操作系统第二次实验first-fit, next-fit

操作系统实验二实验报告一、实验目的本次操作系统实验二的主要目的是深入理解和掌握进程管理的相关概念和技术，包括进程的创建、执行、同步和通信。

通过实际编程和实验操作，提高对操作系统原理的认识，培养解决实际问题的能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程环境为 Visual Studio 2019。

三、实验内容及步骤（一）进程创建实验1、首先，创建一个新的 C+＋项目。

2、在项目中，使用 Windows API 函数`CreateProcess`来创建一个新的进程。

3、为新进程指定可执行文件的路径、命令行参数、进程属性等。

4、编写代码来等待新进程的结束，并获取其退出代码。

（二）进程同步实验1、设计一个生产者消费者问题的模型。

2、使用信号量来实现生产者和消费者进程之间的同步。

3、生产者进程不断生成数据并放入共享缓冲区，当缓冲区已满时等待。

4、消费者进程从共享缓冲区中取出数据进行处理，当缓冲区为空时等待。

（三）进程通信实验1、选择使用管道来实现进程之间的通信。

2、创建一个匿名管道，父进程和子进程分别读写管道的两端。

3、父进程向管道写入数据，子进程从管道读取数据并进行处理。

四、实验结果及分析（一）进程创建实验结果成功创建了新的进程，并能够获取到其退出代码。

通过观察进程的创建和执行过程，加深了对进程概念的理解。

（二）进程同步实验结果通过使用信号量，生产者和消费者进程能够正确地进行同步，避免了缓冲区的溢出和数据的丢失。

分析结果表明，信号量机制有效地解决了进程之间的资源竞争和协调问题。

（三）进程通信实验结果通过管道实现了父进程和子进程之间的数据通信。

数据能够准确地在进程之间传递，验证了管道通信的有效性。

五、遇到的问题及解决方法（一）在进程创建实验中，遇到了参数设置不正确导致进程创建失败的问题。

通过仔细查阅文档和调试，最终正确设置了参数，成功创建了进程。

（二）在进程同步实验中，出现了信号量使用不当导致死锁的情况。

虚拟机内存管理：分配与回收策略虚拟机内存管理是操作系统中的一个重要领域。

在计算机系统中，内存是一项有限的资源，而操作系统需要合理地分配和回收内存，以满足不同应用程序的需求。

本文将探讨虚拟机内存管理中的分配与回收策略。

一、内存分配策略在虚拟机中，内存的分配通常是在进程创建时进行的。

操作系统需要将一块连续的内存空间分配给该进程，并且记录该进程的内存边界。

常见的内存分配策略有以下几种。

首次适应算法（First Fit）：该算法将内存空间划分为若干块，从头开始查找第一个足够大的空闲块来进行分配。

这种算法的优点是简单高效，但容易造成内存碎片。

最佳适应算法（Best Fit）：该算法从所有空闲块中找到最小的适配块进行分配。

相比首次适应算法，最佳适应算法能更好地利用内存空间，减少碎片的产生，但分配效率较低。

循环首次适应算法（Next Fit）：该算法与首次适应算法类似，但是从上一次分配位置开始循环查找。

这样可以减少搜索的时间，提高分配效率。

内存分配时还需要考虑其他因素，如内存的对齐方式和分页机制。

对齐方式可以提高访问速度，而分页机制可以更好地管理内存空间。

二、内存回收策略内存回收是指在程序执行过程中，当某些进程不再使用内存时，将其释放给操作系统重新分配。

常见的内存回收策略有以下几种。

引用计数法：该方法记录每个对象被引用的次数，当引用次数为0时，即可将该对象回收。

但是引用计数法无法解决循环引用的问题，容易造成内存泄漏。

标记-清除算法：该算法通过标记未被引用的内存块，然后清除这些块来回收内存。

这个算法可以解决循环引用的问题，但会产生内存碎片。

分代回收算法：该算法将内存分为多个代，根据对象的存活时间将其分配到不同的代中。

年轻代的回收频率较高，老年代的回收频率较低。

这样可以更有效地进行内存回收。

写时复制（Copy-on-write）：该技术将内存分为读写两个副本，在写操作时才会进行复制。

这样可以减少内存拷贝的开销，提高性能。

操作系统lab2实验报告实验目的：本实验的目的是通过设计和实现一个简单的操作系统内核，加深对操作系统基本概念和原理的理解。

具体实验内容包括进程管理、内存管理和文件系统的设计与实现。

实验环境：1.操作系统：Linux2.编程语言：C语言一、实验背景1.1 操作系统简介操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，负责管理和控制计算机的各种资源，提供用户和应用程序的接口，以及协调和调度各种任务的执行。

1.2 实验目标本实验的主要目标是设计和实现一个简单的操作系统内核，包括进程管理、内存管理和文件系统等功能。

二、实验内容2.1 进程管理①进程创建描述进程创建的过程和相关数据结构，包括创建新进程的系统调用、进程控制块等。

②进程调度描述进程调度的算法和实现方式，包括进程调度队列、调度算法等。

③进程同步与通信描述进程同步和通信的机制和方法，包括信号量、互斥锁、条件变量等。

2.2 内存管理①内存分配描述内存分配的算法和实现方式，包括连续内存分配、非连续内存分配等。

②页面置换描述页面置换的算法和实现方式，包括最优页面置换算法、先进先出页面置换算法等。

2.3 文件系统①文件操作描述文件操作的系统调用和相关数据结构，包括文件打开、读写、关闭等。

②文件系统结构描述文件系统的组织结构和实现方式，包括超级块、索引节点、块位图等。

三、实验步骤3.1 环境搭建搭建实验环境，包括安装Linux操作系统、编译器等。

3.2 进程管理实现根据设计要求，实现进程创建、调度、同步与通信等功能。

3.3 内存管理实现根据设计要求，实现内存分配、页面置换等功能。

3.4 文件系统实现根据设计要求，实现文件操作和文件系统结构。

3.5 测试与调试编写测试用例，对实现的操作系统内核进行测试和调试，并记录实验结果。

四、实验结果分析分析测试结果，评估实验过程中遇到的问题和解决方法，总结操作系统内核的性能和功能特点。

五、实验总结对实验过程中的收获和经验进行总结，提出改进和优化的建议。

课内实验报告课程名：操作系统任课教师：沈超专业：信息管理与信息系统学号：姓名：二○一六至二○一七年度第一学期南京邮电大学经济与管理学院Process[numberschedul].order=tempcounter;}程序结果截图：二、银行家算法（网上借鉴）银行家算法，当进程提出资源申请时，系统首先检查该进程对资源的申请量是否超过其最大需求量及系统现有的资源能否满足进程需要。

若超过，则报错，若不能满足，则让该进程等待；否则进一步检查把资源分给该进程后系统能否出于安全状态，若安全，则分配，否则置该进程为等待资源状态。

算法实现过程：设进程i 提出请求REQUEST [j] ，则银行家算法按如下规则进行判断。

(1) 如果REQUEST [i] [j]<= NEED[i][j] ，则转(2) ；否则，出错。

(2) 如果REQUEST [i] [j]<= A V AILABLE[i][j] ，则转(3) ；否则，出错。

(3) 系统试探分配资源，修改相关数据：A V AILABLE[j]-=REQUEST[i][j];ALLOCATION[i][j]+=REQUEST[i][j];NEED[i][j]-=REQUEST[i][j];(4) 系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。

Check（）关键代码：{int k, f, no=0;int work[M],a[M];char finish[M];anquan=1;for(i=0;i<n; i++) finish[i]='F';for(j=0;j<m; j++) work[j]=available[j]; k=n;do{ for (i=0;i<n; i++){if (finish[i]=='F'){ f=1;for (j=0;j<m; j++)if (need[i][j]>work[j]) printf("处于安全状态.");printf("安全序列号:");for (i=0;i<n;i++) printf ("%d ",a[i]); printf("\n");printf("进程");printf(" ");printf(" Max ");rintf(" ");rintf("allocation");printf(" ");printf("need");printf(" ");f=0;if (f==1)//找到还没完成的且需求数小于可提供进程继续运行的{ finish[i]='T';a[no++]=i;//记录安全序列号for (j=0;j<m; j++)work[j]=work[j]+allocation[i][j];//释放该进程已分配的资源available[j] =work[j];}}}k--; }while(k>0);f=1;for (i=0;i<n; i++)//判断有没有进程没完成{ if (finish[i]=='F'){f=0;break; }} if (f==0) {printf("不安全状态！\n");anquan=0;} else {printf("available");printf("\n");for (i=0;i<n; i++){ printf("%2d",i);printf(" ");for(j=0;j<m; j++)printf("%2d",max[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<m; j++)printf("%2d",allocation[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<m; j++)printf("%2d",need[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<m; j++){if(i>0)break;printf("%2d",available[j]);}printf("\n");}}}程序结果截图：三、实验总结：这次上机模拟了进程调度过程和解决了死锁问题，让我对短作业优先调度算法和银行家算法有了比在课堂上更深刻的认识。

操作系统的内存分配算法操作系统的内存管理是计算机系统中一个重要的组成部分。

内存分配算法决定了如何合理地利用系统的内存资源，以达到高效、安全、稳定的运行。

本文将介绍几种常见的内存分配算法，包括首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法以及快速适应算法。

首次适应算法（First Fit Algorithm）首次适应算法是一种简单而常见的内存分配算法。

它从内存空闲列表的头部开始寻找第一个适合分配的内存块。

当找到满足要求的内存块后，将该块划分为两部分，一部分用于分配给请求的程序，另一部分保留为剩余空闲块。

这种算法的优点是分配速度较快，缺点是可能会导致内存碎片的产生。

循环首次适应算法（Next Fit Algorithm）循环首次适应算法是首次适应算法的一种改进版本。

与首次适应算法不同的是，循环首次适应算法从上一次分配的位置开始搜索空闲块，直到找到一个满足要求的内存块为止。

这样可以避免每次都从头开始搜索，提高了查找的效率。

同样，这种算法也可能导致内存碎片的产生。

最佳适应算法（Best Fit Algorithm）最佳适应算法是为了解决内存碎片问题而提出的一种分配算法。

该算法会在内存空闲列表中查找最小且能满足要求的空闲块，并将该块分配给请求的程序。

这样可以尽量充分利用内存资源，减少内存碎片的产生。

但是，最佳适应算法的缺点是分配速度相对较慢，因为需要遍历整个内存空闲列表。

快速适应算法（Quick Fit Algorithm）快速适应算法是一种综合了首次适应算法和最佳适应算法的策略。

它将内存空闲列表分成了多个不同大小的链表，每个链表分别存储相应大小的空闲块。

当有程序请求内存时，快速适应算法会直接从对应大小的链表中查找可用的空闲块进行分配，以提高分配的速度。

这个算法在时间效率和空间效率上都较为出色，但是需要付出额外的存储开销。

总结不同的内存分配算法各有优缺点，选择合适的算法取决于具体的应用场景和系统需求。

首次适应算法和循环首次适应算法适用于内存分配需求频繁变化的场景。

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。

连续分配存储管理方式什么是连续分配存储管理方式连续分配存储管理方式指的是将内存空间划分为一系列连续的块，并按照一定的规则将这些块分配给进程使用。

这种存储管理方式广泛应用于操作系统中的进程管理和文件系统管理等领域。

连续分配存储管理的常见算法1. 首次适应算法（First Fit）首次适应算法是按照内存空间的地址顺序，从低地址到高地址依次查找可用的空闲块，并将进程分配到第一个满足大小要求的空闲块中。

该算法简单直接，但容易产生碎片。

2. 最佳适应算法（Best Fit）最佳适应算法是在所有可用的空闲块中选择最小且能满足进程大小要求的空闲块进行分配。

该算法能够充分利用内存空间，但是搜索过程较为复杂，效率较低。

3. 最坏适应算法（Worst Fit）最坏适应算法是在所有可用的空闲块中选择最大的空闲块进行分配，这样可以最大程度地保留大块空闲空间。

但是这种策略可能导致产生更多的碎片。

4. 快速适应算法（Next Fit）快速适应算法是首次适应算法的改进版本，在分配空闲块时，从上次分配的位置开始搜索。

这样可以避免每次都从头开始搜索，提高了搜索的效率。

连续分配存储管理的优点和缺点优点1.实现简单：连续分配存储管理算法相对而言比较简单，易于实现和理解。

2.内存利用率高：连续分配存储管理可以充分利用内存空间，减少空闲空间的浪费。

3.顺序访问性好：由于连续分配存储管理方式将内存空间划分为连续的块，所以对于顺序访问的进程来说，访问效率较高。

缺点1.碎片问题：连续分配存储管理容易产生内部碎片和外部碎片。

内部碎片是指分配给进程的内存块比进程所需的内存块大，造成内存空间浪费。

外部碎片是指内存空闲块的分布不连续，无法满足大块连续内存需求，导致内存的浪费。

2.分配效率低：由于需要搜索可用的空闲块，连续分配存储管理的分配效率相对较低。

3.控制粒度难以调整：连续分配存储管理方式中，分配块的大小通常是固定的，难以根据进程的需要进行灵活调整。

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。

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是关于操作系统内存管理中内存分配策略的四种典型算法。

以下是对它们的简要解释：1. 首次适应算法（First-fit）：在内存分配时，首次适应算法从内存区域的起始部分开始搜索，找到第一个能满足请求大小的空闲内存块，并将其分配给请求者。

首次适应算法的优点是分配速度较快，但可能导致内存空间碎片化。

2. 循环首次适应算法（Next-fit）：循环首次适应算法类似于首次适应算法，但它在内存分配时保留上一次搜索的位置。

下一次分配时，算法将从上次停止的位置开始搜索，直到找到合适的空闲内存块或返回到起始位置。

这种方法可以在整个内存空间中分散分配过程，进一步改善内存碎片化问题。

3. 最佳适应算法（Best-fit）：最佳适应算法在分配内存时，会查找所有可用的空闲内存块，并分配能够最紧密地满足请求大小的内存块。

该策略试图使分配后的剩余空间尽量小，以减少内存浪费。

然而，最佳适应算法通常需要更多的搜索时间，并可能导致过多的小内存碎片。

4. 最坏适应算法（Worst-fit）：最坏适应算法与最佳适应算法相反，它在分配内存时选择最大的可用内存块。

这种策略试图保持较大的连续空闲内存块，以便满足大型请求。

然而，最坏适应算法可能导致大量空间浪费，并需要较长的搜索时间。

这些内存分配算法都有各自的优缺点。

在实际的操作系统实现中，可能会根据需求和上下文使用多种算法的组合来优化内存管理。

《操作系统》实验二一、实验目的本实验旨在加深对操作系统基本概念和原理的理解，通过实际操作，提高对操作系统设计和实现的认知。

通过实验二，我们将重点掌握进程管理、线程调度、内存管理和文件系统的基本原理和实现方法。

二、实验内容1、进程管理a.实现进程创建、撤销、阻塞、唤醒等基本操作。

b.设计一个简单的进程调度算法，如轮转法或优先级调度法。

c.实现进程间的通信机制，如共享内存或消息队列。

2、线程调度a.实现线程的创建、撤销和调度。

b.实现一个简单的线程调度算法，如协同多任务（cooperative multitasking）。

3、内存管理a.设计一个简单的分页内存管理系统。

b.实现内存的分配和回收。

c.实现一个简单的内存保护机制。

4、文件系统a.设计一个简单的文件系统，包括文件的创建、读取、写入和删除。

b.实现文件的存储和检索。

c.实现文件的备份和恢复。

三、实验步骤1、进程管理a.首先，设计一个进程类，包含进程的基本属性（如进程ID、状态、优先级等）和操作方法（如创建、撤销、阻塞、唤醒等）。

b.然后，实现一个进程调度器，根据不同的调度算法对进程进行调度。

可以使用模拟的方法，不需要真实的硬件环境。

c.最后，实现进程间的通信机制，可以通过模拟共享内存或消息队列来实现。

2、线程调度a.首先，设计一个线程类，包含线程的基本属性（如线程ID、状态等）和操作方法（如创建、撤销等）。

b.然后，实现一个线程调度器，根据不同的调度算法对线程进行调度。

同样可以使用模拟的方法。

3、内存管理a.首先，设计一个内存页框类，包含页框的基本属性（如页框号、状态等）和操作方法（如分配、回收等）。

b.然后，实现一个内存管理器，根据不同的内存保护机制对内存进行保护。

可以使用模拟的方法。

4、文件系统a.首先，设计一个文件类，包含文件的基本属性（如文件名、大小等）和操作方法（如创建、读取、写入、删除等）。

b.然后，实现一个文件系统管理器，包括文件的存储和检索功能。

操作系统实验报告三存储器管理实验操作系统实验报告三：存储器管理实验一、实验目的本次存储器管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储器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的算法，以及页面置换算法的工作过程和性能特点，从而提高对操作系统资源管理的认识和实践能力。

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1、内存分配与回收算法实现首次适应算法（First Fit）最佳适应算法（Best Fit）最坏适应算法（Worst Fit）2、页面置换算法模拟先进先出页面置换算法（FIFO）最近最久未使用页面置换算法（LRU）时钟页面置换算法（Clock）四、实验原理1、内存分配与回收算法首次适应算法：从内存的起始位置开始，依次查找空闲分区，将第一个能够满足需求的空闲分区分配给进程。

最佳适应算法：在所有空闲分区中，选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。

最坏适应算法：选择空闲分区中最大的分区进行分配。

2、页面置换算法先进先出页面置换算法：选择最早进入内存的页面进行置换。

最近最久未使用页面置换算法：选择最近最长时间未被访问的页面进行置换。

时钟页面置换算法：给每个页面设置一个访问位，在页面置换时，从指针指向的页面开始扫描，选择第一个访问位为0 的页面进行置换。

五、实验步骤1、内存分配与回收算法实现定义内存分区结构体，包括分区起始地址、大小、是否已分配等信息。

实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。

编写测试程序，创建多个进程，并使用不同的算法为其分配内存，观察内存分配情况和空闲分区的变化。

2、页面置换算法模拟定义页面结构体，包括页面号、访问位等信息。

实现先进先出页面置换算法、最近最久未使用页面置换算法和时钟页面置换算法的函数。

编写测试程序，模拟页面的调入和调出过程，计算不同算法下的缺页率，比较算法的性能。

Lab2实验报告一、练习0:填写已有实验利用Understand中的Compare完成此练习。

二、练习1:实现firstfit连续物理内存分配算法大体思路：物理内存页管理器顺着双向链表进行搜索空闲内存区域，直到找到一个足够大的空闲区域，这是一种速度很快的算法，因为它尽可能少地搜索链表。

如果空闲区域的大小和申请分配的大小正好一样，则把这个空闲区域分配出去，成功返回;否则将该空闲区分为两部分，一部分区域与申请分配的大小相等，把它分配出去，剩下的一部分区域形成新的空闲区。

其释放内存的设计思路很简单，只需把这块区域重新放回双向链表中即可。

实现目标：重写default_init_memmap()，default_alloc_pages()，default_free_pages()函数。

具体细节：a)default_init_memmap()函数这个函数是用来初始化空闲页链表的。

主要有两个步骤：初始化每一个空闲页，计算空闲页的总数。

注意：1.使用头插法是因为地址是从低地址向高地址增长。

2.p->flags = 0语句已经将PG_reserved标志位置零。

b)default_alloc_pages()函数这个函数是用来分配空闲页的。

主要步骤如下：1.寻找足够大的空闲块1.1.如果找到了，重新设置标志位1.2.从空闲链表中删除此页1.3.判断空闲块大小是否合适1.3.1.如果不合适，分割页块1.3.2.如果合适则不进行操作1.4.计算剩余空闲页个数1.5.返回分配的页块地址备注：在参考答案中，我认为有些语句是冗余的，如图：验证：在第二次重置标志位前后，分别输出标志位的值，发现，flags 并没有发生变化。

然后将这两句话注释，编译后运行，依旧可以得到正确答案。

所以我认为这两句话是没有必要的。

c)default_free_pages()函数这个函数的作用是释放已经使用完的页，把他们合并到freelist中。

操作系统分配算法例题假设有三个进程需要使用内存，它们的空间需求分别是100KB，200KB和300KB。

现在可用的内存大小为600KB。

请使用以下三种操作系统分配算法中的一种来分配内存：1.首次适应算法（First Fit）2.最佳适应算法（Best Fit）3.最坏适应算法（Worst Fit）假设我们使用首次适应算法（First Fit）：- 进程1需要100KB内存，可用内存起始地址是0。

- 进程1被放置在0-99的内存区域。

- 进程2需要200KB内存，剩余内存起始地址是100。

- 进程2被放置在100-299的内存区域。

- 进程3需要300KB内存，剩余内存大小不足，无法分配空间。

- 因此，无法分配完整的内存，分配失败。

假设我们使用最佳适应算法（Best Fit）：- 进程1需要100KB内存，可用内存大小有4个区域：0-99、100-199、200-299和300-399。

- 进程1被放置在0-99的内存区域。

- 进程2需要200KB内存，可用内存大小有2个区域：100-299和300-399。

- 进程2被放置在100-299的内存区域。

- 进程3需要300KB内存，可用内存大小有1个区域：300-599。

- 进程3被放置在300-599的内存区域。

- 因此，所有进程都被成功分配了内存。

假设我们使用最坏适应算法（Worst Fit）：- 进程1需要100KB内存，可用内存大小为0-599。

- 进程1被放置在300-399的内存区域。

- 进程2需要200KB内存，可用内存大小有2个区域：0-99和400-599。

- 进程2被放置在400-599的内存区域。

- 进程3需要300KB内存，只有0-99和100-299区域的大小大于等于300KB。

- 进程3被放置在0-299的内存区域。

- 因此，所有进程都被成功分配了内存。

综上所述，不同的分配算法可能会产生不同的结果。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的算法，以最大化内存利用率和系统性能。

操作系统的几种内存管理方法在计算机系统中，内存管理是操作系统的一项重要任务。

内存管理的目的是为了实现内存的分配、回收和保护等操作，以方便应用程序的运行。

在操作系统的发展历程中，出现了多种内存管理方法，包括连续分配、离散分配、虚拟内存等。

下面，我们将分别介绍这几种内存管理方法的特点和应用。

一、连续分配法连续分配法是指进程在运行时，将自己需要的内存空间一次性分配出去，并占用连续的内存区域。

这种方法的优点是简单，易于实现，但是缺点也很明显，那就是浪费内存资源。

因为在使用内存的过程中，可能会出现内存碎片的情况，导致大量的内存资源无法被有效地利用。

连续分配法有以下几种实现方式：1. 首次适应算法首次适应算法（First Fit）是指在内存中寻找第一个大小合适的空间来进行内存分配的方式。

这种方式具有简单、快速的优点，但是如果内存中存在大量的小碎片，就会影响分配效率，同时也容易造成内存空间的浪费。

2. 循环首次适应算法循环首次适应算法（Next Fit）是指在内存中从上次分配的位置开始寻找空余内存来进行分配的方式。

这种方式相较于首次适应算法，会遍历所有的空余内存，从而最大化地利用内存资源。

但是每次查找的速度较慢，而且可能会出现较严重的内存碎片问题。

3. 最佳适应算法最佳适应算法（Best Fit）是指在内存中查找最小匹配的空间进行分配的方式。

这种方式能够有效地避免内存浪费的问题，但是需要对内存进行频繁的重新排序，因此效率并不高。

二、离散分配法离散分配法是指将内存空间分割成多个较小的部分，每个部分都可以独立地进行内存分配或回收操作。

这种方法能够充分地利用内存资源，同时也能够避免内存碎片的问题。

离散分配法有以下几种实现方式：1. 邻接空闲分区算法邻接空闲分区算法（Buddy System）是指将内存空间划分成可用大小为2的n次幂的块，每个块都对应独立的内存分配列表。

当需要分配内存时，只需查找对应大小的内存块即可，这种方式能够快速地进行内存分配和回收操作。

四种分区算法得原理
分区算法是指在操作系统中用于管理存储空间的一种技术，它将存储空间分割成不同的分区，以便于管理和利用。

常见的四种分区算法包括首次适应算法（First Fit）、最佳适应算法（Best Fit）、最差适应算法（Worst Fit）和循环首次适应算法（Next Fit）。

首次适应算法（First Fit）是指在分配内存空间时，从内存空间的起始位置开始查找，找到第一个大小大于等于所需空间的空闲分区进行分配。

这种算法简单直观，但可能会导致碎片化问题，因为较小的空闲分区可能无法被充分利用。

最佳适应算法（Best Fit）则是在分配内存空间时，从所有满足大小要求的空闲分区中选择最小的一个进行分配。

这种算法可以最大限度地减少碎片化，但可能会导致空闲分区的搜索时间较长。

最差适应算法（Worst Fit）与最佳适应算法相反，它在分配内存空间时选择最大的满足大小要求的空闲分区进行分配。

这种算法可以减少外部碎片，但同样可能导致空闲分区的搜索时间较长。

循环首次适应算法（Next Fit）是首次适应算法的一种改进，它从上一次分配结束的位置开始查找下一个符合要求的空闲分区进行分配。

这种算法可以减少搜索时间，但可能会导致内存空间的不均匀利用。

这四种分区算法各有优缺点，选择合适的算法取决于具体的应用场景和需求。

在实际应用中，需要根据系统的特点和性能要求来选择合适的分区算法，以实现对存储空间的高效管理和利用。

【操作系统】分区分配算法（⾸次适应算法、最佳适应算法）（C语⾔实现）【操作系统】分区分配算法（⾸次适应算法、最佳适应算法）（C语⾔实现）（编码⽔平较菜，写博客也只是为了个⼈知识的总结和督促⾃⼰学习，如果有错误，希望可以指出）今天测试，发现⼀点问题：1.最佳插⼊算法：对于插⼊的时候忘记修改temp.next.front的指向2.回收头节点的时候现在多了⼀种判断。

判断头节点的下⼀个是否为空。

对如果不为空⽽且后⾯的空闲的话，做出了处理。

原来则没有这⼀情况。

1.动态分区分配算法：为了实现动态分区分配，通常将系统中的空闲分区链接成⼀个链。

所谓顺序查找是指依次搜索空闲分区链上的空闲分区，去寻找⼀个⼤⼩能满⾜要求的分区。

--------计算机操作系统（第四版）2.动态分区算法主要包括四种：（1）.⾸次适应算法（first fit，FF）：要求，空闲分区链以地址递增的顺序链接。

每次从链⾸开始，直到找到第⼀个能满⾜要求的空闲分区为⽌。

简单来说，就是，每次都从第⼀个开始顺序查找，找到⼀块区域可以满⾜要求的。

优点：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，这为以后到达的⼤作业分配⼤的内存空间创造了条件。

缺点：低址部分不断被划分，会留下许多难以利⽤的，很⼩的空闲分区，称为碎⽚。

⽽每次查找⼜都是从低址部分开始的，这⽆疑⼜会增加查找可⽤空闲分区时的开销。

（2）.循环⾸次适应算法（next fit，NF）：与FF算法区别就是，不是每次都从⾸次开始，⽽是从上次找到的空闲分区的下⼀个空闲分区开始。

（第⼀次查找的话也是从⾸页开始）。

特点：能使内存中的空闲区分布得较均匀。

(3）.最佳适应算法（best，BF）：将所有空闲分区按照空闲分区容量⼤⼩从⼩到⼤的顺序连接起来，形成⼀个空闲分区链。

即，每次都是找空间容量不但可以满⾜要求的空闲区，⽽且该空闲分区的容量还要最接近要求的容量⼤⼩。

优点：每次分配给⽂件的都是最合适该⽂件⼤⼩的分区。

动态分区分配算法题目动态分区分配算法是操作系统中用来管理内存的一种方法。

它主要用于为进程（程序）分配内存空间，以便程序能够正常运行。

动态分区分配算法的目标是高效利用内存空间，并尽量减少内存碎片的产生。

内存碎片是指在内存中存在不连续的空闲内存块，无法满足大内存请求的情况。

动态分区分配算法能够有效地减少内存碎片的产生，提高内存的利用率。

以下是几种常见的动态分区分配算法及其参考内容：1. 首次适应算法（First Fit）：首次适应算法是最简单也是最常见的动态分区分配算法之一。

它按照内存空间的地址顺序查找第一个满足要求的空闲内存块，并将其分配给请求的进程。

参考内容可以包括算法的流程图，伪代码等。

2. 循环首次适应算法（Next Fit）：循环首次适应算法与首次适应算法类似，但是它从上次分配的位置开始搜索空闲内存块，一直循环搜索，直到找到满足要求的内存块。

参考内容可以包括算法的流程图，伪代码等。

3. 最佳适应算法（Best Fit）：最佳适应算法选择最小且能够满足内存请求的空闲内存块来进行分配。

这种算法的优势在于可以最大限度地减少内存碎片的产生，但是搜索最小空闲内存块的过程可能较慢。

参考内容可以包括算法的流程图，伪代码等。

4. 最坏适应算法（Worst Fit）：最坏适应算法选择最大的空闲内存块来进行分配。

这种算法的优势在于可以尽量避免大内存请求被拒绝，但是可能会产生较多的内存碎片。

参考内容可以包括算法的流程图，伪代码等。

5. 快速适应算法（Quick Fit）：快速适应算法是一种基于缓存的动态分区分配算法。

它将内存空间划分为若干个不同大小的块，每个块都保存了相应大小的空闲内存块的地址。

当需要分配内存时，算法会直接从对应大小的块中分配内存。

参考内容可以包括算法的实现细节，性能评估等。

以上是几种常见的动态分区分配算法的参考内容。

在实际应用中，选择合适的算法取决于系统的需求和性能要求。

算法的选择应该综合考虑内存碎片的产生、内存分配的效率以及算法的实现复杂度等因素。