内存管理模型的设计与实现(操作系统).doc

发布时间：2022-06-07 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.23M 资料格式：doc 举报版权申诉

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操作系统实习报告学生姓名：王加林班学号： 11110127 指导教师：袁国斌中国地质大学信息工程学院 2012 年 4 月 18 日

实习题目内存管理模型的设计与实现【问题描述】 1．内存管理模型的设计与实现对内存的可变分区申请采用链表法管理进行模拟实现。要求：（1）对于给定的一个存储空间自己设计数据结构进行管理，可以使用单个链表，也可以使用多个链表，自己负责存储空间的所有管理组织，要求采用分页方式（指定单元大小为页，如 4K，2K，进程申请以页为单位）来组织基本内容；（2）当进程对内存进行空间申请操作时，模型采用一定的策略（如：首先利用可用的内存进行分配，如果空间不够时，进行内存紧缩或其他方案进行处理）对进程给予指定的内存分配；（3）从系统开始启动到多个进程参与申请和运行时，进程最少要有 3 个以上，每个执行申请的时候都要能够对系统当前的内存情况进行查看的接口；（4）对内存的申请进行内存分配，对使用过的空间进行回收，对给定的某种页面调度进行合理的页面分配。（5）利用不同的颜色代表不同的进程对内存的占用情况，动态更新这些信息。一、需求分析内存分配方式内存分配方式有三种：（1）从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。（2）在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。（3）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc 或 new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用 free 或 delete 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多；要实现对内存的合理化分配和对闲置的进程占有的内存进行分配，需要有个很好的内存管理模型。二、设计 1. 设计思想首次适度算法(FirstFit)：从内存的首地址出发，选择第一个能满足进程大小内存空闲块。最佳适度算法(BestFit)：从内存的首地址出发，选择内存空闲块中最适合进程大小的块。邻近适度算法(NextFit)：从上一次分配的地址开始查找第一个能满足进程大小的内存空闲块。

2. 设计表示（1）函数调用关系图 3. 实现注释（1），分区和节点都用结构体来表示；（2），对链表的内存申请采用链表的方式存储；（3），对内存的申请有四种可供选择的策略； 4. 详细设计分区表的结构体： typedef struct { byte subareaSize;//分区大小 int startLoc;//起始地址 int index;// 分区号 }SubareaTable;//分区表结点的结构体： typedef struct node{// 结点 SubareaTable subarea;// 分区 struct node *next; int status;//状态位 0(空闲)1(使用)

}*Node,*LinkList; 进程的结构体： typedef struct { byte processSize; int subareaIndex;//保存分区号 int status;//进程状态,0(新建)1(执行)-1(终止)-2(未绪。申请但没有分配内存)2(就绪，已分配内存) }Process;//进程本程序运用到的变量有： int subareaSize[num]={8,12,16,32,24,16,64,128,40,64};//分区大小 Process *pro=NULL;//保持进程信息 int ProcessNum=0;//进程数目 int applyProcessNum=0;//每次申请进程数目 int maxApplyNum=0;//最大可申请数目 int *applyIndex=NULL;//申请进程队列 int totalApplyNum=0;//申请总数 int *assignPointer=NULL;//已分配内存的进程队列 int assignFlag=0;//分配索引，表示已申请队列已分配的进程数 int exeIndex;//执行的进程号三、调试分析遇到的问题：在开始选择内存分配的时候总是出现调试中断的错误，后来在同学的帮助下调试了好半天才检查出来时内存分配的错误，我发现我经常犯这方面的错误，这次的实习给了我提示，以后碰到内存分配的时候一定会多加注意的。五、运行结果运行结果的部分截图如下：

创建进程：进程信息：进程申请：分区创建：

内存分配：六、源程序清单本题中的主要代码如下：首次适应算法： Node firstFit(LinkList &head,Process pro){ Node p=head->next;//遍历节点，返回节点，从第一个节点开始遍历 if(p==NULL){ cout<<"空闲链表不存在！"<

else{ do{ if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){ break; } } p=p->next; while(p!=NULL); if(p==NULL){//没有找到合适的节点 return head; } return p; } 循环适度算法： Node nestFit(LinkList &head,Process pro,Node flag){// 循环适应算法 Node p=flag->next;//遍历结点 while(p!=NULL){ if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){ break;

} p=p->next; } if(p==NULL){//遍历到链表结尾 p=head;//从头开始遍历 while(p!=flag){//标记结点 p=p->next; if(p->status==0&&p->subarea.subareaSize>=pro.processSize){ break; } } if(p==flag){//正常跳出循环，没有合适的结点可分配 return head; }else{ return p;// 在 flag 结点前找到一合适的结点分配 } }else{ return p;// 在 flag 结点后找到一合适的结点分配 }

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