1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
（2）加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。
2实验内容
（1）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来管理：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，可用的内存空间为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。
分别采用首次适应算法和最佳适应算法，对内存块进行分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲分区链的情况。
3实验结果（给出编写的程序源代码和运行结果的截图）
这是操作系统实验老师出的一个题目，要求模拟动态分区的内存分配，上面是题目的要求。对于这道题，我自己并没有独立实现，在网上找了源码，终于弄懂了，然后自己写了最佳适应算法，这里我就说一下怎么来解这道题。
1.首先，需要声明占用内存的进程的各个属性。你需要name来表示该进程的名字、startAddress表示进程所占内存的起始地址、length表示进程所占大小、flag表示用于标记该内存是否释放。
2.然后需要分配算法和回收的算法。对于分配，因为存储的方式是链式存储的，对于一个将要分配进来的进程，系统会将第一个适合该进程的内存分出足够的大小分配给该进程，这就是首次适应算法。而我写的最佳适应算法的思路是这样的：每次分配前，就对内存中的所有片空间进行排序，这样每次分配进来的内存都会是最适合的内存空间。
3.有分配就会有回收，回收分为几种情况，需要注意的就是在回收过程中，当相邻的有空闲分区时，需要进行合并
下面是源代码：
进程类Date.class
package memory;
public class Date {
String name; //进程名称
int startAddress; //起始地址
int length; //占用大小长度
int flag; //是否已使用
public Date(String name, int startAddress, int length, int flag) {
super();
this.name = name;
this.startAddress = startAddress;
this.length = length;
this.flag = flag;
}
public Date() {
super();
}
@Override
public String toString() {
return "Date [name=" + name + ", startAddress=" + startAddress
+ ", length=" + length + ", flag=" + flag + "]";
}
}
Main.class
package memory;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Scanner;
public class Main {
static ArrayList list = new ArrayList(); //建立一个链表，来表示内存的使用情况
static Scanner sc = new Scanner(System.in);
//首次适应算法
static void fenPei(){
Date date = new Date();
System.out.println("输入请求分配进程的名称：");
date.name = sc.next();
System.out.println("输入分配的内存大小：");
date.length = sc.nextInt();
int i;
for ( i = 0; i < list.size(); i++) {
if (date.length <= ((Date)list.get(i)).length && ((Date)list.get(i)).flag == 0) {
//当有适合的内存，且未被使用
break;
}
}
if (i == list.size()) {
System.out.println("没有足够的内存进行分配");
}
if (((Date)list.get(i)).length - date.length <= 4 && i != list.size() - 1 ) {//当内存比进程所占的内存在4kB以内的话，就不进行分片
((Date)list.get(i)).name = date.name;
((Date)list.get(i)).flag = 1;
}else {
//分片分配内存
date.flag = 1;
((Date)list.get(i)).length -= date.length;
date.startAddress = ((Date)list.get(i)).startAddress;
((Date)list.get(i)).startAddress += date.length;
list.add(i, date);
}
}
//最佳适应算法
static void fenPei1(){
Date date = new Date();
System.out.println("输入请求分配进程的名称：");
date.name = sc.next();
System.out.println("输入分配的内存大小：");
date.length = sc.nextInt();
int m, j;
Date target = new Date();
for (m = 1; m < list.size()-1; m++){
j = m;
target.name = ((Date)list.get(m)).name;
target.flag = ((Date)list.get(m)).flag;
target.length = ((Date)list.get(m)).length;
target.startAddress = ((Date)list.get(m)).startAddress;
while(j>0 && ((Date)list.get(j-1)).length>target.length){
((Date)list.get(j)).name = ((Date)list.get(j-1)).name;
((Date)list.get(j)).flag = ((Date)list.get(j-1)).flag;
((Date)list.get(j)).length = ((Date)list.get(j-1)).length;
((Date)list.get(j)).startAddress = ((Date)list.get(j-1)).startAddress + ((Date)list.get(j)).length;
j--;
}
((Date)list.get(j)).name = target.name;
((Date)list.get(j)).length = target.length;
((Date)list.get(j)).flag = target.flag;
((Date)list.get(j)).startAddress = target.startAddress-((Date)list.get(j+1)).length;
}
int i;
for ( i = 0; i < list.size(); i++) {
if (date.length <= ((Date)list.get(i)).length && ((Date)list.get(i)).flag == 0) {
//当有适合的内存，且未被使用
break;
}
}
if (i == list.size()) {
System.out.println("没有足够的内存进行分配");
}
if (((Date)list.get(i)).length - date.length <= 4 && i != list.size() - 1 ) {
((Date)list.get(i)).name = date.name;
((Date)list.get(i)).flag = 1;
}else {
//分片分配内存
date.flag = 1;
((Date)list.get(i)).length -= date.length;
date.startAddress = ((Date)list.get(i)).startAddress;
((Date)list.get(i)).startAddress += date.length;
list.add(i, date);
}
}
//回收部分
static void huiShou(){
System.out.println("请输入要回收的进程：");
String name = sc.next();
int i;
for ( i = 0; i < list.size(); i++) {
if (name.equals(((Date)list.get(i)).name)) {
break;
}
}
if (i == list.size()) {
System.out.println("没有找到该进程。");
return;
}
System.out.println("找到的是====>"+ i);
int hui = ((Date)list.get(i)).length;
if (i == 0 && ((Date)list.get(i+1)).flag == 0) { //回收第一个进程，且第二个内存位置空闲，合并这两者
((Date)list.get(i)).flag = 0;
((Date)list.get(i)).length += ((Date)list.get(i+1)).length;
((Date)list.get(i)).name = "";
list.remove(1);
}else if (i == 0 && ((Date)list.get(i+1)).flag == 1) { //回收第一个进程，但第二个内存位置被占用
((Date)list.get(i)).name = "";
((Date)list.get(i)).flag = 0;
}else if (((Date)list.get(i-1)).flag == 0 && ((Date)list.get(i+1)).flag == 0) {//回收位置的进程左右两边的内存空间都空闲
((Date)list.get(i)).name = "";
((Date)list.get(i)).flag = 0;
((Date)list.get(i-1)).length += ((Date)list.get(i)).length + ((Date)list.get(i+1)).length;
list.remove(i);
list.remove(i+1);
}else if (((Date)list.get(i-1)).flag == 0 && ((Date)list.get(i+1)).flag == 1) {//回收位置左边的内存空闲，而右边的内存被占用
((Date)list.get(i)).name = "";
((Date)list.get(i)).flag = 0;
((Date)list.get(i-1)).length += ((Date)list.get(i)).length;
list.remove(i);
}else if (((Date)list.get(i-1)).flag == 1 && ((Date)list.get(i+1)).flag == 0) {//回收位置右边的内存空闲，而左边的内存被占用
((Date)list.get(i)).name = "";
((Date)list.get(i)).flag = 0;
((Date)list.get(i)).length += ((Date)list.get(i+1)).length;
list.remove(i+1);
}else {//左右两边的内存都被占用
((Date)list.get(i)).name = "";
((Date)list.get(i)).flag = 0;
}
System.out.println("成功回收进程"+i+"的"+hui+"kb的空间");
}
static void disPlay(){
System.out.println("=============================================");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
System.out.println("=============================================");
}
public static void main(String[] args){
Date date = new Date("", 0, 640, 0);
list.add(date);
int choice0;
int choice1;
while(true){
System.out.println("请选择：内存分配方式");
System.out.println("1.首次适应算法");
System.out.println("2.最佳适应算法");
System.out.println("3.退出");
choice0 = sc.nextInt();
switch (choice0) {
case 1:
while(true){
System.out.println("请选择：");
System.out.println("1.分配内存");
System.out.println("2.回收内存");
System.out.println("3.查看内存");
System.out.println("4.退出");
choice1 = sc.nextInt();
switch (choice1) {
case 1:
fenPei();
break;
case 2:
huiShou();
break;
case 3:
disPlay();
break;
case 4:
System.exit(0);
break;
default:
System.out.println("请正确输入");
break;
}
}
case 2:
while(true){
System.out.println("请选择：");
System.out.println("1.分配内存");
System.out.println("2.回收内存");
System.out.println("3.查看内存");
System.out.println("4.退出");
choice1 = sc.nextInt();
switch (choice1) {
case 1:
fenPei1();
break;
case 2:
huiShou();
break;
case 3:
disPlay();
break;
case 4:
System.exit(0);
break;
default:
System.out.println("请正确输入");
break;
}
}
case 3:
System.exit(0);
break;
default:
System.out.println("请正确输入：");
}
}
}
}
时间： 2024-10-14 15:16:54