模擬動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理中地址轉(zhuǎn)換

1、 模擬動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理中地址轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钊肓私鈩?dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式的內(nèi)存分配以及地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)隨機(jī)產(chǎn)生進(jìn)程的個(gè)數(shù)及需要的空間，當(dāng)某進(jìn)程提出申請(qǐng)空間的大小后，顯示能否滿(mǎn)足申請(qǐng)，以及為該進(jìn)程分配資源后有關(guān)地址轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能需求分析系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的管理和控制通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分區(qū)說(shuō)明表進(jìn)行，分區(qū)說(shuō)明表說(shuō)明各分區(qū)號(hào)、分區(qū)大小、起始地址和是否是空閑區(qū)（分區(qū)狀態(tài)）。內(nèi)存的分配釋放、存儲(chǔ)保護(hù)以及地址變換等都通過(guò)分區(qū)說(shuō)明表進(jìn)行。地址映射：把程序中的相對(duì)地址（或邏輯地址）轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的絕對(duì)地址（物理地址）。動(dòng)態(tài)分區(qū)的基本思想：在作業(yè)執(zhí)行前并不直接建立分區(qū)，分區(qū)的建立是在作業(yè)的處理過(guò)程中進(jìn)行的，且其大小可

2、隨作業(yè)或進(jìn)程對(duì)內(nèi)存的要求而改變。在系統(tǒng)初啟時(shí)，除了操作系統(tǒng)中常駐內(nèi)存部分之外，只有一個(gè)空閑分區(qū)。隨后，分配程序?qū)⒃搮^(qū)依次劃分給調(diào)度選種的作業(yè)或進(jìn)程。隨著進(jìn)程的執(zhí)行，會(huì)出現(xiàn)一系列的分配和釋放。比如在某一時(shí)刻，一進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束并釋放內(nèi)存之后，管理程序又要為另兩個(gè)進(jìn)程分配內(nèi)存。如果分配的空閑區(qū)比所要求的大，則管理程序?qū)⒃摽臻e區(qū)分為兩個(gè)部分，其中一部分成為已分配區(qū)而另一部分成為一個(gè)新的小空閑區(qū)動(dòng)態(tài)地址重定位：是在程序執(zhí)行過(guò)程中，在CPU訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存之前，將要訪(fǎng)問(wèn)的程序或數(shù)據(jù)地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址。地址重定位機(jī)構(gòu)需要一個(gè)（或多個(gè)）基地址寄存器BR和一個(gè)（或多個(gè)）程序虛擬地址寄存器VR。指令或數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址MA與虛

3、擬內(nèi)存的關(guān)系為MA=（BR）+（VR）。地址轉(zhuǎn)換的原因：當(dāng)程序從外存進(jìn)入內(nèi)存時(shí)，原來(lái)的相對(duì)地址已經(jīng)不能反映程序在內(nèi)存中的實(shí)際地址了，因?yàn)槌绦蛟谘b入內(nèi)存的過(guò)程中，它的裝入地址不是由程序來(lái)選擇的，而是由當(dāng)前可用內(nèi)存的實(shí)際情況來(lái)決定的，所以說(shuō)，用程序地址編寫(xiě)的程序一旦送入內(nèi)存，其程序地址和內(nèi)存物理地址之間就存在一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。為使程序正常運(yùn)行，需要將這種對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)施地址變換。動(dòng)態(tài)創(chuàng)建分區(qū)：在裝入程序和其執(zhí)行過(guò)程中通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)都進(jìn)行隨機(jī)分配內(nèi)存大小。程序的名字空間、地址空間和存儲(chǔ)空間之間的關(guān)系存儲(chǔ)空間開(kāi)發(fā)平臺(tái)系統(tǒng):Windowsxp環(huán)境開(kāi)發(fā)工具:VC編程語(yǔ)言:C+系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)內(nèi)存初始分配情況：voi

4、dinit()/鏈表初始化，只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)head=newtable;head-start=1;head-length=memory;head-state=false;head-next=NULL;boolfenpei(table*p)/分配進(jìn)程boolfenpei(table*p)/分配進(jìn)程動(dòng)態(tài)重定位過(guò)程：設(shè)置基地址寄存器BR，虛擬地址寄存器VR。將程序段裝入內(nèi)存，且將其站用的內(nèi)存區(qū)首地址送BR中。在程序段執(zhí)行過(guò)程中，將所要訪(fǎng)問(wèn)的虛擬地址送入VR中。地址變換機(jī)構(gòu)把VR和BR的內(nèi)容相加，得到實(shí)際訪(fǎng)問(wèn)的物理地址。01410141內(nèi)存空間虛擬空間內(nèi)存空間動(dòng)態(tài)分區(qū)時(shí)采用最先適應(yīng)算法：該算法要求可用表或

5、自由鏈按起始地址遞增的次序排列，從所找到的分區(qū)中化出所要求的內(nèi)存長(zhǎng)度分配給用戶(hù)，并把余下的部分進(jìn)行合并（如有相鄰空閑區(qū)存在）后留在可用表中，但要修改其相應(yīng)的表項(xiàng)。如圖：返回分配起始地址該空閑區(qū)長(zhǎng)度三？表目查完?該空閑區(qū)長(zhǎng)度=SIZE?從該空閑區(qū)中截取所需大小，修改調(diào)整可用表從空閑區(qū)表的第一表目順序表從可用表中移去該表目，調(diào)整可用表返回分配起始地址該空閑區(qū)長(zhǎng)度三？表目查完?該空閑區(qū)長(zhǎng)度=SIZE?從該空閑區(qū)中截取所需大小，修改調(diào)整可用表從空閑區(qū)表的第一表目順序表從可用表中移去該表目，調(diào)整可用表取下一表項(xiàng)無(wú)法分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：#defineN10/最大進(jìn)程數(shù)#definema10/每個(gè)進(jìn)程的最大容

6、量#definememory100/整個(gè)內(nèi)存大小structtable/已分配的或未分配的intstart;/進(jìn)程起始地址intlength;/進(jìn)程大小boolstate;/是否分配false:未分配true:已分配table*next;intn;/實(shí)際的進(jìn)程數(shù)intbr;intvr;table*head;/headintrandom(inta,intb)/產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)從a到bunsignedintseedVal;structtimebtimeBuf;ftime(&timeBuf);seedVal=(unsignedint)timeBuf.time&0 xFFFF)+(unsignedint)t

7、imeBlitm廠(unsignedint)timeBlitm);srand(unsignedint)seedVal);intx=a+rand()%b-a+1;Sleep(10);returnx;voidfangwen(intbr,intvr)/模擬訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存cout正在訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存中.；Sleep(800);cout.；Sleep(800)；cout.；Sleep(800)；coutendl；for(intindex=0；index!=N；+index)br=random(1,N)；vr=random(1,ma)；cout用戶(hù)程序正試圖訪(fǎng)問(wèn)第br個(gè)進(jìn)程空間中的第vr個(gè)單元l

8、ength=random(1,ma);if(fenpei(t)cout內(nèi)存分配成功!endl;elsecout內(nèi)存分配失?。ndl;運(yùn)行結(jié)果與運(yùn)行情況分析由于產(chǎn)生的最大進(jìn)程數(shù)為5，不存在第6個(gè)進(jìn)程數(shù)，因此在訪(fǎng)問(wèn)第6個(gè)進(jìn)程時(shí)發(fā)生BR越界。由于第5個(gè)進(jìn)程被分配的內(nèi)存為3個(gè)單元，因此不存在第5個(gè)單元，在訪(fǎng)問(wèn)該進(jìn)程的第5個(gè)單元時(shí)發(fā)生VR越界。由于產(chǎn)生的最大進(jìn)程數(shù)為3，不存在第8個(gè)進(jìn)程數(shù)，因此在訪(fǎng)問(wèn)第6個(gè)進(jìn)程時(shí)發(fā)生BR越界。自我評(píng)價(jià)與總結(jié)通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)我深刻理解到，動(dòng)態(tài)分區(qū)分配是根據(jù)進(jìn)程的實(shí)際需要?jiǎng)討B(tài)的為之分配內(nèi)存空間，在實(shí)現(xiàn)可變分區(qū)分配時(shí)，將涉及到分區(qū)分配中所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分區(qū)分配算法和分區(qū)的分配操作

9、這樣三個(gè)問(wèn)題。而地址轉(zhuǎn)換也就是地址重定位包括靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位。內(nèi)存地址的集合稱(chēng)為內(nèi)存空間或物理空間。內(nèi)存中，每一個(gè)存儲(chǔ)單元都與相應(yīng)的成為內(nèi)存地址的編號(hào)相對(duì)應(yīng)。而把虛擬空間中已經(jīng)鏈接和劃分好的內(nèi)容裝如內(nèi)存，并將虛擬地址映射為內(nèi)存地址的問(wèn)題就稱(chēng)之為重定位或地址映射。雖然上述的這些概念通過(guò)課本以及課堂上老師的講解早已知道，但這“知道”并不是弄懂并理解透徹了，而通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)才真正有了深刻的體會(huì)。本次實(shí)驗(yàn)我認(rèn)為程序的運(yùn)行結(jié)果很清楚明了的反映了隨機(jī)產(chǎn)生進(jìn)程以及內(nèi)存分配的過(guò)程以及BR和VR越界的處理。然而由于我前面對(duì)面有關(guān)方面的知識(shí)掌握不夠牢固以及C對(duì)+編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)和實(shí)際運(yùn)用的匱乏，此次的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有預(yù)期的完美。首先，我本打算把每個(gè)進(jìn)程進(jìn)程編號(hào)，但考慮后續(xù)操作的復(fù)雜也就沒(méi)有實(shí)施；再次，此次實(shí)驗(yàn)要求顯示為該進(jìn)程分配資源后有關(guān)地址轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，