操作系统——实验叁——主存空间的分配与回收

一、实验目的
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
通过本次实验，帮助学生理解在可变式分区管理方式下，如何实现主存空间的分配与回收。
二、实验内容
主存是中央处理机能直接存取指令和数据的存储器。能否合理而有效地使用主存，在很大程度上将影响到整个计算机系统的性能。本实验采用可变式分区管理，使用首次或最佳适应算法实现主存空间的分配与回收。要求采用分区说明表进行。
三、代码及运行结果分析

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#pragma warning(disable:4996)
#define MAX 1000
struct partition {char    pn[10];//分区名字int     begin;//起始地址int     size;//分区大小int     end;//结束地址char    status[10];//分区状态
}part[MAX];
int    p = 0; void Init()//初始化分区地址、大小以及状态
{for (int i = 0; i < MAX; i++) strcpy_s(part[i].status, "null"); strcpy_s(part[0].pn, "system");part[0].begin = 0;part[0].size = 150;strcpy_s(part[0].status, "占用");strcpy_s(part[1].pn, "-----");part[1].begin = 150;part[1].size = 150;strcpy_s(part[1].status, "空闲");strcpy_s(part[2].pn, "AAA");part[2].begin = 300;part[2].size = 80;strcpy_s(part[2].status, "占用");strcpy_s(part[3].pn, "-----");part[3].begin = 380;part[3].size = 120;strcpy_s(part[3].status, "空闲");strcpy_s(part[4].pn, "BBB");part[4].begin = 500;part[4].size = 180;strcpy_s(part[4].status, "占用");strcpy_s(part[5].pn, "-----");part[5].begin = 680;part[5].size = 170;strcpy_s(part[5].status, "空闲");strcpy_s(part[6].pn, "CCC");part[6].begin = 850;part[6].size = 70;strcpy_s(part[6].status, "占用");strcpy_s(part[7].pn, "DDD");part[7].begin = 920;part[7].size = 80;strcpy_s(part[7].status, "占用");for (int i = 0; i < MAX; i++)part[i].end = part[i].begin + part[i].size - 1;
}void display() //显示分区
{printf("\n        占用表");printf("\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus");printf("\n");int n1 = 0;for (int i = 0; i < MAX; i++){if (strcmp(part[i].status, "null") == 0) break;if (strcmp(part[i].status, "占用") == 0){n1++;printf("\n\tNo.%d", n1);printf("\t%s\t%d\t%d\t%d\t%s", part[i].pn, part[i].begin, part[i].size, part[i].end, part[i].status);}}printf("\n");printf("\n        空闲表");printf("\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus");printf("\n");int n2 = 0;for (int i = 0; i < MAX; i++){if (strcmp(part[i].status, "null") == 0) break;if (strcmp(part[i].status, "空闲") == 0){n2++;  printf("\n\tNo.%d", n2);printf("\t%s\t%d\t%d\t%d\t%s", part[i].pn, part[i].begin, part[i].size, part[i].end, part[i].status);}}printf("\n");printf("\n        内存使用情况");printf("\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus");printf("\n");int n3 = 0;for (int i = 0; i < MAX; i++){if (strcmp(part[i].status, "null") == 0) break;n3++;printf("\n\tNo.%d", n3);printf("\t%s\t%d\t%d\t%d\t%s", part[i].pn, part[i].begin, part[i].size, part[i].end, part[i].status);}printf("\n");
}void distribute() // 分配
{int i;char   workName[10];int    workSize;int    pFree;printf("\n        内存使用情况");printf("\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus");printf("\n");int n3 = 0;for (i = 0; i < MAX; i++){if (strcmp(part[i].status, "null") == 0) break;n3++;printf("\n\tNo.%d", n3);printf("\t%s\t%d\t%d\t%d\t%s", part[i].pn, part[i].begin, part[i].size, part[i].end, part[i].status);}printf("\n");printf("\n请输入作业名称：");scanf("%s", &workName);for (i = 0; i < MAX; i++) {if (strcmp(part[i].pn, workName)==0)//判断作业名称是否已经存在{printf("\n该作业已存在，无法分配\n");return;}}printf("请输入作业大小(k)：");scanf("%d", &workSize);for (i = 0; i < MAX; i++) {//通过循环在空闲区找是否有适合区间存储作业if (strcmp(part[i].status, "空闲") == 0 && part[i].size >= workSize) {pFree = i;break;}}if (i == MAX) {printf("\n该作业超出目前最大可分配空间，无法分配\n");getchar();return;}for (i = 0; i < MAX; i++)//最佳适应算法if (strcmp(part[i].status, "空闲") == 0 && part[i].size >= workSize)if (part[pFree].size > part[i].size)pFree = i;//通过遍历所有区间，每次都找到最小空闲分区进行分配int a = pFree;for (int i = MAX; i > a + 1; i--) {if (strcmp(part[i - 1].status, "null") == 0) continue;part[i] = part[i - 1];}strcpy_s(part[a + 1].pn, "-----");part[a + 1].begin = part[a].begin + workSize;part[a + 1].size = part[a].size - workSize;part[a + 1].end = part[a+1].begin + part[a+1].size - 1;strcpy_s(part[a + 1].status, "空闲");strcpy_s(part[a].pn, workName);part[a].size = workSize;part[a].end = part[a].begin + part[a].size - 1;strcpy_s(part[a].status, "占用");printf("\n分配成功！");
}void recover() // 回收分区
{int    i;printf("\n        内存使用情况");printf("\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus");printf("\n");int n3 = 0;for (i = 0; i < MAX; i++){if (strcmp(part[i].status, "null") == 0) break;n3++;printf("\n\tNo.%d", n3);printf("\t%s\t%d\t%d\t%d\t%s", part[i].pn, part[i].begin, part[i].size, part[i].end, part[i].status);}printf("\n");
printf("\n请输入回收的占用分区号：");int    number;scanf("%d", &number);if (number == 1){printf("\nsystem无法回收");return;}int    n = 0;for (i = 0; i < MAX; i++)//通过循环查找要回收的已使用分区区号{if (strcmp(part[i].status, "占用") == 0){n++;if (n == number){strcpy_s(part[i].pn, "-----");strcpy_s(part[i].status, "空闲");}}}if (i == MAX - 1){printf("\n找不到分区");return;}while (i != MAX - 1) {for (i = 0; i < MAX - 1; i++) {if (strcmp(part[i].status, "空闲") == 0)if (strcmp(part[i + 1].status, "空闲") == 0) {part[i].size = part[i].size + part[i + 1].size;part[i].end = part[i].begin + part[i].size - 1;i++;for (i; i < MAX - 1; i++) {if (strcmp(part[i + 1].status, "null") == 0) {strcpy_s(part[i].status, "null");break;}part[i] = part[i + 1];}strcpy_s(part[MAX - 1].status, "null");break;}}}printf("\n回收成功！");
}
int main()
{int selection;Init();printf("本系统内存容量%dk，其中系统文件低址存储%dk", MAX, part[0].size);while (1) {printf("\n------------主存空间的分配与回收------------");printf("\n|                1、显示                   |");printf("\n|                2、分配                   |");printf("\n|                3、回收                   |");printf("\n|                4、退出                   |");printf("\n--------------------------------------------");printf("\n请输入 > ");scanf("%d", &selection);switch (selection) {case 1:display(); //显示分区break;case 2:distribute(); //分配作业break;case 3:recover();  //回收分区break;case 4:exit(0); //退出系统break;default:printf("输入错误，请重新输入：");break;}}
}

显示

分配

回收

四、实验心得
1、对C及C++语言重温回顾，熟悉了使用
2、理解在可变式分区管理下实现主存空间的分配与回收。
3、掌握使用最佳适应算法

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