存儲(chǔ)管理—動(dòng)態(tài)異長(zhǎng)存儲(chǔ)資源分配算法

1、存儲(chǔ)管理動(dòng)態(tài)異長(zhǎng)存儲(chǔ)資源分配算法一、設(shè)計(jì)目的理解動(dòng)態(tài)異長(zhǎng)存儲(chǔ)分區(qū)資源管理，掌握所需數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管理程序，了解各種存儲(chǔ)分配算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）分析UNIX最先適應(yīng)（First Fit,FF）存儲(chǔ)分配算法，即map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)分配函數(shù)malloc()和存儲(chǔ)釋放函數(shù)mfree()，找出與算法有關(guān)的成分。(2) 修改上述與算法有關(guān)的成分，使其分別體現(xiàn)BF（Best Fit,最佳適應(yīng)）分配原則和WF(Worst Fit，最環(huán)適應(yīng))分配原則。三、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備（理論、技術(shù)）1.最先適應(yīng)（First Fit，F(xiàn)F）算法指對(duì)于存儲(chǔ)申請(qǐng)命令，選取滿足申請(qǐng)長(zhǎng)度要求且起始地址最小的空閑區(qū)域。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以

2、將系統(tǒng)中所有的空閑區(qū)域按照起始地址由小到大的次序依次記錄于空閑區(qū)域表中。當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)存儲(chǔ)空間時(shí)，系統(tǒng)由表的頭部開(kāi)始查找，取滿足要求的第一個(gè)表目。如果表目所對(duì)應(yīng)的區(qū)域長(zhǎng)度恰好與申請(qǐng)的區(qū)域長(zhǎng)度相同，則將該區(qū)域全部分配給申請(qǐng)者，否則將該區(qū)域分割為兩部分，一部分的長(zhǎng)度與申請(qǐng)長(zhǎng)度相同，將其分配給申請(qǐng)者；另一部分的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)度與分配長(zhǎng)度之差，將其記錄在空閑區(qū)域表中2.最佳適應(yīng)（Best Fit，BF）算法是為了克服最先適應(yīng)算法缺點(diǎn)提出的。它在分配時(shí)取滿足申請(qǐng)要求且長(zhǎng)度最小的空間區(qū)域。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以將系統(tǒng)中所有的空閑區(qū)域按照長(zhǎng)度由小到大的次序依次記錄于空閑區(qū)域表中。當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)存儲(chǔ)空間時(shí)，系統(tǒng)由表的頭部開(kāi)始查找

3、，取滿足要求的第一個(gè)表目。3.最壞適應(yīng)（Worst Fit，WF）算法是為了克服最佳適應(yīng)算法的缺點(diǎn)而提出的。它在分配時(shí)取滿足申請(qǐng)要求且長(zhǎng)度最大的空閑區(qū)域。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以將系統(tǒng)中所有的空閑區(qū)域按照長(zhǎng)度由小到大的次序依次記錄于空閑區(qū)域表中。當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)存儲(chǔ)空間時(shí)，取第一個(gè)表目。4.程序設(shè)計(jì)技術(shù)分析按題目題目首先對(duì)存儲(chǔ)分配表進(jìn)行初始化；然后對(duì)用戶輸入的請(qǐng)求和釋放，按照動(dòng)態(tài)更新存儲(chǔ)分配表，并將每次更新之后的存儲(chǔ)分配表在屏幕上顯示出來(lái)動(dòng)態(tài)分區(qū)分配需要解決三個(gè)問(wèn)題：A.對(duì)于請(qǐng)求表中的要求內(nèi)存長(zhǎng)度，從可用表或自由鏈尋找出合適的空閑區(qū)域分配程序。B.分配空閑區(qū)后更新自由鏈或可用表。C.進(jìn)程或作業(yè)釋放內(nèi)存資源時(shí)，

4、合并相鄰空閑區(qū)并刷新可用表。四、設(shè)計(jì)過(guò)程（設(shè)計(jì)思想、代碼實(shí)現(xiàn)）1.設(shè)計(jì)思想(1)分析最先適應(yīng)算法，定義map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；設(shè)置整形變量存儲(chǔ)存儲(chǔ)資源表信息struct mapint m_addr;int m_size;(2) 分析UNIX最先適應(yīng)存儲(chǔ)分配算法編寫(xiě)最佳適應(yīng)算法BF_malloc()；遍歷鏈表，取滿足申請(qǐng)要求且長(zhǎng)度最小的空間區(qū)域for(bpp=bp;bpp->m_size;bpp+)/最佳適應(yīng)if(bpp->m_size>=size&&bpp->m_size<s)a=bpp->m_addr;s=bpp->m_size;bp=bpp

5、;(3)根據(jù)最好適應(yīng)算法編寫(xiě)最壞適應(yīng)算法WF_malloc()，主要代碼如下：for(bpp=bp;bpp->m_size;bpp+)/最壞適應(yīng)if(bpp->m_size>s)a=bpp->m_addr;s=bpp->size;bp=bpp;(4)存儲(chǔ)釋放函數(shù)mfree();被釋放的存儲(chǔ)區(qū)域與前合并條件:if(bp>mp&&(bp-1)->m_addr+(bp-1)->m_size=a)與后合并條件:if(a+size=bp->m_addr&&bp->m_size)無(wú)合并條件:if(size)(5)s

6、howMap()方法顯示存儲(chǔ)資源表； (6)存儲(chǔ)分配表進(jìn)行初始化方法init()2.代碼實(shí)現(xiàn)#ifdef HAVE_CONFIG_H#include<config.h>/分配布局函數(shù)#endif#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#define MAPSIZE 100struct map/存儲(chǔ)資源表結(jié)構(gòu)int m_addr;int m_size;struct map mapMAPSIZE;/存儲(chǔ)資源表/BF存儲(chǔ)分配函數(shù)int BF_malloc(struct map *mp

7、,int size)register int a,s;register struct map *bp,*bpp;for(bp=mp;bp->m_size;bp+)if(bp->m_size>=size)a=bp->m_addr;s=bp->m_size;for(bpp=bp;bpp->m_size;bpp+)/最佳適應(yīng)if(bpp->m_size>=size&&bpp->m_size<s)a=bpp->m_addr;s=bpp->m_size;bp=bpp;bp->m_addr+=size;if(bp

8、->m_size-=size)=0)dobp+;(bp-1)->m_addr=bp->m_addr;while(bp-1)->m_size=bp->m_size)return(a);return(1);/WF存儲(chǔ)分配函數(shù)int WF_malloc(struct map *mp,int size)register int a,s;register struct map *bp,*bpp;for(bp=mp;bp->m_size;bp+)if(bp->m_size>=size)a=bp->m_addr;s=bp->m_size;for(b

9、pp=bp;bpp->m_size;bpp+)/最壞適應(yīng)if(bpp->m_size>s)a=bpp->m_addr;s=bpp->size;bp=bpp;bp->m_addr+=size;if(bp->size-=size)=0)dobp+;(bp-1)->m_addr=bp->m_addr;while(bp-1)->m_size=bp->m_size);return(a);return(-1);/存儲(chǔ)釋放函數(shù)void mfree(struct map *mp,int aa,int size)register struct m

10、ap *bp;register int t;register int a;a=aa;for(bp=mp;bp->m_addr<=a&&bp->m_size!0;bp+)if(bp>mp&&(bp-1)->m_addr+(bp-1)->m_size=a)/與前合并(bp-1)->m_size+=size;(bp-1)->m_size+=bp->m_size;while(bp->m-size)bp+;(bp-1)->m_addr=bp->m_addr;(bp-1)->m_size=bp-&

11、gt;size;elseif(a+size=bp->m_addr&&bp->m_size)/與后合并bp->m_addr-=size;bp->m_size+=size;else if(size)do/無(wú)合并t=bp->m_addr;bp->m_addr=a;a=t;t=bp->m_size;bp->m_size=size;bp+;while(size=t);void init()/初始化該鏈表的指針struct map *bp;int addr,size;int i=0;bp=map;cout<<"pleas

12、e input starting addr and total size"<<endl;cin>>addr>>size;bp->m_addr=addr;bp->m_size=size;(+bp)->m_size=0;/表尾void showMap()/顯示存儲(chǔ)資源表int i=0;struct map *bp;bp=map;cout<<"nCurrent memory map."<<endl;while(bp->m_size!=0)cout<<"<&qu

13、ot;<<bp->m_addr<<"tt"<<bp->m_size<<">"<<endl;bp+;printf("n");void main()int a,s;/地址，表長(zhǎng)int c;/選擇算法int i;/選擇需求init();cout<<"Please input,b for BF,w for WF:"<<endl;cin>>c;doshowMap();cout<<"Pleas

14、e input,1 for request,2 for release,0 for exit:"<<endl;cin>>i;switch(i)case 1:cout<<"Please input size"<<endl;cin>>s;if(c='b')a=BF_malloc(map,s);elsea=WF_malloc(map,s);if(a=-1)cout<<"request can't be satisfied"<<endl;else

15、cout<<"alloc memory at address:"<<a<<"size:"<<s<<endl;break;case 2:cout<<"Please input addr and size"<<endl;cin>>a>>s;mfree(map,a,s);break;case 0:exit(0);while(1);五、設(shè)計(jì)結(jié)果并分析根據(jù)提示輸入存儲(chǔ)資源表地址和表長(zhǎng);測(cè)試數(shù)據(jù)：0，100；選擇適應(yīng)算法：最好適應(yīng)算法輸入b，最壞適應(yīng)算法輸入w；測(cè)試數(shù)據(jù)：b初始化存儲(chǔ)資源表；顯示地址和表長(zhǎng)<0100>選擇要求1.請(qǐng)求，2.釋放，0.退出；測(cè)試數(shù)據(jù)：1；輸入表長(zhǎng)；測(cè)試數(shù)據(jù)：20；分配存儲(chǔ)器地址，長(zhǎng)度；測(cè)試數(shù)據(jù)：0，20；顯示更新之后的存儲(chǔ)分配表繼續(xù)選擇要求；測(cè)試數(shù)據(jù)：1；輸入表長(zhǎng)；測(cè)試數(shù)據(jù)：15；分配存儲(chǔ)器地址，長(zhǎng)度；測(cè)試數(shù)據(jù)：20，15；顯示更新之后的存儲(chǔ)分配表如圖所示：繼續(xù)選擇要求；測(cè)試數(shù)據(jù)：2；輸入地址和表長(zhǎng)；測(cè)試數(shù)據(jù)16，1