19操作系统实验三

操作系统实验—存储分配收藏[实验目的]1.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实现过程的理解。2.通过对页面、页表、地址转换和页面转换过程的模拟，加深对请求调页系统的原理和实现过程的理解。[实验内容和步骤]－、动态分区分配方式的模拟1．用C语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过空闲分区链管理；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，可用的内在空间为640KB，并有下列的请求序列：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作业6释放60KB请分别采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。3．源代码如下：//********动态分区分配方式的模拟*********#includeiostream.h#includestdlib.h#defineFree0//空闲状态#defineBusy1//已用状态#defineOK1//完成#defineERROR0//出错#defineMAX_length640//最大内存空间为640KBtypedefintStatus;typedefstructfreearea//定义一个空闲区说明表结构{intID;//分区号longsize;//分区大小longaddress;//分区地址intstate;//状态}ElemType;//----------线性表的双向链表存储结构------------typedefstructDuLNode//doublelinkedlist{ElemTypedata;structDuLNode*prior;//前趋指针structDuLNode*next;//后继指针}DuLNode,*DuLinkList;DuLinkListblock_first;//头结点DuLinkListblock_last;//尾结点Statusalloc(int);//内存分配Statusfree(int);//内存回收StatusFirst_fit(int,int);//首次适应算法StatusBest_fit(int,int);//最佳适应算法voidshow();//查看分配StatusInitblock();//开创空间表StatusInitblock()//开创带头结点的内存空间链表{block_first=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));block_last=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));block_first-prior=NULL;block_first-next=block_last;block_last-prior=block_first;block_last-next=NULL;block_last-data.address=0;block_last-data.size=MAX_length;block_last-data.ID=0;block_last-data.state=Free;returnOK;}//-----------------------分配主存-------------------------Statusalloc(intch){intID,request;cout请输入作业(分区号)：;cinID;cout请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：;cinrequest;if(request0||request==0){cout分配大小不合适，请重试！endl;returnERROR;}if(ch==2)//选择最佳适应算法{if(Best_fit(ID,request)==OK)cout分配成功！endl;elsecout内存不足，分配失败！endl;returnOK;}else//默认首次适应算法{if(First_fit(ID,request)==OK)cout分配成功！endl;elsecout内存不足，分配失败！endl;returnOK;}}//------------------首次适应算法-----------------------StatusFirst_fit(intID,intrequest)//传入作业名及申请量{//为申请作业开辟新空间且初始化DuLinkListtemp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));temp-data.ID=ID;temp-data.size=request;temp-data.state=Busy;DuLNode*p=block_first-next;while(p){if(p-data.state==Free&&p-data.size==request){//有大小恰好合适的空闲块p-data.state=Busy;p-data.ID=ID;returnOK;break;}if(p-data.state==Free&&p-data.sizerequest){//有空闲块能满足需求且有剩余temp-prior=p-prior;temp-next=p;temp-data.address=p-data.address;p-prior-next=temp;p-prior=temp;p-data.address=temp-data.address+temp-data.size;p-data.size-=request;returnOK;break;}p=p-next;}returnERROR;}//--------------------最佳适应算法------------------------StatusBest_fit(intID,intrequest){intch;//记录最小剩余空间DuLinkListtemp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));temp-data.ID=ID;temp-data.size=request;temp-data.state=Busy;DuLNode*p=block_first-next;DuLNode*q=NULL;//记录最佳插入位置while(p)//初始化最小空间和最佳位置{if(p-data.state==Free&&(p-data.sizerequest||p-data.size==request)){q=p;ch=p-data.size-request;break;}p=p-next;}while(p){if(p-data.state==Free&&p-data.size==request){//空闲块大小恰好合适p-data.ID=ID;p-data.state=Busy;returnOK;break;}if(p-data.state==Free&&p-data.sizerequest){//空闲块大于分配需求if(p-data.size-requestch)//剩余空间比初值还小{ch=p-data.size-request;//更新剩余最小值q=p;//更新最佳位置指向}}p=p-next;}if(q==NULL)returnERROR;//没有找到空闲块else{//找到了最佳位置并实现分配temp-prior=q-prior;temp-next=q;temp-data.address=q-data.address;q-prior-next=temp;q-prior=temp;q-data.address+=request;q-data.size=ch;returnOK;}}//-----------------------主存回收--------------------Statusfree(intID){DuLNode*p=block_first;while(p){if(p-data.ID==ID){p-data.state=Free;p-data.ID=Free;if(p-prior-data.state==Free)//与前面的空闲块相连{p-prior-data.size+=p-data.size;p-prior-next=p-next;p-next-prior=p-prior;}if(p-next-data.state==Free)//与后面的空闲块相连{p-data.size+=p-next-data.size;p-next-next-prior=p;p-next=p-next-next;}break;}p=p-next;}returnOK;}//---------------显示主存分配情况------------------voidshow(){cout+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n;cout+++主存分配情况+++\n;cout+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n;DuLNode*p=block_first-next;while(p){cout分区号：;if(p-data.ID==Free)coutFreeendl;elsecoutp-data.IDendl;cout起始地址：p-data.addressendl;cout分区大小：p-data.sizeKBendl;cout状态：;if(p-data.state==Free)cout空闲endl;elsecout已分配endl;cout——————————————endl;p=p-next;}}//-----------------------主函数---------------------------voidmain(){intch;//算法选择标记cout动态分区分配方式的模拟\n;cout************************************\n;cout**1)首次适应算法2)最佳适应算法**\n;cout************************************\n;cout请选择分配算法：;cinch;Initblock();//开创空间表intchoice;//操作选择标记while(1){cout********************************************\n;cout**1:分配内存2:回收内存**\n;cout**3:查看分配0:退出**\n;cout********************************************\n;cout请输入您的操作：;cinchoice;if(choice==1)alloc(ch);//分配内存elseif(choice==2)//内存回收{intID;cout请输入您要释放的分区号：;cinID;free(ID);}elseif(choice==3)show();//显示主存elseif(choice==0)break;//退出else//输入操作有误{cout输入有误，请重试！endl;continue;}}}二、请求调页存储管理方式的模拟1．假设每个页面中可存放10条指令，分配给一个作业的内存块数为42．用C