操作系统 首次最佳适应算法

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实验报告
【实验名称】采用可变式分区管理，使用首次获最佳适应算法实现内存分配与回收
【实验目的与原理】
1、理解首次获最佳适应算法的内涵，并熟练掌握该算法。

2、学会可变式分区管理的原理是即在处理作业过程中建立分区，使分区大小正好适合作业的需要，并且分区个数是可以调整的。

3、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没有时应将空闲区一分为二。

为了便于快速查找，要不断地对表格进行紧缩，即让“空表目”项留在表的后部。

4、当一个作业执行完成时，作业所占用的分区应归还给系统。

作业的释放区与空闲区的邻接分以下四种情况考虑：
①释放区下邻（低地址邻接）空闲区；
②释放区上邻（高地址邻接）空闲区
③释放区上下都与空闲区邻接；
④释放区与空闲区不邻接。

【实验内容】
#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
const int MAXJOB=100;//定义表最大记录数typedef struct node
{
int front;
int length;
char data[20];
}job;
job frees[MAXJOB];//定义空闲区表
int free_quantity;
job occupys[MAXJOB];//定义已分配区表
int occupy_quantity;
//初始化函数
void initial()
{
int i;
for(i=0;i<MAXJOB;i++)
{
frees[i].front=-1;
frees[i].length=0;
strcpy(frees[i].data,"free");
occupys[i].front=-1;
occupys[i].length=0;
strcpy(occupys[i].data," ");
}
free_quantity=0;
occupy_quantity=0;
}
//创建空闲分区表
int creatfree()
{
FILE *fp;
char fname[20];
cout<<"请输入空闲区数据文件来源的文件名:"; cin>>fname;
if((fp=fopen(fname,"r"))==NULL){
cout<<"错误,文件打不开,请检查文件名"<<endl; }
else{
while(!feof(fp))
{
fscanf(fp,"%d\t%d\n",&frees[free_quanti ty].front,&frees[free_quantity].length);
free_quantity++;
}
cout<<"空闲的分区表已建立！\n";
return 1;
}
return 0;
}
void sort()//将free空间安首地址从小到大的顺序排列
{
int i,j,p;
for(i=0;i<free_quantity-1;i++)
{
p=i;
for(j=i+1;j<free_quantity;j++)
{
if(frees[j].front<frees[p].front)
{
p=j;
}
}
if(p!=i)
{
frees[free_quantity]=frees[i];
frees[i]=frees[p];
frees[p]=frees[free_quantity];
}
}
}
//显示函数
void show()
{
int i;
cout<<endl<<"-----------------------------
-----------------------------"<<endl;
cout<<"当前空闲表:"<<endl;
cout<<" 起始地址长度状态"<<endl;
for(i=0;i<free_quantity;i++){
cout.setf(2);
cout.width(12);
cout<<frees[i].front;
cout.width(10);
cout<<frees[i].length;
cout.width(8);
cout<<frees[i].data<<endl;
}
cout<<endl<<"----------------------------------------------------------"<<endl;
cout<<"当前已分配表:"<<endl;
cout<<" 起始地址长度占用作业名"<<endl;
for(i=0;i<occupy_quantity;i++)
{
cout.setf(2);
cout.width(12);
cout<<occupys[i].front;
cout.width(10);
cout<<occupys[i].length;
cout.width(8);
cout<<occupys[i].data<<endl;
}
cout<<endl<<"----------------------------------------------------------"<<endl;
}
//最先适应分配算法
void assign()
{
char job_name[20];
int job_length;
int i,j,flag,t;
cout<<"请输入新申请内存空间的作业名和空间大小:";
cin>>job_name;
cin>>job_length;
flag=0;
for(i=0;i<free_quantity;i++)
{
if(frees[i].length>=job_length)//如果空闲空间I的长度〉作业长度
{
flag=1; //空闲标志位就置1 }
}
if(flag==0)
{
cout<<endl<<"对不起,当前没有能满足你申请长度的空闲内存,请稍候再试！"<<endl;
}
else{
t=0;
i=0;
while(t==0)//为空闲区间的时候
{
if(frees[i].length>=job_length)
{
t=1;
}
i++;//如果空闲空间I的长度不大于作业长度，I加一，判断下一个空间
}
i--;
occupys[occupy_quantity].front=frees[i] .front;
strcpy(occupys[occupy_quantity].data,jo b_name);
occupys[occupy_quantity].length=job_len gth;
occupy_quantity++;
if(frees[i].length>job_length)//如果空间的长度大于作业的长度，
{
frees[i].front+=job_length;
frees[i].length-=job_length;
}
else
{
for(j=i;j<free_quantity-1;j++)
{
frees[j]=frees[j+1];
}
free_quantity--;
cout<<"内存空间成功:)"<<endl;
}
}
}
//撤消作业
void cancel()
{
char job_name[20];
int i,j,flag,p=0;
int front;
int length;
cout<<"请输入要撤消的作业名:";
cin>>job_name;
flag=-1;
for(i=0;i<occupy_quantity;i++)
{
if(!strcmp(occupys[i].data,job_name))//当输入作业名匹配时
{
flag=i;
front=occupys[i].front;
length=occupys[i].length;
}
}
if(flag==-1)
{
cout<<"没有这个作业名"<<endl;
}
else
{//加入空闲表
for(i=0;i<free_quantity;i++)
{
if((frees[i].front+frees[i].length)==fr ont)//上空
{
if(((i+1)<free_quantity)&&(frees[i+1].f ront==front+length))//下空
{
frees[i].length=frees[i].length+frees[i +1].length+length;
for(j=i+1;j<free_quantity;j++)
{
frees[j]=frees[j+1];
}
free_quantity--;
p=1;
}
else{
frees[i].length+=length;
p=1;
}
}
if(frees[i].front==(front+length))//下空上不空
{
frees[i].front=front;
frees[i].length+=length;//第i 个空闲区间的长度=第i个空闲区间的长度+length
p=1;
}
}
if(p==0)//上下空闲区都不空
{
frees[free_quantity].front=front;
frees[free_quantity].length=length;
free_quantity++;
}
//删除分配表中的该作业
for(i=flag;i<occupy_quantity;i++)
{
occupys[i]=occupys[i+1];
}
occupy_quantity--;
}
}
void main()
{
int flag=0;
int t=1;
int chioce=0;
cout<<"*********** xxxxxxxxx***********\n"; initial();
flag=creatfree();
while(flag==1)
{
sort();
cout<<" 可变分区存储管理模拟系统"<<endl;
cout<<" 1.申请空间 "<<endl;
cout<<" 2.撤消作业 "<<endl;
cout<<" 3.显示空闲表和分配表"<<endl;
cout<<" 0.退出"<<endl;
cout<<"请选择:";
cin>>chioce;
switch(chioce)
{
case 1:
assign();
break;
case 2:
cancel();
break;
case 3:
show();
break;
case 0:
flag=0;
break;
default:
cout<<"选择错误!"<<endl;
}
}
}
实验结果显示：
【实验小结】
本实验难度在两个方面，一是首次最佳适应算法assign()，这里我用的是结构体数组来存储空闲分区；二是对已分配分区的释放，这里同样采取结构体数组来存储已分配分区，用cancle（）函数来实现。

为了更好的实现分配和释放功能，我用sort（）函数对空闲分区进行了排序。

另外我还用了文件操作来读取空闲分区表，即文件D:\1.txt，以对文件操作复习，颇有收获。