内存分配算法
lwip内存分配算法
lwIP内存分配算法lwIP(lightweight IP)是一个轻量级的开源TCP/IP协议栈,适用于嵌入式系统。
在lwIP中,内存分配算法是一个重要的部分,它决定了系统的性能和稳定性。
本文将详细介绍lwIP内存分配算法的原理和实现。
1. 内存管理的重要性在嵌入式系统中,内存资源通常非常有限。
因此,有效地管理内存是至关重要的。
lwIP作为一个轻量级的协议栈,需要在有限的内存资源下实现TCP/IP协议的各种功能。
为了提高内存的利用率和系统的性能,lwIP采用了一些特殊的内存分配算法。
2. 内存池管理lwIP使用了内存池管理的方式来分配和管理内存。
内存池是一个预先分配好的内存区域,被划分为多个大小相等的内存块。
每个内存块的大小是固定的,通常是2的幂次方。
内存池的大小和内存块的大小可以根据系统需求进行调整。
内存池管理的优点是可以提高内存分配的效率和降低内存碎片。
由于内存块的大小是固定的,分配一块内存只需要简单地从内存池中取出一个内存块,不需要进行复杂的内存搜索和分配算法。
而且,释放内存也非常简单,只需要将内存块放回内存池即可。
3. 内存分配算法在lwIP中,有两种主要的内存分配算法:固定大小分配算法和动态大小分配算法。
3.1 固定大小分配算法固定大小分配算法是指将内存池划分为多个固定大小的内存块。
每个内存块都有相同的大小,通常是2的幂次方。
这种算法适用于需要频繁分配和释放大小相同的内存的场景。
固定大小分配算法的实现非常简单。
首先,将内存池划分为多个大小相等的内存块。
然后,使用一个位图来标记每个内存块的使用情况。
当分配内存时,从位图中找到一个未被使用的内存块,并标记为已使用。
当释放内存时,将对应的位图标记为未使用。
固定大小分配算法的优点是内存分配和释放非常高效,不会产生内存碎片。
但是,它对于不同大小的内存需求无法很好地支持,且存在内存浪费的问题。
3.2 动态大小分配算法动态大小分配算法是指根据内存需求的大小动态地分配内存。
lwip内存分配算法 -回复
lwip内存分配算法-回复LWIP(Lightweight IP)是一个嵌入式系统中的轻量级的网络协议栈。
它主要用于资源受限的系统,如小型微控制器、嵌入式系统和嵌入式操作系统。
LWIP不仅提供了TCP/IP协议栈的功能,而且还采用了一种特殊的内存分配算法来管理堆上的内存。
本文将详细介绍LWIP的内存分配算法。
LWIP的内存分配算法主要包括两个部分:内存池管理和动态内存管理。
其中,内存池管理用于事先规划和分配一块固定大小的内存池,而动态内存管理用于在程序运行时动态地分配和释放内存空间。
首先,我们来看内存池管理。
内存池管理是通过将内存划分为一组固定大小的内存块,然后将这些内存块存放到一个内存池中,以便在需要时可以快速地分配给应用程序。
具体来说,LWIP将内存划分为不同大小的内存块,这取决于应用程序对内存的需求。
每个内存块都保存着一个链表指针,用于将已分配的内存块连接起来。
当应用程序需要分配内存时,LWIP会遍历内存池中的内存块链表,找到一个大小合适的内存块来分配。
如果找到了一个可用的内存块,LWIP将该内存块从链表中移除,并返回给应用程序使用。
如果没有找到大小合适的内存块,LWIP将会分配一块更大的内存块,并将其划分为多个较小的内存块,其中一个分配给应用程序使用,而其他的内存块则重新加入到内存块链表中。
另一方面,当应用程序释放内存时,LWIP会将该内存块重新加入到内存块链表中,以便在下次分配内存时可以重新使用。
这样,在程序运行时,LWIP可以避免频繁地向操作系统请求内存空间,从而提高了内存的利用率和系统性能。
接下来,我们来看动态内存管理。
动态内存管理是指在程序运行时根据需求动态地分配和释放内存空间。
LWIP使用了一套高效的动态内存管理算法来实现这一功能。
具体来说,LWIP会维护一张内存分区表,用于记录系统中所有已分配的内存区域和大小。
当应用程序需要分配内存时,LWIP会遍历内存分区表,找到一个大小合适且未使用的内存区域来分配。
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。
实现内存分配实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解操作系统内存分配的基本原理和常用算法。
2. 掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法。
3. 通过编写程序,实现内存分配和回收功能。
二、实验环境1. 操作系统:Linux2. 编程语言:C语言3. 开发工具:GCC编译器三、实验原理1. 内存分配的基本原理操作系统内存分配是指操作系统根据程序运行需要,将物理内存分配给程序使用的过程。
内存分配算法主要包括以下几种:(1)首次适应算法(First Fit):从内存空间首部开始查找,找到第一个满足条件的空闲区域进行分配。
(2)最佳适应算法(Best Fit):在所有满足条件的空闲区域中,选择最小的空闲区域进行分配。
(3)最坏适应算法(Worst Fit):在所有满足条件的空闲区域中,选择最大的空闲区域进行分配。
2. 动态分区分配方式动态分区分配方式是指操作系统在程序运行过程中,根据需要动态地分配和回收内存空间。
动态分区分配方式包括以下几种:(1)固定分区分配:将内存划分为若干个固定大小的分区,程序运行时按需分配分区。
(2)可变分区分配:根据程序大小动态分配分区,分区大小可变。
(3)分页分配:将内存划分为若干个固定大小的页,程序运行时按需分配页。
四、实验内容1. 实现首次适应算法(1)创建空闲分区链表,记录空闲分区信息,包括分区起始地址、分区大小等。
(2)编写分配函数,实现首次适应算法,根据程序大小查找空闲分区,分配内存。
(3)编写回收函数,回收程序所占用的内存空间,更新空闲分区链表。
2. 实现最佳适应算法(1)创建空闲分区链表,记录空闲分区信息。
(2)编写分配函数,实现最佳适应算法,根据程序大小查找最佳空闲分区,分配内存。
(3)编写回收函数,回收程序所占用的内存空间,更新空闲分区链表。
3. 实验结果分析(1)通过实验,验证首次适应算法和最佳适应算法的正确性。
(2)对比两种算法在内存分配效率、外部碎片等方面的差异。
五、实验步骤1. 创建一个动态内存分配模拟程序,包括空闲分区链表、分配函数和回收函数。
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。
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。
linux内存分配机制
linux内存分配机制Linux操作系统的内存管理机制是指操作系统如何管理和分配系统的物理内存。
Linux使用虚拟内存管理机制来管理内存资源,以提供给应用程序更大的内存空间并保证系统的稳定性。
Linux的内存管理机制包括以下几个方面:1.虚拟内存管理:虚拟内存是一种将主存中的物理地址与应用程序中的虚拟地址进行映射的技术。
通过虚拟内存管理机制,Linux可以将应用程序需要的内存空间按需从硬盘加载到物理内存,以满足应用程序的要求。
这样,应用程序能够访问比物理内存更大的内存空间,并且不需要关心实际的物理内存地址。
2.页面调度和换入换出:Linux将内存按照固定大小的页面(通常为4KB)进行管理。
物理内存被分成多个页面框,每个页面框可以存放一个页面。
当应用程序需要更多内存时,Linux会将一部分不常用的页面从物理内存中换出到硬盘上的交换空间,以腾出空间给新的页面。
而当应用程序访问换出到硬盘的页面时,Linux会将其换入到物理内存中。
3.页表和地址映射:为了实现虚拟内存的管理,Linux使用页表来存储虚拟地址与物理地址之间的映射关系。
每个进程都有自己的页表,用于将进程的虚拟地址转换为物理地址。
Linux使用多级页表来管理大内存空间,以节省内存空间的开销。
4.内存分配算法:Linux通过伙伴系统进行内存的分配。
伙伴系统将整个物理内存按照2的幂次进行划分,并以块为单位进行分配。
当应用程序请求一定大小的内存时,Linux会查找并分配与请求大小最接近的2的幂次块。
如果没有找到合适的块,则会从较大的块中进行分割,直到找到合适的块。
5.内存回收和回收算法:Linux通过页面置换算法回收不再使用的内存页面,以便将其分配给其他进程。
常用的页面置换算法包括最近最少使用(LRU)算法和时钟置换算法。
Linux还通过SLAB分配器来回收和管理内核对象的内存。
总结起来,Linux的内存分配机制包括虚拟内存管理、页面调度和换入换出、页表和地址映射、内存分配算法以及内存回收和回收算法。
内存利用率最高的内存分区分配算法
随着计算机技术的不断发展,内存分配算法已经成为了计算机领域中一个极其重要的问题。
内存分配算法的好坏直接影响到系统的性能和资源利用率。
针对内存利用率最高的内存分区分配算法成为了一个热门的研究课题。
本文将从内存分配算法的基本原理、常见的内存分配算法及其优缺点以及内存利用率最高的内存分区分配算法这几个方面进行深入探讨。
一、内存分配算法的基本原理内存分配算法是操作系统中用于管理内存空间的关键算法。
在计算机系统中,内存空间被划分成若干个大小不同的内存块,操作系统需要负责管理这些内存块的分配和回收。
内存分配算法的基本原理是通过合理的管理和调度,将内存分配给进程使用,并且在进程不再需要内存空间时将其回收,以便给其他进程使用。
二、常见的内存分配算法及其优缺点1. 首次适应算法(First Fit)首次适应算法是最简单的一种内存分配算法,其基本原理是将内存块从头开始依次扫描,找到第一个大小合适的内存块来分配给进程。
这种算法的优点是实现简单,但是由于会产生大量的碎片问题,导致内存利用率较低。
2. 最佳适应算法(Best Fit)最佳适应算法是一种综合考虑内存块大小的算法,其基本原理是选择能够满足进程需求并且空闲空间最小的内存块来分配。
这种算法可以减少碎片问题,提高内存利用率,但是实现起来较为复杂,且需要频繁的内存块整理操作。
3. 最差适应算法(Worst Fit)最差适应算法与最佳适应算法相反,其基本原理是选择能够满足进程需求并且空闲空间最大的内存块来分配。
这种算法的优点是能够尽量延长内存碎片的形成,但是会导致大量的内存浪费。
三、内存利用率最高的内存分区分配算法针对上述常见的内存分配算法存在的问题,现有研究提出了一些能够提高内存利用率的内存分区分配算法。
其中,最具代表性的算法包括:1. 动态分区分配算法动态分区分配算法是一种动态调整内存块大小的算法,能够根据进程的需求动态地分配内存块。
其基本原理是通过内存块的分割和合并,以适应不同大小的进程需求。
操作系统中常见算法汇总
操作系统中常见算法汇总1.调度算法调度算法是操作系统中最关键的算法之一,用于决定哪个进程在何时执行。
常见的调度算法有先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、时间片轮转、优先级调度等。
2.分配算法分配算法用于资源的分配和管理,主要涉及内存管理和磁盘调度。
其中,内存管理算法包括最先适应、最佳适应和最坏适应等。
磁盘调度算法包括先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。
3.页面置换算法在虚拟内存管理中,页面置换算法用于决定将哪些页面调出内存,以便为新页面腾出空间。
常见的页面置换算法有最佳置换、先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)等。
4.死锁避免算法死锁是多进程并发执行时可能出现的一种资源竞争问题。
死锁避免算法用于通过动态检测和预防死锁的发生。
常见的死锁避免算法有银行家算法和资源分配图算法等。
5.文件系统算法文件系统算法用于文件的组织和管理,包括文件分配和空闲空间管理等。
常见的文件系统算法有FAT、NTFS、EXT系列等。
6.磁盘调度算法磁盘调度算法用于优化磁盘存储的读写操作,以提高磁盘的性能和效率。
常见的磁盘调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。
7.内存分配算法内存分配算法用于管理物理内存的分配和回收,以满足进程对内存的需求。
常见的内存分配算法有固定分区分配、动态分区分配、伙伴系统等。
8.页面替换算法页面替换算法用于在虚拟内存管理中选择牺牲的页面,一般是根据一定的策略选择最适合替换的页面。
常见的页面替换算法有最佳置换、先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)等。
9.缓存替换算法缓存替换算法用于管理缓存空间中的数据,当缓存空间不够用时,需要根据一定策略选择最适合替换的数据。
常见的缓存替换算法有最近最少使用(LFU)、最不经常使用(LRU)等。
10.数据结构和算法以上是操作系统中常见的算法汇总,这些算法在操作系统的不同部分扮演着重要的角色,对于操作系统的性能和效率有着重要影响。
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。
内存管理中一些算法
内存管理中⼀些算法在内存管理中存在这两类算法:⼀类是内存分配算法,⼀类是页⾯置换算法内存分配算法:是指怎么从连续的逻辑地址空间上分配内存地址给进程。
常见内存分配算法及优缺点如下: (1)⾸次适应算法。
使⽤该算法进⾏内存分配时,从空闲分区链⾸开始查找,直⾄找到⼀个能满⾜其⼤⼩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分配给请求者,余下的空闲分区仍留在空闲分区链中。
该算法倾向于使⽤内存中低地址部分的空闲分区,在⾼地址部分的空闲分区很少被利⽤,从⽽保留了⾼地址部分的⼤空闲区。
显然为以后到达的⼤作业分配⼤的内存空间创造了条件。
缺点在于低址部分不断被划分,留下许多难以利⽤、很⼩的空闲区,⽽每次查找⼜都从低址部分开始,这⽆疑会增加查找的开销。
(2)循环⾸次适应算法。
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,不再每次从链⾸开始查找,⽽是从上次找到的空闲分区开始查找,直⾄找到⼀个能满⾜要求的空闲分区,并从中划出⼀块来分给作业。
该算法能使空闲中的内存分区分布得更加均匀,但将会缺乏⼤的空闲分区。
(3)最佳适应算法。
该算法总是把既能满⾜要求,⼜是最⼩的空闲分区分配给作业。
为了加速查找,该算法要求将所有的空闲区按其⼤⼩排序后,以递增顺序形成⼀个空⽩链。
这样每次找到的第⼀个满⾜要求的空闲区,必然是最优的。
孤⽴地看,该算法似乎是最优的,但事实上并不⼀定。
因为每次分配后剩余的空间⼀定是最⼩的,在存储器中将留下许多难以利⽤的⼩空闲区。
同时每次分配后必须重新排序,这也带来了⼀定的开销。
(4)最差适应算法。
最差适应算法中,该算法按⼤⼩递减的顺序形成空闲区链,分配时直接从空闲区链的第⼀个空闲分区中分配(不能满⾜需要则不分配)。
很显然,如果第⼀个空闲分区不能满⾜,那么再没有空闲分区能满⾜需要。
这种分配⽅法初看起来不太合理,但它也有很强的直观吸引⼒:在⼤空闲区中放⼊程序后,剩下的空闲区常常也很⼤,于是还能装下⼀个较⼤的新程序。
freertos的内存管理算法
freertos的内存管理算法
FreeRTOS使用动态内存分配算法来管理内存。
在FreeRTOS中,内存分配算法通常是基于堆的,它使用malloc()和free()函数来动
态分配和释放内存。
FreeRTOS的内存管理算法通常基于以下几种方式:
1. First Fit算法,这是最基本的内存分配算法之一。
当请求
分配内存时,它会在堆中从头开始寻找第一个能够满足需求的空闲块,并将其分配给请求者。
这种算法简单直接,但可能会导致碎片
化问题。
2. Best Fit算法,这种算法会在堆中寻找最适合大小的空闲
块来满足请求。
它会遍历整个堆来找到最小的合适块,以减少碎片
化问题。
然而,这种算法可能会增加搜索时间。
3. 空闲块列表,FreeRTOS还可能使用空闲块列表来管理内存。
这种方法会维护一个空闲块的列表,当有内存请求时,会在列表中
查找最合适的空闲块来分配。
这种方法可以减少搜索时间,但需要
额外的空间来维护列表。
4. 内存池,内存池是一种预先分配一定大小的内存块,当需要分配内存时,直接从内存池中分配,而不是动态地在堆中分配。
这种方法可以减少内存碎片化,但需要提前规划内存池的大小。
总的来说,FreeRTOS的内存管理算法会根据应用的需求和平台的特点选择合适的算法来进行内存分配和管理。
这些算法都有各自的优缺点,需要根据具体情况进行选择。
lwip内存分配算法 -回复
lwip内存分配算法-回复lwIP(Lightweight IP)是一个开源的TCP/IP协议栈,专为嵌入式系统设计的。
内存分配算法是lwIP中一个重要的组成部分,它决定了lwIP如何在有限的嵌入式系统内存中分配和管理网络相关数据结构的存储空间。
本文将围绕lwIP内存分配算法展开,深入探讨其原理、实现方式和优化策略。
首先,我们需要了解lwIP内存的基本分配单位是一个叫做PBUF(Packet Buffer)的内存块。
PBUF是一个数据结构,用于存储和管理网络数据包的缓冲区。
lwIP采用了一个池内存管理机制,即将内存分成几个大小不同的池,每个池专门负责分配对应大小的PBUF,从而提高内存的利用效率。
lwIP内部维护了多个pbuf_pool_t结构体,每个结构体对应一个不同大小的PBUF池。
通过pbuf_pool_t结构体,lwIP可以追踪和管理池中每个PBUF的使用情况。
在初始化过程中,lwIP会根据预定义的配置文件,创建不同大小的PBUF池,以满足实际应用的需求。
一般来说,PBUF的大小可以分为以下几个类别:小型PBUF、中型PBUF 和大型PBUF。
小型PBUF用于存储较小的网络数据包,如TCP/IP头部信息;中型PBUF用于存储中等大小的数据包,如TCP/IP数据部分;大型PBUF用于存储较大的数据包,如文件传输。
在运行期间,当lwIP需要分配一个新的PBUF时,它会根据需要的大小选择对应的PBUF池进行分配和申请。
具体分配算法如下:1. 首先,lwIP通过pbuf_alloc()函数向内存池请求分配一个指定大小的PBUF。
2. 如果请求的大小大于最大的PBUF池大小,则直接通过malloc()函数从堆中申请一个新的PBUF,并将其加入PBUF池中,以备下次使用。
3. 如果请求的大小小于等于最大的PBUF池大小,则依次遍历每个PBUF 池,直到找到一个能满足请求大小的PBUF。
4. 如果找到一个可用的PBUF,并且其容量大于请求的大小,则将其分割成两个部分:一个用于分配,一个用于未使用的内存块。
jemalloc 原理
jemalloc 原理jemalloc是一种高效的内存管理器,它被广泛用于各种操作系统和应用程序中。
本文将介绍jemalloc的原理,包括jemalloc的设计目标、内存分配算法、内存释放算法和高级功能。
一、jemalloc的设计目标jemalloc的设计目标是提高内存管理器的性能和可扩展性。
为此,它采用了多种技术,包括:1.线程缓存:jemalloc使用线程缓存来减少锁竞争和系统调用次数。
每个线程都有自己的缓存,可以在本地分配和释放内存。
2.动态区域:jemalloc使用动态区域来管理内存。
动态区域是一个连续的虚拟地址空间,在需要时可以动态地增加或减少大小。
3.分层结构:jemalloc使用分层结构来管理不同大小的内存块。
每个层次都有自己的数据结构和算法,以优化不同大小范围内的内存分配和释放。
4.高级功能:jemalloc还提供了许多高级功能,如内存填充、统计信息、调试工具等。
二、jemalloc的内存分配算法1.基本概念为了更好地理解jemalloc的内存分配算法,我们需要先介绍一些基本概念:1.1 内存块:内存块是jemalloc中最基本的单位,它是一段连续的内存区域。
每个内存块都有一个头部和一个尾部,用于管理内存块的状态和大小。
1.2 块大小:块大小是指一个内存块的实际大小。
在jemalloc中,每个内存块的大小都是2的幂次方。
1.3 块对齐:块对齐是指将内存分配到特定大小的边界上。
在jemalloc中,默认情况下,所有内存分配都会被对齐到8字节边界上。
2.分层结构jemalloc采用了分层结构来管理不同大小范围内的内存块。
具体来说,它将所有可用的内存均分为多个层次,每个层次都管理一定范围内的内存。
2.1 tinytiny层次管理小于等于512字节的内存。
它使用线程缓存来减少锁竞争和系统调用次数。
每个线程都有自己的tiny缓存,可以在本地分配和释放tiny级别的内存。
2.2 smallsmall层次管理大于512字节且小于等于32KB的内存。
lwip内存分配算法
lwip内存分配算法摘要:1.LWIP 内存分配算法概述2.LWIP 内存分配算法的基本原理3.LWIP 内存分配算法的优缺点4.LWIP 内存分配算法的应用实例正文:【1.LWIP 内存分配算法概述】LWIP(Light Weight IP)是一种轻量级的TCP/IP 协议栈,主要用于嵌入式系统中。
LWIP 内存分配算法是该协议栈中用于内存管理的一种高效算法。
它的设计目标是在保证内存分配效率的同时,尽量减少内存碎片的产生。
【2.LWIP 内存分配算法的基本原理】LWIP 内存分配算法主要基于两个原则:1.分配给每个任务(如TCP 连接)固定大小的内存块;2.在内存分配时,尽量选择最小的可用内存块。
具体来说,LWIP 将内存空间划分为多个固定大小的内存块,每个内存块包含一个数据缓冲区和一个控制结构。
当需要为某个任务分配内存时,LWIP 会在可用内存块中选择一个最小的能够满足任务需求的内存块,然后将其分配给任务。
【3.LWIP 内存分配算法的优缺点】优点:- 高效:LWIP 内存分配算法能够在较短的时间内完成内存分配。
- 减少内存碎片:由于采用固定大小的内存块进行分配,这有助于减少内存碎片的产生。
- 易于管理:由于每个任务分配固定大小的内存块,因此内存管理变得更加简单。
缺点:- 内存利用率较低:由于采用固定大小的内存块进行分配,可能会导致部分内存空间的浪费。
- 可扩展性有限:当任务需求较大时,可能需要分配较大的内存块,这会限制LWIP 内存分配算法的适用范围。
【4.LWIP 内存分配算法的应用实例】LWIP 内存分配算法广泛应用于嵌入式系统的网络协议栈中,如轻量级TCP/IP 协议栈LWIP。
在LWIP 中,该算法用于实现TCP 连接的内存分配,以及UDP 数据报的发送和接收等。
内存分配算法与性能差异分析
内存分配算法与性能差异分析内存分配算法是计算机系统中非常重要的一部分,不同的内存分配算法会影响系统的整体性能。
在计算机程序运行过程中,内存的分配和释放是非常频繁的操作,因此选择合适的内存分配算法对系统性能至关重要。
一般来说,常见的内存分配算法包括首次适应算法(First Fit)、最佳适应算法(Best Fit)、最坏适应算法(Worst Fit)和循环首次适应算法(Next Fit)等。
这些算法各有优缺点,会在不同的场景下展现出性能差异。
首次适应算法是最简单的内存分配算法之一,它会从内存的起始位置开始查找第一个符合要求的空闲块,并将请求的内存分配给这个空闲块。
优点是简单快速,但缺点是会留下很多碎片空间,影响内存的利用率。
最佳适应算法会选择能够最小化空闲空间浪费的块来进行内存分配,但是由于在搜索整个空闲块列表以找到最小适合的块,所以会带来额外的时间开销。
最坏适应算法则是选择能够满足请求的最大块进行内存分配,这样可以减少外部碎片,但可能导致内存的浪费。
循环首次适应算法则是在首次适应算法的基础上对算法进行了改进,它从上次查找到的位置开始继续查找下一个可用的内存块,可以更好地利用内存空间。
在实际应用中,不同的内存分配算法适用于不同的场景。
对于内存分配请求频繁且大小不确定的场景,使用循环首次适应算法可能是一个比较好的选择,可以避免过多的内存碎片;而对于内存分配请求相对固定大小的场景,最佳适应算法可能更适合,可以最大限度地减少内存浪费。
除了以上提到的内存分配算法之外,还有许多其他的算法和策略可以用来处理内存分配,比如伙伴分配算法、slab分配算法等。
每种算法都有自己的特点和适用场景,选择合适的内存分配算法对系统的性能和稳定性至关重要。
总的来说,内存分配算法对系统性能有着较大的影响,选择合适的算法可以提高系统的性能和资源利用率,降低碎片化的程度,提高系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中,需要根据具体的场景和要求选择合适的内存分配算法,以达到最佳的性能表现。
lwip内存分配算法
lwIP内存分配算法lwIP(Lightweight IP)是一个轻量级的开源TCP/IP协议栈,它专为嵌入式系统设计,具有较小的内存占用和高度可配置性。
在lwIP中,内存的分配和管理是一个重要的问题,因为嵌入式系统通常具有有限的资源。
内存管理问题在网络通信中,数据包的传输需要使用缓冲区来存储数据。
而在lwIP中,内存分配算法主要用于管理缓冲区的分配和释放。
由于嵌入式系统资源有限,因此需要设计一种高效的内存管理算法来满足系统对内存资源的需求。
lwIP提供了两种主要的内存管理方式:静态内存管理和动态内存管理。
静态内存管理静态内存管理是指在编译时就确定了系统所需的所有缓冲区,并将其固定分配给lwIP。
这种方式可以确保系统在运行时不会发生动态分配失败的情况。
静态内存管理适用于对资源要求严格、对性能要求不高、并且可以预先估计所需资源量的场景。
静态内存管理需要事先配置好每个模块所需的缓冲区大小,并通过修改lwipopts.h文件中相关宏定义来实现。
例如,可以通过修改MEMP_NUM_PBUF来指定pbuf结构体的数量,通过修改PBUF_POOL_SIZE来指定pbuf pool的大小。
静态内存管理的优点是简单、高效,不需要运行时的内存分配和释放操作。
然而,它的缺点是资源利用率较低,不能动态适应系统运行时的需求变化。
动态内存管理动态内存管理是指在运行时根据需要动态地分配和释放缓冲区。
这种方式可以有效地提高资源利用率,并且可以适应系统运行时需求的变化。
但是,动态内存管理也带来了一些额外的开销和复杂性。
lwIP中使用了两种动态内存管理算法:堆内存管理和池式内存管理。
堆内存管理堆内存管理是使用标准C库函数(如malloc和free)来进行动态内存分配和释放。
在lwIP中,默认情况下使用堆内存管理算法。
堆内存管理需要在系统初始化时调用mem_init()函数来初始化堆,并通过修改lwipopts.h文件中相关宏定义来配置堆的大小。
malloc分配内存的算法
malloc分配内存的算法malloc是一个常用的内存分配器,负责动态分配内存空间,以满足程序的需要。
在C/C++程序中,当需要动态申请内存空间时,常常使用malloc函数来完成。
malloc函数的使用非常常见,但究竟malloc如何进行内存分配的呢?接下来,我们将从几个方面来介绍malloc的内存分配算法。
1. 首先,当调用malloc函数申请内存时,malloc会先查询内部数据结构(堆)来寻找一块大小合适的未分配空间。
如果找到了,则将该空间分配给程序使用。
2. 如果堆中没有找到合适的未分配空间,则malloc会寻找一块比所需空间大的已分配空间,并将其切割成两块。
一块分配给程序使用,另一块作为新的未分配空间待分配。
这种方式可以避免由于内存碎片造成的内存使用不充分的问题。
3. 在内存分配之前,malloc会根据需要分配的内存大小选择一个合适的内存池进行内存分配。
例如,如果需要分配的内存较小,则会选择小块内存池,而需要分配较大内存时,则会选择大块内存池。
这样可以提高内存分配的效率。
4. malloc还会将小块内存进行分类,按照不同大小进行区分,从而让内存分配更加高效。
例如,当需要分配16字节以内的内存时,会从16字节的小块内存池中进行分配,而不是从其他大小的内存池中。
5. malloc会使用类似于引用计数的技术来管理内存使用情况,防止出现内存泄漏或者未释放内存的情况。
当程序申请内存时,malloc会为该内存块添加引用计数。
当该内存块不再被程序所使用时,引用计数会减一。
当引用计数为0时,该内存块会被释放掉。
综上所述,malloc作为一种常用的内存分配器,通过选择合适的内存池、将空闲内存块进行合理切割以及使用引用计数技术等方式来提高内存分配效率和内存使用情况。
在实际的软件开发中,应该根据具体的应用场景选择合适的内存分配方案,以充分利用内存,提高程序性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
//⑴自定义内存管理策略对应的数据结构;//⑵随机产生一组申请和收回进程及要求分配和收回内存的大小,实现内存分配和收回算法(可以采用多种分配算法),计算内存利用率;//⑶显示内存分区管理的分配和收回过程。
#include<iostream>#include<cmath>#include<iomanip.h>#include<time.h>#define Size 4#define num 10#define SUCCESS 1#define ERROR -1typedef int byte;typedef struct {byte subareaSize;//分区大小int startLoc;//起始地址int index;// 分区号}SubareaTable;//分区表typedef struct node{// 结点SubareaTable subarea;// 分区struct node *next;int status;//状态位0(空闲)1(使用)}*Node,*LinkList;typedef struct {byte processSize;int subareaIndex;//保存分区号int status;//进程状态,0(新建)1(执行)-1(终止)-2(未绪。
申请但没有分配内存)2(就绪,已分配内存)}Process;//进程int subareaSize[num]={8,12,16,32,24,16,64,128,40,64};//分区大小Process *pro=NULL;//保持进程信息int ProcessNum=0;//进程数目int applyProcessNum=0;//每次申请进程数目int maxApplyNum=0;//最大可申请数目int *applyIndex=NULL;//申请进程队列int totalApplyNum=0;//申请总数int *assignPointer=NULL;//已分配内存的进程队列int assignFlag=0;//分配索引,表示已申请队列已分配的进程数int exeIndex;//执行的进程号Node *subareaNode=new Node[3];//分区回收时,进程所在分区及其前,后分区信息LinkList createLinkList(int n );//建立空闲分区链Node firstFit(LinkList &head,Process pro);//首次适应算法Node nestFit(LinkList &head,Process pro,Node flag);//循环适应算法Node bestFit(LinkList &head,Process pro);//最佳适应算法Node worstFit(LinkList &head,Process pro);//最坏适应算法Node assign(LinkList &head,int orderIndex,int index,Node flagNode);//一次分区分配int assignMemory(LinkList &head);//内存分配void insertNode(LinkList &head,Node q,int index);//插入节点Node deleteNode(LinkList &head,int index);//删除节点int display(LinkList &head);//打印分区分配情况int lowAttemper(int *excursionPointer);//低级调度int findSubarea(LinkList &head,int index);//回收内存int menu();//菜单int creatProcess();//创建进程Process* randomCreatPro(int n);//随机产生进程LinkList createLinkList(int n){//建立空闲分区链cout<<" -------------创建分区--------------"<<endl;LinkList head;Node p;head=(LinkList)malloc(sizeof(node));if(head==NULL){cout<<"头结点分配错误"<<endl;return NULL;}head->next=NULL;//链表尾巴设置为NULLLinkList q=head;int start=0;for(int i=1;i<=n;i++){p=(Node)malloc(sizeof(node));if(p==NULL){cout<<"节点分配错误"<<endl;return NULL;}p->next=q->next;q->next=p;q=p;p->subarea.index=i;p->subarea.subareaSize=subareaSize[i-1];//分区表赋值大小p->subarea.startLoc=start;p->status=0;start+=subareaSize[i-1];}cout<<"分区创建成功!!!"<<endl;return head;}Node firstFit(LinkList &head,Process pro){//首次适应算法Node p=head->next;//遍历结点,返回结点,从第一个结点开始遍历if(p==NULL){cout<<"空闲链表不存在"<<endl;return NULL;}else{do{if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){break;}p=p->next;}while(p!=NULL);if(p==NULL){//没找到合适的结点return head;}return p;}}Node nestFit(LinkList &head,Process pro,Node flag){//循环适应算法Node p=flag->next;//遍历结点while(p!=NULL){if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){break;}p=p->next;}if(p==NULL){//遍历到链表结尾p=head;//从头开始遍历while(p!=flag){//标记结点p=p->next;if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){break;}}if(p==flag){//正常跳出循环,没有合适的结点可分配return head;}else{return p;// 在flag结点前找到一合适的结点分配}}else{return p;// 在flag结点后找到一合适的结点分配}}Node bestFit(LinkList &head,Process pro){//最佳适应算法Node p=head->next;//遍历结点,返回结点,从第一个结点开始遍历Node q;//返回最佳空闲结点int leave;//剩余空间int count=0;//计数器if(p==NULL){cout<<"空闲链表不存在"<<endl;return NULL;}else{do {if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){count++;if(count==1){//第一个可以分配的空闲分区leave=p->subarea.subareaSize-pro.processSize;q=p;}else if(count>1){if(p->subarea.subareaSize-pro.processSize<leave){//更适合的结点leave=p->subarea.subareaSize-pro.processSize;q=p;}}}p=p->next;}while(p!=NULL);return q;}}Node worstFit(LinkList &head,Process pro){//最坏适应算法Node p=head->next;//遍历结点,返回结点,从第一个结点开始遍历Node q;//返回最大空闲结点int count=0;//计数器if(p==NULL){cout<<"空闲链表不存在"<<endl;return NULL;}else {// 开始遍历do {if(p->status==0){count++;if(count==1){//第一个空闲区q=p;}else{//非第一个空闲区if(p->subarea.subareaSize>q->subarea.subareaSize){//当前结点大于前面最大结点q=p;}}}p=p->next;}while(p!=NULL);if(q->subarea.subareaSize>=pro.processSize){return q;}else{cout<<"进程大小大于最大分区,无法分配"<<endl;return head;}}}void insertNode(LinkList &head,Node q,int index) {Node p;//遍历结点int j=1;if(head==NULL){cout<<"链表为空";return;}p=head->next;for(;p;p=p->next){j++;if(j>=index)break;}q->next=p->next;p->next=q;//插入完成j=q->subarea.index;//j保持q的分区号q=q->next;//开始修改分区号j=q->subarea.index;while(q!=NULL){q->subarea.index=j+1;q=q->next;j++;}}Node deleteNode(LinkList &head,int index){ Node q;//保存要删掉的节点Node p=head;//遍历的节点int count=0;while(p&&count<index-1){p=p->next;count++;}q=p->next;p->next=q->next;}int findSubarea(LinkList &head,int index){Node p=head->next;//遍历结点if(p==NULL){cout<<"空闲链表不存在"<<endl;return ERROR;}else{int j=1;for(;p;j++){p=p->next;if(j>=index-1)break;}for(int i=0;i<3;i++){subareaNode[i]=p;p=p->next;}return SUCCESS;}}int display(LinkList &head){//打印分区分配情况cout<<" -------------分区信息--------------"<<endl;Node p;if(head==NULL){cout<<"分区未创建,请先创建分区"<<endl;return ERROR;}else{p=head->next;cout.fill(' ');while(p!=NULL){cout.width(3);cout<<p->subarea.index<<"分区的大小:"<<setw(5)<<p->subarea.subareaSize<<"KB "<<"分区开始位置:"<<setw(6)<<p->subarea.startLoc<<"是否空闲:"<<setw(4)<<p->status<<endl;p=p->next;return SUCCESS;}}int displayProcess(){cout<<" -------------进程信息--------------"<<endl;if(pro==NULL){cout<<"进程未创建,请先创建进程"<<endl;return ERROR;}for(int i=0;i<ProcessNum;pro++,i++){cout<<i+1<<"号进程大小:"<<setw(6)<<pro->processSize<<" 进程状况:"<<setw(6);if(pro->status==0){cout<<"创建";}else if(pro->status==1){//进程状态cout<<"执行";}else if(pro->status==-1){cout<<"终止";}else if(pro->status==2){cout<<"就绪";}else if(pro->status==-2){cout<<"未绪";}cout<<endl;}pro-=ProcessNum;return SUCCESS;}int applyforProcess(){cout<<" -------------申请进程--------------"<<endl;int index;if(pro==NULL){cout<<"进程未创建,请先创建进程"<<endl;return ERROR;}cout<<"输入申请进程的数目:";cin>>applyProcessNum;while(applyProcessNum>maxApplyNum){//申请数目大于最大可申请数目cout<<"申请进程数目大于可申请进程数目,不合法"<<endl;cout<<"请重新输入申请进程数:";cin>>applyProcessNum;}displayProcess();for(int i=0;i<applyProcessNum;){cout<<"请输入需要申请的进程(创建进程才能申请):";cin>>index;pro+=(index-1);//修改指针if(pro->status==0){cout<<index<<"号进程申请成功"<<endl;applyIndex[i+totalApplyNum]=index-1;//保持申请进程的偏移量pro->status=-2;//改状态i++;maxApplyNum--;}else{cout<<index<<"号进程不为创建状态,重新申请"<<endl;}pro-=(index-1);//回首址}totalApplyNum+=applyProcessNum;return SUCCESS;}int assignMemory(LinkList &head){//分配内存int n;Node flagNode;if(applyProcessNum==0||head==NULL){cout<<"未申请进程或未建分区....."<<endl;return ERROR;}do{cout<<"**********内存分配**********"<<endl;cout<<setw(10)<<"1.首次适应算法"<<endl;cout<<setw(10)<<"2.循环适应算法"<<endl;cout<<setw(10)<<"3.最佳适应算法"<<endl;cout<<setw(10)<<"4.最坏适应算法"<<endl;cout<<"**************************"<<endl;cout<<"请选择:";cin>>n;}while(n<1||n>4);int count=0;//第一次分配,从头结点开始,其他重上次分配的节点开始applyIndex+=assignFlag;//从分配资源的进程开始分配for(int i=assignFlag;i<totalApplyNum;i++,applyIndex++){if(n!=2){assign(head,n,*applyIndex,NULL);}//head头结点(链表),n(分配算法)NULL(n!=2无作业),*applyIndex申请进程的偏移指针else if(n==2){if(count==0){flagNode=assign(head,n,*applyIndex,head);count++;}else{flagNode=assign(head,n,*applyIndex,flagNode);}}assignPointer[i]=*applyIndex;//分配的进程进已分配进程队列}applyIndex-=totalApplyNum;//申请进程的偏移指针回首址assignFlag=totalApplyNum;//修改分配数;return SUCCESS;}Node assign(LinkList &head,int orderIndex,int index,Node flagNode){pro+=index;Process process=*pro;Node assignNode;switch(orderIndex){case 1:{assignNode=firstFit(head,process);break;}case 2:{assignNode=nestFit(head,process,flagNode);break;}case 3:{assignNode=bestFit(head,process);break;}case 4:{assignNode=worstFit(head,process);break;}}pro->subareaIndex=assignNode->subarea.index;//保存进程分配的分区号pro->status=2;//修改状态pro-=index;//指针回到起始位置if(assignNode!=NULL){//找到分配分区if(assignNode->subarea.subareaSize-process.processSize<=Size){//不再切割的分区assignNode->subarea.subareaSize=process.processSize;//修改分区大小}else if(assignNode->subarea.subareaSize-process.processSize>Size){//可再划分分区Node node=(Node)malloc(sizeof(node));SubareaTable *subarea=(SubareaTable*)malloc(sizeof(SubareaTable));//划分新的分区subarea->index=assignNode->subarea.index+1;//分区号subarea->subareaSize=assignNode->subarea.subareaSize-process.processSize;//分区大小subarea->startLoc=assignNode->subarea.startLoc+process.processSize;node->status=0;//分区状态node->subarea=*subarea;insertNode(head, node, assignNode->subarea.index+1);//插入空闲链表}assignNode->status=1;// 修改分区使用return assignNode;}else{return NULL;}}void amendNodedata(Node p,Node q){if(p->status==0&&q->status==0){// 前后两分区都不是空闲分区int j=p->subarea.index;//分区号p->subarea.subareaSize+=(q->subarea.subareaSize+subareaNode[1]->subarea.subareaSize);//修改分区大小p->next=q->next;//修改指针;while(p!=NULL){j++;p->subarea.index=j;p=p->next;}}else if(p->status==1&&q->status==0){//前未空闲后空闲p=subareaNode[1];int j=p->subarea.index;p->subarea.subareaSize+=q->subarea.subareaSize;p->next=q->next;while(p!=NULL){j++;p->subarea.index=j;p=p->next;}}else if(p->status==0&&q->status==1){//前空闲后未空闲int j=p->subarea.index;p->subarea.subareaSize+=subareaNode[1]->subarea.subareaSize;p->next=subareaNode[1]->next;while(p!=NULL){j++;p->subarea.index=j;p=p->next;}}}int callbackMemory(LinkList &head, int index){char n;cout<<index+1<<"进程正在执行...."<<endl;cout<<"进程大小为"<<setw(5)<<(pro+index)->processSize<<" 分配的分区号"<<(pro+index)->subareaIndex<<endl;do{cout<<"是否结束进程Y/N 请输入(y/n)";cin>>n;cout<<endl;}while(n!='y'||n!='Y'||n!='n'||n!='N');if(n=='y'||n=='Y'){findSubarea(head,(pro+index)->subareaIndex);if(subareaNode[2]!=NULL){if(subareaNode[0]->status==1&&subareaNode[2]->status==1){subareaNode[0]->status=0;}else {amendNodedata(subareaNode[0],subareaNode[2]);}}else if(subareaNode[0]==NULL){if(subareaNode[0]->status==0){subareaNode[0]->subarea.subareaSize+=subareaNode[1]->subarea.subareaSize;subareaNode[0]->next=subareaNode[2];}else{subareaNode[0]->status=0;}}return SUCCESS ;}else{cout<<"您没结束进程,进程不释放,分区不回收"<<endl;return ERROR;}}int lowAttemper(int *excursionPointer){cout<<" -------------低级调度--------------"<<endl;if(*excursionPointer<0){cout<<"没有已分配好资源的进程";return ERROR;}else{int n;displayProcess();do{cout<<"请选择一个就绪进程进入CPU";cin>>n;cout<<endl;}while(n<1||n>ProcessNum||(pro+n-1)->status!=2);(pro+n-1)->status=1;//进程状态改变exeIndex=n-1;cout<<"CPU正在调度...."<<endl;cout<<n<<"进程获得处理机,开始执行!!!!!"<<endl;return SUCCESS;}}int menu(){int n;do{cout<<"*********************计算机内存管理****************"<<endl;cout<<setw(30)<<"1.创建进程"<<endl;cout<<setw(30)<<"2.进程信息"<<endl;cout<<setw(30)<<"3.进程申请"<<endl;cout<<setw(30)<<"4.分区创建"<<endl;cout<<setw(30)<<"5.内存分配"<<endl;cout<<setw(30)<<"6.内存回收"<<endl;cout<<setw(30)<<"7.打印分区"<<endl;cout<<setw(30)<<"8.低级调度"<<endl;cout<<setw(30)<<"9.系统退出"<<endl;cout<<"***************************************************"<<endl;cout<<"请选择:";cin>>n;}while(n<1||n>9);return n;}int creatProcess(){cout<<" -------------创建进程--------------"<<endl;cout<<"输入进程数目:";cin>>ProcessNum;applyIndex=new int[ProcessNum];//初始化进程申请队列assignPointer=new int[ProcessNum];//初始化进程分配队列maxApplyNum=ProcessNum;pro=randomCreatPro(ProcessNum);cout<<"进程正在创建......"<<endl;return SUCCESS;}Process* randomCreatPro(int n){Process *process=new Process[n];srand((unsigned)time(NULL));//播一次种for(int i=0;i<n;i++){process[i].processSize=1+rand()%128;//随机产生进程的大小process[i].status=0;//初始化进程状况process[i].subareaIndex=-1;//初始化分区号,-1未分配,进程在外存上}return process;void main(){int number=menu();bool flag=true;LinkList head;while(flag){switch(number){case 1: {if(creatProcess()==SUCCESS){cout<<"进程创建完成!!!"<<endl;}break;}case 2:{displayProcess();break;}case 3:{applyforProcess();break;}case 4:{head=createLinkList(num);break;}case 5:{assignMemory(head);break;}case 6:{callbackMemory(head,exeIndex);break;}case 7:{display(head);break;}case 8:{lowAttemper(assignPointer);break;}case 9:{flag=false;cout<<"系统退出!!!";}}if(flag){number=menu();}}}。