内存中的各区域的分配

内存中的各区域的分配
内存中的各区域的分配

程序中用来存放数据的内存分为四块,其实另有一块用于存放代码,这里我们不讨论,这四块分别是:

1、全局区(静态区)(static):全局变量和静态变量都存储在这块区域,与其他变量的明显区别就是生命周期不同,在程序结束时,系统会释放这块资源

2、文字常量区:常量字符串就是放在这块区域,即是我们常说起的常量池。这块也是在程序结束时由系统释放。

3、栈区(stack):存放函数的参数值,局部变量的值等。这块的数据大家就很熟悉了,在进入作用域时分配占用内存,离开作用域时释放占用内存

4、堆区(heap):一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由系统回收。由于这个原因,在C和C++中就有能产生大量程序员分配但忘记释放的堆区内存,造成可使用内存越来越少,这个被称之为内存泄露。而在java中,因为有了垃圾收集机制,这样的内存会被自动处理掉,所以在java中,反倒不需要程序员去释放内存了。

那么栈和堆的区别到底在哪里呢?

1、内存分配方面:

堆:一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式是类似于链表。可能用到的关键字如下:new、malloc、delete、free等等。

栈:由编译器(Compiler)自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、申请方式方面:

堆:需要程序员自己申请,并指明大小。在c中malloc函数如p1 = (char *)malloc(10);在C++,java中用new运算符,但是注意p1、p2本身是在栈中的。因为他们还是可以认为是局部变量。

栈:由系统自动分配。例如,声明在函数中一个局部变量int b;系统自动在栈中为b 开辟空间。

3、系统响应方面:

堆:操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

4、大小限制方面:

堆:是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

栈:在Windows下, 栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是固定的(是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

5、效率方面:

堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方

便,另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。

栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

6、存放内容方面:

堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

栈:在函数调用时第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈,然后是函数中的局部变量。注意: 静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

这么多看起来是不是很痛苦??不急,先记住栈和堆区别的第一点和第二点,这个是基础哦。其实有个小诀窍:

数据类型变量名;这样定义的东西在栈区。

new 数据类型();或者malloc(长度); 这样定义的没有名字的东西就在堆区哦。

全面教你认识内存参数

全面教你认识内存参数 内存热点 Jany 2010-4-28

内存这样小小的一个硬件,却是PC系统中最必不可少的重要部件之一。而对于入门用户来说,可能从内存的类型、工作频率、接口类型这些简单的参数的印象都可能很模糊的,而对更深入的各项内存时序小参数就更摸不着头脑了。而对于进阶玩家来说,内存的一些具体的细小参数设置则足以影响到整套系统的超频效果和最终性能表现。如果不想当菜鸟的话,虽然不一定要把各种参数规格一一背熟,但起码有一个基本的认识,等真正需要用到的时候,查起来也不会毫无概念。 内存种类 目前,桌面平台所采用的内存主要为DDR 1、DDR 2和DDR 3三种,其中DDR1内存已经基本上被淘汰,而DDR2和DDR3是目前的主流。 DDR1内存 第一代DDR内存 DDR SDRAM 是 Double Data Rate SDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM 的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。 DDR2内存 第二代DDR内存

DDR2 是 DDR SDRAM 内存的第二代产品。它在 DDR 内存技术的基础上加以改进,从而其传输速度更快(可达800MHZ ),耗电量更低,散热性能更优良。 DDR3内存 第三代DDR内存 DDR3相比起DDR2有更低的工作电压,从DDR2的1.8V降落到1.5V,性能更好更为省电;DDR2的4bit 预读升级为8bit预读。DDR3目前最高能够1600Mhz的速度,由于目前最为快速的DDR2内存速度已经提升到800Mhz/1066Mhz的速度,因而首批DDR3内存模组将会从1333Mhz的起跳。 三种类型DDR内存之间,从内存控制器到内存插槽都互不兼容。即使是一些在同时支持两种类型内存的Combo主板上,两种规格的内存也不能同时工作,只能使用其中一种内存。 内存SPD芯片 内存SPD芯片

动态内存分配和回收

实验五可变分区存储管理方式的内存分配和回收 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.实验属性 设计 三.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。 四.实验背景材料 实现可变分区的分配和回收,主要考虑的问题有三个:第一,设计记录内存使用情况的数据表格,用来记录空闲区和作业占用的区域;第二,在设计的数据表格基础上设计内存分配算法;第三,在设计的数据表格基础上设计内存回收算法。 首先,考虑第一个问题,设计记录内存使用情况的数据表格,用来记录空间区和作业占用的区域。 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

动态分区式存储管理

可变分区存储管理 设计思路: 整体思路: 可变分区管理方式将内存除操作系统占用区域外的空间看做一个大的空闲区。当作业要求装入内存时,根据作业需要内存空间的大小查询内存中的各个 空闲区,当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时,选择其中一个空闲区,按作业需求量划出一个分区装人该作业,作业执行完后,其所占的内存分区被收回,成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区,则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 设计所才用的算法: 采用最优适应算法,每次为作业分配内存时,总是把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。但最优适应算法容易出现找到的一个分区可能只比作业所需求的长度略大一点的情行,这时,空闲区分割后剩下的空闲区就很小以致很难再使用,降低了内存的使用率。为解决此问题,设定一个限值min size,如果空闲区的大小减去作业需求长度得到的值小于等于min size,不再将空闲区分成己分分区和空闲区两部分,而是将整个空闲区都分配给作业。 内存分配与回收所使用的结构体: 为便于对内存的分配和回收,建立两张表记录内存的使用情况。一张为记录作业占用分区的“内存分配表”,内容包括分区起始地址、长度、作业名/标志(为0时作为标志位表示空栏目);一张为记录空闲区的“空闲分区表”,内容包括分区起始地址、长度、标志(0表空栏目,1表未分配)。两张表都采用顺序表形式。 关于分配留下的内存小碎片问题: 当要装入一个作业时,从“空闲分区表”中查找标志为“ 1”(未分配)且满足作业所需内存大小的最小空闲区,若空闲区的大小与作业所需大小的差值小于或等于min size,把该分区全部分配给作业,并把该空闲区的标志改为“0”(空栏目)。同时,在已分配区表中找到一个标志为“ 0”的栏目登记新装人作业所占用分区的起始地址,长度和作业名。若空闲区的大小与作业所需大小的差值大于

操作系统内存动态分配模拟算法

实验四存分配算法 1.实验目的 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器,而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请主存储器空间时,存储管理必须根据申请者的要求,按一定的策略分析主存空间的使用情况,找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时,则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理方式有关的,通过本实验帮助学生理解在动态分区管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 背景知识: 可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时,根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间,若有,则按需要量分割一个分区分配给该作业;若无,则作业不能装入。随着作业的装入、撤离、主存空间被分成许多个分区,有的分区被作业占用,而有的分区是空闲的。 2.实验容 采用首次适应算法或循环首次算法或最佳适应算法分配主存空间。 由于本实验是模拟主存的分配,所以当把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业,而用输出“分配情况”来代替。(即输出当时的空闲区说明表及其存分配表) 利用VC++6.0实现上述程序设计和调试操作。 3.实验代码 #include #include using namespace std; //定义存的大小 const int SIZE=64; //作业结构体,保存作业信息 struct Project{ int number; int length; }; //存块结构体,保存存块信息 struct Block{

固定分区存储管理

理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 ( 2013 —2014 学年第一学期) 课程名称:操作系统开课实验室:信自楼444 2013年 11月28 日 注:报告容按下列的要求进行。 一、实验目的 通过编写固定分区存储管理的模拟程序,加深对操作系统存储管理功能中的固定分区管理方式、主存分配表等相应知识的理解。 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存分配和回收。 二、实验题目 1.设计一个固定分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。 2.必须建立分区表,记录空闲区与占用区的状况。

本系统将存用户空间划分为五个大小不固定的分区,其分区大小由用户输入决定。在每个分区只装入一道作业,这样把用户空间划分为几个分区,便允许几道作业并发运行。当有一个空闲分区时,便可以从外存的后备队列中选择一个适当大小的作业装入该分区,当该作业结束时又可以从后备作业队列中找出另一作业调入该分区。 每个存空间是一个Node型的对象。Node类有一个三个参数的构造函数。分别为:分区号、起始地址、大小。然后就是一些属性的get、set方法和一个打印其属性的函数。四个数据域分别为:属性m_No用来表示该存空间的序号。属性m_Addr用来表示存分区的起始地址。属性m_Size用来表示存空间的大小。属性m_State表示存空间的是否已分配的状态标志。若该存空间已分配,m_TaskNo表示占有该存空间的任务序号。否则没有实际意义。 在用户申请任务的存空间时,提示用户输入任务号和其需要的存空间大小。 流程图 主程序:

释放存空间算法

动态分区分配方式模拟

使用动态分区分配方式的模拟 1内容 (1)用C语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc( )和回收过程free( )。其中,空闲分区通过空闲分区链来管理:在进行内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间。 (2)假设初始状态下,可用的内存空间为640KB,并有下列的请求序列:?作业1申请130KB。 ?作业2申请60KB。 ?作业3申请100KB。 ?作业2释放60KB。 ?作业4申请200KB。 ?作业3释放100KB。 ?作业1释放130KB。 ?作业5申请140KB。 ?作业6申请60KB。 ?作业7申请50KB。 ?作业6释放60KB。 请分别采用首次适应算法和最佳适应算法,对内存块进行分配和回收,要求每次分配和回收后显示出空闲分区链的情况。 2、示例程序: //Tittle: 使用动态分区算法的模拟 //author: XuYongzhen #include #include #include #include using namespace std; typedef struct DuLNode{ struct DuLNode *prior; struct DuLNode *next; int address; int jsize; int jnumber;//显示分区被那个作业占用,显示零则为空闲分区; }DuLNode,*DuLinkList ; void CreatList(DuLinkList &L){ DuLinkList p=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); L->next=p; L->jnumber=100;//为释放头结点后面的结点空间做统一化处理 p->prior=L; p->next=NULL; p->jsize=600; p->address=0; p->jnumber=0;

DDR系列内存详解及硬件设计规范-Michael

D D R 系列系列内存内存内存详解及硬件详解及硬件 设计规范 By: Michael Oct 12, 2010 haolei@https://www.360docs.net/doc/0d11409027.html,

目录 1.概述 (3) 2.DDR的基本原理 (3) 3.DDR SDRAM与SDRAM的不同 (5) 3.1差分时钟 (6) 3.2数据选取脉冲(DQS) (7) 3.3写入延迟 (9) 3.4突发长度与写入掩码 (10) 3.5延迟锁定回路(DLL) (10) 4.DDR-Ⅱ (12) 4.1DDR-Ⅱ内存结构 (13) 4.2DDR-Ⅱ的操作与时序设计 (15) 4.3DDR-Ⅱ封装技术 (19) 5.DDR-Ⅲ (21) 5.1DDR-Ⅲ技术概论 (21) 5.2DDR-Ⅲ内存的技术改进 (23) 6.内存模组 (26) 6.1内存模组的分类 (26) 6.2内存模组的技术分析 (28) 7.DDR 硬件设计规范 (34) 7.1电源设计 (34) 7.2时钟 (37) 7.3数据和DQS (38) 7.4地址和控制 (39) 7.5PCB布局注意事项 (40) 7.6PCB布线注意事项 (41) 7.7EMI问题 (42) 7.8测试方法 (42)

摘要: 本文介绍了DDR 系列SDRAM 的一些概念和难点,并分别对DDR-I/Ⅱ/Ⅲ的技术特点进行了论述,最后结合硬件设计提出一些参考设计规范。 关键字关键字::DDR, DDR, SDRAM SDRAM SDRAM, , , 内存模组内存模组内存模组, , , DQS DQS DQS, DLL, MRS, ODT , DLL, MRS, ODT , DLL, MRS, ODT Notes : Aug 30, 2010 – Added DDR III and the PCB layout specification - by Michael.Hao

《动态分配内存与数据结构》课后习题

《动态分配内存与数据结构》习题 学号姓名 一、选择题 1、是一种限制存取位置的线性表,元素的存取必须服从先进先出的规则。 A.顺序表B.链表C.栈D.队列 2、是一种限制存取位置的线性表,元素的存取必须服从先进后出的规则。 A.顺序表B.链表C.栈D.队列 3、与顺序表相比,链表不具有的特点是。 A.能够分散存储数据,无需连续内存空间 B.插入和删除无需移动数据 C.能够根据下标随机访问 D.只要内存足够,没有最大长度的限制 4、如果通过new运算符动态分配失败,返回结果是。 A.-1 B.0 C.1D.不确定 5、实现深复制中,不是必须自定义的。 A.构造函数B.复制构造函数 C.析构函数D.复制赋值操作符函数 6、分析下列代码是否存在问题,选择合适的选项:。 int main(void) { int *p = new int [10]; p = new int [10]; delete [] p; p = NULL; return 0; } A.没有问题 B.有内存泄漏 C.存在空悬指针 D.存在重复释放同一空间 7、通过new运算符动态分配的对象,存储于内存中的。 A.全局变量与静态变量区 B.代码区 C.栈区 D.堆区 8、下列函数中,可以是虚函数。 A.构造函数 B.析构函数 C.静态成员函数 D.友元函数 9、关于通过new运算符动态创建的对象数组,下列判断中是错误的。 A. 动态创建的对象数组只能调用默认构造函数 B. 动态创建的对象数组必须调用delete []动态撤销 C. 动态创建的对象数组的大小必须是常数或常变量 D. 动态创建的对象数组没有数组名 10、顺序表不具有的特点是 A. 元素的存储地址连续 B. 存储空间根据需要动态开辟,不会溢出 C. 可以直接随机访问元素 D. 插入和删除元素的时间开销与位置有关 11、假设一个对象Ob1的数据成员是指向动态对象的指针,如果采用浅复制的方式复制该对象得到对象Ob2,那么在析构对象Ob1和对象Ob2时会的问题。 A. 有重复释放 B. 没有 C. 内存泄漏 D. 动态分配失败 12、假设对5个元素A、B、C、D、E进行压栈或出栈的操作,压栈的先后顺序是ABCDE,则出栈的先后顺序不可能是。 A. ABCDE B. EDCBA C. EDBCA D. BCADE 13、假设对4个元素A、B、C、D、E进行压栈或出栈的操作,压栈的先后顺序是ABCD,则出栈的先后顺序不可能是。 A. ABCD B. DCBA C. BCAD D. DCAB 14、通过new运算符动态创建的对象的存放在中。 A. 代码区 B. 栈区 C. 自由存储区 D. 全局数据区 15、链表不具有的特点是。 A. 元素的存储地址可以不连续 B. 存储空间根据需要动态开辟,不会溢出 C. 可以直接随机访问元素 D. 插入和删除元素的时间开销与位置无关 16、有关内存分配和释放的说法,下面当中错误的是 A.new运算符的结果只能赋值给指针变量 B.动态创建的对象数组必须调用delete []动态撤销 C.用new分配的空间位置是在内存的栈区 D.动态创建的对象数组没有数组名 17、关于栈,下列哪项不是基本操作 A.删除栈顶元素 B.删除栈底元素 C.判断栈是否为空 D.把栈置空 18、关于链表,说法错误的是

动态分区存储管理系统分解

操作系统原理 课程设计报告 题目:动态分区分配存储管理系统 所在学院:计算机科学与技术学院 班级: 11级计算机科学与技术(非师) 学号: 20111202052 姓名:吴创连 指导教师:黄侠剑 2014年3月18

目录 1 引言 (1) 2 需求分析 (1) 3 概要设计 (1) 4 详细设计 (1) 4.1问题描述和分析 (1) 4.2程序流程图 (2) 4.3数据结构体分析 (3) 4.4主要程序代码分析 (4) 5 调试与操作说明 (11) 5.1初始界面 (11) 5.2模拟内存分配 (12) 5.3回收内存界面 (12) 5.4最佳适应算法的实现 (13) 5.5最坏适应算法的实现 (13) 6总结与体会 (13)

1 引言 操作系统是最重要的系统软件,同时也是最活跃的学科之一。我们通过操作系统可以理解计算机系统的资源如何组织,操作系统如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。 存储器是计算机系统的重要组成部分,近年来,存储器容量虽然一直在不断扩大,但仍不能满足现代软件发展的需要,因此,存储器仍然是一种宝贵而又紧俏的资源。如何对它加以有效的管理,不仅直接影响到存储器的利用率,而且还对系统性能有重大影响。而动态分区分配属于连续分配的一种方式,它至今仍在内存分配方式中占有一席之地。 2 需求分析 动态分区分配是根据进程的实际需要,动态地为之分配内存空间。在实现动态分区分配时,将涉及到分区分配中所用的数据结构、分区分配算法和分区的分配和回收操作这样三个问题。常用的数据结构有动态分区表和动态分区链。在对数据结构有一定掌握程度的情况下设计合理的数据结构来描述存储空间,实现分区存储管理的内存分配功能,应该选择最合适的适应算法(最佳适应算法,最坏适应算法),在动态分区存储管理方式中主要实现内存分配和内存回收算法,在这些存储管理中间必然会有碎片的产生,当碎片产生时,进行碎片的拼接等相关的内容。 3 概要设计 本程序采用机构化模块化的设计方法,共分为两大模块。 1.最佳适应算法实现 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。 2.最坏算法实现 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。 4 详细设计 4.1 问题描述和分析 系统应利用某种分配算法,从空闲分区链表中找到所需大小的分区,如果空闲分区大小

动态分区分配方式的模拟C语言代码和C代码

实验三使用动态分区分配方式的模拟 1、实验目的 了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法,并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。 2、实验内容 (1) 用C语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc( )和回收过程free( )。其中,空闲分区通过空闲分区链来管理:在进行内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间。 (2) 假设初始状态下,可用的内存空间为640KB,并有下列的请求序列: ?作业1申请130KB。 ?作业2申请60KB。 ?作业3申请100KB。 ?作业2释放60KB。 ?作业4申请200KB。 ?作业3释放100KB。 ?作业1释放130KB。 ?作业5申请140KB。 ?作业6申请60KB。 ?作业7申请50KB。 ?作业6释放60KB。 请分别采用首次适应算法和最佳适应算法,对内存块进行分配和回收,要求每次分配和回收后显示出空闲分区链的情况。 程序代码——C语言实现 #include #include struct node //空闲分区链结点的定义 { node *before; node *after; int size; int address; int state; }; node L; struct usenode { usenode *next; int num; int add; int size; }U,*n;

void Init() //空闲分区链的初始化 { node *p; p=(node *)malloc(sizeof(node)); p->before=&L; p->after=NULL; p->size=640; p->address=0; p->state=0; L.after=p; L.before=NULL; L.size=0; U.next=NULL; n=&U; } node *search(int a) { node *p=L.after; if(p==NULL) { printf("没有空闲的区域!"); p=NULL; return p; } else { while(p!=NULL && a>p->size) p=p->after; if(p==NULL) { printf("没有找到合适的空闲空间!"); p=NULL; return p; } else return p; } } void recovery(int a,int b) //内存回收算法 {

最新c++动态分区分配算法模拟(操作系统课程设计)

c++动态分区分配算法模拟(操作系统课程 设计)

课程设计 课程设计名称:操作系统课程设计 专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 课程设计时间:6月13日-——6月17日

计算机科学专业课程设计任务书 说明:本表由指导教师填写,由教研室主任审核后下达给选题学生,装订在设计(论文)首页

1:需求分析 (1)用C语言实现采用首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中,空闲分区通过空闲分区链表来管理,在进行内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间。 (2)假设初始状态下,可用的内存空间为640KB,并有下列的请求序列:作业1申请130KB;作业2申请60KB;作业3申请100KB;作业2释放60KB;作业4申请200 KB;作业3释放100 KB;作业1释放 130 KB;作业5申请140 KB;作业6申请60 KB;作业7申请 50KB;作业6释放60 KB。采用首次适应算法进行内存块的分配和回 收,同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。 2:概要设计 (1)数据结构:作业队列数据结构,用于存储待处理作业;阻塞作业队列数据结构,用于存储阻塞的作业。已分配内存块的双向链表,记录当前系 统已分配的各个内存块;未分配内存块的双向链表,记录系统中剩余的 各个内存块;系统内存分配总情况的结点对象,记录系统中阻塞的作业 总数,已分配的内存块数,剩余的内存块数。 (2)主函数:对作业队列、阻塞队列、已分配内存块链表、未分配内存块链表、系统总内存分配情况结点对象进行初始化,调用分配函数或回收函 数,循环处理11个作业步。 (3)分配函数alloc():首次适应算法检索未分配的内存块链表,若找到合适的内存块,则加以判断,空闲内存块大小减去作业去请求内存块大小小于

详解内存工作原理及发展历程

详解内存工作原理及发展历程 RAM(Random Access Memory)随机存取存储器对于系统性能的影响是每个PC 用户都非常清楚的,所以很多朋友趁着现在的内存价格很低纷纷扩容了内存,希望借此来得到更高的性能。不过现在市场是多种内存类型并存的,SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM等等,如果你使用的还是非常古老的系统,可能还需要EDO DRAM、FP DRAM(块页)等现在不是很常见的内存。 虽然RAM的类型非常的多,但是这些内存在实现的机理方面还是具有很多相同的地方,所以本文的将会分为几个部分进行介绍,第一部分主要介绍SRAM 和异步DRAM(asynchronous DRAM),在以后的章节中会对于实现机理更加复杂的FP、EDO和SDRAM进行介绍,当然还会包括RDRAM和SGRAM等等。对于其中同你的观点相悖的地方,欢迎大家一起进行技术方面的探讨。 存储原理: 为了便于不同层次的读者都能基本的理解本文,所以我先来介绍一下很多用户都知道的东西。RAM主要的作用就是存储代码和数据供CPU在需要的时候调用。但是这些数据并不是像用袋子盛米那么简单,更像是图书馆中用有格子的书架存放书籍一样,不但要放进去还要能够在需要的时候准确的调用出来,虽然都是书但是每本书是不同的。对于RAM等存储器来说也是一样的,虽然存储的都是代表0和1的代码,但是不同的组合就是不同的数据。 让我们重新回到书和书架上来,如果有一个书架上有10行和10列格子(每行和每列都有0-9的编号),有100本书要存放在里面,那么我们使用一个行的编号+一个列的编号就能确定某一本书的位置。如果已知这本书的编号87,

动态内存分配(C语言)

实验报告 实验课程名称:动态内存分配算法 年12月1日

实验报告 一、实验内容与要求 动态分区分配又称为可变分区分配,它是根据进程的实际需要,动态地为之分配内存空间。在实验中运用了三种基于顺序搜索的动态分区分配算法,分别是1.首次适应算法2.循环首次适应算法3.最佳适应法3.最坏适应法分配主存空间。 二、需求分析 本次实验通过C语言进行编程并调试、运行,显示出动态分区的分配方式,直观的展示了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对内存的释放和回收方式之间的区别。 首次适应算法 要求空闲分区链以地址递增的次序链接,在分配内存时,从链首开始顺序查找,直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止,然后在按照作业的大小,从该分区中划出一块内存空间,分配给请求者,余下的空余分区仍留在空链中。 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,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、很小的空闲分区即碎片。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。

循环首次适应算法 在为进程分配内存空间时,不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,直到找到一个能满足要求的空闲分区。 优点:该算法能使内存中的空闲分区分布得更均匀,从而减少了查找空闲分区时的开销。 最佳适应算法 该算法总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业,避免大材小用,该算法要求将所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。 缺点:每次分配后所切割下来的剩余部分总是最小的,这样,在存储器中会留下许多难以利用的碎片。 最坏适应算法 最坏适应算法选择空闲分区的策略正好与最佳适应算法相反:它在扫描整个空闲分区或链表时,总会挑选一个最大的空闲区,从中切割一部分存储空间给作业使用。该算法要求,将所有的空闲分区,按其容量以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即可。 优点:可使剩下的空闲区不至于太小,产生碎片的可能性最小,对中小作业有利,同时,最坏适应算法查找效率很高。 缺点:导致存储器中缺乏大的空闲分区 三、数据结构 为了实现动态分区分配算法,系统中配置了相应的数据结构,用以描述空闲分区和已分配分区的情况,常用的数据结构有空闲分区表和空闲分区链 流程图

循环首次适应的动态分区分配算法模拟

课程设计报告 课程设计题目:循环首次适应的动态分区分配算法模拟 专业:计算机科学与技术 班级:10204102 姓名:谱 学号: 10204102 指导教师:高小辉 2013年1月11 日

目录 一.循环首次适应算法 (3) 1. 概述 (3) 2.需求分析 (3) 二.实验指导 (4) 1.基本思想 (4) 2.数据结构 (4) 三.运行环境 (6) 四.流程图 (6) 五.循环首次适应算法代码 (5) 六.调试结果 (11) 七、总结 (14) 八.参考文献 (14)

一.循环首次适应算法 1.概述: 该算法是由首次适应算法演变而成的。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,从中划出一块的请求大小相等的内存空间分配给作业。为实现该算法,应设置一起始查找指针,用于指示下一次起始查询的空闲分区,并采用循环查找方式,即如果最后一个(链尾)空闲分区的大小仍不能满足要求,则返回到第一个空闲分区,比较大小是否满足,找到后,应调整起始查询指针。 2. 需求分析 了解动态分区分配中使用的数据结构和分配算法,并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。采用首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。 空闲分区通过空闲分区链表来管理,在进行内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间,即每次分配内存空间是总是从低址部分开始进行循环,找到第一个合适的空间,便按作业所需分配的大小分配给作业。 作业完成时,需要释放作业所占空间,此时要考虑到四种情况: (1)回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接。此时将二者合并,修改前一 分区的大小。 (2)回收区与插入点的后一空闲分区相邻接,将二者合并,用回收区的首址 作为新空闲区的首址。 (3)回收区同时与插入点的前后两个空闲分区相邻接,三者合并,使用前一空 闲分区的表项和首址。 (4)回收区单独存在。 二、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。

一文详解SRAM特点和原理

一文详解SRAM特点和原理 基本简介SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。而DRAM (Dynamic Random Access Memory)每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积,且功耗较大。所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。 主要规格一种是置于CPU与主存间的高速缓存,它有两种规格:一种是固定在主板上的高速缓存(Cache Memory );另一种是插在卡槽上的COAST(Cache On A STIck)扩充用的高速缓存,另外在CMOS芯片1468l8的电路里,它的内部也有较小容量的128字节SRAM,存储我们所设置的配置数据。还有为了加速CPU内部数据的传送,自80486CPU 起,在CPU的内部也设计有高速缓存,故在PenTIum CPU就有所谓的L1 Cache(一级高速缓存)和L2Cache(二级高速缓存)的名词,一般L1 Cache是内建在CPU的内部,L2 Cache是设计在CPU的外部,但是PenTIum Pro把L1和L2 Cache同时设计在CPU的内部,故PenTIum Pro的体积较大。最新的Pentium II又把L2 Cache移至CPU内核之外的黑盒子里。SRAM显然速度快,不需要刷新的操作,但是也有另外的缺点,就是价格高,体积大,所以在主板上还不能作为用量较大的主存。 基本特点现将它的特点归纳如下: ◎优点,速度快,不必配合内存刷新电路,可提高整体的工作效率。 ◎缺点,集成度低,功耗较大,相同的容量体积较大,而且价格较高,少量用于关键性系统以提高效率。 ◎SRAM使用的系统: ○CPU与主存之间的高速缓存。 ○CPU内部的L1/L2或外部的L2高速缓存。 ○CPU外部扩充用的COAST高速缓存。 ○CMOS 146818芯片(RTCMOS SRAM)。

固定分区存储管理

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 ( 2013 —2014 学年第一学期) 课程名称:操作系统开课实验室:信自楼444 2013年 11月28 日 注:报告内容按下列的要求进行。 一、实验目的 通过编写固定分区存储管理的模拟程序,加深对操作系统存储管理功能中的固定分区管理方式、主存分配表等相应知识的理解。 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、实验题目 1.设计一个固定分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。

2.必须建立分区表,记录空闲区与占用区的状况。 3.流程图按选定的算法自己完成。 三、算法设计的思想或流程图 本系统将内存用户空间划分为五个大小不固定的分区,其分区大小由用户输入决定。在每个分区只装入一道作业,这样把用户空间划分为几个分区,便允许几道作业并发运行。当有一个空闲分区时,便可以从外存的后备队列中选择一个适当大小的作业装入该分区,当该作业结束时又可以从后备作业队列中找出另一作业调入该分区。 每个内存空间是一个Node型的对象。Node类有一个三个参数的构造函数。分别为:分区号、起始地址、大小。然后就是一些属性的get、set方法和一个打印其属性的函数。四个数据域分别为:属性m_No用来表示该内存空间的序号。属性m_Addr用来表示内存分区的起始地址。属性m_Size用来表示内存空间的大小。属性m_State表示内存空间的是否已分配的状态标志。若该内存空间已分配,m_TaskNo表示占有该内存空间的任务序号。否则没有实际意义。 在用户申请任务的内存空间时,提示用户输入任务号和其需要的内存空间大小。 流程图 主程序:

操作系统课程设计动态分区分配存储管理

操作系统课程设计 动态分区分配存储管理 吕 霆 计算机10-01班 设计题目 学 号 专业班级 学生姓名 指导教师

第一章课程设计概述 1.1 设计任务: 动态分区分配存储管理 1.2 设计要求 建立描述内存分配状况的数据结构; 建立描述进程的数据结构; 使用两种方式产生进程:(a)自动产生,(b)手工输入; 在屏幕上显示内存的分配状况、每个进程的执行情况; 建立分区的分配与回收算法,支持紧凑算法; 时间的流逝可用下面几种方法模拟:(a)按键盘,每按一次可认为过一个时间单位; (b) 响应WM_TIMER; 将一批进程的执行情况存入磁盘文件,以后可以读出并重放; 支持算法:首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法:最坏适应算法。1.3 设计目的 旨在让我们更好的了解动态分区管理方面的知识. 第二章原理及算法描述 2.1动态分区分配算法原理 首次适应算法 * 算法概述:分配内存时,从链首开始顺序查找,找到满足的空闲分区则划出空间分配,余下的空闲空间仍保留在空闲链表中 * 实现方法:分配时从数组第一个元素开始比较,若符合条件则将该元素减去对应作业的值 循环首次适应算法 * 算法概述:由首次适应算法演变,只是每次分配改为由上一次找到的空闲分区开始查找 * 实现方法:在首次适应算法的基础上增加一个值用于记录找到的空闲分区的位置 最佳适应算法 * 算法概述:每次为作业分配内存时,总是把能满足要求、又是最小的空闲分区

分配给作业 * 实现方法:我们决定每次分配先把空闲分区按从小到大的顺序排列,然后将第一个匹配分区分配给作业 最坏适应算法 * 算法概述:每次为作业分配内存时,总是挑选一个最大的空闲分区分割给作业使用 * 实现方法:算法与最佳适应算法几乎相同,仅在排序时把空闲分区表按从大到小的顺序排列,所以未作详细注释 回收分区 当进程运行完毕释放内存时,系统根据回收区的首址,从空闲区链(表)中找到相应的插入点,此时可能出现以下四种情况之一; 1)回收区与插入点的前一个空闲分区F1相邻接,此时应将回收区与插入点的前一分 区合并,不必为回收区分配新表项,而只需修改其前一分区F1的大小. 2)回收分区与插入点的后一空闲分区F2相邻接,此时也可将两分区合并,形成新的 空闲分区,但用回收区的首址作为新空闲区的首址,大小为两者之和. 3)回收区同时与插入点的前,后两个分区邻接,此时将三个分区合并,使用F1的表项 和F1的首址,取消F2的表项,大小为三者之和. 4)回收区既不与F1相邻接,又不与F2邻接.这时应为回收区单独建立一新表项,填 写回收区的首址和大小,并根据其首址插入到空闲链中的适当位置. 紧凑算法 通过移动内存中的作业的位置,以把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法. 第三章开发环境 此程序是本人利用c++语言在vs2012的开发环境中实现的 第四章程序实现--数据结构 #include #include #include using namespace std; ofstream stream;//输出流对象 int ary1[20][4];//内存分配状态 int ary2[20][3];//空闲分区状态 int ary3[10];//进程分配状态

硬盘内部硬件结构和工作原理详解

硬盘内部硬件结构和工作原理详解 一般硬盘正面贴有产品标签,主要包括厂家信息和产品信息,如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从设置方法等。这些信息是正确使用硬盘的基本依据,下面将逐步介绍它们的含义。 硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成,如图1-1所示。盘体是一个密封的腔体。硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构;控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存(即CACHE)和主控制芯片等单元,如图1-2所示;硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线,如图1-3所示。 图1-1 硬盘的外观 图1-2 控制电路板 图1-3 硬盘接口 电源插座连接电源,为硬盘工作提供电力保证。数据接口是硬盘与主板、内存之间进行数据交换的通道,使用一根40针40线(早期)或40针80线(当前)的IDE接口电缆进行连接。新增加的40线是信号屏蔽线,用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。中间的主、从盘跳线插座,用以设置主、从硬盘,即设置硬盘驱动器的访问顺序。其设置方法一般标注在盘体外的标签上,也有一些标注在接口处,早期的硬盘还可能印在电路板上。 此外,在硬盘表面有一个透气孔(见图1-1),它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。由于盘体是密封的,所以,这个透气孔不直接和内部相通,而是经由一个高效过滤器和盘体相通,用以保证盘体内部的洁净无尘,使用中注意不要将它盖住。

1.2 硬盘的内部结构 硬盘的内部结构通常专指盘体的内部结构。盘体是一个密封的腔体,里面密封着磁头、盘片(磁片、碟片)等部件,如图1-4所示。 图1-4 硬盘内部结构 硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片,片厚一般在0.5mm左右,直径主要有1.8in (1in=25.4mm)、2.5in、3.5in和5.25in 4种,其中2.5in和3.5in盘片应用最广。盘片的转速与盘片大小有关,考虑到惯性及盘片的稳定性,盘片越大转速越低。一般来讲,2.5in硬盘的转速在5 400 r/min~7 200 r/ min之间;3.5in 硬盘的转速在4 500 r/min~5 400 r/min之间;而5.25in硬盘转速则在3 600 r/min~4 500 r/min之间。随着技术的进步,现在2.5in硬盘的转速最高已达15 000 r/min,3.5in硬盘的转速最高已达12 000 r/min。 有的硬盘只装一张盘片,有的硬盘则有多张盘片。这些盘片安装在主轴电机的转轴上,在主轴电机的带动下高速旋转。每张盘片的容量称为单碟容量,而硬盘的容量就是所有盘片容量的总和。早期硬盘由于单碟容量低,所以,盘片较多,有的甚至多达10余片,现代硬盘的盘片一般只有少数几片。一块硬盘内的所有盘片都是完全一样的,不然控制部分就太复杂了。一个牌子的一个系列一般都用同一种盘片,使用不同数量的盘片,就出现了一个系列不同容量的硬盘产品。 盘体的完整构造如图1-5所示。

动态内存分配

动态内存分配 一、实验目的 动态分区分配是根据进程的实际需要,动态地为之分配内存空间,而在分配时,须按照一定的分配算法,从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业。在本实验中运用了四种分配算法,分别是1.首次适应算法,2.循环首次适应算法,3.最坏适应算法4.最佳适应算法。 二、实验要求及功能介绍 1.实验要求 1.在实现关于内存管理的内存首选适应算法和最佳适用算法。 2.实现关于内存管理的内存动态分区分配布局初始化。 3.实现关于内存管理的内存动态分区分配申请分配。 4.实现关于内存管理的内存回收等基本功能操作函数。 2.功能介绍 (1)首次适应算法 在首次适应算法中,是从已建立好的数组中顺序查找,直至找到第一个大小能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,余下的空间令开辟一块新的地址,大小为原来的大小减去作业大小,若查找结束都不能找到一个满足要求的分区,则此次内存分配失败。 (2)循环首次适应算法 该算法是由首次适应算法演变而成,在为进程分配内存空间时,不再是每次都从第一个空间开始查找,而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找,直至找到第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,为实现本算法,设置一个全局变量f,来控制循环查找,当f%N==0时,f=0;若查找结束都不能找到一个满足要求的分区,则此次内存分配失败。 (3)最坏适应算法 最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时,扫描整个数组,总是把能满足条件的,又是最大的空闲分区分配给作业。 (4)最佳适应算法 最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时,扫描整个数组,总是把能满足条件的,又是最小的空闲分区分配给作业。 三、实验流程图

操作系统实验—动态分区分配算法

操作系统实验报告实验2 动态分区分配算法 报告日期:2016-6-15 姓名: 学号: 班级: 任课教师:

实验2 动态分区分配算法 一、实验内容 编写一个内存动态分区分配模拟程序,模拟内存的分配和回收的完整过程。 二、实验目的 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器,而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时,存储管理必须根据申请者的要求,按一定的策略分析主存空间的使用情况,找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时,则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现与主存储器的管理方式有关的,通过本实验帮助学生理 解在可变分区管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实验原理 模拟在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和回收。 (1)可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时,根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间,若有,则按需要量分割一个分区分配给该作业;若无,则作业不能装入。随着作业的装入、撤离,主存空间被分成许多个分区,有的分区被作业占用,而有的分区是空闲的。例如: 为了说明哪些区是空闲的,可以用来装入新作业,必须要有一张空闲区说明表,格式如下: 第一栏 第二栏 其中,起址——指出一个空闲区的主存起始地址。 长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。 状态——有两种状态,一种是“未分配”状态,指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区。

(2) 当有一个新作业要求装入主存时,必须查空闲区说明表,从中找出一个足够大的空闲区。有时找到的空闲区可能大于作业需要量,这时应把原来的空闲区变成两部分:一部分分给作业占用;另一部分又成为一个较小的空闲区。为了尽量减少由于分割造成的空闲区,而尽量保存高地址部分有较大的连续空闲区域,以利于大型作业的装入。为此,在空闲区说明表中,把每个空闲区按其地址顺序登记,即每个后继的空闲区其起始地址总是比前者大。 (3) 采用最先适应算法(顺序分配算法)分配主存空间。 按照作业的需要量,查空闲区说明表,顺序查看登记栏,找到第一个能满足要求的空闲区。当空闲区大于需要量时,一部分用来装入作业,另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。 由于本实验是模拟主存的分配,所以把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业,而用输出“分配情况”来代替。 (4) 当一个作业执行结束撤离时,作业所占的区域应该归还,归还的区域如果与其它空闲区相邻,则应合成一个较大的空闲区,登记在空闲区说明表中。 (5) 请按最先适应算法设计主存分配和回收的程序。假设初始时主存中没有作业,现按下面序列进行内存的申请与释放: 作业1申请300K,作业2申请100K,作业1释放300K,作业3申请150K, 作业4申请30K,作业5申请40K,作业6申请60K,作业4释放30K。 请你为它们进行主存分配和回收,把空闲区说明表的初值以及每次分配或回收后的变化显示出来或打印出来。 四、实验报告 1. 画出算法流程图。

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