动态分区分配方式的模拟实验报告华北电力大学

1华北电力大学实验报告一﹑实验目的：了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。二﹑实验内容：（1）用VC++语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过分区链来管理；在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。（2）自己设计相关数据，观察首次适应算法和最佳适应算法的结果与差异。假设初始状态下总内存空间为640KB过程：作业1申请180KB；作业2申请60KB;作业3申请50KB;作业4申请270KB;作业5申请60KB;作业1释放180KB;作业3释放50KB;作业7申请10KB.三﹑设计思路和方法：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。最佳适应算法（Best-fit）：当要分配内存空间时，就查找空闲表中满足要求的空闲块，并使得剩余块是最小的。然后把它分配出去，若大小恰好合适，则直按分配；若有剩余块，则仍保留该余下的空闲分区，并修改分区大小的起始地址。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﹑主要数据结构和算法：数据结构：1、空闲区说明表结构：华北电力大学实验报告typedefstructfreearea{intID;//分区号longsize;//分区大小longaddress;//分区地址intstate;//状态}ElemType;2.线性表的双向链表存储结构typedefstructDuLNode//doublelinkedlist{ElemTypedata;structDuLNode*prior;//前趋指针structDuLNode*next;//后继指针}DuLNode,*DuLinkList;//此段为定义线性表的双向链表存储结构3.带头结点的内存空间链表StatusInitblock(){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;returnOK;}算法：首次适应算法：StatusFirst_fit(intID,intrequest)最佳适应算法：StatusBest_fit(intID,intrequest)五﹑程序代码和输出1、程序代码如下//***************************************************************//********动态分区分配方式的模拟*********//***************************************************************#includeiostream.h#includestdlib.h#defineFree0//空闲状态#defineBusy1//已用状态华北电力大学实验报告#defineOK1//完成#defineERROR0//出错#defineMAX_length640//最大内存空间为640KBtypedefintStatus;typedefstructfreearea//定义一个空闲区说明表结构{intID;//分区号longsize;//分区大小longaddress;//分区地址intstate;//状态}ElemType;//----------线性表的双向链表存储结构------------typedefstructDuLNode//doublelinkedlist{ElemTypedata;structDuLNode*prior;//前趋指针structDuLNode*next;//后继指针}DuLNode,*DuLinkList;//此段为定义线性表的双向链表存储结构DuLinkListblock_first;//头结点DuLinkListblock_last;//尾结点Statusalloc(int);//内存分配Statusfree(int);//内存回收StatusFirst_fit(int,int);//首次适应算法StatusBest_fit(int,int);//最佳适应算法voidshow();//查看分配StatusInitblock();//开创空间表StatusInitblock()//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;returnOK;}华北电力大学实验报告//-----------------------分配主存-------------------------Statusalloc(intch){intID,request;cout请输入作业(分区号)：;cinID;cout请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：;cinrequest;if(request0||request==0){cout分配大小不合适，请重试！endl;returnERROR;}if(ch==2)//选择最佳适应算法{if(Best_fit(ID,request)==OK)cout分配成功！endl;elsecout内存不足，分配失败！endl;returnOK;}else//默认首次适应算法{if(First_fit(ID,request)==OK)cout分配成功！endl;elsecout内存不足，分配失败！endl;returnOK;}}//------------------首次适应算法-----------------------StatusFirst_fit(intID,intrequest)//传入作业名及申请量{//为申请作业开辟新空间且初始化DuLinkListtemp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));temp-data.ID=ID;temp-data.size=request;temp-data.state=Busy;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;returnOK;华北电力大学实验报告break;}if(p-data.state==Free&&p-data.sizerequest){//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;returnOK;break;}p=p-next;}returnERROR;}//--------------------最佳适应算法------------------------StatusBest_fit(intID,intrequest){intch;//记录最小剩余空间DuLinkListtemp=(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{if(p-data.state==Free&&(p-data.sizerequest||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;华北电力大学实验报告returnOK;break;}if(p-data.state==Free&&p-data.sizerequest){//空闲块大于分配需求if(p-data.size-requestch)//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)returnERROR;//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;returnOK;}}//-----------------------主存回收--------------------Statusfree(intID){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{华北电力大学实验报告p-data.size+=p-next-data.size;p-next-next-prior=p;p-next=p-next-next;}break;}p=p-next;}returnOK;}//----------