可变分区存储管理方案模拟

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操作系统实验-可变分区存储管理

作业一实验一：可变分区存储管理（一）实验题目编写一个C 程序，用char *malloc(unsigned size)函数向系统申请一次内存空间（如size=1000，单位为字节），模拟可变分区内存管理，实现对该内存区的分配和释放管理。

（二）实验目的1．加深对可变分区的存储管理的理解；2．提高用C 语言编制大型系统程序的能力，特别是掌握C 语言编程的难点：指针和指针作为函数参数；3．掌握用指针实现链表和在链表上的基本操作。

（三）程序代码 #include<malloc.h> #include<stdio.h> #include<string.h>#define new(type) (type *)malloc(sizeof(type))typedef struct _map {unsigned int size; char *address; struct _map *next; struct _map *prev;(a)(b)(c)(d)图2-9释放区与前后空闲区相邻的情况} map;typedef map *pmap;typedef struct _mem{unsigned int totalSize;char* space;pmap head;pmap cMap;} mem;typedef mem *pmem;pmem createMem(unsigned int to_size) //创建内存区域{pmem newMem=new(mem);pmap newHead=new(map);newMem->totalSize=to_size;newHead->size=to_size;newHead->address=newMem->space;newHead->next=newHead;newHead->prev=newHead;newMem->head=newHead;newMem->cMap=newHead;return newMem;}void freeMem(pmem m){pmap map,cMap;pmap head=m->head;free(map->address);for(map=head;map->next!=head;){cMap=map;map=cMap->next;free(cMap);}free(m);}char* lmalloc(pmem cMem,unsigned int size) //分配函数{if(size>1000){printf("内存容量超出范围!\n"); //当需要分配的内存空间已经大于实际空间时出错}else{pmap p=cMem->cMap;char* rAddr;if(size==0)return NULL;while(p->size<size){if(p->next==cMem->cMap)return NULL;p=p->next;}rAddr=p->address;p->size-=size;p->address+=size;if(p->size==0){p->prev->next=p->next;p->next->prev=p->prev;cMem->cMap=p->next;if(cMem->head==p)cMem->head=p->next;if(p->next!=cMem->head)free(p);}else{cMem->cMap=p;}return rAddr;}}void lfree(pmem m,unsigned int size,char* addr) //释放函数{pmap nextMap,prevMap,newMap;if(addr<m->space || addr>=m->space+m->totalSize){fprintf(stderr,"地址越界\n"); //释放空间时，大小输入出错return;}nextMap=m->head;while(nextMap->address<addr){nextMap=nextMap->next;if(nextMap==m->head)break;}prevMap=nextMap->prev;if(nextMap!=m->head && prevMap->address+prevMap->size==addr) //第一种情况{prevMap->size+=size;if(addr+size==nextMap->address) //第二种情况{prevMap->size+=nextMap->size;prevMap->next=nextMap->next;prevMap->next->prev=prevMap;if(nextMap==m->cMap){m->cMap=prevMap;}free(nextMap);nextMap=NULL;}}else{if(addr+size==nextMap->address) //第三种情况{nextMap->address-=size;nextMap->size+=size;}else //第四种情况{newMap=new(map);newMap->address=addr;newMap->size=size;prevMap->next=newMap;newMap->prev=prevMap;newMap->next=nextMap;nextMap->prev=newMap;if(nextMap==m->head)m->head=newMap;}}}void printMem(pmem m) //打印函数{pmap map=m->head;printf("\空闲内存空间:\n\-----------------------\n\大小起始地址\n");do{if(map==m->cMap)printf("-> ");elseprintf(" ");printf("%10u %10u\n",map->size,map->address);map=map->next;}while(map!=m->head);printf("-----------------------\n");}void main() //主函数{printf("--------------------------------------------------------\n");printf("请选择操作：分配内存(m) or 释放内存(f) or 打印内存表(p)\n");printf("--------------------------------------------------------\n");typedef enum{cmdMalloc,cmdFree,cmdPrint,cmdHelp,cmdQuit,cmdInvalid} cmdType; pmem m=createMem(1000);char cmd[20];char *addr;unsigned int size;cmdType type;while(1){scanf("%s",cmd);if(cmd[1]=='\0'){switch(cmd[0]){case 'm':case 'M':type=cmdMalloc;break;case 'f':case 'F':type=cmdFree;break;case 'p':case 'P':type=cmdPrint;break;}}else{if(!strcmp(cmd,"malloc"))type=cmdMalloc;else if(!strcmp(cmd,"free"))type=cmdFree;else if(!strcmp(cmd,"print"))type=cmdPrint;}switch(type){case cmdMalloc:scanf("%u",&size);lmalloc(m,size);printMem(m);break;case cmdFree:scanf("%u %u",&size,&addr);lfree(m,size,addr);printMem(m);break;case cmdPrint:printMem(m);break;return;}}}（四）程序结果。

3用C语言模拟实现可变式分区存储管理

3用C语言模拟实现可变式分区存储管理可变式分区存储管理是一种动态分配内存空间的方式，它能够根据进程的内存需求来动态地分配和回收内存空间，提高内存的利用率。

在C语言中，我们可以使用指针和数据结构来模拟实现可变式分区存储管理。

1.使用结构体来表示内存块首先，我们可以定义一个结构体来表示每个内存块的属性，包括起始地址、大小、以及是否被占用等信息。

```cstruct Blockint start_address;int size;int is_allocated; // 0代表未分配，1代表已分配};```2.初始化内存空间接下来，我们可以定义一个数组来表示整个内存空间，该数组的每个元素都是一个 Block 结构体，表示一个内存块。

在程序开始时，我们可以初始化一个 Block 数组，表示整个内存空间的初始状态。

```c#define TOTAL_SIZE 1024 // 内存总大小struct Block memory[TOTAL_SIZE];void init_memormemory[0].start_address = 0;memory[0].size = TOTAL_SIZE;memory[0].is_allocated = 0;```3.分配内存空间当进程需要分配内存空间时，可变式分区存储管理会选择一个合适的内存块来分配给该进程。

我们可以定义一个函数来实现分配内存的过程。

```cint allocate_memory(int size)int i;for (i = 0; i < TOTAL_SIZE; i++)if (!memory[i].is_allocated && memory[i].size >= size)//找到未分配且大小足够的内存块memory[i].is_allocated = 1;memory[i].size -= size;return memory[i].start_address;}}//没有找到合适的内存块return -1;```4.回收内存空间当进程释放已分配的内存空间时，我们需要回收这部分内存，使其变为未分配状态。

模拟实现一个简单的固定(可变)分区存储管理系统

合肥学院计算机科学与技术系实验报告2009～2010学年第一学期课程操作系统原理实验名称模拟实现一个简单的固定（可变）分区存储管理系统学生姓名朱海燕、汪小白、秦月、程美玲专业班级07计本（1）班指导教师屠菁2009年12月1．实验目的通过本次课程设计，掌握了如何进行内存的分区管理，强化了对首次适应分配算法和分区回收算法的理解。

2．实验内容（1）建立相关的数据结构，作业控制块、已分配分区及未分配分区（2）实现一个分区分配算法，如最先适应算法、最优或最坏适应分配算法（3）实现一个分区回收算法（4）给定一个作业/进程，选择一个分配或回收算法，实现分区存储的模拟管理3．实验步骤首先，初始化函数initial（）将分区表初始化并创建空闲分区列表，空闲区第一块的长度是30，以后的每个块长度比前一个的长度长20。

frees[0].length=30第二块的长度比第一块长20，第三块比第二块长30，以此类推。

frees[i].length=frees[i-1].length+20;下一块空闲区的首地址是上一块空闲区的首地址与上一块空闲区长度的和。

frees[i].front=frees[i-1].front+frees[i-1].length;分配区的首地址和长度都初始化为零occupys[i].front=0;occupys[i].length=0;显示函数show（）是显示当前的空闲分区表和当前的已分配表的具体类容，分区的有起始地址、长度以及状态，利用for语句循环输出。

有一定的格式，使得输出比较美观好看。

assign（）函数是运用首次适应分配算法进行分区，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，余下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。

这个算法倾向于优先利用内存中低址部分被的空闲分区，从而保留了高址部分的的大空闲区。

可变分区存储管理及可重定位分区存储管理实验报告

可变分区存储管理及可重定位分区存储管理实验报告一、实验目的与要求通过消化理解模拟管理程序，了解存储器的分配与回收过程，体会相关数据结构在实现管理算法中的重要性。

输入一到两组实验数据，观察分配与回收的处理结果，特别是回收时邻接空闲分区的合并处理，检测其算法的正确性。

二、算法思想1、可变分区存储管理（1）算法实现a.分配：查空闲分区链表b.回收：考虑邻接合并（2）实验过程：输入操作命令代码a.分配：输入作业号及作业长度（已建立作业不重复建立）b.回收：输入作业号（不存在作业不释放空间）c .可查看空闲链表情况（检测分配、回收正确性）d.可查看作业表情况（检测分配、回收正确性）2、可重定位分区存储管理在前述可变分区存储管理实验基础上修改实现，即遇大作业存在碎片不够分配时进行合并处理。

注：实现拼接（移动，合并）：设立按作业地址排列的有序链表，即用静态链表实现（作业表增加静态链仿真指针），在此基础上按地址从小到大顺序依次向前移动（紧凑处理）。

三、算法实现（可重定位分区存储管理）1、修改相关数据结构（1）作业表增加链接仿真指针int next；分量（2）构造有序静态链表（初始化时next均赋值-1）（3）增加静态链首指针Linkp及空闲总容量计数变量size（注：初始化时Linkp=-1，size=n）2、修改分配函数判断新建立作业长度是否小于等于空闲总容量size值。

若无足够大分区，则先进行合并处理后再分配；若有足够大分区，则按可变分区分配算法处理；若作业长度超过总空闲容量，则产生溢出（无内存）。

3、增加插入排序操作函数（sort_tab（））分配新作业空间，则按新作业分区首地址大小，将作业表表项插入静态链表。

回收时，还必须从中删除。

4、增加拼接（移动）操作函数（compact（））主要是修改作业表表目内容及空闲分区链表，用模拟操作函数move（）进行模拟搬家前移。

5、增加显示静态链表内容的较出操作函数（printsorttab（））四、算法流程1、可变分区存储管理(1)主程序（main（）函数）(2)分配程序（allocm（）函数）(3)回收程序（freem（）函数）(4)显示空闲分区链表及作业表程序（printlink（）及printtab（）函数）注：主程序（main（）函数）分配程序（allocm（）函数）回收程序（freem（）函数）有四种情形（假定回收区首地址=> addr，长度=> length）(1)空闲分区链表空，或不与任何空闲区邻接=> 分配新结点空间，存入回收作业首地址及长度插入空闲分区链（链首，链中，链尾）(2)回收分区与后一空闲分区相邻接=> 进行后邻接合并(3)回首分区与前一空闲分区相邻接(4)回收分区与前同时又与后空闲分区相邻接=> 需进行三个分区合并，并删除一个空闲分区结点注：除了修改空闲分区链表，还要修改作业表（清除flag标志）2、可重定位分区存储管理(1)分配程序（修改allocm（）函数）(2)回收程序（修改freem（）函数）(3)有序静态链表插入操作程序（sort_tab（）函数）(4)拼接（移动）操作程序（compact（）函数）(5)输出有序静态链表操作程序（printsorttab（）函数）注：分配程序（修改allocm（）函数）n,l输出作业已建立提示串，返回内存容量不够，返回置新作业作业表作业地址（分配空间）提示操作者输入新建作业的作业号及长度作业n已建立？l≤size？NYNY分配作业表表项，填入作业长度，置标志为1，总空闲容量减去l查空闲分区链表查到表尾？调用拼接操作函数compact（）进行拼接处理Y分区大小=lNYN分区大小>lY修改空闲分区链表（size= l，空闲链为空（一起分配），size> l ,分割分配）作业表表目插入有序静态链表返回切割分配分区空间，修改分区链表作业表表目插入有序静态链表分区整体分配,修改分区链（删除结点）作业表表目插入有序静态链表返回查下一分区N回收程序（修改freem（）函数）有序静态链表插入操作程序（sort_tab（））拼接（移动）操作程序（compact（））五、实验步骤1、可变分区存储管理(1)消化实验算法程序(2)组织上机实验数据(3)第一组：指定(4)第二组：自定（要求能测试各种情形）(5)输入上机程序，编译，运行，记录各操作步骤的运行结果（通过显示空闲分区链表及作业表）2、可重定位分区存储管理(1)阅读相关算法程序(2)组织调试数据（必须包含需合并的操作）(3)上机运行、调试（测试），记录运行情况，分析运行结果六、实验运行情况分析1、可变分区存储管理(1)操作程序1a.分配作业1（80k），作业3（30k），作业8（50k），作业5（140k），作业9（50k），作业6（100k），作业4（50k）b.观察（记录）空闲表及作业表情况c.回收作业8，观察结果d.分配作业7（80k），观察结果e.回收作业6, 回收作业1, 观察结果f分配作业10（120k），观察运行情况g,回收作业7，作业3，作业5，观察各次结果(2)操作程序2a.分配作业1（100k）、作业2（50k）、作业3（50k）、作业4（80k）、作业5（120k），观察结果b.回收作业4c.分配作业6（90k）d.回收作业3 f.分配作业7（140k）2、可重定位分区存储管理(1)操作程序1a.分配作业1（80k），作业3（30k），作业8（50k），作业5（140k），作业9（50k），作业6（100k），作业4（50k）b.观察（记录）空闲表及作业表情况c.回收作业8，观察结果d.分配作业7（80k），观察结果e.回收作业6, 回收作业1, 观察结果f 分配作业10（120k ），观察运行情况g,回收作业7，作业3，作业5，观察各次结果(2)操作程序2a.分配作业1（100k）、作业2（50k）、作业3（50k）、作业4（80k）、作业5（120k），观察结果b.回收作业4c.分配作业6（90k）d.回收作业3 f.分配作业7（140k ）七、实验总结通过这次实验，我掌握了可变分区存储管理及可重定位分区存储管理的具体方法，对书本上的理论知识有了更深刻的认识。

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。

实验一可变分区存储管理

最佳适应算法是从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区，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。
优点
由于会优先使用更小的空闲区，所以不会轻易产生大的碎片。
工具介绍
1 2
GCC编译器
用于编译C语言源代码，生成可执行文件。
GDB调试器
用于调试程序，查看程序运行过程中的内存状态、变量值等信息。
3
Valgrind内存检测工具
用于检测程序中的内存泄漏、越界访问等问题。
实验数据准备
源代码文件
01
实验提供了一份用C语言编写的可变分区存储管理程序的源代码。
测试数据文件
02 可变分区存储管理概述
基本概念
可变分区
在可变分区存储管理中，内存被划分为大小可变的分区，每个分区可以动态地分配和释放。
分配策略
根据进程的大小和内存的使用情况，选择适当的分配策略，如首次适应、最佳适应或最差适应等。
分区表
用于记录内存中各个分区的状态、大小、起始地址等信息的数据结构。
可变分区存储管理的特点
结果分析与讨论
算法优势分析
实验结果表明，本算法在内存分配和回收过程中具有较高的执行效率和内存利用率，这主要得益于其采用的先进的数据结构和算法设计。同时，本算法还具有良好的稳定性和可扩展性，能够适应不同规模的内存管理需求。
存在问题探讨
尽管本算法在实验中表现出较好的性能，但仍存在一些需要改进的地方。例如，在处理大规模内存分配请求时，可能会出现性能下降的情况。未来可以考虑对算法进行进一步优化，提高其处理大规模请求的能力。

模拟实现可变分区存储管理

《操作系统》课程设计说明书题目：模拟实现可变分区存储管理班级：学号：姓名：指导老师：1．目的和要求在熟练掌握计算机分区存储管理方式的原理的基础上，利用一种程序设计语言模拟实现操作系统的可变分区存储管理的功能，一方面加深对原理的理解，另一方面提高学生通过编程根据已有原理解决实际问题的能力，为学生将来进行系统软件开发和针对实际问题提出高效的软件解决方案打下基础。

2．设计内容设计合理的数据结构来描述存储空间：对于未分配出去的部分，可以用空闲分区队列或空闲分区链表来描述，对于已经分配出去的部分，由装入内存的作业占据，可以将作业组织成链表或数组。

实现分区存储管理的内存分配功能，实现两种适应算法：首次适应算法，最坏适应算法。

实现分区存储管理的内存回收算法：要求能够正确处理回收分区与空闲分区的四种邻接关系。

当碎片产生时，能够进行碎片的拼接。

3．设计环境Windows操作系统、DEV C++C语言4．程序概要（1）数据结构和全局变量int type = 0; //算法类型//空闲分区struct freelink {int len; //len为分区长度int address; //address为分区起始地址struct freelink *next;};//占用分区struct busylink {char name; //作业或进程名,name='S' 表示OS占用int len;int address;struct busylink *next;};struct freelink *free_head = NULL; //自由链队首指针struct busylink *busy_head = NULL, //占用区队首指针*busy_tail = NULL; //占用区队尾指针（2）功能模块划分大体上可以将整个程序的模块划分成如下几个部分：1）主模块：主要是初始化（设置物理内存的用户区的大小，选取适应算法）和界面，界面参考如下：2）内存分配算法（实现两种适应算法：最坏适应算法，首次适应算法）3）内存回收算法（考虑四种邻接情况，尤其是采用最佳（坏）适应算法时的分区合并）4）碎片拼接算法5）空闲分区队列显示6）占用分区队列显示（3）各函数调用关系（4）主要函数流程图allocateMemoByWF();//两种算法分配回收大致相同，在这里只列举一种compactMemo()freeMemoByWF()5. 源代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAX_SIZE 512 //系统能分配的最大内存#define FALSE 0#define TRUE 1int type = 0; //算法类型//空闲分区struct freelink {int len; //len为分区长度int address; //address为分区起始地址struct freelink *next;};//占用分区struct busylink {char name; //作业或进程名,name='S' 表示OS占用int len;int address;struct busylink *next;};struct freelink *free_head = NULL; //自由链队列（带头结点）队首指针struct busylink *busy_head = NULL, //占用区队列队（带头结点）首指针*busy_tail = NULL; //占用区队列队尾指针//初始化void init() {struct freelink *p;struct busylink *q;free_head = (struct freelink*)malloc(sizeof(struct freelink));free_head->next = NULL; // 创建自由链头结点busy_head = busy_tail = (struct busylink*)malloc(sizeof(struct busylink));busy_head->next = NULL; // 创建占用链头结点p = (struct freelink *)malloc(sizeof(struct freelink));p->address = 64;p->len = MAX_SIZE - 64; //（OS占用了64K）p->next = NULL;free_head->next = p;q = (struct busylink *)malloc(sizeof(struct busylink));q->name = 'S'; //S表示操作系统占用q->len = 64;q->address = 0;q->next = NULL;busy_head->next = q;busy_tail = q;}//紧凑struct freelink* compactMemo(int require) {int sum = 0;struct freelink *fNode = free_head->next;while (fNode != NULL) {sum += fNode->len;fNode = fNode->next;}printf("\n");if (sum < require) {return NULL;}//删除空闲区所有节点struct freelink *p = free_head->next; //让p一直指向第一个数据节点while (p != NULL) {free_head->next = p->next;free(p);p = free_head->next;}//创建新的分区struct freelink *node = (struct freelink*)malloc(sizeof(struct freelink));node->address = 0;node->len = MAX_SIZE;free_head->next = node;node->next = NULL;//修改占用区作业内存地址struct busylink *q = busy_head->next;while (q != NULL) {q->address = node->address;node->len -= q->len;node->address += q->len;q = q->next;}return node;}//最坏（佳）适应算法在分区合并和分割后需要调整分区位置int adjust(struct freelink *node) {struct freelink *p = free_head;//合并后链表中只剩一个分区if (p->next == NULL) {free_head->next = node;node->next = NULL;return TRUE;}while (p->next != NULL && node->len <= p->next->len) { p = p->next;}if (p->next == NULL) {p->next = node;node->next = NULL;}else {node->next = p->next;p->next = node;}return TRUE;}//最坏适应算法int allocateMemoByWF() {int require;printf("请输入作业所需内存大小：");scanf("%d", &require);//判断第一个空闲分区大小是否满足需求struct freelink *p = free_head->next;if (p->len < require) {printf("没有分区满足要求,正在尝试碎片拼接...\n");//判断所有分区容量总和是否满足要求if ((p = compactMemo(require)) == NULL) {return FALSE;}}//将第一个空闲分区切割require分配给该作业struct busylink *q = (struct busylink *)malloc(sizeof(struct busylink));printf("请输入作业名称：");getchar(); //输入require之后有一个换行符，用getchar吃掉scanf("%c", &q->name);//检查是否重名struct busylink *temp = busy_head->next;while (temp != NULL && temp->name != q->name) {temp = temp->next;}if (temp != NULL) {printf("该作业名已存在！\n");return FALSE;}q->len = require;q->address = p->address;q->next = NULL;//将作业按地址递增的顺序插入到作业队列中temp = busy_head;while(temp->next != NULL && q->address > temp->next->address) { temp = temp->next;}if (temp->next == NULL) {temp->next = q;q->next = NULL;}else {q->next = temp->next;temp->next = q;}//分割空闲分区if (p->len == require) {free(p);return TRUE;}else {p->address += require;p->len -= require;}//把第一个分区从空闲区中拿出来if (p->next != NULL) {free_head->next = p->next;}else return TRUE; //空闲队列中是否只存在一个节点//将分割后的分区放到合适的位置adjust(p);return TRUE;}//首次适应算法int allocateMemoByFF() {int require;printf("请输入作业所需内存大小：");scanf("%d", &require);struct freelink *p = free_head->next;struct freelink *pre = free_head;while (p != NULL && p->len < require) {pre = p;p = p->next;}if (p == NULL) {printf("没有分区满足要求,正在尝试碎片拼接...\n");//判断所有分区容量总和是否满足要求if ((p = compactMemo(require)) == NULL) {return FALSE;}}//将第一个满足条件的分区分割合适的内存分配给作业struct busylink *q = (struct busylink *)malloc(sizeof(struct busylink));printf("请输入作业名称：");getchar(); //输入require之后有一个换行符，用getchar吃掉scanf("%c", &q->name);//检查是否重名struct busylink *temp = busy_head->next;while (temp != NULL && temp->name != q->name) {temp = temp->next;}if (temp != NULL) {printf("该作业名已存在！\n");return FALSE;}q->len = require;q->address = p->address;q->next = NULL;//将作业按地址递增的顺序插入到作业队列中temp = busy_head;while(temp->next != NULL && q->address > temp->next->address) { temp = temp->next;}if (temp->next == NULL) {temp->next = q;q->next = NULL;}else {q->next = temp->next;temp->next = q;}//分割空闲分区if (p->len == require) {pre->next = p->next;free(p);return TRUE;}else {p->address += require;p->len -= require;return TRUE;}}//匹配节点并创建回收分区struct freelink* matchName(char name) {struct busylink *q = busy_head;struct freelink *node = (struct freelink *)malloc(sizeof(struct freelink));//找到匹配节点的前一个while (q->next != NULL && q->next->name != name) {q = q->next;}if (q->next == NULL) {printf("%c进程不存在\n",name);return NULL;}//接收匹配节点的内存信息node->len = q->next->len;node->address = q->next->address;//在占用分区中删除匹配的节点struct busylink *temp = q->next;if (q->next == busy_tail) {busy_tail = q;q->next = NULL;}else {q->next = q->next->next;}free(temp);return node;}int freeMemoByWF() {printf("请输入作业名称:");char name;getchar();scanf("%c", &name);printf("\n");//将内存(即node节点)放回空闲区struct freelink *node;if ((node = matchName(name)) == NULL) {return FALSE;}struct freelink *p = free_head->next;struct freelink *pre = free_head;//三种邻接情况(合并后需要重新根据大小排序)while (p != NULL) {//与下一分区邻接if (node->address + node->len == p->address) {//与上一分区邻接if (p->next != NULL&&p->next->address + p->next->len == node->address) {struct freelink* temp = p->next;temp->len = temp->len + p->len + node->len;free(node);pre->next = temp->next;free(p);adjust(temp);printf("回收成功!\n");return TRUE;}else {p->address = node->address;p->len += node->len;free(node);pre->next = p->next; //把合并后分区取出来adjust(p);printf("回收成功!\n");return TRUE;}}//与上一分区邻接if (p->address + p->len == node->address) {//同时与下一分区邻接if (p->next != NULL &&node->address + node->len == p->next->address) {p->len = p->len + node->len + p->next->len;pre->next = p->next->next;free(p->next);free(node);adjust(p);printf("回收成功!\n");return TRUE;}else {p->len += node->len;free(node);pre->next = p->next;adjust(p);printf("回收成功!\n");return TRUE;}}pre = p;p = p->next;}//不邻接adjust(node);printf("回收成功!\n");return TRUE;}int freeMemoByFF() {printf("请输入作业名称:");char name;getchar();scanf("%c", &name);printf("\n");//将内存(node节点)放回空闲区struct freelink *node;if ((node = matchName(name)) == FALSE) {return FALSE;}struct freelink *p = free_head->next;//三种邻接情况while (p != NULL) {//与下一分区邻接if (node->address + node->len == p->address) {p->address = node->address;p->len += node->len;free(node);printf("回收成功!\n");return TRUE;}//与上一分区邻接if (p->address + p->len == node->address) {//同时与下一分区邻接if (p->next != NULL &&node->address + node->len == p->next->address) {p->len = p->len + node->len + p->next->len;struct freelink* temp = p->next;p->next = p->next->next;free(temp);free(node);printf("回收成功!\n");return TRUE;}else {p->len += node->len;free(node);printf("回收成功!\n");return TRUE;}}p = p->next;}//不邻接p = free_head;while (p->next != NULL && node->address > p->next->address) { p = p->next;}if (p->next == NULL) {p->next = node;node->next = NULL;}/*回收分区是分区链中地址最大的一个*/else {node->next = p->next;p->next = node;}printf("回收成功!\n");return TRUE;}//输出空闲分区void printFreeLink() {struct freelink *p = free_head->next;printf("空闲分区：\n");while (p != NULL) {printf("分区起始地址:%d ", p->address);printf("分区大小:%d\n", p->len);p = p->next;}printf("\n");}//输出占用分区void printBusyLink() {struct busylink *q = busy_head->next;printf("占用分区：\n");while (q != NULL) {printf("进程名：%c ", q->name);printf("起始地址：%d ", q->address);printf("占用内存大小：%d\n", q->len);q = q->next;}printf("\n");}void WF() {while(1) {printf("----------------------------------------------------------------\n");printf("1. 初始化\n\n");printf("2. 作业进入内存\n\n");printf("3. 作业完成\n\n");printf("4. 显示当前自由分区\n\n");printf("5. 显示当前作业占用分区\n\n");printf("6. 退出\n");printf("----------------------------------------------------------------\n");int m;scanf("%d", &m);printf("\n");switch(m) {case 1: init(); break;case 2: allocateMemoByWF(); break;case 3: freeMemoByWF(); break;case 4: printFreeLink(); break;case 5: printBusyLink(); break;case 6: return;}}}void FF() {while(1) {printf("----------------------------------------------------------------\n");printf("1. 初始化\n\n");printf("2. 作业进入内存\n\n");printf("3. 作业完成\n\n");printf("4. 显示当前自由分区\n\n");printf("5. 显示当前作业占用分区\n\n");printf("6. 退出\n");printf("----------------------------------------------------------------\n");int m;scanf("%d", &m);printf("\n");switch(m) {case 1: init(); break;case 2: allocateMemoByFF(); break;case 3: freeMemoByFF(); break;case 4: printFreeLink(); break;case 5: printBusyLink(); break;case 6: return;}}}int main() {while(1) {printf("----------------------------------------------------------------\n");printf("1. 首次适应算法\n\n");printf("2. 最坏适应算法\n\n");printf("3. 退出\n");printf("----------------------------------------------------------------\n");int m;scanf("%d", &m);printf("\n");switch(m) {case 1: FF(); break;case 2: WF(); break;case 3: exit(0);}}}6. 实验结果：1.最坏适应算法：A(16), B(32), C(64), D(128)分配（成功）：分配失败（重名）：当前空闲区和占用区情况：free(A)//不邻接回收成功:回收失败（不存在该进程）：当前空闲区和占用区情况：free(C)当前空闲区情况：free(B)//与上下分区邻接当前空闲区情况：E(100)当前空闲区情况：F(200)没有分区满足时尝试碎片拼接当前空闲区和占用区情况：最坏适应算法有一种情况：A(40), B(50), C(60), D(50)free(A), free(C)与首次适应分配不同，最坏适应算法可能高地址在低地址前free(B)2. 首次适应算法：A(16), B(32), C(64), D(128),E(10),F(5),free(F)free(A), free(C)free(B)G(200)在分配内存过程中，将作业加入到占用队列时是按地址递增的顺序排列，保证了拼凑算法后各作业的相对位置不变化7. 实验总结：a)以前对链表操作有一些误操作，比如排序时，一般使用冒泡法。

实验2可变分区管理及存储管理

实验2 可变分区管理一、存储管理背景知识1. 分页过程2. 内存共享3. 未分页合并内存与分页合并内存4. 提高分页性能耗尽内存是Windows系统中最常见的问题之一。

当系统耗尽内存时，所有进程对内存的总需求超出了系统的物理内存总量。

随后，Windows必须借助它的虚拟内存来维持系统和进程的运行。

虚拟内存机制是Windows操作系统的重要组成部分，但它的速度比物理内存慢得多，因此，应该尽量避免耗尽物理内存资源，以免导致性能下降。

解决内存不足问题的一个有效的方法就是添加更多的内存。

但是，一旦提供了更多的内存，Windows很可以会立即“吞食”。

而事实上，添加更多的内存并非总是可行的，也可能只是推迟了实际问题的发生。

因此，应该相信，优化所拥有的内存是非常关键的。

1. 分页过程当Windows求助于硬盘以获得虚拟内存时，这个过程被称为分页(paging) 。

分页就是将信息从主内存移动到磁盘进行临时存储的过程。

应用程序将物理内存和虚拟内存视为一个独立的实体，甚至不知道Windows使用了两种内存方案，而认为系统拥有比实际内存更多的内存。

例如，系统的内存数量可能只有16MB，但每一个应用程序仍然认为有4GB内存可供使用。

使用分页方案带来了很多好处，不过这是有代价的。

当进程需要已经交换到硬盘上的代码或数据时，系统要将数据送回物理内存，并在必要时将其他信息传输到硬盘上，而硬盘与物理内存在性能上的差异极大。

例如，硬盘的访问时间通常大约为4-10毫秒，而物理内存的访问时间为60 us，甚至更快。

2. 内存共享应用程序经常需要彼此通信和共享信息。

为了提供这种能力，Windows必须允许访问某些内存空间而不危及它和其他应用程序的安全性和完整性。

从性能的角度来看，共享内存的能力大大减少了应用程序使用的内存数量。

运行一个应用程序的多个副本时，每一个实例都可以使用相同的代码和数据，这意味着不必维护所加载应用程序代码的单独副本并使用相同的内存资源。

模拟实现一个简单的可变分区存储管理系统资料

合肥学院计算机科学与技术系实验报告2013 ～2014 学年第一学期课程操作系统原理实验名称模拟实现一个简单的可变分区存储管理系统学生姓名专业班级指导教师谢雪胜2013 年12 月1．实验目的模拟实现一个简单的固定（或可变）分区存储管理系统2．实验内容本实验要求完成如下任务：（1）建立相关的数据结构，作业控制块、已分配分区及未分配分区（2）实现一个分区分配算法，如最先适应分配算法、最优或最坏适应分配算法（3）实现一个分区回收算法（4）给定一批作业/进程，选择一个分配或回收算法，实现分区存储的模拟管理。

3．实验步骤（1）任务分析本实验要实现的功能是模拟分区管理系统，即输入一个批作业，由程序根据各个作业的大小为批作业分配分区。

如果能找到满足条件的分区，则分配成功，否则分配失败。

对于程序的输入，输入用户程序所要请求的分区大小，-1表示输入完成。

程序输入分配分区后各个分区的使用情况，然后回收分区，程序输出回收分区后各个分区的使用情况。

（2）概要设计对于分区的定义，定义的数据结构如下所示typedef struct{int no; //定义分区编号int size; //定义大小int start; //定义分区起始位置int state; //定义分区状态，已分配或未分配}fenqubiao;fenqubiao arr[50];其中，no表示分区的编号，size表示当前分区块的大小，start表示当前分区的起始位置，state表示当前分区的状态，已分配或空闲。

Arr[50]表示当前系统所有分区情况。

主程序的流程图如下：开始初始化分区输出分区表输入分区请求N 是否输入完Y输出分区表输入回收分区编号N 是否输入完Y结束（3）详细设计一、初始化分区Fenqubiao arr[50]={{1,10,0,0},{2,20,10,1},{3,10,30,0},{4,12,40,0},{5,30,52,1},{6,25,82,0},{7,20,107,0},{8,5,127,1},{9,64,132,0},{10,32,196,0}};二、分区分配函数采用的分区分配函数是最先适应法，每次从地址部分开始遍历。

项目三首次适应算法的模拟

第份随堂材料
课程：《操作系统原理》
2014年9月1日
项目三可变分区内存分配方案的模拟
作业提交截止时间：
一学术诚信
为了学术的严肃性，也为了让你真正有所收获，你必须恪守诚信。所有你提交的代码必须是你一个人自己编写的，严禁与其他人分享或交换代码，严禁抄袭从其他渠道取得的代码（网上、上届学生等），否则，你将受到最严厉的惩罚。我们将使用专门的工具检查你提交的代码以判断是否出自你手。
freeblock[j].state=1;
break;
}
}
}
//对空闲区表中的空闲区调整的函数,使空闲区按始地址从小到大排列，空表目放在最后面
void adjust()
{
int i,j;
struct freearea middata;
for(i=0;i<N;i++)//将空闲区按始地址顺序在表中排列
}
}
//首次
void First_fit()
{
int applyarea,start;
{
cout<<"请输入作业的申请量:";
cin>>applyarea;
start=alloc(applyarea); //调用alloc()函数为作业分配空间，start为返回的始地址
if(start==-1)//alloc()分配不成功时，返回-1
{
freeblock[i].startaddress=freeblock[i].startaddress+applyarea;
freeblock[i].size=freeblock[i].size-applyarea;
tag=1;//有满足条件的空闲区时，tag置1

可变分区存储管理

沈阳工程学院学生实验报告（课程名称：操作系统）实验题目：可变分区存储管理班级计算机131 学号********** 姓名杨光成地点实训F608 指导教师吕海华王黎明实验日期: 2015 年 5 月19 日cin>>flag;free(flag);}else if(choice==0) break; //退出else //输入操作有误{cout<<"输入有误，请重试！"<<endl;continue;}}}图12、分配主存（如图2）Status alloc(int ch)}}图23、首次适应(如图3)Status First_fit(int request){//为申请作业开辟新空间且初始化DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));temp->data.size=request;temp->data.state=Busy;DuLNode *p=block_first->next;while(p){if(p->data.state==Free && p->data.size==request)图34、最佳适应（如图4和图5）Status Best_fit(int request){int ch; //记录最小剩余空间DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));temp->data.size=request;temp->data.state=Busy;DuLNode *p=block_first->next;DuLNode *q=NULL; //记录最佳插入位置while(p) //初始化最小空间和最佳位置{if(p->data.state==Free && (p->data.size>=request) ){q->prior=temp;q->data.address+=request;q->data.size=ch;return OK;}return OK;}图4图55、最差适应（如图6）Status Worst_fit(int request){int ch; //记录最大剩余空间DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));temp->data.size=request;temp->data.state=Busy;DuLNode *p=block_first->next;DuLNode *q=NULL; //记录最佳插入位置while(p) //初始化最大空间和最佳位置{if(p->data.state==Free && (p->data.size>=request) )q->prior->next=temp;q->prior=temp;q->data.address+=request;q->data.size=ch;return OK;}return OK;}图6图76、主存回收和显示主存分配情况（如图8）Status free(int flag){DuLNode *p=block_first;for(int i= 0; i <= flag; i++)if(p!=NULL)p=p->next;elsereturn ERROR;p->data.state=Free;if(p->prior!=block_first && p->prior->data.state==Free)//与前面的空闲块相连{cout<<"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n\n";DuLNode *p=block_first->next;cout<<"分区号\t起始地址\t分区大小\t状态\n\n";while(p){cout<<" "<<flag++<<"\t";cout<<" "<<p->data.address<<"\t\t";cout<<" "<<p->data.size<<"KB\t\t";if(p->data.state==Free) cout<<"空闲\n\n";else cout<<"已分配\n\n";p=p->next;}cout<<"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n\n"; }图8。

操作系统可变分区存储管理模拟

操作系统实验（三）可变分区存储管理模拟实验作者：顾熙杰准考证号：4报到号：177实验地点：浙工大计算机中心1)实验目的理解操作系统中可变分区管理的算法，掌握分配和回收算法掌握空闲分区的合并方法掌握不同的适应算法2)实验内容建立数据结构建立空闲分区队列根据不同的适应算法建立队列编写分配算法编写回收算法3)数据结构'分区首地址'分区长度'分区状态-1表示不存在，0表示空闲分区，1表示已经分配的分区'该分区正在活动的进程代号4)程序流程图面向对象程序设计由事件驱动，画流程图比较困难。

（1）分配新的分区最先适应按地址找最优适应，找最小可以满足的最坏适应，找最大可以满足的（2）分区回收既无上邻又无下邻既有上邻又有下邻只有上邻只有下邻5)实验中需要改进的地方由于没有使用链表，程序结构比较混乱，需要大大改进，提高可阅读性。

6)程序代码()"32" "" ( , , , , , )'表示内存分区的结构信息类型的变量类型'分区首地址'分区长度'分区状态-1表示不存在，0表示空闲分区，1表示已经分配的分区'该分区正在活动的进程代号'定义最多640个，总共640K内存数组(1 640)'表示可以使用的进程代号(1 640)'0表示该进程号可以使用'.>=1表示该进程号不可以使用'表示分配方法'0=最先分配'1=最优分配'2=最坏分配()'取可以使用的进程号ii = 1 640(i) = 0(i) = 1= i= 0()'取可以使用的为了表示分区的存储空间，模拟c语言的指针ii = 1 640(i) = -1= i= 0( )i,'分配新的分区0 '最先适应按地址找i = 1 640(i) = 0(i) >== ii1 '最优适应，找最小可以满足的= 10000i = 1 640(i) = 0(i) >=(i) <= (i)= ii= 0("内存不足！", )=2 '最坏适应，找最大可以满足的= 10000i = 1 640(i) = 0(i) >=(i) >= (i)= ii= 0("内存不足！", )=("内存不足！", ) ()ijL'新的进程进入= ()= ()i = ()(i) = 1L = (i) -(i) =(i) =L > 0= ()() = 0() = L() = (i) +()i = ((1) * 6 + 1)= (i):"请在文本框内输入正确的数字"()'刷新显示ij, ki = 1 640(i) <> -1(i) = 1(i 2) = 1= 4= 5= 6= (i)= (i)= (i)j = + 1(i) = 1(j, 1) = (i)(j, 2) = ((i)) + "K"(j, 3) = ((i)) + "K"(j, 4) = ((i)) + "已分配"(j, 5) = () + "号进程"(i) = 0(j, 1) = (i)(j, 2) = ((i)) + "K"(j, 3) = ((i)) + "K"(j, 4) = ((i)) + "未分配"(j, 5) = ""k = 1 5= kj = + 1 += j=j <> + 1(, ) = ""jk()ip, nj'回收进程的内存和合并空闲分区= ()i = 1 640(i) ='既无上邻又无下邻(i) = 0(i) = 0() = 0i = 1n = 0'找下一个相连的分区j = 1 640(i) + (i) = (j)(j) = 0n = jjn <> 0'有下邻(i) = (i) + (n)(n) = -1i = 640p = 0'找上一个相连的分区j = 1 640(j) + (j) = (i)(j) = 0p = jjp <> 0''有上邻(p) = (p) + (i)(i) = -1p = 0n = 0'找上一个相连的分区j = 1 640(j) + (j) = (i)(j) = 0p = jj'找下一个相连的分区j = 1 640(i) + (i) = (j)(j) = 0n = jjp <> 0 n <> 0'既有上邻又有下邻(p) = (p) + (i) + (n)(i) = -1(n) = -1p <> 0''只有上邻(p) = (p) + (i)(i) = -1n <> 0'只有下邻(i) = (i) + (n)(n) = -1("不存在这个进程！", ):("不存在这个进程！", )()i(1) = 1800(2) = 1800(3) = 1800(4) = 1800(5) = 1800(0, 0) = "内存地址" (0, 1) = "分区号"(0, 2) = "分区首址" (0, 3) = "分区长度" (0, 4) = "分配状态" (0, 5) = "活动进程"= 0= 0i = 0 639(i + 1, 0) = (i) + "K"i = 1 640(i) = -1(1) = 0(1) = 640(1) = 0(1) = 0= "存储管理器"( i )'延迟i秒t1, t2t1 = ()t2 = t1(t2 - t1 < i)t2 = ()()("")()("作者：顾熙杰" + + "考客主页：", 48) ()()( + "\")( )i'外浏览器访问网页i = (0&, , , , , )' i'返回10767正确'返回2，文件不存在i = 2("文件不存在", 48):$1()= 02()= 13()= 2( b )'寻找上邻区ii = b - 1 1 -1(i) <> -1= i( b )'寻找下邻区ii = b + 1 640(i) <> -1= i7)运行结果用户区分配前分配了5个进程一个进程退出以后。

可变分区存储管理实验报告

实验三可变分区存储管理
一、实验目的
通过编写可变分区存储模拟系统，掌握可变分区存储管理的基本原理，分区的分配与回收过程。

二、实验内容与步骤
1.打开程序,所得程序界面窗口如图3-1：
图3-1
2.首先选择算法：是否使用搬家算法，可以通过界面上的按钮或算法菜单栏进行
选择；如果不先选择算法，其他功能将被隐藏；注意：在程序执行过程中，不可以重新选择算法。

3.进行初始化：设置内存大小，可以选择默认值400KB；确定内存大小前，其他
操作将被屏蔽。

4.初始化内存大小以后，就可以进行添加进程操作。

5.添加一个进程后，撤消进程功能被激活，可以撤消一个选定的进程或所有的进
程（图3-2）
图3-2
6．查询功能：可以通过按钮或菜单栏显示内存状态图形、空闲区图表，还可以在内存状态条里闪烁显示某一在空闲区图表选中的空闲区。

7．内存不足但经过搬家算法可以分配内存空间给进程，将有如下（图3-3）提示：
图3-3
8．内存空间不足也有相应提示。

9．重置或退出。

三、实验结果
第一至四组数据测试采用搬家算法，第二至八组数据测试不采用搬家算法。

第一组测试数据：(测试内存错误输入) 选择搬家算法，内存大小：0KB/-50KB/空
第二组测试数据：（测试内存空间不够）选择搬家算法，内存大小：400KB
第三组测试数据：（测试是否采用最佳适应法）选择搬家算法，内存大小：200KB 第四组数据：（测试搬家算法）选择搬家算法，内存大小：400KB
第五组数据至第八组数据：不采用搬家算法，内存大小：分别与第一至第四组数据相同，操作过程：分别与第一至第四组数据相同。

存储管理可变分区

}
i++;
}
if(k!=-1)
if(j!=-1)
/* 上邻空闲区，下邻空闲区，三项合并*/
{
free_table[k].length=free_table[j].length+free_table[k].length+L;
free_table[j].flag=0;
}
else
/*上邻空闲区，下邻非空闲区，与上邻合并*/
return;
}
/*修改已分配表*/
used_table[s].flag=0;
/*取得归还分区的起始地址S和长度L*/
S=used_table[s].address;
L=used_table[s].length;
j=-1;k=-1;i=0;
/*寻找回收分区的空闲上下邻，上邻表目k，下邻表目j*/
printf(" 按任意键,输出已分配区表/n");
getch();
printf(" 输出已分配区表：/n起始地址分区长度标志/n");
for(i=0;i<n;i++)
if(used_table[i].flag!=0)
printf("%6.0f%9.0f%6c/n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);
{
int i,k,j,s,t;
float S,L;
/*寻找已分配表中对应登记项*/
s=0;
while((used_table[s].flag!=J||used_table[s].flag==0)&&s<n)

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 -回复

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-回复可变分区存储管理是一种常用的内存分配算法，用于管理计算机系统中的内存空间。

其中，最佳适应算法是其中一种经典的实现方式。

本文将围绕最佳适应算法展开，详细介绍其原理、实现方法以及优缺点。

首先，我们需要明确什么是可变分区存储管理。

在计算机系统中，内存是被划分为多个可用的分区，每个分区有不同的大小。

当一个程序需要内存时，系统会选择一个适合该程序大小的分区进行分配。

使用可变分区存储管理算法，系统可以灵活地分配和回收内存，并提高内存的利用率。

最佳适应算法是可变分区存储管理中的一种常用算法。

其核心思想是始终选择最小但足够容纳所需内存的分区进行分配。

这样可以最大程度地减少内存碎片的产生，提高系统内存利用率。

下面我们将一步一步来模拟实现最佳适应算法。

首先，我们需要创建一个数据结构来表示内存分区。

我们可以使用一个链表来存储每个分区的信息，每个节点包含分区的起始地址、结束地址和大小。

初始时，整个内存空间被视为一个大的可用分区。

接下来，当一个程序需要内存时，我们需要遍历整个分区链表，找到一个大小不小于所需内存的最小分区。

我们可以使用一个变量来记录当前找到的最小分区的大小，以及一个指针来指向该分区节点。

在遍历过程中，如果找到一个分区的大小恰好等于所需内存，那么直接分配给程序，并将该节点从链表中删除即可。

如果找到的分区的大小大于所需内存，我们需要进行分割操作。

即将该分区分成两个部分，一个部分分配给程序，另一个部分保留未分配状态，并将其添加到链表中。

同时，我们需要更新原有分区节点的起始地址和大小。

最后，当一个程序终止并释放内存时，我们需要将该内存块归还给系统，并进行合并操作。

即将释放的内存块与相邻的空闲内存块进行合并，以减少内存碎片。

通过以上步骤，我们可以实现最佳适应算法来管理内存分配。

但是，最佳适应算法也有其优缺点。

首先，最佳适应算法相对于其他算法来说，可以更好地减少内存碎片的产生。

可变分区存储管理+实验报告+程序+设计思路和感悟

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。

实验、可变分区存储管理系统模拟——最先适应分配算法

实验、可变分区存储管理系统模拟——最先适应分配算法1. 实验⽬的可变分区分配是⼀种重要的存储管理思想，⽬前流⾏的操作系统采⽤的分段存储管理的基本思想就源⾃该⽅法。

本实验的⽬的是通过编程来模拟⼀个简单的可变分区分配存储管理系统，利⽤最先适应分配算法实现。

经过实验者亲⾃动⼿编写管理程序，可以进⼀步加深对可变分区分配存储管理⽅案设计思想的理解。

2. 实验原理固定分区分配按操作系统初始化时划定的分区⽅案为作业分配内存，由于各分区的位置和⼤⼩固定，因此作业所需的内存⼤⼩通常⼩于分到的实际内存的⼤⼩，造成存储空间的浪费。

可变分区分配对此作了改进，它总是根据作业的实际需要分配刚好够⽤的连续存储空间，保证分配给作业的存储空间都是有⽤的，避免了零头的产⽣。

（1）可变分区中的数据结构建⽴描述作业的数据结构作业控制块，⾄少应包括：作业名称作业需要执⾏时间作业的内存需求作业调⼊主存时间作业执⾏结束时间作业所在分区的起始地址建⽴描述内存已分配分区的数据结构；建⽴描述内存未分配的空闲分区的数据结构；空闲分区和已分配分区的信息可以使⽤分区表来描述。

系统中所有空闲分区构成分区表，所有已分配分区构成分配分区表。

出于效率的考虑，也可使⽤分区链来记录分区信息。

分区链是⼀种双向链表，链表的每个结点描述⼀个分区的信息。

系统中所有空闲分区构成空闲分区链，所有已分配分区构成分配分区链。

分配和回收分区时，需要在这两个链表中进⾏结点的查找和插⼊、删除与修改操作。

为改进算法的执⾏效率，可以将分区链按特定的顺序排序。

分区链结点的数据结构为：Struct Section {Section *pPre; //前向指针，指向链表的前⼀个结点int nSart； //分区的起始地址int nSize； //分区的尺⼨Section *pSuf； //后向指针，指向链表的后⼀个结点}；可变分区分配算法——最先适应分配算法最先适应分配算法要求空闲分区按地址递增的顺序排列，在进⾏内存分配时，从低地址部分向⾼地址部分查找，直到找到⼀个能满⾜要求的空闲分区为⽌。

动态可变分区存储管理模拟系统

动态可变分区存储管理模拟系统青岛农业大学理学与信息科学学院操作系统课程设计报告设计题目仿真实现动态可变分区存储管理模拟系统―最佳适应算法和最先适应算法学生专业班级计算机科学与技术2021级03班学生姓名（学号）张明珠（H20210684 ）设计小组其他同学姓名（学号）刘玉婷（H20210661）宋璇（H20210162）指导教师牟春莲完成时间 2021. 06.15实习（设计）地点信息楼2182021年6月16日一、课程设计目的操作系统的理论知识只有通过操作系统的实际操作和编程才能真正地理解和掌握，没有实践操作系统的操作和编程，学习操作系统就是纸上谈兵。

操作系统课程设计是在学习完《操作系统》课程后进行的一次全面、综合实习，是计算机科学与技术专业的重要实践性教学环节。

通过课程设计，达到如下目的：1、巩固和加深对操作系统原理的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

2、培养学生选用参考书，查阅手册及文献资料的能力；培养独立思考、深入研究、分析问题、解决问题的能力。

3、通过实际操作系统的分析设计、编程调试，掌握系统软件的分析方法和工程设计方法。

4、能够按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计过程和实验结果、正确绘制系统和程序框图。

5、通过课程设计，培养学生严谨的科学态度、严肃认真的工作作风和团队协作精神。

二、设计任务题目描述：仿真实现动态可变分区存储管理模拟系统。

内存调度策略可采用最先适应算法、最佳适应法等，并对各种算法进行性能比较。

为了实现分区分配，系统中必须配置相应的数据结构，用来描述空闲区和已分配区的情况，为分配提供依据。

常用的数据结构有两种形式：空闲分区表和空闲分区链。

为把一个新作业装入内存，须按照一定的算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一个分区分配给该作业. 设计要求：1．采用指定算法模拟动态分区管理方式的主存分配。

能够处理以下的情形：⑴ 随机出现的进程i申请jKB内存，程序能判断是否能分配，如果能分配，要求输出分配的首地址Faddress，并要求输出内存使用情况和空闲情况。