理论知识

Linux——Linux C语言编程基础知识

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

流程图

源代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAX 600  //设置总内存大小为512kstruct 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;//分区状态
};
struct partition    part[MAX];
int    p = 0; //标记上次扫描结束处void Init()//初始化分区地址、大小以及状态
{int i;for ( i = 0; i < MAX; i++ )part[i].status = '-';strcpy( part[0].pn, "SYSTEM" );part[0].begin    = 0;part[0].size    = 100;part[0].status    = 'u';strcpy( part[1].pn, "-----" );part[1].begin    = 100;part[1].size    = 100;part[1].status    = 'f';strcpy( part[2].pn, "作业1" );part[2].begin    = 200;part[2].size    = 50;part[2].status    = 'u';strcpy( part[3].pn, "-----" );part[3].begin    = 250;part[3].size    = 50;part[3].status    = 'f';strcpy( part[4].pn, "作业2" );part[4].begin    = 300;part[4].size    = 100;part[4].status    = 'u';strcpy( part[5].pn, "-----" );part[5].begin    = 400;part[5].size    = 200;part[5].status    = 'f';for ( i = 0; i < MAX; i++ )part[i].end = part[i].begin + part[i].size-1;
}void Output( int i ) //以行的形式输出结构体的数据
{printf( "\t%s", part[i].pn );printf( "\t%d", part[i].begin );printf( "\t%d", part[i].size );printf( "\t%d", part[i].end );printf( "\t%c", part[i].status );
}void display() //显示分区{int    i;int    n; //用n来记录分区的个数printf("\n");printf( "\n        已分配分区表Used:" );printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" );printf("\n");n = 1;for ( i = 0; i < MAX; i++ ){if ( part[i].status == '-' )break;if ( part[i].status == 'u' ){printf( "\n\tNo.%d", n );Output( i );n++;// 记录已分配使用的分区个数}}printf("\n");printf( "\n        空闲分区表Free:" );printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" );printf("\n");n = 1;for ( i = 0; i < MAX; i++ ){if ( part[i].status == '-' )break;if ( part[i].status == 'f' ){printf( "\n\tNo.%d", n );Output( i );n++;  //记录空闲分区的个数}}printf("\n");printf( "\n        内存使用情况，按起始址增长的排:" );//printf( "\n        printf sorted by address:" );printf( "\n\tNo.\tproname\tbegin\tsize\tend\tstatus" );printf("\n");n = 1;for ( i = 0; i < MAX; i++ ){if ( part[i].status == '-' )break;printf( "\n\tNo.%d", n );Output( i );n++;//记录已分配分区以及空闲分区之和的总个数}
}void Fit( int a, char workName[], int workSize ) //新作业把一个分区分配成两个分区：已使用分区和空闲分区
{int i;for ( i = MAX; i > a + 1; i-- ){//通过逆向遍历，把在a地址后的所有分区往后退一个分区，目的在于增加一个分区if ( part[i - 1].status == '-' )continue;part[i]=part[i-1];}strcpy( 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].end-1;part[a + 1].status  = 'f';strcpy( part[a].pn, workName );part[a].size   = workSize;part[a].end    = part[a].begin + part[a].size-1;part[a].status = 'u';
}
void fenpei() // 分配
{int    i;int    a;int    workSize;char   workName[10];int    pFree;printf( "\n请输入作业名称：" );scanf( "%s", &workName );for(i=0;i<MAX;i++){if(!strcmp(part[i].pn,workName))//判断作业名称是否已经存在{printf("\n作业已经存在，不必再次分配！\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 ( part[i].status == 'f' && part[i].size >= workSize ){pFree = i;break;}}if ( i == MAX ){printf( "\n该作业大小超出最大可分配空间" );getch();return;}for ( i = 0; i < MAX; i++ )//最佳适应算法if ( part[i].status == 'f' && 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Fit( pFree, workName, workSize );printf( "\n分配成功！" );
}
void hebing() //合并连续的空闲分区
{int i = 0;while ( i != MAX - 1 ){for ( i = 0; i < MAX - 1; i++ ){if ( part[i].status == 'f' )if ( part[i + 1].status == 'f' ){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 ( part[i + 1].status == '-' ){part[i].status = '-';break;}part[i]=part[i+1];}part[MAX - 1].status = '-';break;} }}
}
void huishou() // 回收分区
{int    i;int    number;int    n=0;printf( "\n请输入回收的分区号：" );scanf( "%d", &number );if ( number == 1 ){printf( "\n系统分区无法回收" );return;}for ( i = 0; i < MAX; i++ )//通过循环查找要回收的已使用分区区号{if ( part[i].status == 'u' ){n++;if ( n == number ){strcpy( part[i].pn, "-----" );part[i].status = 'f';}}}if ( i == MAX - 1 ){printf( "\n找不到分区" );return;}hebing();//合并连续的空闲分区printf( "\n回收成功！" );
}
void main()
{int selection;Init();printf( "初始化完成，设内存容量%dk", MAX );printf( "\n系统文件从低址存储，占%dk", part[0].size );while ( 1 ){printf( "\n----------选择----------" );printf( "\n|  0、退出系统         |" );printf( "\n|  1、显示分区         |" );printf( "\n|  2、分配分区         |" );printf( "\n|  3、回收分区         |" );printf( "\n------------------------");printf( "\n请选择 > " );while ( 1 ){scanf( "%d", &selection );if ( selection == 0 ||selection == 1 || selection == 2 || selection == 3 )break;printf( "输入错误，请重新输入：" );}switch ( selection ){case 0:exit(0); //退出系统break;case 1:display(); //显示分区break;case 2:fenpei(); //分配作业break;case 3:huishou();  //回收分区break;default:break;}printf("\n"); }
}

运行结果

四、实验心得

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。

掌握使用最佳适应算法实现主存的分配与回收。

参考文章

操作系统——实验四：主存空间的分配和回收

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操作系统实验报告---主存分配与回收（最佳适应算法）

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