操作系统分区分配法最佳适应算法
操作系统的内存分配算法
操作系统的内存分配算法操作系统的内存管理是计算机系统中一个重要的组成部分。
内存分配算法决定了如何合理地利用系统的内存资源,以达到高效、安全、稳定的运行。
本文将介绍几种常见的内存分配算法,包括首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法以及快速适应算法。
首次适应算法(First Fit Algorithm)首次适应算法是一种简单而常见的内存分配算法。
它从内存空闲列表的头部开始寻找第一个适合分配的内存块。
当找到满足要求的内存块后,将该块划分为两部分,一部分用于分配给请求的程序,另一部分保留为剩余空闲块。
这种算法的优点是分配速度较快,缺点是可能会导致内存碎片的产生。
循环首次适应算法(Next Fit Algorithm)循环首次适应算法是首次适应算法的一种改进版本。
与首次适应算法不同的是,循环首次适应算法从上一次分配的位置开始搜索空闲块,直到找到一个满足要求的内存块为止。
这样可以避免每次都从头开始搜索,提高了查找的效率。
同样,这种算法也可能导致内存碎片的产生。
最佳适应算法(Best Fit Algorithm)最佳适应算法是为了解决内存碎片问题而提出的一种分配算法。
该算法会在内存空闲列表中查找最小且能满足要求的空闲块,并将该块分配给请求的程序。
这样可以尽量充分利用内存资源,减少内存碎片的产生。
但是,最佳适应算法的缺点是分配速度相对较慢,因为需要遍历整个内存空闲列表。
快速适应算法(Quick Fit Algorithm)快速适应算法是一种综合了首次适应算法和最佳适应算法的策略。
它将内存空闲列表分成了多个不同大小的链表,每个链表分别存储相应大小的空闲块。
当有程序请求内存时,快速适应算法会直接从对应大小的链表中查找可用的空闲块进行分配,以提高分配的速度。
这个算法在时间效率和空间效率上都较为出色,但是需要付出额外的存储开销。
总结不同的内存分配算法各有优缺点,选择合适的算法取决于具体的应用场景和系统需求。
首次适应算法和循环首次适应算法适用于内存分配需求频繁变化的场景。
可变分区存储管理的内存分配算法模拟实现----最佳适应算法
可变分区存储管理的内存分配算法模拟实现----最佳适应算法可变分区存储管理是一种内存管理技术,其通过将内存分割成不同大小的区域来存储进程。
每个进程被分配到与其大小最匹配的区域中。
内存分配算法的选择影响了系统的性能和资源利用率。
本文将介绍最佳适应算法,并模拟实现该算法。
一、什么是最佳适应算法?最佳适应算法是一种可变分区存储管理中的内存分配策略。
它的基本思想是在每次内存分配时选择最合适的空闲区域。
具体来说,它从可用的空闲区域中选择大小与需要分配给进程的内存最接近的区域。
二、算法实现思路最佳适应算法实现的关键是如何快速找到最合适的空闲区域。
下面给出一个模拟实现的思路:1. 初始化内存分区列表,首先将整个内存定义为一个大的空闲区域。
2. 当一个进程请求分配内存时,从列表中找到与所需内存最接近的空闲区域。
3. 将该空闲区域分割成两部分,一部分分配给进程,并将该部分标记为已分配,另一部分留作新的空闲区域。
4. 更新内存分区列表。
5. 当一个进程释放内存时,将其所占用的内存区域标记为空闲,然后尝试合并相邻的空闲区域。
三、算法模拟实现下面是一个简单的Python代码实现最佳适应算法:pythonclass MemoryPartition:def __init__(self, start_addr, end_addr, is_allocated=False): self.start_addr = start_addrself.end_addr = end_addrself.is_allocated = is_allocatedclass MemoryManager:def __init__(self, total_memory):self.total_memory = total_memoryself.partition_list = [MemoryPartition(0, total_memory)]def allocate_memory(self, process_size):best_fit_partition = Nonesmallest_size = float('inf')# 找到最佳适应的空闲区域for partition in self.partition_list:if not partition.is_allocated and partition.end_addr - partition.start_addr >= process_size:if partition.end_addr - partition.start_addr < smallest_size:best_fit_partition = partitionsmallest_size = partition.end_addr - partition.start_addrif best_fit_partition:# 将空闲区域分割,并标记为已分配new_partition =MemoryPartition(best_fit_partition.start_addr,best_fit_partition.start_addr + process_size, True)best_fit_partition.start_addr += process_sizeself.partition_list.append(new_partition)return new_partition.start_addr,new_partition.end_addrelse:return -1, -1def deallocate_memory(self, start_addr, end_addr):for partition in self.partition_list:if partition.start_addr == end_addr and not partition.is_allocated:# 标记空闲区域partition.is_allocated = False# 尝试合并相邻空闲区域for next_partition in self.partition_list:if not next_partition.is_allocated andnext_partition.start_addr == end_addr:end_addr = next_partition.end_addrself.partition_list.remove(next_partition)breakelse:breakdef print_partitions(self):for partition in self.partition_list:if partition.is_allocated:print(f"Allocated Partition: {partition.start_addr} - {partition.end_addr}")else:print(f"Free Partition: {partition.start_addr} - {partition.end_addr}")# 测试最佳适应算法if __name__ == "__main__":mm = MemoryManager(1024)start, end = mm.allocate_memory(256)print(f"Allocated memory: {start} - {end}")mm.print_partitions()mm.deallocate_memory(start, end)print("Memory deallocated:")mm.print_partitions()以上代码实现了一个简单的内存管理器类`MemoryManager`,它具有`allocate_memory`和`deallocate_memory`等方法。
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,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。
动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法
课程设计题目动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法学院计算机科学与技术学院专业计算机科学与技术专业班级姓名指导教师2011 年01 月18 日课程设计任务书学生姓名:专业班级:计算机指导教师:工作单位:计算机科学与技术学院题目: 动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法初始条件:1.预备内容:阅读操作系统的内存管理章节内容,理解动态分区的思想,并体会各分配算法的具体实施方法。
2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.采用指定算法模拟动态分区管理方式的主存分配。
能够处理以下的情形:⑴随机出现的进程i申请jKB内存,程序能判断是否能分配,如果能分配,要求输出分配的首地址Faddress,并要求输出内存使用情况和空闲情况。
内存情况输出的格式为:Faddress该分区的首地址;Eaddress该分区的尾地址Len 分区长度;Process 如果使用,使用的进程号,否则为0⑵主存分配函数实现寻找空闲区、空闲区表的修改、已分配区表的修改功能;2.设计报告内容应说明:⑴课程设计目的与功能;⑵需求分析,数据结构或模块说明(功能与框图);⑶源程序的主要部分;⑷运行结果与运行情况分析;⑸自我评价与总结:i)你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色;ii)什么地方做得不太好,以后如何改正;iii)从本设计得到的收获(在编写,调试,执行过程中的经验和教训);iv)完成本题是否有其他的其他方法(如果有,简要说明该方法);v)对实验题的评价和改进意见,请你推荐设计题目。
时间安排:设计安排一周:周1、周2:完成程序分析及设计。
周2、周3:完成程序调试及测试。
周4、周5:验收、撰写课程设计报告。
(注意事项:严禁抄袭,一旦发现,抄与被抄的一律按0分记)指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法1.目的与功能采用指定算法模拟动态分区管理方式的主存分配。
在可变分区存储管理中,最优适应分配算法
在可变分区存储管理中,最优适应分配算法
最优适应分配算法(optimal fit algorithm)是可变分区存储管理中常用的算法,它是以一种有效而实用方式来利用磁盘存储空间的技术,目的是使用最小的空间来存放最多的文件。
一、算法简介
最优适应分配算法是在可变分区存储管理系统中应用最多的一种有效算法。
它通过寻找和利用未被利用的空间,有效地管理存储空间,减少内存的浪费。
此算法的基本原理是比较进程的内存空间需求和当前空闲分区的剩余空间,选择一个空闲分区分配给进程,使得分配的这块空间刚好能够满足进程的内存空间需求。
二、算法的优势
1、空间利用率高:最优适应分配算法做了色样的优化,通过对比空闲区和进程大小,可以在多个空闲区中选择一个最合适的空间来分配,这就有效地将空闲分区完全利用起来。
2、降低内存碎片:最优适应分配算法在进行存储空间的分配时,给每一个进程的存储空间要求满足有效利用完可用的空闲分区,这样就可以有效地降低内存碎片的影响。
3、处理时间短暂:最优适应分配算法虽然空间利用率高,但是相对地,其耗费的时间是少的,因此,这种算法可以满足时间要求,确保效率。
三、应用情况
最优适应分配算法主要用于可变分区存储管理技术,这种技术可以有效地管理大量文件,而不会浪费空间。
而且现在,这种算法已经被广泛应用于嵌入式系统中,专家们尤其是在嵌入式系统设计中广泛地使用最优适应分配算法,以在CPU装入的程序数量、运行程序数量不变的情况下,达到最大的利用空间效果。
计算机操作系统实验三存储器管理
计算机操作系统实验三存储器管理引言存储器管理是计算机操作系统中非常重要的一部分。
它负责管理计算机中的存储器资源,以便有效地分配和管理内存。
在操作系统的设计和实现中,存储器管理的性能和效率对整个系统的稳定性和性能有着重要的影响。
本文档将介绍计算机操作系统实验三中的存储器管理的实验内容及相关的知识点。
我们将从内存分区管理、页式存储管理和段式存储管理三个方面进行讨论。
内存分区管理内存分区管理是一种常见的存储器管理方法,旨在将物理内存分成若干个不同大小的区域,以便为不同的进程分配内存。
在实验三中,我们将学习和实现两种内存分区管理算法:首次适应算法和最佳适应算法。
首次适应算法是一种简单直观的算法,它从内存的起始位置开始查找第一个满足要求的空闲分区。
而最佳适应算法则是通过遍历整个内存空间,选择最合适的空闲分区来满足进程的内存需求。
通过实验,我们将学习如何实现这两种算法,并通过比较它们的性能和效果来深入理解内存分区管理的原理和实现。
页式存储管理页式存储管理是一种将物理内存分成固定大小的页框(page frame)和逻辑地址分成固定大小的页面(page)的管理方法。
在操作系统中,虚拟内存通过将进程的地址空间划分成大小相等的页面,并与物理内存中的页框相对应,实现了大容量的存储管理和地址空间共享。
在实验三中,我们将学习和实现页式存储管理的基本原理和算法。
我们将了解页表的结构和作用,以及如何通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
此外,我们还将学习页面置换算法,用于处理内存不足时的页面置换问题。
段式存储管理段式存储管理是一种将逻辑地址分成不同大小的段并与物理内存中的段相对应的管理方法。
在操作系统的设计中,段式存储管理可以提供更灵活的地址空间管理和内存分配。
实验三将介绍段式存储管理的基本原理和实现方法。
我们将学习段表的结构和作用,以及如何通过段表将逻辑地址转换为物理地址。
同时,我们还将探讨段的分配和释放过程,并学习如何处理外部碎片的问题。
使用最佳适应算法对内存实现模拟动态分区管理
使用最佳适应算法对内存实现模拟动态分区管理摘要:内存动态分区管理的算法是操作系统课程中一个重要内容,理解和学习不同的分区算法能够为深入学习操作系统等知识提供一定的理论知识和实践依据。
本文采用c语言程序设计出最佳适应算法来模拟计算机内存分区管理,减少内存分配时产生的碎片,以此提高操作系统的稳定性。
关键词: c语言;模拟;内存分区;分配管理;最佳适应算法中图分类号:tp301 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)16-0214-021 模拟算法的设计思想计算机操作系统的最佳适应算法(best fit)是动态内存分区分配算法的一种[1]。
它能够从全部空闲区找出满足作业要求并且最小的空闲分区,这种算法能够让产生的碎片尽量缩小。
为了提高寻找速度,这种算法要求将所有的空闲区按其内容以从小到大的顺序形成一个空闲分区链。
这样,第一次找到的能满足要求的空闲区,必然是最佳的[2]。
最佳适应算法利用的思想就是将地址相邻近的自由区与回收区进行有效地合并,通过初始化空闲区、分配空闲区、回收空闲区实现模拟的内存管理,从而尽量减少碎片的产生,并尽可能的利用内存空间。
2 模拟算法的设计2.1 定义空闲分区链结构初始化时内存分配最大值定义为35670。
全局变量申明:设置分区描述器:2.2 主函数主函数main()包括:建立头结点head;定义内存分配申请1和回收内存2的选择,如果输入1则输入申请的内存大小并调用分配函数assign1=assignment(head,application1),若assign1->address==-1则分配不成功,则调用printf()函数输出“申请失败”,否则分配成功,用assign1->address进行分配;输入2将调用printf()函数提示“输入回收区的首地址和回收区的大小”,然后用语句check=backcheck(head,back)函数判断申请是否合法,若输入合法,则调用do-while循环语句多次查找适应的节点,并再次调用printf()函数输出回收结果。
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。
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。
操作系统部分习题参考答案(孙钟秀版)
操作系统部分习题参考答案(孙钟秀版)操作系统部分习题参考答案第⼀章2. ⼀个计算机系统,有⼀台输⼊机和⼀台打印机,现有两道程序投⼊运⾏,且程序A先开始做,程序B后开始运⾏。
程序A的运⾏轨迹为:计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms,结束。
程序B的运⾏轨迹为:计算50ms、输⼊80ms、再计算100ms,结束。
试说明(1)两道程序运⾏时,CPU有⽆空闲等待?若有,在哪段时间内等待?为什么会等待?(2)程序A、B有⽆等待CPU的情况?若有,指出发⽣等待的时刻。
答:画出两道程序并发执⾏图如下:(1) 两道程序运⾏期间,CPU存在空闲等待,时间为100⾄150ms之间(见图中有⾊部分)。
(2) 程序A⽆等待现象,但程序B有等待。
程序B有等待时间段为180ms⾄200ms间(见图中有⾊部分)。
5. 在单CPU和两台I/O(I1,I2)设备的多道程序设计环境下,同时投⼊三个作业运⾏。
它们的执⾏轨迹如下:Job1:I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)Job2:I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3:CPU(30ms)、I1(20ms)如果CPU、I1和I2都能并⾏⼯作,优先级从⾼到低为Job1、Job2和Job3,优先级⾼的作业可以抢占优先级低的作业的CPU。
试求:(1)每个作业从投⼊到完成分别所需的时间。
(2) 从作业的投⼊到完成CPU的利⽤率。
(3)I/O设备利⽤率。
答:画出三个作业并⾏⼯作图如下(图中着⾊部分为作业等待时间):(1) Job1从投⼊到运⾏完成需80ms,Job2从投⼊到运⾏完成需90ms,Job3从投⼊到运⾏完成需90ms。
(2) CPU空闲时间段为:60ms⾄70ms,80ms⾄90ms。
所以CPU利⽤率为(90-20)/80=77.78%。
(3) 设备I1空闲时间段为:20ms⾄40ms,故I1的利⽤率为(90-20)/90=77.78%。
操作系统实验_最佳适应算法最坏适应算法
操作系统实验_最佳适应算法最坏适应算法最佳适应算法和最坏适应算法都是操作系统中用于内存分配的算法之一、它们的目的都是为了更高效地利用系统内存资源,减少碎片化和提高内存的使用率。
以下将分别介绍这两种算法的原理和优缺点。
最佳适应算法(Best Fit Algorithm)是指在内存分配时,选择最小且能够容纳作业的空闲分区,以便尽量高效地利用内存空间。
具体步骤如下:1.遍历所有空闲分区,找到大小最小且能容纳作业的空闲分区。
2.如果找到了符合条件的空闲分区,则将作业放入该分区。
3.如果找不到符合条件的空闲分区,则申请新的内存分区,并将作业放入该分区。
最佳适应算法的优点是能够充分利用内存资源,最大程度地减少碎片化。
它适用于空闲分区大小随机、数量较少的情况。
然而,该算法的缺点是比较复杂,需要遍历所有空闲分区才能找到合适的分区,这会增加分配的时间开销。
最坏适应算法(Worst Fit Algorithm)是指在内存分配时,选择最大的空闲分区,并将作业放入该分区。
具体步骤如下:1.遍历所有空闲分区,找到大小最大的空闲分区。
2.如果找到了符合条件的空闲分区,则将作业放入该分区。
3.如果找不到符合条件的空闲分区,则申请新的内存分区,并将作业放入该分区。
最坏适应算法的优点是简单,实现较为容易。
它适用于情况较为固定,空闲分区大小较大时。
然而,该算法的缺点是会产生大量内部碎片,导致内存利用率下降。
最佳适应算法和最坏适应算法在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
当空闲分区大小差异较大时,最坏适应算法可以使得分配的作业尽可能少地分割分区。
然而,在空闲分区大小相近的情况下,最坏适应算法可能导致较多的外部碎片,并且分区利用率较低。
相比之下,最佳适应算法则可以更好地利用内存资源,但在分配过程中可能需要更多的时间和计算开销。
综上所述,最佳适应算法和最坏适应算法都有各自的优缺点,适用于不同的场景。
在实际操作中,需要根据具体情况选择合适的算法,以达到最优的内存管理效果。
操作系统(第三版)孙钟秀主编课后习题4应用题参考答案
CH4 应用题参考答案1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个程序运行的页面走向是:1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6。
分别用FIF O、OPT和LRU算法,对分配给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个页框的情况下,分别求出缺页中断次数和缺页中断率。
答:只要把表中缺页中断次数除以20,便得到缺页中断率。
2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个作业共有5页,执行时其访问页面次序为:(1) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。
(2) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。
若分配给该作业三个页框,分别采用FI FO和LR U面替换算法,求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。
答:(1) 采用FIFO为9次,9/12=75%。
采用LRU为8次,8/12=67%。
(2) 采用FIFO和LRU均为9次,9/13=69%。
3 一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和LR U页面替换算法,如果一个作业的页面走向为:(1) 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。
(2) 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5。
(3 )1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。
当分配给该作业的物理块数分别为3和4时,试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。
答:(1) 作业的物理块数为3块,使用FIFO为9次,9/12=75%。
使用LRU为7次,7/12=58%。
使用OPT为6次,6/12=50%。
作业的物理块数为4块,使用FIFO为6次,6/12=50%。
使用LRU为6次,6/12=50%。
使用OPT为5次,5/12=42%。
(2) 作业的物理块数为3块,使用FIFO为9次,9/12=75%。
使用LRU为10次,10/12=83%。
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。
四种分区算法得原理
四种分区算法得原理
分区算法是指在操作系统中用于管理存储空间的一种技术,它将存储空间分割成不同的分区,以便于管理和利用。
常见的四种分区算法包括首次适应算法(First Fit)、最佳适应算法(Best Fit)、最差适应算法(Worst Fit)和循环首次适应算法(Next Fit)。
首次适应算法(First Fit)是指在分配内存空间时,从内存空间的起始位置开始查找,找到第一个大小大于等于所需空间的空闲分区进行分配。
这种算法简单直观,但可能会导致碎片化问题,因为较小的空闲分区可能无法被充分利用。
最佳适应算法(Best Fit)则是在分配内存空间时,从所有满足大小要求的空闲分区中选择最小的一个进行分配。
这种算法可以最大限度地减少碎片化,但可能会导致空闲分区的搜索时间较长。
最差适应算法(Worst Fit)与最佳适应算法相反,它在分配内存空间时选择最大的满足大小要求的空闲分区进行分配。
这种算法可以减少外部碎片,但同样可能导致空闲分区的搜索时间较长。
循环首次适应算法(Next Fit)是首次适应算法的一种改进,它从上一次分配结束的位置开始查找下一个符合要求的空闲分区进行分配。
这种算法可以减少搜索时间,但可能会导致内存空间的不均匀利用。
这四种分区算法各有优缺点,选择合适的算法取决于具体的应用场景和需求。
在实际应用中,需要根据系统的特点和性能要求来选择合适的分区算法,以实现对存储空间的高效管理和利用。
操作系统(第三版)孙钟秀主编 课后习题4应用题参考答案
CH4 应用题参考答案1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个程序运行的页面走向是:1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6。
分别用FIFO、OPT和LRU算法,对分配给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个页框的情况下,分别求出缺页中断次数和缺页中断率。
答:只要把表中缺页中断次数除以20,便得到缺页中断率。
2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个作业共有5页,执行时其访问页面次序为:(1) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。
(2) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。
若分配给该作业三个页框,分别采用FIFO和LRU面替换算法,求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。
答:(1) 采用FIFO为9次,9/12=75%。
采用LRU为8次,8/12=67%。
(2) 采用FIFO和LRU均为9次,9/13=69%。
3 一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和LRU页面替换算法,如果一个作业的页面走向为:(1) 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。
(2) 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5。
(3 )1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。
当分配给该作业的物理块数分别为3和4时,试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。
答:(1) 作业的物理块数为3块,使用FIFO为9次,9/12=75%。
使用LRU为7次,7/12=58%。
使用OPT为6次,6/12=50%。
作业的物理块数为4块,使用FIFO为6次,6/12=50%。
使用LRU为6次,6/12=50%。
使用OPT为5次,5/12=42%。
(2) 作业的物理块数为3块,使用FIFO为9次,9/12=75%。
使用LRU为10次,10/12=83%。
使用OPT为7次,7/12=58%。
作业的物理块数为4块,使用FIFO为10次,10/12=83%。
使用LRU为8次,8/12=66%。
分区的分配与回收的方法
分区的分配与回收的方法在计算机系统中,分区是指将硬盘等存储设备按照一定的规则进行划分,以便存储和管理数据。
分配与回收是指管理这些分区的过程,包括将空闲的分区分配给需要存储数据的程序或用户,以及回收已经不再需要的分区,释放存储空间。
下面将介绍几种常见的分区的分配与回收的方法。
1. 固定分区分配:这是一种常见的分区管理方法,将硬盘等存储设备划分为若干个固定大小的分区,并按照一定的规则分配给不同的程序或用户。
这种方法简单直观,但需要事先确定分区的大小,无法灵活地根据存储需求进行调整。
2. 动态分区分配:动态分区分配方法可以根据实际需要,将存储设备的空闲空间分割成不同大小的分区,并根据用户的存储需求将相应大小的分区分配给程序或用户。
这种方法相对于固定分区分配更加灵活,可以更好地利用存储空间,但对分区的管理和分配需要更复杂的算法和机制。
3. 动态分区回收:当一个程序或用户不再需要分配的分区时,动态分区回收方法将回收已分配的分区,并将其标记为空闲状态以供其他程序或用户使用。
常见的回收方法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。
这些算法根据空闲分区的大小进行选择,以便尽可能地利用空闲空间。
4. 垃圾回收:在一些特定的计算环境中,比如编程语言或操作系统中,存在垃圾对象的产生,这些对象占用了存储空间但不再被使用。
垃圾回收是一种自动化的过程,通过检测和回收这些垃圾对象的存储空间,以提高存储资源的利用率。
常见的垃圾回收算法有引用计数法、标记清除法和复制回收法等。
以上是几种常见的分区的分配与回收的方法。
根据实际的需求和计算环境的特点,可以选择合适的方法来进行分区管理,以提高存储资源的利用效率和系统的性能。
【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。
操作系统第5章习题
【例】在可变分区存储管理中,其中,将空闲区按照长度递 增的顺序排列的分配算法是( )。
A 最先优先适应算法 B 最优适应算法 C 最坏适应算法 D 较坏适应算法 【答案】B
【例】在可变式分区分配方案中,某一作业完成后,系统收 回其主存空间,并与相邻空闲区合并,为此需修改空闲区 表,改造空闲区数减2的情况是()
A4 B3 C2 D1 【答案】C
【例】页式存储管理的主要特点是() A 要求处理缺页中断 B 要求扩充主存容量 C 不要求作业同时全部装入主存 D 不要求作业装入到主存的连续区域 【答案】D
【例】在分页系统中若页面较小,虽有利于___,但会引 起___;而页面较大,虽有利于___,但会引起__ _。
【例】在分页管理系统中,程序的地址空间是连续的,分页 是由()完成的。
A 程序员 B 硬件 C 编译软件 D 都不对 【解答】B
【例】分区管理和分页管理的主要区别是() A 分区的块比分页的页要小 B 分页有地址映射而分区没有 C 分页有存储保护而分区没有 D 分区要求一道程序存器管理方案是()。 A 可变式分区 B 分页管理 C 分段管理 D 单一连续区管理 【解答】B
【例*】下述()页面淘汰算法会产生Belady现象 A 先进先出 B 最近最少使用 C 最不经常使用 D 最佳 [答案]A
【例】页式存储管理中,每读写一个数据,要访问()次主 存
求 【答案】D
【例*】若用8个字(字长32位)组成的位示图管理主存。 假定用户归还一个块号为100的主存时,它对应位示图的 位置为()。
A 字号为3,位号为5
B 字号为4,位号为4
C 字号为3,位号为4
D 字号为4,位号为5
31
31
【解答】C 因为100/32的商为3,余数为4
最佳适配算法
最佳适配算法
最佳适配算法是一种内存分配算法,用于选择与请求的内存大小最接近的可用分区进行分配,以减少内存的碎片化程度。
以下是最佳适配算法的步骤:
1. 遍历所有可用的内存分区,找到与请求的内存大小最接近且能满足请求的分区。
如果存在多个匹配的分区,选择最小的分区进行分配。
2. 如果找到合适的分区,将请求的内存块分配到该分区中,并更新分区表的信息(例如,将该分区标记为已分配)。
3. 如果没有找到合适的分区,可能需要进行一些操作,如内存紧缩或进行外部碎片整理。
这些操作的目的是为了释放出足够的连续内存来满足请求。
最佳适配算法的优点是能够选择与请求大小最接近的分区进行分配,从而减少了内存的碎片化程度。
然而,它的缺点是算法的时间复杂度较高,需要遍历所有可用的分区才能找到最佳的匹配。
此外,由于它总是选择最适配的分区进行分配,可能会导致分区的空闲空间变小,进而导致更多的外部碎片。
因此,在选择适配算法时,需要根据具体的应用场景和需求综合考虑算法的优缺点。
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A[i][j]=t;
}
}
}
printf("\n----最佳适应算法按空闲区的容量从小到大排列后空闲区----\n");
printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
{printf("\t%d\t",A[i][j]);
#include<stdio.h>
void main()
{int m,n,i,j,j0,k,k0,A[30][3],B[30];
printf("请输入空闲分区块数:");
scanf("%d",&m);
printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
{if(A[i][1])printf("\t%d\t",A[i][j]);
if(j==2)printf("\n");
}
}
运行结果如下:
3、最坏适应算法
打开VC++软件,编辑如下代码:
实验报告
课程名称
计算机操作系统
实验名称
分区分配算法
日期
学生学号
姓名
班级
实验目的:
了解动态分区分配的原理,熟悉动态分区分配的五种算法,并且能够根据这几种算法的优缺点来为进程选择合适的算法。
实验条件:
计算机一台。
实验内容与步骤:
1、首次适应算法
打开VC++软件,编辑如下代码:
#include<stdio.h>
A[k0][j]=A[i][j];
A[i][j]=t;
}
}
}
printf("\n----首次适应算法按地址从小到大排列后空闲区----\n");
printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
{printf("\t%d\t",A[i][j]);
if(j==2)printf("\n");
}
printf("\n请输入要分配的作业数:");
scanf("%d",&n);
printf("请输入作业大小:\n");
for(j0=0;j0<n;j0++)
scanf("%d",&B[j0]);
i=j0=0;
do
{while(A[i][1]<B[j0]&&i<m)
#include<stdio.h>
void main()
{int m,n,i,j,j0,k,k0,A[30][3],B[30];
printf("请输入空闲分区块数:");
scanf("%d",&m);
printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
if(j==2)printf("\n");
}
printf("\n请输入要分配的作业数:");
scanf("%d",&n);
printf("请输入作业大小:\n");
for(j0=0;j0<n;j0++)
scanf("%d",&B[j0]);
/*空闲表首址和大小变换*/
i=j0=0;
do
{while(A[i][1]<B[j0]&&i<m)
if(A[k][1]<A[k0][1])k0=k;
if(k0!=i)
{for(j=0;j<3;j++)
{int t;
t=A[k0][j];
A[k0][j]=A[i][j];
A[i][j]=t;
}
}
}
i=0;
}while(j0<n);
printf("\n----最佳适应算法分区分配后的空闲区----\n");
scanf("%d",&A[i][j]);
/*按地址从小到大排列(直接选择排序) */
for(i=0;i<m-1;i++)
{ k0=i;
for(k=i+1;k<m;k++)
if(A[k][2]<A[k0][2])k0=k;
if(k0!=i)
{for(j=0;j<3;j++)
{int t;
t=A[k0][j];
printf("\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
{if(A[i][1])printf("\t%d\t",A[i][j]);
if(j==2)printf("\n");
}
}
运行结果如下:
2、最佳适应算法
打开VC++软件,编辑如下代码:
scanf("%d",&A[i][j]);
/*按空闲区的容量大小从大到小排列(直接选择排序) */
for(i=0;i<m-1;i++)
{k0=i;
for(k=i+1;k<m;k++++;
if(i==m)printf("\n内存不足,%dK大小的作业需要等待内存资源!\n",B[j0]);
if(i<m)
{A[i][1]=A[i][1]-B[j0];
A[i][2]=A[i][2]+B[j0];
}
j0++;i=0;
}while(j0<n);
printf("\n----首次适应算法分区分配后的空闲区----\n");
void main()
{ int m,n,i,j,j0,k,k0,A[30][3],B[30];
printf("请输入空闲分区块数:");
scanf("%d",&m);
printf("\n\t分区号\t\t大小\t\t起始地址\n");
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<3;j++)
i++;
if(i==m)printf("\n内存不足,%dK大小的作业需要等待内存资源!\n",B[j0]);
if(i<m)
{A[i][1]=A[i][1]-B[j0];
A[i][2]=A[i][2]+B[j0];
}
j0++;
for(i=0;i<m-1;i++)
{k0=i;
for(k=i+1;k<m;k++)
scanf("%d",&A[i][j]);
/*按空闲区的容量大小从小到大排列(直接选择排序) */
for(i=0;i<m-1;i++)
{k0=i;
for(k=i+1;k<m;k++)
if(A[k][1]<A[k0][1])k0=k;
if(k0!=i)
{for(j=0;j<3;j++)
{int t;
t=A[k0][j];