内存分配,首次适应算法
用首次适应算法实现内存分配与回收
用首次适应算法实现内存分配与回收首次适应算法（First Fit）是一种常用的内存分配算法，它将内存分为若干个大小相等的块，并按顺序进行分配。
当有一个进程请求内存时，首次适应算法从头开始，找到第一个大小能够满足这个进程需要的空闲块，将其分配给该进程。
以下是使用首次适应算法实现内存分配与回收的一种简单示例：1.假设整个内存大小为M字节，每个块的大小为N字节，内存被分为M/N个块。
2. 定义一个长度为(M/N)的布尔数组block，表示每个块的分配状态，初始时所有元素都为false，表示空闲状态。
3. 当一个进程请求分配S字节的内存时，首次适应算法从第一个块开始遍历数组block，直到找到一个大小大于等于S的空闲块。
4. 如果找到了合适的空闲块，将该块标记为已分配（设置为true），并返回该块的起始地址；否则，返回分配失败的标识。
5. 当一个进程释放已分配的内存时，可以根据该内存的起始地址计算出对应的块索引，将对应的block元素设置为false，表示该块变为空闲状态。
以下是一个简单的C++代码示例，演示了使用首次适应算法进行内存分配与回收的实现：```cpp#include <iostream>using namespace std;const int M = 1000; // 总内存大小const int N = 100; // 块大小bool block[M/N] = { false }; // 内存块分配状态//首次适应内存分配算法int allocateMemory(int size)int numBlocks = M / N; // 块数量int numNeeded = size / N;if (size % N != 0)numNeeded++;}for (int i = 0; i < numBlocks; i++)bool found = true;for (int j = i; j < i + numNeeded; j++)if (j >= numBlocks ， block[j] == true)found = false;break;}}if (found)for (int j = i; j < i + numNeeded; j++)block[j] = true;}return i * N;}}return -1; // 分配失败//内存回收void deallocateMemory(int startAddr, int size)int startIndex = startAddr / N;int numBlocks = size / N;if (size % N != 0)numBlocks++;}for (int i = startIndex; i < startIndex + numBlocks; i++) block[i] = false;}int maiint size1 = 200; // 请求200字节内存int size2 = 300; // 请求300字节内存int addr1 = allocateMemory(size1);int addr2 = allocateMemory(size2);if (addr1 != -1)cout << "分配内存成功，起始地址：" << addr1 << endl; } elsecout << "分配内存失败" << endl;}if (addr2 != -1)cout << "分配内存成功，起始地址：" << addr2 << endl; } elsecout << "分配内存失败" << endl;}deallocateMemory(addr1, size1);deallocateMemory(addr2, size2);return 0;```这段代码实现了一个简单的内存分配与回收示例。
内存分配首次适应算法
内存分配首次适应算法首次适应算法是一种内存分配算法，主要用于操作系统中对内存进行管理和分配。
它的原理是将内存分成若干个大小相等的分区，并根据进程的内存需求，将进程放置在适合它的空闲分区中，这样可以最大程度地节省内存空间。
首次适应算法的具体步骤如下：1.将系统的物理内存分成若干个大小相等的分区，每个分区都有一个标记位，表示是否被占用。
2.当一个进程需要分配内存时，从头开始遍历所有分区，找到第一个满足要求的空闲分区。
3.如果找到了适合的空闲分区，将进程放置在该分区中，并将分区标记为占用。
4.如果没有找到适合的空闲分区，说明内存不够用，需要进行内存回收或者进行内存分配策略的调整。
首次适应算法的优点是简单直观，容易实现，并且能够快速将进程放置在合适的分区中。
然而，它也存在一些缺点：1.内存碎片问题：由于每次分配都是从头开始遍历分区，因此可能会留下很多小的内存碎片，导致内存利用率低下。
2.分区选择不合理：有时候可能会出现大的分区被分割成小的分区，导致后续进程无法利用这些大分区，从而浪费了内存空间。
3.分配时间较长：每次分配都需要遍历所有分区，当分区数较多时，分配时间会较长。
为了解决首次适应算法的缺点，还有其他一些内存分配算法被提出，如最佳适应算法、最坏适应算法、下次适应算法等。
这些算法都是为了优化内存分配的效率和内存利用率。
最佳适应算法是在所有空闲分区中找到最小的能满足进程需求的分区进行分配，从而尽可能减小内存碎片。
最坏适应算法则是找到最大的能满足进程需求的分区进行分配，这样可以减小大分区被分割的概率。
下次适应算法则是从上次分配的位置开始遍历。
综上所述，首次适应算法是一种常用的内存分配算法，它的简单直观和易实现性使得它在许多操作系统中被广泛应用。
然而，它也存在一些缺点，需要根据实际情况进行选择和优化。
首次适应算法,最佳适应算法,最坏适应算法
首次适应算法,最佳适应算法,最坏适应算法首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法是常见的内存分配算法，也是操作系统中重要的实现方式。
首次适应算法是向空闲区域分配内存时，按照空闲区域的起始地址从小到大进行扫描，找到第一个可以分配的空闲区域，然后将其分配给请求者。
虽然该算法简单易懂，但不断扫描空闲区域会大大降低操作系统的效率。
同时，由于内存释放会产生内存碎片，首次适应算法效果也会逐渐变差。
最佳适应算法是相对于首次适应算法而言的。
它是在空闲区域中寻找最小可用空间，尽可能满足分配请求。
该算法不会一遍遍扫描空闲区域，因此效率更高。
但随着分配请求增多，内存碎片也会不断增加，最佳适应算法将面临“Eureka”陷阱，即为了满足分配请求而不得不“铺平”内存分配空间，导致后续分配请求无法得到满足。
最坏适应算法是在空闲区域中寻找最大可用空间，分配请求时尽可能让内存块留有足够大的空间，防止内存碎片增多。
该算法的效率较低，因为会在所有空闲区域中查找最大空间；但相比较首次适应算法和最佳适应算法，他避免了内存碎片的问题。
总之，以上三种算法都有自己的优点和缺点，为了更好地利用内存资源，可以根据实际情况选择适合的算法。
同时，需要及时对内存进行整理、清理和释放，保证内存的健康状态，提高操作系统的运行效率。
首次适应算法和最佳适应算法【讲解】
首次适应算法和最佳适应算法是动态存储分配解决方案研究的内容，所以本文对这两种算法的讨论是通过研究动态存储管理来进行的。
一、存储管理的基本问题：存储管理讨论的基本问题是：1)、系统如何应用户的“请求”执行内存分配动作？2)、系统如何对用户不再使用后“释放”的内存执行回收动作，以保证为新的“用户请求”提供内存分配？内存的分配可以以静态方式进行，内存空间被分割为固定大小的若干内存块，用户的请求到达只要找到一块空闲的内存块予以分配即可，很显然静态存储分配的好处主要是实现比较方便，效率高，程序执行中系统需要做的事情比较简单。
然而实际情况下提出“请求”的用户可能是进入系统的一个作业，也可能是程序执行过程中的一个动态变量。
“请求”需要获得的内存容量大小不一，这种做法造成了对程序大小的严格的限制，使某些问题不能够合理的解决，此外，也会造成内存空间的浪费。
动态存储管理就是确定如何满足一个个内存“请求”，如何更合理的使用有限的内存空间的一种内存分配解决方案，它以能够依据用户的请求依次进行内存空间的分配和回收，能够尽可能少的使用有限的空闲内存空间，最大限度的保证后续“请求”的可满足性为最终目的。
二、关于动态分配方案的分析：通常我们将已分配给用户是用的一段连续的内存空间称为“占用块”，将未分配给任何用户的一段连续的内存空间称为“可利用空间块”或者“空闲块”，我们在这里的描述将使用“占用块”和“空闲块”这两个概念。
整个内存区在没有任何用户进入和运行的情况下只有一个空闲块，即整个可供用户“请求”使用的用户内存区域。
随着不断的有用户请求进入系统，并依次获得系统为其分配的内存，使得整个内存区域逐渐被分割成两大部分：低地址区域包含若干占用块；高低址区域是空闲内存区域。
经过一段时间后，有的用户运行结束，它们所占用的内存区释放后转变为一个个空闲块，这就使整个内存区域呈现出占用块和空闲块交错相隔的状态。
而此时，如果再有新的用户“请求”到达，那么，系统如何为这个“请求”进行内存分配呢？在肯定动态存储管理的前提下，我们可以采取两种方案解决这个问题，一种解决方案是系统继续把高地址的空闲块分配给用户，而不理会低地址区域是否有结束执行的用户释放的内存块，直到剩余的高地址区域的空闲块不能满足新的用户“请求”，分配操作无法再进行下去时，才去回收结束执行的用户释放的内存块，并重新组织内存，进而完成内存分配。
B u d d y 伙 伴 算 法 ( 2 0 2 0 )
内存分配算法——FF、BF、WF、buddy（伙伴算法）分区分配算法：首次适应算法（First Fit）：从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法的目的在于减少查找时间。
为适应这种算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。
该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高地址空间保留大的空闲区。
最佳适应算法（Best Fit)：从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。
为适应此算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按从小到大进行排序，自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配。
该算法保留大的空闲区，但造成许多小的空闲区。
最差适应算法（Worst Fit)：从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最大的空闲分区，从而使链表中的结点大小趋于均匀，适用于请求分配的内存大小范围较窄的系统。
为适应此算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区按大小从大到小进行排序，自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配。
该算法保留小的空闲区，尽量减少小的碎片产生。
伙伴算法（buddy）：使用二进制优化的思想，将内存以2的幂为单位进行分配，合并时只能合并是伙伴的内存块，两个内存块是伙伴的三个条件是：1.大小相等（很好判断）2.地址连续（也很好判断）3.两个内存块分裂自同一个父块（其实只要判断低地址的内存块首地址是否是与父块地址对齐，即合并后的首地址为父块大小的整数倍）使用lowbit等位运算可以o(1)判断。
伙伴算法在实现的时候可以使用数组+链表的形式（有点像邻接表那种），因为内存上限是固定的，比较容易确定。
下列代码使用的是二维链表（写起来就没有数组加链表简洁）。
在分配调整内存块时使用了递归，如果需要提高效率可以改为循环（递归更能体现出思想且代码简单，循环效率更高但是复杂一丢丢，自行选取）。
#includebits-stdc++.husing namespace std;-*进程分配内存块链表的首指针*-struct allocated_block *allocated_block_head = NULL;#define PROCESS_NAME_LEN 32 -*进程名长度*-#define MIN_SLICE 10 -*最小碎片的大小*-#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024 -*内存大小*-#define DEFAULT_MEM_START 0 -*起始位置*--* 内存分配算法 *-#define MA_FF 1--first fit#define MA_BF 2#define MA_WF 3#define Buddy 4 --伙伴算法-*描述每一个空闲块的数据结构*-struct free_block_type{int size;int start_addr;struct free_block_type *next;typedef struct free_block_type FB;-*指向内存中空闲块链表的首指针*-struct free_block_type *free_block;--此处尽量按内存地址顺序排列，-*每个进程分配到的内存块的描述*-struct allocated_block{int pid; int size;int start_addr;char process_name[PROCESS_NAME_LEN];struct allocated_block *next;typedef struct allocated_block allocated_block_type;typedef struct b_free_block_typeint size;free_block_type *list;b_free_block_type *next;}b_free_block_type;b_free_block_type *b_free_block=NULL;--空的时候要设置为NULL --end of buddytypedef struct allocated_block AB;int mem_size=DEFAULT_MEM_SIZE; -*内存大小*-int ma_algorithm = Buddy; -*当前分配算法*- --------------------------static int pid = 0; -*初始pid*-int flag = 0; -*设置内存大小标志*---init_free_block(int mem_size);int display_mem_usage();int b_creat_free_blocks(free_block_type *ab);int rearrange_Buddy();int rearrange(int algorithm);int allocate_mem(struct allocated_block *ab);int free_mem(struct allocated_block *ab);int dispose(struct allocated_block *free_ab);int disfree(FB *free_ab);void free_f();void free_b();-*初始化空闲块，默认为一块，可以指定大小及起始地址*-struct free_block_type* init_free_block(int mem_size)free_f();free_b();struct free_block_type *fb;fb=(struct free_block_type *)malloc(sizeof(struct free_block_type));if(fb==NULL){printf("Error.");getchar();return NULL;fb-size = mem_size;fb-start_addr = DEFAULT_MEM_START;fb-next = NULL;free_block=(struct free_block_type *)malloc(sizeof(struct free_block_type));*free_block=*fb;--free_block供rearrange_Buddy使用，会被销毁 rearrange_Buddy();--初始化buddy算法return fb;--会在main中重新赋值free_block-*显示菜单*-void display_menu(){printf("");printf("1 - Set memory size (default=%d)", DEFAULT_MEM_SIZE); printf("2 - Select memory allocation algorithm");printf("3 - New process ");printf("4 - Terminate a process ");printf("5 - Display memory usage ");printf("0 - Exit");-*设置内存的大小*-int set_mem_size(){--只能设置一次, 清除现有所有链表，重新分配 int size;if(flag!=0){ --防止重复设置printf("Cannot set memory size again");return 0;printf("Total memory size =");scanf("%d", size);if(size0) {mem_size = size;-- free_block-size = mem_size;init_free_block(mem_size);return 1;cout"输入不合法"endl;return 0;-* 设置当前的分配算法 *-int set_algorithm(){int algorithm;printf("t1 - First Fit");printf("t2 - Best Fit ");printf("t3 - Worst Fit ");printf("t4 - Buddy ");scanf("%d", algorithm);--按指定算法重新排列空闲区链表if(algorithm==Buddy)if(ma_algorithm!=Buddy)rearrange(algorithm);if(ma_algorithm==Buddy)rearrange(algorithm);if(algorithm=1 algorithm =4)ma_algorithm=algorithm;cout"输入错误!"endl;display_mem_usage();-*按FF算法重新整理内存空闲块链表*-int rearrange_FF(){--请自行补充--将buddy的二级制表示法展开，按地址排序b_free_block_type *p=b_free_block;free_block_type *work,*twork;allocated_block_type*t=(allocated_block_type*)malloc(sizeof(allocated_block_type)); --最后要销毁此临时块--不排除其他函数调用此函数来完成内存列表的切换，需要暂时改变算法，结束之前再进行还原。
memory allocation policy 内存分配策略 -回复
memory allocation policy 内存分配策略-回复内存分配策略是计算机系统中的重要组成部分，用于决定如何为程序运行时提供存储空间。
不同的内存分配策略可以对程序的性能、资源利用和系统稳定性产生巨大影响。
本文将介绍内存分配策略的基本概念、常见类型和实施方法，并论述各种策略的优缺点。
一、内存分配策略的基本概念内存分配策略是操作系统或编程语言决定如何管理和分配程序所需内存的方式。
它在程序运行时负责为程序分配、回收和管理内存空间。
内存分配策略的目标是优化程序的性能和资源利用，同时保证系统的稳定性。
二、常见的内存分配策略类型1. 静态内存分配策略：在程序编译阶段，内存空间的分配是在编译时确定的。
程序在执行过程中无法动态分配或释放内存空间。
这种策略的优点是简单、高效，并且不会造成内存碎片。
然而，缺点是无法适应复杂的程序运行时内存需求变化。
2. 动态内存分配策略：在程序运行时，根据实际需要来动态分配和回收内存空间。
这种策略允许程序根据实际情况灵活地利用内存资源，但也容易导致内存碎片。
常见的动态内存分配方法包括堆、栈、全局内存等。
三、常见的内存分配策略实施方法1. 首次适应算法（First Fit）：根据内存空闲列表，从头开始查找第一个满足大小要求的空闲块进行分配。
这种方法简单直接，但容易导致内存碎片。
2. 最佳适应算法（Best Fit）：根据内存空闲列表，从所有满足大小要求的空闲块中选择最小空闲块进行分配。
这种方法能够最小化碎片化，但会增加搜索时间。
3. 最坏适应算法（Worst Fit）：根据内存空闲列表，从所有满足大小要求的空闲块中选择最大空闲块进行分配。
这种方法可以减少频繁的内存分配和释放操作，但可能导致大量碎片化。
4. 快速适应算法（Quick Fit）：将内存空闲列表按大小进行分组，根据程序所需内存的大小选择相应的空闲块进行分配。
这种方法提高了搜索效率，但会增加内存空闲列表的维护开销。
存储管理首次、最佳、最坏适应算法
最佳适应算法最佳适应算法是从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区的一种计算方法，这种方法能使碎片尽量小。
找到：满足要求的自由分区分配排序：从小到大含义最佳适应算法（Best Fit）：它从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。
为适应此算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按从小到大进行排序，自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配。
该算法保留大的空闲区，但造成许多小的空闲区。
应用问题Best fit算法等价于装箱问题，举例如下：装箱问题：有体积为V的箱子N个，体积为Vi的物品M个，求使得物品全部能够装入箱子，箱子数量的最小值。
假设 V=6 M=10，V1，V2，...,V10分别为：3 4 4 3 5 1 2 5 3 1。
计算过程如下：第一步按物品体积降序排序：5 5 4 4 3 3 3 2 1 1第二步：取未装箱的最大值5装入第一个箱子。
第三步：判断第一个箱子是否已满，不满且剩余空间为1，搜寻剩下体积小于等于1的物品填入箱子1，箱子1填满。
第四步：重复第二，第三步，直到所有物品装入箱子为止，得到箱子数量为6. 6即时本例N的最小值。
最坏适应算法特点：扫描整个空闲分区或链表优点：可使剩下的空闲分区不至于太小最坏适应算法(worst fit)最坏适应分配算法要扫描整个空闲分区或链表，总是挑选一个最大的空闲分区分割给作业使用。
该算法要求将所有的空闲分区按其容量从大到小的顺序形成一空闲分区链，查找时只要看第一个分区能否满足作业要求。
优点:可使剩下的空闲分区不至于太小，产生碎片的几率最小，对中、小作业有利，同时该算法查找效率很高。
缺点:会使存储器中缺乏大的空闲分区。
首次适应算法首次适应算法从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法目的在于减少查找时间。
为适应这种算法，空闲分区表(空闲区链)中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。
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
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是关于操作系统内存管理中内存分配策略的四种典型算法。
以下是对它们的简要解释：1. 首次适应算法（First-fit）：在内存分配时，首次适应算法从内存区域的起始部分开始搜索，找到第一个能满足请求大小的空闲内存块，并将其分配给请求者。
首次适应算法的优点是分配速度较快，但可能导致内存空间碎片化。
2. 循环首次适应算法（Next-fit）：循环首次适应算法类似于首次适应算法，但它在内存分配时保留上一次搜索的位置。
下一次分配时，算法将从上次停止的位置开始搜索，直到找到合适的空闲内存块或返回到起始位置。
这种方法可以在整个内存空间中分散分配过程，进一步改善内存碎片化问题。
3. 最佳适应算法（Best-fit）：最佳适应算法在分配内存时，会查找所有可用的空闲内存块，并分配能够最紧密地满足请求大小的内存块。
该策略试图使分配后的剩余空间尽量小，以减少内存浪费。
然而，最佳适应算法通常需要更多的搜索时间，并可能导致过多的小内存碎片。
4. 最坏适应算法（Worst-fit）：最坏适应算法与最佳适应算法相反，它在分配内存时选择最大的可用内存块。
这种策略试图保持较大的连续空闲内存块，以便满足大型请求。
然而，最坏适应算法可能导致大量空间浪费，并需要较长的搜索时间。
这些内存分配算法都有各自的优缺点。
在实际的操作系统实现中，可能会根据需求和上下文使用多种算法的组合来优化内存管理。
c模拟内存分配算法（首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法）
c模拟内存分配算法（⾸次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法）#include<bits/stdc++.h>using namespace std;/*定义内存的⼤⼩为100*/#define MEMSIZE 100/*如果⼩于此值，将不再分割内存*/#define MINSIZE 2/*内存分区空间表结构*/typedef struct _MemoryInfomation{/*起始地址*/int start;/*⼤⼩*/int Size;/*状态 F:空闲(Free) U:占⽤(Used) E 结束(End)*/char status;} MEMINFO;/*内存空间信息表*/MEMINFO MemList[MEMSIZE];/*显⽰内存状态*/void Display(){int i,used=0;//记录可以使⽤的总空间量printf("\n---------------------------------------------------\n");printf("%5s%15s%15s%15s","Number","start","size","status");printf("\n---------------------------------------------------\n");for(i=0; i<MEMSIZE&&MemList[i].status!='e'; i++){if(MemList[i].status=='u'){used+=MemList[i].Size;}printf("%5d%15d%15d%15s\n",i,MemList[i].start,MemList[i].Size,MemList[i].status=='u'?"USED":"FREE");}printf("\n----------------------------------------------\n");printf("Totalsize:%-10d Used:%-10d Free:%-10d\n",MEMSIZE,used,MEMSIZE-used);}/*初始化所有变量*/void InitMemList(){int i;MEMINFO temp= {0,0,'e'};//初始化空间信息表for(i=0; i<MEMSIZE; i++){MemList[i]=temp;}//起始地址为0MemList[0].start=0;//空间初始为最⼤MemList[0].Size=MEMSIZE;//状态为空闲MemList[0].status='f';}/*最先适应算法*//*算法原理分析：将空闲的内存区按其在储存空间中的起始地址递增的顺序排列，为作业分配储存空间时，从空闲区链的始端开始查找，选择第⼀个满⾜要求的空闲区，⽽不管它究竟有多⼤优点:1.在释放内存分区的时候，如果有相邻的空⽩区就进⾏合并，使其成为⼀个较⼤的空⽩区2.此算法的实质是尽可能的利⽤储存器的低地址部分，在⾼地址部分则保留多的或较⼤的空⽩区，以后如果需要较⼤的空⽩区，就容易满⾜缺点：1.在低地址部分很快集中了许多⾮常⼩的空⽩区，因⽽在空⽩区分配时，搜索次数增加，影响⼯作效率。
存储管理动态分区分配及回收算法
存储管理动态分区分配及回收算法介绍存储管理是操作系统中一个重要的功能模块，负责管理计算机的内存资源。
本文将详细探讨存储管理中的动态分区分配及回收算法。
动态分区分配动态分区分配算法是指根据进程的内存需求，在内存中动态地创建分区，并将进程加载到相应的分区中。
下面是几种常见的动态分区分配算法。
1. 首次适应算法首次适应算法是最简单、最直观的动态分区分配算法。
它从内存的起始位置开始搜索，找到第一个能满足进程需求的分区即可。
具体步骤如下：1.初始化内存的空闲分区表，记录内存中每个空闲分区的起始地址和长度。
2.当一个进程需要分配内存时，遍历空闲分区表，找到第一个大小能满足进程需求的分区。
3.如果找到了合适的分区，将进程加载到该分区，并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区，则提示内存不足。
首次适应算法的优点是简单、快速，但可能会导致碎片问题。
2. 最佳适应算法最佳适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的分区。
具体步骤如下：1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时，遍历空闲分区表，找到满足进程需求的最小分区。
3.如果找到了合适的分区，将进程加载到该分区，并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区，则提示内存不足。
最佳适应算法能最大程度地减少碎片问题，但执行效率较低。
3. 最差适应算法最差适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的最大分区。
具体步骤如下：1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时，遍历空闲分区表，找到满足进程需求的最大分区。
3.如果找到了合适的分区，将进程加载到该分区，并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区，则提示内存不足。
最差适应算法能最大程度地降低内存碎片，但执行效率相对较低。
4. 快速适应算法快速适应算法是一种基于空闲分区表大小的快速搜索算法。
具体步骤如下：1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时，根据进程需求的大小，在空闲分区表中选择一个合适的分区。
计算机操作系统算法总结
计算机操作系统算法总结一、引言计算机操作系统是现代计算机系统中的核心软件之一，它负责管理计算机硬件资源，提供各种服务和功能，使用户能够方便地使用计算机。
而操作系统算法则是操作系统中的关键部分，它决定了操作系统如何进行任务调度、资源分配和进程管理等重要操作。
本文将对常用的操作系统算法进行总结和介绍，以帮助读者更好地理解和应用这些算法。
二、进程调度算法1. 先来先服务（FCFS）算法先来先服务算法是最简单的调度算法之一，按照进程到达的顺序进行调度。
它的优点是公平，但存在“饥饿”问题，即长作业会导致短作业无法及时执行。
2. 最短作业优先（SJF）算法最短作业优先算法是根据作业执行时间的长短来进行调度，执行时间越短的作业优先级越高。
它的优点是能够最大限度地减少平均等待时间，但需要预先知道作业的执行时间。
3. 优先级调度算法优先级调度算法根据进程的优先级来进行调度，优先级越高的进程优先执行。
它可以根据不同的需求设置不同的优先级，但可能出现优先级反转问题，即低优先级进程长时间等待高优先级进程的释放。
4. 时间片轮转（RR）算法时间片轮转算法将CPU时间分成固定长度的时间片，每个进程轮流使用一个时间片。
当时间片用完时，进程被暂停并放入就绪队列的末尾，等待下一次调度。
它能够平衡长短作业的执行时间，但可能导致上下文切换频繁。
三、内存管理算法1. 首次适应（FF）算法首次适应算法是按照内存块的地址顺序搜索可用的内存块，找到第一个满足要求的内存块分配给作业。
它的优点是简单且效率较高，但可能导致内存碎片问题。
2. 最佳适应（BF）算法最佳适应算法是在所有可用内存块中选择最小的一个满足要求的内存块，以尽量减少内存碎片。
它的优点是能够充分利用内存空间，但搜索过程较为复杂。
3. 最近未使用（LRU）算法最近未使用算法是根据页面的使用情况来进行页面置换，最近未使用的页面优先被替换出去。
它的优点是能够尽量减少页面置换的次数，但需要记录页面的使用情况。
操作系统分配算法例题
操作系统分配算法例题假设有三个进程需要使用内存，它们的空间需求分别是100KB，200KB和300KB。
现在可用的内存大小为600KB。
请使用以下三种操作系统分配算法中的一种来分配内存：1.首次适应算法（First Fit）2.最佳适应算法（Best Fit）3.最坏适应算法（Worst Fit）假设我们使用首次适应算法（First Fit）：- 进程1需要100KB内存，可用内存起始地址是0。
- 进程1被放置在0-99的内存区域。
- 进程2需要200KB内存，剩余内存起始地址是100。
- 进程2被放置在100-299的内存区域。
- 进程3需要300KB内存，剩余内存大小不足，无法分配空间。
- 因此，无法分配完整的内存，分配失败。
假设我们使用最佳适应算法（Best Fit）：- 进程1需要100KB内存，可用内存大小有4个区域：0-99、100-199、200-299和300-399。
- 进程1被放置在0-99的内存区域。
- 进程2需要200KB内存，可用内存大小有2个区域：100-299和300-399。
- 进程2被放置在100-299的内存区域。
- 进程3需要300KB内存，可用内存大小有1个区域：300-599。
- 进程3被放置在300-599的内存区域。
- 因此，所有进程都被成功分配了内存。
假设我们使用最坏适应算法（Worst Fit）：- 进程1需要100KB内存，可用内存大小为0-599。
- 进程1被放置在300-399的内存区域。
- 进程2需要200KB内存，可用内存大小有2个区域：0-99和400-599。
- 进程2被放置在400-599的内存区域。
- 进程3需要300KB内存，只有0-99和100-299区域的大小大于等于300KB。
- 进程3被放置在0-299的内存区域。
- 因此，所有进程都被成功分配了内存。
综上所述，不同的分配算法可能会产生不同的结果。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的算法，以最大化内存利用率和系统性能。
首次适应算法
88. kongxian[j].length=kongxian[j+1].length;
89. }
120. {
121. kongxian[n1].start=zuoye[id].start;
122. kongxian[n1].end=zuoye[id].end;
123. kongxian[n1].length=zuoye[id].length;
43.{
44. int i;
45. for(i=0;i<n2;i++)
46. printf("作业分区ID：%d 起止:%d 结束:%d 长度:%d\n",i,zuoye[i].start,zuoye[i].end,zuoye[i].length);
47.}
95. kongxian[i].length-=len;
96. }
97. }
98. }
99. else if(t==0)
100. {
20.int cmp1(const void *a,const void *b)
21.{
22. return (*(struct kongxian *)a).start-(*(struct kongxian *)b).start;
23.}
24.int cmp2(const void *a,const void *b)
67. flag=1;
68. break;
69. }
70. }
71. if(!flag)
72. {
内存分配实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在让学生深入理解内存分配的基本原理和不同分配算法，通过实际操作，提高学生对内存管理技术的掌握程度。
通过本次实验，我们希望达到以下目标：1. 熟悉内存分配的基本概念和过程；2. 掌握常见的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法；3. 理解内存分配中的碎片问题，并尝试解决；4. 培养学生的动手实践能力和问题解决能力。
二、实验内容1. 实验环境：使用C语言编写程序，运行在Linux操作系统上。
2. 实验步骤：（1）首次适应算法：从内存空间的起始位置开始查找，找到第一个满足申请大小的空闲分区，将其分配给请求者。
（2）最佳适应算法：从所有空闲分区中查找一个最小的满足申请大小的分区，将其分配给请求者。
（3）最坏适应算法：从所有空闲分区中查找一个最大的满足申请大小的分区，将其分配给请求者。
（4）解决内存碎片问题：采用紧凑算法，将所有空闲分区合并成一个连续的大空间，从而减少内存碎片。
三、实验过程1. 编写程序实现内存分配算法，包括内存初始化、申请内存、释放内存等功能。
2. 对不同分配算法进行测试，观察分配效果，分析不同算法的优缺点。
3. 分析内存碎片问题，尝试解决方法，如紧凑算法。
四、实验结果与分析1. 首次适应算法：该算法简单易实现，但可能导致内存利用率较低，且可能产生较大的内存碎片。
2. 最佳适应算法：该算法分配效果较好，内存利用率较高，但分配速度较慢。
3. 最坏适应算法：该算法分配效果较差，内存利用率较低，但分配速度较快。
4. 紧凑算法：通过合并空闲分区，减少了内存碎片，提高了内存利用率。
五、实验体会1. 通过本次实验，我们深入了解了内存分配的基本原理和不同分配算法，掌握了常见内存分配算法的优缺点。
2. 实验过程中，我们遇到了各种问题，如内存碎片问题、算法实现问题等，通过查阅资料、讨论和尝试，最终解决了这些问题，提高了我们的问题解决能力。
3. 实验使我们认识到，内存管理是操作系统中的一个重要组成部分，对计算机性能和稳定性有着重要影响。
【操作系统】分区分配算法（首次适应算法、最佳适应算法）（C语言实现）
【操作系统】分区分配算法（⾸次适应算法、最佳适应算法）（C语⾔实现）【操作系统】分区分配算法（⾸次适应算法、最佳适应算法）（C语⾔实现）（编码⽔平较菜，写博客也只是为了个⼈知识的总结和督促⾃⼰学习，如果有错误，希望可以指出）今天测试，发现⼀点问题：1.最佳插⼊算法：对于插⼊的时候忘记修改temp.next.front的指向2.回收头节点的时候现在多了⼀种判断。
判断头节点的下⼀个是否为空。
对如果不为空⽽且后⾯的空闲的话，做出了处理。
原来则没有这⼀情况。
1.动态分区分配算法：为了实现动态分区分配，通常将系统中的空闲分区链接成⼀个链。
所谓顺序查找是指依次搜索空闲分区链上的空闲分区，去寻找⼀个⼤⼩能满⾜要求的分区。
--------计算机操作系统（第四版）2.动态分区算法主要包括四种：（1）.⾸次适应算法（first fit，FF）：要求，空闲分区链以地址递增的顺序链接。
每次从链⾸开始，直到找到第⼀个能满⾜要求的空闲分区为⽌。
简单来说，就是，每次都从第⼀个开始顺序查找，找到⼀块区域可以满⾜要求的。
优点：优先利⽤内存中低址部分的空闲分区，从⽽保留了⾼址部分的⼤空闲区，这为以后到达的⼤作业分配⼤的内存空间创造了条件。
缺点：低址部分不断被划分，会留下许多难以利⽤的，很⼩的空闲分区，称为碎⽚。
⽽每次查找⼜都是从低址部分开始的，这⽆疑⼜会增加查找可⽤空闲分区时的开销。
（2）.循环⾸次适应算法（next fit，NF）：与FF算法区别就是，不是每次都从⾸次开始，⽽是从上次找到的空闲分区的下⼀个空闲分区开始。
（第⼀次查找的话也是从⾸页开始）。
特点：能使内存中的空闲区分布得较均匀。
(3）.最佳适应算法（best，BF）：将所有空闲分区按照空闲分区容量⼤⼩从⼩到⼤的顺序连接起来，形成⼀个空闲分区链。
即，每次都是找空间容量不但可以满⾜要求的空闲区，⽽且该空闲分区的容量还要最接近要求的容量⼤⼩。
优点：每次分配给⽂件的都是最合适该⽂件⼤⼩的分区。
首次适应算法最佳适应算法最坏适应算法
首次适应算法最佳适应算法最坏适应算法首次适应算法（First Fit Algorithm）是一种常见的内存分配算法，用于管理计算机的物理内存。
它的核心思想是将内存按照从低地址到高地址的顺序进行划分，每次分配内存时从低地址开始，找到第一个足够大的空闲块来满足需求。
首次适应算法的实现相对简单，它只需要维护一个空闲内存块链表，其中存储了空闲块的起始地址和大小。
当需要分配一块内存时，首次适应算法会遍历链表，找到第一个大小足够的空闲块并将其划分为两部分：一部分用于分配，另一部分作为一个新的空闲块。
同样，当需要释放一块已分配的内存时，首次适应算法会查找内存中是否存在相邻的空闲块，若有则合并。
首次适应算法的优点是简单、高效，分配内存的时间复杂度为O(n)，其中n是空闲内存块的数量。
然而，首次适应算法也存在一些问题。
首先，它可能会导致内存碎片的产生。
当分配的内存大小比较小且频繁时，会导致大量的小块空闲内存，造成内存碎片化。
其次，由于首次适应算法是按顺序空闲块来找到最适合的块，因此可能会导致较大的块被拆分成多个小块，从而降低内存的利用率。
最佳适应算法（Best Fit Algorithm）是一种改进的内存分配算法，旨在解决首次适应算法中存在的问题。
最佳适应算法的核心思想是在每次分配内存时，选择最小的能满足需求的空闲块。
最佳适应算法的实现与首次适应算法类似，但不同之处在于它需要在遍历空闲块链表时记录下最小的满足条件的块。
当找到最小的空闲块后，将其划分为分配块和新的空闲块。
最佳适应算法的优点是减少了内存碎片的产生。
通过选择最小的能满足需求的空闲块，可以更好地利用内存。
然而，最佳适应算法的缺点是实现复杂度较高。
由于需要在空闲块链表中查找最小的块，分配内存的时间复杂度为O(n)，其中n是空闲内存块的数量。
最坏适应算法（Worst Fit Algorithm）是一种与最佳适应算法相反的内存分配算法。
它的核心思想是在每次分配内存时，选择最大的能满足需求的空闲块。
首次适应分配算法
首次适应分配算法首次适应分配算法是一种常用的内存分配算法，它被广泛应用于操作系统和计算机体系结构中。
本文将详细介绍首次适应分配算法的原理、具体步骤以及优缺点。
首次适应分配算法的原理是将系统中的可用内存划分为不同大小的分区，每个分区表示一块可用内存。
当有新的作业需要分配内存时，首次适应分配算法会从分区链表中找到第一个满足需求大小的分区，然后将其分配给该作业。
具体步骤如下：1.初始化：将整个内存分区初始化为一个空闲的分区链表，即所有可用内存都是一个大的空闲分区。
2.作业请求分配：当有新的作业请求内存时，首次适应分配算法会遍历分区链表，找到第一个满足作业内存需求的分区。
3.分配内存：如果找到了合适的分区，首次适应分配算法会将该分区划分为两个部分，一个部分用于分配给作业，另一个部分作为剩余的空闲分区。
4.更新分区链表：当分配完成后，首次适应分配算法会更新分区链表，将已分配的分区从链表中删除，同时将剩余的空闲分区加入到链表中。
5.释放内存：当作业运行结束，需要释放内存时，首次适应分配算法会将该分区标记为未分配，并将其与相邻的空闲分区合并。
首次适应分配算法的优点包括：1.实现较为简单：首次适应分配算法是一种比较简单的内存分配算法，容易理解和实现。
2.分配速度较快：由于首次适应分配算法从分区链表的头部开始查找合适的分区，因此可以很快地找到第一个满足需求的分区。
3.内存利用率较高：首次适应分配算法在分配内存时会选择较小的空闲分区来满足作业的需求，从而可以更充分地利用内存空间。
首次适应分配算法也存在一些缺点：1.外部碎片：由于首次适应分配算法分配的是第一个满足需求的分区，可能会导致一些较大的空闲分区无法利用，从而产生外部碎片。
2.分区搜索时间开销：由于首次适应分配算法是线性搜索分区链表，当分区链表较长时，搜索的时间开销较大。
综上所述，首次适应分配算法是一种简单且高效的内存分配算法。
它能够快速找到第一个满足需求的分区，并充分利用内存空间。
操作系统实验_首次适应算法循环首次适应算法
printf("%s\t\t%d\t\t\t%d\t\t%d\t\t\n",num[i].name,num[i].start,num[i].s
.
.
ize,num[i].size+num[i].start-1); } else if(choose==4) { find_free_rom(); show(); } else break;
为%d\n",,a.start,a.start+a.size-1); p=i+a.size; return;
} } } for(i=0; i<p; i++)//当未找到时，从第一个空闲区开始查询，结束
.
.
条件为小于所标记的 P if(ROM[i]==0) {
for(j=i; j<=(i+a.size)&&j<p; j++)
free_rom_counter].num=
free_rom[ free_rom_counter].start=p;
free_rom[ free_rom_counter].end=j-1;
free_rom[ free_rom_counter].space=j-p;
}
}
} void init()//初始化
{ for(int i=0; i<N; i++) ROM[i]=0;
} void show() {
printf("空闲区名\t 开始地址\t\t 大小\t\t 结束地址\t\t\n");
首次适应算法和循环首次适应算法
首次适应算法和循环首次适应算法一、实验目的1、加深操作系统内存管理过程的理解2、掌握内存分配算法的基本应用二、实验要求1.在分配时，须按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选取一分区分配给该作业2.上机时独立完成编辑，调试程序。
三、实验任务请同学们用C/C++实现一个完整的（可变）动态分区管理器，包括分配，回收，分区碎片整理等。
希望同学们实现如下功能：n 初始化功能：内存状态设置为初始状态。
n 分配功能：要求至少使用两种算法，用户可以选择使用。
n 回收功能：n 空闲块的合并：即紧凑功能，用以消除碎片。
当做碎片整理时，需要跟踪分配的空间，修改其引用以保证引用的正确性。
n 显示当前内存的使用状态，可以使用表格或图形。
四、实验指导1．基本思想动态分区是指系统不预先划分固定分区，而是在装入程序的时候划分内存区域，使得为程序分配的分区大小恰好等于该程序的需求量，且分区的个数是动态的。
显然动态分区有较大的灵活性，较之固定分区能获得好的内存利用率。
2．数据结构动态分区管理可以用两种数据结构实现，一种是已分配区表和空闲区表，也就是用预先定义好的系统空间来存放空间分配信息。
另一种也是最常用的就是空闲链表，由于对分区的操作是动态的，所以很难估计数据结构所占用的空间，而且空闲区表会占用宝贵的系统空间，所以提出了空闲链表的概念。
其特点是用于管理分区的信息动态生成并和该分区在物理地址上相邻。
这样由于可以简单用两个空闲块之间的距离定位已分配空间，不仅节约了系统空间，而且不必维持已分配空间的信息。
本实验是要做一个模拟程序，来模拟动态分区算法的分配和回收过程，并不是真正的去分配和回收内存。
基本的模拟方法有两种：（1）、先从内存中申请一块存储区，对这块存储区进行模拟的分配和回收活动。
（2）、不申请存储区，自己定义一块虚拟的存储区，对这块存储区进行模拟的分配和回收活动，分配和回收仅仅是对数据结构的修改而已。
程序代码：#include<iostream>using namespace std;intFreePartition[100];//空闲分区块数组intFirstPartition[100];//首次适应算法数组intCycleFirstPartition[100];//循环首次适应算法数组intProcessNeed[100];//每个作业的大小intPartitionNum,ProcessNum;//分区块数，作业数//首次适应算法void First(){inti,j;charstr;for(i=0;i<PartitionNum;i++){FirstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++)//找出第一块满足作业的分区for(j=0;j<PartitionNum;j++){if(ProcessNeed[i]>FirstPartition[j])continue;else{FirstPartition[j]-=ProcessNeed[i];//找到后把分区大小减去作业的大小?? ? ? ? ? ? ? ?str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl; break;}}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况："<<endl;?? ?for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<FirstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//循环首次适应算法voidCycleFirst(){inti,j=1;charstr;for(i=0;i<PartitionNum;i++){CycleFirstPartition[i]=FreePartition[i]; }for(i=0;i<ProcessNum;i++)//for(j=0;j<PartitionNum;j++){j=j-1;while(j<PartitionNum){if(ProcessNeed[i]>CycleFirstPartition[j])//continue;j++;else{CycleFirstPartition[j]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl; break;}//j++;//cout<<j<<" ";if(j==PartitionNum&&i!=ProcessNum){i=-1;}}}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况："<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<CycleFirstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}void main(){inti;cout<<"输入分区块数："<<endl;cin>>PartitionNum;cout<<"输入每个分区的大小："<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cin>>FreePartition[i];cout<<"输入作业数："<<endl;cin>>ProcessNum;cout<<"输入每个作业的大小："<<endl;for(i=0;i<ProcessNum;i++)cin>>ProcessNeed[i];cout<<"------------首次适应算法-----------------"<<endl;First();cout<<"------------循环首次适应算法-------------"<<endl;?? ?CycleFirst();六、实验总结在一开始老师布置这次的实验题目时，自己根本不知道要干什么，因为在上课时对动态分区分配这节内容不是太了解，所以在上机时不知道如何下手，后来，将本章内容反复的看了几遍之后，终于有了自己的思路。
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一、实验名称：内存分配与回收
二、实验内容：用首次适应算法实现存储空间的分配,回收作业所占用的存储空间。
三、实验目的：
一个好的计算机系统不仅要有足够的存储容量，较高的存取速度和稳定可靠的存储器，而且能够合理的分配和使用这些主存空间。
当用户提出申请主存空间的要求时，存储管理能够按照一定的策略分析主存的使用情况，找出足够的空间分配给申请者；当作业运行完毕，存储管理要回收作业占用的主存空间。
本实验实现在可变分区存储管理方式下，采用最先适应算法对主存空间进行分配和回收，以加深了解操作系统的存储管理功能。
四、实验过程：
a)基本思想
空闲分区链以地址递增的次序连接。
在分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能够满足要求的空闲分区为止；然后再按照作
业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区
仍然留在空闲链中。
若从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分
区，则此次内存分配失败。
b)主要数据结构
typedef struct FreeLink{
#include <>
#include <>
using namespace std;
typedef struct FreeLink{配内存"<<endl;
cout<<"2.回收内存"<<endl;
cout<<"3.结束操作"<<endl;
cout<<"请输入你的选择：";
cin>>choice;
}while(choice!='1'&&choice!='2'&&choice!='3');
switch(choice){
case '1':allocate(p);print();break;
case '2':huishou(p);print();break;
case '3':clear();return 0;break;
}
}
}
int main(){//主函数
ptr free=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));
top=free;
top->name='*';
top->start=0;
top->size=256;
top->flag=false;
top->prior=NULL;
top->next=NULL;
cout<<endl;
cout<<"************************ 首次适应算法 ************************"<<endl;
cout<<endl;
firstfit();
}
六、实验小结
通过本实验，深刻地理解到了利用可变分区，采用首次适应算法为作业分配内存的过程。
该算法倾向于优先利用内存中低址部分的空闲分区，从而保留了高址部分的大空闲区。
这给为以后的作业分配大的内存空间创造了条件。
其缺点是地低址部分不断被划分，会留下很多难以利用的，很小的空闲区，而每次查找又都是从低地址部分开始，这无疑会增加查找可用的空闲区时的开销。