操作系统原理与实验——实验九分页式存储

实验指南

运行环境：

Dev c++

算法思想：

本实验模拟分页存储管理，对于需要分配资源的作业，预先申请空间，内存空间满足要求，进行内存分配并插入作业链表，打印该作业页表信息与系统内存信息。对于需要回收资源的作业，若能再作业链表中找到该作业，进行内存释放并从作业链表中删除，最后打印系统内存信息。

关键数据结构定义：

int sc[MAX][MAX]= {0};//系统内存

int MemorySize;//系统内存大小

int WordLength;//字长

int WordNum;//页数

int BlockSize;//物理块

int BlockNum;//一个物理块的大小

int UsingBolckNum;

int AvailableBlockNum;

//作业节点

typedef struct link_node

{

    char name[10];//作业名

    int size[MAX][MAX];//作业页表

    struct link_node *next;

} node;

程序框架：

//函数名：OperationChoice       函数参数：无

int OperationChoice()

{

//函数功能：打印操作菜单，选择需要进行的操作

}

//函数名：print       函数参数：无

void print()

{

//函数功能：打印系统内存信息

}

//函数名：allocate    函数参数：head（作业链表的第一个节点）

node* allocate(node *head)

{

//函数功能：建立作业节点，判断是否可以分配，可以进行下一步，进行内存分配，插         入作业链表，打印该作业的页表信息，打印系统内存信息

}

//函数名：recycle        函数参数：head（作业链表的第一个节点）

node* recycle(node *head)

{

//函数功能：找到待回收的作业节点，释放内存，从作业链表中删除，打印系统内存信息

}

//函数名：initMemory       函数参数：无

void initMemory(){

//函数功能：定义内存大小，字长与物理块大小，初始化系统内存，打印系统内存信息

}

//函数名：Apply          函数参数：无

void Apply()

{

    initMemory();

    while(1)

    {

        int c;

        c=OperationChoice();

        switch(c)

        {

        case 1:

            head=allocate(head);

            break;

        case 2:

            head=recycle(head);

            break;

        case 0:

            return ;

        }

    }

}

int main()

{

    Apply();

    return 0;

}

测试用例：

/*
1000
64
1
1
job2
50
1
job1
30
2
job2
2
1
2
job1
0
*/

关键代码

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define MAX 100
int sc[MAX][MAX]= {0};//系统内存
int MemorySize;//系统内存大小
int WordLength;//字长
int WordNum;//页数
int BlockSize;//一个物理块的大小
int BlockNum;//物理块数 
int UsingBlockNum;//已用物理块数 
int AvailableBlockNum;//系统剩余物理块数 
//作业节点
typedef struct link_node
{char name[10];//作业名int size[MAX][MAX];//作业页表int jobsize;//作业大小 struct link_node *next;
} node;
int OperationChoice();
void print();
node* allocate(node *head);
node* recycle(node *head);
void initMemory();
void Apply();
//函数名：OperationChoice       函数参数：无
int OperationChoice()
{
//函数功能：打印操作菜单，选择需要进行的操作//printf("      剩余物理块数%d\n",AvailableBlockNum);printf("*********分页式管理*********\n");printf("   *     1.内存分配     *   \n");printf("   *     2.内存去配     *   \n");printf("   *     0.退出         *   \n");printf("         请输入选项[ ]\b\b");int c;scanf("%d",&c);return c;
}
//函数名：print       函数参数：无
void print()
{
//函数功能：打印系统内存信息int count = 0;printf("主存位示图如下所示：\n    ");for(int i = 0;i<WordLength;i++){if(i>60&&i%60 == 1)printf("\n    ");printf(" %2d",i);}printf("\n");for(int i = 0;i<WordNum;i++){for(int j = 0;j<WordLength;j++){if(j == 0){printf("%3d| %2d",i,sc[i][j]);}else{if(j>60&&j%60 == 1){printf("\n    ");}printf(" %2d",sc[i][j]);}count++;if(count == BlockNum)break; }printf("\n");}printf("\n");printf("    剩余物理块数%d\n",AvailableBlockNum);
}
//函数名：allocate    函数参数：head（作业链表的第一个节点）
node* allocate(node *head)
{
//函数功能：建立作业节点，判断是否可以分配，可以进行下一步，进行内存分配，插	入作业链表，打印该作业的页表信息，打印系统内存信息node *q;q=head;node *p = (node *)malloc(sizeof(node));p->next = NULL; print();printf("    请输入作业的名字：");scanf("%s",&p->name);printf("    请输入作业需要分配的大小：");scanf("%d",&p->jobsize);if(p->jobsize<=AvailableBlockNum){if(q == NULL){q = p;head = q;}else{while(q->next!=NULL){q = q->next; }q->next = p;q = p;}printf("    分配成功！\n");int count = 0;for(int i = 0;i<WordNum;i++){for(int j = 0;j<WordLength;j++){if(sc[i][j] == 0){//printf("置换%d %d\n",i,j);sc[i][j] = 1;UsingBlockNum++;AvailableBlockNum--;p->size[count][0] = count;p->size[count][1] = i*WordLength + j;count++;if(count == p->jobsize)break;}}if(count == p->jobsize)break;}print();printf("**********打印%s作业的页表**********\n",p->name);for(int i = 0;i<p->jobsize;i++)printf("       %2d      %2d\n",p->size[i][0],p->size[i][1]);}else{printf("分配失败！\n");print();free(p);}return head;
}
//函数名：recycle        函数参数：head（作业链表的第一个节点）
node* recycle(node *head)
{
//函数功能：找到待回收的作业节点，释放内存，从作业链表中删除，打印系统内存信息node *pre,*p;char Name[10];printf("请输入你当前要回收的作业名：");scanf("%s",&Name);p = head;while(p!=NULL){if(strcmp(Name,p->name) == 0)break;pre = p;p = p->next; }if(p == NULL)printf("无此作业！回收失败！\n");else{printf("该作业回收成功！\n");if(p == head){head = p->next;}else{pre->next = p->next;}for(int i = 0;i<p->jobsize;i++){sc[p->size[i][1]/WordLength][p->size[i][1]%WordLength] = 0;UsingBlockNum--;AvailableBlockNum++;}free(p);print();}return head;
}
//函数名：initMemory       函数参数：无
void initMemory(){
//函数功能：定义内存大小，字长与物理块大小，初始化系统内存，打印系统内存信息printf("请输入系统内存空间的大小：");scanf("%d",&MemorySize);printf("请输入字长（16/32/64）：");scanf("%d",&WordLength);printf("请输入物理块大小：");scanf("%d",&BlockSize);BlockNum = MemorySize/BlockSize;WordNum = BlockNum/WordLength;if(BlockNum%WordLength)WordNum++;UsingBlockNum = 0;AvailableBlockNum = 0;int count = 0;for(int i = 0;i<WordNum;i++){for(int j = 0;j<WordLength;j++){sc[i][j] = rand()%2;if(sc[i][j] == 1)UsingBlockNum++;elseAvailableBlockNum++;count++;if(count == BlockNum)break; }if(count == BlockNum)break; }print();
}
//函数名：Apply          函数参数：无
void Apply()
{	node *head = NULL;initMemory();while(1){int c;c=OperationChoice();switch(c){case 1:head=allocate(head);break;case 2:head=recycle(head);break;case 0:return ;}}
}int main()
{Apply();return 0;
}