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用C语言模拟内存分区分配管理的最佳适应算法

编写程序模拟实现内存的动态分区法存储管理。内存空闲区使用自由链管理，采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配，内存回收时要与相邻空闲区的合并。

初始状态信息：假定系统的内存共640K，初始状态为操作系统本身占用64K。

将要申请内存的作业信息（存储在document/job.txt文件中），当前时间是0。

输入：用户打开document/job.txt文件，输入作业信息。

处理：模拟时间逐歩增加，每次加1.采用先来先服务算法调度作业，模拟作业运行，用最坏适应算法进行内存的分配。且进行内存的回收，注意与空闲分区的合并。直到所以作业运行完成程序结束。

输出：把当前时间为0，为1，为2......的内存分配状况和作业信息写入文件

document/information.txt。

设计思路

4.1 结点定义

//空闲区结点描述

typedef struct FreeNode

{

int length; // 分区长度

int address; // 分区起始地址

}FreeNode,*PFreeNode;

//空闲区自由链表的描述

typedef struct FreeLink

{

FreeNode freeNode;

struct FreeLink * next;

}FreeLink,*PFreeLink;

//内存占用区链表描述

typedef struct BusyNode

{

char name[20];//标明此块内存被哪个进程所占用

int length; // 分区长度

int address; // 分区起始地址

}BusyNode,*PBusyNode;

//内存占用区忙碌链表的描述

typedef struct BusyLink

{

BusyNode busyNode;

struct BusyLink * next;

}BusyLink,*PBusyLink;

//作业控制块的结点描述

typedef struct JCBNode

{

char name[20]; //作业名称

int length; //作业申请的内存大小

int start_time; //作业申请内存的时间，即到达后备作业队列的时间

int use_time; //作业占用内存的时间，随着该作业的运行逐渐减小，

int state; //作业内存分配描述：

//0表示未申请内存，此时作业在后备队列

//1表示申请内存成功，作业进入就绪队列

//2表示申请内存失败,此时作业插入到后备队列队尾

//3表示该作业占用cpu，正在运行

//4表示作业运行完成，释放占用的内存

}JCBNode,*PJCBNode;

//作业队列的描述,用带头结点的循环链表实现

typedef struct JCBQueue

{

JCBNode jcbNode;

struct JCBQueue* next;

}JCBQueue,*PJCBQueue;

4.2 全局变量定义

//全局变量

#define ALL_MEMORY 640 //系统总内存

#define OS_MEMORY 64 //操作系统占用的内存

#define SIZE 2 //门限值

PFreeLink freeLink; //空闲区自由链表

PBusyLink busyLink; //内存占用区链表

PJCBQueue jcbQueue; //外存中待分配内存的作业队列

PJCBQueue readyQueue; //已分配内存的就绪队列

PJCBQueue finishQueue; //已完成的作业队列

PJCBNode currentJCB; //当前正在执行的进程(作业)

int current_time; //当前时间

4.3 算法流程图（已上传，在此没贴出）

1.程序总算法流程图如下：

此流程图描述了作业从外存进入内存，再到进程完毕的过程。以及此过程中系统对内存的分配和回收。

步骤：作业申请内存 --- 作业进入内存 -–作业执行 --- 作业完成，释放内存

涉及到的算法：（1）最坏适应算法（2）内存回收算法（3）先来先服务算法

注：作业进入内存时，此程序并没有模拟创建PCB，而是以JCB代替

2.内存分配最坏适应算法流程图：

3.内存回收算法流程图：

4.先来先服务算法流程图：

代码设计

采用多文件结构：

1. 其中document文件夹下存放输入作业信息的文本文档job.txt和输出信息information.txt

2. BusyLink.c文件定义实现了关于忙碌链表busyLink的操作：

//初始化忙碌链表

void initBusyLink(PBusyLink* pBusyLink)

//在指定的结点后面插入新的结点

void insertBusyLink(PBusyLink prior,BusyNode busyNode)

//在链表尾部插入结点

void insertBusyLinkAtTail(PBusyLink head,BusyNode busyNode)

//判断链表是否为空

int BusyLinkIsEmpty(PBusyLink head)

//根据作业名称删除结点

PBusyNode deleteBusyLinkByName(PBusyLink head,char *str)

3. FreeLink.c文件定义实现了关于自由链表freeLink的操作：

//初始化自由链表

void initFreeLink(PFreeLink* pFreeLink)

//在指定的结点后面插入新的结点

void insertFreeLink(PFreeLink prior,FreeNode freeNode)

//在链表尾部插入结点

void insertFreeLinkAtTail(PFreeLink head,FreeNode freeNode)

//判断链表是否为空

int FreeLinkIsEmpty(PFreeLink head)

//删除头结点

int deleteFreeLink(PFreeLink head)

//删除指定结点

int deleteFreeLinkByIndex(PFreeLink head,PFreeLink index)

//按空闲区由大到小排序,选择排序法

void sortFreeLink(PFreeLink head)

4. JobQueue定义实现了关于作业队列的操作：

//初始化

void initJCBQueue(PJCBQueue* tail)

//队尾插入结点

void inseartJCBQueue(PJCBQueue* tail,JCBNode jcbNode)

//判断队列是否为空

int JCBQueueIsEmpty(PJCBQueue* tail)

//队头删除结点

PJCBNode deleteJCBQueue(PJCBQueue* tail)

//取队头元素

PJCBNode getFrontJCBQueue(PJCBQueue tail)

//按申请内存的时间先后排序(选择排序)

void sortJCBQueue(PJCBQueue tail)

5. Memory.c实现了各个算法：

void init(); // 设置系统初始状态

int freeMemo(JCBNode); //模拟内存回收

int requireMemo(JCBNode); //模拟内存分配

void timePast(); //模拟系统时间

void write(); //把当前时间的内存信息，作业信息写入文件information.txt //主函数

void main()

{

//1.初始化系统

init();

//2.时间逐步加1

timePast();

//3.提示信息

printf("各个时间的内存及作业信息已存入document/information.txt文件中\n\n");

}

操作系统课程设计--连续动态分区内存管理模拟实现

（操作系统课程设计）连续动态分区内存管理模拟实现

目录《操作系统》课程设计 (1) 引言 (3) 课程设计目的和内容 (3) 需求分析 (3) 概要设计 (3) 开发环境 (4) 系统分析设计 (4) 有关了解内存管理的相关理论 (4) 内存管理概念 (4) 内存管理的必要性 (4) 内存的物理组织 (4) 什么是虚拟内存 (5) 连续动态分区内存管理方式 (5) 单一连续分配（单个分区) (5) 固定分区存储管理 (5) 可变分区存储管理（动态分区） (5) 可重定位分区存储管理 (5) 问题描述和分析 (6) 程序流程图 (6) 数据结构体分析 (8) 主要程序代码分析 (9) 分析并实现四种内存分配算法 (11) 最先适应算 (11) 下次适应分配算法 (13) 最优适应算法 (16)

最坏适应算法......................................................... (18) 回收内存算法 (20) 调试与操作说明 (22) 初始界面 (22) 模拟内存分配 (23) 已分配分区说明表面 (24) 空闲区说明表界面 (24) 回收内存界面 (25) 重新申请内存界面..........................................................26. 总结与体会 (28) 参考文献 (28) 引言操作系统是最重要的系统软件，同时也是最活跃的学科之一。我们通过操作系统可以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。存储器是计算机系统的重要组成部分，近年来，存储器容量虽然一直在不断扩大，但仍不能满足现代软件发展的需要，因此，存储器仍然是一种宝贵而又紧俏的资源。如何对它加以有效的管理，不仅直接影响到存储器的利用率，而且还对系统性能有重大影响。而动态分区分配属于连续分配的一种方式，它至今仍在内存分配方式中占有一席之地。课程设计目的和内容：理解内存管理的相关理论，掌握连续动态分区内存管理的理论；通过对实际问题的编程实现，获得实际应用和编程能力。

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 struct not_empty//已分配分区表 { char process_id;//作业标志符，此处采用-255的整数 int address_of_start;//起始地址 int size_of_notempty;//作业请求的内存单元数 int delete_or_not; //进程是否被创建，是否 } Not_Empty[20]; void printnow(char ram[]){//输出内存分配情况 int i; for(i=1;i<=128;i++) { printf("%c",ram[i]); if(i%11==0) printf("\n"); } printf("\n"); } void printfree(char ram[]){//输出内存空闲区和内存空闲碎片 int i,flag=0,can_not_use=0; printf("空闲区间为：\n"); for(i=1;i<=128;i++){ if(flag==0)

分区分配算法的实现

分区分配算法的实现实验要求： ?分区空闲表要表示出分区号、始址、大小 ?作业序列能够动态输入 ?内存不足，必须有提示功能 ?总结收获体会及对该题解的改进意见和见解（红色字体为再修改处）

源代码： /********************操作系统实验四:首次适应(first fit)算法的分区分配算法*******************/ #include void main() { int m,n,i,j,j0,k,k0,A[30][3],B[30]; printf("请输入空闲分区块数:"); scanf("%d",&m); printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n"); for(i=0;i

} } } printf("\n---------首次适应算法按地址从小到大排列后空闲区---------\n"); printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n"); for(i=0;i

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 #include #include #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---------常用页面置换算法模拟实验

实验七存储管理---------常用页面置换算法模拟实验实验目的通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法，了解虚拟存储技术的特点，掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程，并比较它们的效率。实验内容设计一个虚拟存储区和内存工作区，并使用下述算法计算访问命中率。 1、最佳淘汰算法（OPT） 2、先进先出的算法（FIFO） 3、最近最久未使用算法（LRU） 4、最不经常使用算法（LFU） 5、最近未使用算法（NUR）命中率＝１－页面失效次数／页地址流长度实验准备本实验的程序设计基本上按照实验内容进行。即首先用srand( )和rand( )函数定义和产生指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流，并针对不同的算法计算出相应的命中率。（1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： A：50%的指令是顺序执行的 B：25%的指令是均匀分布在前地址部分 C：25%的指令是均匀分布在后地址部分具体的实施方法是： A：在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点m B：顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令 C：在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m’ D：顺序执行一条指令，其地址为m’+1 E：在后地址[m’+2，319]中随机选取一条指令并执行 F：重复步骤A-E，直到320次指令（2）将指令序列变换为页地址流设：页面大小为1K；用户内存容量4页到32页；用户虚存容量为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0 条-第9 条指令为第0页（对应虚存地址为[0，9]）第10条-第19条指令为第1页（对应虚存地址为[10，19]） ……………………………… 第310条-第319条指令为第31页（对应虚存地址为[310，319]）按以上方式，用户指令可组成32页。实验指导一、虚拟存储系统 UNIX中，为了提高内存利用率，提供了内外存进程对换机制；内存空间的分配和回收均以

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) {

操作系统实验四实验报告动态分区分配算法

操作系统实验四【实验题目】：动态分区分配算法【实验学时】：4学时【实验目的】通过这次实验，加深对动态分区分配算法的理解，进一步掌握首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的实现方法。【实验内容及要求】问题描述：设计程序模拟四种动态分区分配算法：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的工作过程。假设内存中空闲分区个数为n，空闲分区大小分别为P1, … ,P n，在动态分区分配过程中需要分配的进程个数为m（m≤n），它们需要的分区大小分别为S1, … ,S m，分别利用四种动态分区分配算法将m个进程放入n个空闲分区，给出进程在空闲分区中的分配情况。程序要求： 1）利用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法四种动态分区分配算法模拟分区分配过程。 2）模拟四种算法的分区分配过程，给出每种算法进程在空闲分区中的分配情况。 3）输入：空闲分区个数n，空闲分区大小P1, … ,P n，进程个数m，进程需要的分区大小S1, … ,S m。

4）输出：首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法，最终内存空闲分区的分配情况。实现源代码： #include #include #include #include #define max 100 using namespace std; int work_num; int zone_num; struct Data{ int data; char name; }; Data *d=new Data[max]; struct Table{ int data; char array[max]; int length; };

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 #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{

动态分区分配算法资料

动态分区分配算法一实验内容与要求内容：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。在本实验中运用了三种分配算法，分别是1.首次适应算法，2.循环首次适应算法，3.最佳适应算法。要求：动态分区算法也称为可变分区分配算法，常见的空闲区查找算法有首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法。特别注意分区回收时，相邻空闲分区需要合并。 (1)参考操作系统教材理解这3种分配算法以及回收算法。 (2)实现3种分配算法以及回收算法。 (3)已知作业申请内存和释放内存的序列，给出内存的使用情况。 (4)作业申请内存和释放内存的序列可以存放在文本文件中。 (5)设计简单的交互界面，演示所设计的功能。(可以使用MFC进行界面的设计) (6)可根据自己能力，在完成以上基本要求后，对程序功能进行适当扩充。二、需求分析本次实验通过用C语言进行编程并调试、运行，形象地表现出动态分区的分配方式，直观地展现了首次适应算法和最佳适应算法对内存的释放和回收方式之间的区别。加深了我们对两种算法优缺点的理解，帮助我们了解一些数据结构和分配算法，进一步加深我们对动态分区存储器管理方式及其实现过程的理解。主要的问题在于，如何解决两种算法对内存的释放和回收空间的表示。动态分区分配：又称为可变分区分配，这种分配方式并不事先先将主存划分成一块块的分区，而是在作业进入主存时，根据作业的大小动态地建立分区。并使分区的大小正好适应作业的需要。因此系统中分区的大小是可变的，分区的数

目也是可变的。分区分配算法： 1.首次适应法：为作业选择分区时总是按地址从高到低搜索，只要找到可以容纳该作业的空白块，就把该空白块分配给该作业。特点：优先利用内存中底地址部分的空闲分区 (将所有空闲区,按其地址递增的顺序链接) 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.最佳适应算法：接到内存申请时，在空闲块表中找到一个不小于请求的最小空块进行分配;为作业选择分区时总是寻找其大小最接近于作业所要求的存储区域。三、概要设计动态分区常用的数据结构有空闲分区表和空闲分区链，用来记录内存的使用情况，此题中我采用的是空闲分区链的结构，用链指针将所有的分区链接成一条链，每个分区的结构如下所示： typedef struct freearea//定义一个空闲区说明表结构 { int ID; //分区号 long size; //分区大小 long address; //分区地址 int state; //状态 }ElemType; typedef struct DuLNode //double linked list { ElemType data; struct DuLNode *prior; //前趋指针 struct DuLNode *next; //后继指针 }DuLNode,*DuLinkList;

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 #include #include int neicun=200;//内存块默认大小 int fqNum=1;//已使用分区数目，进程数目=fqNum-1 #define number 100//进程数量 struct fqinfo//分区信息 { int start;//开始位置 int end;//结束位置 char name;//进程名称 int capactity;//进程大小或者分区块大小 int flag;//分区使用标记，0：未使用 1：已使用 2:回收或者合并的分区 3:尾部 }fqlist[number]; int init_neicun();//初始化内存大小 int first_fit(char name,int size);//首次适应算法 int fenpei();//为进程存储区 int showit();//显示进程 int menu();//功能菜单 int Memory_recovery();//内存回收 int exit();//退出系统

实验六分页内存管理算法模拟

实验七分页内存管理算法模拟姓名：黄中圣学号：20140288 班级：14级计科三班一、实验目的 1、熟悉基本分页存储管理。 2、建立描述分页内存管理中的页目录表、页表结构。 3、实现进行虚拟内存到物理内存的映射算法。二、实验理论基础及教材对应关系 1、操作系统中内存管理。 2、基本分页内存、分段内存管理。 3、页目录表、页表的作用，以及虚拟地址到物理地址的映射关系。三、实验内容与步骤题目：分页存储管理的设计与实现。某系统采用了两级页表机制，可使页表所占用内存尽量少，分页地址变换机构如下图所示：

分页地址变换机构页目录表共1024项，每个页表1024项，每页的大小是4K个字节。地址转换时，先由分段部件生成线性地址，再由上面所述的分页部件，根据线性地址中的页目录索引在页目录表中找相应的项，该项值为所需页表在内存的块号，找到该页表后，然后按第21－12位的页表索引找到所需页的物理内存起始地址，把它与12位偏移直接相加得到32位的物理地址。设系统有如表1中所示的10个段，已知：1－8段从内存的200000H处开始由低地址到高地址连续存放，映射到3G＋4M开始的线性地址空间；9段（缓冲区）放在400000H开始的内存，映射的线性地址同物理地址；显存从B8000H 开始，映射到3G开始的线性地址空间。表1

（1）、请设计并填写页目录表和页表（需说明每张表的内存地址）内存的物理地址200000H(=0010 0000 0000 [0000 0000 0000])映射到的线性地址为3G＋4M(=[1100 0000 01] [00 0000 0000] [0000 0000 0000])，内存的物理地址400000H(= 0100 0000 0000 [0000 0000 0000])映射到的线性地址为400000H(=[0000 0000 01] [00 0000 0000] [0000 0000 0000])，内存的物理地址B8000H(=1011 1000 [0000 0000 0000])映射到的线性地址为3G(=[1100 0000 00] [00 0000 0000] [0000 0000 0000])，页目录表#0索引为0000 0000 01，该项值为所需页表在内存的块号，找到该页表后，00 0000 0000为页表索引，该值找到所需页的物理内存起始地址，又12位偏移值为0000 0000 0000，所以物理内存起始地址为：400000H 页目录表#1索引为1100 0000 00，该项值为所需页表在内存的块号，找到该页表后，00 0000 0000为页表索引，该值找到所需页的物理内存起始地址，又12位偏移值为0000 0000 0000，所以物理内存起始地址为：B8000H 页目录表#1索引为1100 0000 01，该项值为所需页表在内存的块号，找到该页表后，00 0000 0000为页表索引，该值找到所需页的物理内存起始地址，又12位偏移值为0000 0000 0000，所以物理内存起始地址为：200000H 所以设置页目录表1张，内存地址为....，页表3张内存起始地址分别为0000 0000 01，1100 0000 00，1100 0000 01 （2）、线性地址为：C0401010H、C0404010H、C0414010H，则物理地址是多少，所在段的段名是什么？（需写出计算的详细步骤） C0401010=(1100 0000 01)(00 0000 0001) (0000 0001 0000)物理地址为： 0010 0000 0001 (0000 0001 0000)=201010H在第2段 C0404010=(1100 0000 01)(00 0000 0100) (0000 0100 0000)物理地址为： 0010 0000 0100 (0000 0100 0000)=204040H在第5段 C0414010=(1100 0000 01)(00 0001 0100) (0000 0001 0000)物理地址为： 0010 0001 0100 (0000 0001 0000)=214010H在第6段实验步骤： 1、定义页目录表、页表的数据结构，以及必要的数据。 #define Page_Size 4096 // 页面大小

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"<>choice; }while(choice!='1'&&choice!='2'&&choice!='3'); switch(choice){ case '1':allocate(p);print();break; case '2':huishou(p);print();break; case '3':clear();return 0;break; } } } int main(){//主函数 ptr free=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));

实验报告-动态分区分配算法

南昌大学实验报告学生姓名：马江涛学号： 8000612091 专业班级：计算机软件121班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期： 2014-05-08 实验成绩：【实验要求】 1、编程实现首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配的分配过程和回收过程。其中，空闲分区通过分区链来管理；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，可用内存空间为640K，并依次有下列请求序列： 1)作业1申请130KB。 2)作业2申请60KB。 3)作业3申请100KB。 4)作业2释放60KB。 5)作业4申请200KB。 6)作业3释放100KB。 7)作业1释放130KB。 8)作业5申请140KB。 9)作业6申请60KB。 10)作业7申请50KB。 11)作业6释放60KB。请分别用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况【可参考后文的实验提示】。 3、上机时认真的进行测试，输入不同的资源分配请求，写出实验结果； 4、具体要求：（1）对你的程序关键代码处进行注释。（2）给出实验数据，对结果进行分析，说明对相关知识点的理解。【实验目的】了解动态分区分配方式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。【实验思路】首次适应算法（First-fit）：当要分配内存空间时，就查表，在各空闲区中查找满足大小要求的可用块。只要找到第一个足以满足要球的空闲块就停止查找，并把它分配出去；如果该空闲空间与所需空间大小一样，则从空闲表中取消该项；如果还有剩余，则余下的部分仍留在空闲表中，但应修改分区大小和分区始址。最佳适应算法（Best-fit）：当要分配内存空间时，就查找空闲表中满足要求的空闲块，并使得剩余块是最小的。然后把它分配出去，若大小恰好合适，则

请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟

信息工程学院实验报告课程名称：操作系统Array实验项目名称：请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟实验时间：班级姓名：学号：一、实验目的: 1.了解内存分页管理策略 2.掌握调页策略 3.掌握一般常用的调度算法 4.学会各种存储分配算法的实现方法。 5.了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。二、实验环境: PC机、windows2000 操作系统、VC++ 三、实验要求：本实验要求4学时完成。 1.采用页式分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣，同时也考虑页面大小及内存实际容量对命中率的影响； 2.实现OPT 算法 (最优置换算法) 、LRU 算法 (Least Recently) 、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟； 3.会使用某种编程语言。实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告，按时上交。四、实验内容和步骤： 1.编写程序，实现请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。要求屏幕显示LRU算法的性能分析表、缺页中断次数以及缺页率。 2.在上机环境中输入程序，调试，编译。 3.设计输入数据，写出程序的执行结果。 4.根据具体实验要求，填写好实验报告。五、实验结果及分析：实验结果截图如下：

利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移出，将它压入栈顶。因此，栈顶始终是最新被访问页面的编号，栈底是最近最久未被使用的页面号。当访问第5个数据“5”时发生了缺页，此时1是最近最久未被访问的页，应将它置换出去。同理可得，调入队列为：1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5，缺页次数为12次，缺页率为80%。六、实验心得：本次实验实现了对请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。通过实验，我对内存分页管理策略有了更多的了解。最近最久未使用（LRU）置换算法的替换规则：是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。最佳置换算法的替换规则：其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。先进先出(FIFO)页面置换算法的替换规则：该算法总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。三种替换算法的命中率由高到底排列OPT>LRU>FIFO。本次的程序是在网上查找的相关代码然后自己进行修改，先自己仔细地研读了这段代码，在这过程中我对C++代码编写有了更深的了解。总之，本次实验使我明白要学会把课堂上的理论应用到实际操作中。我需要在今后熟练掌握课堂上的理论基础，只有坚实的基础，才能在实际操作中更得心应手。附录： #include "" #include <> const int DataMax=100; const int BlockNum = 10;

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

循环首次适应的动态分区分配算法模拟

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。