区的“空闲区表”。这两张表的实现方法一般有两种：一种是链表形式，一种是顺序表形式。在实验中，采用顺序表形式，用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定，所以无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数。 “已分分区表”的结构定义 #define n 10 //假定系统允许的最大作业数量为n struct { float address; //已分分区起始地址 float length; //已分分区长度、单位为字节 int flag; //已分分区表登记栏标志，“0”表示空栏目，实验中只支持一个字符的作业名 }used_table[n]; //已分分区表 “空闲区表”的结构定义 #define m 10 //假定系统允许的空闲区最大为m struct { float address; //空闲区起始地址 float length; //空闲区长度、单位为字节 int flag; //空闲区表登记栏标志，“0”表示空栏目，“1”表示未分配 }used_table[n]; //空闲区表 第二，在设计的数据表格基础上设计内存分配。 装入一个作业时，从空闲区表中查找满足作业长度的未分配区，如大于作业，空闲区划分成两个分区，一个给作业，一个成为小空闲分区。 实验中内存分配的算法采用“最优适应”算法，即选择一个能满足要求的最小空闲分区。 第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收问题。内存回收时若相邻有空闲分区则合并空闲区，修改空闲区表。 四、参考程序 #define n 10 //假定系统允许的最大作业数量为n
计算机操作系统内存分配实验报告
一、实验目的 熟悉主存的分配与回收。理解在不同的存储管理方式下.如何实现主存空间的分配与回收。掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法及动态分区存储管理方式及其实现过程。 二、实验内容和要求 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。所谓分配.就是解决多道作业或多进程如何共享主存空间的问题。所谓回收.就是当作业运行完成时将作业或进程所占的主存空间归还给系统。 可变分区管理是指在处理作业过程中建立分区.使分区大小正好适合作业的需求.并且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时.根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间.若有.则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无.则作业不能装入.作业等待。随着作业的装入、完成.主存空间被分成许多大大小小的分区.有的分区被作业占用.而有的分区是空闲的。 实验要求使用可变分区存储管理方式.分区分配中所用的数据结构采用空闲分区表和空闲分区链来进行.分区分配中所用的算法采用首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法三种算法来实现主存的分配与回收。同时.要求设计一个实用友好的用户界面.并显示分配与回收的过程。同时要求设计一个实用友好的用户界面,并显示分配与回收的过程。 三、实验主要仪器设备和材料 实验环境 硬件环境：PC或兼容机 软件环境：VC++ 6.0 四、实验原理及设计分析 某系统采用可变分区存储管理.在系统运行当然开始.假设初始状态下.可用的内存空间为640KB.存储器区被分为操作系统分区（40KB）和可给用户的空间区（600KB）。 （作业1 申请130KB、作业2 申请60KB、作业3 申请100KB 、作业2 释放 60KB 、作业4 申请 200KB、作业3释放100KB、作业1 释放130KB 、作业5申请140KB 、作业6申请60KB 、作业7申请50KB） 当作业1进入内存后.分给作业1（130KB）.随着作业1、2、3的进入.分别分配60KB、100KB.经过一段时间的运行后.作业2运行完毕.释放所占内存。此时.作业4进入系统.要求分配200KB内存。作业3、1运行完毕.释放所占内存。此时又有作业5申请140KB.作业6申请60KB.作业7申请50KB。为它们进行主存分配和回收。 1、采用可变分区存储管理.使用空闲分区链实现主存分配和回收。 空闲分区链：使用链指针把所有的空闲分区链成一条链.为了实现对空闲分区的分配和链接.在每个分区的起始部分设置状态位、分区的大小和链接各个分区的前向指针.由状态位指示该分区是否分配出去了；同时.在分区尾部还设置有一后向指针.用来链接后面的分区；分区中间部分是用来存放作业的空闲内存空间.当该分区分配出去后.状态位就由“0”置为“1”。 设置一个内存空闲分区链.内存空间分区通过空闲分区链来管理.在进行内存分配时.系统优先使用空闲低端的空间。 设计一个空闲分区说明链.设计一个某时刻主存空间占用情况表.作为主存当前使用基础。初始化空间区和已分配区说明链的值.设计作业申请队列以及作业完成后释放顺序.实现主存的分配和回收。要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况。把空闲区说明链的变化情况以及各作业的申请、释放情况显示打印出来。
内存最佳分配实验报告
一．实验名称 模拟实现动态分区存储管理 二．实验要求 编写程序实现动态分区存储管理方式的主存分配与回收。具体内容包括：先确定主存空间分配表；然后采用最优适应算法完成主存空间的分配与回收；最后编写主函数对所做工作进行测试。 三．解决方案 实现动态分区的分配与回收，主要考虑两个问题：第一，设计记录主存使用情况的数据结构，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在该数据结构基础上设计主存分配算法和主存回收算法。 由于动态分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度预先不能固定，且分区的个数也随主存分配和回收变动。总之，所有分区的情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在主存中的起始地址和长度。由于分配时，空闲区有时会变成两个分区（空闲区和已分配区），回收主存分区时，可能会合并空闲区，这样如果整个主存采用一张表格记录已分配区和空闲区，就会使表格操作繁琐。主存分配时查找空闲区进行分配，然后填写已分配区表，主要操作在空闲区。由此可见，主存的分配与回收主要是对空闲区的操作。这样为了便于对主存空间的分配与回收，可建立两张分区表记录主存使用情况：“已分配区表”记录作业占用分区，“空闲区表”记录空闲区。 然后在数据结构上进行主存的分配，其主存分配算法采用最优适应算法，即按祖业要求挑选一个能满足作业要求的最小空闲区分配。具体实现时，把空闲区按长度以某种方式（递增方式）登记在“空闲区表”中，分配时顺序查找“空闲区表”，查到的第一个空闲区就是满足作业要求的最小分区。在实现回收时，先在“已分配区表”中找到将作业归还的区域，且变为空，检查“空闲区”表中未分配区域，查找是否有相邻空闲区，最后合并空闲区，修改“空闲区表”。设计程序时可选择进行主存分配或主存回收，所需参数为：若是主存分配。输入作业名和所需主存空间大小；若是回收，输入回收作业的作业名，以循环进行主存分配和回收。 四．实验代码 #include
操作系统内存分配算法模拟实现
实验名称内存分配与回收算法实现 同组人姓名实验性质□基本操作●验证性□综合性□设计性 实验日期2010-5-17 实验成绩 教师评价： 实验预习□实验操作□实验结果□实验报告□其它□ 教师签名： 一、实验目的及要求 1）掌握为实现多道程序并发执行，操作系统是如何通过作业调度选择作业进入内存 2）系统如何为进入内存的作业分配内存空间，实现多道作业同时驻留内存，就绪进程队列中的多个进程是如何以分式方式共享CPU，作业运行完成离开系统时，系统如何进行内存回收，计算进程周转时间。 3）掌握各种调度算法，以及实现所需的各种数据结构。 二、实验内容 根据给定的动态分区分配算法流程图，用你熟悉的计算机编程语言编写一程序，该程序实现内存的合理分配后回收。 三、主要设备及软件 PC、Windows2000操作系统、Linux操作系统
四、实验流程、操作步骤或核心代码、算法片段 1、分配算法流程出 请求分配u.size 分区 检索空闲分区链（表） 找到大于u.size 的可用分区否？ 按动态分区方式进行分配 修改有关数据结 构 返回分区号及 空闲分区总 和>=u.siz e 进行紧筹形成连续空闲区 修改有关数据结 构 无法分配返
2、算法模拟实现 ○1相关数据结构定义 空闲分区块类：class FreeBlock 空闲分区链类：class FreeList 内存分配回收算法类：class MemoryManager 测试类（主类）：class TestForMemManage ○2具体实现 请允许我先列出核心部分，内存分配回收算法类的实现： package com.kaiping.memorymanage;//个人包 import java.util.Scanner; public class MemoryManager { FreeList flist; //空闲分区类对象 public MemoryManager(){ flist = new FreeList(); flist.InitFBlock(); } public void memAllocation(int size, String new_job_name){//内存分配（首次适应算法） FreeBlock q=flist.head; FreeBlock p=flist.head.next; while(p != null){ if(size <= 0){ System.out.println("\n申请的空间不能小于1！"); break; } if(p.state == false && p.size >= size){ q = new FreeBlock(p.size - size); p.size = size; p.state = true; p.job_name = new_job_name; q.next = p.next; p.next = q; break; //完成分配
实验四动态分区分配算法实验分析报告及程序
实验四动态分区分配算法实验报告及程序
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实验报告四动态分区分配算法 班级学号姓名 一、实验目的 动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间，而在分配时，须按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业。在本实验中运用了四种分配算法，分别是 1.首次适应算法，2.循环首次适应算法，3.最坏适应算法4.最佳适应算法。 二、实验环境 普通的计算机一台，编译环境Microsoft Visual C++ 6.0 三、算法思想 1．数据结构 （1）分区开始地址startaddress （2）分区大小size （3）分区状态state 2．功能介绍 （1）首次适应算法 在首次适应算法中，是从已建立好的数组中顺序查找，直至找到第一个大小能满足要求的空闲分区为止，然后再按照作业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空间令开辟一块新的地址，大小为原来的大小减去作业大小，若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。 （2）循环首次适应算法 该算法是由首次适应算法演变而成，在为进程分配内存空间时，不再是每次都从第一个空间开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到第一个能满足要求的空闲分区，从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业，为实现本算法，设置一个全局变量f，来控制循环查找，当f%N==0时，f=0；若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。
基于可重定位分区分配算法的内存管理的设计与实现
组号成绩 计算机操作系统 课程设计报告 题目基于可重定位分区分配算法的存管理的设计与实现 专业：计算机科学与技术 班级： 学号+： 指导教师：
2016年12月 23 日 一．设计目的 掌握存的连续分配方式的各种分配算法 二．设计容 基于可重定位分区分配算法的存管理的设计与实现。本系统模拟操作系统存分配算法的实现，实现可重定位分区分配算法，采用PCB定义结构体来表示一个进程，定义了进程的名称和大小，进程存起始地址和进程状态。存分区表采用空闲分区表的形式来模拟实现。要求定义与算法相关的数据结构，如PCB、空闲分区；在使用可重定位分区分配算法时必须实现紧凑。 三．设计原理 可重定位分区分配算法与动态分区分配算法基本上相同，差别仅在于：在这种分配算法中，增加了紧凑功能。通常，该算法不能找到一个足够大的空闲分区以满足用户需求时，如果所有的小的空闲分区的容量总和大于用户的要求，这是便须对存进行“紧凑”，将经过“紧凑”后所得到的大空闲分区分配给用户。如果所有的小空闲分区的容量总和仍小于用户的要求，则返回分配失败信息
四．详细设计及编码 1.模块分析 （1）分配模块 这里采用首次适应(FF)算法。设用户请求的分区大小为u.size,存中空闲分区大小为m.size,规定的不再切割的剩余空间大小为size。空闲分区按地址递增的顺序排列；在分配存时，从空闲分区表第一个表目开始顺序查找，如果m.size≥u.size且m.size-u.size≤size，说明多余部分太小，不再分割，将整个分区分配给请求者；如果m.size≥u.size且m.size-u.size>size，就从该空闲分区中按请求的大小划分出一块存空间分配给用户，剩余的部分仍留在空闲分区表中；如果m.size 课程设计报告 课程设计题目：循环首次适应的动态分区分配算法模拟 专业：计算机科学与技术 班级：10204102 姓名：谱 学号: 10204102 指导教师:高小辉 2013年1月11 日 目录 一．循环首次适应算法 (3) 1. 概述 (3) 2．需求分析 (3) 二．实验指导 (4) 1.基本思想 (4) 2．数据结构 (4) 三．运行环境 (6) 四．流程图 (6) 五．循环首次适应算法代码 (5) 六．调试结果 (11) 七、总结 (14) 八．参考文献 (14) 一．循环首次适应算法 1.概述： 该算法是由首次适应算法演变而成的。在为进程分配内存空间时，不再是每次都从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到一个能满足要求的空闲分区，从中划出一块的请求大小相等的内存空间分配给作业。为实现该算法，应设置一起始查找指针，用于指示下一次起始查询的空闲分区，并采用循环查找方式，即如果最后一个（链尾）空闲分区的大小仍不能满足要求，则返回到第一个空闲分区，比较大小是否满足，找到后，应调整起始查询指针。 2. 需求分析 了解动态分区分配中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。采用首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。 空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间，即每次分配内存空间是总是从低址部分开始进行循环，找到第一个合适的空间，便按作业所需分配的大小分配给作业。 作业完成时，需要释放作业所占空间，此时要考虑到四种情况： (1)回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接。此时将二者合并，修改前一 分区的大小。 (2)回收区与插入点的后一空闲分区相邻接，将二者合并，用回收区的首址 作为新空闲区的首址。 (3)回收区同时与插入点的前后两个空闲分区相邻接，三者合并，使用前一空 闲分区的表项和首址。 (4)回收区单独存在。 二、实验指导 1．基本思想 动态分区是指系统不预先划分固定分区，而是在装入程序的时候划分内存区域，使得为程序分配的分区大小恰好等于该程序的需求量，且分区的个数是动态的。显然动态分区有较大的灵活性，较之固定分区能获得好的内存利用率。 2．数据结构 动态分区管理可以用两种数据结构实现，一种是已分配区表和空闲区表，也就是用预先定义好的系统空间来存放空间分配信息。 实验报告四动态分区分配算法 班级学号姓名 一、实验目的 动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间，而在分配时，须按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业。在本实验中运用了四种分配算法，分别是1.首次适应算法，2.循环首次适应算法，3.最坏适应算法4.最佳适应算法。 二、实验环境 普通的计算机一台，编译环境Microsoft Visual C++ 6.0 三、算法思想 1．数据结构 （1）分区开始地址startaddress （2）分区大小size （3）分区状态state 2．功能介绍 （1）首次适应算法 在首次适应算法中，是从已建立好的数组中顺序查找，直至找到第一个大小能满足要求的空闲分区为止，然后再按照作业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空间令开辟一块新的地址，大小为原来的大小减去作业大小，若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。 （2）循环首次适应算法 该算法是由首次适应算法演变而成，在为进程分配内存空间时，不再是每次都从第一个空间开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到第一个能满足要求的空闲分区，从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业，为实现本算法，设置一个全局变量f，来控制循环查找，当f%N==0时，f=0；若查找结束都不能找到一个满足要求的分区，则此次内存分配失败。 （3）最坏适应算法 最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时，扫描整个数组，总是把能满足条件的，又是最大的空闲分区分配给作业。 （4）最佳适应算法 最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时，扫描整个数组，总是把能满足条件的，又是最小的空闲分区分配给作业。 四、源程序 #include 循环首次适应的动态分区分配算法模拟
实验四动态分区分配算法实验报告及程序