操作系统动态分区存储管理实验报告.doc

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【实验目的】
目的：1.熟悉主存的分配与回收。
2.理解在不同的存储管理式下，如实现主存空间的分配与回收。
3.掌握动态分区分配式中的数据构造和分配算法及动态分区存储管理式及其实现过程。

【实验原理】
建立两表，空闲表和已分配表，分别将未分配的作业和已分配好的作业放入其中。当要装入一个作业时，从空闲区表中查找标志为“未分配〞的空闲区，从中找出一个能容纳该作业的空闲区。如果找到的空闲区正好等于该作业的长度，那么把该分区全局部配给作业。这时应该把该空闲区登记栏中的标志改为“空〞，同时在已分配区表中找到一个标志为“空〞的栏目登记新装入作业所占用分区的起始地址、长度和作业名。如果找到的空闲区大于作业长度，那么把空闲区分成两局部，一局部用来装入作业，另外一局部仍为空闲区。
实验采用的是“最优适应〞算法。最优适应算法是按作业要求挑选一个能满足作业要求的最小空闲区，这样保证可以不去分割一个大的区域，使装入大作业时比较容易得到满足。此实验为解决假设找到的一个分区可能只比作业所要求的长度略大一点的情况，这时，空闲区分割后剩下的空闲区就很小，这种很小的空闲区往往无法使用，影响了主存的使用。为了一定程度上解决这个问题，如果空闲区的大小比作业要求的长度略大一点，不再将空闲区分成已分分区和空闲区两局部，而是将整个空闲区分配给作业。

【实验器材和资料】

电脑、Microsoft Visual C++ 6.0软件、操作系统资料书
【实验容和要求】

1.主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理式有关的。所谓分配，就是解决多进程如共享主存空间的问题。所谓回收，就是当进程运行完成时将进程所占的主存空间归还给系统。
2.实验要求使用可变分区存储管理式，分区分配中所用的数据构造采用空闲分区说明表和空闲分区链表来进展，分区分配中所用的算法采用首次适应算法、循环首次适应算法、最正确适应算法三种算法来实现主存的分配与回收。
3.同时，要求设计一个实用友好的可视化用户界面，并显示分配与回收的过程。

【实验法与步骤】
1.实验题目：假设初始状态下，可用的存空间为640KB，并有以下的请求序列：
〔1〕进程1申请130KB〔2〕进程2申请60K〔3〕进程3申请100KB
〔4〕进程2释放60KB〔5〕进程4申请200KB〔6〕进程3释放100KB
〔7〕进程1释放130KB〔8〕进程5申请140KB〔9〕进程6申请60KB
〔10〕进程7申请50KB〔11〕进程8申请60KB
2.实验法：
(1)设计一个空闲分区表，空闲分区表通过空闲分区链表来管理，在进展存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
(2)设计一个存分区表，可用链表管理，用以表示当前存使用情况。
(3)设计一个进程申请队列以及进程完成后的释放顺序，实现主存的分配和回收。
(4)要求每次分配和回收后把空闲分区的变化情况以及各进程的申请、释放情况以图形式显示、打印出来。
3.实验过程
〔1〕存分配：
①动态输入构造空闲区表，并显打印示构造好的空闲分区表。
②键盘接收存申请。
③根据申请，实施存分配，并返回分配所得存首址。
④分配完后，调整空闲分区表〔即扣除分配局部〕，并显示调整后的空闲分区表。
⑤假设分配失败，返回分配失败信息。
〔2〕存回收：
①显示当前的空闲分区表和存分区表。
②从键盘接收回收分区的首址与大小，按存回收的四种情况进展存回收。
③显示回收后已调整好的的空闲分区表。

【程序流程图】
输入内存最大范围
执行操作
添加进程并为之分配内存
回收进程并回收被进程占用的内存
判断是否可以分配
退出

YES

NO
发出内存缺乏的消息

【相关数据构造及说明】
typedef struct None //已分配存分区链表
{
char name[100]; //进程名
int begin; //开场地址
int end; //完毕地址
int length; //长度大小
None *next; //指向下一个存分区表
};
typedef struct NeiCun //空闲分区链表
{
int begin1; //空闲分区首地址
int end1; //空闲分区尾地址
int length1; //空闲分区大小
NeiCun *next1; //指向下一个空闲分区表
};
None *head; //存分区表头
NeiCun *head1; //空闲分区表头
int MAXNUMBER; //存储存空间的最大围
int flag,flog; //标志位

【程序代码】
由于我用的是MFC可视化编程编写，所以在这里不能完全复制源代码，只复制几个比较重要的模块的代码。
1. 初始化链表
NeiCun *q;
MAXNUMBER=m_Max_Edit;
head1 = (NeiCun *)malloc(sizeof(NeiCun));
head1->next1=NULL;
q=(NeiCun *)malloc(sizeof(NeiCun));
q->begin1=1;
q->end1=m_Max_Edit;
q->length1=m_Max_Edit;
q->next1=NULL;
head1->next1=q;
2. 分配存
None *p1,*p;
p1=head;
while(p1->next!=NULL)
p1=p1->next;
p=(None *)malloc(sizeof(None));
p->next=NULL;
NeiCun *q1,*q2;
q1=head1;
while(q1->next1!=NULL)
{
if(m_Num_Edit<q1->next1->length1)
{
flag=1;
q1->next1->begin1+=m_Num_Edit;
q1->next1->length1-=m_Num_Edit;
p->begin=q1->next1->begin1-m_Num_Edit;
p->end=p->begin+m_Num_Edit-1;
p->length=m_Num_Edit;
strcpy(p->name,m_Name1_Edit);
p1->next=p;
m_Bo.AddString(p->name);
break;
}
else if(m_Num_Edit==q1->next1->length1)
{
flag=1;
p->begin=q1->next1->begin1;
p->end=q1->next1->end1;
p->length=m_Num_Edit;
strcpy(p->name,m_Name1_Edit);
p1->next=p;
q2=q1->next1;
q2->next1=q2->next1;
m_Bo.AddString(p->name);
break;
}
else
q1=q1->next1;
}
if(flag==0)
AfxMessageBox("存缺乏！\n不好意思",NULL,MB_OK);
3. 回收存
int k=0;
None *p2,*p3;
p2=head;
while(p2->next!=NULL)
{
if(!strcmp(p2->next->name,m_Name2_Edit))
{
p3=p2->next;
p2->next=p3->next;
m_Bo.DeleteString(k);
break;
}
k++;
p2=p2->next;
}
NeiCun *q1;
q1=head1;
while(q1->next1!=NULL)
{
if(q1->next1->begin1-1==p3->end)
{
q1->next1->begin1-=p3->length;
q1->next1->length1+=p3->length;
break;
}
if(q1->next1->begin1-1>p3->end)
{
NeiCun *NewProc;
NewProc=(NeiCun *)malloc(sizeof(NeiCun));
NewProc->begin1=p3->begin;
NewProc->end1=p3->end;
NewProc->length1=p3->length;
NewProc->next1=q1->next1;
q1->next1=NewProc;
break;
}
if(q1->next1->end1+1==p3->begin)
{
if(q1->next1->next1==NULL)
{
q1->next1->end1+=p3->length;
q1->next1->length1+=p3->length;
break;
}
else
{
if(q1->next1->next1->begin1-1==p3->end)
{
q1->next1->length1+=p3->length;
q1->next1->length1+=q1->next1->next1->length1;
q1->next1->end1+=p3->length;
q1->next1->end1+=q1->next1->next1->length1;
NeiCun *pia;
pia=q1->next1->next1;
q1->next1->next1=pia->next1;
break;
}
else
{
q1->next1->end1+=p3->length;
q1->next1->length1+=p3->length;
break;
}
}
}
q1=q1->next1;
}
AfxMessageBox("该进程已经删除！");
4. 描绘存分区表
HDC hdc;
HPEN hp;
HBRUSH hbr;
hdc=::GetDC(m_hWnd);
hp=CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,0,0));
SelectObject(hdc,hp);
hbr=CreateSolidBrush(RGB(255,255,255));
SelectObject(hdc,hbr);
Rectangle(hdc,30,375,480,480);
None *pn;
pn=head;
double x1,y1=375,x2,y2=480;
hbr=CreateSolidBrush(RGB(0,0,255));
SelectObject(hdc,hbr);
while(pn->next!=NULL)
{
x1=(pn->next->begin)/(MAXNUMBER*1.0)*450+30;
x2=(pn->next->end)/(MAXNUMBER*1.0)*450+30;
Rectangle(hdc,x1,y1,x2,y2);
pn=pn->next;
}
DeleteObject(hbr);

【执行结果图示】
1. 输入640KB存总大小，并添加进程PM1，申请存为130KB

2. 添加进程PM2，申请存60KB

3．添加进程PM3，申请存100KB

4.回收进程PM2

5.添加进程PM4，申请存200

以上为程序运行时的情况图，由于篇幅太长，以下步骤不在赘述。
【心的体会】
在做程序之前一定要认真审题，然后还要查阅书籍，掌握需要用到的知识。这个程序一改往日的纯DOS运行环境，利用MFC编写可视化程序，能从直观上表达存分配和回收的全过程，对整体有个深刻的认识。由于，这是第一次用MFC编写大程序，所以在其中遇到了很多的问题，比方：画图问题、构建数据构造时出了问题，在编译时的时候遇到重定义问题等等，经过跟别的同学交流和上网查阅资料，一一解决了这些难题，并将为以后的可视化程序的编写积累经历。
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