模拟设计动态分区存储管理的分配与回收

学号：0121010340518

课程设计

题目模拟设计动态分区存储管理的分配与

回收

学院计算机科学与技术学院

专业

班级

姓名

指导教师吴利军

2013 年01 月16 日

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目: 模拟设计动态分区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，理解动态分区存储管理，掌握动态分区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．采用动态分区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大小，进程的个数，每个进程所需内存空间的大小；

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

源后有关内存空间使用的情况；

⑶当某进程撤消时，显示内存回收后内存空间的使用情况（注意回收后的合

并）。

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

模拟设计动态分区存储管理的分配与回收

1.需求分析

1.1动态分区

动态分区分配又称为可变式分区分配，是一种动态划分存储器的分区方法。

不事先将内存划分成一块块的分区，而是在作业进入内存时，根据作业的大小动态地建立分区，并使分区的大小正好适应作业的需要。因此系统中分区的大小是可变的，分区的数目也是可变的。这种分配方法管理简单，只需小量的软件和硬件支持，便于用户了解和使用。进程的大小与某个分区大小相等，从而主存的利用率有所提高。

动态分区虽然解决了固定分区所造成的内存浪费问题，但随着进程的动态变化，系统也将进行一系列的内存空间的分配和回收活动，每个进程所释放的内存空间就作为一个空闲区加以再分配。

由于再分配时只能分给不大于当前空闲区的进程，所以每个空闲区再分配时多数情况下会变成两个区：一个区分给当前请求内存空间的进程，剩下的空间依然作为空闲区等待分配。这样，分配后剩余的空闲区将会越分越少，从而导致内存中存在大量分散的小空闲区，这种小得不能再利用的空闲区称之为“碎片”。

1.2分配内存

系统利用某种分配算法，从空闲分区表/链中找到所需大小的分区。

分区的切割：设请求的分区大小为u.size，空闲分区的大小为m.size,若m.size-u.size size(size是事先规定的不再切割的剩余分区的大小)，说明多余部分大小，可不再切割，将整个分区分配给请求者；否则，从该分区中按请求的大小划分出一块内存空间分配出去，余下的部分仍留在空闲分区表/链中，然后，将分配区的首址返回给调用者。

1.3回收内存

当作业执行结束时，应回收已使用完毕的分区。系统根据回收分区的大小及首地址，在空闲分区表中检查是否有邻接的空闲分区，如有，则合成为一个大的空闲分区，然后修改有关的分区状态信息。回收分区与已有空闲分区的相邻情况有以下四种：

①回收分区上邻接一个空闲分区,合并后首地址为空闲分区的首地址,大小

为二者之和。

②回收分区下邻接一个空闲分区,合并后首地址为回收分区的首地址,大

小为二者之和。

③回收分区上下邻接空闲分区,合并后首地址为上空闲分区的首地址,大

小为三者之和。

④回收分区不邻接空闲分区，这时在空闲分区表中新建一表项，并填写

分区大小等信息。

2.功能设计

2.1数据结构

2.1.1空闲分区表

分区大小及状态).

状态

分区号大小KB 起始地址

KB

1 3

2 352 空闲

2 ……空表目

3 520 50

4 空闲

4 ……空表目

5 ………

2.1.2 空闲分区链

用链头指针将系统中的空闲分区链接起来，构成空闲分区链。每个空闲分区的起始部分存放相应的控制信息(如大小,指向下一空闲分区的指针等).

2.2 模块说明

2.12.1 分区说明表

struct PST

{//partition specification table

int id;//分区号

int addr;//起始地址

int size;//分区长度

Status state;//状态

};

2.2.2 双向链表

struct Node

{//双向链表结点

PST data;

Node *back;//前驱

Node *next;//后继

Node()

{

back=NULL;

next=NULL;

}

Node(int id,int size)

{

data.ID=id;

data.size=size;

back=NULL;

next=NULL;

}

};

2.2.3 最先适应算法

空闲分区（链）按地址递增的次序排列。在进行内存分配时,从空闲分区表/链首开始顺序查找,直到找到第一个满足其大小要求的空闲分区为止。然后再按照作业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲