实验四主存空间的分配和回收
专业：商软一班 姓名：董婷婷 学号：201406114105
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。
第二步：（第14周完成）
完成为某作业分配内存空间。
- 用户输入作业名称；
- 判断作业名称是否已经存在，如果存在则要求用户重新输入；
- 用户输入作业所占空间大小；
- 判断是否能够在剩余的空闲区域中找到一块放置该作业，如果不行则要求用户重新输入；
- 显示菜单，由用户选择使用哪一种分配算法：
1) 首次适应算法
2) 循环首次适应算法
3) 最佳适应算法
4) 最坏适应算法
6.为该作业分配内存空间，分配处理流程图如下（size的值设定为1K）：
7.屏幕显示分配后的内存分区情况。
第三步：（第15周完成）
完成内存空间回收；
- 由用户输入作业的ID，决定所要终止的作业；
- 判断是否存在用户所输入的ID，如果存在则进行终止，否则提示作业不存在；
- 判断即将终止的作业前后是否有空闲区域，如果没有则作业所占的空间独立成为一个空闲块，在未分配区表中增加一项；
（思考：如何判断前后是否有空闲块？）
- 即将终止作业所占空间前后有空闲块的情况：（X代表即将被终止的作业，黑色代表内存中的空闲块）
程序中表示内存区块的结构体如下：
struct partition {
char pn[10];
int begin;
int size;
int end;
char status;
};
所以，判断某个即将被终止的作业所占空间前面是否有空闲块的方法是：作业空间的起始地址A.begin是否等于某个空闲块的结束地址B.end，若相等，则前面有空闲块，则需要合并；若不相等则再判断后面是否有空闲块。
回答：如何判断？
进行四种情况的判断，然后分别做出相应的区块回收操作。
回答：如何处理回收？
显示回收后的内存使用情况。
源程序：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
typedef struct process
{
int number;
char name[20];
int begin;
int size;
char status;
}Pro;
main()
{
int sys=1000;
char s;
int i=0;
int count1=0;
int count2=0;
int flag=1;
char j[10];
Pro a[10];
strcpy(a[0].name,"system");
a[0].begin=0;
a[0].size=100;
a[0].status=‘f‘;
printf("初始化,设内存总容量为%dK\n",sys);
printf("系统从低地址部分开始使用,占用%dK\n\n",a[0].size);
printf("空闲区表:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\tNO.1\t ------\t\t %d\t %d\t f\n\n",a[0].size,sys-a[0].size);
printf("-------------------------------------------------------\n");
printf("已分配分区表:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\tNO.1\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",a[0].name,a[0].begin,a[0].size,a[0].status);
printf("\n\n");
printf("内存使用情况,按起始增长的排序:\n");
printf("printf sorted by address:\n");
printf("\tNO.\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\t-----------------------------------------------\n");
printf("\tNO.1\t %s\t\t %d\t %d\t u\n",a[0].name,a[0].begin,a[0].size);
printf("\tNO.2\t ------\t\t %d\t %d\t f\n\n",a[0].size,sys-a[0].size);
printf("\n\n");
i=1;
while (1)
{
printf("请选择:分配a 回收r 退出e\n");
scanf("%s",&s);
switch (s)
{
case ‘a‘:
printf("请输入进程名:");
scanf("%s",&a[i].name);
printf("请输入进程大小:");
scanf("%d",&a[i].size);
a[1].begin=100;
a[i].status=‘u‘;
flag++; //当前的进程数
printf("插入完成!\n");
printf("空闲区表:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
a[i+1].begin=a[i].begin+a[i].size;
count1=a[i+1].begin;
count2=sys-count1;
}
printf("\tNO.1\t ------\t\t %d\t %d\t f\n\n",count1,count2);
a[0].status=‘u‘;
printf("-------------------------------------------------------\n");
printf("已分配分区表:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for(i=0;i<flag;i++)
{
a[i+1].begin=a[i].begin+a[i].size;
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
}
printf("\n\n");
printf("内存使用情况,按起始增长的排序:\n");
printf("printf sorted by address:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\t-----------------------------------------------\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
}
printf("\tNO.%d\t ------\t\t %d\t %d\t f\n\n",flag+1,count1,count2);
break;
case ‘r‘:
printf("输入进程名:");
scanf("%s",&j);
printf("回收成功!\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (strcmp(j,a[i].name)==0)
{
strcpy(a[i].name,"------");
a[i].status=‘f‘;
}
}
printf("空闲区表:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
if (a[i].status==‘f‘){
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);}
}
printf("\tNO.%d\t ------\t\t %d\t %d\t f\n\n",flag-1,count1,count2);
printf("-------------------------------------------------------\n");
printf("已分配分区表:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
for(i=0;i<flag;i++)
{
if (a[i].status==‘u‘){
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);}
}
printf("\n\n");
printf("内存使用情况,按起始增长的排序:\n");
printf("printf sorted by address:\n");
printf("\tNO.0\t proname\tbegin\t size\t status\n");
printf("\t-----------------------------------------------\n");
for (i=0;i<flag;i++)
{
printf("\tNO.%d\t %s\t\t %d\t %d\t %c\n",i+1,a[i].name,a[i].begin,a[i].size,a[i].status);
}
printf("\tNO.%d\t ------\t\t %d\t %d\t f\n\n",flag+1,count1,count2);
break;
case ‘e‘:
exit(0);
break;
}
}
}
运行结果：
5.实验总结
通过此次试验对主存空间的分配和回收有了更深的了解，关键是要找到一个大的块时，如何将这个大块分成两小块，一块用于分配，另一块依旧是未分配。锻炼了我们处理问题的能力及用编程语言实现算法原理的能力，更好的锻炼了我们的编程能力。