操作系统实验动态分区分配算法

南昌大学实验报告学生姓名：马江涛学号：8000612091 专业班级：计算机软件121班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2014-05-08 实验成绩：【实验要求】1、编程实现首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配的分配过程和回收过程。

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、假设初始状态下，可用内存空间为640K，并依次有下列请求序列：1)作业1申请130KB。

2)作业2申请60KB。

3)作业3申请100KB。

4)作业2释放60KB。

5)作业4申请200KB。

6)作业3释放100KB。

7)作业1释放130KB。

8)作业5申请140KB。

9)作业6申请60KB。

10)作业7申请50KB。

11)作业6释放60KB。

请分别用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况【可参考后文的实验提示】。

3、上机时认真的进行测试，输入不同的资源分配请求，写出实验结果；4、具体要求：（1）对你的程序关键代码处进行注释。

（2）给出实验数据，对结果进行分析，说明对相关知识点的理解。

【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。

【实验思路】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。

动态分区分配方式的模拟实验原理说明一、引言动态分区分配方式是操作系统中的一种内存管理方式，它将内存分为若干个不同大小的分区，根据进程的需求动态地分配内存。

在实际应用中，动态分区分配方式广泛应用于多任务操作系统中，如Windows、Linux等。

本文将介绍动态分区分配方式的模拟实验原理。

二、动态分区分配方式的基本原理动态分区分配方式是指在内存空间中按照进程需要划分出若干个不同大小的空间块，每个空间块可以被一个进程占用。

当有新进程需要内存时，操作系统会在空闲的空间块中选择一个大小合适的空间块给该进程使用。

当进程结束时，该进程所占用的空间块就会被释放出来，成为空闲块。

三、模拟实验环境搭建为了模拟动态分区分配方式，我们需要搭建一个虚拟机环境。

首先需要安装一款虚拟机软件（如VMware Workstation），然后安装一个操作系统（如Windows）。

接下来，在虚拟机中安装Visual Studio等开发工具。

四、模拟实验步骤1.设计数据结构为了方便管理内存空间，我们需要设计一种数据结构来存储内存块的信息。

我们可以使用链表来实现这一功能，每个节点表示一个内存块，包括该内存块的起始地址、大小以及状态（已分配或未分配）等信息。

2.初始化内存空间在模拟实验中，我们需要初始化一段虚拟内存空间。

我们可以使用一个数组来表示整个内存空间，并将其划分为若干个大小不同的空间块。

同时，我们需要将这些空间块的信息存储到链表中。

3.模拟进程请求内存在模拟实验中，我们需要模拟多个进程同时请求内存的情况。

当一个进程请求内存时，操作系统会根据其所需的内存大小，在空闲的空间块中选择一个合适的块分配给该进程，并将该块标记为已分配状态。

4.模拟进程释放内存当一个进程结束时，它所占用的内存块就会被释放出来，成为空闲块。

此时操作系统会更新链表信息，并将该块标记为未分配状态。

5.显示当前内存使用情况在模拟实验过程中，我们需要不断地显示当前的内存使用情况。

实验容：存储器管理实验一、实验目的采用首次适应算法〔FF〕，最正确适应算法〔BF〕，最坏适应算法〔WF〕三种不同的算法，实现对系统空闲区的动态分区分配。

二、实验题目给予顺序搜索的动态分区算法的程序。

三、实验要求读懂给出的核心代码，进展适当的修改，编译通过后，完成实验报告。

四、核心代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <malloc.h>//常量定义#define PROCESS_NAME_LEN 32#define MIN_SLICE 10#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024#define DEFAULT_MEM_START 0#define MA_FF 1#define MA_BF 2#define MA_WF 3int mem_size=DEFAULT_MEM_SIZE;int ma_algorithm = MA_FF;static int pid = 0;int flag = 0;struct free_block_type{int size;int start_addr;struct free_block_type *next;};struct free_block_type *free_block;//描述已分配的存块struct allocated_block{int pid; int size;int start_addr;char process_name[PROCESS_NAME_LEN];struct allocated_block *next;};struct allocated_block *allocated_block_head = NULL;//函数声明struct free_block_type* init_free_block(int mem_size);void display_menu();int set_mem_size();void set_algorithm();void rearrange(int algorithm);int rearrange_FF();int rearrange_BF();int rearrange_WF();int new_process();int allocate_mem(struct allocated_block *ab);void kill_process();int free_mem(struct allocated_block *ab);int dispose(struct allocated_block *free_ab);int display_mem_usage();void do_exit();struct allocated_block *find_process(int pid);int main(){char choice; pid=0;free_block= init_free_block(mem_size); //初始化空闲区while(1) {display_menu(); //显示菜单fflush(stdin);choice=getchar(); //获取用户输入switch(choice){case '1': set_mem_size(); break; //设置存大小case '2': set_algorithm();flag=1; break;//设置算法case '3': new_process(); flag=1; break;//创立新进程case '4': kill_process(); flag=1; break;//删除进程case '5': display_mem_usage(); flag=1; break; //显示存使用case '0': do_exit(); exit(0); //释放链表并退出default: break;}}return 1;}struct free_block_type* init_free_block(int mem_size){struct free_block_type *fb;fb=(struct free_block_type *)malloc(sizeof(struct free_block_type));if(fb==NULL){printf("No mem\n");return NULL;}fb->size = mem_size;fb->start_addr = DEFAULT_MEM_START;fb->next = NULL;return fb;}void display_menu(){printf("\n");printf("1 - Set memory size (default=%d)\n", DEFAULT_MEM_SIZE);printf("2 - Select memory allocation algorithm\n");printf("3 - New process \n");printf("4 - T erminate a process \n");printf("5 - Display memory usage \n");printf("0 - Exit\n");}int set_mem_size(){int size;if(flag!=0){ //防止重复设置printf("Cannot set memory size again\n");return 0;}printf("T otal memory size =");scanf("%d", &size);if(size>0) {mem_size = size;free_block->size = mem_size;}flag=1;return 1;}void set_algorithm(){int algorithm;while(1) {printf("\t1 - First Fit\n");printf("\t2 - Best Fit \n");printf("\t3 - Worst Fit \n");scanf("%d", &algorithm);if(algorithm>=1 && algorithm <=3) {ma_algorithm = algorithm;break;}elseprintf("输入有误，请重新输入！\n");}//按指定算法重新排列空闲区链表rearrange(ma_algorithm);}void rearrange(int algorithm){switch(algorithm){case MA_FF: rearrange_FF(); break;case MA_BF: rearrange_BF(); break;case MA_WF: rearrange_WF(); break;}}//首次适应算法int rearrange_FF(){struct free_block_type *temp;//使用头插法，thead为临时头,p为最小地址的数据块的前一个结点struct free_block_type *thead=NULL,*p=NULL;//当前的最小地址int min_addr = free_block->start_addr;temp = free_block;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->start_addr<min_addr) {min_addr = temp->next->start_addr;p = temp;}temp = temp->next;}if(NULL!=p) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = free_block;free_block = temp;}thead = free_block;p = free_block;temp = free_block->next;while(thead->next!=NULL) {min_addr = thead->next->start_addr;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->start_addr<min_addr) {min_addr = temp->next->start_addr;p = temp;}temp = temp->next;}if(p->next!=thead->next) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = thead->next;thead->next = temp;}thead = thead->next;p = thead;temp = thead->next;}return 1;}//最正确适应算法int rearrange_BF(){struct free_block_type *temp;//使用头插法，thead为临时头,p为最小存的数据块的前一个结点struct free_block_type *thead=NULL,*p=NULL;//当前的最小存int min_size = free_block->size;temp = free_block;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size<min_size) {min_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(NULL!=p) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = free_block;free_block = temp;}thead = free_block;p = free_block;temp = free_block->next;while(thead->next!=NULL) {min_size = thead->next->size;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size<min_size) {min_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(p->next!=thead->next) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = thead->next;thead->next = temp;}thead = thead->next;p = thead;temp = thead->next;}return 1;}//最坏适应算法int rearrange_WF(){struct free_block_type *temp;//使用头插法，thead为临时头,p为最大存的数据块的前一个结点struct free_block_type *thead=NULL,*p=NULL;//当前的最大存int max_size = free_block->size;temp = free_block;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size>max_size) {max_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(NULL!=p) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = free_block;free_block = temp;}thead = free_block;p = free_block;temp = free_block->next;while(thead->next!=NULL) {max_size = thead->next->size;while(temp->next!=NULL) {if(temp->next->size>max_size) {max_size = temp->next->size;p = temp;}temp = temp->next;}if(p->next!=thead->next) {temp = p->next;p->next = p->next->next;temp->next = thead->next;thead->next = temp;}thead = thead->next;p = thead;temp = thead->next;}return 1;}int new_process(){struct allocated_block *ab;int size;int ret;ab = (struct allocated_block *)malloc(sizeof(struct allocated_block));if(!ab) exit(-5);ab->next = NULL;pid++;sprintf(ab->process_name, "PROCESS-d", pid);ab->pid = pid;while(1) {printf("Memory for %s:", ab->process_name);scanf("%d", &size);if(size>0) {ab->size=size;break;}else printf("输入大小有误，请重新输入\n");}ret = allocate_mem(ab);if((ret==1) &&(allocated_block_head == NULL)){allocated_block_head=ab;return 1;}else if (ret==1) {ab->next = allocated_block_head;allocated_block_head = ab;return 2; }else if(ret==-1){printf("Allocation fail\n");pid--;free(ab);return -1;}return 3;}int allocate_mem(struct allocated_block *ab){struct free_block_type *fbt, *pre,*head,*temp,*tt;struct allocated_block *tp;int request_size=ab->size;int sum=0;int max;head = (struct free_block_type *)malloc(sizeof(struct free_block_type));pre = head;fbt = free_block;pre->next = fbt;if(ma_algorithm==MA_WF) {if(NULL==fbt||fbt->size<request_size)return -1;}else {while(NULL!=fbt&&fbt->size<request_size) {pre = fbt;fbt = fbt->next;}}if(NULL==fbt||fbt->size<request_size) {if(NULL!=free_block->next) {sum = free_block->size;temp = free_block->next;while(NULL!=temp) {sum += temp->size;if(sum>=request_size)break;temp = temp->next;}if(NULL==temp)return -1;else {pre = free_block;max = free_block->start_addr;fbt = free_block;while(temp->next!=pre) {if(max<pre->start_addr) {max = pre->start_addr;fbt = pre;}pre = pre->next;}pre = free_block;while(temp->next!=pre) {tp = allocated_block_head;tt = free_block;if(pre!=fbt) {while(NULL!=tp) {if(tp->start_addr>pre->start_addr)tp->start_addr = tp->start_addr - pre->size;tp = tp->next;}while(NULL!=tt) {if(tt->start_addr>pre->start_addr)tt->start_addr = tt->start_addr - pre->size;tt = tt->next;}}pre = pre->next;}pre = free_block;while(pre!=temp->next) {if(pre!=fbt)free(pre);pre = pre->next;}free_block = fbt;free_block->size = sum;free_block->next = temp->next;if(free_block->size - request_size < MIN_SLICE) {ab->size = free_block->size;ab->start_addr = free_block->start_addr;pre = free_block;free_block = free_block->next;free(pre);}else {ab->start_addr = fbt->start_addr;free_block->start_addr = free_block->start_addr + request_size;free_block->size = free_block->size - request_size;}}}elsereturn -1;}else {//将存块全局部配if(fbt->size - request_size < MIN_SLICE) {ab->size = fbt->size;ab->start_addr = fbt->start_addr;if(pre->next==free_block) {free_block = fbt->next;}elsepre->next = fbt->next;free(fbt);}else {ab->start_addr = fbt->start_addr;fbt->start_addr = fbt->start_addr + request_size;fbt->size = fbt->size - request_size;}}free(head);rearrange(ma_algorithm);return 1;}void kill_process(){struct allocated_block *ab;int pid;printf("Kill Process, pid=");scanf("%d", &pid);ab = find_process(pid);if(ab!=NULL){free_mem(ab);dispose(ab);}else {printf("没有pid为%d的进程！\n",pid);}}struct allocated_block *find_process(int pid) {struct allocated_block *ab=NULL;ab = allocated_block_head;while(NULL!=ab&&ab->pid!=pid)ab = ab->next;return ab;}int free_mem(struct allocated_block *ab){int algorithm = ma_algorithm;struct free_block_type *fbt, *pre=NULL,*head;fbt=(struct free_block_type*) malloc(sizeof(struct free_block_type));pre=(struct free_block_type*) malloc(sizeof(struct free_block_type));if(!fbt) return -1;// 进展可能的合并，根本策略如下// 1. 将新释放的结点插入到空闲分区队列末尾// 2. 对空闲链表按照地址有序排列// 3. 检查并合并相邻的空闲分区// 4. 将空闲链表重新按照当前算法排序head = pre;fbt->start_addr = ab->start_addr;fbt->size = ab->size;fbt->next = free_block; //新释放的结点插入到空闲分区链表的表头free_block = fbt;rearrange_FF(); //对空闲链表按照地址有序排列pre->next = free_block; //求的pre为fbt的前一个结点pre->size = 0;while(pre->next->start_addr!=fbt->start_addr)pre = pre->next;//左右分区都存在if(0!=pre->size&&NULL!=fbt->next) {//左右分区都可合并if((pre->start_addr+pre->size)==fbt->start_addr && (fbt->start_addr+fbt->size)==fbt->next->start_addr) {pre->size = pre->size + fbt->size + fbt->next->size;pre->next = fbt->next->next;free(fbt->next);free(fbt);}//左分区可合并else if((pre->start_addr+pre->size)==fbt->start_addr) {pre->size = pre->size + fbt->size;pre->next = fbt->next;free(fbt);}//右分区可合并else if((fbt->start_addr+fbt->size)==fbt->next->start_addr) {fbt->size = fbt->size + fbt->next->size;fbt->next = fbt->next->next;free(fbt->next);}}//左分区不存在else if(0==pre->size) {if((fbt->start_addr+fbt->size)==fbt->next->start_addr) {fbt->size = fbt->size + fbt->next->size;fbt->next = fbt->next->next;free(fbt->next);}}//右分区不存在else if(NULL==fbt->next) {if((pre->start_addr+pre->size)==fbt->start_addr) {pre->size = pre->size + fbt->size;pre->next = fbt->next;free(fbt);}}rearrange(algorithm);free(head);return 1;}int dispose(struct allocated_block *free_ab){struct allocated_block *pre, *ab;if(free_ab == allocated_block_head) {allocated_block_head = allocated_block_head->next;free(free_ab);return 1;}pre = allocated_block_head;ab = allocated_block_head->next;while(ab!=free_ab){ pre = ab; ab = ab->next; }pre->next = ab->next;free(ab);return 2;}int display_mem_usage(){struct free_block_type *fbt=free_block;struct allocated_block *ab=allocated_block_head;if(fbt==NULL) return(-1);printf("----------------------------------------------------------\n");printf("Free Memory:\n");printf(" s s\n", " start_addr", " size");while(fbt!=NULL){printf(" d d\n", fbt->start_addr, fbt->size);fbt=fbt->next;}printf("\nUsed Memory:\n");printf("s s s s\n", "PID", "ProcessName", "start_addr", " size");while(ab!=NULL){printf("d s d d\n", ab->pid, ab->process_name, ab->start_addr, ab->size);ab=ab->next;}printf("----------------------------------------------------------\n");return 0;}void do_exit() {}。

动态分区算法实验报告动态分区算法实验报告一、引言计算机操作系统是现代计算机系统中的核心组成部分，它负责管理计算机硬件资源，并提供各种服务。

内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理计算机的内存资源，为进程提供运行环境。

在内存管理中，动态分区算法是一种常用的内存分配策略。

本实验旨在通过实践，深入了解动态分区算法的原理和实现。

二、实验目的1. 了解动态分区算法的基本原理和实现方式；2. 掌握动态分区算法的实验环境搭建和使用方法；3. 分析动态分区算法的优缺点，并比较不同算法的性能差异。

三、实验环境本实验使用C语言编程实现，实验环境如下：1. 操作系统：Windows 10；2. 开发工具：Visual Studio 2019；3. 编程语言：C语言。

四、实验过程1. 实验准备在开始实验之前，我们首先需要了解动态分区算法的基本原理。

动态分区算法根据进程的内存需求，将内存划分为若干个不同大小的分区，并按照进程的请求进行分配和释放。

常用的动态分区算法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。

2. 实验设计本实验选择实现首次适应算法，并设计以下几个函数：- 初始化内存空间：初始化一块指定大小的内存空间，将其划分为一个个的分区，并设置分区的状态；- 分配内存：根据进程的内存需求，在内存空间中找到合适的分区进行分配，并更新分区的状态；- 释放内存：将已分配的内存空间进行释放，并更新分区的状态；- 显示内存状态：打印当前内存空间的分区状态。

3. 实验实现根据上述设计，我们使用C语言实现了动态分区算法的相关函数。

通过调用这些函数，我们可以模拟动态分区算法的运行过程，并观察分区的分配和释放情况。

4. 实验结果经过实验，我们得到了以下结果：- 动态分区算法可以有效地管理内存资源，根据进程的需求进行灵活的内存分配；- 首次适应算法在内存分配效率和速度方面表现良好，但可能会导致内存碎片的产生；- 释放内存时，及时合并相邻的空闲分区可以减少内存碎片的数量。

实验题目：存储器内存分配设计思路：1.既然是要对内存进行操作，首先对和内存相关的内容进行设置我使用的是用自定义的数据结构struct来存放内存中一个内存块的内容包括：始地址、大小、状态（f:空闲u:使用e:结束）之后采用数组来存放自定义的数据类型，这样前期的准备工作就完成了2.有了要加工的数据，接下来定义并实现了存放自定义数据类型的数组的初始化函数和显示函数，需要显示的是每个内存块的块号、始地址、大小、状态3.接着依此定义三种动态分区分配算法首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法4.对定义的三种算法逐一进行实现①首次适应算法：通过遍历存放自定义数据类型的数组，找到遍历过程中第一个满足分配大小的内存块块号i，找到之后停止对数组的遍历，将i之后的块号逐个向后移动一个，然后将满足分配大小的内存块i分为两块，分别是第i块和第i+1块，将两块的始地址、大小、状态分别更新，这样便实现了首次适应算法②最佳适应算法：和首次适应算法一样，首先遍历存放自定义数据类型的数组，找到满足分配大小的内存块后，对内存块的大小进行缓存，因为最佳适应是要找到最接近要分配内存块大小的块，所以需要遍历整个数组，进而找到满足分配大小要求的而且碎片最小的块i，之后的操作和首次遍历算法相同③最差适应算法：和最佳适应算法一样，区别在于，最佳适应是找到最接近要分配内存块大小的块，而最差适应是要找到在数组中，内存最大的块i，找到之后的操作和最佳适应算法相同，因此不在这里赘述。

5.定义并实现释放内存的函数通过块号找到要释放的内存块，把要释放的内存块状态设置成为空闲，查看要释放的块的左右两侧块的状态是否为空闲，如果有空闲，则将空闲的块和要释放的块进行合并（通过改变块的始地址、大小、状态的方式）6.定义主函数，用switch来区分用户需要的操作，分别是：①首次适应②最佳适应③最差适应④释放内存⑤显示内存⑥退出系统实验源程序加注释：#include<bits/stdc++.h>#define MI_SIZE 100 //内存大小100typedef struct MemoryInfomation//一个内存块{int start; //始地址int Size; //大小char status; //状态 f:空闲 u:使用 e：结束} MI;MI MList[MI_SIZE];void InitMList() //初始化{int i;MI temp = { 0,0,'e' };for (i = 0; i < MI_SIZE; i++){MList[i] = temp;}MList[0].start = 0; //起始为0MList[0].Size = MI_SIZE;//大小起始最大MList[0].status = 'f'; //状态起始空闲}void Display() //显示{int i, used = 0;printf("\n---------------------------------------------------\n");printf("%5s%15s%15s%15s", "块号", "始地址", "大小", "状态");printf("\n---------------------------------------------------\n");for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].status == 'u'){used += MList[i].Size;}printf("%5d%15d%15d%15s\n", i, MList[i].start, MList[i].Size, MList[i].status == 'u' ? "使用" : "空闲");}printf("\n----------------------------------------------\n");}void FirstFit(){int i, j, flag = 0;int request;printf("最先适应算法：请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f') {if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else{for (j = MI_SIZE - 2; j > i; j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request; MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';flag = 1;}break;}}if (flag != 1 || i == MI_SIZE || MList[i].status == 'e'){printf("没有足够大小的空间分配\n");}Display();}void BadFit(){int i, j = 0, k = 0, flag = 0, request;printf("最坏适应算法：请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);for (i = 0;i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e';i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f') {flag = 1;if (MList[i].Size > k){k = MList[i].Size;j = i;}}}i = j;if (flag == 0){printf("没有足够大小的空间分配\n");j = i;}else if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else{for (j = MI_SIZE - 2;j > i;j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request;MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';}Display();}void M_Release() //释放内存{int i, number;printf("\n请问你要释放哪一块内存:\n");scanf("%d", &number);if (MList[number].status == 'u'){MList[number].status = 'f';if (MList[number + 1].status == 'f')//右边空则合并{MList[number].Size += MList[number].Size;for (i = number + 1; i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e'; i++) { //i后面的每一个结点整体后移if (i > 0){MList[i] = MList[i + 1];}}}if (number > 0 && MList[number - 1].status == 'f')//左边空则合并{MList[number - 1].Size += MList[number].Size;for (i = number; i < MI_SIZE - 1 && MList[i].status != 'e'; i++){MList[i] = MList[i + 1];}}}else{printf("该块内存无法正常释放\n");}Display();}void BestFit(){int i, j = 0, t, flag = 0, request;printf("最佳适应算法：请问你要分配多大的内存\n");scanf("%d", &request);t = MI_SIZE;for (i = 0; i < MI_SIZE && MList[i].status != 'e'; i++){if (MList[i].Size >= request && MList[i].status == 'f'){flag = 1;if (MList[i].Size < t){t = MList[i].Size;j = i;}}}i = j;if (flag == 0){printf("没有足够大小的空间分配\n");j = i;}else if (MList[i].Size - request <= 0){MList[i].status = 'u';}else {for (j = MI_SIZE - 2; j > i; j--){MList[j + 1] = MList[j];}MList[i + 1].start = MList[i].start + request;MList[i + 1].Size = MList[i].Size - request;MList[i + 1].status = 'f';MList[i].Size = request;MList[i].status = 'u';}Display();}int main(){int x;InitMList();while (1){printf(" \n"); printf(" 1.首次适应\n");printf(" 2.最佳适应\n");printf(" 3.最差适应\n"); printf(" 4.释放内存\n"); printf(" 5.显示内存\n"); printf(" 6.退出系统\n"); printf("请输入1-6：");scanf("%d", &x);switch (x){case 1:FirstFit();break;case 2:BestFit();break;case 3:BadFit();break;case 4:M_Release();break;case 5:Display();break;case 6:exit(0);}}return 0;}实验测试结果记录：1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存10---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 90 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存25---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 65 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存15---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 50 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：1最先适应算法：请问你要分配多大的内存20---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 使用1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：4请问你要释放哪一块内存:---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 空闲1 10 25 使用2 35 15 使用3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：4请问你要释放哪一块内存:2---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 10 空闲1 10 25 使用2 35 15 空闲3 50 20 使用4 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：2最佳适应算法：请问你要分配多大的内存5---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 5 使用1 5 5 空闲2 10 25 使用3 35 15 空闲4 50 20 使用5 70 30 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：3最坏适应算法：请问你要分配多大的内存25---------------------------------------------------块号始地址大小状态---------------------------------------------------0 0 5 使用1 5 5 空闲2 10 25 使用3 35 15 空闲4 50 20 使用5 70 25 使用6 95 5 空闲----------------------------------------------1.首次适应2.最佳适应3.最差适应4.释放内存5.显示内存6.退出系统请输入1-6：总结与自评：总结：分区存储管理是操作系统进行内存管理的一种方式。

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。

操作系统实验四【实验题目】：动态分区分配算法【实验学时】：4学时【实验目的】通过这次实验，加深对动态分区分配算法的理解，进一步掌握首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的实现方法。

【实验内容及要求】问题描述：设计程序模拟四种动态分区分配算法：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的工作过程。

假设内存中空闲分区个数为n，空闲分区大小分别为P1, … ,P n，在动态分区分配过程中需要分配的进程个数为m（m≤n），它们需要的分区大小分别为S1, … ,S m，分别利用四种动态分区分配算法将m个进程放入n个空闲分区，给出进程在空闲分区中的分配情况。

程序要求：1）利用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法四种动态分区分配算法模拟分区分配过程。

2）模拟四种算法的分区分配过程，给出每种算法进程在空闲分区中的分配情况。

3）输入：空闲分区个数n，空闲分区大小P1, … ,P n，进程个数m，进程需要的分区大小S1, … ,S m。

4）输出：首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法，最终内存空闲分区的分配情况。

实现源代码：#include<iostream>#include<fstream>#include<iomanip>#include<string>#define max 100using namespace std;int work_num;int zone_num;struct Data{int data;char name;};Data *d=new Data[max];struct Table{int data;char array[max];int length;};Table *T=new Table[max];Table *temp=new Table[max];void Init(){ifstream inf("");int i,j;char ch;inf>>work_num;cout<<"作业数："<<work_num<<endl;inf>>zone_num;cout<<"空闲分区数："<<zone_num<<endl;cout<<" 作业为：";for(j=0;j<work_num;j++){(ch);d[j].name=ch;cout<<setw(4)<<d[j].name;}cout<<endl;cout<<"作业大小：";for(i=0;i<work_num;i++){inf>>d[i].data;cout<<setw(4)<<d[i].data;}cout<<endl;cout<<"空闲分区：";for(j=0;j<zone_num;j++){inf>>T[j].data;temp[j].data=T[j].data;T[j].length=0;temp[j].length=0;cout<<setw(4)<<T[j].data;}cout<<endl;}void renew(){int j;for(j=0;j<zone_num;j++){T[j].data=temp[j].data;T[j].length=temp[j].length;}}void re(){int i;for(i=0;i<zone_num;i++){T[i].array[T[i].length]='#';}}void show(){int i,j;re();for(i=0;i<zone_num;i++){if(T[i].data==temp[i].data)cout<<setw(4)<<T[i].data;else{cout<<setiosflags(ios::right)<<setw(4)<<T[i].data<<setw(1);for(j=0;j<T[i].length;j++){if(T[i].array[j]=='#')break;elsecout<<setiosflags(ios::right)<<T[i].array[j];}}}cout<<endl;}void first_fit(){renew();cout<<"fist fit：";int i,j;int tag=0;for(i=0;i<work_num;i++){for(j=0;j<zone_num;j++){if(d[i].data<=T[j].data){T[j].data=T[j].data - d[i].data;T[j].array[T[j].length]=d[i].name;T[j].length++;tag=0;break;}elsetag=1;}if(tag==1){cout<<"作业太大，无满足条件分区！"<<endl;break;}}ata<=T[j].data){T[j].data=T[j].data - d[i].data;T[j].array[T[j].length]=d[i].name;T[j].length++;tag=0;m=j;break;}else{tag=1;count++;}}while(tag==1 && count<zone_num){for(j=0;j<m;j++){if(d[i].data<=T[j].data){T[j].data=T[j].data - d[i].data;T[j].array[T[j].length]=d[i].name;T[j].length++;tag=0;break;}else{tag=1;count++;}}}if(tag==1 && count==zone_num){cout<<"作业太大，无满足条件分区！"<<endl;break;}}ata<=T[j].data){temp=T[j].data;m=j;int tag1=0;for(k=m+1;k<=zone_num;k++){if(T[k].data<temp){if(T[k].data>=d[i].data){temp=T[k].data;n=k;tag1=1;}}else if(tag1==0)n=j;}T[n].data=temp - d[i].data;T[n].array[T[n].length]=d[i].name;T[n].length++;tag=0;break;}elsetag=1;}if(tag==1){cout<<"作业太大，无满足条件分区！"<<endl;break;}}ata<=T[j].data){int tag1=0;temp=T[j].data;m=j;for(k=m+1;k<=zone_num;k++){if(T[k].data>temp){if(T[k].data>=d[i].data){temp=T[k].data;n=k;tag1=1;}}else if(tag1==0)n=j;}T[n].data=temp - d[i].data;T[n].array[T[n].length]=d[i].name;T[n].length++;tag=0;break;}elsetag=1;}if(tag==1){cout<<"作业太大，无满足条件分区！"<<endl;break;}}//re();}void main(){Init();first_fit();show();next_fit();show();best_fit();show();worst_fit();show();system("pause");}实验截图：。

实验五动态分区分配算法的模拟为了更好地理解动态分区分配算法的工作原理，我们可以进行一次模拟实验。

在实验中，我们将模拟一个内存分区，并使用动态分区分配算法来管理这些分区。

首先，让我们定义一个内存大小为1000字节的分区。

我们假设这个内存中包含几个已分配的分区和几个空闲的分区。

我们使用首次适应算法来进行分区的首次适应分配。

首先，我们将整个内存空间标记为空闲状态，并创建一个初始的空闲链表。

我们假设初始时只有一个空闲分区，大小为1000字节，起始地址为0。

现在，假设有一个进程请求分配一个250字节大小的内存空间。

我们首先检查空闲链表，找到一个大小大于等于250字节的空闲分区。

在这种情况下，我们发现第一个空闲分区的大小是1000字节，所以我们将它拆分成250字节的已分配分区和750字节的空闲分区。

我们在已分配分区上标记一个进程编号，并将空闲分区加入空闲链表。

接下来，假设我们的进程需要申请500字节的内存空间。

在这种情况下，我们需要查找一个大小大于等于500字节的空闲分区。

我们发现第一个可用的空闲分区大小是750字节，我们将它拆分为已分配的500字节和剩余的250字节的空闲分区。

然后，我们假设有进程释放了先前分配的250字节的内存空间。

当一个进程释放分配的内存空间时，我们需要合并相邻的空闲分区。

在这种情况下，释放的分区位于地址0，大小为250字节，并且其下一个分区是地址500，大小为500字节的空闲分区。

因此，我们将这两个分区合并为一个大小为750字节的空闲分区。

接下来，我们假设另一个进程将请求600字节的内存空间。

根据首次适应算法，我们将在第一个满足条件的空闲分区进行分配。

在这种情况下，我们将分配200字节的空闲分区和分配400字节的空闲分区拆分为600字节的已分配分区和空闲分区。

最后，假设一个进程请求200字节的内存空间。

根据首次适应算法，我们在第一个满足条件的空闲分区进行分配。

在这种情况下，我们将250字节的空闲分区拆分为200字节的已分配分区和50字节的空闲分区。

实验五动态分区分配算法的模拟一、实验目的1、加深操作系统内存管理过程的理解2、掌握内存分配算法的基本应用二、实验任务请同学们用C/C++实现一个完整的（可变）动态分区管理器，包括分配，回收，分区碎片整理等。

希望同学们实现如下功能：n 初始化功能：内存状态设置为初始状态。

n 分配功能：要求至少使用两种算法，用户可以选择使用。

n 回收功能：n 空闲块的合并：即紧凑功能，用以消除碎片。

当做碎片整理时，需要跟踪分配的空间，修改其引用以保证引用的正确性。

n 显示当前内存的使用状态，可以使用表格或图形。

三、实验指导1．基本思想动态分区是指系统不预先划分固定分区，而是在装入程序的时候划分内存区域，使得为程序分配的分区大小恰好等于该程序的需求量，且分区的个数是动态的。

显然动态分区有较大的灵活性，较之固定分区能获得好的内存利用率。

2．数据结构动态分区管理可以用两种数据结构实现，一种是已分配区表和空闲区表，也就是用预先定义好的系统空间来存放空间分配信息。

另一种也是最常用的就是空闲链表，由于对分区的操作是动态的，所以很难估计数据结构所占用的空间，而且空闲区表会占用宝贵的系统空间，所以提出了空闲链表的概念。

其特点是用于管理分区的信息动态生成并和该分区在物理地址上相邻。

这样由于可以简单用两个空闲块之间的距离定位已分配空间，不仅节约了系统空间，而且不必维持已分配空间的信息。

本实验是要做一个模拟程序，来模拟动态分区算法的分配和回收过程，并不是真正的去分配和回收内存。

基本的模拟方法有两种：1、先从内存中申请一块存储区，对这块存储区进行模拟的分配和回收活动。

2、不申请存储区，自己定义一块虚拟的存储区，对这块存储区进行模拟的分配和回收活动，分配和回收仅仅是对数据结构的修改而已。

程序代码：#include<iostream>using namespace std;int FreePartition[100];//空闲分区块数组int FirstPartition[100];//首次适应算法数组int CycleFirstPartition[100];//循环首次适应算法数组int BestPartition[100];//最佳适应算法数组int WorstPartition[100];//最坏适应算法数组int ProcessNeed[100];//每个作业的大小int PartitionNum,ProcessNum;//分区块数，作业数//首次适应算法void First(){int i,j;char str;for(i=0;i<PartitionNum;i++){FirstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++)//找出第一块满足作业的分区for(j=0;j<PartitionNum;j++){if(ProcessNeed[i]>FirstPartition[j])continue;else{FirstPartition[j]-=ProcessNeed[i];//找到后把分区大小减去作业的大小 ? ? ? ? ? ? ?str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl;break;}}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况："<<endl;?for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<FirstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//循环首次适应算法void CycleFirst(){int i,j=1;char str;for(i=0;i<PartitionNum;i++){CycleFirstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++)//for(j=0;j<PartitionNum;j++){j=j-1;while(j<PartitionNum)if(ProcessNeed[i]>CycleFirstPartition[j])//continue;j++;else{CycleFirstPartition[j]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl; break;}//j++;//cout<<j<<" ";if(j==PartitionNum && i!=ProcessNum){i=-1;}}}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况："<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<CycleFirstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//最佳适应算法void Best(){int i,j,k;char str;?for(i=0;i<PartitionNum;i++){BestPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++){k=0;for(j=0;j<PartitionNum;j++){//cout<<BestPartition[j]<<" ? "<<ProcessNeed[i]<<endl; if(BestPartition[j]>=ProcessNeed[i]){break;}}for(int n=0;n<PartitionNum;n++){if(BestPartition[n]<BestPartition[k] && BestPartition[n]>=ProcessNeed[i])//找最佳的 k=n;}BestPartition[k]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl;}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况："<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<BestPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//最坏适应算法void Worst(){int i,j,k;char str;for(i=0;i<PartitionNum;i++){WorstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++){k=0;for(j=0;j<PartitionNum;j++){if(WorstPartition[j]>WorstPartition[k])//找到最大的分区k=j;}WorstPartition[k]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl;}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况："<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<WorstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}void main(){int i;cout<<"输入分区块数："<<endl;cin>>PartitionNum;cout<<"输入每个分区的大小："<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cin>>FreePartition[i];cout<<"输入作业数："<<endl;cin>>ProcessNum;cout<<"输入每个作业的大小："<<endl;for(i=0;i<ProcessNum;i++)cin>>ProcessNeed[i];cout<<"------------首次适应算法-----------------"<<endl; First();cout<<"------------循环首次适应算法-------------"<<endl; ?CycleFirst();cout<<"------------最佳适应算法-----------------"<<endl; Best();cout<<"------------最坏适应算法-----------------"<<endl; Worst();}。