C語言基本分頁存儲管理

1、操作系統(tǒng)實驗報告姓名：盧一一 學號：201607010209 學校：清華大學 專業(yè)：計算機科學與技術 班級：2008級2班基本分頁存儲管理實驗目的連續(xù)內存分配方式會形成許多“碎片”，雖然可以通過“緊湊”方法將許多碎片拼接成可用的大塊空間，但須為之付出很大開銷。如果允許將一個進程直接分散地裝入到許多不相鄰接的分區(qū)中，則無需再進行“緊湊”?；谶@一思想而產生了離散分配方式。如果離散分配的基本單位是頁，則稱為分頁存儲管理方式；如果離散分配的基本單位是段，則稱為分段存儲管理方式。在分頁存儲管理方式中，如果不具備頁面兌換功能，則稱為基本的分頁存儲管理方式，或稱為純分頁存儲管理方式，它不具備支持虛擬存儲器

2、的功能，它要求把每個作業(yè)全部裝入內存后方能運行。本實驗通過程序模擬操作系統(tǒng)的基本分頁存儲管理方式，進一步理解這一內存分配方式的原理和特點，加深對理論知識的掌握。實驗要求1、用C語言或Java語言編寫程序模擬操作系統(tǒng)對內存的基本分頁存儲管理方式2、程序要能正確對“內存”進行“分配”和“回收”，能接受用戶的輸入，顯示內存的分配情況，并有一定的容錯能力。3、每個人獨立按時完成實驗內容。實驗內容本實驗假定內存空間已經按塊劃分，目標程序無需關心內存塊大小等底層細節(jié)，只需按算法對內存塊進行分配即可。程序應該實現以下功能：1、內存初始化。假定內存塊共有N個，初始化后的內存空間應該有一部分已經被使用，這可以用

3、隨機數或程序內部的其他算法完成。2、程序應該能接受用戶輸入的進程信息，并為之分配內存，返回分配結果（成功或失敗），注意，此處應該考慮到不合法的輸入并進行相應處理。3、程序能回收用戶指定的進程所占用的內存空間，因此，程序可能需要為每個進程分配一個唯一的進程號并給出詳細的提示信息。4、能直觀合理地顯示內存分配情況。5、程序界面友好，便于操作和查看運行結果。實驗結果實驗總結基本分頁的思想是比較簡單的，而且實驗前老師已經給出了一種可行的數據結構來存儲程序中需要用到的數據，因此這個實驗在構思上是沒有多少難度的。由于程序中主要使用的是數組，操作起來比較方便，不像前兩個實驗需要用到大量的鏈表操作。在這次試驗

4、中，我主要遇到了以下一些問題：1、程序剛寫完時，記錄“內存”中的進程數的變量和當前剩余總內存的變量的值不正確，經檢查后發(fā)現是在結束進程時沒有同時更新這些數據。2、內存使用情況應該以哪種形式輸出以及輸出哪些信息。最終我選擇了盡可能詳細地輸出有用信息，通過空格、空行、對齊等手段盡力使輸出格式簡潔美觀。比如，在輸出每個進程的內存使用情況時，首先輸出該進程占用的總內存，然后以統(tǒng)一的對齊方式依次輸出各個內存塊編號。當然，對于不同的模塊輸出的信息也應該不一樣，比如，內存初始化結束后應該輸出哪個內存塊被占用了，否則無法判斷后續(xù)的內存分配是否正確，但在以后查看內存使用情況時則不必把所有已占用的內存塊輸出，因為

5、每個進程都會單獨把自己占用的內存塊顯示出來。為了達到這種效果，我使用了一個全局變量作為判斷依據，詳細情況見附錄中代碼。3、程序的容錯性。這是一個容易被忽略的問題。這個程序起初基本沒考慮這個問題，但在后來的調試過程中，逐漸加上了一些基本的容錯功能，比如用戶在結束某進程時，其輸入的進程號可能根本不存在，這時應該給出用戶出錯提示，并要求用戶重新輸入，但這里用了一個編程中不太推薦的方式：goto 語句。總體而言，這次實驗還是比較順利的，沒有遇到什么特別難解決的問題。通過自己編程模擬內存分配，我不僅加深了對這種內存管理方式的理解，也增強了C語言的編程能力。通過這幾次的實驗，我感覺手工寫一個幾百行的程序不

6、像以前那么困難了。附錄#include <stdio.h>#include <windows.h>#define N 100 / 共有100個內存塊int processNN+1; / 存放每個進程的頁表int blockN; / 內存塊狀態(tài)標志數組，0：空閑，1：使用int blockCount; / 記錄當前內存剩余空間int processCount; / 記錄當前進程數bool flag = true;void init();void output();bool createProcess();bool endProcess();void init()int i

7、, j;/ 初始化內存狀態(tài)標志數組for (i=0; i<N; i+)blocki = 0;for (i=0; i<20; i+)blockrand()%(N-1) = 1;blockCount = 0;for (i=0; i<N; i+)if (blocki = 0)blockCount+;/ 初始化存放進程的數組for (i=0; i<N; i+)processi0 = 0;for (j=1; j<N; j+)processij = -1;processCount = 0;printf("初始化結果如下：");output();flag =

8、 false;void output()printf("n內存總量：%d 塊, 已用空間：%d 塊, 剩余空間：%d 塊, 進程總數：%d 個n", N, N-blockCount, blockCount, processCount);if (flag && blockCount < N)printf("已使用的內存塊(%d)：n", N-blockCount);for (int k=0,count=0; k<N; k+)if (blockk = 1)printf("%2d ", k, +count);if

9、 (count = 15)putchar('n');count = 0;putchar('n');/ 輸出各進程占用內存詳細情況if (processCount > 0)printf("內存詳細使用情況如下：n");for (int i=0; i<N; i+)if (processi0 > 0)printf("進程號：%d n占用內存塊(%2d)：", i, processi0);for (int j=1,count=0; j<=processi0; j+)printf("%2d &quo

10、t;, processij, count+);if (count = 15)putchar('n');printf(" ");count = 0;putchar('n');elseprintf("當前內存無進程！n");/*/ 輸出空閑內存塊if (blockCount > 0)printf("空閑內存塊(%d)：n", blockCount);for (int k=0,count=0; k<N; k+)if (blockk = 0)printf("%2d ", k, +

11、count);if (count = 15)putchar('n');count = 0;putchar('n');*/putchar('n');bool createProcess()int pid, pages, k = 0;loop:printf("請輸入進程號(小于%d)和所需頁面數：", N);scanf("%d%d", &pid, &pages);if (pid > 99)printf("錯誤！進程號過大！n");goto loop;if (pages

12、> blockCount)return false;blockCount -= pages;processpid0 = pages;for (int i=1; i<=pages; i+) while (blockk=1 && k<100)k+;processpidi = k;blockk = 1;k+;processCount+;return true;bool endProcess()int pid, pages;if (processCount < 1)printf("當前內存沒有進程！nn");return false;prin

13、tf("當前內存中的進程有 %d 個， 進程號為：", processCount);for (int i=0; i<N; i+)if (processi0 > 0)printf("%2d ", i);putchar('n');printf("請輸入您要結束的進程號(小于%d)：", N);scanf("%d", &pid);pages = processpid0;if (pages = 0)printf("對不起！該進程不存在！n");return false

14、;for (int j=1; j<pages; j+)blockprocesspidj = 0;processpidj = -1;processpid0 = 0;processCount-;blockCount += pages;return true;void menu()int choice;while (true)printf("操作菜單：n");printf(" 1 -> 創(chuàng)建進程n 2 -> 結束進程n 3 -> 查看內存n 0 -> 退出程序n");printf("請輸入您要進行的操作：");scanf("%d", &choice);switch (choice)case 1: if (createProcess() printf("創(chuàng)建新進程成功！nn");elseprintf("抱歉！內存空間不足，創(chuàng)建新