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操作系统实验之内存管理实验报告

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内存管理实验报告

内存管理实验报告
图 1 MEM_RESERVE
图 2 MEM_COMMIT
图 3 MEM_RELEASE
操作系统实验——内存管理
计算机 B 班 吴为丹 033511081
图 4 LOCK
图 5 UNLOCK
图 6 MEM_RESET
图 7 MEM_TOP_DOWN 操作失败
d) 有以下几种情况时，操作没有进行，要求释放内存而没有已经分配的内存；要求回 收内存而没有已经保留或分配的内存；要求加锁而没有已经分配的内存；要求解锁而没 有已经加锁的内存。如图 3、图 4 和图 5 所示。
z 实验改进
增加内存分配的类型，如 MEM_TOP_DOWN、MEM_RESET，增加保护级别的类型，如 PAGE_GUARD、PAGE_NOACCESS、PAGE_NOCACHE，运行结果正常，如上图所示。
8) WaitForMultipleObjects 函数功能：当满足下列条件之一时返回：（1）任意一个或全部指定对象处于信号态；（2）超 时。 在本实验中用于结束主程序。 函数原型：DWORD WaitForMultipleObject(DWORD ncount, CONST HANDLE *lpHandles, BOOL fWaitAll, DWORD dwMilliseconds);
// 2:释放(释放已分配内存,但仍然保留); // 3:回收(回收已分配或已保留内存);4:加锁;5:解锁 // 具体数值见数组 TYPE(main.cpp) int Protect; // 0:PAGE_READONLY;1:PAGE_READWRITE;2:PAGE_EXECUTE;
// 3:PAGE_EXECUTE_READ;4:PAGE_EXECUTE_READWRITE // 具体数值见数组 PRO(main.cpp) }; 2) 内存块 struct RESER{ //记录已保留内存 LPVOID lpvoid; DWORD size; }; struct COMMIT{ //记录已分配内存 LPVOID lpvoid; DWORD size; }; struct LOCK{ //记录已加锁内存 LPVOID lpvoid; DWORD size; }; 3. 相关 windows API 函数 1) GlobalMemoryStatus 函数功能：获得计算机系统中当前使用的物理内存和虚拟内存的信息 函数原型：VOID GlobalMemoryStatus (LPMEMORYSTATUS lpBuffer); 函数参数：lpBuffer 是指向 MEMORYSTATUS 结构的指针，_MEMORYSTATUS 结构用来存 储系统内存信息，具体内容见下文“相关数据结构”。 返回值：无（在结构变量中）

操作系统存储管理实验报告.doc

操作系统存储管理实验报告.doc

操作系统存储管理实验报告实验5存储管理第一，实验的目的1，加深对操作系统存储管理的理解2，可以过度模拟页面调试算法，加深对操作系统内存管理的理解二、一般设计思想、环境语言、工具等一般设计思想:1.编写一个函数来计算和输出以下算法的命中率:(1) OPT页面替换算法OPT选定的过时页面是已经转移到内存中并且将来不会被使用或者在最长时间内不会被访问的页面。

因此，如何找到这样的页面是算法的关键。

每页可以设置一个步长变量。

它的初始值是一个足够大的数字。

对于不在内存中的页面，其值将重置为零。

对于内存中的页面，其值被重置为当前访问的页面与页面首次出现时的距离。

因此，该值越大，在最长时间内不会被访问的页面就越多，并且可以选择它作为交换页面。

(2)先进先出页面替换算法先进先出总是选择首先进入内存的页面进行清除，因此可以设置先进先出的繁忙页面帧队列，新转移到内存的页面挂在队列的尾部，当没有空闲页面帧时，可以从队列的头部取出下一个页面帧作为空闲页面帧，然后再转移到需要的页面。

(3) LRU页面替换算法LRU 根据转移到存储器中的页面的使用做出决定。

它使用“最近的过去”作为“最近的未来”的近似，并选择最长时间没有使用的页面进行删除。

该算法主要通过页面结构中的访问时间来实现。

时间记录页面的最后访问时间。

因此，当需要删除一个页面时，选择时间值最小的页面，即最近最长时间没有使用的页面进行删除。

(4) LFU页面替换算法LFU要求每个页面配置一个计数器(即页面结构中的计数器)。

一旦页面被访问，计数器的值将增加1。

当需要替换一个页面时，将选择计数器值最小的页面，即存储器中访问次数最少的页面进行清除。

⑤NUR页面替换算法NUR要求为每个页面设置一个访问位(访问位仍然可以由页面结构中的计数器表示)。

当页面被访问时，其访问位计数器被设置为1。

当需要页面替换时，替换算法从替换指针(最初指向第一页)开始顺序检查内存中的每一页。

如果其访问位为0，则选择页面进行替换，否则，替换指针向下移动以继续向下搜索。

操作系统内存管理策略的性能评估实践报告

操作系统内存管理策略的性能评估实践报告

操作系统内存管理策略的性能评估实践报告下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!操作系统内存管理策略是计算机科学领域中的关键议题，它直接影响到系统的性能和稳定性。

存储器管理实验实验报告

存储器管理实验实验报告

存储器管理实验实验报告一、实验目的存储器管理是操作系统的重要组成部分，本次实验的目的在于深入理解存储器管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握存储器分配与回收的算法，以及页面置换算法的实现和性能评估。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验内容与步骤（一）存储器分配与回收算法实现1、首次适应算法（1）原理：从空闲分区链的首地址开始查找，找到第一个满足需求的空闲分区进行分配。

（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态（已分配或空闲）。

当有分配请求时，从链表头部开始遍历，找到第一个大小满足需求的空闲分区。

将该分区进行分割，一部分分配给请求，剩余部分仍作为空闲分区留在链表中。

若找不到满足需求的空闲分区，则返回分配失败。

2、最佳适应算法（1）原理：从空闲分区链中选择与需求大小最接近的空闲分区进行分配。

（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。

当有分配请求时，遍历整个链表，计算每个空闲分区与需求大小的差值。

选择差值最小的空闲分区进行分配，若有多个差值相同且最小的分区，选择其中起始地址最小的分区。

对选中的分区进行分割和处理，与首次适应算法类似。

3、最坏适应算法（1）原理：选择空闲分区链中最大的空闲分区进行分配。

（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。

当有分配请求时，遍历链表，找到最大的空闲分区。

对该分区进行分配和处理。

（二）页面置换算法实现1、先进先出（FIFO）页面置换算法（1）原理：选择在内存中驻留时间最久的页面进行置换。

（2）实现步骤：建立页面访问序列。

为每个页面设置一个进入内存的时间戳。

当发生缺页中断时，选择时间戳最早的页面进行置换。

2、最近最久未使用（LRU）页面置换算法（1）原理：选择最近一段时间内最长时间未被访问的页面进行置换。

实现内存分配实验报告(3篇)

实现内存分配实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解操作系统内存分配的基本原理和常用算法。

2. 掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法。

3. 通过编写程序，实现内存分配和回收功能。

二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C语言3. 开发工具：GCC编译器三、实验原理1. 内存分配的基本原理操作系统内存分配是指操作系统根据程序运行需要，将物理内存分配给程序使用的过程。

内存分配算法主要包括以下几种：（1）首次适应算法（First Fit）：从内存空间首部开始查找，找到第一个满足条件的空闲区域进行分配。

（2）最佳适应算法（Best Fit）：在所有满足条件的空闲区域中，选择最小的空闲区域进行分配。

（3）最坏适应算法（Worst Fit）：在所有满足条件的空闲区域中，选择最大的空闲区域进行分配。

2. 动态分区分配方式动态分区分配方式是指操作系统在程序运行过程中，根据需要动态地分配和回收内存空间。

动态分区分配方式包括以下几种：（1）固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，程序运行时按需分配分区。

（2）可变分区分配：根据程序大小动态分配分区，分区大小可变。

（3）分页分配：将内存划分为若干个固定大小的页，程序运行时按需分配页。

四、实验内容1. 实现首次适应算法（1）创建空闲分区链表，记录空闲分区信息，包括分区起始地址、分区大小等。

（2）编写分配函数，实现首次适应算法，根据程序大小查找空闲分区，分配内存。

（3）编写回收函数，回收程序所占用的内存空间，更新空闲分区链表。

2. 实现最佳适应算法（1）创建空闲分区链表，记录空闲分区信息。

（2）编写分配函数，实现最佳适应算法，根据程序大小查找最佳空闲分区，分配内存。

（3）编写回收函数，回收程序所占用的内存空间，更新空闲分区链表。

3. 实验结果分析（1）通过实验，验证首次适应算法和最佳适应算法的正确性。

（2）对比两种算法在内存分配效率、外部碎片等方面的差异。

五、实验步骤1. 创建一个动态内存分配模拟程序，包括空闲分区链表、分配函数和回收函数。

北理工操作系统内存管理实验报告

北理工操作系统内存管理实验报告

实验三：内存管理班级：学号：姓名：一、实验目的1.通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解；2.熟悉虚存管理的页面淘汰算法；3.通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。

二、实验要求1.设计一个请求页式存储管理方案（自己指定页面大小），并予以程序实现。

并产生一个需要访问的指令地址流。

它是一系列需要访问的指令的地址。

为不失一般性，你可以适当地（用人工指定地方法或用随机数产生器）生成这个序列。

2.页面淘汰算法采用FIFO页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去。

而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。

3.系统运行既可以在Windows，也可以在Linux。

三、实验流程图图1 页式存储管理程序参考流程四、实验环境硬件设备：个人计算机。

系统软件：windows操作系统，Visual C++6.0编译环境。

五、实验结果说明：模拟产生35个指令地址，随机产生20个指令地址进行排队，假设主存中共有10个工作集页帧。

将前9个指令调入内存，因为前9个指令中，页号为13的指令有两个，所以调入内存中共有8页。

此时主存中还有两个空闲帧。

此时按刚才随机顺序进行访问指令工作。

前9页因都在主存中可直接调用。

第10个随机地址为页号为5的指令，也在主存中，也可直接调用。

页号为24,3因不在主存中，需要调用进主存。

此时主存已满。

然后主存需要进行调用页号为27号的指令，因主存已满，需要执行FIFO算法，将最先进入主存的页号为30的指令调出，将27号放入第1000000帧。

以后需要调用的页面按照存在就无需调用，否则按FIFO原则进行调页工作。

六、实验感想七、实验代码#include <iostream>#include <iomanip>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <vector>#include <queue>//#include <algorithm>using namespace std ;#define PAGETABLE_NUM 35 //模拟进程的页表表项数量;#define AVAILABLEFRAME_NUM 10 //主存中固定工作集页帧的数量;#define RANDOMNUMBER_NUM 20 //产生随机指令地址的数量;structPageTableEntry{unsignedintFrameNum ;boolPressent ;};voidInitRandomAddr(vector<unsigned int>&RandomAddr) ;voidInitIdleFrameQueue(queue<unsigned int>&IdleFrameQueue) ;voidInitPageTable(vector<PageTableEntry>&PageTable, vector<unsigned int>&RandomAddr, queue<unsigned int>&IdleFrameQueue, queue<unsigned int>&AvtiveFrameQueue) ;voidSetPTE(PageTableEntry&PTE) ;int main(){int a ;//初始化RANDERNUMBER_NUM条随机的32位指令地址;vector<unsigned int>RandomAddr(RANDOMNUMBER_NUM) ;InitRandomAddr(RandomAddr) ;//初始化FIFS指针;vector<unsigned int>::iterator FIFS_pintor ;FIFS_pintor = RandomAddr.begin() ;//初始空闲帧队列;queue<unsigned int>IdleFrameQueue, ActiveFrameQueue ;InitIdleFrameQueue(IdleFrameQueue) ;//初始进程页表（模拟进程初始时，工作集已经使用至少10个页帧）;vector<PageTableEntry>PageTable(PAGETABLE_NUM) ;InitPageTable(PageTable, RandomAddr, IdleFrameQueue, ActiveFrameQueue) ;//Testcout<<" 开始访问指令地址\n" ;vector<unsigned int>::iterator pt_RandomAddr ;for(pt_RandomAddr = RandomAddr.begin(); pt_RandomAddr != RandomAddr.end(); pt_RandomAddr++ ){unsignedintPageNum = (*pt_RandomAddr) >> 12 ;cout<<"地址:0x"<<hex<<*pt_RandomAddr<<dec<<"\t页号:"<<PageNum;if ( PageTable[PageNum].Pressent == 0 ) //该页不在主存中;{cout<<"\t该页不在主存,";if (IdleFrameQueue.empty()) //工作集空闲页帧已用完;{cout<<"执行FIFO淘汰算法\t";//FIFS算法淘汰一页;unsignedintFrame_Num ;Frame_Num = ActiveFrameQueue.front() ;ActiveFrameQueue.pop() ;PageTable[(*FIFS_pintor) >> 12].Pressent = 0 ; //标记此页已经被置换出主存;//置换进新页;PageTable[PageNum].FrameNum = Frame_Num ;PageTable[PageNum].Pressent = 1 ;ActiveFrameQueue.push(Frame_Num) ;//移动FIFS指针;FIFS_pintor++ ;}else{cout<<"调入所需页到空闲页\t";//调入当前所需的页到空闲页中;unsignedintFrame_Num ;Frame_Num = IdleFrameQueue.front() ;IdleFrameQueue.pop() ;PageTable[PageNum].FrameNum = Frame_Num ;PageTable[PageNum].Pressent = 1 ;ActiveFrameQueue.push(Frame_Num) ;}}elsecout<<"\t该页在主存";cout<<"\t帧号:"<<PageTable[PageNum].FrameNum<<endl ;}return 0 ;}voidInitRandomAddr(vector<unsigned int>&RandomAddr){cout<<" 生成随机指令地址\n" ;vector<unsigned int>::iterator pd ;srand( (unsigned)time( NULL ) );for(pd = RandomAddr.begin(); pd != RandomAddr.end(); pd++ ){//产生随机页号0～PAGETABLE_NUM - 1;unsignedint High_20 = rand() % PAGETABLE_NUM ;//产生随机偏移量0～4095 ;unsignedint Low_12 = rand() % 4096 ;unsignedintAddr = (High_20 << 12) | Low_12 ;*pd = Addr ;cout<<"随机指令地址:0x"<<setw(8)<<setfill('0') <<setiosflags(ios::uppercase | ios::fixed)<<hex<<*pd<<"\t页号:"<<dec<<High_20<<"\t偏移量:0x"<<hex<<Low_12<<dec<<endl ;}}voidInitIdleFrameQueue(queue<unsigned int>&IdleFrameQueue){//帧号从0～1048575,这里取1000000~1000016;for ( unsigned intFrameNum = 1000000; FrameNum< 1000000 + AVAILABLEFRAME_NUM; FrameNum++ )IdleFrameQueue.push(FrameNum) ;}voidInitPageTable(vector<PageTableEntry>&PageTable, vector<unsigned int>&RandomAddr, queue<unsigned int>&IdleFrameQueue, queue<unsigned int>&AvtiveFrameQueue){cout<<" 初始化页表; \n" ;for_each(PageTable.begin(), PageTable.end(), SetPTE) ;unsignedintPage_Num, Frame_Num ;for ( int count = 0; count < 9; count++){while(true){Page_Num = RandomAddr[count] >> 12 ;if ( PageTable[Page_Num].Pressent != 0 )break ;Frame_Num = IdleFrameQueue.front() ;IdleFrameQueue.pop() ;PageTable[Page_Num].FrameNum = Frame_Num ; //设置页帧号;PageTable[Page_Num].Pressent = 1 ; //标记页帧在主存中;AvtiveFrameQueue.push(Frame_Num) ; //记录活动页帧;cout<<"将模拟进程的第"<<Page_Num<<"页初始化至主存中，帧号为:"<<Frame_Num<<endl;}}cout<<endl ;}voidSetPTE(PageTableEntry&PTE){PTE.FrameNum = PTE.Pressent = 0 ; }。

操作系统实验二-内存管理

操作系统实验二-内存
管理
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
洛阳理工学院实验报告
原始数据纪录：
输入数据：
T1时刻 a 80, b 60, c 100，输出空闲分区
T2时刻，进程结束，释放进程b，输出空闲分区
T3时刻输入d 50后，输出空闲分区
T4时刻进程结束，释放a， c，输出空闲分区
T5时刻进程结束，释放d，输出空闲分区
输出数据：
实验总结：本次实验还是比较难的，操作系统这本书上也没有什么例子供参考，所以只能靠自己的理解以及平时上课的积累才能完成此次实验。

这次实验让我们掌握了内存的分配，回收算法的思想，对内存管理有了进一步的认识。

总的来说，实验的意义就是为了进一步对C语言的认识与理解，根据不同的题目，能够很快想出相应的思路。

实验8Linux的内存管理


内存管理的概念
内存管理的定义
内存管理是指操作系统对计算机内存 资源的分配、回收、保护和扩充等一 系列操作，以确保系统高效、稳定地 运行。
内存管理的目标
提高内存利用率，减少内存碎片，实 现多任务环境下的内存共享和保护， 以及提供虚拟内存等。
Linux内存管理的特点
分段和分页机制
Linux采用分段和分页机制来管理内存，将物理内 存划分为大小相等的页框，同时将进程地址空间 划分为多个段，每个段对应一个页表项，实现地 址空间的隔离和权限控制。
。
03 通过实验操作和观察，加深对Linux内存管理的 理解和认识。
实验环境
操作系统
Linux（建议使用Ubuntu或CentOS等常见发行版 ）
开发工具
GCC编译器、GDB调试器、Valgrind内存检测工 具等。
实验材料
一台配置有Linux操作系统的计算机，具备基本的 编程和调试能力。
02
Linux内存管理概述
VS
共享内存的实现方式
在Linux中，共享内存可以通过shmget() 、shmat()和shmdt()等系统调用来实现 。首先，使用shmget()函数创建一个共 享内存段；然后，使用shmat()函数将共 享内存段连接到当前进程的地址空间；最 后，使用shmdt()函数将共享内存段从当 前进程的地址空间中分离。
06
内存优化与性能提升
内存泄漏问题及其解决方案
内存泄漏定义
内存泄漏是指程序在申请内存后，未能正确释放，导致系统内存逐 渐耗尽的现象。
检测工具
使用Valgrind等内存检测工具，可以检测程序中的内存泄漏问题。
解决方案
及时释放不再使用的内存，避免不必要的内存申请，采用智能指针等 RAII技术来管理内存。

实验四操作系统存储管理实验报告

实验四操作系统存储管理实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解操作系统中存储管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握内存分配与回收、页面置换算法等关键概念，并能够分析和解决存储管理中可能出现的问题。

二、实验环境本次实验在装有 Windows 操作系统的计算机上进行，使用了 Visual Studio 等编程工具和相关的调试环境。

三、实验内容（一）内存分配与回收算法实现1、首次适应算法首次适应算法从内存的起始位置开始查找，找到第一个能够满足需求的空闲分区进行分配。

在实现过程中，我们通过建立一个空闲分区链表来管理内存空间，每次分配时从表头开始查找。

2、最佳适应算法最佳适应算法会选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。

为了实现该算法，在空闲分区链表中，分区按照大小从小到大的顺序排列，这样在查找时能够快速找到最合适的分区。

3、最坏适应算法最坏适应算法则选择最大的空闲分区进行分配。

同样通过对空闲分区链表的排序和查找来实现。

（二）页面置换算法模拟1、先进先出（FIFO）页面置换算法FIFO 算法按照页面进入内存的先后顺序进行置换，即先进入内存的页面先被置换出去。

在模拟过程中，使用一个队列来记录页面的进入顺序。

2、最近最久未使用（LRU）页面置换算法LRU 算法根据页面最近被使用的时间来决定置换顺序，最近最久未使用的页面将被置换。

通过为每个页面设置一个时间戳来记录其最近使用的时间，从而实现置换策略。

3、时钟（Clock）页面置换算法Clock 算法使用一个环形链表来模拟内存中的页面，通过指针的移动和页面的访问标志来决定置换页面。

四、实验步骤（一）内存分配与回收算法的实现步骤1、初始化内存空间，创建空闲分区链表，并为每个分区设置起始地址、大小和状态等信息。

2、对于首次适应算法，从链表表头开始遍历，找到第一个大小满足需求的空闲分区，进行分配，并修改分区的状态和大小。

3、对于最佳适应算法，在遍历链表时，选择大小最接近需求的空闲分区进行分配，并对链表进行相应的调整。

内存管理实验

内存管理实验一．实验目的1.通过本次实验体会操作系统中内存的分配模式；2.掌握内存分配的方法；3.学会进程的建立，当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块，并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑；4.掌握内存回收过程及实现方法；5.学会进行内存的申请释放和管理；6.掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路；二. 实验内容1.编写程序实现采用可变分区方法管理内存。

2.在该实验中，采用可变分区方式完成对存储空间的管理。

3.设计用来记录主存使用情况的数据结构：已分区表和空闲分区表或链表。

4.在设计好的数据结构上设计一个主存分配算法。

5.在设计好的数据结构上设计一个主存回收算法。

其中，若回收的分区有上邻空闲分区和（或）下邻空闲分区，要求合并为一个空闲分区登记在空闲分区表的一个表项里。

三．概要设计1．功能模块图2．各个模块详细的功能描述主要数据结构：struct free_block_type //空闲块{int size;int start_addr;struct free_block_type *next;};struct allocated_block //已分配的内存块{int pid;int size;int start_addr;char process_name[PROCESS_NAME_LEN];struct allocated_block *next;};(1)Set memory size (default=1024):这个模块是用来设置内存大小的，从键盘获取一个数字，并将它赋值给内存大小；若没有设置，则默认内存的大小为1024。

(2)Set_algorithm：这个模块是用来设置分配算法的，共有三种算法：首次循环适配算法、最好适配算法、最差适配算法。

从键盘输入一种算法前的序号，根据算法点用不同的函数对内存进行分配；(3)New_process:此模块是用来创建进程的。

从键盘输入进程号，调用fork（）创建进程并为其分配一定大小的内存，若分配成功，则将其连接到已分配链表中，否则分配失败；(4)Kill_process:此模块是用来杀死进程的。

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Free_Block *temp, *p = NULL; Free_Block *head = NULL; int current_min_addr;
if (free_block) {
temp = free_block; current_min_addr = free_block->start_addr; while (temp->next != NULL) {
head->next = temp; } head = head->next; temp = head->next; p = head; } } return ; } //创建一个新的进程 int New_Job() { struct Allocate_Block *ab; int size; int ret; ab = (struct Allocate_Block *)malloc(sizeof(struct Allocate_Block)); if (!ab) exit(-5); ab->next = NULL; pid++; sprintf(ab->process_name, "进程-%02d", pid); ab->pid = pid; printf("Mem for %s:", ab->process_name); printf(" 进程大小 : "); scanf("%d", &size); if (size > 0) {
2、模块说明
2.1 初始化模块
对内存空间进行初始化，初始情况内存空间为空，但是要设置内存的最大容
量，该内存空间的首地址，以便之后新建进程的过程中使用。当空闲分区初始化
失败时，要进行相应的提示。 2.2 菜单显示模块
菜单包括，设置内存大小，选择分配算法，新建进程，终止进程，显示当前 内存使用情况，退出六个选项。各个选项完成其名对应的功能，在程序中通过相 应的函数实现对应的功能。 2.3 新建进程模块
尽可能的利用了低地址空间，从而保证高地址有较大的空闲区来防止要求 内存较多的进程或作业
该算法的分配和释放的时间性能较好 最佳适应法：
利用最接近于所要求的内存大小。若存储空间中有正好等于所要求大小的 空白区，则必然被选中。
由于空白区一般不可能正好和要求的相等，这往往使剩下的空白区都比较 小，形成碎片。
current_min_addr = temp->next->start_addr; p = temp; } temp = temp->next; } if (p->next != head->next) { temp = p->next; p->next = p->next->next; temp->next = head->next;
通过输入对应 pid 完成对相应进程的终止功能，将其内存空间设置为空闲分 区，若与已有空闲分区的地址连续则进行空闲分区的合并。 2.5 最先适应法
对空闲分区按照首地址的大小从小到大进行排序。 2.6 最佳适应法
对空闲分区按照内存块的大小从小到大排序。 2.7 最坏适应法
对空闲分区按照内存块的大小从大到小排序。
ab->size = size; } ret = Alloc_Mem(ab); if ((ret == 1) && (Allocate_Block_head == NULL)) {
Allocate_Block_head = ab; return 1; }
else if (ret == 1) {
ab->next = Allocate_Block_head; Allocate_Block_head = ab; return 2; } else if (ret == -1) {
最先适应法：按分区的起始地址的递增次序，从头查找，找到符合要求的 第一个分区。
最佳适应法：按照分区大小的递增次序，查找，找到符合要求的第一个分
区。
最坏适应法：按分区大小的递减次序，从头查找，找到符合要求的第一个
分区。
三、数据结构及功能设计
1、数据结构
定义空闲分区结构体，用来保存内存中空闲分区的情况。其中 size 属性表示 空闲分区的大小，start_addr 表示空闲分区首地址，next 指针指向下一个空闲分 区。
if (temp->next->start_addr < current_min_addr) {
current_min_addr = temp->next->start_addr; p = temp; } temp = temp->next; } if (p != NULL) { temp = p->next; p->next = p->next->next; temp->next = free_block; free_block = temp; } head = free_block; p = head; temp = head->next; while (head->next != NULL) { current_min_addr = head->next->start_addr; while (temp->next != NULL) { if (temp->next->start_addr < current_min_addr) {
五、测试设置内存空间的大小。初始设置内存总 大小为 100 个单位，若不手动设置，则默认为 256 个单位。
此为最初插入 7 个进程后的内存状态，此时内存空间无空余块可用。
通过进程终止操作将 pid 为 1、3、5、7 四个进程终止，则其原占用的内存 空间释放，变为空闲的内存空间。
二、问题描述
所谓分区，是把内存分为一些大小相等或不等的分区，除操作系统占用一 个分区外，其余分区用来存放进程的程序和数据。本次实验中才用动态分区 法，也就是在作业的处理过程中划分内存的区域，根据需要确定大小。
动态分区的分配算法：首先从可用表/自由链中找到一个足以容纳该作业的 可用空白区，如果这个空白区比需求大，则将它分为两个部分，一部分成为已 分配区，剩下部分仍为空白区。最后修改可用表或自由链，并回送一个所分配 区的序号或该分区的起始地址。
printf("分配失败\n"); pid--; free(ab); return -1; } return 3; } //选择杀死一个进程 void Kill() { struct Allocate_Block *ab; int pid; printf("终结进程, pid="); scanf("%d", &pid); ab = find_process(pid); if (ab != NULL) { Free_Mem(ab); dispose(ab); } }
学生学号
实验课成绩
武汉理工大学
学生实验报告书
实验课程名称 开课学院 指导老师姓名 学生姓名 学生专业班级
计算机操作系统 计算机科学与技术学院
2016 — 2017 学年 第一学期
实验三 内存管理
一、设计目的、功能与要求
1、实验目的
掌握内存管理的相关内容，对内存的分配和回收有深入的理解。
2、实现功能
模拟实现内存管理机制
3、具体要求 任选一种计算机高级语言编程实现 选择一种内存管理方案：动态分区式、请求页式、段式、段页式
等 能够输入给定的内存大小，进程的个数，每个进程所需内存空间
的大小等 能够选择分配、回收操作 内购显示进程在内存的储存地址、大小等 显示每次完成内存分配或回收后内存空间的使用情况
寻找一个较大的空白区时，要花费较多的时间；回收一个分区时，为了把 它插入到空白区链中合适的位置上开销较大。 最坏适应法：
避免了空闲区越分越小留下碎片的问题，即每次分配时总是将最大的空闲 区切去一部分分配给请求者（使分配后的剩余部分可能仍是一个较大的空闲 区，仍能进行再分配）。
六、自我评价与总结
在本次实验中，通过运用 c++高级程序设计语言，与操作系统的理论结合起 来，验证了动态分区式内存管理中的最先适应法和最优适应法的整体过程，和 其对于内存管理的优缺点。采用链表的形式进行操作也使得过程较为方便，便 于在分配和回收内存空间之后将空闲区链接起来。另外程序在终端和人的交互 良好，通过菜单显示相应操作提示人进行操作。
//空闲分区 typedef struct Free_Block {
int size; int start_addr; struct Free_Block *next; } Free_Block; Free_Block *free_block;
定义已分配的内存空间的结构体，用来保存已经被进程占用了内存空间的情
该模块完成在内存空间中申请一块空间供进程使用的功能，通过输入进程大 小系统先查看内存空间中是否有足够的空间供其进行申请，若无，显示分配失败 相应信息，否则在空闲内存分区块中选择最先的一块进行分配，若内存空间不足 则继续向下查找，空闲内存分区的顺序通过三种算法给出。分配内存时，要指定 进程的首地址和大小，并对内存空闲分区的大小做相应的修改。 2.4 进程终止模块
采用最先适应法新建一个大小为 16 的进程，结果如上图所示。
采用最佳适应法插入一个大小为 7 的进程后内存的情况。 分析：此处对于内存管理的模拟实现完成的较为成功，可以采用最先适应法和 最佳适应法两种算法进行进程的新建，能够正确计算对应的首地址，与内存空 间。同时对于空闲内存空间也可以做出正确的合并操作。最初内存空间为空， 可以通过新建进程和终止进程两种操作来完成不连续内存空闲空间的建立。 三种算法的比较： 最先适应法：