存储管理---动态分区分配算法的模拟
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操作系统第4章练习题操作系统常见题解析及模拟题内容第4章存储器管理4.1典型例题解析【例1】某系统采用动态分区分配方式管理内存,内存空间为640k,高端40k用来存放操作系统。
在内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间。
对下列的请求序列:作业1申请130k、作业2申请60k、作业3申请100k、作业2释放60k、作业4申请200k、作业3释放100k、作业1释放130k、作业5申请140k、作业6申请60k、作业7申请50k、作业6释放60k,请分别画图表示出使用首次适应算法和最佳适应算法进行内存分配和回收后内存的实际使用情况。
动作首次适应算法最佳适应算法空闲分区已分配分区己分配分区空闲分区(始址,大(作业,始址,大小)(作业,始址,大小)(始址,大小)小)130,470190,410l,o,1301,o,1302,130,601,o,1302,130,603,190,100l,0,1303,190,100l,0,1303,190,1004,290,200l,0,1304,290,2004,290,2004,290,2005,0,1404,290,2005,0,1406,490,604,290,2005,o,1406,490,607,550,504,290,2005,0,1407,550,50130,470190,410l,0,1302,130,60作业1申请130kl,0,130作业2申请60k1,0,130作业3申请100k2,130,603,190,100作业2释放60kl,0,1303,190,100290,310130,60290,310130,60490,1lo130,160490,1100,290490,110140,150490,110200,90490,110290,310130,60290,310130,60490.110490,110130,160490,1100,290490,110140,150550,50140,1501,o,130作业4申请200k3,190,1004,290,200作业3释放100k作业l释放130k作业5申请140kl,0,1304,290,2004,290,2004,290,2005,0,1404,290,2005,o,1406,140,604,290,2005,0,1406,140,607,200,504,290,2005,0,1407,200,50作业6申请60k作业7申请50k250,40490,110140,60250,40490,110140,150作业6释放60k490,60140,1501操作系统常见题解析及模拟题内容请问:采用首次适应环境算法和最佳适应环境算法展开上述内存的分配和废旧后,内存的实际采用情况分别例如图(a)和(b)右图。
动态分区分配操作系统操作方法实验步骤1.引言1.1 概述概述部分:在计算机系统中,动态分区分配是一种重要的操作系统操作方法。
它是指在运行时根据进程的内存需求动态地将系统内存分配给进程,以实现内存资源的高效利用。
动态分区分配操作方法在现代操作系统中被广泛应用,例如Windows、Linux等。
通过合理的动态分区分配策略,可以提升系统的性能和资源利用率。
本文将对动态分区分配操作系统操作方法进行详细介绍和实验步骤的说明。
首先,我们将介绍动态分区分配的背景和意义,包括其在操作系统中的作用和应用场景。
其次,我们将详细讨论实验的具体步骤,包括如何进行动态分区分配操作、如何测试相关的性能指标等。
本文的目标是帮助读者了解动态分区分配操作系统操作方法的基本原理和实践技巧。
同时,通过实际操作和实验验证,读者将能够更好地理解动态分区分配的概念和操作过程,提升对操作系统的理解和应用能力。
在接下来的章节中,我们将分别介绍动态分区分配操作系统操作方法的背景和实验步骤,并给出相应的实例和案例分析。
最后,我们将对实验结果进行总结和展望,探讨动态分区分配操作方法的发展前景和可能的研究方向。
通过本文的阅读和实验操作,读者将能够对动态分区分配操作系统操作方法有一个全面的了解,为进一步研究和应用提供基础和指导。
同时,我们也欢迎读者对本文内容进行补充和扩展,以促进相关领域的进一步发展和应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以从以下角度进行描述:文章结构是指整篇文章的组织框架和内容安排。
合理的文章结构可以使读者更好地理解文章的主题和内容,帮助读者快速找到所需信息并形成完整的认识。
本文将按照以下结构进行论述:1. 引言:在引言部分,我们将对动态分区分配操作系统操作方法的背景和意义进行介绍,明确文章的目的和重要性。
2. 正文:正文是文章的核心部分,将分为两个要点进行叙述。
2.1 第一个要点:动态分区分配操作系统操作方法。
首先,我们将对动态分区分配的背景进行介绍,解释其在操作系统中的应用和意义。
使用最佳适应算法对内存实现模拟动态分区管理摘要:内存动态分区管理的算法是操作系统课程中一个重要内容,理解和学习不同的分区算法能够为深入学习操作系统等知识提供一定的理论知识和实践依据。
本文采用c语言程序设计出最佳适应算法来模拟计算机内存分区管理,减少内存分配时产生的碎片,以此提高操作系统的稳定性。
关键词: c语言;模拟;内存分区;分配管理;最佳适应算法中图分类号:tp301 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)16-0214-021 模拟算法的设计思想计算机操作系统的最佳适应算法(best fit)是动态内存分区分配算法的一种[1]。
它能够从全部空闲区找出满足作业要求并且最小的空闲分区,这种算法能够让产生的碎片尽量缩小。
为了提高寻找速度,这种算法要求将所有的空闲区按其内容以从小到大的顺序形成一个空闲分区链。
这样,第一次找到的能满足要求的空闲区,必然是最佳的[2]。
最佳适应算法利用的思想就是将地址相邻近的自由区与回收区进行有效地合并,通过初始化空闲区、分配空闲区、回收空闲区实现模拟的内存管理,从而尽量减少碎片的产生,并尽可能的利用内存空间。
2 模拟算法的设计2.1 定义空闲分区链结构初始化时内存分配最大值定义为35670。
全局变量申明:设置分区描述器:2.2 主函数主函数main()包括:建立头结点head;定义内存分配申请1和回收内存2的选择,如果输入1则输入申请的内存大小并调用分配函数assign1=assignment(head,application1),若assign1->address==-1则分配不成功,则调用printf()函数输出“申请失败”,否则分配成功,用assign1->address进行分配;输入2将调用printf()函数提示“输入回收区的首地址和回收区的大小”,然后用语句check=backcheck(head,back)函数判断申请是否合法,若输入合法,则调用do-while循环语句多次查找适应的节点,并再次调用printf()函数输出回收结果。
存储管理动态分区分配及回收算法存储管理是操作系统中非常重要的一部分,它负责对计算机系统的内存进行有效的分配和回收。
动态分区分配及回收算法是其中的一种方法,本文将详细介绍该算法的原理和实现。
动态分区分配及回收算法是一种将内存空间划分为若干个动态分区的算法。
当新的作业请求空间时,系统会根据作业的大小来分配一个合适大小的分区,使得作业可以存储在其中。
当作业执行完毕后,该分区又可以被回收,用于存储新的作业。
动态分区分配及回收算法包括以下几个步骤:1.初始分配:当系统启动时,将整个内存空间划分为一个初始分区,该分区可以容纳整个作业。
这个分区是一个连续的内存块,其大小与初始内存大小相同。
2.漏洞表管理:系统会维护一个漏洞表,用于记录所有的可用分区的大小和位置。
当一个分区被占用时,会从漏洞表中删除该分区,并将剩余的空间标记为可用。
3.分区分配:当一个作业请求空间时,系统会根据作业的大小,在漏洞表中查找一个合适大小的分区。
通常有以下几种分配策略:- 首次适应(First Fit): 从漏洞表中找到第一个满足作业大小的分区。
这种策略简单快速,但可能会导致内存碎片的产生。
- 最佳适应(Best Fit): 从漏洞表中找到最小的满足作业大小的分区。
这种策略可以尽量减少内存碎片,但是分配速度相对较慢。
- 最差适应(Worst Fit): 从漏洞表中找到最大的满足作业大小的分区。
这种策略可以尽量减少内存碎片,但是分配速度相对较慢。
4.分区回收:当一个作业执行完毕后,系统会将该分区标记为可用,并更新漏洞表。
如果相邻的可用分区也是可合并的,系统会将它们合并成一个更大的分区。
总结来说,动态分区分配及回收算法是一种对计算机系统内存进行有效分配和回收的方法。
通过合理的分配策略和回收机制,可以充分利用内存资源,提高系统性能。
然而,如何处理内存碎片问题以及选择合适的分配策略是需要仔细考虑的问题。
实践课设计报告课程名称操作系统课程设计模拟设计内存管理中的地址题目转换(动态分区、页式十进制)学院班级学号姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目: 模拟设计内存管理中的地址转换(动态分区、页式十进制)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、页式、段式和段页式存储管理的思想及相应的分配主存的过程。
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.下列内部存储器管理中地址转换,在完成指定存储管理技术中的地址转换基础上还可以选择其它内部存储器管理中的地址转换进行模拟设计并实现:⑴动态分区方案,用最先适用算法对作业实施内存分配,然后把作业地址空间的某一逻辑地址转换成相应的物理地址。
能够处理以下的情形:输入某一逻辑地址,程序能判断地址的合法性,如果合法,计算并输出相应的物理地址。
如果不能计算出相应的物理地址,说明原因。
⑵页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换(十进制)。
能够处理以下的情形:输入某一十进制逻辑地址,能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示“地址非法”;物理地址用十进制表示。
⑶页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换(八进制)。
能够处理以下的情形:输入某一八进制逻辑地址,能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示“地址非法”;物理地址用八进制表示。
⑷页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换(十六进制)。
能够处理以下的情形:输入某一十六进制逻辑地址,能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示“地址非法”;物理地址用十六进制表示。
⑸段式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。
能够处理以下的情形:指定内存的大小,进程的个数,每个进程的段数及段大小;能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示地址非法的原因。
⑹段页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。
全国自考操作系统(存储管理)模拟试卷2(题后含答案及解析) 题型有:1. 单项选择题 3. 填空题 4. 简答题 5. 综合题 6. 判断题单项选择题1.源程序经过编译或者汇编生成的机器指令集合,称为_______。
A.源程序B.目标程序C.可执行程序D.非执行程序正确答案:B解析:源程序经过编译或者汇编生成的机器指令集合不一定是可执行程序,如C编译用-c选项对不包括全部的模块的C程序编译生成的.o代码是目标程序,但不是可执行程序。
知识模块:存储管理2.动态重定位是在程序的_______中进行的。
A.编译过程B.连接过程C.装入过程D.执行过程正确答案:D 涉及知识点:存储管理3.下面几条中,_______是动态重定位的特点。
A.需要一个复杂的重定位装入程序B.存储管理算法比较简单C.不需地址变换硬件机构的支持D.在执行时将逻辑地址变换成内存地址正确答案:D 涉及知识点:存储管理4.固定分区存储管理一般采用_______进行主存空间的分配。
A.首次适应分配算法B.循环首次适应分配算法C.最优适应分配算法D.顺序分配算法正确答案:C解析:为了节省内存,减少内部碎片,固定分区存储管理一般不采用首次适应分配算法,而采用相对来说较费时的最优适应分配算法。
知识模块:存储管理5.在可变分区管理方式下,在释放和回收空闲区,若已判定“空闲区表第j栏中的始址=释放的分区始址+长度”,则表示_______。
A.归还区有上邻空闲区B.归还区有下邻空闲区C.归还区有上下邻空闲区D.归还区无相邻空闲区正确答案:B解析:说明回收的分区尾地址与空闲区表该项登记的空闲区始址相邻。
知识模块:存储管理6.采用单一连续区存储管理时,若作业地址空间大于空闲内存空间,可采用_______把不会同时工作的程序段轮流装入主存区执行。
A.对换技术B.可变分区技术C.虚拟存储技术D.覆盖技术正确答案:D 涉及知识点:存储管理7.将作业部分或全部移到外存,以调入其他的作业的技术称为_______。
存储管理动态分区分配及回收算法介绍存储管理是操作系统中一个重要的功能模块,负责管理计算机的内存资源。
本文将详细探讨存储管理中的动态分区分配及回收算法。
动态分区分配动态分区分配算法是指根据进程的内存需求,在内存中动态地创建分区,并将进程加载到相应的分区中。
下面是几种常见的动态分区分配算法。
1. 首次适应算法首次适应算法是最简单、最直观的动态分区分配算法。
它从内存的起始位置开始搜索,找到第一个能满足进程需求的分区即可。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表,记录内存中每个空闲分区的起始地址和长度。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到第一个大小能满足进程需求的分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
首次适应算法的优点是简单、快速,但可能会导致碎片问题。
2. 最佳适应算法最佳适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的分区。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到满足进程需求的最小分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
最佳适应算法能最大程度地减少碎片问题,但执行效率较低。
3. 最差适应算法最差适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的最大分区。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到满足进程需求的最大分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
最差适应算法能最大程度地降低内存碎片,但执行效率相对较低。
4. 快速适应算法快速适应算法是一种基于空闲分区表大小的快速搜索算法。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,根据进程需求的大小,在空闲分区表中选择一个合适的分区。
事业单位招录计算机专业知识(操作系统)模拟试卷3(题后含答案及解析)题型有:1. 单项选择题 4. 简答题单项选择题1.某基于动态分区存储管理的计算机,其主存容量为55MB(初始为空闲),采用最佳适配(Bestfitt)算法,分配和释放的顺序为:分配15MB,分配30MB,释放15MB,分配8MB,分配6MB匕时主存中最大空闲分区的大小是( )。
A.7MBB.9MBC.10MBD.15MB正确答案:B解析:其主存容量为55MB(初始为空闲),第一步分配15MB以后还有55MB -15MB=40MB,第二步分配30MB以后还有40MB-30MB=10MB,第三步释放15MB以后有两个空闲区15MB和10MB,第四步分配8MB,则空闲区为15MB,2MB,第五步分配6MB,则空闲区为9MB,2MB,所以这个题目应该是选B。
知识模块:操作系统2.下列的哪种页面置换算法会产生Belady现象?( )A.最近最少使用(LRU)B.先进先出(FIFO)C.最近不经常使用(LFU)D.最佳(OPT)正确答案:B解析:所谓Belady现象是指,在分页式虚拟存储器管理中,发生缺页时的置换算法采用FIFO(先进先出)算法时,如果对一个进程未分配它所要求的全部页面,有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。
知识模块:操作系统3.下列哪一项存储器是指按内容访问的?( )A.虚拟存储器B.相联存储器C.高速存储器D.随机访问正确答案:B 涉及知识点:操作系统4.分区管理要求对每一个作业都分配( )的内存单元。
A.地址连续B.若干地址不连续C.若干连续的帧D.若干不连续的帧正确答案:A解析:分区存储管理是把主存储器中的用户作为一个连续区或者分成若干个连续区进行管理,每个连续区中可装入一个作业。
知识模块:操作系统5.段页式存储管理汲取了页式管理和段式管理的长处,其实现原理结合了页式和段式管理的基本思想,即( )。
一、单选题1.实时操作系统必须在(C )内完成来自外部的事件。
A.响应时间B.周转时间C.规定时间D.调度时间2.多道程序设计是指(D )。
A.在实时系统中并发运行多个程序B.在分布系统中同一时刻运行多个程序C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序D.在一台处理机上并发运行多个程序3.当CPU执行操作系统代码时,称CPU处于(C )。
A.执行态B.目态C.管态D.就绪态4.操作系统提供给程序员的接口是(B )。
A.进程B.系统调用C.库函数D.B和C5.在下列性质中,(D )不是分时系统的特征。
A.多路性B.交互性C.独占性D.成批性6.当CPU处于管态时,它可以执行的指令应该是(D )。
A.仅限于特权指令B.仅限于非特权指令C.仅限于访管指令D.计算机系统的全部指令7.外部设备完成了预定的操作或在操作过程中出现错误所引起的中断是(B )。
A.程序中断B.I/O中断C.外中断D.硬件故障中断8.在一个计算机系统中,特权指令(A )下执行。
A.只能在管态B.只能在算态C.可在管态,也可在算态D.不能在管态,也不能在算态9.在操作系统中,P、V操作是一种(D )。
A.机器指令B.系统调用命令C.作业控制命令D.低级进程通讯原语10.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是(D )。
A.被选中占有处理机B.等待某一事件C.等待的事件已发生D.时间片用完11.原语的主要特点是(A )。
A.不可分割性B.不可再现性C.不可屏蔽性D.不可访问性12.设有五个进程共享一个互斥段,如果最多允许两个进程同时进入互斥段,则所采用的互斥信号量初值应该是(B )。
A.5B.2C.1D.013.进程从运行状态到阻塞状态可能是由于(C )。
A.进程调度程序的调度B.现运行进程的时间片用完C.现运行进程执行了P操作D.现运行进程执行了V操作14.并发进程之间(D )。
A.彼此无关B.必须同步C.必须互斥D.可能需要同步或互斥15.设有四个作业同时到达,每个作业的执行时间均为2小时,它们在仪态处理机上按单道方式运行,则平均周转时间为( B )。
操作系统分区内存管理操作系统分区内存管理一、介绍操作系统是计算机系统中最重要的一个组成部分,它负责管理计算机硬件资源并提供用户与计算机之间的接口。
内存管理是操作系统的关键功能之一,它负责管理计算机内存资源的分配和释放。
本文将详细介绍操作系统中的分区内存管理相关知识。
二、基本概念1. 内存- 内存是计算机中用于存储数据和程序的物理设备,它由一系列的存储单元组成。
- 内存中的每个存储单元都有一个唯一的地址,用于唯一标识它。
2. 分区内存管理- 分区内存管理是一种将计算机内存划分为多个不同大小的分区,并分配给不同的程序使用的技术。
- 分区内存管理可以提高内存的利用率和程序的执行效率。
三、分区策略1. 固定分区管理- 固定分区管理将内存划分为固定大小的分区,每个分区用于存放一个程序。
- 分区的大小事先确定,并且不可改变。
2. 动态分区管理- 动态分区管理将内存划分为多个不同大小的分区,每个分区可以根据程序的需求,动态分配和释放。
- 动态分区管理可以灵活地适应不同程序的内存需求。
四、分区分配算法1. 首次适应算法- 首次适应算法从内存的起始位置开始,分配满足程序大小的第一个空闲分区。
- 这种分配算法效率较高,但容易产生碎片。
2. 最佳适应算法- 最佳适应算法从所有空闲分区中选择最小的满足程序大小的分区进行分配。
- 这种分配算法能够最大限度地减少碎片,但效率较低。
3. 最坏适应算法- 最坏适应算法从所有空闲分区中选择最大的满足程序大小的分区进行分配。
- 这种分配算法能够减少外部碎片,但容易产生大量的内部碎片。
五、内存碎片管理1. 内部碎片- 内部碎片是指分配给程序的内存中没有被使用的部分。
- 内部碎片是由于分区大小与程序大小不匹配而产生的。
2. 外部碎片- 外部碎片是指分配给程序的内存之间的未分配空间。
- 外部碎片是由于多次分配和释放内存导致的。
六、附件1. 示例代码:[到示例代码]2、法律名词及注释- 版权:著作权法保护计算机软件的独立创作,未经许可不得擅自复制、分发、修改或发布。
1、操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地对各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序的集合。
2、操作系统的发展过程:单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统。
3、操作系统的类型一单道批处理系统:在系统运行过程中,内存中只有一个用户作业存在;把一批作业脱机输入到磁带/磁盘上;系统配上监督程序,使这批作业一个个自动处理;处理机使用权在监督程序和用户作业间切换。
4、多道批处理系统:内存中允许多道程序存在;存在作业后备队列和作业调度程序;有I/O操作或完成作业时,调入另一个作业。
假脱机工作方式:SPOOLING系统;优点:资源利用率高、系统吞吐量大、系统切换开销小。
缺点:无交互能力、作业平均周转时间长。
5、分时系统:为满足人机交互能力的需求、共享主机;分时服务:时间片;分时系统特征:多路性、交互性、独占性、及时性。
6、实时系统:系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
实时系统的类型:实时控制系统、实时信息处理系统。
7、网络操作系统:高效可靠的网络通信能力,网络的连接;结构:C/S,Peer to Peer8、分布式操作系统:处理上的分布。
9、操作系统的特性:并发性(并行性和并发性区别); 共享性(互斥共享方式、同时访问方式)10、虚拟性:指通过某种技术把一个物理设备变为若干个逻辑上的对应物。
虚拟对象类型--虚拟机:分时系统;虚拟内存:虚存管理技术;虚拟设备:SPOOLING技术11、异步性:进程以人们不可预知的速度向前推进,但结果要保证是固定的。
原因:多道环境的复杂性。
12、操作系统的主要功能:①处理机管理-进程管理和调度;②存储器管理-物理内存的管理;③设备管理-外设的管理;④文件管理-外存空间的管理;⑤用户接口-方便用户使用13、进程的基本概念------1 前趋图:描述程序或程序段之间执行的前后关系。
存储管理动态分区分配算法的模拟一(题目: 存储管理--- 动态分区分配算法的模拟二(任务: 设计主界面以灵活选择某算法,且以下算法都要实现:首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法;。
三(思想: 对任务进行构思和设想。
(1) 首次适应算法:FF算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接。
在分配内存时,从链首开始顺巡查找,直到找到一个大小能够满足要求的空闲分区为止; 然后再按照作业的大小,从该分区中划出一块内存空间分配给请求者,余下的空闲区间仍留在空闲链中。
若从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区,则此次内存分配失败,返回。
该算法倾向于优先利用内存中低址部分的空闲分区,从而保留了高址部分的大空闲区。
这给为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件。
(2) 循环首次适应算法该算法是由首次适应算法演变而成的。
在为进程分配内存空间时,不再是每次都从链首开始查找,而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找,直至找到一个能满足要求的空闲分区,从中划出一块的请求大小相等的内存空间分配给作业。
为实现该算法,应设置一起始查找指针,用于指示下一次起始查询的空闲分区,并采用循环查找方式,即如果最后一个( 链尾)空闲分区的大小仍不能满足要求,则返回到第一个空闲分区,比较大小是否满足,找到后,应调整起始查询指针。
(3) 最佳适应算法是将最小的空闲分区分配给作业,避免"大材小用"。
为了加速寻找,该算法要求将所有的空闲分区按照某容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。
这样,第一次找到的能满足要求的空闲区,必然是最佳的。
(4) 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(目的: 在构思中提出要达到的目的。
(1) 按照首次适应算法对内存进行分配,得到(2) 按照循环首次适应算法对内存(3) 按照最佳适应算法对内存进行分配(4) 在作业完成时,释放作业所在内存块,使其能够再次被利用五(方案: 对构思的细化,提出粗略的方案。
可变分区存储管理设计思路:整体思路:可变分区管理方式将内存除操作系统占用区域外的空间看做一个大的空闲区。
当作业要求装入内存时,根据作业需要内存空间的大小查询内存中的各个空闲区,当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时,选择其中一个空闲区,按作业需求量划出一个分区装人该作业,作业执行完后,其所占的内存分区被收回,成为一个空闲区。
如果该空闲区的相邻分区也是空闲区,则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。
设计所才用的算法:采用最优适应算法,每次为作业分配内存时,总是把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。
但最优适应算法容易出现找到的一个分区可能只比作业所需求的长度略大一点的情行,这时,空闲区分割后剩下的空闲区就很小以致很难再使用,降低了内存的使用率。
为解决此问题,设定一个限值minsize,如果空闲区的大小减去作业需求长度得到的值小于等于minsize,不再将空闲区分成己分分区和空闲区两部分,而是将整个空闲区都分配给作业。
内存分配与回收所使用的结构体:为便于对内存的分配和回收,建立两张表记录内存的使用情况。
一张为记录作业占用分区的“内存分配表”,内容包括分区起始地址、长度、作业名/标志(为0时作为标志位表示空栏目);一张为记录空闲区的“空闲分区表”,内容包括分区起始地址、长度、标志(0表空栏目,1表未分配)。
两张表都采用顺序表形式。
关于分配留下的内存小碎片问题:当要装入一个作业时,从“空闲分区表”中查找标志为“1”(未分配)且满足作业所需内存大小的最小空闲区,若空闲区的大小与作业所需大小的差值小于或等于minsize,把该分区全部分配给作业,并把该空闲区的标志改为“0”(空栏目)。
同时,在已分配区表中找到一个标志为“0”的栏目登记新装人作业所占用分区的起始地址,长度和作业名。
若空闲区的大小与作业所需大小的差值大于minsize。
则把空闲区分成两部分,一部分用来装入作业,另外一部分仍为空闲区。
动态分区写法
嘿呀,小伙伴们,动态分区这东西可太有趣啦。
先来说说啥是动态分区吧。
动态分区就是一种在存储管理或者别的一些领域里,分区不是一开始就固定好的那种情况。
就像是你有个大盒子,里面要放不同的小物件,但是一开始你并不确定每个小物件要占多大地方,而是根据实际情况去划分空间的。
咱举个简单的例子哈。
比如说你的电脑硬盘,你可能一开始不知道要给各种软件、文件分别分多大的空间,动态分区就像是一个很聪明的小管家,根据你安装软件、保存文件的需求,灵活地调整每个部分的大小。
再说说在编程里的动态分区吧。
在编程中,就好比你创建一个数组,但是这个数组的大小可能不是一开始就定死的。
比如说你写一个程序,要处理一些用户输入的数据,你不知道用户到底会输入多少个数据,这时候动态分区就派上用场啦。
你可以根据用户输入数据的多少,动态地为这个数组分配内存空间,这样就不会浪费内存,也不会因为内存不够而出现错误啦。
还有在网络存储方面的动态分区呢。
假如你有一个网络存储设备,很多用户要往里面存东西,但是每个用户存的数据量不一样,而且还会随时变化。
动态分区就可以根据每个用户实际存储的需求,动态地给他们分配存储空间,这样整个网络存储设备就能被高效地利用起来啦。
其实动态分区就像是一个超级灵活的空间规划师,不管是在电脑系统里,还是在各种数据处理的地方,都能根据实际的需求来调
整空间的划分,真的是超级实用的一个概念和方法呢。
它能让资源得到更好的利用,避免资源的浪费和不足的情况发生,就像一个贴心的小助手,一直在背后默默让各种系统和程序运行得更顺畅。
计算机专业基础综合(存储管理)模拟试卷3(总分:60.00,做题时间:90分钟)一、<B>单项选择题1-40小题。
下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
</B>(总题数:18,分数:36.00)1.下列页面置换算法中,可能会产生Belady异常现象的是( )。
A.先进先出算法FIFO √B.最近最少使用算法LRUC.利用reference bit的近似的LRUD.最优算法optimalBelady现象指为进程分配的内存页增加,缺页率反而增加的异常现象。
2.下列关于分段存储管理的说法中,错误的是( )。
A.便于编程B.便于分段共享√C.便于内存分配D.能动态链接3.为进程分配连续内存的是( )。
A.分页存储管理B.分段存储管理C.可变分区管理√D.段页式存储管理4.在下面的页面置换算法中,( )只是具有理论意义,但是实现起来很困难。
A.先进先出置换算法B.最近最久未使用置换算法C.clock置换算法D.最佳置换算法√最佳置换算法是指将以后不再使用或很长时间都不需要使用的页面置换出去。
在利用最佳置换算法的过程中,不能够事先预知哪些页面是以后不再使用的,因此只具有理论意义,实现起来很困难。
5.属于内存连续分配方式的是( )。
A.固定分区分配方式√B.分段存储管理方式C.分页存储管理方式D.段页式存储管理方式6.下面关于联想存储器的说法中,不正确的是( )。
A.联想存储器是为了提高变换速度B.联想存储器是超高速缓存构造成按内容可寻址的存储器C.联想存储器不增加太多的硬件投资D.联想存储器是高速缓存构造成按地址可寻址的存储器√为了加速查找过程,超高速缓存构造成按内容可寻址的存储器,这种结构也称为联想存储器。
引入联想存储器是为了提高地址变换速度,且不增加太多的硬件投资。
7.可变分区管理中的( )算法,空闲区按其大小递增次序组成链。
A.首次适应B.最佳适应√C.下次首次适应D.最坏适应可变分区管理中,最佳适应算法是找到能够适应分区的最小的空闲页面,因此需要将空闲区按其大小递增次序组成链,以方便查找。
最坏适应算法 - 动态分区法存储概述动态分区法是一种用于分配内存的算法,尤其适用于动态内存分配,它将内存划分为若干个不同大小的分区,以满足进程对内存空间的需求。
与动态分区法一起使用的一种分配算法是最坏适应算法,该算法将分配内存给尺寸最大的进程。
本文将探讨最坏适应算法的运作原理及其优缺点。
算法原理最坏适应算法是为了解决内存碎片问题而开发出来的,它在动态分区法中使用。
当一个进程在内存中运行时,它需要一段内存空间来存储它的指令和数据。
为了分配这个空间,最坏适应算法首先查找能够容纳进程所需内存空间的空白分区,然后将该分区分配给进程。
在每次动态分区分配时,最坏适应算法会扫描整个空闲分区列表并选择最大的可用空闲分区。
这种方法可以减少内部碎片,并尽可能利用现有的未使用内存。
然而,在每次分配后,不合适的内存空间也会留下来,这可能会导致外部碎片的产生。
最坏适应算法的优点在于,它最大化了可用空间,但它也可以使分配时间变长,并且可能会增加碎片的积累。
这使得开发人员需要在性能和存储空间的使用之间进行权衡,以确定最适合他们特定需求的算法。
算法步骤使用最坏适应算法,动态分区法可以如下完成以下步骤:1.将内存划分为大小不同的分区。
2.当进程请求内存时,开始在空闲分区列表中查找大小适合进程的最大分区。
3.如果匹配到了合适的空闲分区,将该分区分配给进程。
4.如果内存空间不足,将进程置于等待状态,直到可以分配一个足够大的空闲分区。
5.当进程结束时,将分配给进程的空间释放为可用空闲分区。
优缺点最坏适应算法的优点是可以最大化内存使用,分配后可得到最大的可用空闲分区,但如果空闲分区列表中没有足够大的空闲分区可供进程使用,请求就会被置于等待状态。
这可能会导致开销较大的等待期,使进程长时间处于无响应状态。
此外,最坏适应算法处理空闲区的效率较低,在找到大小最大的块之前,需要遍历整个空闲分区列表。
这可能会导致分配次数下降,并增加运行时间。
最坏适应算法是一种动态分区分配算法,可以使系统最大限度地利用未使用的内存空间,但它可能会增加内存碎片,降低运行效率。
一、设计任务完成存储器动态分区分配算法的模拟实现。
二、设计思想在对数据结构有一定掌握程度的情况下设计合理的数据结构来描述存储空间,实现分区存储管理的内存分配功能,应该选择最合适的适应算法(首次适应算法,最佳适应算法,最后适应算法,最坏适应算法),实现分区存储管理的内存回收算法,在这些存储管理中间必然会有碎片的产生,当碎片产生时,进行碎片的拼接,等等相关的内容。
三、预期目的让我们了解操作系统的基本概念,理解计算机系统的资源如何组织,操作系统如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计,我们可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统,并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
操作系统课程设计,对于训练学生掌握程序设计、熟悉上机操作和程序调试技术都有重要作用。
重点培养学生的思维能力、设计能力、创新能力和排错能力。
四、设计方案首先是对相关知识的掌握,例如数据结构,计算方法,组成原理以及操作系统等。
在这些基本知识的基础上进行扩展,用语言的形式从函数,数据结构原代码,原程序等方面来达到自己想要的目的。
该设计就是要达到对各个细节的问题的解决将各个数据块连接起来,最终达到存储器动态分区分配算法的模拟实现。
五、数据结构1.设计合理的数据结构来描述存储空间:1)对于未分配出去的部分,用空闲分区链表来描述。
struct freeList{int startAddress; /* 分区起始地址 */int size; /* 分区大小 */struct freeList *next; /* 分区链表指针 */ }2)对于已经分配出去的部分,由装入内存的作业占据。
struct usedList{int startAddress; /* 分区起始地址 */int jobID; /* 分区中存放作业ID */struct usedList *next; /* 分区链表指针 */ }3)将作业组织成链表。
struct jobList{int id; /* 作业ID */int size; /* 作业大小(需要的存储空间大小)*/int status; /* 作业状态 0 : new job ,1 : in the memory , 2 : finished . */struct jobList *next; /* 作业链表指针 */}以上将存储空间分为空闲可占用两部分,在usedlist中设jobID而不设size,可以在不增加空间复杂度(与freelist相比)的同时更方便的实现可变分区存储管理(从后面的一些函数的实现上可以得出这个结论)。
尽管设置joblist增加了空间复杂度,但它的存在,使得该程序可以方便的直接利用D盘中的JOB文件。
该文件可以认为是一个和其他进程共享的资源。
通过这个文件,其他进程写入数据供读取。
这中思想在操作系统设计中体现的很多。
2.实现分区存储管理的内存分配功能,选择适应算法(首次适应算法,最佳适应算法,最后适应算法,最坏适应算法)。
基本原理分析:1) Best fit :将空闲分区按大小从小到大排序,从头找到大小合适的分区。
2) Worst fit:将空闲分区按大小从大到小排序,从头找到大小合适的分区。
3) First fit :将空闲分区按起始地址大小从小到大排序,……4) Last fit :将空闲分区按起始地址大小从大到小排序,……由此,可将空闲分区先做合适的排序后用对应的适应算法给作业分配存储空间。
排序函数 order(bySize为零则按分区大小排序,否则按分区起始地址;inc为零从小到大排序,否则从大到小排序;通过empty指针返回结果)。
void order(struct freeList **empty,int bySize,int inc){struct freeList *p,*q,*temp;int startAddress,size;for(p = (*empty) -> next;p;p = p -> next){ /* 按bySize和inc两个参数寻找合适的节点,用temp指向它 */ for(temp = q = p;q;q = q -> next){switch(bySize){case 0 : switch(inc){case 0:if(q->size < temp->size)temp = q;break;default:if(q->size > temp->size)temp = q;break;} break;default: switch(inc){case 0:if(q->startAddress < temp->startAddress)temp = q;break;default:if(q->startAddress > temp->startAddress)temp = q;break;} break;}} /* 交换节点的成员值 */if(temp != p){startAddress = p->startAddress;size = p->size;p->startAddress = temp->startAddress;p->size = temp->size;temp->startAddress = startAddress;temp->size = size;}}}3.实现分区存储管理的内存回收算法。
void insertFreeNode(struct freeList **empty,int startAddress,int size) 插入回收的空节点分区,处理回收分区与空闲分区的四种邻接关系。
{struct freeList *p,*q,*r;for(p = *empty;p -> next;p = p -> next) ;/* 处理链表尾部的邻接情况 */if(p == *empty || p -> startAddress + p -> size < startAddress)/* 与尾部不相邻*/{makeFreeNode(&r,startAddress,size);/* 通过r指针返回创建的空闲节点*/ r -> next = p -> next; /* 插入独立的空闲节点 */ p -> next = r;return ;}if(p -> startAddress + p -> size == startAddress) /* 与尾部上邻 */ {p -> size += size; /* 合并尾部节点 */return ;}q = (*empty) -> next; /* 处理链表首节点的邻接情况 */ if(startAddress + size == q -> startAddress) /* 与首节点下邻 */ {q -> startAddress = startAddress; /* 合并首节点 */ q -> size += size;}else if(startAddress + size < q -> startAddress)/* 与首节点不相邻 */ {makeFreeNode(&r,startAddress,size);r -> next = (*empty) -> next;(*empty) -> next = r;}else{ /* 处理链表中间的邻接情况 */ while(q -> next && q -> startAddress < startAddress){p = q;q = q -> next;}if(p -> startAddress + p -> size == startAddress &&\q -> startAddress == startAddress + size)/* 上下邻,合并节点 */ {p -> size += size + q -> size;p -> next = q -> next;课程设计书free(q); /* 删除多余节点 */ }else if(p -> startAddress + p -> size == startAddress &&\ q -> startAddress != startAddress + size)/*上邻,增加节点的大小*/ {p -> size += size;}else if(p -> startAddress + p -> size != startAddress &&\ q -> startAddress == startAddress + size) /* 下邻 */ {q -> startAddress = startAddress; /* 修改节点起始地址 */q -> size += size; /* 修改节点的大小 */ }else{ /* 上下不相邻 */ makeFreeNode(&r,startAddress,size);r -> next = p -> next;p -> next = r;}}}4.当碎片产生时,进行碎片的拼接。
void moveFragment(struct jobList *jobs,struct freeList **empty,struct usedList **used){int size,status;struct usedList *p;int address = memoryStartAddress;/*全局变量,初始化时分配存储空间始址*/ if((*empty)->next == NULL) /* 空闲分区链表为空,提示并返回 */ {printf("\nThe memory was used out at all.\nMay be you should finish some jobs first or press any key to try again !");getch();return;}for(p = (*used) -> next;p;p = p-> next)/* 循环的修改占用分区的始址 */ {p -> startAddress = address;课程设计书getJobInfo(jobs,p -> jobID,&size,&status);/* 由作业ID获得作业大小 */ address += size;}(*empty)->next->startAddress = address;/*修改空闲分区的首节点始址、大小*/ (*empty) -> next -> size = memorySize - (address - memoryStartAddress);(*empty) -> next -> next = NULL; /* 删除首节点后的所有节点 */ }5.空闲分区队列显示:int showFreeList(struct freeList *empty) 6.作业占用链表显示:int showUsedList(struct jobList*jobs,struct usedList *used)从头到尾显示used链,同时通过其中的作业ID在jobs中查对应的大小。