实验3内存管理 空闲分区表
存储器管理实验实验报告
![存储器管理实验实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/3472c46eef06eff9aef8941ea76e58fafbb0455c.png)
存储器管理实验实验报告一、实验目的存储器管理是操作系统的重要组成部分,本次实验的目的在于深入理解存储器管理的基本原理和方法,通过实际操作和观察,掌握存储器分配与回收的算法,以及页面置换算法的实现和性能评估。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10,编程语言为 C++,开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容与步骤(一)存储器分配与回收算法实现1、首次适应算法(1)原理:从空闲分区链的首地址开始查找,找到第一个满足需求的空闲分区进行分配。
(2)实现步骤:建立空闲分区链表,每个节点包含分区的起始地址、大小和状态(已分配或空闲)。
当有分配请求时,从链表头部开始遍历,找到第一个大小满足需求的空闲分区。
将该分区进行分割,一部分分配给请求,剩余部分仍作为空闲分区留在链表中。
若找不到满足需求的空闲分区,则返回分配失败。
2、最佳适应算法(1)原理:从空闲分区链中选择与需求大小最接近的空闲分区进行分配。
(2)实现步骤:建立空闲分区链表,每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。
当有分配请求时,遍历整个链表,计算每个空闲分区与需求大小的差值。
选择差值最小的空闲分区进行分配,若有多个差值相同且最小的分区,选择其中起始地址最小的分区。
对选中的分区进行分割和处理,与首次适应算法类似。
3、最坏适应算法(1)原理:选择空闲分区链中最大的空闲分区进行分配。
(2)实现步骤:建立空闲分区链表,每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。
当有分配请求时,遍历链表,找到最大的空闲分区。
对该分区进行分配和处理。
(二)页面置换算法实现1、先进先出(FIFO)页面置换算法(1)原理:选择在内存中驻留时间最久的页面进行置换。
(2)实现步骤:建立页面访问序列。
为每个页面设置一个进入内存的时间戳。
当发生缺页中断时,选择时间戳最早的页面进行置换。
2、最近最久未使用(LRU)页面置换算法(1)原理:选择最近一段时间内最长时间未被访问的页面进行置换。
分区存储管理模拟实验报告
![分区存储管理模拟实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/fe49c826910ef12d2bf9e7a1.png)
分区存储管理模拟实验报告分区存储管理模拟实验报告1.实验目的了解动态分区存储管理方式中的数据结构和分配算法,加深对动态分区存储管理方式及其实现技术的理解。
2. 实验内容▪用C语言或Pascal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Allocate()和回收过程Free()。
其中,空闲分区采用空闲分区链来组织,内存分配时,优先使用空闲区低地址部分的空间。
▪假设初始状态,可用内存空间为640KB,作业请求序列如下(也可以编程从键盘输入,R 表示请求,F表示释放):✧作业1请求130 KB。
✧作业2请求60 KB。
✧作业3请求100 KB。
到第一个足以满足要球的空闲块就停止查找,并把它分配出去;如果该空闲空间与所需空间大小一样,则从空闲表中取消该项;如果还有剩余,则余下的部分仍留在空闲表中,但应修改分区大小和分区始址。
最佳适应算法:当要分配内存空间时,就查找空闲表中满足要求的空闲块,并使得剩余块是最小的。
然后把它分配出去,若大小恰好合适,则直按分配;若有剩余块,则仍保留该余下的空闲分区,并修改分区大小的起始地址。
内存回收:将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态,删除其作业名,设置为空。
并判断该空闲块是否与其他空闲块相连,若释放的内存空间与空闲块相连时,则合并为同一个空闲块,同时修改分区大小及起始地址。
typedef struct freearea{}ElemType;定义一个空闲区说明表结构,每申请一个作业,改作业便具有此结构体typedef struct DuLNode{}DuLNode,*DuLinkList;定义一个双向链表Status Initblock(){}开创带头结点的内存空间链表,通过双向链表把申请的作业链接起来,作业的插入和删除,和链表中节点的插入和删除类似。
双向链表如图1所示Status First_fit(int ID,int request){}传入作业名及申请量采用首次适应算法实现动态内存分区分配的模拟,初始态640KB,只是一个虚态,每申请成功一个作业,便相应的640KB做相应的减少,同过双向链表模拟主存的分配情况。
实现内存分配实验报告(3篇)
![实现内存分配实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/a0d1c962eef9aef8941ea76e58fafab068dc441b.png)
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。
内存管理实验报告
![内存管理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/e678f0b47d1cfad6195f312b3169a4517723e582.png)
内存管理实验报告内存管理实验报告引言内存管理是计算机系统中非常重要的一部分,它负责管理计算机系统的内存资源,为程序的运行提供必要的支持。
本次实验旨在探究不同的内存管理策略对计算机系统性能的影响,以及如何优化内存管理以提高系统效率。
一、实验背景计算机系统中的内存是用于存储程序和数据的关键资源。
在多道程序设计环境下,多个程序需要共享有限的内存资源,因此需要一种有效的内存管理策略来分配和回收内存空间。
本次实验中,我们将研究并比较两种常见的内存管理策略:固定分区和动态分区。
二、实验过程1. 固定分区固定分区是将内存划分为固定大小的若干区域,每个区域可以容纳一个程序。
在实验中,我们将内存划分为三个固定大小的区域,并将三个不同大小的程序加载到内存中进行测试。
通过观察程序的运行情况和内存利用率,我们可以评估固定分区策略的优缺点。
2. 动态分区动态分区是根据程序的大小动态地分配内存空间。
在实验中,我们将使用首次适应算法来实现动态分区。
首次适应算法将按照程序的大小从低地址开始查找可以容纳该程序的空闲分区,并分配给程序使用。
通过观察动态分区策略下的内存利用率和碎片情况,我们可以评估该策略的优劣。
三、实验结果1. 固定分区在固定分区策略下,我们观察到每个程序都能够顺利运行,但是内存利用率较低。
由于每个程序都需要占用一个固定大小的分区,当程序大小与分区大小不匹配时,会出现内存浪费的情况。
此外,固定分区策略也存在无法分配较大程序的问题。
2. 动态分区在动态分区策略下,我们观察到内存利用率较高,碎片情况也较少。
由于动态分区可以根据程序的大小动态分配内存空间,因此可以更加高效地利用内存资源。
然而,动态分区策略也存在着内存分配和回收的开销较大的问题。
四、实验总结通过本次实验,我们对固定分区和动态分区两种内存管理策略进行了比较和评估。
固定分区策略适用于程序大小已知且固定的情况,但会导致内存浪费;而动态分区策略可以更加灵活地分配内存空间,但会增加内存分配和回收的开销。
第十一讲存储器管理之连续分配方式
![第十一讲存储器管理之连续分配方式](https://img.taocdn.com/s3/m/d66af72fb90d6c85ec3ac69f.png)
第十一讲存储器管理之连续分配方式所谓连续分配方式:是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间。
又可把连续分配方式分为:单一连续分配,固定分区分配,动态分区分配,动态重定位分区分配,四种方式。
1 单一连续分配(单独分区分配)最简单的一种存储管理方式,但只能用于单用户、单任务的OS中。
概念:单一连续分配就是整个主存区域的用户空间均归一个用户作业使用。
存储管理方法:将内存分为系统区(内存低端,分配给OS用)和用户区(内存高端,分配给用户用)。
其中用户区是指除了系统区外的内存空间,提供给用户程序使用。
采用静态分配方式,即作业一旦进入内存,就要等待它运行结束后才能释放内存。
主要特点:管理简单,只需小量的软件和硬件支持,便于用户了解和使用。
但因内存中只装入一道作业运行,内存空间浪费大,各类资源的利用率也不高。
例子:一个容量为256KB的内存,操作系统占用32KB,剩下224KB全部分配给用户作业,如果一个作业仅需64KB,那么就有160KB的存储空间被浪费。
2 固定分区分配分区分配方式是满足多道程序设计需要的一种最简单的存储管理方法。
2.1 思想:将内存分成若干个分区(大小相等/不相等),除OS占一区外,其余的每一个分区容纳一个用户程序。
这样来实现多道并发。
2.2 分区划分方法:分区大小相等,分区大小不等。
但事先必须确定,在运行时不能改变。
即分区大小及边界在运行时不能改变。
2.3 内存分配:首先:要先建立一张分区说明表或使用表,以记录分区号、分区大小、分区的起始地址及状态(已分配或未分配)。
其次:当某个用户程序要装入内存时,由内存分配程序检索分区说明表,从表中找出一个满足要求的尚未分配的分区分配该程序,同时修改说明表中相应分区的状态;若找不到大小足够的分区,则拒绝为该程序分配内存。
第三:当程序执行完毕,释放占用的分区,管理程序将修改说明表中相应分区的状态为未分配,实现内存资源的回收。
2.4 特点主要特点:管理简单,但因作业的大小并不一定与某个分区大小相等,从而使一部分存储空间被浪费。
操作系统-动态分区分配算法实验报告
![操作系统-动态分区分配算法实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/15224738b94ae45c3b3567ec102de2bd9605dedc.png)
实验题目:存储器内存分配设计思路:1.既然是要对内存进行操作,首先对和内存相关的内容进行设置我使用的是用自定义的数据结构struct来存放内存中一个内存块的内容包括:始地址、大小、状态(f:空闲u:使用e:结束)之后采用数组来存放自定义的数据类型,这样前期的准备工作就完成了2.有了要加工的数据,接下来定义并实现了存放自定义数据类型的数组的初始化函数和显示函数,需要显示的是每个内存块的块号、始地址、大小、状态3.接着依此定义三种动态分区分配算法首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法4.对定义的三种算法逐一进行实现①首次适应算法:通过遍历存放自定义数据类型的数组,找到遍历过程中第一个满足分配大小的内存块块号i,找到之后停止对数组的遍历,将i之后的块号逐个向后移动一个,然后将满足分配大小的内存块i分为两块,分别是第i块和第i+1块,将两块的始地址、大小、状态分别更新,这样便实现了首次适应算法②最佳适应算法:和首次适应算法一样,首先遍历存放自定义数据类型的数组,找到满足分配大小的内存块后,对内存块的大小进行缓存,因为最佳适应是要找到最接近要分配内存块大小的块,所以需要遍历整个数组,进而找到满足分配大小要求的而且碎片最小的块i,之后的操作和首次遍历算法相同③最差适应算法:和最佳适应算法一样,区别在于,最佳适应是找到最接近要分配内存块大小的块,而最差适应是要找到在数组中,内存最大的块i,找到之后的操作和最佳适应算法相同,因此不在这里赘述。
5.定义并实现释放内存的函数通过块号找到要释放的内存块,把要释放的内存块状态设置成为空闲,查看要释放的块的左右两侧块的状态是否为空闲,如果有空闲,则将空闲的块和要释放的块进行合并(通过改变块的始地址、大小、状态的方式)6.定义主函数,用switch来区分用户需要的操作,分别是:①首次适应②最佳适应③最差适应④释放内存⑤显示内存⑥退出系统实验源程序加注释:#include<bits/stdc++.h>#define MI_SIZE 100 //内存大小100typedef struct MemoryInfomation//一个内存块{int start; //始地址int Size; //大小char status; //状态 f:空闲 u:使用 e:结束} MI;MI MList[MI_SIZE];void InitMList() //初始化{int i;MI temp = { 0,0,'e' };for (i = 0; i < MI_SIZE; i++){MList[i] = temp;}MList[0].start = 0; //起始为0MList[0].Size = MI_SIZE;//大小起始最大MList[0].status = 'f'; //状态起始空闲}void Display() //显示{int i, used = 0;printf("\n---------------------------------------------------\n");printf("%5s%15s%15s%15s", "块号", "始地址", "大小", "状态");printf("\n---------------------------------------------------\n");for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].status == 'u'){used += MList[i].Size;}printf("%5d%15d%15d%15s\n", i, MList[i].start, MList[i].Size, MList[i].status == 'u' ? "使用" : "空闲");}printf("\n----------------------------------------------\n");}void FirstFit(){int i, j, flag = 0;int request;printf("最先适应算法:请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f') {if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else{for (j = MI_SIZE - 2; j > i; j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request; MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';flag = 1;}break;}}if (flag != 1 || i == MI_SIZE || MList[i].status == 'e'){printf("没有足够大小的空间分配\n");}Display();}void BadFit(){int i, j = 0, k = 0, flag = 0, request;printf("最坏适应算法:请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);for (i = 0;i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e';i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f') {flag = 1;if (MList[i].Size > k){k = MList[i].Size;j = i;}}}i = j;if (flag == 0){printf("没有足够大小的空间分配\n");j = i;}else if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else{for (j = MI_SIZE - 2;j > i;j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request;MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';}Display();}void M_Release() //释放内存{int i, number;printf("\n请问你要释放哪一块内存:\n");scanf("%d", &number);if (MList[number].status == 'u'){MList[number].status = 'f';if (MList[number + 1].status == 'f')//右边空则合并{MList[number].Size += MList[number].Size;for (i = number + 1; i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e'; i++) { //i后面的每一个结点整体后移if (i > 0){MList[i] = MList[i + 1];}}}if (number > 0 && MList[number - 1].status == 'f')//左边空则合并{MList[number - 1].Size += MList[number].Size;for (i = number; i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e'; i++){MList[i] = MList[i + 1];}}}else{printf("该块内存无法正常释放\n");}Display();}void BestFit(){int i, j = 0, t, flag = 0, request;printf("最佳适应算法:请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);t = MI_SIZE;for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f'){flag = 1;if (MList[i].Size < t){t = MList[i].Size;j = i;}}}i = j;if (flag == 0){printf("没有足够大小的空间分配\n");j = i;}else if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else {for (j = MI_SIZE - 2; j > i; j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request;MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';}Display();}int main(){int x;InitMList();while (1){printf(" \n"); printf(" 1.首次适应\n");printf(" 2.最佳适应\n");printf(" 3.最差适应\n"); printf(" 4.释放内存\n"); printf(" 5.显示内存\n"); printf(" 6.退出系统\n"); printf("请输入1-6:");scanf("%d", &x);switch (x){case 1:FirstFit();break;case 2:BestFit();break;case 3:BadFit();break;case 4:M_Release();break;case 5:Display();break;case 6:exit(0);}}return 0;}实验测试结果记录:1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:1最先适应算法:请问你要分配多大的内存10---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 90 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:1最先适应算法:请问你要分配多大的内存25---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 65 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:1最先适应算法:请问你要分配多大的内存15---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 50 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:1最先适应算法:请问你要分配多大的内存20---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:4请问你要释放哪一块内存:---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 空闲1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:4请问你要释放哪一块内存:2---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 空闲1 10 25 使用2 35 15 空闲3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:2最佳适应算法:请问你要分配多大的内存5---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 5 使用1 5 5 空闲2 10 25 使用3 35 15 空闲4 50 20 使用5 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:3最坏适应算法:请问你要分配多大的内存25---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 5 使用1 5 5 空闲2 10 25 使用3 35 15 空闲4 50 20 使用5 70 25 使用6 95 5 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6:总结与自评:总结:分区存储管理是操作系统进行内存管理的一种方式。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/f63c4ab9f71fb7360b4c2e3f5727a5e9846a2716.png)
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。
分区管理
![分区管理](https://img.taocdn.com/s3/m/4a49c10abb68a98271fefab3.png)
评价:分割后产生的空闲区一般仍可以供以后分配
使用。 使用。 工作一段时间后, 工作一段时间后,不能满足大作业对空闲区的 请求。 请求。
特点:总是挑选最大的空闲分区分配给作 业,使得分配后留下的空闲区仍然很大, 仍能接纳其他作业。 作业执行结束时,应回收已使用完毕的分区。 系统根据回收分区的大小及首址,在空闲 分区表(或空闲分区链)中检查是否有邻 接的空闲区,如有相邻空闲区,则合并成 为一个大的空闲区,然后修改有关分区的 状态信息。
等待进入主存的作业排成一个作业队列。 等待进入主存的作业排成一个作业队列。 当主存中有空闲的分区时, 当主存中有空闲的分区时,依次从作业 队列中选择一个能装入该分区的作业。 队列中选择一个能装入该分区的作业。 当所有的分区都已装有作业, 当所有的分区都已装有作业,则其他的 作业暂时不能再装入, 作业暂时不能再装入,绝对不允许在同 一分区中同时装入两个或两个以上的作 业。已经装入主存的作业在获得处理机 运行时, 运行时,要限定它只能在所占的分区中 执行。 执行。
分区的存储保护
在多用户或多道程序运行的情况下,存储空 间往往是按区分配给各道程序使用的。必 须由硬件保证每道程序只能在给定的区域 内活动,这种措施称为存储保护。 常用的存储保护方法有界限寄存器方法和存 储保护键方法。
上、下界寄存器方法
为每一个作业的主存空间设置一对上、下界寄 存器,分别存放作业的结束地址和开始地址。 在作业运行过程中,产生每一个访问主存的物 理地址D时,硬件都将该物理地址D与上、下 D D 界比较,正常情况下应满足:下界地址≤D≤ 上界地址。 如果主存的物理地址超出该范围,便产生保护 性中断。
分区存储管理的优缺点
优点:实现了内存的共享;在进行分区分配 时,系统占用存储量较少,算法也比较简 单;分区保护的方法比较简单,实现比较 容易。 缺点:内存不能充分利用,存在严重的零头 问题;不能实现对内存的“扩充”;要求 一个作业执行之前必须全部装入内存;较 难实现几个作业间共享某一程序段或数据 段。
操作系统存储管理实验报告
![操作系统存储管理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/97fbc6e5f021dd36a32d7375a417866fb94ac068.png)
操作系统存储管理实验报告一、实验目的操作系统的存储管理是计算机系统中非常重要的组成部分,它直接影响着系统的性能和资源利用率。
本次实验的目的在于深入理解操作系统中存储管理的基本原理和方法,通过实际操作和观察,掌握存储分配、回收、地址转换等关键技术,并对不同存储管理策略的性能进行分析和比较。
二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统下进行,使用 Visual Studio 2019 作为编程环境,编程语言为 C++。
三、实验内容(一)固定分区存储管理1、原理固定分区存储管理将内存空间划分为若干个固定大小的分区,每个分区只能装入一道作业。
分区的大小可以相等,也可以不等。
2、实现创建一个固定大小的内存空间数组,模拟内存分区。
为每个分区设置状态标志(已分配或空闲),并实现作业的分配和回收算法。
3、实验结果与分析通过输入不同大小的作业请求,观察内存的分配和回收情况。
分析固定分区存储管理的优缺点,如内存利用率低、存在内部碎片等。
(二)可变分区存储管理1、原理可变分区存储管理根据作业的实际需求动态地划分内存空间,分区的大小和数量是可变的。
2、实现使用链表或数组来管理内存空间,记录每个分区的起始地址、大小和状态。
实现首次适应、最佳适应和最坏适应等分配算法,以及分区的合并和回收算法。
3、实验结果与分析比较不同分配算法的性能,如分配时间、内存利用率等。
观察内存碎片的产生和处理情况,分析可变分区存储管理的优缺点。
(三)页式存储管理1、原理页式存储管理将内存空间和作业都划分为固定大小的页,通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
2、实现设计页表结构,实现逻辑地址到物理地址的转换算法。
模拟页面的调入和调出过程,处理缺页中断。
3、实验结果与分析测量页式存储管理的页面置换算法(如先进先出、最近最少使用等)的命中率,分析其对系统性能的影响。
探讨页大小的选择对存储管理的影响。
(四)段式存储管理1、原理段式存储管理将作业按照逻辑结构划分为若干个段,每个段有自己的名字和长度。
《操作系统》课程实验内容和实验要求
![《操作系统》课程实验内容和实验要求](https://img.taocdn.com/s3/m/862acbcd10a6f524cdbf8593.png)
实验内容和实验要求实验1:安装Linux系统(4学时)目的:1.学会在操作系统安装之前,根据硬件配置情况,制订安装计划。
2.学会在安装多操作系统前,利用硬盘分区工具(如PQMagic)为Linux准备分区。
3.学会Linux操作系统的安装步骤和简单配置方法。
4.学会Linux系统的启动、关闭步骤,初步熟悉Linux系统的用户界面。
内容:1.安装并使用硬盘分区工具(如PQMagic),为Linux准备好分区。
2.安装Linux系统(如红旗Linux桌面版)。
3.配置Linux系统运行环境。
4.正确地启动、关闭系统。
5.对图形界面进行一般操作。
要求:1.制订安装计划。
2.如果在机器上已安装了Windows系统,而且没有给Linux预备硬盘分区,则安装硬盘分区工具(如PQMagic),运行它,为Linux划分出一块“未分配”分区。
3.在光驱中放入Linux系统安装盘,启动系统。
按照屏幕提示,选择/输入相关参数,启动安装过程。
4.安装成功后,退出系统,取出安装盘。
重新开机,登录Linux系统。
5.对Linux系统进行配置,如显示设备、打印机等。
6.利用鼠标对图形界面进行操作。
说明:1.本实验应在教师的授权和指导下进行,不可擅自操作,否则可能造成原有系统被破坏。
2.如条件不允许每个学生亲自安装,可采用分组进行安装或课堂演示安装的方式。
实验2:Linux 应用及shell编程(4学时)目的:1.掌握Linux一般命令格式和常用命令。
2.学会使用vi编辑器建立、编辑文本文件。
3.了解shell的作用和主要分类。
4.学会bash脚本的建立和执行方式。
5.理解bash的基本语法。
6.学会编写简单的shell脚本。
内容:1.正确地登录和退出系统。
2.熟悉使用date,cal等常用命令。
3.进入和退出vi。
利用文本插入方式建立一个文件。
4.学会用gcc编译器编译C程序。
5.建立shell脚本并执行它。
6.学会使用shell变量和位置参数、环境变量。
可变分区存储管理方式的内存分配和回收实验报告
![可变分区存储管理方式的内存分配和回收实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/76cf33b469dc5022aaea003c.png)
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nstruct{ 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mstruct{ 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。
分区存储管理实验报告
![分区存储管理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/f2fe5fca85868762caaedd3383c4bb4cf7ecb79b.png)
分区存储管理实验报告分区存储管理实验报告一、引言分区存储管理是计算机操作系统中的重要概念之一,它的目的是将计算机的内存划分为若干个不同的区域,以便更有效地管理和利用内存资源。
本实验旨在通过实际操作,深入理解分区存储管理的原理和实现方式。
二、实验目的1. 掌握分区存储管理的基本原理;2. 熟悉分区存储管理的实现方式;3. 了解分区存储管理的优缺点。
三、实验方法本实验采用了虚拟机技术,在虚拟机上搭建了一个简单的操作系统环境。
通过操作系统提供的命令和工具,对内存进行分区存储管理的相关操作和观察。
四、实验过程1. 创建分区在操作系统中,我们可以使用命令或工具来创建分区。
通过指定分区的大小和位置,将内存划分为不同的区域。
这些区域可以用来存储不同的程序和数据。
2. 分配内存一旦分区创建完成,我们可以使用操作系统提供的命令或API来分配内存。
分配内存时,需要指定所需内存的大小和分区的位置。
操作系统会检查分区的空闲情况,并将所需内存分配给请求的进程。
3. 回收内存当进程不再使用分配给它的内存时,操作系统可以回收这部分内存,并将其标记为空闲状态。
这样,其他进程可以再次申请并使用这部分内存。
4. 碎片整理在长时间运行的系统中,由于内存的分配和回收,可能会产生内存碎片。
内存碎片是指内存中存在的一些不连续且无法利用的小块空闲内存。
为了更有效地利用内存资源,操作系统可以定期进行碎片整理,将相邻的小块空闲内存合并成较大的连续空闲内存。
五、实验结果通过实验,我们成功地创建了多个分区,并成功地分配了内存给不同的进程。
我们观察到,在内存分配过程中,操作系统会根据分区的空闲情况选择最合适的分区进行分配。
同时,我们还发现了内存碎片的存在,并通过碎片整理操作将碎片合并成更大的连续空闲内存。
六、实验总结分区存储管理是一种有效的内存管理方式,它可以提高内存的利用率,减少内存碎片的产生。
然而,分区存储管理也存在一些缺点。
例如,分区的大小和数量需要提前规划,不够灵活。
操作系统实验之内存管理实验报告
![操作系统实验之内存管理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6243d0af9f3143323968011ca300a6c30c22f1dd.png)
操作系统实验之内存管理实验报告一、实验目的内存管理是操作系统的核心功能之一,本次实验的主要目的是深入理解操作系统中内存管理的基本原理和机制,通过实际编程和模拟操作,掌握内存分配、回收、地址转换等关键技术,提高对操作系统内存管理的认识和实践能力。
二、实验环境本次实验在 Windows 操作系统下进行,使用 Visual Studio 作为编程环境,编程语言为 C++。
三、实验原理1、内存分配算法常见的内存分配算法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。
首次适应算法从内存的起始位置开始查找,找到第一个满足需求的空闲分区进行分配;最佳适应算法则选择大小最接近需求的空闲分区;最坏适应算法选择最大的空闲分区进行分配。
2、内存回收算法当进程结束释放内存时,需要将其占用的内存区域回收至空闲分区链表。
回收过程中需要考虑相邻空闲分区的合并,以减少内存碎片。
3、地址转换在虚拟内存环境下,需要通过页表将逻辑地址转换为物理地址,以实现进程对内存的正确访问。
四、实验内容1、实现简单的内存分配和回收功能设计一个内存管理模块,能够根据指定的分配算法为进程分配内存,并在进程结束时回收内存。
通过模拟多个进程的内存请求和释放,观察内存的使用情况和变化。
2、实现地址转换功能构建一个简单的页式存储管理模型,模拟页表的建立和地址转换过程。
给定逻辑地址,能够正确计算出对应的物理地址。
五、实验步骤1、内存分配和回收功能实现定义内存分区的数据结构,包括起始地址、大小、使用状态等信息。
实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。
创建空闲分区链表,初始化为整个内存空间。
模拟进程的内存请求,调用相应的分配算法进行内存分配,并更新空闲分区链表。
模拟进程结束,回收内存,处理相邻空闲分区的合并。
2、地址转换功能实现定义页表的数据结构,包括页号、页框号等信息。
给定页面大小和逻辑地址,计算页号和页内偏移。
通过页表查找页框号,结合页内偏移计算出物理地址。
分区存储管理的实验报告
![分区存储管理的实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/187cc9a96394dd88d0d233d4b14e852458fb39a0.png)
分区存储管理的实验报告分区存储管理的实验报告引言:分区存储管理是操作系统中重要的一部分,它负责将计算机的内存划分成若干个区域,每个区域可用于存储不同的数据和程序。
本实验旨在通过模拟分区存储管理的过程,了解不同的分区算法以及它们对系统性能的影响。
实验过程:1. 实验环境准备在实验开始前,我们需要准备一个模拟的操作系统环境。
为了方便起见,我们选择了一款名为"OS Simulator"的软件,它能够模拟出一个具有分区存储管理功能的操作系统。
2. 分区算法的选择在实验中,我们选择了三种常见的分区算法,包括首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
首次适应算法会在内存中找到第一个能够容纳所需大小的空闲区域进行分配;最佳适应算法会在内存中找到能够最小程度浪费空间的空闲区域进行分配;最坏适应算法则相反,会选择能够最大程度浪费空间的空闲区域进行分配。
3. 实验设计我们设计了一系列的实验来比较不同的分区算法对系统性能的影响。
首先,我们随机生成了一批不同大小的作业,并将它们按照不同的分区算法分配到内存中。
然后,我们记录下每个作业分配的时间、分配的分区大小以及内存中的碎片情况。
4. 实验结果与分析通过对实验数据的分析,我们得出了以下结论:- 首次适应算法的优点是分配速度快,但由于它会在内存中留下许多小碎片,导致内存利用率较低。
- 最佳适应算法虽然能够尽量减少碎片,但由于需要搜索整个内存空间,分配速度较慢。
- 最坏适应算法在减少碎片方面表现较差,但它能够快速找到足够大的空闲区域进行分配。
结论:通过本次实验,我们深入了解了分区存储管理的原理和常见的分区算法。
不同的分区算法在性能上有着各自的优劣势,选择合适的算法需要根据具体的应用场景和需求来决定。
此外,我们还发现分区存储管理对于系统性能的影响十分重要,合理地管理内存空间能够提高系统的运行效率和资源利用率。
展望:虽然本实验只是对分区存储管理的一次模拟实验,但我们相信通过这次实验的学习和理解,我们能够更好地理解操作系统中的分区存储管理。
操作系统实验报告三存储器管理实验
![操作系统实验报告三存储器管理实验](https://img.taocdn.com/s3/m/6813f24b53d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f82.png)
操作系统实验报告三存储器管理实验操作系统实验报告三:存储器管理实验一、实验目的本次存储器管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储器管理的基本原理和方法,通过实际操作和观察,掌握内存分配与回收的算法,以及页面置换算法的工作过程和性能特点,从而提高对操作系统资源管理的认识和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10,编程语言为 C++,开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容1、内存分配与回收算法实现首次适应算法(First Fit)最佳适应算法(Best Fit)最坏适应算法(Worst Fit)2、页面置换算法模拟先进先出页面置换算法(FIFO)最近最久未使用页面置换算法(LRU)时钟页面置换算法(Clock)四、实验原理1、内存分配与回收算法首次适应算法:从内存的起始位置开始,依次查找空闲分区,将第一个能够满足需求的空闲分区分配给进程。
最佳适应算法:在所有空闲分区中,选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。
最坏适应算法:选择空闲分区中最大的分区进行分配。
2、页面置换算法先进先出页面置换算法:选择最早进入内存的页面进行置换。
最近最久未使用页面置换算法:选择最近最长时间未被访问的页面进行置换。
时钟页面置换算法:给每个页面设置一个访问位,在页面置换时,从指针指向的页面开始扫描,选择第一个访问位为0 的页面进行置换。
五、实验步骤1、内存分配与回收算法实现定义内存分区结构体,包括分区起始地址、大小、是否已分配等信息。
实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。
编写测试程序,创建多个进程,并使用不同的算法为其分配内存,观察内存分配情况和空闲分区的变化。
2、页面置换算法模拟定义页面结构体,包括页面号、访问位等信息。
实现先进先出页面置换算法、最近最久未使用页面置换算法和时钟页面置换算法的函数。
编写测试程序,模拟页面的调入和调出过程,计算不同算法下的缺页率,比较算法的性能。
3-存储器管理
![3-存储器管理](https://img.taocdn.com/s3/m/a750e90b79563c1ec5da71e9.png)
CH3 存储器管理存储器是计算机信息的载体, 一般分为外存(辅存)和内存两类, 由于外存主要用来存放文件, 所以放在文件管理一章讲述. 因而本章主要对象是内存.如:RAM, ROM, SRAM, DRAM, SDRAM, DDR, WRAM, FRAM, CACHE(超高速缓冲存储器)...内存是仅次于CPU的重要资源, 对系统性能的影响极大. 存储器管理的内容有:A> 介绍各种存储分配和管理策略;B> 虚拟存储器的概念和技术存储器管理的目标是: 提高内存利用率, 改善系统性能.为简单见,把教材相关章节合并,补充虚拟存储技术。
§1. 引言#1 存储管理的目的和功能#2 存储分配#3 重定位#4 存储管理的方式§2. 分区式管理#1 单一连续区分配#2 固定分区分配#3 可变分区分配#4 可重定位分区分配#5 多重分区分配#6 分区的保护§3. 分页式管理#1 纯分页系统#2 请求式分页系统#3 分页系统的优缺点#4 虚拟存储器技术§4. 分段式管理#1 分段地址空间#2 纯分段管理#3 请求式分段管理#4 分段动态链接#5 分段的共享#6 分段管理的优缺点§7. 段页式管理#1 实现原理#2 管理算法#3 段页式管理的优缺点关于虚拟存储器的内容, 分插入各节叙述, 如: §1中的概念; §5的请求式分页也称为单段式虚拟存储器; §6的分段存储也称为多段式虚拟存储器; 而§7的段页式存储也属虚拟存储器管理.§1. 概述一: 存储器管理的目的和功能1. 内存的分配, 管理和回收: 包括:用户申请内存时是否响应? 如何分配?(分配多少, 分配哪部分) 能否多次分配? 要记录哪些分配信息? 用完了是否回收等等. 其中分配策略是本章的重点.2. 提高内存利用率:#1 使多道程序共享内存. (互不干扰, 各占一段)#2 使多道程序共享某一段内存. (代码/数据的共用)3. 内存扩充这里的扩充不是指硬扩充, 而是指借助覆盖, 交换和虚拟等软件技术来向用户提供比实际内存还要大的存储空间.4. 内存保护#1 各作业使用各自内存区域, 互不干扰.#2 防止一作业的故意/无意破坏, 保护其他作业的运行.在286以上CPU都有硬件保护机制(地址保护), 各OS和应用软件都可使用这些机制来保护.二: 存储分配所谓存储分配, 主要讲述的是多道作业之间划分内存空间的问题, 由于内存资源的有限, 存储分配要解决如何把多个作业放入内存, 是全部还是部分, 以及放入的时间, 地点, 而这些问题的解决对用户必须是透明的(即用户不用考虑这些问题). 常见的有三种方式:1. 直接指定方式#1 编程或编译后直接使用实际的存储地址, 目前常用于工业实时控制.#2 直接控制方式有: 早期的独占; 多道作业的分区和覆盖三种.其中覆盖是指把一个作业切分为几部分, 每次调用一段运行于同一内存区域.#3 显然, 为了直接指定存储地址, 必须知道内存的容量和编址规则, 对用户的要求比较高, 尤其是对稍大点软件. 因此目前几乎无人使用.2.静态分配(Static Allocation)#1 编程/编译后的地址空间从零开始, 仅当装入内存时才由装配程序缺点其运行空间, 即存储分配在装入前完成.#2 在运行时, 不再进行存储分配, 也不能在内存中移动.3. 动态分配(Dynamic Allocation)#1 存储分配在装入时完成#2 在运行时可进行再分配, 如增加, 减少, 移动等.以上三种方式, 其每次进行分配的内存必须是连续的.三: 重定位(Relocation)1. 地址空间和存储空间#1 用高级语言编制的程序, 其使用的是名字空间. 如: int x=0;#2 经编译链接后的目标程序, 其使用的是一所限定的地址编号范围, 称为地址空间, 每个地址编号称逻辑地址. 通常该地址编号的下限为零, 然后按字节/字递增, 所以这些地址都是相对于起始地址的, 因而也称为相对地址.#3 内存中物理的记录单元集合称为存储空间, 其单元编号称为物理地址/绝对地址.总之, 存储空间是"实"的, 地址空间是"虚"的, 而名字空间是地址空间的逻辑代号, 更"虚".2. 重定位#1 把作业地址空间中的逻辑地址变换成存储空间中的物理地址的地址变换过程称地址重定位, 或地址映射.0 ......100 xxxx.......0 ...... 1000 ......10 Load AX, 100 1010 Load AX, 1100...... ......100 xxxx 1100 xxxx...... ...... 物理空间地址空间......( 图4-1 )#2 如图, 某作业装入物理空间后, 取地址[100]的值要变换成现在的[1100], 而不能再取现在的[100].3. 重定位的类型#1 静态重定位: 通过重定位装配程序在作业装入时就完成的地址变换过程.如: 上例Load AX, 100 变成Load AX, 1100.优点: 由于地址变换在作业执行前一次集中完成, 无需硬件机构参与, 简单.缺点: A> 作业运行期不能移动, 内存利用率不高.B> 用户必须事先知道所需内存是否超过存储空间, 若超过, 则需用户考虑覆盖.C> 作业间不能共享内存中的同一程序/数据区.#2 动态重定位: 作业执行时, 当访问指令和数据时, 由硬件地址变换机制实现地址变换的方式. 算法是: 实际地址=有效地址+重定位寄存器值[RR]如: 上例Load AX, 100不变, 但重定位寄存器值=1000.优点: A> 由于指令/数据的实际地址在运行时确定, 所以在运行时再进行存储分配是允许的. ----可进行动态存储分配B> 作业间可共享内存中的某一公用段.C> 可向用户提供比物理存储空间大很多的地址空间.缺点: A> 需硬件机构参与B> 事先分配策略的软件比较复杂.四:存储管理的方式1.常见的有分区式(静态/动态),分页式(纯/请求式),分段式(纯/请求式),段页式几种。
实验3内存管理-空闲分区表
![实验3内存管理-空闲分区表](https://img.taocdn.com/s3/m/2e2b4bed48649b6648d7c1c708a1284ac85005bd.png)
南京信息工程大学实验(实习)报告实验(实习)名称实验3 内存管理日期 14.5.30 得分指导教师系计软院专业软件工程年级班次姓名学号实验3 内存管理1、程序中使用的数据结构及符号说明。
struct form{//空闲分区表单int startaddress;//起址int size;//长度char state;//状态r代表未分配,e表示空表单};struct work{//作业表单int id;//作业号int size;//申请空间大小int from;//起址,正在执行的程序的起址,就绪程序为0k,完成程序为-1kchar state;//作业状态,r表示就绪,d表示正在运作,o表示作业完成};2、作业流程【1】创建作业表【2】创建空闲分区表【3】为作业4申请空闲分区【4】回收作业2、3的申请量【5】打印作业完成情况【6】回收作业1、4的申请量【7】打印作业完成情况3、打印一份源程序并附上注释。
#include<stdio.h>#define NUM 10//表单长度struct form{//空闲分区表单int startaddress;//起址int size;//长度char state;//状态r代表未分配,e表示空表单};struct work{//作业表单int id;//作业号int size;//申请空间大小int from;//起址char state;//作业状态,r表示就绪,d表示正在运作,o表示作业完成};void showallwork(work *w){//展示所有作业情况printf("以下是所有作业情况:\n");printf("----------------------------------\n");printf("作业号所需空间大小起始地址状态\n");printf("----------------------------------\n");for(int i = 0 ;i < 4;i++){printf("%4d %8dk %8dk%6c\n",w[i].id ,w[i].size ,w[i].from ,w[i].state );}printf("----------------------------------\n");printf("《r表示就绪状态,d表示正在执行,o表示完成》");printf("\n");printf("\n");}void Init_work(work *w){//初始化作业printf(" 请输入作业号所需空间起始地址(0表示地址未分配): \n");for(int i =0 ; i<4 ;i++){printf(" ");scanf("%d%dk%dk",&w[i].id,&w[i].size,&w[i].from);if(w[i].from )w[i].state = 'd';elsew[i].state = 'r';printf("------------------------作业《%d》已经创建\n",w[i].id );}showallwork(w);printf("初始化作业完成\n");printf("\n");printf("\n");}void Init_forms(form *f){//初始化表单printf("请输入起址长度:\n");for(int i=0,j=1;i<NUM;i++){if(j){printf("表%d\n",i+1);scanf("%dk%dk",&f[i].startaddress,&f[i].size);f[i].state = 'r';printf("继续请按序号,完成请按0\n");scanf("%d",&j);printf("请输入起址长度\n");}else{f[i].startaddress = 10000;f[i].size = 0;f[i].state = 'e';}}}void sort_forms1(form *f){//按地址大小排序表单form temp;for( int i = 0;i < NUM; i++){for(int j = 0;j < NUM-i-1;j++){if(f[j].startaddress > f[j+1].startaddress ){temp=f[j];f[j]=f[j+1];f[j+1]=temp;}}}}void sort_forms2(form *f){//按空间大小排序表单form temp;for( int i = 0;i < NUM; i++){for(int j = 0;j < NUM-i-1;j++){if(f[j].size > f[j+1].size ){temp=f[j];f[j]=f[j+1];f[j+1]=temp;}}}}void showallforms(form *f){//展示所有空表sort_forms1(f);printf("以下是空闲分区表状态:\n");printf("--------------------------------\n");printf(" 序号起址长度状态\n");for(int i=0;i<NUM&&f[i].state;i++){if(f[i].size)printf("%3d %8dk%8dk %6c\n",i+1,f[i].startaddress,f[i].size,f[i].state);}printf("--------------------------------\n");printf("《r表示未分配,e表示空表目显示》");printf("\n");printf("\n");}form add_empty_form(){//在末尾加空表单form f;f.startaddress = 10000;f.size = 0;f.state = 'e';return f;}void merge(form *f){//合并相邻的空表单sort_forms1(f);for(int i = 0; i < NUM;i++){if(f[i].startaddress +f[i].size ==f[i+1].startaddress && f[i+1].size !=0){f[i].size =f[i].size +f[i+1].size ;for(int j = i+1;j<NUM-1;j++)f[j]=f[j+1];f[NUM-1]= add_empty_form();i--;printf("成功合并空表单\n");}}}void Add_form(form *f,work *w){//作业完成,归还空间,创建新的空闲分区form temp;printf("请输入完成的作业序号:");int n;scanf("%d",&n);for(int j = 0; j<4;j++){if(w[j].id ==n){temp.startaddress = w[j].from ;temp.size = w[j].size ;temp.state = 'r';w[j].from = -1;w[j].state = 'o';break;}}for(int i = 0; i<NUM ; i++){if(f[i].startaddress > temp.startaddress){for(int j = NUM-1; j > i; j--)f[j]=f[j-1];f[i]=temp;break;}}merge(f);showallforms(f);printf("作业完成,归还空间\n");}void apply_form(form *f,work *w){//sort_forms2(f);showallforms(f);int i;printf("请输入作业号");scanf("%d",&i);for(int k = 0;k < 4 ;k++){if(w[k].id ==i){w[k].state = 'd';for(int j = 0 ;j<NUM ;j++){if(f[j].size > w[k].size ){w[k].from = f[j].startaddress ;f[j].startaddress = f[j].startaddress + w[k].size ;f[j].size =f[j].size -w[k].size ;break;}}}}showallforms(f);showallwork(w);printf("作业申请空间完成\n");}void manu(){//菜单printf(" 内存管理系统\n");printf("--------------------------------------\n");printf("|---1、创建新的空表------------------|\n");printf("|---2、创建新的作业序列--------------|\n");printf("|---3、项目完成创建新的空闲分区------|\n");printf("|---4、申请空闲分区------------------|\n");printf("|---5、查看分区表--------------------|\n");printf("|---6、查看作业表--------------------|\n");printf("--------------------------------------\n");printf(" 返回请按0 请输入您的选择:");}void main(){//主函数manu();int option;scanf("%d",&option);while(1){switch(option){printf("\n");printf("\n");case 1: form f[NUM]; Init_forms(f);break;case 2: work w[4]; Init_work(w);break;case 3: Add_form(f,w);break;case 4: apply_form(f,w);break;case 5: showallforms(f);break;case 6: showallwork(w); break;default: break;}manu();scanf("%d",&option);if(!(option==1||option==2||option==3||option==4||option==5||option==6)) break;}}4、打印程序运行时的初值和运行结果,要求如下:【1】打印空闲区说明表的初始状态【2】创建空闲分区【3】作业4的申请量以及为作业4分配后的空闲区说明表状态;【4】再依次打印作业3和作业2的归还量以及回收作业3,作业2所占主存后的空闲区说明表。
存储管理动态分区分配及回收算法
![存储管理动态分区分配及回收算法](https://img.taocdn.com/s3/m/c351dfe83086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe982.png)
存储管理动态分区分配及回收算法介绍存储管理是操作系统中一个重要的功能模块,负责管理计算机的内存资源。
本文将详细探讨存储管理中的动态分区分配及回收算法。
动态分区分配动态分区分配算法是指根据进程的内存需求,在内存中动态地创建分区,并将进程加载到相应的分区中。
下面是几种常见的动态分区分配算法。
1. 首次适应算法首次适应算法是最简单、最直观的动态分区分配算法。
它从内存的起始位置开始搜索,找到第一个能满足进程需求的分区即可。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表,记录内存中每个空闲分区的起始地址和长度。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到第一个大小能满足进程需求的分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
首次适应算法的优点是简单、快速,但可能会导致碎片问题。
2. 最佳适应算法最佳适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的分区。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到满足进程需求的最小分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
最佳适应算法能最大程度地减少碎片问题,但执行效率较低。
3. 最差适应算法最差适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的最大分区。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到满足进程需求的最大分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
最差适应算法能最大程度地降低内存碎片,但执行效率相对较低。
4. 快速适应算法快速适应算法是一种基于空闲分区表大小的快速搜索算法。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,根据进程需求的大小,在空闲分区表中选择一个合适的分区。
可变分区存储管理+实验报告+程序+设计思路和感悟
![可变分区存储管理+实验报告+程序+设计思路和感悟](https://img.taocdn.com/s3/m/ad4a31a2dd3383c4bb4cd230.png)
实验题目:可变分区存储管理一、实验目的可变分区存储管理方式是操作系统中存储管理的重要方式,其主要思想是用户作业进行连续存储,每次按照用户的请求,如果内存中有能满足用户作业大小的空闲区,就采用不同的算法分配给用户,否则,不分配,可变分区容易产生外零头。
分区分配算法包括最佳适应算法、最坏适应算法、首次适应算法等。
通过本实验可加深学生对存储器管理方式的把握以及分配算法的理解,并提高程序设计的能力。
二、实验环境个人PC机WindowsXP操作系统I5-2400CPU 3.10Ghz 2GB内存C-Free C语言程序设计软件三、实验的重点和难点可变分区的的收回四、实验内容利用C语言或C++语言或Java语言实现可变分区存储管理,具体要求如下:1. 以一个一维数组模拟内存,数组类型为整型,共计1000个元素;2. 用一个单链表表示可变分区空闲表,链表每个结点表示一个空闲区,每个结点信息包括起始地址、大小。
3. 分区分配算法采用最佳适应算法、首次适应算法,并将算法用函数实现。
4. 自己假设几个作业,包括作业的名称、大小,进入系统的顺序。
5. 初始内存中没有任何作业,随着用户输入的每一个作业的到来,动态为其分配内存。
6. 使用的算法用户要能够随时更换。
五、实验结果或实验代码(1) 可变式分区管理是指在处理作业过程中建立分区,使分区大小正好适合作业的需要,并且分区个数可以调整。
当要装入一个作业时,根据作业需要的内存量,查看是否有足够的空闲空间,若有,则按需求量分割一部分给作业;若没有,则作业等待。
随着作业的装入、完成,内存空间被分割成许多大大小小的分区。
有的分区被作业占用,有的分区空闲。
例如,某时刻内存空间占用情况如图1所示。
为了说明那些分区是空闲的,可以用来装入新作业,必须要有一张空闲区说明表,如表1所示。
表1 空闲区说明表图1 内存空间占用情况62241其中,起始地址指出个空闲区的内存起始地址,长度指出空闲区的大小。
内存的分配与回收实验报告
![内存的分配与回收实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/355aeb5eb6360b4c2e3f5727a5e9856a561226a1.png)
内存的分配与回收实验报告实验目的:了解计算机内存分配与回收的原理及实现方式,掌握最先适应算法的具体实现,加深对内存管理的理解。
实验原理:内存是计算机系统中的关键组成部分之一,它负责存储程序运行所需的数据和指令。
为了有效管理内存,将其划分为若干个固定大小的单元,称为分配单元。
内存分配与回收的基本原则是尽量高效地利用内存空间。
最先适应算法是一种常用的内存分配算法,它的基本思想是按照内存地址从小到大的顺序,依次寻找满足分配要求的第一个空闲分区。
因为每次分配都是从低地址开始,所以能够尽量填满被回收后的可用内存空间。
实验步骤:1.定义内存块的数据结构,包括起始地址、大小、状态等信息。
2.初始化内存,划分出若干个固定大小的内存块。
3.从给定的进程请求中获取进程需要的内存大小。
4.遍历内存块列表,寻找第一个满足分配要求的空闲分区,即大小大于等于进程需求的分区。
5.如果找到了满足要求的分区,则将其划分为两个分区,一个用于分配给进程,一个作为剩余的空闲分区。
6.更新内存块列表,记录分配给进程的内存块。
7.如果没有找到满足要求的分区,则返回分配失败的信息。
8.进程完成运行后,将其占用的内存块标记为空闲,并进行合并操作,合并相邻的空闲分区。
9.更新内存块列表,记录回收的内存块。
10.重复步骤3至步骤9,直到完成所有的进程请求。
实验结果:经过多次实验,使用最先适应算法进行内存分配与回收,可以有效地利用内存空间,提高内存利用率。
实验总结:通过本次实验,我深入理解了最先适应算法的实现原理和逻辑流程。
在实际的内存管理中,我们需要根据实际情况选择合适的内存分配策略,以避免出现内存碎片和浪费现象。
同时,回收后的内存块需要及时进行合并操作,以提高内存的利用率。
实验过程中还发现,在有大量并发的情况下,最先适应算法可能会产生较多的内存碎片,影响内存的使用效率,因此需要根据实际情况选择其他适合的内存分配算法。
总之,通过这次实验,我对内存分配与回收有了更深入的理解,对内存管理算法的选择和优化也更加清晰,为以后的实际应用打下了基础。
- 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)。
case 6: showallwork(w); break;
default: break;
}
manu();
scanf("%d",&option);
if(!(option==1||option==2||option==3||option==4||option==5||option==6))
printf("内存管理系统\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("|---1、创建新的空表------------------|\n");
printf("|---2、创建新的作业序列--------------|\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("返回请按0请输入您的选择:");
}
void main(){//主函数
manu();
int option;
scanf("%d",&option);
while(1)
{
switch(option)
for(int j = i+1;j<NUM-1;j++)
f[j]=f[j+1];
f[NUM-1]= add_empty_form();
i--;
printf("成功合并空表单\n");
}
}
}
void Add_form(form *f,work *w){//作业完成,归还空间,创建新的空闲分区
form temp;
printf("\n");
printf("\n");
}
void Init_work(work *w){//初始化作业
printf("请输入作业号所需空间起始地址(0表示地址未分配): \n");
for(int i =0 ; i<4 ;i++)
{
printf(" ");
scanf("%d%dk%dk",&w[i].id,&w[i].size,&w[i].from);
f[i].state = 'r';
printf("继续请按序号,完成请按0\n");
scanf("%d",&j);
printf("请输入起址长度\n");
}
else
{
f[i].startaddress = 10000;
f[i].size = 0;
f[i].state = 'e';
}
}
}
void sort_forms1(form *f){//按地址大小排序表单
scanf("%d",&i);
for(int k = 0;k < 4 ;k++)
{
if(w[k].id ==i)
{
w[k].state = 'd';
for(int j = 0 ;j<NUM ;j++)
{
if(f[j].size > w[k].size )
{
w[k].from = f[j].startaddress ;
}
void merge(form *f){//合并相邻的空表单
sort_forms1(f);
for(int i = 0; i < NUM;i++)
{
if(f[i].startaddress +f[i].size ==f[i+1].startaddress && f[i+1].size !=0)
{
f[i].size =f[i].size +f[i+1].size ;
{
printf("\n");
printf("\n");
case 1: form f[NUM]; Init_forms(f);break;
case 2: work w[4]; Init_work(w);break;
case 3: Add_form(f,w);break;
case 4: apply_form(f,w);break;
int size;//长度
char state;//状态r代表未分配,e表示空表单
};
struct work{//作业表单
int id;//作业号
int size;//申请空间大小
int from;//起址
char state;//作业状态,r表示就绪,d表示正在运作,o表示作业完成
};
void showallwork(work *w){//展示所有作业情况
printf("以下是所有作业情况:\n");
printf("----------------------------------\n");
printf("作业号所需空间大小起始地址状态\n");
printf("----------------------------------\n");
for(int i = 0 ;i < 4;i++)
【3】为作业4申请空闲分区
【4】回收作业2、3的申请量
【5】打印作业完成情况
【6】回收作业1、4的申请量
【7】打印作业完成情况
3、打印一份源程序并附上注释。
#include<stdio.h>
#define NUM 10//表单长度
struct form{//空闲分区表单
int startaddress;//起址
南京信息工程大学实验(实习)报告
实验(实习)名称实验3内存管理日期14.5.30得分指导教师
系计软院专业软件工程年级班次姓名学号
实验3内存管理
1、程序中使用的数据结构及符号说明。
struct form{//空闲分区表单
int startaddress;//起址
int size;//长度
char state;//状态r代表未分配,e表示空表单
for(int i=0;i<NUM&&f[i].state;i++)
{
if(f[i].size)
printf("%3d %8dk%8dk %6c\n",i+1,f[i].startaddress,f[i].size,f[i].state);
}
printf("--------------------------------\n");
f[j+1]=temp;
}
}
}
}
void showallforms(form *f){//展示所有空表
sort_forms1(f);
printf("以下是空闲分区表状态:\n");
printf("--------------------------------\n");
printf("序号起址长度状态\n");
{
printf("%4d %8dk %8dk%6c\n",w[i].id ,w[i].size ,w[i].from ,w[i].state );
}
printf("----------------------------------\n");
printf("《r表示就绪状态,d表示正在执行,o表示完成》");
printf("\n");
}
void Init_forms(form *f){//初始化表单
printf("请输入起址长度:\n");
for(int i=0,j=1;i<NUM;i++)
{
if(j)
{
printf("表%d\n",i+1);
scanf("%dk%dk",&f[i].startaddress,&f[i].size);
}
}
}
void sort_forms2(form *f){//按空间大小排序表单
form temp;
for( int i = 0;i < NUM; i++)
{
for(int j = 0;j < NUM-i-1;j++)
{
if(f[j].size > f[j+1].size )
{
temp=f[j];
f[j]=f[j+1];
form temp;
for( int i = 0;i < NUM; i++)
{
for(int j = 0;j < NUM-i-1;j++)
{
if(f[j].startaddress > f[j+1].startaddress )
{
temp=f[j];
f[j]=f[j+1];
f[j+1]=temp;