实验四
实验四 可变分区存储管理方式的内存分配和回收
一．实验目的
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，熟悉可变分区存储管理的内存分配和回收。
二．实验属性
设计
三．实验内容
1．确定内存空间分配表；
2．采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收；
3．编写主函数对所做工作进行测试。
四．实验背景材料
实现可变分区的分配和回收，主要考虑的问题有三个：第一，设计记录内存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在设计的数据表格基础上设计内存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收算法。
首先，考虑第一个问题，设计记录内存使用情况的数据表格，用来记录空间区和作业占用的区域。
由于可变分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随内存分配和回收变动。总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在内存中的起始地址和长度。由于分配时空闲区有时会变成两个分区：空闲区和已分分区，回收内存分区时，可能会合并空闲分区，这样如果整个内存采用一张表格记录己分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。分配内存时查空闲区进行分配，然后填写己分配区表，主要操作在空闲区；某个作业执行完后，将该分区变成空闲区，并将其与相邻的空闲区合并，主要操作也在空闲区。由此可见，内存的分配和回收主要是对空闲区的操作。这样为了便于对内存空间的分配和回收，
就建立两张分区表记录内存使用情况，一张表格记录作业占用分区的“己分分区表”；一张是记录空闲区的“空闲区表”。这两张表的实现方法一般有两种：一种是链表形式，一种是顺序表形式。在实验中，采用顺序表形式，用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定，所以无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数。
“已分分区表”的结构定义
#define  n  10  //假定系统允许的最大作业数量为n
struct
{ float address; //已分分区起始地址
float length; //已分分区长度、单位为字节
int flag; //已分分区表登记栏标志，“0”表示空栏目，实验中只支持一个字符的作业名
}used_table[n]; //已分分区表
“空闲区表”的结构定义
#define  m  10  //假定系统允许的空闲区最大为m
struct
{ float address; //空闲区起始地址
float length; //空闲区长度、单位为字节
int flag; //空闲区表登记栏标志，“0”表示空栏目，“1”表示未分配
}used_table[n]; //空闲区表
第二，在设计的数据表格基础上设计内存分配。
装入一个作业时，从空闲区表中查满足作业长度的未分配区，如大于作业，空闲区划分成两个分区，一个给作业，一个成为小空闲分区。
实验中内存分配的算法采用“最优适应”算法，即选择一个能满足要求的最小空闲分区。可变
分区方式的内存分配流程如图。
第三，在设计的数据表格基础上设计内存回收问题。内存回收时若相邻有空闲分区则合并空闲区，修改空闲区表。
可变分区方式的内存回收流程如图。
五．实验报告
1．写出你编写的C语言程序。
2．描述可变分区存储管理的算法和思路。
3．总结体会可变分区存储管理方法。
六、参考程序
#define n 10  //假定系统允许的最大作业数量为n
#define m 10  //假定系统允许的空闲区最大为m
#define minisize 100
struct
{ float address;  //已分分区起始地址
float length;    //已分分区长度、单位为字节
int flag;        //已分分区表登记栏标志，“0”表示空栏目，实验中只支持一个字符的作业名
}used_table[n];  //已分分区表
struct
{ float address;    //空闲区起始地址
float length;        //空闲区长度、单位为字节
int flag;            //空闲区表登记栏标志，“0”表示空栏目，“1”表示未分配
}used_table[n];      //空闲区表
allocate(J,xk)  //采用最优分配算法分配xk大小的空间
char J;
float xk;
{int i,k;
float ad;
k=-1;
for(i=0;i<m;i++)  //寻空间大于xk的最小空闲区登记项
  if(free_table[i].length>=xk&&free_table[i].flag==1)
    if(k==-1||free_table[i].length<free_table[k].length)
      k=i;
if(k==-1)                      //未到空闲区，返回
{printf("无可用的空闲区\n"); 
  return;
}
/
/到可用空闲区，开始分配；若空闲区大小与要求分配的空间差小于minisize大小，则空闲区全部分配；
//若空闲区大小与要求分配的空间差大于minisize大小，则从空闲区划分一部分分配
if(free_table[k].length-xk<=minisize)
{free_table[k].flag=0;
  ad=free_table[k].address;
  xk=free_table[k].length;
}
else
  {free_table[k].length=free_table[k].length-xk;
  ad=free_table[k].address+free_table[k].length;
  }       
//修改已分配区表
  i=0;
while(used_table[i].flag!=0&&i<n)  //寻空表目
  i++;
if(i>=n)                          //无表目填写已分分区
{printf("无表目填写以分分区，错误\n");
  if(free_table[k].flag==0)          //前面到的是整个空闲区
    free_table[k].flag=1;
  else                                //前面到的是某个空闲区的一部分
    free_table[k].length=free_table[k].length+xk;
  return;
}
else                                //修改已分配区表                     
{used_table[i].address=ad;
  used_table[i].length=xk;
  used_table[i].flag=J;
}
return;
}//内存分配函数结束
reclaim(J)      //回收作业名为J的作业所占的内存空间
char J:
{int i,k,j,s,t;
float S,L;
//寻已分分区表中对应的登记项
S=0;
while((used_table[S].flag!=J||used_table[S].flag==0)&&S<n)
  S++;
if(S>=n)                  //在已分分区表中不到名字为J的作业
{printf("不到该作业\n");
  return;
}
//修改已分分区表
used_table[S].flag=0;
//取得归还分区的起始地址S和长度L
S=used_table[S].address;
tabletotal函数 L=used_table[S].length;

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