动态分区分配存储管理系统

淮北师范大学程序设计课程设计动态分区分配存储管理系统学院计算机科学与技术专业学号学生姓名指导教师姓名2012年3月15 日一、设计目的与内容法1）首次适应算法2）循环首次适应算法1. 内存中有0-100M 的空间为用户程序空间，最开始用户空间是空闲的。

2. 作业数量、作业大小、进入内存时间、运行时间需要通过界面进行输入。

3. 可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行作业数量、作业大小、进入内存时间、运行时间的初始化。

4. 根据作业进入内存的时间，采用简单的先进先出原则进行从外存到内存的调度，作业具有等待（从外存进入内存执行）、装入（在内存可执行）、结束（运行结束，退出内存）三种状态。

5. 能够自动进行内存分配与回收，可根据需要自动进行紧凑与拼接操作。

二、算法的基本思想1、定义基本结构：1作业结构：typedef struct JOB{int num; //作业号int size; //作业大小int ctime; //作业进入时间int rtime; //作业运行时间int state; //作业状态}Job;2)分区结构：typedef struct DuLNode{int ID; //分区号int start; //开始地址int size; //大小int state; //0=尚未使用1=使用2=释放struct DuLNode *prior;//前驱指针struct DuLNode *next; //后即指针}DuLNode, * DuLinkList;2、基本操作：int Firstfit(int);//首次适应算法int Next_fit(int); //循环首次适应算法void showJob(int); //显示作业表void showPartiton(DuLinkList);//显示分区表DuLinkList InitpartitionList(DuLinkList &p);//初始化void huishou(DuLinkList pl3,DuLinkList &pl);//回收函数int Putin(int &n);//输入函数，输入作业相关信息3、首次适应算法空闲分区链以地址递增的次序链接，分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止；然后再按照作业的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，取消的空闲分区仍留在空闲链中。

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，返回。

4、循环首次适应算法在为进程分配内存空间时，不再是每次都从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到一个能满足要求的空闲分区，从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。

三、主要功能模块流程图主函数：首次适应算法：循环首次适应算法四、系统测试1、输入界面，按要求输入：2、选择算法及分区首地址：3、运行结束后显示，并继续选择：4、退出：五、结论作业采用数组形式进行存储，起初想用数组模拟分区，但划分记录比较不易，时间空间复杂度较大，容易混乱，遂决定用链表形式模拟分区情况。

基本能运行符合要求，能模拟出动态分区过程及最终结果。

六、源程序及系统文件使用说明#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <iostream.h>#include <windows.h>#define Free 0#define Use 1#define MAX_length 100 //最大内存空间为100MB//--------------作业结构体数组----------------------------typedef struct JOB{int num; //作业号int size; //作业大小int ctime; //作业进入时间int rtime; //作业运行时间int state; //作业状态}Job;typedef struct DuLNode{int ID; //分区号int start; //开始地址int size; //大小int state; //0=尚未使用1=使用2=释放struct DuLNode *prior;//前驱指针struct DuLNode *next; //后即指针}DuLNode, * DuLinkList;//-------------------------------------------------------------------------------int Firstfit(int);//首次适应算法int Next_fit(int); //循环首次适应算法void showJob(int); //显示作业表void showPartiton(DuLinkList);//显示分区表//-----------------------------------------------------------------------------int f;Job *A; //排序前Job *a; //排序后Job *temp;//-----------------------------功能函数------------------------------------------- void delay(){for(int x = 10000;x>0;x--)for(int y = 1000;y>0;y--);}//--------------------------------------------------------------------------------//------------------------初始化--------------------------------------------------- DuLinkList InitpartitionList(DuLinkList &p){p=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));//申请空间if(!p)exit(0);p->size=100; //初始化大小printf("输入分区首地址:");scanf("%d",&p->start);p->state=0; //状态置空闲p->ID=0; //分区号p->next=NULL;p->prior=NULL;return p;}//------------------------------------------------------------------------------//-----------------------------输入函数--------------------------------------------- int Putin(int &n){int i;Job temp;printf("请输入任务数目:");scanf("%d",&n);a=(Job*)malloc(n*sizeof(Job));A=(Job*)malloc(n*sizeof(Job));for(i=0;i<n;i++){printf("\n");printf("信息输入:\n\n");printf("作业号:");scanf("%d",&a[i].num);printf("作业大小:");scanf("%d",&a[i].size);printf("作业进入时间:");printf("作业运行时间:");scanf("%d",&a[i].rtime);a[i].state=0; //默认状态为FreeA[i] = a[i];}for(int j = 0;j < n;j++)for(i = j;i< n;i++)if(a[j].ctime > a[i].ctime){temp = a[j];a[j] = a[i];a[i] = temp;}//冒泡排序freopen("data.txt","w",stdout);for (i = 0;i < n;i++){printf("%d %d %d %d\n",a[i].num,a[i].size,a[i].ctime,a[i].rtime);}fclose(stdout);freopen("CON","w",stdout);printf("保存成功\n\n");return 1;}//---------------------------------------------------------------------------------------- //-----------------------------读文件----------------------------------------------------- int order(int &n){Job temp;printf("Input the number of the task:\n");scanf("%d",&n);a=(Job*)malloc(n*sizeof(Job));freopen("data.txt","r",stdin);for(int i=0;i<n;i++){scanf("%d",&a[i].num);scanf("%d",&a[i].size);scanf("%d",&a[i].ctime);scanf("%d",&a[i].rtime);}fclose(stdin);freopen("CON","r",stdin);for(int j = 0;j < n;j++)for(i = j;i< n;i++)if(a[j].ctime > a[i].ctime)temp = a[j];a[j] = a[i];a[i] = temp;}return 1;}//------------------------------------------------------------------------//-------------------------显示分区-------------------------------void showPartition(DuLinkList pl){printf("\n\t\t\t分区表\n");printf("\t---------------------------------------\n");printf("\t 开始地址\t分区号\t大小状态\n");printf("\t---------------------------------------\n");while(pl){printf("\t %d\t\t%d\t%d\t",pl->start,pl->ID,pl->size);if(pl->state == 0)printf("空闲\n");if(pl->state == 1)printf("已分配\n");pl=pl->next;}printf("\t---------------------------------------\n");}//-------------------------------------------------------------------------//---------------------------------回收函数---------------------------------void huishou(DuLinkList pl3,DuLinkList &pl){while(pl3){if(pl3->state==0){if(pl3->next&&pl3->prior&&pl3->prior->state==0&&pl3->next->state==1){pl3->size+=pl3->prior->size;pl3->start=pl3->prior->start;pl3->state=0;pl3->ID=0;if(pl3->prior->prior){pl3->prior->prior->next=pl3;pl3->prior=pl3->prior->prior;}elsepl3->prior=pl3->prior->prior;pl=pl3;pl3=pl;}}else if(pl3->prior&&pl3->next&&pl3->next->state==0&&pl3->prior->state==1) {pl3->size+=pl3->next->size;pl3->state=0;pl3->ID=0;if(pl3->next->next){pl3->next->next->prior=pl3;pl3->next=pl3->next->next;}else{pl3->next=pl3->next->next;}}else if(!pl3->prior){if(pl3->next->state==0){pl3->size+=pl3->next->size;pl3->state=0;pl3->ID=0;if(pl3->next->next)pl3->next->next->prior=pl3;pl3->next=pl3->next->next;}else{pl3->state=0;}}else if(!pl3->next){if(pl3->prior->state==0){pl3->size+=pl3->prior->size;pl3->state=0;pl3->ID=0;pl3->start=pl->start;if(pl3->prior->prior){pl3->prior->prior->next=pl3;pl3->prior=pl3->prior->prior;}else{ pl3->prior=NULL;pl=pl3;pl3=pl;}}else{pl3->state=0;}}else if(pl3->next&&pl3->prior&&pl3->next->state==0&&pl3->prior->state==0){pl3->size=pl3->size+pl3->next->size+pl3->prior->size;pl3->state=0;pl3->ID=0;pl3->start=pl3->prior->start;if(pl3->next->next)pl3->next->next->prior=pl3;if(pl3->prior->prior){pl3->prior->prior->next=pl3;pl3->next=pl3->next->next;pl3->prior=pl3->prior->prior;}else{pl3->next=pl3->next->next;pl3->prior=pl3->prior->prior;pl=pl3;pl3=pl;}}}pl3=pl3->next;}}//--------------------------------------------------------------------------------------//----------------------------------首次适应算法---------------------------------------void Firstfit(DuLinkList block_first,int n){int t=1;int num=n;while(t&&num){DuLinkList pl1=block_first,pl2,pl3=block_first;printf("时钟:%d\n",t);DuLNode *p=block_first;DuLNode *q=block_first;for(int m=0;m<n;m++){if(t==a[m].ctime+a[m].rtime){num-=1;a[m].state=2;while(q){if(q->ID==a[m].num){q->state=Free;}q=q->next;}showJob(n);showPartition(block_first);}}for( m=0;m<n;m++){if(a[m].ctime==t){a[m].state=1;printf("作业:%d开始运行,对其分配!",a[m].num);}}for( m=0;m<n;m++){if(t==a[m].ctime){while(pl1&&(pl1->state == 1||pl1->size<a[m].size)) pl1=pl1->next;if(pl1){pl2=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));pl2->start=pl1->start+a[m].size;pl2->state=0;pl2->ID=0;pl2->size=pl1->size-a[m].size;if(pl2->size>5){pl1->size=a[m].size;pl1->state=1;pl1->ID=a[m].num;if(pl1->next)pl1->next->prior=pl2;pl2->next=pl1->next;pl2->prior=pl1;pl1->next=pl2;pl1=block_first;}else{pl1->state=1;pl1->ID=a[m].num;}showJob(n);showPartition(block_first);}else{cout<<"内存不足，等待释放"<<endl;for(int i=m;i<n;i++){a[i].ctime+=1;}p=block_first;huishou(p, block_first);}}}t+=1;}}//---------------------------------------------------------------//---------------------------显示作业----------------------------void showJob(int n){printf("\n\t\t\t作业表:\n");printf("\t--------------------------------------------------------------\n");printf("\t 作业号\t大小\t进入时间\t运行时间\t状态\n");printf("\t--------------------------------------------------------------\n");{printf("\t %d\t %d\t%d\t %d\t",a[m].num,a[m].size,a[m].ctime,a[m].rtime);if(a[m].state == 0)printf(" 等待\n");if(a[m].state == 1)printf(" 装入\n");if(a[m].state == 2)printf(" 结束\n");}printf("\t--------------------------------------------------------------\n");}//---------------------------------------------------------------------//-------------------- 循环首次适应算法------------------------void Nextfit(DuLinkList block_first,int n){int t=1;int num=n;DuLinkList flag;flag=block_first;while(t&&num){DuLinkList pl1=block_first,pl2,pl3=block_first;printf("时钟:%d\n",t);DuLNode *p=block_first;DuLNode *q=block_first;for(int m=0;m<n;m++){if(t==a[m].ctime+a[m].rtime){num-=1;a[m].state=2;while(q){if(q->ID==a[m].num){q->state=Free;}q=q->next;}showJob(n);showPartition(block_first);}}{if(a[m].ctime==t){a[m].state=1;printf("作业:%d开始运行,对其分配!",a[m].num);}}for( m=0;m<n;m++){if(t==a[m].ctime){while(flag&&(flag->state == 1||flag->size<a[m].size)) flag=flag->next;pl1=flag;if(pl1){pl2=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));pl2->start=pl1->start+a[m].size;pl2->state=0;pl2->ID=0;pl2->size=pl1->size-a[m].size;if(pl2->size>5){pl1->size=a[m].size;pl1->state=1;pl1->ID=a[m].num;if(pl1->next)pl1->next->prior=pl2;pl2->next=pl1->next;pl2->prior=pl1;pl1->next=pl2;pl1=block_first;}else{pl1->state=1;pl1->ID=a[m].num;}flag=pl2;showJob(n);showPartition(block_first);}else{cout<<"内存不足，等待释放"<<endl;for(int i=m;i<n;i++){a[i].ctime+=1;}p=block_first;huishou(p, block_first);flag=block_first;}}}t+=1;}}//-------------------------------------------------------------------------------------//----------------------------界面输入---------------------------------------------void inputchoice(int &ch){cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<"1------>首次适应算法"<<endl;cout<<"2------>循环首次适应算法"<<endl;cout<<"3------>退出"<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<"请输入选择："<<endl;scanf("%d",&ch);}//--------------------------------------------------------------------------------------void main(){ DuLinkList p;int n,ch;ch = 0;f = 1;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<" 动态分区分配存储管理系统"<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<" 请输入作业信息："<<endl;Putin(n);while(f){inputchoice(ch);switch(ch){case 1:InitpartitionList(p);Firstfit(p,n);ch = 0;break;case 2:InitpartitionList(p);Nextfit(p, n);ch = 0;break;case 3:f = 0;break;}}}。