存储管理——动态分区分配回收算法的模拟
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。
最好适应动态分区分配算法模拟
最好适应动态分区分配算法模拟动态分区分配算法是操作系统中的一种管理内存分配的方法，它可以根据实际需求动态地分配和回收内存。
在动态分区分配算法中，内存被划分为多个较小的区域，每个区域可以被分配给一个进程使用。
当一个进程结束后，它所占用的内存可以被回收，并重新分配给其他进程使用。
以下是一个模拟动态分区分配算法的例子。
假设系统中有4个进程需要申请内存空间，它们的大小分别是：P1（100KB）、P2（200KB）、P3（400KB）、P4（300KB）。
本例中我们采用首次适应算法（First Fit）来模拟动态分区分配。
首次适应算法是指内存分区按大小顺序排列，当有一个进程需要内存分配时，系统从低地址到高地址进行，找到一个能满足所需大小的内存分区即可。
以下是该算法的详细步骤：1.初始化内存分区列表。
假设系统中的内存总大小为1000KB，起始地址为0KB，结束地址为1000KB。
此时内存分区列表为空。
2.进程P1申请100KB的内存空间。
内存分区列表，找到第一个大小大于等于100KB的空闲分区，假设为Q1（大小为200KB）。
将分区Q1划分为两个部分：一个部分给进程P1使用，大小为100KB；另一个部分留作未分配区，大小为100KB。
更新内存分区列表，添加两个分区：分区Q1（已分配给P1）和分区Q2（未分配区，大小为100KB）。
此时内存分区列表为：Q1（100KB，已分配给P1）、Q2（100KB，未分配区）。
3.进程P2申请200KB的内存空间。
内存分区列表，找到第一个大小大于等于200KB的空闲分区，假设为Q3（大小为400KB）。
将分区Q3划分为两个部分：一个部分给进程P2使用，大小为200KB；另一个部分留作未分配区，大小为200KB。
更新内存分区列表，添加两个分区：分区Q3（已分配给P2）和分区Q4（未分配区，大小为200KB）。
此时内存分区列表为：Q1（100KB，已分配给P1）、Q2（100KB，未分配区）、Q3（200KB，已分配给P2）、Q4（200KB，未分配区）。
存储管理——动态分区分配回收算法的模拟
齐齐哈尔大学操作系统课程综合实践题目：存储管理——动态分区分配/回收算法的模拟班级：0姓名：0学号：0指导教师：02011年 12 月综合实践评分表班级0 姓名0 指导教师0 题目：存储管理---动态分区分配/回收算法的模拟评分标准评分标准分数权重评分的依据得分A C选题10 选题符合大纲要求，题目较新颖，工作量大选题基本符合大纲要求，工作量适中工作态度10 态度端正，能主动认真完成各个环节的工作，不迟到早退，出勤好。
能够完成各环节基本工作，出勤较好。
存储结构、算法描述20能正确选择存储结构，定义准确，算法流程图或类C语言描述的算法准确无误能正确选择存储结构，算法流程图或类C语言描述的算法基本准确独立解决问题的能力10具有独立分析、解决问题能力，有一定的创造性，能够独立完成软件的设计与调试工作，程序结构清晰，逻辑严谨，功能完善。
有一定的分析、解决问题能力。
能够在老师指导下完成软件的设计与调试工作，程序功能较完善。
答辨问题回答20 能准确回答老师提出的问题能基本准确回答老师提出的问题程序运行情况10 程序运行正确、界面清晰，测试数据设计合理。
程序运行正确、界面较清晰，能给出合适的测试数据。
综合实践报告20 格式规范，层次清晰，设计思想明确，解决问题方法合理，体会深刻。
格式较规范，设计思想基本明确，解决问题方法较合理。
总分指导教师（签字）：注：介于A和C之间为B级，低于C为D级和E级。
按各项指标打分后，总分在90～100为优，80～89为良，70～79为中，60～69为及格，60分以下为不及格。
存储管理---动态分区分配/回收算法的模拟摘要：主存的分配和回收的实现是与住存储器的管理方式有关的。
解决多进程如何共享主存空间的问题。
当进程运行完时将进程所占的主存空间归还给系统。
可变分区存储管理方式，分区分配中所用的数据就够采用空闲分区说明表和空闲分区链表来进行。
关键字：内存分配，空闲分区表，进程申请队列一、【实践目的】：1、熟悉主存分配与回收2、理解在不同的存储管理方式，如何实现主存空间的分配与回收3、掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法及动态分区存储管理方式及其实现过程。
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");
操作系统实验二存储管理动态分区分配及回收算法
实验二存储管理动态分区分配及回收算法一、实验目的通过分区管理实验，了解操作系统的基本概念，理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源，用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计，我们可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统，并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
二、实验要求本实验要求用一种结构化高级语言构造分区描述器，编制动态分区分配算法和回收算法模拟程序，并掌握分配算法的特点，提高编程技巧和对算法的理解和掌握。
三、实验过程1．准备（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2.主要流程和源代码实验二源代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define MAX_SIZE 32767typedef struct node {int id;int adr;int size;struct node *next;}Node;Node *head1,*head2,*back1,*back2,*assign;int request;int check(int add,int siz,char c){Node *p,*head;int check=1;if(add<0||siz<0)check=0;/*地址和大小不能为负*/if(c=='f'||c=='F')head=head1;elsehead=head2;p=head->next;while((p!=NULL)&&check)if(((add<p->adr)&&(add+siz>p->adr))||((add>=p->adr)&&(add<p->adr+p->size))) check=0;elsep=p->next;if(check==0)printf("\t输入释放区地址或大小有错误！！！\n");return check;}void init(){Node *p;head1=(Node*)malloc(sizeof(Node));head2=(Node*)malloc(sizeof(Node));p=(Node*)malloc(sizeof(Node));head1->next=p;head2->next=p;p->size=MAX_SIZE;p->adr=0;p->next=NULL;p->id=0;}Node* assignment1(int num,int req){Node *before,*after,*ass;ass=(Node*)malloc(sizeof(Node));before=head1;after=head1->next;ass->id=num;ass->size=req;while(after->size<req){before=before->next;after=after->next;}if(after==NULL){ass->adr=-1; }else{if(after->size==req){before->next=after->next;ass->adr=after->adr;}else{after->size-=req;ass->adr=after->adr;after->adr+=req;}}return ass;}void acceptment1(int address,int siz,int rd){Node *before,*after;int insert=0;back1=(Node*)malloc(sizeof(Node));before=head1;after=head1->next;back1->adr=address;back1->size=siz;back1->id=rd;back1->next=NULL;while(!insert&&after){//将要被回收的分区插入空闲区（按首址大小从小到大插入）if((after==NULL)||((back1->adr<=after->adr)&&(back1->adr>=before->adr))) {before->next=back1;back1->next=after;insert=1;}else{before=before->next;after=after->next;}}if(insert){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");}elseprintf("\t首先分配算法回收内存失败！\n");}Node* assignment2(int num,int req){Node *before,*after,*ass,*q;ass=(Node*)malloc(sizeof(Node));q=(Node*)malloc(sizeof(Node));before=head2;after=head2->next;ass->id=num;ass->size=req;while(after->size<req){before=before->next;after=after->next;}if(after==NULL){ass->adr=-1;}else{if(after->size==req){before->next=after->next;ass->adr=after->adr;}else{q=after;before->next=after->next;ass->adr=q->adr;q->size-=req;q->adr+=req;before=head2;after=head2->next;if(after==NULL){before->next=q;q->next=NULL;}else{while((after->size)<(q->size)){before=before->next;after=after->next;}before->next=q;q->next=after;}}}return (ass);}void acceptment2(int address,int siz,int rd) {Node *before,*after;int insert=0;back2=(Node*)malloc(sizeof(Node)); before=head2;after=head2->next;back2->adr=address;back2->size=siz;back2->id=rd;back2->next=NULL;if(head2->next==NULL){//空闲队列为空head2->next=back2;head2->size=back2->size;}else{//空闲队列不为空while(after){if(back2->adr==after->adr+after->size) {//和前边空闲分区合并before->next=after->next;after->size+=back2->size;back2=after;}else{before=before->next;after=after->next;}}before=head2;after=head2->next;while(after){if(after->adr==back2->adr+back2->size) {//和后边空闲区合并before->next=after->next;back2->size+=after->size;}else{before=before->next;after=after->next;}}before=head2;after=head2->next;while(!insert){//将被回收的块插入到恰当的位置（按分区大小从小到大）if(after==NULL||((after->size>back2->size)&&(before->size<back2->size))) {before->next=back2;back2->next=after;insert=1;break;}else{before=before->next;after=after->next;}}}if(insert)printf("\t最佳适应算法回收内存成功！\n");elseprintf("\t最佳适应算法回收内存失败！！\n");}void print(char choice)//输出空闲区队列信息{Node *p;if(choice=='f'||choice=='F')p=head1->next;elsep=head2->next;if(p){printf("\n空闲区队列的情况为：\n");printf("\t编号\t首址\t终址\t大小\n");while(p){printf("\t%d\t%d\t%d\t%d\n",p->id,p->adr,p->adr+p->size-1,p->size);p=p->next;}}}void menu()//菜单及主要过程{char chose;int ch,num,r,add,rd;while(1){system("cls");printf("选择最先适应算法请输入F，选择最佳适应算法请输入B，退出程序请输入E\n\n"); printf("请输入你的选择:");scanf("%c",&chose);if(chose=='e'||chose=='E')exit(0);else{system("cls");while(1){if(chose=='f'||chose=='F')printf("最先适应算法(First-Fit)模拟:\n");if(chose=='b'||chose=='B')printf("最佳适应算法(Best-Fit)模拟:\n");printf("1.分配内存,2.回收内存,3.查看内存,4.返回\n\n");printf("请输入你的选择:");scanf("%d",&ch);fflush(stdin);switch(ch){case 1:printf("输入申请的分区大小：");scanf("%d",&r);if(chose=='f'||chose=='F')assign=assignment1(num,r);elseassign=assignment2(num,r);if(assign->adr==-1){printf("分配内存失败！\n");}elseprintf("分配成功！分配的内存的首址为:%d\n",assign->adr);break;case 2:printf("输入释放的内存的首址：");scanf("%d",&add);printf("输入释放的内存的大小：");scanf("%d",&r);printf("输入释放的内存的编号：");scanf("%d",&rd);if(check(add,r,chose)) {if(chose=='f'||chose=='F') acceptment1(add,r,rd); elseacceptment2(add,r,rd);}break;case 3:print(chose);break;case 4:menu();break;}}}}}void main()//主函数{init();menu();}四、实验结果五、实验总结通过这次课程设计我练习了用C语言写系统软件，对操作系统中可变分区存储管理有了更深刻的了解。
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。
(完整word版)动态分区分配方式的模拟实验报告
L［i].sad=L[i］。sad+T[k］。rom;
L［i］。rom=L[i］.rom—T［k］.rom；
L[i］。state=1；
T[k].sad=L[i］.sad—T［k].rom；
printf（"内存分配成功！\n作业申请空间为％d\n起始地址为%d\n”,T[k］.rom，T[k］。sad);
L[i]。rom=L[i］.rom-T［k］.rom;
L［i].state=1;
T［k］。sad=L[i]。sad-T［k］。rom；
printf（"内存分配成功！\n作业申请空间为%d\n起始地址为%d\n"，T[k］。rom,T［k］.sad);
break;
｝
else
｛
L［i］。sad=L[i]。sad+Size；
4。实验原理或流程图
首次适应算法（First-fit)：当要分配内存空间时,就查表，在各空闲区中查找满足大小要求的可用块。只要找到第一个足以满足要球的空闲块就停止查找，并把它分配出去；如果该空闲空间与所需空间大小一样,则从空闲表中取消该项；如果还有剩余，则余下的部分仍留在空闲表中，但应修改分区大小和分区始址。
L[i].rom=L[i］。rom-Size；
L［i]。state=2;
T[k]。sad=L[i].sad—Size；
printf(”内存分配成功！\n作业申请空间为％d\n起始地址为%d\n",L［i］。rom，T[k].sad）;
break；
}
}
else if（L[i］.state=0&＆L［i］。rom—T［k］。rom==Size）
T[k］.id=k;
int i;
动态分区分配方式模拟
动态分区分配方式模拟动态分区分配方式的核心思想是将内存划分为若干个不同大小的分区，每个分区可以用来存放一个进程或作为一部分进程的存储区域。
当一个进程需要分配内存时，系统会根据进程的需要选择一个合适大小的空闲分区分配给该进程。
当进程执行完毕后，系统会回收其占用的内存分区，再次将其标记为空闲分区。
首次适应算法（First Fit）是最简单的动态分区分配算法之一、它从内存的起始位置开始，寻找第一个满足进程需要的空闲分区，然后将该分区分配给进程。
首次适应算法的优点是实现简单，且内存利用率较高。
然而，它也有一些缺点，比如容易产生碎片，导致内存的利用率下降。
最佳适应算法（Best Fit）是根据进程需要的内存大小，选择最小的满足条件的空闲分区进行分配。
最佳适应算法可以最大限度地减少碎片的产生，提高内存的利用率。
但是，最佳适应算法的缺点是实现较为复杂，同时由于选择最小的分区进行分配，会导致大量的碎片出现。
最坏适应算法（Worst Fit）与最佳适应算法相反，它选择最大的满足进程需要的空闲分区进行分配。
最坏适应算法的优点是可以减少大型进程的外部碎片，但由于选择最大的分区进行分配，会导致更多的碎片产生。
为了更好地理解动态分区分配方式，我们可以通过一个简单的模拟实例来进行说明。
假设有一块内存大小为1MB，现有以下三个请求需要进行内存分配：1.进程A需要200KB的内存；2.进程B需要400KB的内存；3.进程C需要600KB的内存。
首次适应算法：首先，进程A需要200KB的内存，首次适应算法从内存起始位置开始寻找空闲分区，找到一个大小符合要求的空闲分区，将其分配给进程A。
然后，进程B需要400KB的内存，首次适应算法会从上次分配的位置开始，找到一个大小满足要求的空闲分区，并将其分配给进程B。
最后，进程C需要600KB的内存，首次适应算法会继续从上次分配的位置开始，但发现没有足够的空闲分区，分配失败。
最佳适应算法：最佳适应算法需要对所有空闲分区进行排序，按照分区大小的升序排列。
实验二 动态分区存储管理方式的主存分配回收
实验二动态分区存储管理方式的内存分配回收一、实验目的深入了解动态分区存储管理方式内存分配回收的实现。
二、实验主要内容编写程序完成动态分区存储管理方式的内存分配回收的实现。
实现具体内容包括：首先确定内存空间分配表；然后采用最优适应算法完成内存空间的分配与回收；最后编写主函数对所做工作进行测试。
三、实验原理动态分区管理方式预先不将内存划分成几个区域，而把内存除操作系统占用区域外的空间看作一个大的空闲区。
当作业要求装入内存时，根据作业需要内存空间的大小查询内存内各个空闲区，当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空间区时，选择其中一个空闲区，按作业要求划出一个分区装入该作业。
作业执行完后，它所占用的内存空间被收回，成为一个空闲区。
如果该空闲区的相邻分区也是空闲区，则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。
四、实验方法与步骤实现动态分区的分配与回收，主要考虑三个问题：第一，设计记录内存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在设计的数据表格基础上设计内存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收算法。
1．设计记录内存使用情况的数据表格由于动态分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随内存分配和回收变动。
总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。
由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在内存中的起始地址和长度。
由于分配时，空闲区有时会变成两个分区：空闲区和已分分区，回收内存分区时，可能会合并空闲区，这样如果整个内存采用一张表格记录已分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。
内存分配时查找空闲区进行分配，然后填写已分配分区表，主要操作在空闲区；某个作业执行完后，将该分区贬词空闲区，并将其与相邻的空闲区合并，主要操作也在空闲区。
由此可见，内存的分配与回收主要是对空闲区的操作。
这样为了便于对内存空间的分配与回收，就建立两张分区表记录内存的使用情况：“已分配分区表”记录作业占用分区，“空闲区表”记录空闲区。
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。
存储管理动态分区分配算法的模拟
一、设计任务完成存储器动态分区分配算法的模拟实现。
二、设计思想在对数据结构有一定掌握程度的情况下设计合理的数据结构来描述存储空间，实现分区存储管理的内存分配功能，应该选择最合适的适应算法（首次适应算法，最佳适应算法，最后适应算法，最坏适应算法），实现分区存储管理的内存回收算法，在这些存储管理中间必然会有碎片的产生，当碎片产生时，进行碎片的拼接，等等相关的内容。
三、预期目的让我们了解操作系统的基本概念，理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源，用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计，我们可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统，并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
操作系统课程设计，对于训练学生掌握程序设计、熟悉上机操作和程序调试技术都有重要作用。
重点培养学生的思维能力、设计能力、创新能力和排错能力。
四、设计方案首先是对相关知识的掌握，例如数据结构，计算方法，组成原理以及操作系统等。
在这些基本知识的基础上进行扩展，用语言的形式从函数，数据结构原代码，原程序等方面来达到自己想要的目的。
该设计就是要达到对各个细节的问题的解决将各个数据块连接起来，最终达到存储器动态分区分配算法的模拟实现。
五、数据结构1．设计合理的数据结构来描述存储空间：1）对于未分配出去的部分，用空闲分区链表来描述。
struct freeList{int startAddress; /* 分区起始地址 */int size; /* 分区大小 */struct freeList *next; /* 分区链表指针 */ }2）对于已经分配出去的部分，由装入内存的作业占据。
struct usedList{int startAddress; /* 分区起始地址 */int jobID; /* 分区中存放作业ID */struct usedList *next; /* 分区链表指针 */ }3）将作业组织成链表。
实验五 动态分区分配方式内存管理模拟
实验五动态分区分配方式内存管理模拟一、实验目的1)掌握连续分配方式内存管理理论2)掌握动态分区分配方式内存管理理论二、实验原理动态分区分配：根据进程的实际需要，动态地创建分区为之分配内存空间，在实现动态分区分配时，将涉及分区分配中所使用的数据结构，分区分配算法和分区的分配与回收操作等问题。
1）分区分配中的数据结构空闲分区表：一个数据表，用于记录每个空闲块的情况，如起始地址、大小、使用情况等；空闲分区链表：把所有的空闲分区链接成一个链表，便于内存空间查看与分配回收。
2）分配算法首次适应法：空闲分区按首地址递增次序组织，每次查找时从链首出发，寻找满足要求的内存块。
循环首次适应算法：空闲分区按首地址递增次序组织，每次从上次查找的下一个空闲块开始查找，直到找到满足要求的内存块。
最佳适应法：空闲分区按空闲分区大小址递增次序组织，每次查找时从链首出发，寻找满足要求的最小内存块进行分配。
最坏适应法：空闲分区按空闲分区大小递减次序组织，每次查找时直接判断最大空闲分区是否满足要求。
3）内存分配过程利用分配算法找到满足要求的内存块，设请求的内存大小为size：若找到的空闲分区的大小等于size，完全分配；若找到的空闲分区大小大于size，且一分为二后，剩余大小小于1K，则不再分割，作为整体进行分配；否则一分为二，剩余部分仍然作为空闲分区存在；若无满足要求空闲分区，则分配失败4）内存回收根据释放区首址和大小，查找空闲分区表/链表，判断是否有相邻的空闲分区存在：释放区与前空闲区相邻：将释放区与前空闲区合并为一个空闲区。
其首址仍为前空闲区首址，大小为释放区大小与空闲区大小之和。
释放区与前后两个空闲区相邻：将这三个区合为一个空闲区，其首址为前空闲区首址，大小为这三个区大小之和，并取消原后空闲区表目。
释放区与后空闲区相邻：则把释放区合并到后空闲，首地址为释放区首地址，大小为二者大小之和。
释放区不与任何空闲区相邻：将释放区作为一个空闲区，将其大小和首址插入到空闲区表的适当位置。
模拟动态分区首次适应分配和回收算法
模拟动态分区首次适应分配和回收算法1. 引言在操作系统中，内存管理是一个至关重要的部分。
动态分区分配是一种常见的内存分配方式，而首次适应算法是其中的一种经典算法。
本文将通过模拟的方式，深入探讨模拟动态分区首次适应分配和回收算法的原理、特点和优缺点，以及对该算法的个人观点和理解。
2. 模拟动态分区首次适应分配算法首次适应算法是一种简单而直观的内存分配算法。
在该算法中，系统会将内存分割成多个大小不等的空闲分区，并根据进程请求的内存大小，选择第一个能满足要求的空闲分区进行分配。
这样做的好处是能够尽快地找到合适大小的内存空间，但也容易造成内存碎片的产生。
为了更加直观地理解首次适应分配算法，我们可以通过一个模拟实例来说明。
假设系统的内存空间大小为100KB，初始时有一块大小为40KB的进程被分配了内存空间。
此时，系统剩余的内存空间大小为60KB。
又来了一个大小为20KB的进程请求内存，根据首次适应算法，系统会分配空闲分区中第一个能满足要求的内存空间，因此会将这个20KB的进程分配到剩余空间大小为60KB的位置。
以此类推，直到没有符合要求的空闲分区为止。
3. 模拟动态分区首次适应回收算法在动态分区管理中，除了内存分配，内存回收同样是至关重要的。
首次适应回收算法的原理是当一个进程释放了分配给它的内存空间后，系统会对相邻的空闲分区进行合并，以尽量减少内存碎片的产生，从而提高内存利用率。
继续之前的模拟实例，假设40KB的进程释放了它所占用的内存空间，系统会将释放的内存空间与相邻的60KB的空闲分区进行合并，得到一块大小为100KB的连续空闲分区。
这样，系统就能够更好地满足后续进程的内存分配请求。
4. 模拟实例总结通过以上模拟实例，我们可以更直观地理解动态分区首次适应分配和回收算法的工作原理。
首次适应算法简单直观，能够快速找到符合要求的内存空间，但容易产生内存碎片。
而首次适应回收算法能够有效减少内存碎片，提高内存利用率。
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。
动态分区分配方式的模拟实验原理说明
动态分区分配方式的模拟实验原理说明一、引言动态分区分配方式是计算机内存管理中一种常见的分配方式，它将内存按需划分为多个独立的区域，用于分配进程所需的内存空间。
本文将详细探讨动态分区分配方式的原理及其在模拟实验中的应用。
二、动态分区分配方式的原理动态分区分配方式基于内存动态分配，将可用内存划分为多个不连续的分区，每个分区可用于存放一个进程或程序。
此分配方式具有灵活性，能够更好地满足不同程序对内存空间的需求。
2.1 空闲内存分区列表在动态分区分配方式中，操作系统维护一个空闲内存分区列表，记录可供分配的内存空间情况。
列表中的每个分区都有其起始地址和长度。
2.2 分区分配算法动态分区分配方式有多种分区分配算法可供选择，主要包括首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法。
•首次适应算法：从空闲分区列表中找到第一个满足分配要求的分区进行分配。
•最佳适应算法：从空闲分区列表中找到最小的满足分配要求的分区进行分配。
•最差适应算法：从空闲分区列表中找到最大的满足分配要求的分区进行分配。
2.3 分区回收算法当进程结束或释放内存时，操作系统需要将其占用的内存空间回收，归还给空闲内存区。
分区回收算法的目标是尽可能地合并相邻的空闲区域，以最大程度地提供可用内存。
三、动态分区分配方式的模拟实验为了更好地理解和研究动态分区分配方式，可以进行一系列模拟实验。
下面将介绍动态分区分配方式的模拟实验原理及步骤。
3.1 实验原理动态分区分配方式的模拟实验基于以下原理： - 创建一个内存模拟环境，模拟操作系统管理的内存空间。
- 设计一系列测试用例，模拟进程的创建、分配和回收过程。
- 根据所选的分区分配算法和分区回收算法，计算分区分配和回收的效果。
- 比较不同算法在性能方面的差异，并分析其优缺点。
3.2 实验步骤动态分区分配方式的模拟实验包括以下步骤： 1. 初始化内存模拟环境，创建一个空闲分区列表。
2. 设计多个测试用例，包括不同大小和数量的进程。
存储管理动态分区分配算法的模拟
存储管理动态分区分配算法的模拟一(题目: 存储管理--- 动态分区分配算法的模拟二(任务: 设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现:首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法;。
三(思想: 对任务进行构思和设想。
(1) 首次适应算法:FF算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接。
在分配内存时，从链首开始顺巡查找，直到找到一个大小能够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，余下的空闲区间仍留在空闲链中。
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。
该算法倾向于优先利用内存中低址部分的空闲分区，从而保留了高址部分的大空闲区。
这给为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件。
(2) 循环首次适应算法该算法是由首次适应算法演变而成的。
在为进程分配内存空间时，不再是每次都从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到一个能满足要求的空闲分区，从中划出一块的请求大小相等的内存空间分配给作业。
为实现该算法，应设置一起始查找指针，用于指示下一次起始查询的空闲分区，并采用循环查找方式，即如果最后一个( 链尾)空闲分区的大小仍不能满足要求，则返回到第一个空闲分区，比较大小是否满足，找到后，应调整起始查询指针。
(3) 最佳适应算法是将最小的空闲分区分配给作业，避免"大材小用"。
为了加速寻找，该算法要求将所有的空闲分区按照某容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。
这样，第一次找到的能满足要求的空闲区，必然是最佳的。
(4) 内存回收:将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态，删除其作业名，设置为空。
并判断该空闲块是否与其他空闲块相连，若释放的内存空间与空闲块相连时，则合并为同一个空闲块，同时修改分区大小及起始地址。
四(目的: 在构思中提出要达到的目的。
(1) 按照首次适应算法对内存进行分配，得到(2) 按照循环首次适应算法对内存(3) 按照最佳适应算法对内存进行分配(4) 在作业完成时，释放作业所在内存块，使其能够再次被利用五(方案: 对构思的细化，提出粗略的方案。
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齐齐哈尔大学操作系统课程综合实践题目：存储管理——动态分区分配/回收算法的模拟班级：0姓名：0学号：0指导教师：02011年 12 月综合实践评分表在90～100为优，80～89为良，70～79为中，60～69为及格，60分以下为不及格。
存储管理---动态分区分配/回收算法的模拟摘要：主存的分配和回收的实现是与住存储器的管理方式有关的。
解决多进程如何共享主存空间的问题。
当进程运行完时将进程所占的主存空间归还给系统。
可变分区存储管理方式，分区分配中所用的数据就够采用空闲分区说明表和空闲分区链表来进行。
关键字：内存分配，空闲分区表，进程申请队列一、【实践目的】：1、熟悉主存分配与回收2、理解在不同的存储管理方式，如何实现主存空间的分配与回收3、掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法及动态分区存储管理方式及其实现过程。
二、【实践内容和要求】：主存的分配和回收的实现是与住存储器的管理方式有关的。
所谓分配，就是解决多进程如何共享主存空间的问题。
所谓回收，就是当进程运行完时将进程所占的主存空间归还给系统。
实验要求使用可变分区存储管理方式，分区分配中所用的数据就够采用空闲分区说明表和空闲分区链表来进行，分区分配中所用的算法采用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、三种算法来实现主存的分配与回收。
同时要求设计一个实用友好的可视化用户界面，并显示分配与回收过程。
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首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应法等，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。
三、【实践原理】操作系统是最重要的计算机系统软件，同时也是最活跃的学科之一。
计算机系统由硬件和软件两部分组成。
操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的首次扩充。
本次课程设计的主要目的是在学习操作系统理论知识的基础上，对操作系统整体的一个模拟。
也是对本学期所学知识的一个总体的检测，使理论知识应用到实际的编程中，根据理论的算法来实现具体的编程操作。
同时通过本次课程设计加深对操作系统理论知识各个部分管理功能的感性认识，进一步分析和理解各个部分之间的联系和功能，最后达到对完整系统的理解。
同时，可以提高运用操作系统知识和解决实际问题的能力；并且锻炼自己的编程能力、创新能力以及开发软件的能力；还能提高自己的调查研究、查阅文献、资料以及编写软件设计文档的能力并提高分析问题的能力。
实验中为有效地对内存进行管理，实验中应设计一些数据结构，能有效地进行分配和回收，具体分析如下：1．设计一个空闲分区表，空闲分区表通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲分区低端的空间。
2．设计一个内存分区表，可用链表管理，用以表示当前以内存使用情况。
3．设计一个进程申请队列以及进程完成后的释放顺序，实现主存的分配和回收。
4．要求每次分配和回收后把空闲分区的变化情况以及各进程的申请、释放情况以及各进程的申请、释放情况以图形方式显示、打印出来。
循环首次适应算法的alloc()函数与首次适应算法的alloc()函数区别在于从哪里开始找是否有满足作业要求的空闲区，它是从上次找到的空闲区的下一个空闲分区开始找，只需要改变for循环的条件即可。
for(i=s;i<N;i++)最佳适应算法：该算法总是把满足要求、又是最小的空闲区分配给作业。
检查空闲区说明表是否有满足作业要求的空闲区，也分为三种情况：大于，等于，小于。
若检查到有“等于”的情况，就可以直接分配，若没有，则继续检查是否有“大于”的情况：if(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size==applyarea){freeblock[i].state=0;tag=1;return freeblock[i].startaddress;}检查“大于”的情况：先把所有大于所要求的空闲区放入数组,for(i=0;i<N;i++){if(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size>applyarea)a[j++]=i;}再从数组中挑出最小的那个：果数组中的元素大于一个，则需要一个个比较过去，然后取出最小的那个分配给作业：if(j>1){h=a[0];min=freeblock[h];for(k=1;k<j;k++){h=a[k];if(freeblock[h].size<min.size){mid.size=freeblock[h].size;mid.state=freeblock[h].state;mid.startaddress=freeblock[h].startaddress;freeblock[h].size=min.size;freeblock[h].state=min.state;freeblock[h].startaddress=min.startaddress;min.size=mid.size;min.state=mid.state;min.startaddress=mid.startaddress;}}min.startaddress=min.startaddress+applyarea;min.size=min.size-applyarea;tag=1;return min.startaddress-applyarea;}如果数组中只有一个元素，则直接分配给作业：if(j==1){h=a[0];min=freeblock[h];min.startaddress=min.startaddress+applyarea;min.size=min.size-applyarea;tag=1;return min.startaddress-applyarea;}如果没有满足条件的空闲区，分配不成功，返回-1if(tag==0)return -1;四、【实践环境】（使用的软件）Microsoft Visual C++ 6.0五、【实践设计分析】：内存分配：①动态输入构造空闲区表，并显打印示构造好的空闲分区表。
②键盘接收内存申请。
③根据申请，实施内存分配，并返回分配所得内存首址。
④分配完后，调整空闲分区表（即扣除分配部分），并显示调整后的空闲分区表。
⑤若分配失败，返回分配失败信息。
内存回收：①显示当前的空闲分区表和内存分区表。
②从键盘接收回收分区的首址与大小，按内存回收的四种情况进行内存回收。
③显示回收后已调整好的的空闲分区表六、【实践过程和步骤】：●数据结构设计①空闲分区表的设计，该空闲分区表记录内存中未使用的各个分区，记录内容有未使用分区的大小、首地址，用链表就行管理；相关代码如下：Typedef struct free{Int size; //分区大小Int address;//首地址free *next;}；②内存分区表设计，用以表示当前内存的使用情况，记录内容已使用分区的大小、首地址，用链表进行管理，相关数据结构如下：Typedef struct map{Int size; //分区大小Int address;//首地址map *next;}；③进程申请队列的设计，用作进程到达的缓冲队列，记录各进程的相关信息，如进程的所需内存的大小、进程名，相关数据结构如下：Typedef struct pro{Int size; //分区大小sring name;pro *next;};●内存分配当有进程进行内存申请时，我们利用首次适应算法从空闲分区链表、找出一块做够大的空间进行分配并对空闲分区和内存分区的相关结点进行处理，若未找到则返回错误信息，相关示意图如下：图一：内存分配示意图●内存回收内存的回收存在以下几种情况：①上邻空闲区：合并两分区，删除正回收的节点，改变上邻分区大小为两分区之和②下邻空闲区：合并两分区，删除下邻分区节点，改变正回收节点大小为两分区之和，改变正回收节点的首址。
③上、下邻空闲区：合并三分区，删除下邻分区和正在回收节点，改变上分区节点大小为三分区之和，改变上分区收节点的首址④不邻接，则建立一新表项。
相关的示意图如下：图二：内存回收示意图相关代码1.采用最优分配算法分配作业空间，主要代码如下：void allocate(char J,float xk)//采用最优分配算法分配xk大小的空间{int i,k,l;float ad;k=-1;for(i=0;i<m;i++) //寻找空间大于xk的最小空闲区登记项kif(free_table[i].length>=xk && free_table[i].flag==1)if(k==-1 || free_table[i].length<free_table[k].length)k=i;if(k==-1) //未找到可用空闲区,返回{AfxMessageBox(“有效空间不足！”);return;}//找到可用空闲区,开始分配:若空闲区大小与要求分配的空间差小于minisize大小,则空闲区全部分配;若空闲区大小与要求分配的空间差大于minisize大小,则从空闲区划出一部分分配if(free_table[k].length-xk<=minisize){free_table[k].flag=0;ad=free_table[k].address;xk=free_table[k].length;}else{free_table[k].length=free_table[k].length-xk;ad=free_table[k].address+free_table[k].length;}//修改已分配区表l=0;for(i=0;i<n;i++){while(used_table[i].flag=='0'&&i<n) //寻找空表目 {if(i>=n) //无表目填写已分分区{AfxMessageBox("无表目填写已分分区错误!");//修正空闲区表if(free_table[k].flag==0) //前面找到的是整个空闲区free_table[k].flag=1;else //前面找到的是某个空闲区的一部分{free_table[k].length=free_table[k].length+xk;return;}}else //修改已分配区表{used_table[i].address=ad;used_table[i].length=xk;used_table[i].flag=J;}l=1;}if(l==1) break;}return;}//主存分配函数结束2.作业的回收bool reclaim(char J)//回收作业名为J的作业所占主存空间{int i,k,j, s,t;float S,L;//寻找已分配区表中对应登记项s=0;while((used_table[s].flag!=J || used_table[s].flag=='0')&&s<=n) {if(s>=n) //在已分配区表中找不到名字为J的作业{AfxMessageBox("找不到该作业");return (false);}s++;}//修改已分配区表if(used_table[s].flag==J){ used_table[s].flag='0';//取得归还分区的起始地址S和长度LS=used_table[s].address;L=used_table[s].length;j=-1;k=-1;i=0;//寻找回收分区的上下邻空闲区,上邻表目k,下邻表目Jwhile(i<m&&(j==-1||k==-1)){if(free_table[i].flag==1){ if(free_table[i].address+free_table[i].length==S)k=i;//找到上邻if(free_table[i].address==S+L)j=i; //找到下邻}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free_table[k].length=free_table[k].length+L;elseif(j!=-1) //上邻非空闲区,下邻为空闲区,与下邻合并{ free_table[j].address=S;free_table[j].length=free_table[j].length+L;}else //上下邻均为非空闲区,回收区域直接填入{ //在空闲区表中寻找空栏目t=0;while(free_table[t].flag==1 && t<=m){if(t>=m) //空闲区表满,回收空间失败,将已分配区表复原{AfxMessageBox("主存空闲表没有空间,回收空间失!");used_table[s].flag=J;return (false);}t++;}free_table[t].address=S;free_table[t].length=L;free_table[t].flag=1;}}return(true);}//主存归还函数结束/*动态分区的分配与回收演示程序*/#include <iostream.h>#include <stdio.h>#define N 5int start;//存放首址struct freearea /*定义一个空闲区说明表结构，并初始化变量*/ {int ID;/*分区号*/int startaddress;/*空闲区始址*/int size;/*空闲区大小*/int state;/*空闲区状态:0为空表目，1为可用空闲块*/}freeblock[N]={{1,20,20,1},{2,80,50,1},{3,150,30,1},{4,300,30,1},{5,5 00,10,1}};/*定义为作业分配主存空间的函数alloc(),给首次适应算法调用*/int alloc(int applyarea){int i,tag=0; /*applyarea为作业申请量,tag为检查是否有满足作业需要的空闲区的标志*/for(i=0;i<N;i++) /*检查空闲区说明表是否有满足作业要求的空闲区*/if(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size>applyarea){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*/return freeblock[i].startaddress-applyarea; /*返回为作业分配的主存地址*/}elseif(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size==applyarea){freeblock[i].state=0;tag=1; /*有满足条件的空闲区时，tag置1*/return freeblock[i].startaddress; /*返回为作业分配的主存地址*/}if(tag==0)return -1; /*没有满足条件的空闲区，分配不成功，返回-1*/ }/*定义为作业分配主存空间的函数alloc2(),给循环首次适应算法调用*/int alloc2(int applyarea,int s) /*applyarea为作业申请量*/{int i,tag=0; /*tag为检查是否有满足作业需要的空闲区的标志*/for(i=s;i<N;i++)/*检查空闲区说明表是否有满足作业要求的空闲区,从上次找到的空闲去的下一个空闲分区开始找*/if(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size>applyarea){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*/start=freeblock[i].startaddress-applyarea;return i;}elseif(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size==applyarea) {freeblock[i].state=0;tag=1; /*有满足条件的空闲区时，tag置1*/start=freeblock[i].startaddress; /*返回为作业分配的主存地址*/return i;}if(tag==0)return -1; /*没有满足条件的空闲区，分配不成功，返回-1*/}/*定义为作业分配主存空间的函数alloc3(),给最佳适应算法调用*/int alloc3(int applyarea) /*applyarea为作业申请量*/{int i,k,h,flag,tag=0,j=0; /*tag为检查是否有满足作业需要的空闲区的标志*/int a[N];struct freearea min;struct freearea mid;for(i=0;i<N;i++) /*检查空闲区说明表是否有满足作业要求的空闲区*/{if(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size==applyarea)//大小刚好相等{freeblock[i].state=0;tag=1; /*有满足条件的空闲区时，tag置1*/return freeblock[i].startaddress; /*返回为作业分配的主存地址*/}}for(i=0;i<N;i++)//把所有大于所要求的空闲区放入数组,挑出最小的那个{if(freeblock[i].state==1&&freeblock[i].size>applyarea)a[j++]=i;}if(j>1){h=a[0];min=freeblock[h];//min.startaddress=freeblock[h].startaddress;//min.size=freeblock[h].size;//min.state=freeblock[h].statfor(k=1;k<j;k++){h=a[k];if(freeblock[h].size<min.size){mid.size=freeblock[h].size;mid.state=freeblock[h].state;mid.startaddress=freeblock[h].startaddress;freeblock[h].size=min.size;freeblock[h].state=min.state;freeblock[h].startaddress=min.startaddress;min.size=mid.size;min.state=mid.state;min.startaddress=mid.startaddress;}}min.startaddress=min.startaddress+applyarea; min.size=min.size-applyarea;tag=1; /*有满足条件的空闲区时，tag置1*/ return min.startaddress-applyarea;}else if(j==1){h=a[0];min=freeblock[h];min.startaddress=min.startaddress+applyarea; min.size=min.size-applyarea;tag=1; /*有满足条件的空闲区时，tag置1*/ return min.startaddress-applyarea;}if(tag==0)return -1; /*没有满足条件的空闲区，分配不成功，返回-1*/ }/*定义主存回收函数：setfree()tag1代表释放区的高地址是否邻接一个空闲区，tag2代表释放区的高低地址是否都邻接一个空闲区，tag3代表释放区的低地址是否邻接一个空闲区*/void setfree(){int s,l,tag1=0,tag2=0,tag3=0,i,j;printf("请输入释放区的起始地址:");scanf("%d",&s); /*输入释放区的开始地址*/printf("请输入释放区的大小:");scanf("%d",&l); /*输入释放区的大小*/printf("************回收内存后空闲区表的状态如下**********\n");for(i=0;i<N;i++){if(freeblock[i].startaddress==s+l&&freeblock[i].state==1) {l=l+freeblock[i].size;tag1=1; /*有与释放区高地址邻接的空闲区，tag1置1*/for(j=0;j<N;j++)if(freeblock[j].startaddress+freeblock[j].size==s&&freeblock[j].state ==1){freeblock[i].state=0;freeblock[j].size=freeblock[j].size+l;tag2=1;/*有与释放区上下都邻接的空闲区，tag2置1*/break;}if(tag2==0) /*无与释放区高低地址邻接的空闲区*/{freeblock[i].startaddress=s;freeblock[i].size=l;break;}}}if(tag1==0) /*无与释放区高地址邻接的空闲区，并检查是否低地址有邻接空闲区*/{for(i=0;i<N;i++)if(freeblock[i].startaddress+freeblock[i].size==s&&freeblock[i].s tate==1){freeblock[i].size=freeblock[i].size+l;tag3=1; /*有与释放区低地址邻接的空闲区*/break;}if(tag3==0) /*无与释放区低地址邻接的空闲区*/for(j=0;j<N;j++)if(freeblock[j].state==0)/*找一个空表目，将释放区放入表中*/{freeblock[j].startaddress=s;freeblock[j].size=l;freeblock[j].state=1;break;}}}/*定义对空闲区表中的空闲区调整的函数adjust(),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*/ for(j=0;j<N;j++)if(freeblock[j].startaddress>freeblock[j+1].startaddress) {middata.startaddress=freeblock[j].startaddress;middata.size=freeblock[j].size;middata.state=freeblock[j].state;freeblock[j].startaddress=freeblock[j+1].startaddress;freeblock[j].size=freeblock[j+1].size;freeblock[j].state=freeblock[j+1].state;freeblock[j+1].startaddress=middata.startaddress;freeblock[j+1].size=middata.size;freeblock[j+1].state=middata.state;}for(i=0;i<N;i++) /*将空表目放在表后面*/for(j=0;j<N;j++)if(freeblock[j].state==0&&freeblock[j+1].state==1){middata.startaddress=freeblock[j].startaddress;middata.size=freeblock[j].size;middata.state=freeblock[j].state;freeblock[j].startaddress=freeblock[j+1].startaddress;freeblock[j].size=freeblock[j+1].size;freeblock[j].state=freeblock[j+1].state;freeblock[j+1].startaddress=middata.startaddress;freeblock[j+1].size=middata.size;freeblock[j+1].state=middata.state;}}/*定义打印空闲区说明表函数：print()*/void print(){int i;printf("|---------------------------------------------------------------|\n");printf(" | ID start size state|\n");printf("|---------------------------------------------------------------|\n");for(i=0;i<N;i++){printf(" | %3d %3d %3d %3d |\n",freeblock[i].ID,freeblock[i].startaddress,freeblock[i].size,freeblock[i].state);printf("|---------------------------------------------------------------|\n");}}//首次void First_fit(){int applyarea,start;{printf("请输入作业的申请量:");scanf("%d",&applyarea);/*输入作业的申请量*/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*/printf("作业申请量过大，空闲区表中的存储空间无法满足，分配失败\n");else{adjust();printf("申请作业的起始地址为:%d\n",start);printf("作业的申请量为:%d\n",applyarea);printf("内存分配成功\n");}}}//循环首次void Next_fit(){int applyarea,i=0;printf("请输入作业的申请量:");scanf("%d",&applyarea);/*输入作业的申请量*/if(i==N-1){i=alloc2(applyarea,i);if(i==-1)i=0;}else if(i<N-1)i=alloc2(applyarea,i);//start=alloc2(applyarea,start);/*调用alloc2()函数为作业分配空间，start为返回的始地址*/if(i==-1) /*alloc2()分配不成功时，返回-1*/printf("作业申请量过大，空闲区表中的存储空间无法满足，分配失败\n");else{adjust();printf("申请作业的起始地址为:%d\n",start);printf("作业的申请量为:%d\n",applyarea);printf("内存分配成功\n");}}//最佳void Best_fit(){int applyarea,start;printf("请输入作业的申请量:");scanf("%d",&applyarea);/*输入作业的申请量*/start=alloc3(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*/printf("作业申请量过大，空闲区表中的存储空间无法满足，分配失败\n");else{adjust();printf("申请作业的起始地址为:%d\n",start);printf("作业的申请量为:%d\n",applyarea);printf("内存分配成功\n");}}/*主函数*/void main(){loop:int ch;//算法选择标记cout<<" 动态分区分配方式的模拟 \n";cout<<"*********************************************************\ n";cout<<"** 1)首次适应算法 2)循环首次适应算法 3)最佳适应算法**\n";cout<<"*********************************************************\n"; cout<<"请选择分配算法：";cin>>ch;int choice; //操作选择标记while(1)cout<<"*************************************************\n"; cout<<"** 1: 分配内存 2: 回收内存 **\n"; cout<<"** 3: 查看空闲分区表 0: 退出 **\n"; cout<<"*************************************************\n"; cout<<"请输入您的操作：";cin>>choice;if(choice==1) // 分配内存{int ch;if(ch==1){First_fit();}if(ch==2){Next_fit();}else{Best_fit();}}else if(choice==2) // 回收内存{setfree();adjust();print();}else if(choice==3) print();//显示空闲分区表else if(choice==0) goto loop; //退出else //输入操作有误{cout<<"输入有误，请重试！"<<endl;continue;}}●程序流程图图三：程序流程图七、【测试数据和实践结果分析】：假设初始状态下，可用的内存空间为400KB，并有下列的请求序列：（1）进程1申请130KB （2）进程2申请60KB（3）进程3申请100KB （4）进程2释放60KB（5）进程4申请200KB （6）进程3释放100KB（7）进程1释放130KB （8）进程5申请140KB（9）进程6申请60KB （10）进程7申请50KB（11）进程6释放60KB图4：运行结果示意图实践结果分析：由测试数据知，首先进程1、2、3到达缓冲队列依次申请各自所需内存，对应着上图1，之后进程3、1依次释放，对应图2，从实验结果看，实验结果的正确性得到验证。