0617 实验四 主存空间的分配和回收

实验四主存空间的分配和回收

1.    目的和要求

1.1.           实验目的

用高级语言完成一个主存空间的分配和回收程序，以加深对动态分区分配方式及其算法的理解。

1.2.           实验要求

采用连续分配方式之动态分区分配存储管理，使用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计。

（1）**设计一个作业申请队列以及作业完成后的释放顺序，实现主存的分配和回收。采用分区说明表进行。

（2）或在程序运行过程，由用户指定申请与释放。

（3）设计一个空闲区说明表，以保存某时刻主存空间占用情况。

把空闲区说明表的变化情况以及各作业的申请、释放情况显示。

2.    实验内容

根据指定的实验课题，完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。

3.    实验环境

可以选用Visual C++作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB或其他可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

4.    参考数据结构：

#include<stdio.h>

#include<conio.h>

#include<string.h>

#define MAX 24

struct partition{

char pn[10];

int begin;

int size;

int end;   ////////

char status;  //////////

};

typedef struct partition PART;

第一步：（第13周完成）

完成程序数据结构的创建，初始化内存分配情况，创建空闲分区表和已分配分区表。

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#define nil -1
#define NULL 0
#define maxisize 100000000    //用户的空闲区空间最大值
#define minisize 4
#define getspace(type) (type*)malloc(sizeof(type)) //分配空间
struct table{
    char job;                 //作业标号
    float address;            //分区起始地址
    float length;             //分区长度，单位为字节
    int flag;                 //分区表的状态位
    struct table *FRlink;     //前向指针
    struct table *RElink;    //后向指针
}*free_table=NULL,*place;   //已分配分区表,空闲分区表
typedef struct table FRtable;
//空间分区链表初始化
FRtable *init(FRtable *tb)
{
    tb->FRlink=NULL;
    tb->job=nil;
    tb->address=1064;
    tb->length=1664;
    tb->flag=0;
    tb->RElink=NULL;
    return tb;
}
//主存分配函数，为作业job分配大小为xk的分区空间
void allocate(char job,float xk,int choice)
{
    FRtable *tb,*link;
    int k=0;float temp=600;
    if (free_table->FRlink==NULL&&free_table->RElink==NULL)
    {
        //给首个作业分配空间，改写分区链表
        free_table->job=job;
        free_table->length=xk;
        free_table->flag=1;
        if (xk<maxisize)
        {
            tb=getspace(FRtable);
            free_table->RElink=tb;
            tb->FRlink=free_table;
            tb->job=nil;
            tb->address=1064+xk;
            tb->length=maxisize-xk;
            tb->flag=0;
        }
        if (choice==2)
        {//链接成循环链表
            free_table->FRlink=tb;
            tb->RElink=free_table;
            place=tb;
        }
        else
        {
            free_table->FRlink=NULL;
            if (xk<maxisize) tb->RElink=NULL;
        }
        k=1;
    }
    else
    {
        if (2==choice) tb=place;//采用CFF时将ta定位到上次找到的合适空间分区的下个空间分区
        else tb=free_table;
        while(tb!=NULL)
        {
            if (3==choice)
            {
                while(tb!=NULL)
                {
                    if (tb->length>=xk&&tb->flag==0)
                        if (tb->length<temp)
                            {place=tb;temp=tb->length;}   //选择最适合空间
                    tb=tb->RElink;
                }
                tb=place;
            }
            if (tb->length>=xk&&tb->flag==0)
                if (tb->length-xk<=minisize)
                {//当搜索到的空间大小<=xk+minisize时，将空间全部分配给作业
                    tb->job=job;
                    tb->flag=1;
                    place=tb->RElink;
                    k=1;
                    break;
                }
                else
                {//当搜索到的空间大小>xk+minisize时，将空间划分，再分配给作业
                    link=getspace(FRtable);
                    link->length=tb->length-xk;
                    tb->job=job;
                    tb->length=xk;
                    tb->flag=1;
                    link->RElink=tb->RElink;
                    if (NULL!=tb->RElink) tb->RElink->FRlink=link;
                    tb->RElink=link;
                    link->FRlink=tb;
                    link->job=nil;
                    link->address=tb->address+xk;
                    link->flag=0;
                    place=link;
                    k=1;
                    break;
                }
            tb=tb->RElink;
        }
    }
    if (0==k)
    {//未寻找到合适的空间分区，返回
        printf(">>空间申请失败! \n");
        return;
    }
}

//主存回收函数，回收作业job所占用的分区空间
void reclaim(char job,int choice)
{
    int bool1=0,bool2=0;
    FRtable *tb,*link;
    tb=free_table;
    if (2==choice) link=tb;
    else link=NULL;
    do
    {
        if (job==tb->job&&1==tb->flag) break;
        tb=tb->RElink;
        if (tb==link)
        {
            printf("\n>>抱歉，不存在作业%c! \n",job);
            return;
        }
    }while(tb!=link);
    bool1=(NULL==tb->FRlink||tb->FRlink==tb->RElink)? 1:tb->FRlink->flag;
    bool2=(NULL==tb->RElink||tb->FRlink==tb->RElink)? 1:tb->RElink->flag;
    if (bool1&&bool2)
    {
        tb->job=nil;
        tb->flag=0;
    }
    else if ((NULL==tb->FRlink||1==tb->FRlink->flag)&&0==tb->RElink->flag)
    {
        link=tb->RElink;
        tb->job=nil;
        tb->length+=link->length;
        tb->flag=0;
        tb->RElink=link->RElink;
        if (NULL!=link->RElink) link->RElink->FRlink=tb;
        free(link);
    }
    else if (0==tb->FRlink->flag&&1==tb->RElink->flag)
    {
        link=tb->FRlink;
        link->length+=tb->length;
        link->RElink=tb->RElink;
        tb->RElink->FRlink=link;
        if (free_table==tb) free_table=link;
        free(tb);
    }
    else if (0==tb->FRlink->flag&&0==tb->RElink->flag)
    {
        link=tb->FRlink;
        link->length=link->length+tb->length+tb->RElink->length;
        link->RElink=tb->RElink->RElink;
        if (NULL!=tb->RElink->RElink) tb->RElink->RElink->FRlink=link;
        if (free_table==tb) free_table=link;
        free(tb);
        free(tb->RElink);
    }
}
//显示空间分区链表
void display(FRtable *tb,int choice)
{
//    clrscr();
    FRtable *temp;
    if (2==choice) temp=tb;
    else temp=NULL;
    printf("\n\t标号\t分区首地址\t分区大小(KB)\t状态位\n");
    printf("\n\t sys\t 1024.00\t 40.00\t\t 1\n");
    do
    {
        printf("\n\t %c\t %.2f\t %.2f\t\t %d\n",tb->job,tb->address,tb->length,tb->flag);
        tb=tb->RElink;
    }while(temp!=tb);
}
//主函数
int main()
{
    int i,a,choice;
    float xk;
    char job;
    FRtable *ta=getspace(FRtable);
    free_table=init(ta);
    do{
        printf("\n 分区分配算法:\n\t0 - 退出(Exit)\n\t1 - 首次适应算法(FF)\n\t2 - 循环首次适应算法(CFF)\n\t3 - 最佳适应算法(BF) \n");
        printf(">>请选择相应的算法(0-3):");
        scanf("%d",&choice);
        if (0==choice) exit(0);
    }while(0>choice&&3<choice);
    while(1)
    {
        printf("\n    菜单:\n\t0 - 退出(Exit)\n\t1 - 申请空间(Allocation)\n\t2 - 回收空间(Reclaim) \n");
        printf(">>请选择你的操作(0-2):");
        scanf("%d",&a);
        switch(a)
        {
            //a=0,程序结束
            case 0:exit(0);
            //a=1,分配主存空间
            case 1:printf(">>请输入作业标号和所需要申请的空间:");
                    scanf("%*c%c%f",&job,&xk);
                    allocate(job,xk,choice);
                    display(free_table,choice);
                    break;
            //a=2,回收主存空间
            case 2:printf(">>请输入你想回收的作业的相应标号:");
                    scanf("%*c%c",&job);
                    reclaim(job,choice);
                    display(free_table,choice);
                    break;
            default:printf(">>ERROR：No thie choose! \n");
        }
    }
}