存储器的分配与回收算法实现
存储器管理实验实验报告
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。
天津理工大学_操作系统_存储器的分配与回收算法实现_实验报告
实验报告学院（系）名称：计算机与通信工程学院【实验过程记录（源程序、测试用例、测试结果及心得体会等）】源程序:MemoryBlock.java://内存块类，包含各种操作public class MemoryBlock {static final int BLOCK_SIZE = 4096;private int baseBlock; //内存块基地址private int blockNum; //大小private boolean inUse; //是否已分配private MemoryBlock prev, next;public MemoryBlock(int blockNum) {this.baseBlock = 0;this.blockNum = blockNum;inUse = false;prev = null;next = null;}public MemoryBlock(int base, int blockNum) {this.baseBlock = base;this.blockNum = blockNum;inUse = false;prev = null;next = null;}public int getBlockNum() {return blockNum;}public void setBlockNum(int blockNum) {this.blockNum = blockNum;}public MemoryBlock getPrev() {return prev;}public void setPrev(MemoryBlock prev) {this.prev = prev;public MemoryBlock getNext() {return next;}public void setNext(MemoryBlock next) {this.next = next;}public boolean inUse() {return inUse;}public void setUse() {inUse = true;}public void free() {inUse = false;}public int getBaseBlock() {return baseBlock;}public void setBaseBlock(int baseBlock) { this.baseBlock = baseBlock;}//分配内存块，如果可分配，则返回剩余内存块public MemoryBlock allocate(int blockNum) { if(this.blockNum - blockNum>0) {int newBase = baseBlock + blockNum;int newBlock = this.blockNum-blockNum;this.blockNum = blockNum;setUse();return new MemoryBlock(newBase, newBlock);}else if(this.blockNum - blockNum ==0) {this.blockNum = 0;}return null;}//判断内存块是否能合并public boolean merge(MemoryBlock memBlock) {if(baseBlock+blockNum==memBlock.getBaseBlock()) {setBlockNum(blockNum+memBlock.blockNum);memBlock.setBaseBlock(0);memBlock.setBlockNum(0);return true;}elsereturn false;}@Overridepublic String toString() {String inUse = null;if(inUse())inUse = "已分配";else inUse = "未分配";return"内存块 [基地址=" + baseBlock + ", 大小=" + blockNum +", " + inUse + "]";}}MemoryTable.java://虚类MemTable，提供内存链表的各种基本方法public abstract class MemoryTable {//MemoryBlock链表表头protected MemoryBlock memList;public MemoryTable(int blockNum) {memList = new MemoryBlock(0, blockNum);}//把newBlock插入到memBlock前面public void insertBefore(MemoryBlock memBlock, MemoryBlock newBlock){if(memBlock.getPrev() != null)memBlock.getPrev().setNext(newBlock);if(memList == memBlock)memList = newBlock;newBlock.setPrev(memBlock.getPrev());newBlock.setNext(memBlock);memBlock.setPrev(newBlock);}//在memBlock后插入newBlockpublic void insert(MemoryBlock memBlock, MemoryBlock newBlock) { if(memBlock.getNext() != null)memBlock.getNext().setPrev(newBlock);newBlock.setNext(memBlock.getNext());memBlock.setNext(newBlock);newBlock.setPrev(memBlock);}//删除块的连接关系，但不释放块public void remove(MemoryBlock memBlock) {if(memBlock == memList)memList = memBlock.getNext();if(memBlock.getNext()!=null)memBlock.getNext().setPrev(memBlock.getPrev());if(memBlock.getPrev()!=null)memBlock.getPrev().setNext(memBlock.getNext());}public void print() {MemoryBlock memBlock = memList;int i=0;while(memBlock != null) {System.out.print(i+" ");System.out.println(memBlock);i++;memBlock = memBlock.getNext();}}//合并邻接的空闲内存public void merge(MemoryBlock newBlock) {MemoryBlock memBlock = memList;while(memBlock != null) {if(!memBlock.inUse()) {if(memBlock.merge(newBlock)) {memBlock.setBlockNum( memBlock.getBlockNum() +newBlock.getBlockNum());remove(newBlock);break;}if(newBlock.merge(memBlock)) {newBlock.setBlockNum( newBlock.getBlockNum() + memBlock.getBlockNum());break;}}memBlock = memBlock.getNext();}}//分配内存（抽象函数）public abstract boolean allocate(int blockNum);//释放内存（抽象函数）public abstract boolean free(int baseBlock);}FirstFit.java:public class FirstFit extends MemoryTable{public FirstFit(int blockNum) {super(blockNum);}@Overridepublic boolean allocate(int blockNum) {MemoryBlock memBlock = memList;while(memBlock!=null) {if(!memBlock.inUse()) {if(memBlock.getBlockNum()>blockNum) {MemoryBlock newBlock = memBlock.allocate(blockNum);insert(memBlock, newBlock);return true;}else if(memBlock.getBlockNum()==blockNum) {memBlock.setUse();}}memBlock = memBlock.getNext();}return false;}//分配内存（类内使用）void freeMemory(MemoryBlock freeBlock) {MemoryBlock prev = freeBlock.getPrev();MemoryBlock next = freeBlock.getNext();freeBlock.free();while(!prev.inUse() && (prev.merge(freeBlock))) {prev.setBlockNum( prev.getBlockNum() +freeBlock.getBlockNum());remove(freeBlock);freeBlock = prev;if(freeBlock.getPrev()!=null)prev = freeBlock.getPrev();else return;}}if(freeBlock.getNext()!=null) {while(!next.inUse() && (freeBlock.merge(next))) {freeBlock.setBlockNum ( next.getBlockNum() +freeBlock.getBlockNum());remove(next);freeBlock = next;if(freeBlock.getNext()!=null)next = freeBlock.getNext();else return;}}}@Overridepublic boolean free(int baseBlock) {MemoryBlock memBlock = memList;while(memBlock != null) {if(memBlock.getBaseBlock() == baseBlock) {freeMemory(memBlock);return true;}memBlock = memBlock.getNext();}return false;}}BestFit.java:public class BestFit extends MemoryTable {private MemoryBlock usedMemory;public BestFit(int blockNum) {super(blockNum);usedMemory = null;}@Overridepublic boolean allocate(int blockNum) {MemoryBlock memBlock = memList;MemoryBlock minBlock = null;for(;memBlock!=null; memBlock = memBlock.getNext()) { if(!memBlock.inUse()&&(memBlock.getBlockNum()>=blockNum)) { minBlock = memBlock;break;}}if(minBlock != null) {remove(minBlock);if(minBlock.getBlockNum()!=blockNum) {MemoryBlock newBlock = minBlock.allocate(blockNum);insertUnused(newBlock);}insertUsed(minBlock);return true;}elsereturn false;}boolean freeMemory(MemoryBlock freeBlock) {if(freeBlock != null) {freeBlock.free();removeUsed(freeBlock);insertUnused(freeBlock);return true;}return false;}@Overridepublic boolean free(int baseBlock) {MemoryBlock memBlock = usedMemory;while(memBlock != null) {if(memBlock.getBaseBlock() == baseBlock) {freeMemory(memBlock);merge(memBlock);return true;}memBlock = memBlock.getNext();return false;}//在已分配链表删除public void removeUsed(MemoryBlock memBlock) {if(memBlock == usedMemory)usedMemory = memBlock.getNext();if(memBlock.getNext()!=null)memBlock.getNext().setPrev(memBlock.getPrev());if(memBlock.getPrev()!=null)memBlock.getPrev().setNext(memBlock.getNext());}//插入未分配链表void insertUnused(MemoryBlock newBlock) {if(memList == null)memList = newBlock;else {MemoryBlock memBlock = memList;MemoryBlock preBlock = null;while(memBlock!=null) {if(newBlock.getBlockNum()<=memBlock.getBlockNum()) { insertBefore(memBlock, newBlock);return;}preBlock = memBlock;memBlock = memBlock.getNext();}insert(preBlock, newBlock);}}//插入已分配链表void insertUsed(MemoryBlock newBlock) {if(usedMemory == null)usedMemory = newBlock;else {MemoryBlock memBlock = usedMemory;while(memBlock.getNext() != null)memBlock = memBlock.getNext();memBlock.setNext(newBlock);newBlock.setPrev(memBlock);}}public void print() {super.print();MemoryBlock memBlock = usedMemory;int i=0;while(memBlock != null) {System.out.print(i+" ");System.out.println(memBlock);i++;memBlock = memBlock.getNext();}}}WorstFit.java:public class WorstFit extends MemoryTable {//已分配链表private MemoryBlock usedMemory;public WorstFit(int blockNum) {super(blockNum);usedMemory = null;}@Overridepublic boolean allocate(int blockNum) {MemoryBlock maxBlock = memList;if(maxBlock.getBlockNum()<blockNum)return false;remove(maxBlock);if(maxBlock.getBlockNum()!=blockNum) {MemoryBlock newBlock = maxBlock.allocate(blockNum);insertUnused(newBlock);}insertUsed(maxBlock);return true;}boolean freeMemory(MemoryBlock freeBlock) {if(freeBlock != null) {freeBlock.free();removeUsed(freeBlock);insertUnused(freeBlock);}return false;}@Overridepublic boolean free(int baseBlock) {//已分配链表MemoryBlock memBlock = usedMemory;while(memBlock != null) {if(memBlock.getBaseBlock() == baseBlock) {freeMemory(memBlock);merge(memBlock);return true;}memBlock = memBlock.getNext();}return false;}public void removeUsed(MemoryBlock memBlock) {if(memBlock == usedMemory)usedMemory = memBlock.getNext();if(memBlock.getNext()!=null)memBlock.getNext().setPrev(memBlock.getPrev());if(memBlock.getPrev()!=null)memBlock.getPrev().setNext(memBlock.getNext());}void insertUnused(MemoryBlock newBlock) {if(memList == null)memList = newBlock;else {MemoryBlock memBlock = memList;MemoryBlock preBlock = null;while(memBlock!=null) {if(newBlock.getBlockNum()>=memBlock.getBlockNum()) { insertBefore(memBlock, newBlock);return;}preBlock = memBlock;memBlock = memBlock.getNext();}insert(preBlock, newBlock);}}void insertUsed(MemoryBlock newBlock) {if(usedMemory == null)usedMemory = newBlock;else {MemoryBlock memBlock = usedMemory;while(memBlock.getNext() != null)memBlock = memBlock.getNext();memBlock.setNext(newBlock);newBlock.setPrev(memBlock);}}public void print() {super.print();MemoryBlock memBlock = usedMemory;int i=0;while(memBlock != null) {System.out.print(i+" ");System.out.println(memBlock);i++;memBlock = memBlock.getNext();}}}测试用例:Main.java:public class Main {public static void main(String[] args) {testFirstFit();System.out.println();testBestFit();System.out.println();testWorstFit();}public static void testFirstFit() {MemoryTable mem = new FirstFit(1024);System.out.println("测试首次适应法:");mem.allocate(512);mem.allocate(256);mem.allocate(128);mem.print();mem.free(512);mem.free(768);mem.print();}public static void testBestFit() {MemoryTable mem = new BestFit(1024);System.out.println("测试最佳适应法:");mem.allocate(1);mem.allocate(2);mem.allocate(3);mem.print();mem.free(0);mem.free(1);mem.print();}public static void testWorstFit() {MemoryTable mem = new WorstFit(1024);System.out.println("测试最坏适应法:");mem.allocate(1);mem.allocate(2);mem.allocate(3);mem.print();mem.free(0);mem.free(3);mem.print();}}测试结果:测试首次适应法:分配 512 内存分配 256 内存分配 128 内存内存单元:0 内存块 [基地址=0, 大小=512, 已分配]1 内存块 [基地址=512, 大小=256, 已分配]2 内存块 [基地址=768, 大小=128, 已分配]3 内存块 [基地址=896, 大小=128, 未分配]释放 512 处内存释放 768 处内存内存单元:0 内存块 [基地址=0, 大小=512, 已分配]1 内存块 [基地址=512, 大小=512, 未分配]测试最佳适应法:分配 1 内存分配 2 内存分配 3 内存内存单元:0 内存块 [基地址=6, 大小=1018, 未分配]0 内存块 [基地址=0, 大小=1, 已分配]1 内存块 [基地址=1, 大小=2, 已分配]2 内存块 [基地址=3, 大小=3, 已分配]释放 0 处内存释放 1 处内存内存单元:0 内存块 [基地址=0, 大小=3, 未分配]1 内存块 [基地址=6, 大小=1018, 未分配]0 内存块 [基地址=3, 大小=3, 已分配]测试最坏适应法:分配 1 内存分配 2 内存分配 3 内存内存单元:0 内存块 [基地址=6, 大小=1018, 未分配]0 内存块 [基地址=0, 大小=1, 已分配]1 内存块 [基地址=1, 大小=2, 已分配]2 内存块 [基地址=3, 大小=3, 已分配]释放 0 处内存释放 3 处内存内存单元:0 内存块 [基地址=3, 大小=1021, 未分配]1 内存块 [基地址=0, 大小=1, 未分配]0 内存块 [基地址=1, 大小=2, 已分配]心得体会:1.使用类来进行一些方法的重用2.释放内存时，根据不同的分配方法进行相邻的内存合并3.链表应根据具体情况优化从而简化代码。
存储器的分配与回收算法实现
实验内容：模拟操作系统的主存分配，运用可变分区的存储管理算法设计主存分配和回收程序，并不实际启动装入作业。
采用最先适应法、最佳适应法、最坏适应法分配主存空间。
当一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区表，从中找出一个足够大的空闲区。
若找到的空闲区大于作业需要量，这是应把它分成二部分，一部分为占用区，加一部分又成为一个空闲区。
当一个作业撤离时，归还的区域如果与其他空闲区相邻，则应合并成一个较大的空闲区，登在空闲区表中。
运行所设计的程序，输出有关数据结构表项的变化和内存的当前状态。
实验要求：详细描述实验设计思想、程序结构及各模块设计思路；详细描述程序所用数据结构及算法；明确给出测试用例和实验结果；为增加程序可读性，在程序中进行适当注释说明；认真进行实验总结，包括：设计中遇到的问题、解决方法与收获等；实验报告撰写要求结构清晰、描述准确逻辑性强；【实验过程记录（源程序、测试用例、测试结果及心得体会等）】#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define NULL 0#define LEN1 sizeof(struct job)//作业大小#define LEN2 sizeof(struct idle)//空闲区单元大小#define LEN3 sizeof(struct allocate)//已分配区单元大小int SPACE=100;//定义内存空间大小int ORIGI=1;//定义内存起始地址struct job//定义作业int name;int size;int address;struct idle//定义空闲区int size;int address;struct idle *next;struct allocate//定义已分配区int name;int size;int address;struct allocate *next;struct idle *creatidle(void)//建立空闲表struct idle *head;struct idle *p1;p1=(struct idle*)malloc(LEN2);p1->size=SPACE;p1->address=ORIGI;p1->next=NULL;head=p1;return(head);struct allocate *creatallocate(void)//建立已分配表struct allocate *head;head=NULL;return(head);struct job *creatjob(void)//建立作业struct job *p;p=(struct job*)malloc(LEN1);printf("请输入要运行的作业的名称与大小:\n");scanf("%d%d",&p->name,&p->size);return(p);struct idle *init1(struct idle *head,struct job *p)//首次适应算法分配内存struct idle *p0,*p1;struct job *a;a=p;p0=head;p1=p0;while(p0->next!=NULL&&p0->size<a->size)p0=p0->next;if(p0->size>a->size)p0->size=p0->size-a->size;a->address=p0->address;p0->address=p0->address+a->size;elseprintf("无法分配\n");return(head);struct idle *init2(struct idle *head,struct job *p)//最优struct idle *p0,*p1;struct job *a;a=p;p0=head;if(p0==NULL)printf("无法进行分配!\n");while(p0->next!=NULL&&p0->size<a->size)p0=p0->next;if(p0->size>a->size)p1=p0;p0=p0->next;elseprintf("无法分配!\n");while(p0!=NULL)if(p0->size>p1->size)p0=p0->next;else if((p0->size<p1->size)&&(p0->size>a->size))p1=p0;p0=p0->next;p1->size=(p1->size)-(a->size);a->address=p1->address;p1->address=(p1->address)+(a->size);return(head);struct idle *init3(struct idle *head,struct job *p)//最差struct idle *p0,*p1;struct job *a;a=p;p0=head;if(p0==NULL)printf("无法进行分配!");while(p0->next!=NULL&&p0->size<a->size)p0=p0->next;if(p0->size>a->size)p1=p0;p0=p0->next;elseprintf("无法分配!\n");while(p0!=NULL)if(p0->size<p1->size)p0=p0->next;else if(p0->size>p1->size)p1=p0;p0=p0->next;p1->size=(p1->size)-(a->size);a->address=p1->address;p1->address=(p1->address)+(a->size);return(head);struct allocate *reallocate(struct allocate *head,struct job *p)//重置已分配表struct allocate *p0,*p1,*p2;//*p3,*p4;struct job *a;//struct idle *b;a=p;p0=(struct allocate*)malloc(LEN3);p1=(struct allocate*)malloc(LEN3);if(head==NULL)p0->name=a->name;p0->size=a->size;p0->address=ORIGI;p0->next=NULL;head=p0;Elsep1->name=a->name;p1->size=a->size;p1->address=a->address;p2=head;while(p2->next!=NULL)p2=p2->next;} p2->next=p1;p1->next=NULL;return(head);struct allocate *del(struct allocate *head,struct job *p)//删除指定的作业struct job *p1;struct allocate *p2,*p3;p2=head;p1=p;while((p1->name!=p2->name)&&(p2->next!=NULL)) p3=p2;p2=p2->next;if(p1->name==p2->name)if(p2==head)head=p2->next;elsep3->next=p2->next;return(head);struct job *delejob(struct allocate *head) struct job *p1;struct allocate *p2;int num;p1=(struct job*)malloc(LEN1);printf("请输入要删除的作业的名称\n");scanf("%d",&num);p2=head;while((num!=p2->name)&&(p2->next!=NULL)) p2=p2->next;if(num==p2->name)p1->name=p2->name;p1->size=p2->size;p1->address=p2->address;return(p1);struct idle *unite(struct job *p,struct idle *head)//合并相邻内存空间struct idle *p1,*p2,*p3;struct job *m;m=p;p1=head;p3=(struct idle*)malloc(LEN2);while((p1->address<m->address)&&(p1->next!=NULL)) p2=p1;p1=p1->next;if(m->address<p1->address)if(head==p1)p3->size=m->size;p3->address=m->address;if((p1->address-p3->address)==(p3->size))p1->address=p3->address;p1->size=p3->size+p1->size;elsehead=p3;p3->next=p1;elsep3->size=m->size;p3->address=m->address;if((p1->address-p3->address)==(p3->size))p1->address=p3->address;p1->size=p3->size+p1->size;if((p3->address-p2->address)==(p2->size))p2->size=p1->size+p2->size;p2->next=p1->next;elsep2->next=p1;elseif((p3->address-p2->address)==(p2->size))p2->size=p2->size+p3->size;elsep3->next=p1;p2->next=p3;elsep3->size=m->size;p3->address=m->address;if((p3->address-p1->address)==(p1->size))p1->size=p1->size+p3->size;elsep1->next=p3;p3->next=NULL;return(head);void print(struct idle *h1,struct allocate *h2) struct idle *m1;struct allocate *n1;m1=h1;n1=h2;if(m1==NULL)printf("空闲表为空!\n");elsewhile(m1!=NULL)printf("空闲单元地址为%d,其大小为%d\n",m1->address,m1->size);m1=m1->next;if(n1==NULL)printf("已分配表为空!\n");elsewhile(n1!=NULL)printf("已分配单元地址为%d,其大小为%d,其名称为%d\n",n1->address,n1->size,n1->name);n1=n1->next;void FF(void)struct idle *p1;struct allocate *p2;struct job *p,*q;int y=1;int n=0;int a=1;int c;p1=creatidle();p2=creatallocate();printf("初始情况为:\n");print(p1,p2);while(a==y)printf("请输入要进行的操作:1.建立作业 2.删除作业3.结束操作\n");scanf("%d",&c);switch(c)case 1:p=creatjob();p1=init1(p1,p);p2=reallocate(p2,p);print(p1,p2);break;case 2:q=delejob(p2);p2=del(p2,q);//p2=reallocate(p2,q);p1=unite(q,p1);print(p1,p2);break;case 3:y=0;break;void BF(void)struct idle *p1;struct allocate *p2;struct job *p,*q;int y=1;int n=0;int a=1;int c;p1=creatidle();p2=creatallocate();printf("初始情况为:\n");print(p1,p2);while(a==y)printf("请输入要进行的操作:1.建立作业 2.删除作业3.结束操作\n");scanf("%d",&c);switch(c)case 1:p=creatjob();p1=init2(p1,p);p2=reallocate(p2,p);print(p1,p2);break;case 2:q=delejob(p2);p2=del(p2,q);//p2=reallocate(p2,q);p1=unite(q,p1);print(p1,p2);break;case 3:y=0;break;void WF(void)struct idle *p1;struct allocate *p2;struct job *p,*q;int y=1;int n=0;int a=1;int c;p1=creatidle();p2=creatallocate();printf("初始情况为:\n");print(p1,p2);while(a==y)printf("请输入要进行的操作:1.建立作业 2.删除作业3.结束操作\n");scanf("%d",&c);switch(c)case 1:p=creatjob();p1=init3(p1,p);p2=reallocate(p2,p);print(p1,p2);break;case 2:q=delejob(p2);p2=del(p2,q);//p2=reallocate(p2,q);p1=unite(q,p1);print(p1,p2);break;case 3:y=0;break;运行结果如下1.首次适应算法建立作业2.最优适应算法建立作业3.最差适应算法建立并删除作业。
实验三基本存储器管理方案计划-存储器的分配与回收算法实现
实验三基本存储器管理-存储器的分配与回收算法◆实验名称：存储器的分配与回收算法实验◆仪器、设备：计算机◆参考资料：操作系统实验指导书◆实验目的：设计一个存储器的分配与回收算法管理方案，并编写模拟程序实现。
◆实验内容：1. 模拟操作系统的主存分配，运用可变分区的存储管理算法设计主存分配和回收程序，并不实际启动装入作业。
2. 采用最先适应法、最佳适应法、最坏适应法分配主存空间。
3. 当一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区表，从中找出一个足够大的空闲区。
若找到的空闲区大于作业需要量，这是应把它分成二部分，一部分为占用区，加一部分又成为一个空闲区。
4. 当一个作业撤离时，归还的区域如果与其他空闲区相邻，则应合并成一个较大的空闲区，登在空闲区表中。
5. 运行所设计的程序，输出有关数据结构表项的变化和内存的当前状态。
◆实验要求：1．详细描述实验设计思想、程序结构及各模块设计思路；2．详细描述程序所用数据结构及算法；3．明确给出测试用例和实验结果；4．为增加程序可读性，在程序中进行适当注释说明；5．认真进行实验总结，包括：设计中遇到的问题、解决方法与收获等；6．实验报告撰写要求结构清晰、描述准确逻辑性强；实验过程中，同学之间可以进行讨论互相提高，但绝对禁止抄袭。
◆实验过程记录（源程序、测试用例、测试结果及心得体会等实验代码如下：#include <iostream.h>int work[10][2]; //作业名字大小int idle[10][2]; //空闲区地址大小int free[10][3]; //已分配区域的名字地址大小int num=0,b=1,d,ch1,ch2;void init(){idle[0][0]=1;idle[0][1]=100;free[0][0]=0;free[1][1]=0;free[1][2]=0;work[0][0]=0;work[0][1]=0;for(int i=1;i <=9;i++){ //初始化数组idle[i][0]=0;idle[i][1]=0;free[i][0]=0;free[i][1]=0;free[i][2]=0;work[i][0]=0;work[i][1]=0;}}void jishu(){ //求空闲单元数for(int i=0;i <9;i++)if(idle[i][1]!=0)num++;}void jishu1(){ //求作业数for(int i=0;i <9;i++)if(work[i][1]!=0)b++;}void zuixian(){ //最先适应法jishu();for(int i=0;i <num;i++){for(int j=i;j <num-i-1;j++){if(idle[j][0]>idle[j+1][0]){int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1];idle[j+1][1]=temp;}}}}void zuijia(){ //最佳适应法num=0;jishu();for(int i=0;i <num;i++){for(int j=i;j <num-i-1;j++){if(idle[j][1]>idle[j+1][1]) {int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1];idle[j+1][1]=temp;}}}void zuihuai(){ //最坏适应法num=0;jishu();for(int i=0;i <num;i++){for(int j=i;j <num-i-1;j++){if(idle[j][1] <idle[j+1][1]){int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1];idle[j+1][1]=temp;}}}}void huishou(int name){ //回收进程函数num=0;b=0;jishu();jishu1();int c=-1;for(int k=0;k <=b;k++){if(free[k][0]==name){c=k;break;}}if(c==-1)cout <<"要回收的作业不存在！" <<endl;else{for(int i=0;i <num;i++){ //将空闲单元排序{不包括新回收的}for(int j=i;j <num-i-1;j++){if(idle[j][0]>idle[j+1][0]){int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1];idle[j+1][1]=temp;}}}for(int q=0;q <num;q++){ //将空单元排序{包括新回收的} if(free[c][1] <=idle[q][0]){for(int j=num;j>=q;j--){idle[j+1][0]=idle[j][0];idle[j+1][1]=idle[j][1];}idle[j][0]=free[c][1];idle[j][1]=free[c][2];b++;if(idle[j+1][0]==idle[j][0]+idle[j][1]){idle[j][1]=idle[j][1]+idle[j+1][1];for(int m=j+1;m <=num;m++){idle[m][0]=idle[m+1][0];idle[m][1]=idle[m+1][1];}idle[m][0]=0;idle[m][1]=0;b--;}if(idle[j-1][0]==idle[j][0]){idle[j-1][1]=idle[j-1][1]+idle[j][1];for(int n=j;j <=num;j++){idle[n][0]=idle[n+1][0];idle[n][1]=idle[n+1][1];}idle[n][0]=0;idle[n][1]=0;b--;}break;}}if(ch2==1)zuixian();if(ch2==2)zuijia();if(ch2==3)zuihuai();for(int p=c;c <b-1;c++){free[c][0]=free[c+1][0];free[c][1]=free[c+1][1];free[c][2]=free[c+1][2];work[c][0]=work[c+1][0];work[c][1]=work[c+1][1];}cout<<"该进程已被成功回收！"<<endl;.\ }}void fp(){int tag=0; //判断空闲区与请求区大小num=0;b=0;jishu();jishu1();for(int j=0;j <num;j++){if(work[b][1] <idle[j][1]){free[b][0]=work[b][0];free[b][1]=idle[j][0];free[b][2]=work[b][1];idle[j][0]=idle[j][0]+work[b][1];idle[j][1]=idle[j][1]-work[b][1];tag=1;break;}else if(work[b][1]==idle[j][1]){free[b][0]=work[b][0];free[b][1]=idle[j][0];.\ free[b][2]=work[b][1];tag=1;for(int i=j;i <=num-1;i++){idle[i][0]=idle[i+1][0];idle[i][1]=idle[i+1][1];}break;}else tag=0;}if(tag==0)cout <<"作业过大没有足够存储空间！" <<endl;}void print(){num=0;b=1;jishu();jishu1();cout <<"已分配表为:" <<endl;for(int i=0;i <=b;i++)if(free[i][2]!=0)cout <<"作业名:" <<free[i][0] <<" 内存起始地址:" <<free[i][1] <<" 占用内存空间:" <<free[i][2] <<endl;cout <<endl;cout <<"空闲区表为:" <<endl;for(int j=0;j <num;j++)if(idle[j][1]!=0)cout <<"起始地址:" <<idle[j][0] <<" 连续内存空间:" <<idle[j][1]<<endl;cout <<endl;}void main(){ //主函数运行上面定义的函数init();int n;cout <<"1.分配空间；2.回收空间；" <<endl;cin>>ch1;cout <<endl;cout <<"1.最先适应法；2.最佳适应法；3.最坏适应法；" <<endl;cin>>ch2;cout <<endl;if(ch1==1){cout <<"请输入要分配内存的作业名及占用内存大小:";cin>>work[b][0]>>work[b][1];cout <<endl;if(ch2==1){zuixian();fp();}else if(ch2==2){zuijia();fp();}else if(ch2==3){zuihuai();fp();}print();}cout <<"输入要回收的作业名：" <<endl;cin>>n;huishou(n);}实验截图：成功回收时：回收失败时：实验体会：本次实验的难度较大，尤其是回收进程，主要编写几个算法和回收程序，最佳，最优，最坏算法和回收算法，我用的是数组，有工作数组，空闲数组，已分配数组。
存储管理动态分区分配及回收算法
before=head2; after=head2->next; while(after) { if(after->adr==back2->adr+back2->size) {//和后边空闲区合并
void print(char choice)//输出空闲区队列信息
-9-
{ Node *p;
if(choice=='f'||choice=='F') p=head1->next;
else p=head2->next;
if(p) { printf("\n空闲区队列的情况为：\n");
-4-
if(back1->adr==before->adr+before->size) {//和前边分区合并 before->size+=back1->size; before->next=back1->next; free(back1); } else if(after&&back1->adr+back1->size==after->adr) {//和后边分区合并 back1->size+=after->size; back1->next=after->next; back1->id=after->id; free(after); after=back1; } printf("\t首先分配算法回收内存成功！！！\n"); } else printf("\t首先分配算法回收内存失败！！！\n");
实验二存储器分配与回收
}
}
}
}
voidhuishou(intname){ //回收进程函数
num=0;
b=0;
jishu();
jishu1();
intc=-1;
for(intk=0;k <=b;k++){
if(free[k][0]==name){
c=k;
break;
}
}
if(c==-1)cout<<"要回收的作业不存在！" <<endl;
intidle[10][2]; //空闲区大小地址
intfree[10][3]; //已分配区域的名字地址大小
intnum=0,b=1,d,ch1,ch2;
void init(){
idle[0][0]=1;idle[0][1]=100;
free[0][0]=0;free[1][1]=0;free[1][2]=0;
idle[j+1][1]=temp;
}
}
}
}
voidzuijia(){ //最佳适应法
num=0;
jishu();
for(inti=0;i <num;i++){
for(intj=i;j<num-i-1;j++){
if(idle[j][1]>idle[j+1][1]){
inttemp=idle[j][0];
for(inti=0;i <9;i++)
if(idle[i][1]!=0)
num++;
}
void jishu1(){ //求作业数
实验二存储器的分配与回收算法实现
实验二存储器的分配与回收算法实现一、实验目的1.学习存储器的分配与回收算法；2.实现动态存储管理的相关算法。
二、实验原理在计算机系统中，存储器是一项重要的资源。
为了有效地利用存储器资源，需要设计合理的存储器管理算法来进行存储器的分配与回收。
常用的存储器管理算法有以下几种：1. 首次适应算法（First Fit）：分配内存时从链表的头部开始查找第一个满足要求的空闲内存单元。
2. 最佳适应算法（Best Fit）：分配内存时从整个链表中找到最小的满足要求的空闲内存单元。
3. 最坏适应算法（Worst Fit）：分配内存时从整个链表中找到最大的满足要求的空闲内存单元。
4. 循环首次适应算法（Next Fit）：分配内存时从上一次分配结束的位置开始查找第一个满足要求的空闲内存单元。
5. 最近最少使用策略（Least Recently Used, LRU）：当内存不足时，将最近最久未使用的页面置换出去。
6.先进先出策略（FIFO）：将最先进入缓冲区的页面置换出去。
三、实验步骤1.首先，我们需要定义一个数据结构来表示存储器块，该数据结构包含以下字段：-起始地址：表示该存储器块的起始地址；-大小：表示该存储器块的大小；-状态：表示该存储器块的使用状态（空闲/已分配）；-下一存储器块地址：指向链表中下一个存储器块的地址。
2.然后，创建一个链表来表示存储器块的集合，链表的每个节点表示一个存储器块。
3. 实现首次适应算法（First Fit）：-遍历链表，找到第一个大小大于等于所需内存的空闲存储器块；-将该存储器块标记为已分配，并更新链表中该存储器块的状态；-如果找不到满足要求的存储器块，则表示存储器不足，分配失败。
4. 实现最佳适应算法（Best Fit）：-遍历链表，找到大小最小的满足要求的空闲存储器块；-将该存储器块标记为已分配，并更新链表中该存储器块的状态；-如果找不到满足要求的存储器块，则表示存储器不足，分配失败。
在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存储器的分配和回收。
System.out.println("...............删除作业2后的内存情况....................");
l.delete(jobArray,2);
System.out.println("...............此后再添加作业4后的内存情况....................");
Link l = new Link();
System.out.println("...................起始的内存..................................");
jobArray[0].print();
System.out.println(".....................增加第一个作业后的内存情况.....................");
实验
一、实验目的
帮助学生理解在不同的存储管理方式下应如何实现主存空间的分配和回收。理解好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能够合理地分配和使用这些存储空间。
二、实验环境
1、Java环境
三、实验时数：
四
1．在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存储器的分配和回收。
}
else{ //当下一块内存已被使用，那么继续寻找一块还没被使用的内存
for(int j=i+1;j<a.length-1;j++){
if(a[j]==null){
a[j]=new Node(size+a[j-1].start,size,true,jobNo);
主存储器空间分配和回收实验报告
软件学院计算机课程实验报告册课程名称计算机操作系统实验学期2011 年至2012 年第 2 学期学生所在院（系）软件学院年级11级专业班级软件工程1 班学生姓名朱水云学号**********指导教师陈自刚实验最终成绩软件学院实验室制2012 年4月0 5k 10k 14k 26k 32k128k 实验报告( 6 )实验名称：主存储器空间的分配和回收一、实验目的及要求:一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理地分配和使用这些存储空间。
当用户提出申请存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。
当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。
主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的，通过本实验帮助学生理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。
二、实验内容与分析设计:本实验模拟在两种存储管理方式下的主存分配和回收。
第一题：在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和实现主存回收。
[提示]：可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。
当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入。
随着作业的装入、撤离，主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。
例如：操作系统作业1作业3空闲区作业2空闲区为了说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下：起址长度状态第一栏14 K 12 K 未分配第二栏32 K 96 K 未分配空表目空表目其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址。
长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。
状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可用来登记新的空闲区（例如，作业撤离后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态）。
实验二：存储器的分配与回收算法实现
p1->size=SPACE;
p1->address=ORIGI;
p1->next=NULL;
head=p1;
return(head);
}
struct allocate *creatallocate(void)//建立已分配表
{
struct allocate *head;
int SPACE=100;//定义内存空间大小
int ORIGI=1;//定义内存起始地址
struct job//定义作业
{
int name;
int size;
int address;
};
struct idle//定义空闲区
{
int size;
int address;
struct idle *next;
实验报告
学院（系）名称：计算机与通信工程学院
姓名
刘俊杰
学号
20115542
专业
信息与计算科学
班级
2011级1班
实验项目
实验二：存储器的分配与回收算法实现
课程名称
操作系统
课程代码
0668036
实验时间
2013-11-273-4节
2013-11-297-8节
2013-12-43-4节
2013-12-6 7-8节
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define NULL 0
#define LEN1 sizeof(struct job)//作业大小
#define LEN2 sizeof(struct idle)//空闲区单元大小
存储器的分配与回收算法实现
存储器的分配与回收算法实现一、引言存储器的分配与回收算法是计算机操作系统中的重要内容之一。
它涉及到内存管理、进程管理等多个方面，对计算机系统的性能和稳定性都有着重要的影响。
本文将从存储器分配与回收算法的基本原理、常见算法及其实现方式等方面进行详细介绍。
二、存储器分配与回收算法基本原理1. 存储器分配在计算机系统中，进程需要使用一定数量的内存空间来运行。
因此，操作系统需要为每个进程分配一定数量的内存空间。
存储器分配就是指操作系统为进程分配内存空间的过程。
2. 存储器回收当一个进程不再需要使用某段内存空间时，操作系统需要将该段内存空间释放出来，以便其他进程使用。
这个过程称为存储器回收。
三、常见的存储器分配与回收算法1. 首次适应算法（First Fit）首次适应算法是最简单、最常用的一种内存分配方法。
该方法从低地址开始查找可用块，并选择第一个满足要求（大小大于或等于所需大小）的块进行分配。
优点：实现简单，效率高。
缺点：容易产生内存碎片，导致内存利用率低。
2. 最佳适应算法（Best Fit）最佳适应算法是一种比首次适应算法更为优化的算法。
该算法从所有可用块中选择最小的一个块进行分配。
优点：可以有效减少内存碎片，提高内存利用率。
缺点：实现复杂度高，效率较低。
3. 最差适应算法（Worst Fit）最差适应算法是一种与最佳适应算法相反的方法。
该方法选择可用块中最大的一个块进行分配。
优点：容易实现，效率较高。
缺点：会产生大量的内存碎片，降低了内存利用率。
4. 快速适应算法（Quick Fit）快速适应算法是一种基于链表结构的动态分配方法。
该方法将可用块按照大小分类，并将它们组织成多个链表。
当需要分配内存时，只需在对应大小的链表中查找可用块即可。
优点：能够快速地找到合适大小的空闲块，提高了效率和内存利用率。
缺点：实现复杂度较高，需要维护多个链表结构。
四、常见的存储器分配与回收算法实现方式1. 静态分配静态分配是指在程序运行之前就确定好内存的使用情况，将内存空间划分为不同的区域，并为每个区域分配固定大小的内存空间。
存储器的分配与回收(C#实现)
//回收分区为第一块且后一块被空闲
if (fontSize == 0 && afterSize < 0) {
fqlb[site] = -recSize; }
//回收分区为第一块且后一块被占用
if (fontSize < 0 && afterSize > 0) //回收分区为中间块且前一块占用，后一块空闲 {
int i = 0; for (; i < kzfq.Count; i++) {
//分配主存空间的类 //最先适应法
if (needSize == Math.Abs((int)kzfq[i]) && (int)kzfq[i] > 0)//与空闲分区相等 {
Console.WriteLine("存放在第{0:00}块\n", i + 1); kzfq[i] = -(int)kzfq[i]; break; }
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Collections;
namespace OS_2 {
class suit {
public void zxSuit(ArrayList kzfq, int needSize) {
int i = -1, balance; //int存储块号 balance表示选择分区与目标大小的差额 if (way)
{
balance = int.MaxValue; }
//int.MaxValue表示int类型中最大数
操作系统-存储器的分配与回收算法实现
操作系统实验报告存储器的分配与回收算法实现姓名：学号：班级：.一、实验名称及要求1、实验名称：存储器的分配与回收算法实现2、实验要求：学生应正确地设计有关的数据结构与各个功能模块，画出程序的流程图，编写程序，程序执行结果应正确。
3、实验方式：学生通过实验室的微机上机，实际调试程序。
4、实验环境：Windows操作系统环境下的个人微机Ｃ或Ｃ＋＋程序设计语言二、实验内容1本实验是模拟操作系统的主存分配，运用可变分区的存储管理算法设计主存分配和回收程序，并不实际启动装入作业。
2采用最先适应法、最佳适应法、最坏适应法分配主存空间。
3当一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区表，从中找出一个足够大的空闲区。
若找到的空闲区大于作业需要量，这是应把它分成二部分，一部分为占用区，加一部分又成为一个空闲区。
4当一个作业撤离时，归还的区域如果与其他空闲区相邻，则应合并成一个较大的空闲区，登在空闲区表中。
5运行所设计的程序，输出有关数据结构表项的变化和内存的当前状态。
三、实验程序#include <iostream.h>#include <malloc.h>#include <stdlib.h>typedef struct FreeLink{//定义自由链struct FreeLink *prior;char name;int start;int size;.bool flag;struct FreeLink *next;}* ptr,*head;head top;ptr p;void print(){//将内存分配情况打印到屏幕上p=top;cout<<"************************内存分配情况表************************"<<endl;cout<<"区号\t\t"<<"起始位置\t"<<"区间长度\t"<<"区间状态\t"<<endl;do{cout<<p->name<<"\t\t"<<p->start<<"\t\t"<<p->size<<"\t\t";if(p->flag==false){cout<<"空闲"<<endl;}else{cout<<"已占用"<<endl;}p=p->next;}while(p!=NULL);}void clear(){//结束操作时清空“内存”以备其他操作do{p=top;top=top->next;free(p);}while(top!=NULL);}void asc(ptr &p){//最佳适应法的内存分配函数int min;ptr op;FreeLink *fl=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));cout<<"请输入要分配内存的进程名"<<endl;cin>>fl->name;cout<<"请输入要分配内存的大小"<<endl;cin>>fl->size;min=256;fl->flag=true;do{if(p->flag==false&&p->size<=min&&p->size>=fl->size){ min=p->size;op=p;}p=p->next;}while(p!=NULL);if(op->size>fl->size){fl->start=op->start;op->start=fl->start+fl->size;op->size=op->size-fl->size;fl->next=op;fl->prior=op->prior;op->prior->next=fl;op->prior=fl;goto flag1;}if(op->size==fl->size){op->flag=fl->flag;op->name=fl->name;free(fl);goto flag1;}cout<<"内存过小，分配失败！"<<endl;goto flag2;flag1: cout<<"分配成功！"<<endl;flag2: ;}void dec(ptr &p){//最坏适应法的内存分配函数int max;ptr op;FreeLink *fl=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));cout<<"请输入要分配内存的进程名"<<endl;cin>>fl->name;cout<<"请输入要分配内存的大小"<<endl;cin>>fl->size;max=fl->size;fl->flag=true;do{if(p->flag==false&&p->size>=max){max=p->size;op=p;}p=p->next;}while(p!=NULL);if(op->size>fl->size){fl->start=op->start;op->start=fl->start+fl->size;op->size=op->size-fl->size;fl->next=op;fl->prior=op->prior;op->prior->next=fl;op->prior=fl;goto flag3;}if(op->size==fl->size){op->flag=fl->flag;op->name=fl->name;free(fl);goto flag3;}cout<<"内存过小，分配失败！"<<endl;goto flag4;flag3: cout<<"分配成功！"<<endl;flag4: ;}void splice(ptr &p){//若被操作的内存有相邻空闲区则将空闲区拼接合并int x;if(p->prior->flag==false&&p->next->flag==false)x=1;if((p->prior->flag==false&&p->next->flag==true)||(p->prior->flag==false&& p->next==NULL))x=2;if((p->prior->flag==true&&p->next->flag==false)||(p->prior==NULL&&p->next ->flag==false))x=3;if((p->prior->flag==true&&p->next->flag==true)||(p->prior==NULL&&p->next->flag==true)||(p->prior->flag==true&&p->next==NULL))x=4;switch(x){case 1:p->next->prior=p->prior;p->prior->next=p->next;p->prior->size=p->prior->size+p->size+p->next->size;p->prior->next=p->next->next;if(p->next->next!=NULL)p->next->next->prior=p->next->prior;free(p->next);free(p);break;case 2:if(p->next==NULL){p->prior->next=p->next;}else{p->next->prior=p->prior;p->prior->next=p->next;}p->prior->size=p->prior->size+p->size;free(p);break;case 3:if(p->prior==NULL){top=p->next;p->next->prior=NULL;p->next->start=p->start;p->next->size=p->next->size+p->size;}else{p->next->prior=p->prior;p->prior->next=p->next;p->next->start=p->start;p->next->size=p->next->size+p->size;}free(p);break;case 4:p->name='@';p->flag=false;break;}}void allocate(ptr &p){//最先适应法的内存分配函数FreeLink *fl=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));cout<<"请输入要分配内存的进程名"<<endl;cin>>fl->name;cout<<"请输入要分配内存的大小"<<endl;cin>>fl->size;fl->flag=true;do{if(p->flag==false&&p->size>fl->size){fl->start=p->start;p->start=fl->start+fl->size;p->size=p->size-fl->size;fl->next=p;fl->prior=p->prior;p->prior->next=fl;p->prior=fl;goto a;}if(p->flag==false&&p->size==fl->size){p->flag=fl->flag;p->name=fl->name;free(fl);goto a;}p=p->next;}while(p!=NULL);cout<<"内存过小，分配失败！"<<endl;goto b;a: cout<<"分配成功！"<<endl;b: ;}void recover(ptr &p){//内存回收函数char n = ' ';cout<<"请输入要回收的内存对应的进程名";cin>>n;do{if(p->flag==true&&p->name==n){splice(p);goto c;}p=p->next;}while(p!=NULL);cout<<"内存并未分配给对应进程，回收失败！"<<endl;goto d; c: cout<<"内存回收成功！"<<endl;d: ;}int ffa(){//最先适应法char choice=' ';print();ptr pcb=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));pcb->next=top;pcb->prior=top->prior;top->prior=pcb;pcb->start=top->start;cout<<"请输入要为系统分配的内存块名"<<endl;cin>>pcb->name;cout<<"请输入要分配内存的大小"<<endl; goto f;e: cout<<"超过内存最大容量请重新输入要分配内存的大小"<<endl; f: cin>>pcb->size;if(pcb->size>256) goto e;top->size=top->size-pcb->size;top=pcb;top->flag=true;top->next->start+=top->size;print();while(true){do{p=top->next;cout<<"请从下列选项中进行选择"<<endl;cout<<"1.分配内存"<<endl;cout<<"2.回收内存"<<endl;cout<<"3.结束操作"<<endl;cout<<"请输入你的选择";cin>>choice;}while(choice!='1'&&choice!='2'&&choice!='3');switch(choice){case '1':allocate(p);print();break;case '2':recover(p);print();break;case '3':clear();return 0;break;}}}int bfa(){//最佳适应法char choice=' ';print();ptr pcb=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));pcb->next=top;pcb->prior=top->prior;top->prior=pcb;pcb->start=top->start;cout<<"请输入要为系统分配的内存块名"<<endl;cin>>pcb->name;cout<<"请输入要分配内存的大小"<<endl; goto h;g: cout<<"超过内存最大容量请重新输入要分配内存的大小"<<endl; h: cin>>pcb->size;if(pcb->size>256) goto g;top->size=top->size-pcb->size;top=pcb;top->flag=true;top->next->start+=top->size;print();while(true){do{p=top->next;cout<<"请从下列选项中进行选择"<<endl;cout<<"1.分配内存"<<endl;cout<<"2.回收内存"<<endl;cout<<"3.结束操作"<<endl;cout<<"请输入你的选择";cin>>choice;}while(choice!='1'&&choice!='2'&&choice!='3');switch(choice){case '1':asc(p);print();break;case '2':recover(p);print();break;case '3':clear();return 0;break;}}}int wfa(){//最坏适应法char choice=' ';print();ptr pcb=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));pcb->next=top;pcb->prior=top->prior;top->prior=pcb;pcb->start=top->start;cout<<"请输入要为系统分配的内存块名"<<endl;cin>>pcb->name;cout<<"请输入要分配内存的大小"<<endl; goto j;i: cout<<"超过内存最大容量请重新输入要分配内存的大小"<<endl; j: cin>>pcb->size;if(pcb->size>256) goto i;top->size=top->size-pcb->size;top=pcb;top->flag=true;top->next->start+=top->size;print();while(true){do{p=top->next;cout<<"请从下列选项中进行选择"<<endl;cout<<"1.分配内存"<<endl;cout<<"2.回收内存"<<endl;cout<<"3.结束操作"<<endl;cout<<"请输入你的选择";cin>>choice;}while(choice!='1'&&choice!='2'&&choice!='3');switch(choice){case '1':dec(p);print();break;case '2':recover(p);print();break;case '3':clear();return 0;break;}}}int main(){//主函数char choice = ' ';ptr free=(FreeLink *)malloc(sizeof(FreeLink));top=free;top->name='@';top->start=0;top->size=256;top->flag=false;top->prior=NULL;top->next=NULL;cout<<"***************Memory allocation and recovery algorithm***************"<<endl;cout<<"************************存储器的分配与回收算法************************"<<endl;while(true){do{cout<<"请从下列选项中进行选择"<<endl;cout<<"1.最先适应算法"<<endl;cout<<"2.最优适应算法"<<endl;cout<<"3.最坏适应算法"<<endl;cout<<"4.退出"<<endl;cout<<"请输入你的选择";cin>>choice;}while(choice!='1'&&choice!='2'&&choice!='3'&&choice!='4');switch(choice){case '1':ffa();break;case '2':bfa();break;case '3':wfa();break;case '4':return 0;break;}}}四、实验结果最先适应法最佳适应法最坏适应法五．实验总结知道了存储器的分配与回收算法实现方法，采用最先适应法、最佳适应法、最坏适应法分配主存空间。
存储器的分配与回收算法实现
存储器的分配与回收算法实现1. 引言在计算机系统中，存储器（Memory）是一种用于存储和检索数据的重要资源。
存储器的分配与回收算法实现是操作系统中的一项关键任务，它负责管理和组织存储器的分配与释放。
本文将深入探讨存储器的分配与回收算法实现的原理、常用算法及其优化方法。
2. 存储器的组织与分配2.1 存储器的组织存储器可以分为物理存储器和逻辑存储器。
物理存储器是计算机硬件中的实际存储器，如RAM（Random Access Memory）和ROM（Read-Only Memory）；而逻辑存储器是在操作系统中抽象出来的概念，用于完成存储器的管理。
逻辑存储器可以通过分区、分页和段落等方式进行组织。
其中，分区是将物理存储器划分为若干个连续的大小相等或不等的区域，用于存放进程或数据；分页则将物理存储器划分为固定大小的页框，并将逻辑存储器划分为相同大小的页；段落则将物理存储器划分为不同大小的段，每个段可包含若干页。
2.2 存储器的分配方式存储器的分配方式通常包括固定分区分配和动态分区分配。
固定分区分配将物理存储器分为若干个固定大小的分区，每个分区可分配给一个进程或数据。
固定分区分配的特点是简单、高效，但会造成存储器的内部碎片。
动态分区分配则按需为进程或数据分配存储区域，可以更加灵活地利用存储器资源。
动态分区分配的主要算法包括首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。
3. 存储器的回收算法存储器的回收算法是将不再使用的存储区域回收，并将其释放给其他进程使用的过程。
常用的存储器回收算法包括垃圾回收算法和页面置换算法。
3.1 垃圾回收算法垃圾回收算法是在动态内存分配中常用的一种回收算法，它通过自动检测和回收不再使用的存储空间，以避免内存泄漏和内存溢出等问题。
常见的垃圾回收算法包括引用计数法、标记-清除法和复制算法等。
•引用计数法：该算法通过记录每个对象被引用的次数来进行垃圾回收。
当一个对象被引用时，其引用计数加1；当一个对象不再被引用时，其引用计数减1。
存储管理动态分区分配及回收算法python
存储管理动态分区分配及回收算法python一、概述存储管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中的存储器。
其中，动态分区分配及回收算法是一种常见的存储管理方式。
Python是一种高级编程语言，它具有简洁易读、易学易用等特点，因此被广泛应用于各种领域。
在存储管理中，Python可以作为一种编程语言来实现动态分区分配及回收算法。
二、动态分区分配1. 动态分区概述动态分区是指在计算机系统中，将内存空间按照需要进行划分，并在程序运行时根据需要进行动态调整。
通常情况下，动态分区的大小不固定，可以根据程序的需求进行调整。
2. 动态分区算法（1）首次适应算法（First Fit）首次适应算法是指从内存起始位置开始查找可用空间，并选择第一个符合要求的空闲块进行使用。
该算法简单易实现，但会产生大量碎片。
（2）循环首次适应算法（Next Fit）循环首次适应算法和首次适应算法类似，不同之处在于它从上一次查找结束位置开始查找可用空间。
该算法可以减少外部碎片，但会产生内部碎片。
（3）最佳适应算法（Best Fit）最佳适应算法是指从所有可用空间中选择大小最接近所需空间的空闲块进行使用。
该算法可以减少外部碎片，但会增加搜索时间和复杂度。
（4）最坏适应算法（Worst Fit）最坏适应算法是指从所有可用空间中选择大小最大的空闲块进行使用。
该算法可以减少内部碎片，但会增加搜索时间和复杂度。
3. 动态分区实现Python可以通过列表来模拟内存空间，并通过字典来记录每个进程的起始地址、结束地址和进程ID等信息。
具体实现过程如下：1）初始化内存列表memory = [{'start': 0, 'end': 1023, 'state': 'free'}]2）定义分配函数def allocate(size, pid):for i in range(len(memory)):if memory[i]['state'] == 'free' and memory[i]['end'] - memory[i]['start'] >= size:start = memory[i]['start']end = start + size - 1memory.insert(i, {'start': start, 'end': end, 'pid': pid, 'state': 'used'})if end < memory[i+1]['start']:memory.insert(i+1, {'start': end+1, 'end':memory[i+1]['end'], 'state': 'free'})memory[i+2]['start'] = end + 1else:memory[i+1]['start'] = end + 1return Truereturn False3）定义回收函数def release(pid):for i in range(len(memory)):if memory[i]['pid'] == pid:memory[i]['state'] = 'free'if i > 0 and memory[i-1]['state'] == 'free':memory[i-1]['end'] = memory[i]['end']del memory[i]if i < len(memory) and memory[i]['state'] == 'free':memory[i-1]['end'] = memory[i]['end']del memory[i]elif i < len(memory)-1 and memory[i+1]['state'] == 'free': memory[i+1]['start'] = memory[i]['start']del memory[i]if i < len(memory)-1 and memory[i+1]['state'] =='free':memory[i+1]['start'] = memory[i]['start']del memory[i]4）定义输出函数def print_memory():for i in range(len(memory)):print('Start:',memory[i]['start'],'End:',memory['i']['end'],'State:',me mory['i']['state'])三、动态分区回收动态分区回收是指在程序运行结束后，将已使用的内存空间释放，并将其归还给系统。
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。
主存储器空间的分配和回收实验报告参考模板
主存储器空间的分配和回收一、实验题目：（1）在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和实现主存回收（2）在分页式管理方式下采用位示图来表示主存分配情况，实现主存空间的分配和回收二、实验目的：通过本实习帮助理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。
三、实验原理：第一题：在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和实现主存回收(1)可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。
当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入。
随着作业的装入、撤离，主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。
例如：为了说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下：（2）当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。
有时找到的空闲区可能大于作业需要量，这时应把原来的空闲区变成两部分：一部分分给作业占用；另一部分又成为一个较小的空闲区。
为了尽量减少由于分割造成的空闲区，而尽量保存高地址部分有较大的连续空闲区域，以利于大型作业的装入。
为此，在空闲区说明表中，把每个空闲区按其地址顺序登记，即每个后继的空闲区其起始地址总是比前者大。
为了方便查找还可使表格“紧缩”，总是让“空表目”栏集中在表格的后部。
（3）采用最先适应算法（顺序分配算法）分配主存空间。
按照作业的需要量，查空闲区说明表，顺序查看登记栏，找到第一个能满足要求的空闲区。
当空闲区大于需要量时，一部分用来装入作业，另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。
最先适应分配算法如图：（4）当一个作业执行结束撤离时，作业所占的区域应该归还，归还的区域如果与其它空闲区相邻，则应合成一个较大的空闲区，登记在空闲区说明表中。
例如，在提示(1)中列举的情况下，如果作业2撤离，归还所占主存区域时，应与上、下相邻的空闲区一起合成一个大的空闲区登记在空闲区说明表中。
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⼀、实验⽬的分区管理是应⽤较⼴泛的⼀种存储管理技术。
本实验要求⽤⼀种结构化⾼级语⾔构造分区描述器，编制动态分区匹配算法和回收算法模拟程序，并讨论不同算法的特点。
⼆、实验内容1.编写:First Fit Algorithm2.编写:Best Fit Algorithm3.编写 :空闲区回收算法三，提⽰和说明（⼀）主程序1、定义分区描述器node，包括 3个元素：（1）adr——分区⾸地址（2）size——分区⼤⼩（3）next——指向下⼀个分区的指针2、定义 3个指向node结构的指针变量：（1）head1——空闲区队列⾸指针（2）back1——指向释放区node结构的指针（3）assign——指向申请的内存分区node结构的指针3、定义 1个整形变量：free——⽤户申请存储区的⼤⼩（由⽤户键⼊）（⼆）过程1、定义check过程，⽤于检查指定的释放块（由⽤户键⼊）的合法性2、定义assignment1过程，实现First Fit Algorithm3、定义assignment2过程，实现Best Fit Algorithm4、定义acceptment1过程，实现First Fit Algorithm的回收算法5、定义acceptment2过程，实现Best Fit Algorithm的回收算法6、定义print过程，打印空闲区队列（三）执⾏程序⾸先申请⼀整块空闲区，其⾸址为0，⼤⼩为32767；然后，提⽰⽤户使⽤哪种分配算法，再提⽰是分配还是回收；分配时要求输⼊申请区的⼤⼩，回收时要求输⼊释放区的⾸址和⼤⼩。
（四）输出要求每执⾏⼀次，输出⼀次空闲区队列情况，内容包括：编号⾸址终址⼤⼩三、实验过程1.准备A．查阅相关资料；B．初步编写程序；C．准备测试数据；2、主要流程和源代码#include<iostream>#include<stdlib.h>using namespace std;#define Free 0 //空闲状态#define Busy 1 //已⽤状态#define OK 1 //完成#define ERROR 0 //出错#define MAX_length 32767 //最⼤内存空间为32767KB typedef int Status;int n = 0;typedef struct freearea//定义⼀个空闲区说明表结构{int ID; //分区号long size; //分区⼤⼩long address; //分区地址int state; //状态}ElemType;//线性表的双向链表存储结构typedef struct DuLNode //double linked list{ElemType data;struct DuLNode *prior; //前趋指针struct DuLNode *next; //后继指针}DuLNode, *DuLinkList;DuLinkList block_first; //头结点DuLinkList block_last; //尾结点Status alloc(int);//内存分配Status free(int); //内存回收Status First_fit(int, int);//⾸次适应算法Status Best_fit(int, int); //最佳适应算法void show();//查看分配Status Initblock();//开创空间表Status Initblock()//开创带头结点的内存空间链表{block_first = (DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); block_last = (DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); block_first->prior = NULL;block_first->next = block_last;block_last->prior = block_first;block_last->next = NULL;block_last->data.address = 0;block_last->data.size = MAX_length;block_last->data.ID = 0;block_last->data.state = Free;return OK;}//分配主存Status alloc(int ch){int ID, request;cout << "请输⼊作业(分区号)：";cin >> ID;cout << "请输⼊需要分配的主存⼤⼩(单位:KB)：";cin >> request;if (request<0 || request == 0){cout << "分配⼤⼩不合适，请重试!" << endl;return ERROR;}if (ch == 2) //选择最佳适应算法{if (Best_fit(ID, request) == OK) cout << "分配成功!" << endl; else cout << "内存不⾜，分配失败!" << endl;return OK;}else //默认⾸次适应算法{if (First_fit(ID, request) == OK) cout << "分配成功!" << endl; else cout << "内存不⾜，分配失败!" << endl;return OK;}}//⾸次适应算法Status First_fit(int ID, int request)//传⼊作业名及申请量{//为申请作业开辟新空间且初始化DuLinkList temp = (DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); temp->data.ID = ID;temp->data.size = request;DuLNode *p = block_first->next;while (p){if (p->data.state == Free && p->data.size == request) {//有⼤⼩恰好合适的空闲块p->data.state = Busy;p->data.ID = ID;return OK;break;}if (p->data.state == Free && p->data.size>request){//有空闲块能满⾜需求且有剩余"temp->prior = p->prior;temp->next = p;temp->data.address = p->data.address;p->prior->next = temp;p->prior = temp;p->data.address = temp->data.address + temp->data.size; p->data.size -= request;return OK;break;}p = p->next;}return ERROR;}//最佳适应算法Status Best_fit(int ID, int request){int ch; //记录最⼩剩余空间DuLinkList temp = (DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); temp->data.ID = ID;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{(p->data.size>request || p->data.size == request)){q = p;ch = p->data.size - request;break;}p = p->next;}while (p){if (p->data.state == Free && p->data.size == request) {//空闲块⼤⼩恰好合适p->data.ID = ID;p->data.state = Busy;return OK;break;}if (p->data.state == Free && p->data.size>request) {//空闲块⼤于分配需求if (p->data.size - request<ch)//剩余空间⽐初值还⼩{ch = p->data.size - request;//更新剩余最⼩值q = p;//更新最佳位置指向}}p = p->next;}if (q == NULL) return ERROR;//没有找到空闲块else{//找到了最佳位置并实现分配temp->prior = q->prior;temp->next = q;temp->data.address = q->data.address;q->prior->next = temp;q->prior = temp;q->data.address += request;q->data.size = ch;return OK;}}//主存回收Status free(int ID){DuLNode *p = block_first;while (p){if (p->data.ID == ID){p->data.state = Free;p->data.ID = Free;if (p->prior->data.state == Free)//与前⾯的空闲块相连{p->prior->data.size += p->data.size;p->prior->next = p->next;p->next->prior = p->prior;}if (p->next->data.state == Free)//与后⾯的空闲块相连{p->data.size += p->next->data.size;p->next->next->prior = p;p->next = p->next->next;}break;}p = p->next;}return OK;}// 显⽰主存分配情况void show(){cout << "***********-----------------************" << endl; cout << "**** 主存分配情况 ****" << endl; cout << "***********-----------------************" << endl; DuLNode *p = block_first->next;while (p){cout << "分区号：";if (p->data.ID == Free) cout << "Free" << endl;else cout << p->data.ID << endl;cout << "起始地址：" << p->data.address << endl;cout << "分区⼤⼩：" << p->data.size << " KB" << endl; cout << "状态：";if (p->data.state == Free) cout << "空闲" << endl;else cout << "已分配!" << endl;cout << "-----------------------" << endl;p = p->next;}}//主函数int main(){int ch, d = 0;//算法选择标记cout << "1.⾸次适应算法 2.最佳适应算法 0.退出" << endl; cout << "请选择分配算法：";cin >> ch;if (ch == 0 || ch == 1 || ch == 2) d++;while (d == 0){cout << "请选择正确的数字0 ,1 或2" << endl;cin >> ch;if (ch == 0 || ch == 1 || ch == 2) d++;}if (ch == 0) exit(0);if (n == 0) Initblock(); //开创空间表int choice; //操作选择标记while (1){cout << "********************************************" << endl; cout << "** 1: 分配内存 2: 回收内存 **" << endl; cout << "** 3: 查看分配 0: 返回 **" << endl; cout << "********************************************" << endl; cout << "请输⼊您的操作：";cin >> choice;if (choice == 1)alloc(ch); // 分配内存n++;}else if (choice == 2) // 内存回收{int ID;cout << "请输⼊您要释放的分区号："; cin >> ID;free(ID);n++;}else if (choice == 3){show();//显⽰主存n++;}else if (choice == 0){main(); //退出n++;}else //输⼊操作有误{cout << "输⼊有误，请重试!" << endl; continue;}}}四、实验结果3、遇到的主要问题和解决⽅法主要问题是在算法的结构的理解。
实验三 存储器的分配与回收算法实现(二维数组)教学提纲
实验三存储器的分配与回收算法实现(二维数组)实验三存储器的分配与回收算法◆实验名称：存储器的分配与回收算法实验◆仪器、设备：计算机◆参考资料：操作系统实验指导书◆实验目的：设计一个存储器的分配与回收算法管理方案，并编写模拟程序实现。
◆实验内容：1. 模拟操作系统的主存分配，运用可变分区的存储管理算法设计主存分配和回收程序，并不实际启动装入作业。
2. 采用最先适应法、最佳适应法、最坏适应法分配主存空间。
3. 当一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区表，从中找出一个足够大的空闲区。
若找到的空闲区大于作业需要量，这是应把它分成二部分，一部分为占用区，加一部分又成为一个空闲区。
4. 当一个作业撤离时，归还的区域如果与其他空闲区相邻，则应合并成一个较大的空闲区，登在空闲区表中。
5. 运行所设计的程序，输出有关数据结构表项的变化和内存的当前状态。
◆实验要求：1．详细描述实验设计思想、程序结构及各模块设计思路；2．详细描述程序所用数据结构及算法；3．明确给出测试用例和实验结果；4．为增加程序可读性，在程序中进行适当注释说明；5．认真进行实验总结，包括：设计中遇到的问题、解决方法与收获等；6．实验报告撰写要求结构清晰、描述准确逻辑性强；实验过程中，同学之间可以进行讨论互相提高，但绝对禁止抄袭。
◆实验过程记录（源程序、测试用例、测试结果及心得体会等实验代码如下：#include <iostream.h>int work[10][2]; //作业名字大小int idle[10][2]; //空闲区大小地址int free[10][3]; //已分配区域的名字地址大小int num=0,b=1,d,ch1,ch2;void init(){idle[0][0]=1;idle[0][1]=100;free[0][0]=0;free[1][1]=0;free[1][2]=0;work[0][0]=0;work[0][1]=0;for(int i=1;i <=9;i++){ //初始化数组idle[i][0]=0;idle[i][1]=0;free[i][0]=0;free[i][1]=0;free[i][2]=0;work[i][0]=0;work[i][1]=0;}}void jishu(){ //求空闲单元数for(int i=0;i <9;i++)if(idle[i][1]!=0)num++;}void jishu1(){ //求作业数for(int i=0;i <9;i++)if(work[i][1]!=0)b++;}void zuixian(){ //最先适应法jishu();for(int i=0;i <num;i++){for(int j=i;j <num-i-1;j++){if(idle[j][0]>idle[j+1][0]){int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1]; idle[j+1][1]=temp;}}}}void zuijia(){ //最佳适应法num=0;jishu();for(int i=0;i <num;i++){for(int j=i;j <num-i-1;j++){ if(idle[j][1]>idle[j+1][1]){ int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1];idle[j+1][1]=temp;}}}}void zuihuai(){ //最坏适应法 num=0;jishu();for(int i=0;i <num;i++){for(int j=i;j <num-i-1;j++){ if(idle[j][1] <idle[j+1][1]){ int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0]; idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1]; idle[j+1][1]=temp;}}}}void huishou(int name){ //回收进程函数num=0;b=0;jishu();jishu1();int c=-1;for(int k=0;k <=b;k++){if(free[k][0]==name){c=k;break;}}if(c==-1)cout <<"要回收的作业不存在！" <<endl;else{for(int i=0;i <num;i++){ //将空闲单元排序{不包括新回收的} for(int j=i;j <num-i-1;j++){if(idle[j][0]>idle[j+1][0]){int temp=idle[j][0];idle[j][0]=idle[j+1][0];idle[j+1][0]=temp;temp=idle[j][1];idle[j][1]=idle[j+1][1];idle[j+1][1]=temp;}}}for(int q=0;q <num;q++){ //将空单元排序{包括新回收的}if(free[c][1] <=idle[q][0]){for(int j=num;j>=q;j--){idle[j+1][0]=idle[j][0];idle[j+1][1]=idle[j][1];}idle[j][0]=free[c][1];idle[j][1]=free[c][2];b++;if(idle[j+1][0]==idle[j][0]+idle[j][1]){idle[j][1]=idle[j][1]+idle[j+1][1];for(int m=j+1;m <=num;m++){ idle[m][0]=idle[m+1][0];idle[m][1]=idle[m+1][1];}idle[m][0]=0;idle[m][1]=0;b--;}if(idle[j-1][0]==idle[j][0]){idle[j-1][1]=idle[j-1][1]+idle[j][1];for(int n=j;j <=num;j++){idle[n][0]=idle[n+1][0];idle[n][1]=idle[n+1][1];}idle[n][0]=0;idle[n][1]=0;b--;}break;}}if(ch2==1)zuixian();if(ch2==2)zuijia();if(ch2==3)zuihuai();for(int p=c;c <b-1;c++){free[c][0]=free[c+1][0];free[c][1]=free[c+1][1];free[c][2]=free[c+1][2];work[c][0]=work[c+1][0];work[c][1]=work[c+1][1];}cout<<"该进程已被成功回收！"<<endl;}}void fp(){int tag=0; //判断空闲区与请求区大小num=0;b=0;jishu();jishu1();for(int j=0;j <num;j++){if(work[b][1] <idle[j][1]){free[b][0]=work[b][0];free[b][1]=idle[j][0];free[b][2]=work[b][1];idle[j][0]=idle[j][0]+work[b][1];idle[j][1]=idle[j][1]-work[b][1];tag=1;break;}else if(work[b][1]==idle[j][1]){free[b][0]=work[b][0];free[b][1]=idle[j][0];free[b][2]=work[b][1];tag=1;for(int i=j;i <=num-1;i++){idle[i][0]=idle[i+1][0];idle[i][1]=idle[i+1][1];}break;}else tag=0;}if(tag==0)cout <<"作业过大没有足够存储空间！" <<endl;}void print(){num=0;b=1;jishu();jishu1();cout <<"已分配表为:" <<endl;for(int i=0;i <=b;i++)if(free[i][2]!=0)cout <<"作业名:" <<free[i][0] <<" 内存起始地址:" <<free[i][1] <<" 占用内存空间:" <<free[i][2] <<endl;cout <<endl;cout <<"空闲区表为:" <<endl;for(int j=0;j <num;j++)if(idle[j][1]!=0)cout <<"起始地址:" <<idle[j][0] <<" 连续内存空间:" <<idle[j][1] <<endl; cout <<endl;}void main(){ //主函数运行上面定义的函数init();int n;cout <<"1.分配空间；2.回收空间；" <<endl;cin>>ch1;cout <<endl;cout <<"1.最先适应法；2.最佳适应法；3.最坏适应法；" <<endl;cin>>ch2;cout <<endl;if(ch1==1){cout <<"请输入要分配内存的作业名及占用内存大小:";cin>>work[b][0]>>work[b][1];cout <<endl;if(ch2==1){zuixian();fp();}else if(ch2==2){zuijia();fp();}else if(ch2==3){zuihuai();fp();}print();}cout <<"输入要回收的作业名：" <<endl;cin>>n;huishou(n);}实验截图：成功回收时：回收失败时：实验体会：本次实验的难度较大，尤其是回收进程，主要编写几个算法和回收程序，最佳，最优，最坏算法和回收算法，我用的是数组，有工作数组，空闲数组，已分配数组。
内存分配和内存回收的算法
内存分配和内存回收的算法内存分配和内存回收是计算机科学中非常重要的话题，它们是操作系统和编程语言中的核心概念。
在本文中，我们将深入探讨内存分配和内存回收的算法，以及它们在实际应用中的一些常见方法和技术。
第一部分：内存分配内存分配是将计算机系统中的可用内存空间分配给程序和进程使用的过程。
在常规操作系统中，内存分配包括两种主要方法：静态分配和动态分配。
1. 静态分配：静态分配是在编译时为程序分配固定大小的内存空间。
这种方法的一个明显优点是速度较快，因为内存分配是在程序加载时完成的，无需额外的运行时开销。
然而，缺点是在程序运行时无法根据需要调整内存大小，并且可能导致内存浪费或不足的问题。
2. 动态分配：动态分配是在程序运行时根据需要分配和释放内存空间。
这种方法基于一种称为“堆”的数据结构，其中包含系统中未使用的内存块。
常见的动态分配算法包括：a. 首次适应算法：该算法从堆的起始位置开始查找第一个足够大的空闲内存块，并在找到后分配给程序。
这种算法的优点是分配速度比较快，但后续的内存分配可能会导致碎片化。
b. 最佳适应算法：该算法搜索堆中最小的足够大的内存块并进行分配。
这种方法可以最大限度地减少碎片化，但可能导致内存分配速度较慢。
c. 最差适应算法：该算法搜索堆中最大的足够大的内存块并进行分配。
与最佳适应算法相反，这种方法可以最大限度地减少外部碎片，但可能导致内存分配速度较慢。
d. 快速适应算法：该算法使用一个包含不同大小的内存块的链表，以便根据需要选择最合适的内存块进行分配。
这种方法在分配速度和内存利用率方面都具有较好的平衡。
除了以上算法之外，还有其他一些更高级的动态内存分配算法，例如分区适应算法和伙伴系统分配算法，它们都试图解决内存碎片化的问题，以提高内存利用率和分配效率。
第二部分：内存回收内存回收是将不再使用的内存空间归还给操作系统或编程语言的过程。
在动态分配的环境中，内存回收非常重要，以免出现内存泄漏和内存溢出等问题。
- 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)。
实验内容：
模拟操作系统的主存分配，运用可变分区的存储管理算法设计主存分配和回收程序，并不实际启动装入作业。
采用最先适应法、最佳适应法、最坏适应法分配主存空间。
当一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区表，从中找出一个足够大的空闲区。
若找到的空闲区大于作业需要量，这是应把它分成二部分，一部分为占用区，加一部分又成为一个空闲区。
当一个作业撤离时，归还的区域如果与其他空闲区相邻，则应合并成一个较大的空闲区，登在空闲区表中。
运行所设计的程序，输出有关数据结构表项的变化和内存的当前状态。
实验要求：
详细描述实验设计思想、程序结构及各模块设计思路；
详细描述程序所用数据结构及算法；
明确给出测试用例和实验结果；
为增加程序可读性，在程序中进行适当注释说明；
认真进行实验总结，包括：设计中遇到的问题、解决方法与收获等；
实验报告撰写要求结构清晰、描述准确逻辑性强；
【实验过程记录（源程序、测试用例、测试结果及心得体会等）】
#include<>
#include<>
#define NULL 0
#define LEN1 sizeof(struct job)立作业 2.删除作业 3.结束操作\n");
scanf("%d",&c);
switch(c)
{
case 1:
p=creatjob();
p1=init1(p1,p);
p2=reallocate(p2,p);
print(p1,p2);break;
case 2:
q=delejob(p2);
p2=del(p2,q);
立作业 2.删除作业 3.结束操作\n");
scanf("%d",&c);
switch(c)
{
case 1:
p=creatjob();
p1=init2(p1,p);
p2=reallocate(p2,p);
print(p1,p2);break;
case 2:
q=delejob(p2);
p2=del(p2,q);
立作业 2.删除作业 3.结束操作\n");
scanf("%d",&c);
switch(c)
{
case 1:
p=creatjob();
p1=init3(p1,p);
p2=reallocate(p2,p);
print(p1,p2);break;
case 2:
q=delejob(p2);
p2=del(p2,q);
次适应算法建立作业
2.最优适应算法建立作业
3.最差适应算法建立并删除作业。