分区式存储管理 动态分区最坏适应算法

简介: 分区式存储管理 动态分区最坏适应算法

实验二 分区式存储管理


实验性质:设计


建议学时:2学时


实验目的:


通过这次实验,加深对内存管理的认识,进一步掌握内存的分配、回收算法的思想。


实验内容:


设计程序模拟内存的动态分区法存储管理。内存空闲区使用自由链管理,釆用最坏适应算法从自 由链中寻找空闲区进行分配,内存回收时假定不做与相邻空闲区的合并。


假定系统的内存共640K,初始状态为操作系统本身占用64K。在tl时间之后,有作业A、B、C、


D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空间;在t2时间之后,作业C完成;在t3时间之后,作业


E请求50K的内存空间;在t4时间之后,作业D完成。要求编程序分别输出tl、t2、t3、t4时刻内存


的空闲区的状态。


实现提示(C语言):


1.程序中自由链队列的结点类型可描述如下:

struct freelink(
int len, address; //len 为分区长度
//address为分区起始地址
struct freelink *next;
}


内存占用区用链表描述,其结点类型描述如下:

struct busylink{
char name;  //作业或进程名 name='S'表示OS占用
int len , address;
struct busylink *next;
}


并设全程量:

struct freelink *free_head=NULL;  //自由链队列(带头结点)队首指针
struct busylink *busy_head=NULL,  //占用区队列队(带头结点)首指针
* busy_tail=NULL ;  //占用区队列队尾指针


2.设计子函数:

void start(void); /*设置系统初始状态*/  
struct freelink * p;
struct busylink *q;
free_head=(struct freelink*)malloc(sizeo instruct freelink)); 
free_head->next=NULL; //创建自由链头结点
busy_head=busy_tail=(struct busylinktf!)malloc(sizeof(struct busy link)); busy_head->next=NULL; //创建占用链头结点 p=( struct freelink *)malloc(sizeof(struct freelink)); p->add ress=64;
p->Ien=640-64;  //OS 占用了 64K
p->next=NULL;
freehea d->n ext=p;
q=( struct busy link *)malloc(sizeofi(struct busylink)); q->name=,S,; //S表示操作系统占用
q->len=64; q->address=O; q->n ext=NULL;
b usyh ea d->next=q; busy_tail=q;
void  }
requireMemo(char name, int require); //模拟内存分配
void  freeMemo(cha r name); //模拟内存回收
void  past(int time); //模拟系统过了 time时间
void printlinkQ; //输出内存空闲情况(自由链的结点)


3.设计主函数:

int main()
{
    start();
    past(1);
    requireMemo('A', 8);
    requireMemo('B', 16);
    requireMemo('C', 400);
    requireMemo('D', 124);
    printlink();
    past(2);
    freeMemo('C');
    printlink();
    past(3);
    requireMemo('E', 200);
    printlink();
    freeMemo('B');
    printlink();
    freeMemo('D');
    printlink();
    system("pause");
    return 0;
}


实验要求:


1 上机前仔细编好程序;


2 上机时独立调试程序;


3 提交实验报告,包括纸质稿和电子稿两部分。实验报告要求详见实验报告模板。


实验用例:


代码展示

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
struct freelink
{
    int len, address;
    freelink *next;
};
struct busylink
{
    char name;
    int len, address;
    busylink *next;
};
freelink *free_head = NULL;
busylink *busy_head = NULL;
busylink *busy_tail = NULL;
// 函数声明
void start();
// 模拟内存分配
void requireMemo(char name, int require);
// 更新空闲区前先删除同首地址节点
void delete_freearea(int address);
// 内存回收时删除占用区节点
void delete_busyarea(int address);
// 将节点按序插入空闲区
void insert_freearea(freelink *my);
// 模拟内存回收
void freeMemo(char name);
// 模拟系统时间
void past(int time);
// 输出内存空闲情况
void printlink();
int main()
{
    start();
    past(1);
    requireMemo('A', 8);
    requireMemo('B', 16);
    requireMemo('C', 400);
    requireMemo('D', 124);
    printlink();
    past(2);
    freeMemo('C');
    printlink();
    past(3);
    requireMemo('E', 200);
    printlink();
    freeMemo('B');
    printlink();
    freeMemo('D');
    printlink();
    system("pause");
    return 0;
}
void start()
{
    freelink *p;
    busylink *q;
    free_head = new freelink;
    free_head->next = NULL;
    busy_head = busy_tail = new busylink;
    busy_head->next = NULL;
    p = new freelink;
    p->address = 64;
    p->len = 640 - 64;
    p->next = NULL;
    free_head->next = p;
    q = new busylink;
    q->name = 'S';
    q->len = 64;
    q->address = 0;
    q->next = NULL;
    busy_head->next = q;
    busy_tail = q;
}
void requireMemo(char name, int require)
{
    freelink *p = free_head->next;
    if (p->len >= require)
    {
        busylink *tmp = new busylink;
        tmp->name = name;
        tmp->len = require;
        tmp->address = p->address;
        tmp->next = NULL;
        // 放入占用区末尾
        busy_tail->next = tmp;
        busy_tail = tmp;
        // 更新空闲区
        freelink *q = new freelink;
        q->next = NULL;
        q->len = p->len - require;
        q->address = p->address;
        delete_freearea(q->address);
        q->address = p->address + require;
        insert_freearea(q);
    }
    else
    {
        printf("Insufficient free space\n");
    }
}
void delete_freearea(int address)
{
    freelink *p = free_head;
    while (p->next)
    {
        if (address == p->next->address)
        {
            p->next = p->next->next;
            return;
        }
        p = p->next;
    }
}
void delete_busyarea(int address)
{
    busylink *p = busy_head;
    while (p->next)
    {
        if (address == p->next->address)
        {
            p->next = p->next->next;
            if (p->next == NULL)
            {
                busy_tail = p;
            }
            return;
        }
        p = p->next;
    }
}
void insert_freearea(freelink *my)
{
    freelink *q = free_head->next;
    int mystart = my->address;
    int myend = my->address + my->len;
    freelink *beforenode = NULL;
    freelink *afternode = NULL;
    while (q)
    {
        if (q->address + q->len == mystart)
        {
            beforenode = q;
        }
        if (myend == q->address)
        {
            afternode = q;
        }
        q = q->next;
    }
    if (beforenode)
    {
        delete_freearea(beforenode->address);
        my->address = beforenode->address;
        my->len += beforenode->len;
    }
    if (afternode)
    {
        delete_freearea(afternode->address);
        my->len += afternode->len;
    }
    freelink *p = free_head;
    while (p->next)
    {
        if (my->len >= p->next->len)
        {
            my->next = p->next;
            p->next = my;
            return;
        }
        p = p->next;
    }
    my->next = p->next;
    p->next = my;
}
void freeMemo(char name)
{
    busylink *busyp = busy_head->next;
    freelink *freep = free_head->next;
    while (busyp)
    {
        if (busyp->name == name)
        {
            freelink *tmp = new freelink;
            tmp->address = busyp->address;
            tmp->len = busyp->len;
            tmp->next = NULL;
            delete_busyarea(tmp->address);
            insert_freearea(tmp);
        }
        busyp = busyp->next;
    }
}
void past(int time)
{
    printf("After t%d:\n", time);
}
void printlink()
{
    printf("The memory usage is:\n");
    printf("Job\tStart address\tSize\n");
    busylink *p = busy_head->next;
    while (p)
    {
        printf("%c\t%d\t\t%d\n", p->name, p->address, p->len);
        p = p->next;
    }
    printf("Memory free area is\n");
    printf("Start address\tSize\n");
    freelink *q = free_head->next;
    while (q)
    {
        printf("%d\t\t%d\n", q->address, q->len);
        q = q->next;
    }
    printf("------------------------------------\n");
}
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