设计页式存储管理的分配与回收
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存储管理是计算机系统中的重要组成部分，它负责管理和分配计算机中的物理内存资源。
在计算机系统中，通过动态分区分配和回收算法来实现对这些资源的有效利用。
本文将介绍动态分区分配和回收算法的原理、主要算法以及优缺点。
动态分区分配是一种灵活、动态的内存分配方式，它根据进程的需求动态地分配内存空间。
动态分区分配算法有多种，其中最常用的有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
首次适应算法（First Fit）是最常用的分配算法之一、它从低地址开始寻找第一个满足要求的空闲分区来分配进程。
这种算法的优点是简单、高效，但是可能会产生大量的碎片空间，降低内存的利用率。
最佳适应算法（Best Fit）是在所有空闲分区中找到一个大小最适合进程的分区来分配。
它的主要思想是选择一个更接近进程大小的空闲分区，以减少碎片空间的产生。
然而，这种算法的缺点是需要遍历整个空闲分区链表，因此效率相对较低。
最坏适应算法（Worst Fit）与最佳适应算法相反，它选择一个大小最大的空闲分区来分配进程。
这种算法的好处是可以尽可能地保留大块的碎片空间，以便后续分配使用。
但是，它也会导致更多的碎片空间浪费。
动态分区的回收算法是用于回收被释放的内存空间并合并相邻的空闲分区，以尽量减少碎片空间的产生。
常见的回收算法有合并相邻空闲分区算法和快速回收算法。
合并相邻空闲分区算法会在每次有分区被回收时，检查是否有相邻的空闲分区可以合并。
如果有，就将它们合并为一个大的空闲分区。
这样可以最大程度地减少碎片空间，提高内存的利用效率。
快速回收算法是一种将被释放的分区插入到一个空闲分区链表的头部，而不是按照地址顺序进行插入的算法。
这样可以减少对整个空闲分区链表的遍历时间，提高回收的效率。
总结起来，动态分区分配和回收算法在存储管理中起着重要的作用。
首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法是常用的动态分区分配算法，它们各自有着不同的优缺点。
页式存储管理方案中的内存分配
页式存储管理方案中的内存分配第一篇：页式存储管理方案中的内存分配页式存储管理方案中的内存分配用户提出内存空间申请，按一定策略检查内存空间，找出满足请求的空闲页面，分给申请者1首先接收输入文件：（1）内存空闲物理页面文件（文本文件），包括若干行，每行2项（起始物理页面号，连续的物理页面数）（2）进程占用物理内存数据文件（文本文件），包括若干行，若干项（进程号，物理页面号1，物理页面号2，……）建立空闲页面表，并在屏幕显示输出该表内容 20行该表中记录了内存中可供分配的空闲页面的起始页号和连续空闲的页面数3为每个进程建立一个页表，并在屏幕显示输出每个页表的内容页表记录了每个进程逻辑页面与物理页面的对应关系在用户界面根据用户提示接收一个内存申请，格式为：进程名，申请空间大小（单位为K字节）为该进程建立一个页表，显示输出该表内容，检查空闲页面表，为该进程分配相应的物理页面，并修改有关的数据结构（空闲页面表，页表）假设页面大小为4K重复4，5直到输入特殊字符（0）在屏幕显示输出最新的空闲页面表内容第二篇：可变分区存储管理方式的内存分配和回收#include//定义输入/输出函数#include//数据流输入/输出#include//字符串处理#include//参数化输入/输出const int MJ=10;//假定系统允许的最大作业数量为10typedef struct node{int address;int length;char tag[10];}job;job frees[MJ];int free_quantity;job occupys[MJ];int occupy_quantity;int read(){FILE *fp;char fn[10];cout<<“请输入初始空闲表文件名:”;cin>>fn;if((fp=fopen(fn,“r”))==NULL){ 其意义是在当前目录下打开文件file a，只允许进行“读”操作，并使fp指向该文件cout<<“错误,文件打不开,请检查文件名”<}else{while(!feof(fp)){fscanf(fp,“%d,%d”,&frees[free_q uantity].address,&frees[fr ee_quantity].length);free_quantity++;fscanf(文件指针，格式字符串，输入表列)；}return 1;}return 0;}void sort(){int i,j,p;for(i=0;ip=i;for(j=i+1;jif(frees[j].addressp=j;}}if(p!=i){frees[free_quantity]=frees[i];frees[i]=frees[p];frees[p]=frees[free_quantity];}}}void view(){int i;cout<cout<<“输出空闲区表：n起始地址分区长度状态n”< for(i=0;icout.setf(2);cout.width(12);cout<cout.width(10);cout<cout.width(8);cout<}cout<cout<<“输出已分分区表：n起始地址分区长度占用作业名n”<for(i=0;icout.setf(2);cout.width(12);cout<cout.width(10);cout<cout.width(8);cout<}}void ear(){char job_name[10];int job_length;int i,j,flag,t;cout<<“请输入分配内存的作业名和空间大小:”;cin>>job_name;cin>>job_length;flag=0;for(i=0;iif(frees[i].length>=job_length){flag=1;}}if(flag==0){//未找到空闲区，返回cout<}else{t=0;i=0;while(t==0){if(frees[i].length>=job_length){//找到可用空闲区，开始分配t=1;}i++;}i--;occupys[occupy_quantity].address=frees[i].address;//修改已分配区表strcpy(occupys[occupy_quantity].tag,job_name);occupys[occupy_quantity].length=job_length;occupy_quantity++;if(frees[i].length>job_length){frees[i].address+=job_length;frees[i].length-=job_length;}else{for(j=i;jfrees[j]=frees[j+1];}free_quantity--;cout<<“内存空间成功:)”<}}}void reclaim()//回收作业所占的内存空间{char job_name[20];int i,j,flag,p=0;int address;int length;//寻找已分分区表中对应的登记项cout<<“输入要回收分区的作业名:”;cin>>job_name;flag=-1;for(i=0;iif(!strcmp(occupys[i].tag,job_name)){flag=i;address=occupys[i].address;length=occupys[i].length;}}if(flag==-1){ //在已分分区表中找不到作业cout<<“没有这个作业名”<}else{//修改空闲区表，加入空闲表for(i=0;iif((frees[i].address+frees[i].length)==address){ if(((i+1)for(j=i+1;jfrees[j]=frees[j+1];}free_quantity--;p=1;}else{frees[i].length+=length;p=1;}}if(frees[i].address==(address+length)){ frees[i].address=address;frees[i].length+=length;p=1;}}if(p==0){frees[free_quantity].address=address; frees[free_quantity].length=length;free_quantity++;}//删除分配表中的该作业for(i=flag;ioccupys[i]=occupys[i+1];}occupy_quantity--;}}void main(){int flag=0;int t=1;int chioce=0;int i;for(i=0;ifrees[i].address=-1;//空闲区表初始化frees[i].length=0;strcpy(frees[i].tag,“free”);occupys[i].address=-1;//已分分区表初始化occupys[i].length=0;strcpy(occupys[i].tag,“");}free_quantity=0;occupy_quantity=0;flag=read();while(flag==1){sort();cout<<”选择功能项:（0-退出，1-分配内存，2-回收内存，3-显示内存）n“<cin>>chioce;switch(chioce){case 0:flag=0;break;case 1:ear();break;case 2:reclaim();break;case 3:view();break;default:cout<<”没有该选项n"<}}}第三篇：编程中内存分配总结栈, 临时变量，大小有限制,函数返回后就被回收堆，可以动态分配，大小可近似认为无限制，可以一直存在堆：malloc(), free()需要自己申请与自己负责释放!适用于事先不知道需要分配多大空间的情况。
操作系统课程设计——主存空间的分配与回收
操作系统课程设计题目：主存空间的分配与回收学生姓名：X X X专业：软件工程班级：软件09-1指导教师：X X X教授X X X教授XXX大学课程设计任务书学院（系）：课程名称：操作系统课程设计指导教师（签名）：专业班级：软件工程 09－1 学生姓名： XXXX 学号： XXXXXXXXXXX目录一、总体设计 (3)1.1 设计思路 (3)1.2 模块图 (3)1.3 基本数据结构 (4)1.3.1 两个基本表 (4)1.3.2 五张表 (5)二详细设计 (8)2.1初始化模块 (8)2.2后备状态模块 (8)2.3 就绪状态模块 (9)2.4 挂起状态模块 (11)2.5显示模块 (15)2.6 回收模块 (17)三、功能测试 (21)参考文献 (28)一、总体设计1.1 设计思路本次课程设计中主要是模拟主存分配与回收，考虑到一个进程的五个状态，初始，就绪，等待，执行，终止五个状态，所以决定从一个进程的运行过程进行模拟，总体流程大致是首先创建一个进程即填写PCB信息，然后将进程送到后备集合，然后从后备集合从取出一个进程进行是分配。
如果能分配，就将其送入就绪集合，然后从就绪集合中取出一个进程运行一个时间片（即一秒钟），接着将该进程送入就绪集合，如果运行时间减为零，就不送入就绪集合中。
考虑到实际的需要，我添加了一个挂起状态，还添加了一个撤销进程函数，一个强制回收函数。
在本次设计中用多线程模拟多进程，所以各个共享表都应该设置为线程安全的。
其进程之间的状态转换为：1-1-1状态转换图1.2 模块图在这个设计中我将系统分为六个模块，1-1-2模块图1.3 基本数据结构一、在本次设计中设计到五张表和两个基本数据结构：1.3.1 两个基本表(1)一个是空闲块数据结构：空闲块表public class Free{protected int startAddress;//始地址protected int size;//块大小}空闲块只涉及始地址和大小，没有设状态位，即如果是空闲的，就在空闲表中(2)一个是进程控制块PCB数据结构：PCB表public class PCB{protected int PID;//进程号，要小写protected int time;//运行时间protected int priority;//优先级protected int startAddress;//始地址protected int size;//所需空间大小public PCB()}在PCB中有五个基本数据项，在创建进程时只设置PID，time,priority，size和除了进程号是从一开始递增的，time,priority，size都是随机生成的。
操作系统——页式存储管理
操作系统——页式存储管理分区式存储管理最⼤的缺点是碎⽚问题严重，内存利⽤率低。
究其原因，主要在于连续分配的限制，即它要求每个作⽤在内存中必须占⼀个连续的分区。
如果允许将⼀个进程分散地装⼊到许多不相邻的分区中，便可充分地利⽤内存，⽽⽆需再进⾏“紧凑”。
基于这⼀思想，产⽣了“⾮连续分配⽅式”，或者称为“离散分配⽅式”。
连续分配：为⽤户进程分配的必须是⼀个连续的内存空间。
⾮连续分配：为⽤户进程分配的可以是⼀些分散的内存空间。
分页存储管理的思想：把内存分为⼀个个相等的⼩分区，再按照分区⼤⼩把进程拆分成⼀个个⼩部分。
分页存储管理分为：实分页存储管理和虚分页存储管理⼀、实分页式存储管理实分页式存储最⼤的优点是内存利⽤率⾼，与⽬前流⾏的虚分页存储管理相⽐，具有实现简单，程序运⾏快的优点。
⽬前，飞速发展的硬件制造技术使得物理内存越来越⼤，因此我们认为，实分页式存储管理将是⼀种最有发展前途的存储管理⽅式。
1.1、基本原理假设⼀个⼤型饭店，所有的客房都是标准的双⼈间，部分客房已经住进客⼈，现在⼜有⼀个旅游团要求⼊住。
接待员统计了⼀下，对旅游团领队说：“贵团全体成员都能住下，两⼈⼀个房间，但是不能住在同⼀楼层了，因为每层空着的客房不够，更没有⼏个挨着的。
请原谅！”。
对于这样的安排，⼀般⼈不会感到奇怪。
因为旅游团本来就是由⼀位位个⼈或夫妻等组成的，⽽饭店的客房本来也是两⼈⼀间的，两⼈⼀组正好可住在⼀个客房⾥；另外，饭店⼏乎每天都有⼊住的和退房的客⼈，想在同⼀楼层找⼏间挨着的客房实在不容易。
①将整个系统的内存空间划分成⼀系列⼤⼩相等的块，每⼀块称为⼀个物理块、物理页或实页，页架或页帧（frame），可简称为块（block）。
所有的块按物理地址递增顺序连续编号为0、1、2、……。
这⾥的块相当于饭店的客房，系统对内存分块相当于饭店把⼤楼所有的客房都设计成标准的双⼈间。
②每个作业的地址空间也划分成⼀系列与内存块⼀样⼤⼩的块，每⼀块称为⼀个逻辑页或虚页，也有⼈叫页⾯，可简称为页（page）。
操作系统课程设计-模拟设计页式存储管理的分配与回收范文
学号：28课程设计模拟设计页式存储管理的分题目配与回收学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级XX姓名XX指导教师XXX2011年01月09日课程设计任务书学生姓名： XX 专业班级：计算机0902班指导教师： XXX 工作单位：计算机科学与技术学院题目: 模拟设计页式存储管理的分配与回收初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，了解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，并体会页式管理内存的分配和回收过程。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．采用页式管理方案实施内存分配和回收。
能够处理以下的情形⑴能够输入给定的内存页面数，页面大小，进程的个数及每个进程的页数。
⑵要求当某进程提出申请空间的大小后，显示能否满足申请，以及为该进程分配资源后内存空间的使用情况（被进程占用的页面，空闲的页面）。
2．设计报告内容应说明：⑴课程设计目的与功能；⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)；⑶源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）；v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。
时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收，撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《操作系统》课程设计说明书模拟设计页式存储管理的分配与回收1需求分析页式管理是一种内存空间存储管理的技术，页式管理分为静态页式管理和动态页式管理。
3.3 分页式存储管理
操作系统
0
1KB 2KB-1
0
作业1
页号
块号
0页 1页
作业2
0 1
5 8
作业1页表
0 1KB
2KB
2.5KB-1
0页 1页 2页
0 1 2
6 7 10
空闲 作业1(0页) 作业2(0页) 作业2(1页) 作业1(1页) 空闲 作业2(2页) 空闲
4KB
5KB
6KB 7KB 8KB 9KB 10KB 11KB 12KB
页号ｐ 000010
页内地址ｗ 0111000100
09C4H 内存 0
0
1KB 2KB
3KB-1
作业2
Mov R1,[2500]
页表起始
ｗ＝１Ｃ４Ｈ
地址寄存器
a 块号ｂ 块内地址ｗ
0111000100
p=2
001010
29C4H
016817
10KB
016817
0 1 2 6 7
10 256KB-1
15 10 0
页号p(6位)
页内地址w(10位)
图3.14 逻辑地址结构
现在我们举例说明动态地址重定位的实 现过程。 比如，现有一个系统，内存容量共256k， 存储块的大小为1k，共有256块，编号为 0～255。第0～4块为操作系统所使用。现 有2个用户作业，作业1和作业2，其逻辑地 址空间分别占2k和2.5k，进入系统后，按 块的大小划分分别占2页和3页（因内存是 以块为单位分配的），它们的分页情况如 图3.15所示。
作业2页表 图3.15 分页式存储管理示意图
在图3.14中的页表反映了作业1和作业2的各 页在内存中相应的存储块号。假设作业2正在运行， 在第0页某单元处有一条指令MOV R1，[2500]，因 每页长度为1k，所以由逻辑地址的低10位构成页 内地址，2500为十进制数，转化为十六进制为 09C4H（二进制为0000100111000100），取低十位 为1C4H，为页内地址w；高6位为2，形成页号p， 查页表知第2页在内存第10块，得到内存地址的块 号b，逻辑地址的页内地址作为块内地址w，一起 构成新的物理地址为29C4H单元，访问该单元，把 其中的数据016817送入R1寄存器，具体实现过程 如图3.16所示。
操作系统存储管理实验报告
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。
存储管理实验报告_6
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（2012 —2013 学年第二学期）一、实验目的存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。
请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。
通过本次实验, 要求学生通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解, 通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计, 了解虚拟存储技术的特点, 掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）用C或C++语言模拟实现请求式分页管理。
要求实现: 页表的数据结构、分页式内存空间的分配及回收（建议采用位图法）、地址重定位、页面置换算法（从FIFO,LRU,NRU中任选一种）。
int subareaSize[num]={8,12,16,32,24,16,64,128,40,64};//分区大小Process *pro=NULL;//保持进程信息int ProcessNum=0;//进程数目int applyProcessNum=0;//每次申请进程数目int maxApplyNum=0;//最大可申请数目int *applyIndex=NULL;//申请进程队列int totalApplyNum=0;//申请总数int *assignPointer=NULL;//已分配内存的进程队列int assignFlag=0;//分配索引, 表示已申请队列已分配的进程数int exeIndex;//执行的进程号Node *subareaNode=new Node[3];//分区回收时, 进程所在分区及其前, 后分区信息LinkList createLinkList(int n );//建立空闲分区链Node firstFit(LinkList &head,Process pro);//首次适应算法Node nestFit(LinkList &head,Process pro,Node flag);//循环适应算法Node bestFit(LinkList &head,Process pro);//最佳适应算法Node worstFit(LinkList &head,Process pro);//最坏适应算法Node assign(LinkList &head,int orderIndex,int index,Node flagNode);//一次分区分配int assignMemory(LinkList &head);//内存分配void insertNode(LinkList &head,Node q,int index);//插入节点Node deleteNode(LinkList &head,int index);//删除节点int display(LinkList &head);//打印分区分配情况int lowAttemper(int *excursionPointer);//低级调度int findSubarea(LinkList &head,int index);//回收内存int creatProcess();//创建进程Process* randomCreatPro(int n);//随机产生进程下面是各种方法简述:(1) 最优替换算法, 即OPT算法。
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存储管理是操作系统中非常重要的一部分，它负责对计算机系统的内存进行有效的分配和回收。
动态分区分配及回收算法是其中的一种方法，本文将详细介绍该算法的原理和实现。
动态分区分配及回收算法是一种将内存空间划分为若干个动态分区的算法。
当新的作业请求空间时，系统会根据作业的大小来分配一个合适大小的分区，使得作业可以存储在其中。
当作业执行完毕后，该分区又可以被回收，用于存储新的作业。
动态分区分配及回收算法包括以下几个步骤：1.初始分配:当系统启动时，将整个内存空间划分为一个初始分区，该分区可以容纳整个作业。
这个分区是一个连续的内存块，其大小与初始内存大小相同。
2.漏洞表管理:系统会维护一个漏洞表，用于记录所有的可用分区的大小和位置。
当一个分区被占用时，会从漏洞表中删除该分区，并将剩余的空间标记为可用。
3.分区分配:当一个作业请求空间时，系统会根据作业的大小，在漏洞表中查找一个合适大小的分区。
通常有以下几种分配策略：- 首次适应(First Fit): 从漏洞表中找到第一个满足作业大小的分区。
这种策略简单快速，但可能会导致内存碎片的产生。
- 最佳适应(Best Fit): 从漏洞表中找到最小的满足作业大小的分区。
这种策略可以尽量减少内存碎片，但是分配速度相对较慢。
- 最差适应(Worst Fit): 从漏洞表中找到最大的满足作业大小的分区。
这种策略可以尽量减少内存碎片，但是分配速度相对较慢。
4.分区回收:当一个作业执行完毕后，系统会将该分区标记为可用，并更新漏洞表。
如果相邻的可用分区也是可合并的，系统会将它们合并成一个更大的分区。
总结来说，动态分区分配及回收算法是一种对计算机系统内存进行有效分配和回收的方法。
通过合理的分配策略和回收机制，可以充分利用内存资源，提高系统性能。
然而，如何处理内存碎片问题以及选择合适的分配策略是需要仔细考虑的问题。
操作系统-主存储器空间的分配和回收
实习四 主存储器空间的分配和回收一，实习题目本实习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，假设有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；假设无，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，有为了 说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下：第一栏 第二栏其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址。
长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。
状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；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〕。
由于分区的个数不定，所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。
上述的这张说明表的登记情况是按提示〔1〕中的例所装入的三个作业占用的主存区域后填写的。
(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。
页式存储管理方案中
页式存储管理方案中简介页式存储管理是一种常见的存储管理方案，它利用固定大小的页面来组织和管理内存中的数据。
在页式存储管理方案中，内存被划分为多个固定大小的页框，应用程序中的数据被分割为同样大小的页面，并分配到对应的页框中。
这种分页的方式使得操作系统可以更加灵活地管理内存，提高系统的性能和资源利用率。
页式存储管理方案的原理页式存储管理方案主要由两个核心组件组成：页表和页表项。
页表页表是一个数据结构，用于记录每个页面在内存中的位置。
它通常是一个二维数组，第一维表示虚拟页面号，第二维表示物理页面号。
通过页表，操作系统可以根据虚拟页面号找到对应的物理页面号，从而实现页面的映射。
页表项页表项是页表中的一个元素，用于存储与页面相关的信息。
每个页表项通常包含以下几个字段：•有效位（Valid Bit）：表示该页表项是否有效，即该页面是否在内存中。
•修改位（Dirty Bit）：表示该页面是否被修改过。
•引用位（Reference Bit）：表示该页面是否被访问过。
•页面框号（Page Frame Number）：表示该页面在内存中的位置。
通过页表和页表项，操作系统可以根据虚拟页面号查找对应的页表项，进而获取页面在内存中的位置。
页式存储管理方案的优势相比于其他的存储管理方案，页式存储管理方案具有以下几个显著的优势：灵活的管理方式页式存储管理方案将内存划分为大小固定的页面，使得操作系统能够更加灵活地管理内存。
通过分页的方式，操作系统可以将不连续的物理页面映射到连续的虚拟页面中，从而提高内存的利用率，并能够更好地满足应用程序的需求。
高效的页面替换算法在页式存储管理方案中，当系统需要分配一个新的页面时，如果内存中没有空闲页框，就需要使用页面替换算法来选择一个合适的页面进行替换。
页式存储管理方案支持多种页面替换算法，如最近最少使用算法（LRU）、最不经常使用算法（LFU）等。
这些算法可以根据页面的引用位和修改位等信息，选择合适的页面进行替换，从而提高系统的性能和响应速度。
页式存储管理课件
为了实现数据的高速传输，页式存储 管理还需要依赖于高速的I/O接口，如 PCIe、SAS等。
内存管理单元（MMU）
MMU是页式存储管理中的关键硬件 组件，负责地址转换和页面置换等操 作，保障程序的正确执行。
操作系统支持
01
02
03
虚拟内存管理
操作系统提供虚拟内存管 理机制，将逻辑地址转换 为物理地址，实现程序的 正确执行。
应用程序开发框架
应用程序开发框架提供了 一系列工具和库，帮助开 发者快速开发出高效、稳 定的应用程序。
系统集成工具
系统集成工具用于将不同 的软件系统进行集成，实 现数据的共享和交换。
04
页式存储管理的应用场景
嵌入式系统概述
01
嵌入式系统是一种专用的计算机 系统，通常用于控制、监视或帮 助设备进行特定任务。
内存分配策略
常见的内存分配策略有按需分配、预分配和混合分配。按需分配是指只在需要时才为程序 分配内存空间；预分配是指预先为程序分配一定数量的内存空间；混合分配则结合了按需 分配和预分配的策略。
页面置换算法
当内存空间不足时，需要选择一个页面将其置换出内存，以便为其他页面腾出空间。常见 的页面置换算法有先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）和最优算法（OPT）等。
支持动态分配和按需分配，满足不同程 序的需求。
按照页框进行地址转换，提高了内存利 用率。
特点 页框大小固定，便于管理。
页式存储管理的历史与发展
早期阶段
页式存储管理思想起源于20世纪 50年代，但当时技术条件不成熟
，未得到广泛应用。
发展阶段
随着计算机技术的不断发展，页式 存储管理逐渐得到应用和研究，成 为一种重要的存储管理方式。
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。
操作系统：页式管理的分配与回收算法(C语言)
操作系统：页式管理的分配与回收算法（C语言）#include<stdio.h> #include<stdlib.h>//#include<iomanip.h>//#include"windows.h"//#include"os.h"#define n 64//实验中假定主存的长度#define m 4//实验中假定每个作业分得主存块块数int p[m];//定义页struct{short int lnumber;//页号short int flag;//表示该页是否在主存，“1”表示在主存，“0”表示不在主存short int pnumber;//该页所在主存块的块号short int write;//该页是否被修改过，“1”表示修改过，“0”表示没有修改过short int dnumber;//该页存放在磁盘上的位置，即磁盘块号short int times;//被访问的次数，用于LRU算法}page[n];//定义页表//各个函数的实现如下：void computer(){int i;for(i=0;i<n;i++){page[i].lnumber = i;page[i].flag = 0;page[i].pnumber = 10000;//用10000表示为空page[i].write = 0;page[i].dnumber = i;page[i].times = 0;}//初始化页表for(i=0;i<m;i++){page[i].pnumber = i;}for(i=0;i<m;i++){p[i] = i;page[i].flag = 1;}//初始化页}void showpagelist(){int i;printf("页号\t是否在主存中\t块号\t是否被修改过\t磁盘块号\t访问次数\n");for(i=0;i<n;i++){printf("%d\t%d %d\t%d %d \t%d\n",page[i].lnumber,page[i].flag,page[i].pnumber,page [i].write,page[i].dnumber,page[i].times);}}void showpage(){int i;for(i=0;i<m;i++){printf("\t%d",p[i]);}printf("\n");}void transformation(){unsigned logicAddress,logicNumber,innerAddress,physicsAddress,physicsNumber;int i,head=0,fail = 0;int method,temppage=0;short int times = 10000;printf("请输入一个逻辑地址（四位十六进制数）:");scanf("%x",&logicAddress);//读入逻辑地址logicNumber = logicAddress >> 10;//得到页号printf("页号为:%d\n",logicNumber);innerAddress = logicAddress & 0x03ff;//得到页内地址printf("页内地址为:%d\n",innerAddress);for(i=0;i<n;i++){if(logicNumber==(unsigned)page[i].lnumber){if(page[i].flag == 1){printf("请求的页面在主存中!\n");page[i].times++;physicsNumber = page[i].pnumber;//由页号得到块号printf("请求的主存块号为:%d\n",physicsNumber);physicsAddress = physicsNumber << 10 |innerAddress;//得到物理地址printf("请求的物理地址为:%d\n",physicsAddress);break;}else{printf("请求的页面不在主存中! 将进行缺页中断处理!\n请选择算法!\n"); printf("1.先进先出\n2.最近最少用!\n请选择置换算法\n");scanf("%d",&method);if(method == 1) //采用先进先出算法{printf("采用先进先出算法!\n");fail = p[head];printf("第:%d页将被替换\n",fail);p[head] = logicNumber;head = (head+1) % m;if(page[fail].write == 1)printf("第:%d页曾被修改过\n",fail);page[fail].flag = 0;page[logicNumber].flag = 1;page[logicNumber].write = 0;page[logicNumber].pnumber = page[fail].pnumber;page[fail].pnumber = 10000;page[logicNumber].times++;break;}else if(method == 2) //采用最近最少用算法{printf("采用最近最少用算法!\n");for(i=0;i<n;i++){if(page[i].flag == 1){if(page[i].times<times){times = page[i].times;temppage = page[i].lnumber;}}}printf("第:%d页将被替换\n",temppage);for(i=0;i<m;i++){if(p[i] == temppage){p[i] = logicNumber;}}if(page[temppage].write == 1)printf("第:%d页曾被修改过\n",temppage);page[temppage].flag = 0;page[logicNumber].flag = 1;page[logicNumber].write = 0;page[logicNumber].pnumber = page[temppage].pnumber; page[temppage].pnumber = 10000;page[logicNumber].times++;break;}else{printf("你输入有误，即将退出!");exit(1);}}}}}void main(){char c,d,temp;computer();showpage();showpagelist();T:transformation();printf("是否显示页和页表？（y/n）");scanf("%c",&temp);////忽略回车scanf("%c",&c);scanf("%c",&temp);////忽略回车switch(c){case 'y':showpage();showpagelist();case 'n':printf("是否继续进行请求分页？（y/n）"); scanf("%c",&d);if (d=='Y'||d=='y')goto T;else if (d=='N'||d=='n')exit(1);elseprintf("输入错误！\n");default:printf("输入错误！\n");}}。
存储管理-页式管理
存储管理-页式管理存储管理-页式管理页式管理解决什么问题分区式管理，存在着严重的碎⽚问题使得内存的利⽤率不⾼1.固定分区，因为每⼀个分区只能分配给某⼀个进程使⽤，⽽该进程可能占不满这个分区，就会有内部碎⽚2.动态分区，会产⽣⼤量的外部碎⽚，虽然可以使⽤紧凑技术，但是这样时间成本过⾼了出现这种情况的原因是分区管理必须要求进程占⽤⼀块连续的内存区域，如果让⼀个进程分散的装⼊到不同的内存分区当中的话，这样就可以充分的利⽤内存，并且不需要紧凑这种技术了。
⽐如把⼀个进程离散的拆分放到零散的内存碎⽚中去，这样就可以更为⾼效的利⽤内存。
也就是产⽣了⾮连续的管理⽅式。
⽐如就是把⼀个进程拆分为若⼲部分，分别放到不同的分区中，⽐如⼀个进程23M，可以拆分为10M，10M，3M放到不同的分区中如果分区分的更⼩，23M拆分为11个2M的，和⼀个1M的，每个分区是2M，那么总共会装满11个分区，剩下⼀个分区装不满，也仅仅浪费1M的空间，也就是分区越⼩的话，那么就是内存利⽤率就会越⾼。
分区式管理时，进程的⼤⼩受分区⼤⼩或内存可⽤空间的限制分区式管理也不利于程序段和数据的共享页式管理的改进页式管理只在内存存放反复执⾏或即将执⾏的程序段与数据部分不经常执⾏的程序段和数据存放于外存待执⾏时调⼊。
页式管理的基本概念页框(页帧):将内存空间分成⼀个个⼤⼩相等的分区，每个分区就是⼀个页框。
页框号:每⼀个页框有⼀个编号，这个编号就是页框号，从0开始页(页⾯):将进程分割成和页框⼤⼩相等的⼀个个区域，也叫页页号:每⼀⼆个页⾯有⼀个编号，叫做页号，从0开始注意:由于最后⼀个页⾯可能没有页框那么⼤，所以页框不可以太⼤，否则会产⽣过⼤的内存碎⽚操作系统会以页框为单位为各个进程分配内存空间，进程的每⼀个页⾯分别放⼊⼀个页框中，也就是进程的页⾯和内存的页框具有⼀⼀对应的关系注意:各个页⾯不需要连续存放，可以放到不相邻的各个页框中如何实现地址的转化1.⾸先需要知道⼀个进程内的页对应物理内存中的起始地址a是多少2.其次要知道进程页内地址b是多少3.逻辑地址对应的实际物理地址就是c=a+b如何计算?⽐如逻辑地址80确定页号：页号=逻辑地址/页⾯长度 1=80/50页内偏移量:页内偏移量=逻辑地址%页⾯长度 30=80%50每个进程页⾯对应物理内存中页框的⾸地址:这是通过页表查询到的，⽐如查询到对应物理内存⾸地址是4500那么对应最终物理地址就是4500+30=4530页表页表的存在是为了让我们知道进程中的⼀个页的页号对应它存放在物理内存中的页框号，进⽽求出页框号对应的⾸地址逻辑地址的结构假如页号有k位，那么页数就是2^k个假如页内地址m位，那么页内地址有2^m个静态页⾯管理在作业或进程开始执⾏之前，把作业或进程的程序段和数据全部装⼊内存的各个页⾯中，并通过页表(page mapping table)和硬件地址变换机构实现虚拟地址到内存物理地址的地址映射。
计算机操作系统习题5参考答案
习题5参考答案Ⅰ问答题1. 存储管理的主要功能是什么？答：（1）主存空间的分配与回收。
系统按照一定的算法把某一空闲的存储空间分配给作业或进程；用户不需要时，及时回收，以供其它用户程序使用。
（2）地址转换（地址重定位）。
把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址。
（3）主存空间的共享和保护。
可用的主存空间可由两个或多个进程共享。
同时要保护系统程序区不被用户有意或无意的侵犯，不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据，避免各道程序间相互干扰。
特别是当一道程序发生错误时，不至于影响其它程序的运行。
（4）主存空间的扩充。
使用虚拟存储或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间。
2. 指出逻辑地址与物理地址的不同点。
答：用户的源程序一旦编译之后，每个目标模块都以0为基地址进行编址，这种地址称为逻辑地址或相对地址。
为了便于CPU访问，内存中的每个物理存储单元都有一个编号，这个编号称为内存地址，即物理地址（也称绝对地址）。
3. 何谓地址转换（重定位）？有哪些方法可以实现地址转换？答：当作业运行时，不能用逻辑地址在内存中读取信息，必须把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址，这种转换称为地址转换。
实现地址转换的方法有：静态地址转换和动态地址转换。
4. 简述什么是覆盖？什么是交换？覆盖和交换的区别是什么？答：覆盖技术主要是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。
交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个（或某些）作业部分或全部移到外存，而把外存中的某个（或某些）作业移到相应的主存区，并使其投入运行。
交换是由操作系统完成，用户并不知道。
操作系统按一定的策略采用“强占”和“礼让”的方法，把内存部分内容暂时放到硬盘交换区中。
覆盖是由用户控制，操作系统提供覆盖机制，用户给出该程序的覆盖结构。
覆盖机构将整个作业分为常驻和覆盖两部分。
子程序不会同时调入内存。
用户只要将最大的子程序作为覆盖区告诉系统即可。
《操作系统》课件页式存储管理
延迟释放
对于一些不再使用但仍占用内存 的对象，可以采用延迟释放的策 略，等到系统空闲时再统一进行
内存回收。
实时监控和调试工具使用技巧
使用内存监控工具
可以使用一些内存监控工具来实时监控 系统的内存使用情况，包括内存占用率 、内存分配和释放的频率等，从而及时 发现内存抖动问题。
VS
使用调试工具
影响
内存抖动会导致系统性能下降，因为 频繁的分配和释放操作会消耗大量的 CPU时间，同时还会产生大量的内存 碎片，从而降低内存利用率。
避免或减少内存抖动方法探讨
优化数据结构
通过合理设计数据结构，减少小 块内存的使用，从而降低内存分
配和释放的频率。
内存池技术
使用内存池技术可以预先分配一 块较大的内存区域，并通过自定 义的内存管理算法来管理该内存 区域，从而避免频繁地向系统申
页面大小调整
根据应用程序的特点和访问模式， 动态调整页面大小，以适应不同的 工作负载。
降低缺页率、提高命中率技巧
01
02
03
预测技术
利用程序的行为模式和历 史数据，预测未来可能访 问的页面，并提前将其加 载到内存中。
局部性原理
根据程序的局部性访问原 理，尽量将相关的数据和 代码放在同一个页面内， 以减少页面置换的次数。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
页面保护
采用写时复制、只读保护 等技术，减少不必要的页 面写操作，降低缺页率。
多级页表、反置页表等扩展技术
多级页表
将页表分为多级结构，以减少页表占用的内存空间和加快页表查找速度。
反置页表
将页表项按照物理页帧号进行组织，而不是按照逻辑页号，以加快页表查找和页面置换的速度。
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学号:课程设计题目模拟设计页式存储管理的分配与回收学院计算机科学与技术专业班级姓名指导教师吴利军２013 年01 月0９日课程设计任务书学生姓名：指导教师: 吴利军工作单位: 计算机科学与技术学院题目: 模拟设计页式存储管理的分配与回收初始条件：１．预备内容:阅读操作系统的内存管理章节内容,理解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，掌握页式管理内存的分配和回收过程。
2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.采用页式管理方案实施内存分配和回收。
能够处理以下的情形⑴能够输入给定的内存页面数，页面大小,进程的个数及每个进程的页数。
⑵当某进程提出申请空间的大小后，显示能否满足申请,以及为该进程分配资源后内存空间的使用情况(被进程占用的页面,空闲的页面）;⑶当某进程撤消时，显示内存回收后内存空间的使用情况。
2.设计报告内容应说明:⑴需求分析；⑵功能设计(数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分;⑷测试用例，运行结果与运行情况分析;⑸自我评价与总结:i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ｉi)什么地方做得不太好，以后如何改正；iiｉ)从本设计得到的收获(在编写，调试,执行过程中的经验和教训)；ｉv)完成本题是否有其他方法(如果有，简要说明该方法)；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周３：完成程序调试及测试。
周4、周５:验收、撰写课程设计报告。
(注意事项：严禁抄袭,一旦发现，一律按０分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名: 年月日模拟设计页式存储管理的分配与回收1需求分析图2 基本页表示例静态分页管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。
系统通过存储页面表、请求表以及页表来完成内存的分配工作。
页表指的是内存中的一块固定存储区。
页式管理时每个进程至少有一个页表。
请求表指的是用来确定作业或进程的虚拟空间的各页在内存中的实际对应位置;另外整个系统有一个存储页面表，其描述了物理内存空间的分配使用状况。
图3 请求表的示例存储页面表有两种构成方法:１、位示图法2、空闲页面链表法模拟设计页式存储管理的分配与回收要求能够满足如下的要求：(1)输入给定的内存页面数,页面大小,进程的个数及每个进程的页数。
(2)要求当某进程提出申请空间的大小后,显示能否满足申请，以及为该进程分配资源后内存空间的使用情况（被进程占用的页面,空闲的页面）。
2 功能设计2.１算法分析首先,请求表给出进程或作业要求的页面数。
然后，由存储页面表检查是否有足够的空闲页面,如果没有,则本次无法分配。
如果有则首先分配设置页表,并请求表中的相应表项后,按一定的查找算法搜索出所要求的空闲页面,并将对应的页好填入页表中。
图4 分配页面的算法流程2.2 数据结构页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面,再按照一定的规律建立起页表,并通过请求表将分配内容显示出来.将页表和请求表的内容使用结构体来定义是比较方便的.//页表项结构tｙpｅdef strucｔ_pａgｅtabｌeｉteｍ{ﻩpageiｄpaｇｅnum; ﻩ//页号ｂｌockｉdｂlocknum;ﻩﻩ／／块号｝pgtaｂｉtem;ﻩﻩ//页表typedef ｐgtabｉtｅm *pagｅtａble；ﻩﻩ//请求表结构tyｐedef ｓtruct _reqtable｛ﻩunsigneｄpｉd；／/进程号unsｉｇned ｒeqpagenum; /／请求页面数pａgetaｂle pｇtabａdr;ﻩ／/页表始址ﻩbooｌstatｅ; ﻩ//状态} rｅqtabiteｍ;请求表还引入了支持快速插入和删除的lisｔ顺序容器来进行相关操作.list<reｑtabitｅm＞reqtａble因为模拟设计的关系，页面的起始地址均应该为随机的数值，所以程序在设计过程中加入了随机数类的编写.cｌａsｓRａndomＮｕmber{pｒivatｅ：ﻩunsignｅd ｌｏng ｒaｎdｓeｅd;public:RａｎdoｍNｕmbｅｒ（unsｉgneｄloｎg s=0）;unｓigｎed ｓhorｔRａndoｍ(unsignｅd lｏｎg n)；ｄouble fRandom（void);};采用当前系统的时间值来生成伪随机数分配地址．定义随机数产生器:ＲanｄｏmNumbeｒrandom定义内存页面数:iｎt pagenum定义页面大小:int ｐaｇesiｚｅ定义进程个数:int pｎｕｍ用整数数组模拟分配的内存页面数inｔ*ｍeｍｐａｇｅ=nｅw int［paｇenuｍ］2.３模块说明2.３.1 主函数主函数依次运行了程序中所实现的关键函数.iｎt ｍain（){InitＳys（); //初始化系统ＭainＣhoｉｃｅ();//输出系统菜单ﻩＤestroy(); //释放申请的动态内存ﻩreturn 0;}2.3.2 各个功能函数初始化内存页面:vｏｉd Ｉniｔ_Mempage(vｏｉd)获取内存使用情况:iｎt Geｔ_Mempａgenum(vｏid）初始化默认的请求表:void Init_Ｒeqtable(void)为默认的进程分配内存:ｖoid Init_DｉstMem(voｉd）手动创建进程，并分配内存:ｖoid Dｉst_Mem(voiｄ)释放申请的动态内存:voiｄDestｒoｙ(vｏid)结束指定进程:voiｄKilｌ(void）2．3.3 打印函数打印出进程请求表：void ＰriｎtReqｔable（voｉd）打印出页表：void PrｉntPageTaｂlｅ（void)打印出内存使用情况：void ＰｒintMeｍ(voｉd)打印出物理块的大小：ｖoｉｄPrintBlockSize（voiｄ) ２.3.4 其他函数初始化系统: vｏｉd IｎiｔSyｓ（voｉd）输出主菜单:void MａinMenｕ（ｖoid)选择运行分支:vｏid MainＣｈoice()3开发平台3.1开发平台(1)使用系统：Windoｗs 7(2)使用语言:Ｃ＋+(3)开发工具:Ｖｉsｕal Ｃ++ ６.04测试用例,运行结果与运行情况分析4.1测试方法通过输入正常数据以及非正常数据对程序进行全方位测试４.2测试结果（１）程序主界面（2)输入进程号和页面数: (３)显示进程页表:（４)显示请求表(５)显示内存使用情况以及物理块大小(6)错误检验５源程序的主要部分#iｎclｕdｅ＜ｉoｓｔrｅaｍ>＃iｎcluｄe <ｃsｔdｌiｂ＞#incluｄe ＜iｏmａnｉp>＃iｎclude <liｓt>#inclｕｄe "ｐagｅ.h＂＃inclｕde "Randｏｍ．h＂using naｍｅspaｃe std;lｉst<reｑtabｉteｍ＞rｅqtabｌe;ＲａndoｍNｕmbｅr ｒandom; ／/随机数产生器uｎsｉgneｄpagｅnuｍ＝raｎdoｍ.Randoｍ(8０）+２1; //内存页面数21-１00 uｎsigneｄpagesize=randｏm.Randｏm(１6)＋5；//页面大小ﻩ５-2０ｕnｓignｅd pnum=ranｄom．Raｎｄｏm(４)+5;//进程的个数5－８ｉｎt * memｐａgｅ=new iｎｔ[ｐagｅnuｍ]; //用整数数组模拟内存页面数voｉd Iｎiｔ＿Memｐage（ｖｏid){ﻩint i=0;ｆor(i＝0;ｉ<iｎt(ｐａｇenum);i+＋)ﻩﻩmempage[i]＝０; //数组全部赋初值}iｎｔGeｔ_Memｐａgeｎuｍ(vｏid）{iｎｔsum=0;fｏｒ（ｉｎt i＝0;ｉ＜int(ｐagenuｍ);ｉ++)ﻩﻩif(ｍｅmpaｇe[i］==0)ｓum++;ﻩretuｒnｓum; //判断有多少内存页面已经被使用}void Inｉt_Reｑtable（ｖoid）{int i；ﻩfor（i=１;ｉ<=ｉnt(pｎum)；i++)ﻩ{ﻩﻩｒeqtabitｅm pｒeq;preｑ.ｐid=i；ﻩpｒeｑ．reｑｐagenuｍ=ｒａndｏm.Rａｎdom(4)＋2;/／进程请求的页面大小-５prｅq．state=fａlse;preq．pgｔａbadr=NUＬL;ﻩｒeqtablｅ．push_baｃk(preq)；ﻩ//依次压入容器ﻩ}}/＊为默认的进程分配内存*/vｏid Ｉnit_DistMｅm(ｖｏid）{ﻩinｔreqｐnum;ﻩﻩ//进程请求页面数ﻩint ｉ;ﻩliｓｔ<ｒｅqtabitem>:：iteratｏr pｏs=reqtaｂｌe.begin（）;ﻩfｏｒ（;pos！＝reqtａｂlｅ.end()；ｐos＋+)ﻩ{ﻩﻩreqpｎum＝（＊pｏs)．ｒeqpageｎuｍ;ﻩｉf(reqpnum＞ｉnｔ(Get_Meｍpageｎum()))ﻩ／/判断请求的内存页面数目是否大于剩余的{ﻩｃout<<"没有足够的内存!"<＜endl;ﻩｃout＜<endl；ﻩ}ﻩｅｌseﻩﻩ{ﻩﻩﻩ（*pｏs）.ｓｔaｔｅ＝true;ﻩpagetabｌe ｔｅｍｐ= new pgtabｉtem[reqｐnｕm]; /／新建临时页表项数组ﻩiｆ(ｔemp==NULL)ﻩ｛ﻩﻩcｏｕｔ＜<"内存分配失败!"<＜endｌ;ﻩﻩeｘｉt(０);ﻩﻩ}ﻩﻩ(*poｓ).pgtａbaｄr＝ｔemp;ﻩﻩfｏｒ(i＝０；i<reqpnum;i++)ﻩﻩ｛ﻩｔemp[ｉ].pａｇenum=i; //页表的页号ﻩﻩｉnt randｎum=raｎｄｏｍ.Raｎdｏm(pagenum)＋1；/／随机产生一个块号ﻩﻩﻩwｈilｅ(meｍpaｇe［randnum］=＝１)ﻩﻩrandnuｍ＝randｏｍ.Ｒanｄoｍ(ｐａgenuｍ)+1;ﻩtemp[ｉ]．blocknum=rａndnum;/／页表的块号ﻩｍempage[ｒaｎｄnｕｍ]=１;ﻩﻩﻩ}ﻩﻩ｝ﻩ}｝/*手动创建进程,并分配内存＊/voiｄDist＿Ｍｅｍ(void）｛iｎt ｉ;reｑtabitem prｅq; ﻩ/／新创建进程记录int pid;ﻩﻩﻩ／／进程号int reqpnum； //请求页面数ﻩbool flaｇ=falsｅ;ﻩﻩdo{ﻩﻩcoｕt<<"请输入进程号:"；ﻩｆｌag=ｆａlse;ﻩﻩciｎ>>ｐｉｄ;ﻩﻩfoｒ（list<reｑｔabiｔｅm>：:iterａtｏr pｏs=rｅｑtaｂｌe．begiｎ();pｏs!=req ｔａｂle.end();ｐoｓ++）ﻩﻩ｛ﻩif（（*ｐos).pｉd＝=pｉd)ﻩ{ﻩfｌag=true；ﻩﻩﻩcout<<"该进程号已经存在,请重新输入"<＜eｎdl；ﻩﻩcoｕt<<eｎdl;ﻩﻩbｒｅak;ﻩﻩ}ﻩ｝ﻩ}while(flag==ｔrｕe)；／/循环直到输入的Piｄ满足条件ﻩｐreｑ．pid=piｄ;cout＜＜＂请输入需要的页面数："；ﻩcin>>reｑpnum;ﻩpreq.reｑpａgenuｍ＝rｅqpnum;preq.ｓtate=false;ﻩpｒｅq.pgtabadr＝NULL;reqpnｕm=preq.reqpaｇenｕm;if(ｒeqpnｕm>Gｅｔ_Mｅmｐａｇenum(）){ﻩｃoｕt<<"没有足够的内存,进程创建失败!＂<<endｌ；cｏuｔ<<endl；｝ﻩｅlseﻩ{ﻩﻩｐrｅq．staｔe＝true；ﻩpａgetable ｔemp =new pgtabiteｍ[reqｐｎum］;if(ｔemp＝＝NUＬL){ﻩcoｕｔ<<＂内存分配失败!"＜＜eｎdl;ﻩﻩexiｔ(0);ﻩ}ﻩﻩpreｑ．ｐgｔａbaｄｒ=temp;ﻩﻩfｏr(i＝0;ｉ<int(rｅqｐnum);i+＋)ﻩﻩ｛ﻩﻩｔｅmp[ｉ].pａｇeｎuｍ=ｉ;ﻩ//页表的页号ｉnt randnum＝ｒａndom.Ｒanｄom(ｐageｎuｍ）+1;//随机产生一个块号ﻩﻩwhiｌe(memｐage[rａｎdnum]==1）ﻩﻩﻩrａｎdnum=ｒandoｍ.Rａnｄom(pａgenｕm)＋1;ﻩteｍp［i].blｏckｎum=ｒａnｄnuｍ;//页表的块号mempagｅ[rａｎdnｕｍ]=1;ﻩﻩ｝ﻩ}ﻩｒeqtａｂle.push_ｂaｃk(ｐreq)；//将该进程的记录加入请求表}/*程序结束时，释放申请的动态内存*/void Dｅstroy(void）｛ﻩｌist<ｒeqｔaｂitem>：:iteratoｒpｏs=reｑtａble.ｂeｇiｎ()；foｒ(pos=reqtabｌｅ.bｅｇｉn(）;pos！=reqtａble.end(）;ｐos++）{if(（*ｐｏs).ｓtaｔe==tｒue)ﻩｄeletｅ[](*pos).ｐgtaｂadr；ﻩ}ﻩreｑtaｂlｅ.clear();｝/* 打印出进程请求表*／ｖｏid ＰriｎtＲeqｔａblｅ(voｉd){ﻩ coｕt＜<eｎdｌ;coｕｔ<<＂|---------－--－---－---－－－---－－----－---－--－-------------－------－-------｜＂<<endl;cout<<"| 进程请求表|"<＜eｎdl;ｃout＜<"|--－-------－－------------－--------------－---------－----------------－-|"＜<endl;coｕt<<"|"<＜sｅtw(8)<＜"进程号"＜<setw（16）＜<＂请求页面数"ﻩ<＜ｓeｔw(１6)＜＜"页表起始地址"<<seｔw(１６)<＜"页表长度"ﻩﻩ<＜setw(16)<<"状态｜"<<ｅndl;ﻩｃoｕt＜<"｜－－-－－－---------－-－------------－－----－－------－－--－－－------------－-----|"<<eｎdl;ｌiｓt<reqｔaｂｉtｅｍ>::iterator poｓ＝ｒｅqtable.beｇin()；ﻩ for(ｐos＝rｅｑtabｌｅ.begin(）;pos!=reｑtａblｅ.end()；ｐos+＋) {ﻩﻩcｏuｔ<＜"|＂<<setw（8）<<(*poｓ).ｐidﻩﻩ＜<sｅtw（１6）＜<(*pｏs)．reｑpａgenumﻩﻩ<<sｅtｗ(16)<<(＊ｐos).ｐgtaｂａdｒﻩﻩ<<setｗ(１6)<<((*pos）.rｅqpaｇenｕｍ) ＊pagesize；ﻩﻩif((＊pｏs).ｓtate）ﻩｃouｔ<<setw(4)<<"已分配|"<<endｌ;ﻩeｌseﻩｃout<＜ｓetw(４)＜＜＂未分配｜"＜<ｅnｄｌ；ｉf((*pｏｓ)．piｄ!=reqｔａｂle.bａck().pid）ﻩcout<<"｜－--－--－---－---－－-－－-－－------－------------－----－-－--－-－--－--－-－-－--－－|＂<<endl；ﻩelseﻩﻩｃout<<"|------------－------－------－----－----－-------－--－--－-－－----------－--－|"<<endｌ;ﻩ }}／＊打印页表＊/void ＰrｉｎtPageTable(ｖｏid)ﻩﻩ{unsigned piｄ;ﻩ int i;ﻩ bｏol fｌag=fａｌｓe;ﻩ coｕt＜<"请输入进程号:";ﻩ cin>>pｉd;liｓt＜reqtabitem>::itｅrａｔｏr pos=rｅｑtaｂle.begin(）；for(pｏs=reqtablｅ．begin（);pｏs!=reqｔable.eｎd()；pos++)｛ﻩ iｆ(（*pos）．pｉｄ=＝ｐid&&（*ｐoｓ).staｔe＝＝true)ﻩ{ﻩﻩflａg＝true;ﻩﻩcout<<＂|--－-------------－--－---－--－|＂＜<eｎdl;ﻩﻩcouｔ<<"| 此进程的页表|"<<endl;ﻩcｏut<<"|--－---------－－-－－------－---|＂<<endl;ﻩﻩcout<<"｜"<<setw(１6)<<"页号＂ﻩﻩﻩﻩ<<ｓetｗ(6)<<"块号｜"<<endｌ;ﻩﻩcｏut<<"|----－---－----－----－-－-----－｜"<<endl；ﻩﻩinｔreqpagenum=(*pｏs）.reｑpaｇenｕｍ;ﻩﻩｆｏr(i=0；ｉ<reqpａgenum;i++）ﻩ{ﻩﻩcｏut<<"|＂<＜ｓeｔw(16）<<（*pos).ｐgtａbadr［i].ｐａgenum ﻩﻩﻩﻩ<＜setw（6）<<(*pos)．pｇtabａdr[i］.blocknum<＜" |"＜<endl; ﻩﻩif(i!=reqpａgｅｎum－1)ﻩﻩﻩｃｏｕｔ<<"|--－--－-------－-－－-----－－－--|"<＜endl;ﻩﻩﻩelｓeﻩﻩｃouｔ<＜"|--－--－--－-－－----－-----－---－|"＜<eｎｄl；ﻩ}}}ﻩ if(flａg==false)cout<＜"系统中不存在该进程或者该进程还没有被分配内存!＼n"；ﻩcｏut<<ｅndl;}ｖoｉd PrｉｎｔMem(void)｛ﻩｃout<＜"内存总块数为"＜<ｐaｇeｎum<＜",已经使用了"<<ｐａgｅnｕm－Get_Mempａｇenｕm()<＜"块!"<<eｎｄl;ﻩｃoｕt＜＜＂现在还有＂＜<Ｇeｔ_Meｍｐagenｕｍ(）<<"块内存区域空闲!"<<e ｎdｌ;ﻩｃout<<endl;}ｖoid PｒintBlockSizｅ(voｉｄ）｛ﻩcｏut<<"物理块大小为:"<<pageｓizｅ＜＜＂ＫB"<<eｎｄｌ;ﻩcout<＜ｅndl；｝/*结束指定进程*/voiｄKill(voｉd）{ﻩboｏl fｌag;ﻩint i；reqｔabiteｍｔｅｍp;lｉst<reｑtａbitem>：：iteｒaｔoｒｐos=rｅqtabｌe.begin();int piｄ;ﻩdｏ{ﻩcｏｕt<<"请输入进程号:";ﻩfｌag=false;ﻩciｎ>>pｉd;fｏr(pos=ｒeｑtablｅ．bｅgin(）;pｏs!=ｒｅqtaｂｌe.end()；pｏs++) ﻩ｛ﻩﻩﻩif((*pos).pｉd＝=pid)ﻩﻩ｛ﻩﻩfｌａｇ=tｒue;ﻩtemp=*ｐos；ﻩﻩbreak;ﻩ}ﻩ}ﻩﻩｉｆ(flaｇ==fａｌse)ﻩﻩcｏut＜＜"系统中不存在该进程!＂<<enｄｌ；cｏut＜<endl;}whilｅ（flａｇ＝=fａlｓe)；ｆor（i=０;ｉ<ｉｎt(temp.ｒｅqｐageｎum);i+＋)mempaｇe[teｍp．pgｔａｂadr[i].bloｃknum]=0;ﻩrｅqtａｂle.remｏve（teｍp）;ﻩ//重新为没有分配到内存的进程分配内存fｏr（pｏs=reqｔable.begin();ｐos!=rｅqtaｂｌe.end();ｐos+＋){ﻩif((*pos）.state==false){ﻩﻩiｎt reqpnum;ﻩﻩｒeqｐｎum=(*pｏｓ).reqpagｅｎｕm;ﻩif(reqpnuｍ<=Get_Mempａgeｎum())ﻩﻩﻩ｛ﻩﻩ(*poｓ).sｔate=tｒｕｅ;ﻩﻩﻩｐagetaｂle temp= ｎewｐgtａbｉｔｅm[ｒeqｐｎum];ﻩﻩif(ｔeｍp==ＮULL）ﻩ{ﻩﻩﻩcoｕt<<"内存分配失败!＂<<eｎｄl；ﻩﻩﻩcouｔ<<endl；ﻩﻩﻩeｘit(0);ﻩ}ﻩﻩ(*poｓ）．pgtａbaｄr＝teｍp;ﻩﻩｆor(ｉ=0；ｉ<ｉnt（reqpｎum);ｉ++)ﻩﻩ｛ﻩﻩﻩﻩtemp[ｉ].ｐagｅｎum＝i; //页表的页号ﻩﻩinｔrandnｕm＝rａｎｄom.Rａndom(pageｎum)+1;//随机产生一个块号ﻩﻩwhile(mempagｅ[randnum]==1）ﻩﻩﻩﻩﻩranｄnum=random.Ｒandom(ｐaｇenum）+1；ﻩﻩtｅmp[i].blocｋnuｍ=ｒandnum；//页表的块号ﻩmｅmpａｇe[randnum］＝1;}ﻩ}｝｝}/＊初始化系统*/vｏid IｎiｔSys(vｏid）{ﻩcouｔ.ｓｅtｆ(ioｓ：:leｆt)；／／左对齐ﻩInit＿Meｍpａge(）;Init_Reｑｔaｂｌe();ﻩＩniｔ_DｉsｔMem();}／*输出主菜单*/vｏid ＭaiｎMenｕ(ｖoid）{ﻩcout<<"页式存储管理的分配与回收"<<enｄｌ；couｔ<＜"1.手动创建进程"<<eｎdl；ﻩcout<<"２.显示进程页表"<<endl;ﻩﻩcoｕt＜<"3．显示请求表＂<<ｅｎdｌ;cout<＜＂4.撤销进程"<＜ｅnｄl;ﻩﻩcoｕt<＜＂5.显示内存使用情况"<<endl;ﻩﻩcouｔ＜<"6.显示物理块大小＂<<endl;couｔ＜＜＂7．退出系统"＜<ｅndl；ﻩcouｔ<<＂请输入您的选择(0-－7）：";}/*选择函数＊／void MａinChoiｃe(）{ﻩint choｉcｅ;ﻩdo{MainMenu（);ﻩcin＞>ｃhoice;ﻩswｉtcｈ(choicｅ）{ﻩcasｅ１:ﻩDisｔ＿Ｍeｍ（）；ﻩbｒeak;ﻩｃase 2:ﻩＰｒintPagｅTabｌe（);ﻩﻩｂreａk;caｓｅ3:ﻩﻩPrinｔReqtabｌe（）;ﻩﻩbrｅaｋ;ﻩﻩcase 4:ﻩﻩKｉll();ﻩbreak;ﻩcａse ５:ﻩﻩPriｎtMｅm(）;break;caｓｅ６:ﻩﻩﻩ PrｉｎtＢｌocｋSｉzｅ()；ﻩｂreａｋ；ﻩcａse７：break；ﻩﻩｄefauｌｔ:coｕt<<"输入有误,请重新输入.＼ｎ"；ﻩcoｕt<＜eｎｄｌ;ﻩﻩｂrｅak;ﻩﻩ}}ｗｈｉle（ｃhｏｉce!＝7);}ｉnt main(){IｎitSｙｓ(）；/／初始化系统MainCｈoice();//输出系统菜单ﻩＤestｒoy()；//释放申请的动态内存ﻩｒetuｒn 0;}６总结这次课程设计比较成功，程序运行没有出什么大错误,只是一些需要注意的细节方面的错误,程序的编写还算比较简,我做的是页式存储管理的分配与回收的设计是一个不难的程序,编写的时候没有出现不会的地方,只是细节方面有一些麻烦。