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文档简介
操作系统实验报告实验三:主存空间的分配与回收一、 实验题目采用可变式分区管理,使用首次或最佳适应算法实现主存的分配与回收二、 实验内容主存是中央处理机能直接存取指令和数据的存储器。能否合理而有效地使用主存,在很大程度上将影响到整个计算机系统的性能。本实验采用可变式分区管理,使用首次或最佳适应算法实现主存空间的分配与回收。要求采用分区说明表进行。三、 实验目的通过本次实验,帮助学生理解在可变式分区管理方式下,如何实现主存空间的分配与回收。提示:(1) 可变式分区管理是指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。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,若有,则按需求量分割一部分给作业;若无,则作业等待。随着作业的装入、完成,主存空间被分割成许多大大小小的分区。有的分区被作业占用,有的分区空闲。例如,某时刻主存空间占用情况如图1所示。 0表1 空闲区说明表操作系统(10KB)10K作业1(10KB) 20K作业4(25KB) 45K空闲区1(20KB) 65K作业2(45KB)110K256K空闲区2(146KB)起始地址长度状态45K20KB未分配110K146KB未分配空表目空表目空表目图1 主存空间占用情况为了说明哪些分区是空闲的,可以用来装入新的作业,必须要有一张空闲区说明表,如表1所示。其中,起始地址指出各空闲区的主存起始地址,长度指出空闲区大小。状态栏未分配指该栏目是记录的有效空闲区,空表目指没有登记信息。由于分区个数不定,所以空闲区说明表中应有足够的空表目项,否则造成溢出,无法登记。同样,再设一个已分配区表,记录作业或进城的主存占用情况。(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求量,这时应该将空闲区一分为二。一个分给作业,另一个仍作为空闲区留在空闲区表中。为了尽量减少由于分割造成的碎片,尽可能分配低地址部分的空闲区,将较大空闲区留在高地址端,以利于大作业的装入。为此在空闲区表中,按空闲区首地址从低到高进行登记。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。其分配框图如图2所示。(3)当一个作业执行完时,作业所占用的分区应归还给系统。在归还时要考虑相邻空闲区合并的问题。作业的释放区与空闲区的邻接分一下4种情况考虑:A释放区下邻(低地址邻接)空闲区;B释放区上邻(高地址邻接)空闲区;C释放区上下都与空闲区邻接;D释放区与空闲区不邻接。首次适应算法回收框图如图3所示。若采用最佳适应算法,则空闲区说明表中的空闲区按其大小排序。有关最佳适应算法的分配和回收框图由学生自己给出。(4)请按首次(或最佳)适应算法设计主存分配和回收程序。以图1作为主存当前使用的基础,初始化空闲区和已分配区说明表的值。学生自己设计一个作业申请队列以及作业完成后的释放顺序,实现主存的分配与回收。把空闲区说明表的变化情况以及各作业的申请、释放情况显示或打印出来。为了说明哪些分区是空闲的,必须要有一张空闲区说明表,格式如下表所示:起始地址长度状态20K20K180K50K1150K100K1300K30K0(空表目)600K100K1空表目四、代码及运行结果分析Main.javapackage Exp4; import java.util.ArrayList; import java.util.Scanner; public class Main static Scanner scanner = new Scanner(System.in); static ArrayList blockList = new ArrayList(); static int application; static int adr; static int size; public static void main(String args) initalize(); public static void initalize() / 将整个存储区作为freeBlock初始化并显示信息 FreeBlock freeBlock = new FreeBlock(0, 32767); blockList.add(freeBlock); printAll(); print(Please input the way (1-best,2-first):); int way = scanner.nextInt(); if (way = 1) bestClass(); /最佳适应算法 else if (way = 2) firstClass(); /首次适应算法 else print(Error!n); public static void bestClass() int type = getRequest(); if (type = 1) assign(1, application); else if (type = 2) accept(adr, size); else print(Error!n); bestClass(); public static void firstClass() int type = getRequest(); if (type = 1) assign(2, application); else if (type = 2) accept(adr, size); else print(Error!n); firstClass(); public static void printAll() print(adrtendtsizen); print(-n); for (FreeBlock block : blockList) block.printME(); public static int getRequest() print(Assign or Accept (1-Assign,2-Accept):); int type = scanner.nextInt(); if (type = 1) print(input Application:); application = scanner.nextInt(); else if (type = 2) print(input adr and size:); adr = scanner.nextInt(); size = scanner.nextInt(); else print(Error!n); return type; public static boolean assign(int p_way, int p_application) / 判断是否有空闲区 if (blockList.isEmpty() print(没有任何空闲区域可供分配!n); return false; / 按各自的原则查找空闲区 if (p_way = 1) / best int minSize = 32767; int minIndex = -1; for (FreeBlock block : blockList) if (block.getSize() = p_application) minSize = block.getSize(); minIndex = blockList.indexOf(block); if (minIndex = -1) print(没有符合要求的空闲区域!n); return false; else FreeBlock tempBlock1 = blockList.get(minIndex); if (tempBlock1.getSize() = p_application) blockList.remove(tempBlock1); printAll(); return true; FreeBlock tempBlock2 = new FreeBlock(tempBlock1.getAdr(), tempBlock1.getSize() - p_application); blockList.set(minIndex, tempBlock2); printAll(); return true; else if (p_way = 2) / first int minAdr = 32766; int minIndex = -1; for (FreeBlock block : blockList) if (block.getAdr() = p_application) minAdr = block.getSize(); minIndex = blockList.indexOf(block); if (minIndex = -1) print(没有符合要求的空闲区域!n); return false; else FreeBlock tempBlock1 = blockList.get(minIndex); if (tempBlock1.getSize() = p_application) blockList.remove(tempBlock1); printAll(); return true; FreeBlock tempBlock2 = new FreeBlock(tempBlock1.getAdr(), tempBlock1.getSize() - p_application); blockList.set(minIndex, tempBlock2); printAll(); return true; else print(Error!n); return false; public static boolean accept(int p_adr, int p_size) int p_end = adr + size - 1; / 检查:首地址小于最小地址(0) if (p_adr 32766) print(错误:回收空间大于最大空间(32766)!n); return false; / 检查:回收空间和空闲空间重叠 for (FreeBlock block : blockList) if (p_adr = block.getAdr() & p_adr = block.getAdr() & p_end 0) return adr + size - 1; else return 0; public int getAdr() return adr; public void setAdr(int adr) this.adr =
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