内存的分配与回收实验报告(最先适应法)
《操作系统》实验说明
内存的分配与回收实验报告
实验环境：Windows XP Visual C++
任务分配：
实验目的：
1．加深了解有关内存的分配与回收
2．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
3．强化编程能力和水平
实验内容：用C语言模拟出内存的分配与回收。
算法思想：
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（本模拟实验使用的是最先适应算法）。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。
最先实验算法，是将空闲区按其在存储空间中的起始地址递增的顺序排列。为作业分配存储空间时，从空闲区链的始端开始查找，选择第一个满足要求的空闲区，而不管它究竟有多大。内存分为两种状态，使用和未使用的，分别链接成双向链表，每次分配或回收后，修改相应的链表。
内存的分配与回收算法流程图：
否
开始
初始化
大小是
否合适
switch
输入选项
常 量 1 内存分配
输入id 和大小 id 是否
存在
常 量 2
内存回收 输入id
id 是否存在 分配 回收 修改位图
显示输出 常 量 3 是
否 是
结束
常
量
4 是
否
代码实现如下：
#include
#include
#include
#define n 64 //定义内存的大小
int a[n],count=0;//数组a用来保存内存使用状况1为已分配0为未分配，count用来记name数组中元素个数
char name[n];//已分配内存的名称（字符类型）
typedef struct linknode{
char pid;
int start;
int length;
struct linknode *left,*right;
}de_node; //进程节点结构体定义
//head1表示未分配内存队列头指针，head2便是已分配进程队列头指针
de_node *head1,*head2=NULL;
struct linknode* creat()//创建一个进程节点
{
int len,flag1=1;//用于表示进程是否可以创建
char id;
struct linknode* p;
p = (de_node *)malloc(sizeof(de_node));//试图在系统内存中开辟空间创建一个进程
if (p==NULL) //p为空，说明系统没有可用内存用于创建此模拟进程
{ printf("系统没有足够的内存可供使用！\n");//输出
return(NULL);//返回空指针
}
printf("请输入进程id(字符类型)和长度:");//为进程输入id和分配的长度
scanf("%c %d",&id,&len);
fflush(stdin);//清除输入缓存
if((id>='a'&&id<='z'||id>='A'&&id<='Z')&&(len>0)){
for(int i=0;i if(name[i]==id){ printf("此名称进程已存在！！"); flag1=0;//标志位为0，表示下面对p指向内容不做修改 free(p); return NULL; } if(len==0) {//如果输入要分配的进程长度为0，释放p,返回空指针printf("输入长度为0！\n"); free(p); return(NULL); } if(flag1){//标志位1，可以对p指向内容进行修改 p->pid=id; //id p->start=0; //初始开始内存位置，在以后会修改 p->length=len;//长度 p->left=NULL;//左指针 p->right=NULL;//右指针 name[count++]=id;//将id存入数组，count自加 return(p); }//返回创建的进程的地址 } else {printf("输入进程格式有误\n"); free(p); return (NULL); } } //分配内存空间 void distribute(de_node *p) { de_node *q=head1,*temp; int flag=0; do{//do_while循法 //判断当前指向的内存空间的长度是否满足p所申请的长度,大于就分配if(q->length>=p->length) { p->start=q->start;//把进程的内存开始地址指向内存的可用开始地址处 q->start+=p->length;//可用地址起始改变 q->length-=p->length;//可用内存长度修改 for(int i=p->start;i flag=1;//表示内存可分配 //队列不止一个进程，第一个满足条件，并且刚好分配完，修改指针指向 if(q->length==0&&q->right!=q) { if(q==head1)//如果第一个满足，修改头指针指向head1=q->right; q->left->right=q->right; q->right->left=q->left; free(q);//把这个已分配完的空间指针释放 } } if(flag==1)//已做完处理直接跳出循环 break; if(flag==0)//当前指向的内存不满足，指向下一个，继续判断是否满足 q=q->right; }while(q!=head1);//搜索一遍可用内存序列 if(flag==0){//没有可用的内存 printf("没有满足的内存！\n"); count--;//由于创建时加1，但在分配内存时失败，把1又减掉 free(p);//把这个未分配到内存的进程释放 } if(flag==1){//表示上面已分配好内存，并已修改内存链表，下面修改已分配内存的进程队列temp=head2;//把已分配内存的进程队列赋值给临时指针 if(temp==NULL)//如果还还没有存在的任何的进程，说明当前是第一个 { head2=p;//让头指针指向第一个进程 p->left=p;//双向队列第一个左右指针都指向自己 p->right=p;//双向队列第一个左右指针都指向自己 } else if(temp!=NULL){//已存在队列，把当前直接链到第一个，与上面的区别是指针指向head2=p;//让头指针指向p指向的进程 p->left=temp->left;//p进程左边为原来第一个的左边 p->right=temp;//p进程右边指向第一个 temp->left->right=p;//原来第一个的左边为p temp->left=p;//原来第一个的左边的进程为p } } } //对进程的回收 void reclaim() { char id; int flag=0; de_node *q=head2,*p=head1; if(head2==NULL)//表示当前没有进程 { printf("已没有进程！\n"); } else {//已分配内存队列如果不为空 printf("输入要回收的进程id：");//输入要回收进程的id scanf("%c",&id); fflush(stdin); for(int i=0;i {//判断当前的进程是否满足要求 for(int j=i;j name[j]=name[j+1];//向前覆盖 name[j+1]=NULL;//置空 count--;//减一 } //判断是否总共只有一个进程且是够刚好也满足条件 if(q->pid==id&&q->right==q&&head2==q) { head2=NULL;//把已分配队列直接置空 flag=1;//表示找到满足条件的进程 } if(flag==0){//上面的都没找到 do{ if(q->pid==id){//如果找到 if(q==head2) head2=q->right; q->left->right=q->right;//修改指针指向 q->right->left=q->left; flag=1; break; } else q=q->right; }while(q!=head2); }//如果找到或是遍历一遍结束 if(flag==0) printf("没有此进程号！！！\n");//没有找到满足的进程 if(flag==1){//表示找到了 for(int i=q->start;i a[i]=0; //接下来修改可用内存的队列， while(q->start>p->start&&p->right!=head1){ //从第一个开始找到回收回来的内存开始地址大的那个队列 p=p->right; } if(p==head1)//表示比第一个的开始还小，那么就要修改头地址 head1=q;//其他情况不用修改头地址，只需找到应该的位置，把此进程插进去q->left=p->left;//修改指针的指向 q->right=p; p->left->right=q; p->left=q; if(q->start+q->length==p->start)//可以与后面合并的情况 { q->length+=p->length;//修改指针的指向 p->right->left=q; q->right=p->right; free(p); } if(q->left->start+q->left->length==q->start)//可以与前面合并的情况 { q->left->length+=q->length;//修改指针的指向 q->left->right=q->right; q->right->left=q->left; free(q); } } } } //打印输出 void print() { de_node *q=head2,*p=head1; if(count==0) printf("没有进程占有内存。\n"); else { printf("输出进程id号：\n"); for(int i=0;i printf("%c\t",name[i]); } printf("\n"); printf("输出内存当前使用情况：\n"); for(int j=0;j printf("%d %d\t",j,a[j]); printf("\n"); printf("内存初始名称为i,回收后可能会变，可以查看回收来自那个进程\n"); do //输出可用内存序列 { if(p!=NULL) { printf("进程id:%c 开始地址:%d 长度%d\n",p->pid,p->start,p->length); p=p->right; } }while(p!=head1); printf("\n"); printf("已分配进程队列：\n"); do //已分配进程队列 { if(q!=NULL) { printf("进程id:%c 开始地址:%d 长度%d\n",q->pid,q->start,q->length); q=q->right; } }while(q!=head2); } //主函数 void main() { int x; de_node *point,*p1; //创建内存的初始状态 point=(struct linknode*)malloc(sizeof(struct linknode)); head1=point; point->pid='i'; point->start=0; point->length=n; head1->left=point; head1->right=point; print(); while(1) { printf(" ------MENU-------\n"); printf("1----distribute(分配)\n"); printf("2----reclaim(回收)\n"); printf("3----view (浏览)\n"); printf("4----exit(退出)\n"); printf("请输入上面的选项(1--4):\n"); scanf("%d",&x); fflush(stdin); switch(x) { case 1: { p1=creat(); if(p1==NULL) printf("创建进程失败。\n"); else distribute(p1); x=0; break; } case 2: { reclaim(); x=0; break; } case 3: { print(); x=0; break;} case 4: { printf("Thanks;Bye-bye!");exit(0); x=0; break;} default: { printf("输入有误，请重新输入。\n");} } } } 测试用例 运行时屏幕显示: 实验结果： 1.成功实现了内存的分配与回收，实现了最先适应算法。 2.更好的掌握了双向链表与指针的应用。 3.代码具有比较好的健壮性，能处理非法输入。 4.回收时可以将可用的相邻内存区合并起来，减少碎片。 《人体解剖学实验报告指导》 解剖教研室编写 医学高等专科学校 目录 第一章绪言 一、实验课的目的及要求………………………… 二、实验报告书写要求…………………………… 三、实验室守则…………………………………… 第二章实验指导及报告 任务一观察躯干骨及其连结………………………… 任务二观察颅骨及其连结…………………………… 任务三观察四肢骨及其连结………………………… 任务四观察头颈肌（系解+局解）…………………… 任务五观察躯干肌（系解+局解）…………………… 任务六观察四肢肌（系解+局解）………………… 任务七观察消化系统………………………………… 任务八观察呼吸系统……………………………….. 任务九观察泌尿系统……………………………….. 任务十观察男性生殖系统……………………………….. 任务十一观察女性生殖系统……………………………. 任务十二观察腹膜分泌系统……………………. 任务十三观察心脏模型…………………… 任务十四观察全身动脉…………………… 任务十五观察全身静脉………………………….. 任务十六观察淋巴系统……………………………. 任务十七观察眼模型……………………………… 任务十八观察耳模型…………………………………任务十九观察脊髓模型………………………………任务二十观察脑干、小脑、间脑、端脑………… 任务二十一观察中枢神经系统传导通路………………任务二十二观察脑的被膜、血管……………………任务二十三观察脑神经…………………………………任务二十四观察脊神经…………………………………任务二十五观察脏神经…………………………… 课程设计 题目：主存空间的分配与回收 学生姓名： 学院：信息工程学院 系别：计算机系 专业：计算机科学与技术 班级：计算机 指导教师：副教授 副教授 2011年月日 内蒙古工业大学课程设计任务书（三） 学院（系）：信息学院计算机系课程名称：操作系统课程设计指导教师（签名）：专业班级：计算机09-2 学生姓名：学号： 目录 第一章背景研究 (1) 1.1课题简介 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3概念原理 (1) 1.4 环境说明和使用工具 (2) 第二章详细设计 (2) 2.1功能介绍 (2) 2.1.1分配函数发fenpei()的执行过程（最佳适应算法） (2) 2.1.2回收进程空间所占的函数free()的执行过程 (2) 2.2函数的规格说明 (3) 2.2.1打印分配表空闲表函数 print() (3) 2.2.2为进程分配空间函数 fenpei(char *c, struct node *p,struct node *f) (3) 2.2.3回收进程所占空间函数struct node * free(char *c, struct node *p,struct node *f) (3) 2.3 主要数据结构 (3) 2.4 流程图 (5) 第三章核心算法的实现 (6) 3.1 分配函数 (6) 3.2回收函数 (11) 第四章测试 (15) 4.1 预测试 (15) 4.2 实际运行结果（截图） (16) 第五章总结 (18) 参考文献 (25) 第一章背景研究 1.1课题简介 操作系统是当代计算机软件系统的核心，是计算机系统的基础和支撑，它管理和控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂。操作系统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程, 是计算机应用人员深入了解和使用计算机的必备知识, 是进行系统软件开发的理论基础，也是计算机科学与技术专业的一门理论性和实践性并重的核心主干课程。本课程的目的是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力。 通过本次课程设计熟悉主存空间的分配与回收，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，将作业或进程所占用的主存空间归还给系统。采用可变式分区管理，使用最佳适应算法实现主存的分配与回收。深入研究此算法有助于我们全面的理解内存的分配原理，培养我们逻辑思维能力。 1.2 设计要求 设计多个作业或进程动态请求内存资源的模拟系统，使用最佳适应算法实现内存的分配与回收，实现可变式分区管理；设计相应的内存分配算法，定义相关数据结构，以及输出显示每次请求分配内存的结果和内存的已分配和未分配的状况。 1.3概念原理 可变式分区管理的原理：区域的大小及起始地址是可变的，根据程序装入时的大小动态地分配一个区域。保证每个区域之中刚好放一个程序。这样可以充分地利用存储空间，提高内存的使用效率。如果一个程序运行完毕，就要释放出它所占有的分区，使之变成空闲区。这样就会出现空闲区与占用区相互交错的情况。这样就需要P 表，F表来分别表示内存的占用区状态与空闲区的状态。 计算机操作系统内存分配实验报告记录 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 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 主存储器空间的分配和回收 一、实验题目： （1）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实现主存回收 （2）在分页式管理方式下采用位示图来表示主存分配情况，实现主存空间的分配和回收 二、实验目的： 通过本实习帮助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。 三、实验原理： 第一题：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实现主存回收 (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： （2）当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。有时找到的空闲区可能大于作业需要量，这时应把原来的空闲区变成两部分：一部分分给作业占用；另一部分又成为一个较小的空闲区。为了尽量减少由于分割造成的空闲区，而尽量保存高地址部分有较大的连续空闲区域，以利于大型作业的装入。为此，在空闲区说明表中，把每个空闲区按其地址顺序登记，即每个后继的空闲区其起始地址总是比前者大。为了方便查找还可使表格“紧缩”，总是让“空表目”栏集中在表格的后部。 （3）采用最先适应算法（顺序分配算法）分配主存空间。按照作业的需要量，查空闲区说明表，顺序查看登记栏，找到第一个能满足要求的空闲区。当空闲区大于需要量时，一部分用来装入作业，另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。最先适应分配算法如图： 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); Java 内存释放 （问题一：什么叫垃圾回收机制？）垃圾回收是一种动态存储管理技术，它自动地释放不再被程序引用的对象，按照特定的垃圾收集算法来实现资源自动回收的功能。当一个对象不再被引用的时候，内存回收它占领的空间，以便空间被后来的新对象使用，以免造成内存泄露。 （问题二：java的垃圾回收有什么特点？）JAVA语言不允许程序员直接控制内存空间的使用。内存空间的分配和回收都是由JRE负责在后台自动进行的，尤其是无用内存空间的回收操作(garbagecollection,也称垃圾回收)，只能由运行环境提供的一个超级线程进行监测和控制。 （问题三：垃圾回收器什么时候会运行？）一般是在CPU空闲或空间不足时 自动进行垃圾回收，而程序员无法精确控制垃圾回收的时机和顺序等。 （问题四：什么样的对象符合垃圾回收条件？）当没有任何获得线程能访问一个对象时，该对象就符合垃圾回收条件。 （问题五：垃圾回收器是怎样工作的？）垃圾回收器如发现一个对象不能被任何活线程访问时，他将认为该对象符合删除条件，就将其加入回收队列，但不是立即销毁对象，何时销毁并释放内存是无法预知的。垃圾回收不能强制执行，然 而Java提供了一些方法（如：System.gc()方法），允许你请求JVM执行垃圾回收，而不是要求，虚拟机会尽其所能满足请求，但是不能保证JVM从内存中删除所有不用的对象。 （问题六：一个java程序能够耗尽内存吗？）可以。垃圾收集系统尝试在对 象不被使用时把他们从内存中删除。然而，如果保持太多活的对象，系统则可能会耗尽内存。垃圾回收器不能保证有足够的内存，只能保证可用内存尽可能的得到高效的管理。 （问题七：如何显示的使对象符合垃圾回收条件？） （1）空引用：当对象没有对他可到达引用时，他就符合垃圾回收的条件。也就是说如果没有对他的引用，删除对象的引用就可以达到目的，因此我们可以把引用变量设置为null，来符合垃圾回收的条件。 Java代码 1.StringBuffer sb = new StringBuffer("hello"); PCR扩增及DNA琼脂糖凝胶电泳 刘琳1131428 环境科学 一、实验目的 1．学习并掌握PCR扩增的基本原理与实验技术。 2．对扩增后的DNA进行琼脂糖凝胶电泳试验，并分析相应结果。 二、实验原理 1. PCR扩增 多聚酶链反应（PCR）技术的原理类似于DNA的天然复制过程。在微量离心管中加入适量缓冲液，加入微量模板DNA、四种脱氧核苷酸（dNTP）、耐热T aq聚合酶及两个合成DNA的引物，而后加热使模板DNA在高温下（94℃）变性，双链解链，这是所谓变性阶段。降低溶液温度，使合成引物在低温（55℃）与模板DNA互补退火形成部分双链，这是所谓退火阶段。溶液反应温度升至中温（72℃），在Tap酶作用下，用四种dNTP为原料，引物为复制起点，模板DNA的一条双链在解链和退火之后延伸为两条双链，这是延伸阶段。如此反复，在同一反应体系中可重复高温变性、低温退火和DNA合成这一循环，使产物DNA重复合成，并在重复过程中，前一循环的产物DNA可作为后一循环的模板DNA而参与DNA的合成，使产物DNA的量按指数方式扩增。经过30～40个循环，DNA扩增即可完成。 2. DNA琼脂糖凝胶电泳实验 DNA分子在高于其等电点的溶液中带负电，在电场中向阳极移动。在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应，即分子本身的大小和构型是主要的影响因素。DNA分子的迁移速度与其相对分子量成反比。不同构型的DNA分子的迁移速度不同。该电泳方法以琼脂凝胶作为支持物，利用DNA分子在泳动时的电荷效应和分子筛效应，达到分离混合物的目的。 三、实验材料 仪器：PCR扩增仪、0.2ul薄壁管、1.5ml离心管、移液枪、枪头、微波炉、电泳仪、水平电泳槽、制胶版、紫外透射仪。 试剂：TapDNA聚合酶、dNTP、buffer、两种引物、16S全长DNA样本、无菌ddH2O、模板DNA 、TBE、琼脂糖、EB、显色剂。 四、实验步骤 1. PCR扩增 本次试验选择细菌16S rDNA V3区片段进行扩增。 1.1 根据计算，首先取1.5ml离心管按照 2.5ul 10×Buffer 、1 ul dNTP、0.5 ul 341GC、 0.5 ul 534、0.125 ul Taq、19.375u ddH2O的比例配置足量的PCR反应体系。 1.2 分别向9个薄壁管中分别加入24 ul的反应体系，并分别添加8种不同的模版，并于第9个薄壁管中加入无菌ddH2O作为阴性对照。 1.3 将薄壁管放入PCR扩增仪中，按照预定程序进行PCR扩增。其中循环过程需要达到30~40次。程序如下： 预变性：94℃3min 循环：94℃变性30s 55℃退火30s 72℃延伸30s 末次延伸：72℃5min 操作系统实验 内存的分配与回收 实验报告 一、实验题目：内存的分配与回收 二、实验内容：利用可变分区的首次适应算法，模拟内存的分配与回收。 三、实验目的：掌握可变分区首次适应算法的原理以及其编程实现。 四、实验过程： 1、基本思想：可变分区分配是根据进程的实际需求，动态地为之分配内存空间。首次适应算法要求空闲空间链以地址递增的次序链接。进行内存分配时，从链表头部开始依次检索，找到第一个不小于请求空间大小的空闲空间进行分配。分配时需考虑碎片问题，若分配会导致碎片产生则将整块分区分配。内存的回收需要考虑四种情况：⑴回收分区前后两个分区都空闲，则需要和前后两个分区合并；（2）回收分区只有前一分区空闲，则与前一分区合并；（3）回收分区只有后一分区空闲，则和后一分区合并；（4）回收分区独立，不考虑合并 。 2、主要数据结构： struct FreeArea{ 链结点包含的数据：分区号、大小、起址、标记 i nt ID; i nt size; l ong address; i nt sign; }; struct Node { 双链表结点结构体：数据区、前向指针、后继指针 F reeArea data; s truct Node *prior; s truct Node *next; }*DLinkList; 3、输入、输出： 输入： I.内存分配时由键盘输入分区ID和大小； II.内存回收时由键盘输入需要回收的分区ID； 输出：输出内存的分配情况（按照地址从低到高） 4、程序流程图： 5、实验结果截屏： 6、源程序代码： #include 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 实现可变分区的分配和回收，主要考虑的问题有三个：第一，设计记录内存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在设计的数据表格基础上设计内存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收算法。 首先，考虑第一个问题，设计记录内存使用情况的数据表格，用来记录空间区和作业占用的区域。 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 #definen10//假定系统允许的最大作业数量为n struct {floataddress;//已分分区起始地址 floatlength;//已分分区长度、单位为字节 intflag;//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 #definem10//假定系统允许的空闲区最大为m struct {floataddress;//空闲区起始地址 上次讲到引用类型和基本类型由于内存分配上的差异导致的性能问题。那么今天就来聊一下和内存释放（主要是gc）有关的话题。 事先声明一下：虽说sun公司已经被oracle吞并了，但是出于习惯，同时也为了偷懒节省打字，以下仍然称之为sun公司。 ★jvm的内存 在java虚拟机规范中（具体章节请看“这里”），提及了如下几种类型的内存空间： ◇栈内存（stack）：每个线程私有的。 ◇堆内存（heap）：所有线程公用的。 ◇方法区（method area）：有点像以前常说的“进程代码段”，这里面存放了每个加载类的反射信息、类函数的代码、编译时常量等信息。 ◇原生方法栈（native method stack）：主要用于jni中的原生代码，平时很少涉及。 关于栈内存（stack）和堆内存（heap），已经在上次的帖子中扫盲过了，大伙儿应该有点印象。由于今天咱们要讨论的“垃圾回收”话题，主要是和堆内存（heap）有关。其它的几个玩意儿不是今天讨论的重点。等以后有空了，或许可以单独聊一下。 ★垃圾回收机制简介 其实java虚拟机规范中并未规定垃圾回收的相关细节。垃圾回收具体该怎么搞，完全取决于各个jvm的设计者。所以，不同的jvm之间，gc的行为可能会有一定的差异。下面咱拿sun官方的jvm来简单介绍一下gc的机制。 ◇啥时候进行垃圾回收？ 一般情况下，当jvm发现堆内存比较紧张、不太够用时，它就会着手进行垃圾回收工作。但是大伙儿要认清这样一个残酷的事实：jvm进行gc的时间点是无法准确预知的。因为gc启动的时刻会受到各种运行环境因素的影响，随机性太大。 虽说咱们无法准确预知，但如果你想知道每次垃圾回收执行的情况，还是蛮方便的。可以通过jvm的命令行参数“-xx:+printgc”把相关信息打印出来。 另外，调用system.gc()只是建议jvm进行gc。至于jvm到底会不会做，那就不好说啦。通常不建议自己手动调用system.gc()，还是让jvm自行决定比较好。另外，使用jvm命令行参数“-xx:+disableexplicitgc”可以让system.gc()不起作用。 ◇谁来负责垃圾回收？ 一般情况下，jvm会有一个或多个专门的垃圾回收线程，由它们负责清理回收垃圾内存。 ◇如何发现垃圾对象？ 垃圾回收线程会从“根集（root set）”开始进行对象引用的遍历。所谓的“根集”，就是正在运行的线程中，可以访问的引用变量的集合（比如所有线程当前函数的参数和局部变量、当前类的成员变量等等）。垃圾回收线程先找出被根集直接引用的所有对象（不妨叫集合1），然后再找出被集合1直接引用的所有对象（不妨叫集合2），然后再找出被集合2直接引用的所有对象......如此循环往复，直到把能遍历到的对象都遍历完。 凡是从根集通过上述遍历可以到达的对象，都称为可达对象或有效对象；反之，则是不可达对象或失效对象（也就是垃圾）。 ◇如何清理/回收垃圾？ 通过上述阶段，就把垃圾对象都找出来。然后垃圾回收线程会进行相应的清理和回收工作，包括：把垃圾内存重新变为可用内存、进行内存的整理以消除内存碎片、等等。这个过程会涉及到若干算法，有兴趣的同学可以参见“这里”。限于篇幅，咱就不深入聊了。 ◇分代 早期的jvm是不采用分代技术的，所有被gc管理的对象都存放在同一个堆里面。这么做的缺点比较明显：每次进行gc都要遍历所有对象，开销很大。其实大部分的对象生命周期都很短（短命对象），只有少数对象比较长寿；在这些短命对象中，又只有少数对象占用的内存空间大；其它大量的短命对象都属于小对象（很符合二八原理）。 有鉴于此，从jdk 1.2之后，jvm开始使用分代的垃圾回收（generational garbage collection）。jvm把gc相关的内存分为年老代（tenured）和年轻代（nursery）、持久代（permanent，对应于jvm规范的方法区）。大部分对象在刚创建时，都位于年轻代。如果某对象经历了几轮gc还活着（大龄对象），就把它移到年老代。另外，如果某个对象在创建时比较大，可能就直接被丢到年老代。经过这种策略，使得年轻代总是保存那些短命的小对象。在空间尺寸上，年轻代相对较小，而年老代相对较大。 因为有了分代技术，jvm的gc也相应分为两种：主要收集（major collection）和次要收集（minor collection）。主要收集同时清理年老代和年轻代，因此开销很大，不常进行；次要收集仅仅清理年轻代，开销很小，经常进行。 ★gc对性能会有啥影响？ 刚才介绍了gc的大致原理，那gc对性能会造成哪些影响捏？主要有如下几个方面： ◇造成当前运行线程的停顿 早期的gc比较弱智。在它工作期间，所有其它的线程都被暂停（以免影响垃圾回收工作）。等到gc干完活，其它线程再继续运行。所以，早期jdk的gc一旦开始工作，整个程序就会陷入假死状态，失去各种响应。 Java 中的堆和栈 简单的说： Java把内存划分成两种：一种是栈内存，一种是堆内存。 在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。 当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。 堆内存用来存放由new创建的对象和数组。 在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。 在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。 引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。 具体的说： 栈与堆都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。 Java的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄。 栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义： int a = 3; int b = 3； 编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4；那么编译器会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b 的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量。 String是一个特殊的包装类数据。可以用： String str = new String("abc"); String str = "abc"; 两种的形式来创建，第一种是用new()来新建对象的，它会在存放于堆中。每调用一次就会创建一个新的对象。 而第二种是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str，然后查找栈中有没有存放"abc"，如果没有，则将"abc"存放进栈，并令str指向”abc”，如果已经有”abc”则直接令 str指向“abc”。 比较类里面的数值是否相等时，用equals()方法；当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时，用==，下面用例子说明上面的理论。 String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //true 许昌学院 《操作系统》实验报告书 学号： 5006140057 姓名：闫金科 班级： 14物联网工程 成绩: 2016年02月 实验一 Linux的安装与配置 一、实验目的 1.熟悉Linux系统的基本概念，比如Linux发行版、宏内核、微内核等。 2.掌握Linux系统的安装和配置过程，初步掌握Linux系统的启动和退出方法。 3.熟悉Linux系统的文件系统结构，了解Linux常用文件夹的作用。 二、实验内容 1.从网络上下载VMware软件和两个不同Linux发行版镜像文件。 2.安装VMware虚拟机软件。 3.在VMware中利用第一个镜像文件完成第一个Linux的安装，期间完成网络信息、用户 信息、文件系统和硬盘分区等配置。 4.在VMware中利用第二个镜像文件完成第二个Linux的安装，并通过LILO或者GRUB解决 两个操作系统选择启动的问题。 5.启动Linux系统，打开文件浏览器查看Linux系统的文件结构，并列举出Linux常用目 录的作用。 三、实验过程及结果 1、启动VMware，点击新建Linux虚拟机，如图所示： 2、点击下一步，选择经典型，点击下一步在选择客户机页面选择Linux，版本选择Red Hat Enterprise Linux 5，如图所示： 3、点击下一步创建虚拟机名称以及所要安装的位置，如图所示： 4、点击下一步，磁盘容量填一个合适大小，此处选择默认值大小10GB，如图所示： 5、点击完成，点击编辑虚拟机设置，选择硬件选项中的CD-ROM （IDE...）选项，在右侧连接中选择“使用ISO镜像（I）”选项，点击“浏览”，找到Linux的镜像文件，如图所示： 主存空间的分配与回收实验报告 实验报告 课程名称：操作系统 实验名称：主存空间的分配与回收学号： 110310014 学生姓名：于钊 班级：信管1101班 指导教师：吴联世 实验日期： 2013 年12月5日 3、采用最先适应算法（顺序分配算法）分配主存空间。 按照作业的需要量，查空闲区说明表，顺序查看登记栏，找到第一个能满足要求的空闲区。当空闲区大于需要量时，一部分用来装入作业，另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。 由于本实验是模拟主存的分配，所以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。 4、当一个作业执行完成撤离时，作业所占的分区应该归还给系统，归还的分区如果与其它空闲区相邻，则应合成一个较大的空闲区，登记在空闲区说明表中。例如，在上述中列举的情况下，如果作业2撤离，归还所占主存区域时，应与上、下相邻的空闲区一起合成一个大的空闲区登记在空闲区说明表中。 2）程序结构（流程图） 首次适应分配模拟算法 主存回收算法 3）实现步骤 实现动态分区的分配与回收，主要考虑三个问题：第一，设计记录主存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在设计的数据表格基础上设计主存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计主存回收算法。 1．设计记录主存使用情况的数据表格 由于动态分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随主存分配和回收变动。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：空闲区和已分分区，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分区和空闲区，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；某个作业执行完后，将该分区贬词空闲区，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，主存的分配与回收主要时对空闲区的操作。这样为了便于对主存空间的分配与回收，就建立两张分区表记录主存的使用情况：“已分配区表”记录作业占用分区，“空闲区表”记录空闲区。 这两张表的实现方法一般由两种：链表形式、顺序表形式。在本实验中，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“已分配区表”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，系统运行过程中才不会出错，因此在多数情况下，无论是“已分配表区”还是“空闲区表”都是空闲栏目。已分配区表中除了分区起始地址、长度 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。 java垃圾回收机制是怎样的 手动管理内存 在介绍现代版的垃圾回收之前，我们先来简单地回顾下需要手 动地显式分配及释放内存的那些日子。如果你忘了去释放内存，那么这块内存就无法重用了。这块内存被占有了却没被使用。这种场景被称之为内存泄露。 下面是用C写的一个手动管理内存的简单例子： intsend_request() { size_tn=read_size(); int*elements=malloc(n*sizeof(int)); if(read_elements(n,elements) 11intsend_request(){size_tn=read_size();stared_ptrelements= make_shared();if(read_elements(n,elements) 材料回收综合实验 指导书 南京工程学院材料工程学院 2009年12月 一、实验目的 1. 培养创新能力和动手能力； 2. 培养对材料回收知识的综合应用能力和实践能力； 2. 熟悉热塑性塑料回收工艺流程与相关设备。 二、实验内容 1. 回收热塑性塑料的筛选、粉碎、清洗与干燥； 2. 粉碎物料的挤出造粒成型； 3. 掌握相关实验仪器的基本操作； 4. 测定回收物料的相关性能、评价回收效果（选做）。 三、实验简述 随着高分子材料的飞速发展，白色污染不断加剧、能源枯竭警钟长鸣，降低成本保护环境的呼声使得废弃高分子材料回收的问题迫在眉睫。毫无疑问，回收再生利用废旧高分子材料当然是最令人向往的。 常见的回收方法有填埋、燃烧、热解、生物降解、添加、循环利用等。随着填埋场地的减少和填埋费用的激增填埋法已不再可行，低成本的焚烧法会破坏废旧高分子材料的有机成分并释放危害环境的有毒物质。在石油资源紧缺的今天，废旧聚合物作为具有高附加值的能源，其回收不容忽视。热解就是从能源回收的角度进行的，它将废旧高分子材料转变成具有经济价值的碳氢化合物，其反应产物有附加价值，可以用作燃料或者某些工业的原材料，但成本较高。另外高分子材料很难生物降解。而除了原有的再生利用方法外，近年来又出现了许多新方法，譬如用微生物侵蚀胶粉对其改性使之能再硫化，回收橡胶与热塑性塑料的弹性体添加到水泥中，以及由玻璃和塑料复合模压而成的商业砖等等。这些新思路无一不为缓解当今世界的填埋问题带来了希望。 一般饮料用塑料瓶多为PET材料吹塑而成，其回收相对容易，因为它可以熔融再加工成含纤维的绝缘体，可用于夹克制造业、汽车内部材料、地毯或者再模压成新的瓶子。本实验尝试通过分拣、粉碎、清洗、干燥、挤出造粒等工艺，对回收PET塑料瓶材料进行回收处理。由于PET是稀释性聚合物，在回收加工时残留的水分会产生水解，而导致熔体特性黏度大大降低。另外，通常单螺杆或双螺杆挤出机挤出过程中温度难以控制，不可避免的会产生摩擦和剪切热。而导致熔体热降解，使相对质量分子下降黏度降低。回收造粒的颗粒氧化颜色变深，透明度差。 四、实验过程 1. 实验准备 php引用计数器和垃圾回收机制谈到引用计数器和垃圾回收机制，必须得从php变量说起。总所周知，php 是一种弱类型，但具体表现在哪里，程序里面又是怎么表现的呢？php里面又是怎样实现引用计数器的，程序如何区分变量引用和复制？php是如何对已用完的变量进行回收，不同的php版本的不同的垃圾回收机制又是如何实现的？ 1.引用计数器 讲到引用计数器，不得不先说一下变量的c语言实现。如下，几个变量的结构体和联合体： zvalue_value联合体： typedef union _zvalue_value { long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ struct { char *val; int len; } str; H as hTable *ht; /* hash table value */ zend_object_value obj; } zvalue_value; zval的结构： struct _zval_struct { /* Variable information */ zvalue_value value; /* value */ zend_uint refcount__gc; zend_uchar type; /* active type */ zend_uchar is_ref__gc; }; zval可以看成一个容器，zvalue_value是该容器存储变量值的联合体，refcount__gc 是引用计数，记录引用数，is_ref__gc是标志这个容器是否真正的引用，type表示这个变量的类型。人体解剖学实验报告材料指导
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