可变分区存储管理方式的内存分配和回收实验报告(最优算法)

一．实验目的

通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，熟悉可变分区存储管理的内存分配和回收。

二．实验内容

1．确定内存空间分配表；

2．采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收；

3．编写主函数对所做工作进行测试。

三．实验背景材料

由于可变分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随内存分配和回收变动。总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在内存中的起始地址和长度。由于分配时空闲区有时会变成两个分区：空闲区和已分分区，回收内存分区时，可能会合并空闲分区，这样如果整个内存采用一张表格记录己分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。分配内存时查找空闲区进行分配，然后填写己分配区表，主要操作在空闲区；某个作业执行完后，将该分区变成空闲区，并将其与相邻的空闲区合并，主要操作也在空闲区。由此可见，内存的分配和回收主要是对空闲区的操作。这样为了便于对内存空间的分配和回收，就建立两张分区表记录内存使用情况，一张表格记录作业占用分区的“己分分区表”；一张是记录空闲区的“空闲区表”。这两张表的实现方法一般有两种：一种是链表形式，一种是顺序表形式。在实验中，采用顺序表形式，用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定，所以无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数。

“已分分区表”的结构定义

#define n 10 //假定系统允许的最大作业数量为n

struct

{ float address; //已分分区起始地址

float length; //已分分区长度、单位为字节

int flag; //已分分区表登记栏标志，“0”表示空栏目，实验中只支持一个字符的作业名

}used_table[n]; //已分分区表

“空闲区表”的结构定义

#define m 10 //假定系统允许的空闲区最大为m

struct

{ float address; //空闲区起始地址

float length; //空闲区长度、单位为字节

int flag; //空闲区表登记栏标志，“0”表示空栏目，“1”表示未分配

}used_table[n]; //空闲区表

第二，在设计的数据表格基础上设计内存分配。

装入一个作业时，从空闲区表中查找满足作业长度的未分配区，如大于作业，空闲区划分成两个分区，一个给作业，一个成为小空闲分区。

实验中内存分配的算法采用“最优适应”算法，即选择一个能满足要求的最小空闲分区。

第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收问题。内存回收时若相邻有空闲分区则合并空闲区，修改空闲区表。

四、参考程序

#define n 10 //假定系统允许的最大作业数量为n

#define m 10 //假定系统允许的空闲区最大为m

#define minisize 100

struct

{ float address; //已分分区起始地址

float length; //已分分区长度、单位为字节

int flag; //已分分区表登记栏标志，“0”表示空栏目，实验中只支持一个字符的作业名

}used_table[n]; //已分分区表

struct

{ float address; //空闲区起始地址

float length; //空闲区长度、单位为字节

int flag; //空闲区表登记栏标志，“0”表示空栏目，“1”表示未分配}used_table[n]; //空闲区表

allocate(J,xk) //采用最优分配算法分配xk大小的空间

char J;

float xk;

{int i,k;

float ad;

k=-1;

for(i=0;i

if(free_table[i].length>=xk&&free_table[i].flag==1)

if(k==-1||free_table[i].length

k=i;

if(k==-1) //未找到空闲区，返回

{printf("无可用的空闲区\n");

return;

}

//找到可用空闲区，开始分配；若空闲区大小与要求分配的空间差小于minisize大小，则空闲区全部分配；

//若空闲区大小与要求分配的空间差大于minisize大小，则从空闲区划分一部分分配

if(free_table[k].length-xk<=minisize)

{free_table[k].flag=0;

ad=free_table[k].address;

xk=free_table[k].length;

}

else

{free_table[k].length=free_table[k].length-xk;

ad=free_table[k].address+free_table[k].length;

}

//修改已分配区表

i=0;

while(used_table[i].flag!=0&&i

i++;

if(i>=n) //无表目填写已分分区

{printf("无表目填写以分分区，错误\n");

if(free_table[k].flag==0) //前面找到的是整个空闲区

free_table[k].flag=1;

else //前面找到的是某个空闲区的一部分 free_table[k].length=free_table[k].length+xk;

return;

}

else //修改已分配区表

{used_table[i].address=ad;

used_table[i].length=xk;

used_table[i].flag=J;

}

return;

}//内存分配函数结束

reclaim(J) //回收作业名为J的作业所占的内存空间

char J:

{int i,k,j,s,t;

float S,L;

//寻找已分分区表中对应的登记项

S=0;

while((used_table[S].flag!=J||used_table[S].flag==0)&&S

S++;

if(S>=n) //在已分分区表中找不到名字为J的作业

{printf("找不到该作业\n");

return;

}

//修改已分分区表

used_table[S].flag=0;

//取得归还分区的起始地址S和长度L

S=used_table[S].address;

L=used_table[S].length;

j=-1;k=-1;i=0;

//寻找回收分区的上下邻空闲区，上邻表目K，下邻表目J

while(i

{if(free_table[i].flag==0)

{if(free_table[i].address+free_table[i].length==0) k=i; //找到上邻 {if(free_table[i].address==S+L) j=1; //找到下邻 }

i++;

}

if(k!=-1)

if(j!=-1) //上邻空闲区，下邻空闲区，三项合并

{free_table[k].length=free_table[j].length+free_table[k].length+L;