内容发布更新时间 : 2025/1/11 18:44:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

操作系统实验报告

实验三：主存空间的分配与回收

一、 实验题目

采用可变式分区管理，使用首次或最佳适应算法实现主存的分配与回收

二、 实验内容

主存是中央处理机能直接存取指令和数据的存储器。能否合理而有效地使用主存，在很大程度上将影响到整个计算机系统的性能。本实验采用可变式分区管理，使用首次或最佳适应算法实现主存空间的分配与回收。要求采用分区说明表进行。

三、 实验目的

通过本次实验，帮助学生理解在可变式分区管理方式下，如何实现主存空间的分配与回收。

提示：

（1） 可变式分区管理是指在处理作业过程中建立分区，使分区大小正好适合作业的需要，

并且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量，查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需求量分割一部分给作业；若无，则作业等待。随着作业的装入、完成，主存空间被分割成许多大大小小的分区。有的分区被作业占用，有的分区空闲。例如，某时刻主存空间占用情况如图1所示。

表1 空闲区说明表 0 操作系统（10KB） 10K 20K 45K 65K 110K

256K

作业1（10KB） 作业4（25KB） 空闲区1（20KB） 作业2（45KB） 空闲区2（146KB） 起始地址 45K 110K 长度 20KB 146KB 状态 未分配 未分配 空表目

空表目 图1 主存空间占用情况

空表目 为了说明哪些分区是空闲的，可以用来装入

? ? ? 新的作业，必须要有一张空闲区说明表，如表1所示。

其中，起始地址指出各空闲区的主存起始地址，长度指出空闲区大小。 状态栏未分配指该栏目是记录的有效空闲区，空表目指没有登记信息。 由于分区个数不定，所以空闲区说明表中应有足够的空表目项，否则造成溢出，无法登记。 同样，再设一个已分配区表，记录作业或进城的主存占用情况。

（2） 当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空

闲区。有时找到的空闲区可能大于作业需求量，这时应该将空闲区一分为二。一个分给作业，另一个仍作为空闲区留在空闲区表中。为了尽量减少由于分割造成的碎片，尽可能分配低地址部分的空闲区，将较大空闲区留在高地址端，以利于大作业的装入。为此在空闲区表中，按空闲区首地址从低到高进行登记。为了便于快速查找，要不断地对表格进行紧缩，即让“空表目”项留在表的后部。其分配框图如图2所示。

开始申请XK主存J=0J=J+1查看第J个表目的登记项状态为“未分配”吗？Y等于置状态为“空表目将空表目向后移小于长度>=XK?大于长度＝长度－XK始址＝始址＋XKY作业等待NJ为空闲区说明表的最后一个表目?N登记已分配区表和空闲区表，输出系统中各数据结构的值。返回分配给作业的主存始址返回

（3）当一个作业执行完时，作业所占用的分区应归还给系统。在归还时要考虑相邻空闲区

图2 首次适应算法分配框图合并的问题。作业的释放区与空闲区的邻接分一下4种情况考虑： A．释放区下邻（低地址邻接）空闲区； B．释放区上邻（高地址邻接）空闲区； C．释放区上下都与空闲区邻接； D．释放区与空闲区不邻接。

首次适应算法回收框图如图3所示。

开始S=释放区始址L＝释放区长度查空闲区说明表N有与释放区的高地址邻接（上邻）的空闲区吗?YYL＝L＋上邻空闲区长度有与释放区下邻的空闲区吗?N在空闲区说明表中找一空闲表目登记：始址＝S长度＝L状态＝未分配按地址顺序调整和紧缩空闲区说明表Y有与释放区下邻的空闲区吗?N把上邻空闲区登记栏中的始址改为S，长度为L把上邻空闲区登记栏中的状态置为“空表目”，且将空表目向后调整把下邻空闲区登记栏中的长度改为：长度＝长度＋L有等待装入的作业吗？唤醒等待的作业并返回返回图3 首次适应算法回收框图

若采用最佳适应算法，则空闲区说明表中的空闲区按其大小排序。有关最佳适应算法的分配和回收框图由学生自己给出。

（4）请按首次（或最佳）适应算法设计主存分配和回收程序。以图1作为主存当前使用的基础，初始化空闲区和已分配区说明表的值。学生自己设计一个作业申请队列以及作业完成后的释放顺序，实现主存的分配与回收。把空闲区说明表的变化情况以及各作业的申请、释