课程设计操作系统课程设计文档撰写.doc

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1、课 程 设 计 课程名称操作系统题目名称可变分区存储管理算法模拟专业班级2013级软件工程学生姓名学 号指导教师何爱华二一五年五月二十日目 录（请从任务书开始设置页码，页码居中，5号字，宋体，目录采用自动插入方式生成）蚌埠学院计算机科学与技术系课程设计任务书课 程操作系统班级2013级软件工程指导教师何爱华题 目可变分区存储管理算法模拟完成时间2015年5月25日至2015年6月 21日主要内容要求完成以下功能：1能够输入作业情况和申请信息等。2能够采用不同算法实现内存分配。3能够实现内存回收。4能够显示内存分配情况。5设计良好的交互界面。6撰写课程设计报告。设计报告要求1封面：（格式附后）2

2、课程设计任务书3课程设计报告： 系统总体方案 设计思路和主要步骤 各功能模块和流程图 设计代码 心得体会和参考资料说明：学生完成课程设计后，提交课程设计报告及软件，要求文字通畅、字迹工整（也可用以打印），文字不少于5000 字，并装订成册。版面要求1 题目用黑体三号，段后距18磅（或1行），居中对齐；2 标题用黑体四号，段前、段后距6磅（或0.3行）；3 正文用小四号宋体，行距为1.25倍行距；4 标题按“一”、“”、“1”、“”顺序编号。5 本文档材料A4纸双面打印。上机时间安排星期周次一二三四五六日第14周-第17周13软件工程1、2节13软件工程1、2节 指导时间地点上机时间，多媒体技术

3、实验室（B530、B528）计算机科学与技术系课程设计成绩评定标准及成绩评定表学生姓名： 胡同富 学号： 班级： 13级软件工程 项目分值优秀(100x90)良好(90x80)中等(80x70)及格(70x60)不及格(x60)分项得分学习态度20设计态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作设计态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务设计态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作设计态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力30设计能力强，能独立思考问题

4、，并主动查阅文献资料解决问题，实际动手能力强、工程制图能力强设计合理、理论分析与计算正确，有较强的实际动手能力、分析能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，主要文献引用、调查调研比较可信设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题论文撰写质量50绘图规范，结构设计合理、表达正确、清晰，绘图质量好，说明书内容详实，结构严谨，逻辑性强，层次清晰，计算正确、结论准确、撰写规范工整结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化

5、要求，书写工整；图纸清晰、工整结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整绘图不规范，结构设计有较多错误，表达不清楚，绘图质量差，说明书内容空泛，有太多缺漏或错误，结构混乱，书写潦草成绩评定：指导教师签名： 年 月 日注：本课程设计成绩评定表应装入学生课程设计资料袋作为资料保存。可变分区存储管理方式的内存分配回收一、系统总体方案1.1课程设计的目的 可变分区分配是一种重要的存储管理思想，目前流行的操作系统采用的分段存储管理的基本思想就源自该方法。本实验的目的是通过编程来模拟一个简单

6、的可变分区分配存储管理系统，经过实验者亲自动手编写管理程序，可以进一步加深对可变分区分配存储管理方案设计思想的理解。1.2问题描述 设计一个可变式分区分配的存储管理方案，并模拟实现分区的分配和回收过程。对分区的管理可以是下面三种算法之一：首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法。在熟练掌握计算机分区存储管理方式的原理的基础上，利用C程序设计语言在windows操作系统下模拟实现操作系统的可变分区存储管理的功能，一方面加深对原理的理解，另一方面提高根据已有原理通过编程解决实际问题的能力，为进行系统软件开发和针对实际问题提出高效的软件解决方案打下基础。1.3算法描述动态分区分配是根据进程的实际需要

7、，动态地为之分配内存空间。在实现可变分区分配时，将涉及到分区中所用的数据结构、分区分配算法和分区的分配和回收操作这样三个问题。1.4设计目的 带着下面几个问题，对课题进行深入分析直至解决问题：（1）.了解分区的动态分配；（2）.了解为什么要进行动态分配；（3）.掌握首次适应算法的数据结构和内存分区的回收与分配；（4）.了解算法的执行过程，加深对首次适应算法的理解。二、 设计思路和主要步骤（一）设计思路用到的知识点是C语言中的结构体、指针、数组等与基本C程序设计技术的应用。需要设计合理的数据结构来描述存储空间，包括：被程序占用的存储空间、空闲的存储空间、多个程序的组织。（二）主要步骤2.1设计要

8、求l根据可变分区存储管理的基本原理，程序的实现主要包括以下几个部分：l内存的初始化：包括确定内存的起始地址、内存的大小等；为程序分配存储空间：采用首次适应算法来实现；记录和显示内存被程序占用的情况；记录和显示内存中空闲块的情况；回收存储空间：程序运行完毕后，要及时回收内存空间；碎片拼接：当出现内存中总的空闲空间满足要申请程序的要求，但是每个空闲块都不能满足程序要求的时候，需要进行碎片拼接合并。2.2设计原理2.2.1首次适应算法 系统应用首次适应算法，从空闲分区表中找到所需大小的分区。设请求的分区大小为u.size，表中每个空闲分区的大小可表示为m.size。若m.size-u.sizedat

9、a.size=need; /设置新申请空间的大小 temp-data.state=Busy; /设置新申请空间的状态 DuLNode *p=head_Node-next; while(p) if(p-data.state=Free & p-data.size=need) /现有的空闲块正好等于需要的空间大小,则全部分配 p-data.state=Busy; /修改该空闲块的状态为已分配 return OK; break; if(p-data.state=Free & p-data.sizeneed) /现有的空闲块大于需求量 temp-prior=p-prior; /修改双向链表的头尾指针，插

10、入新申请的作业 temp-next=p; temp-data.address=p-data.address; p-prior-next=temp; p-prior=temp; p-data.address=temp-data.address+temp-data.size; p-data.size-=need; return OK; break; p=p-next; return ERROR;最佳适应算法int Best_fit(int need) int ch; /记录最小剩余空间 DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode); temp

11、-data.size=need; temp-data.state=Busy; DuLNode *p=head_Node-next; DuLNode *q=NULL; /记录最佳插入位置 while(p) /初始化最小空间和最佳位置 if(p-data.state=Free & (p-data.size=need) ) if(q=NULL) q=p; ch=p-data.size-need; else if(q-data.size p-data.size) q=p; ch=p-data.size-need; p=p-next; if(q=NULL) return ERROR;/没有找到空闲块 e

12、lse if(q-data.size=need) q-data.state=Busy; return OK; else temp-prior=q-prior; temp-next=q; temp-data.address=q-data.address; q-prior-next=temp; q-prior=temp; q-data.address+=need; q-data.size=ch; return OK; return OK;最差适应算法int Worst_fit(int need) int ch; /记录最大剩余空间 DuLinkList temp=(DuLinkList)mallo

13、c(sizeof(DuLNode); temp-data.size=need; temp-data.state=Busy; DuLNode *p=head_Node-next; DuLNode *q=NULL; /记录最佳插入位置 while(p) /初始化最大空间和最佳位置 if(p-data.state=Free & (p-data.size=need) ) if(q=NULL) q=p; ch=p-data.size-need; else if(q-data.size data.size) q=p; ch=p-data.size-need; p=p-next; if(q=NULL) re

14、turn ERROR;/没有找到空闲块 else if(q-data.size=need) q-data.state=Busy; return OK; else temp-prior=q-prior; temp-next=q; temp-data.address=q-data.address; q-prior-next=temp; q-prior=temp; q-data.address+=need; q-data.size=ch; return OK; return OK; 3.3内存的分配与回收在动态分区存储管理方式中，主要的操作是分配内存和回收内存。3.3.1分配内存int alloc(

15、int ch) int need; coutneed; if(need=0) coutnn请重新输入分配大小!endl; return ERROR; 3.3.2回收内存int free(int flag) DuLNode *p=head_Node;for(int i= 0; i next;elsereturn ERROR;p-data.state=Free; if(p-prior!=head_Node & p-prior-data.state=Free)/与前面的空闲块相连 p-prior-data.size+=p-data.size; p-prior-next=p-next; p-next-

16、prior=p-prior;p=p-prior; if(p-next!=end_Node & p-next-data.state=Free)/与后面的空闲块相连 p-data.size+=p-next-data.size; p-next-next-prior=p; p-next=p-next-next; if(p-next=end_Node & p-next-data.state=Free)/与最后的空闲块相连 p-data.size+=p-next-data.size; p-next=NULL; return OK; 3.4总体流程图主函数main（）内存回收Free（）显示遍历结果Show

17、（）最差分配算法Worst_fit（）最优分配算法Best_fit(int，float )（）首次适应算法First_fit（）从头开始查表3.5作业分配流图返回检索完否继续检索下一个表象M.sizeMize-u.sizeprior=NULL; /头结点的前驱指针指向空head_Node-next=end_Node; /头结点的后继指针指向尾结点end_Node-prior=head_Node; /尾结点的前驱指针指向头结点end_Node-next=NULL; /尾结点的后继指针指向空end_Node-data.address=0; /尾结点的地址是0 end_Node-data.size=

18、MAX_length; /分区大小是最大分区end_Node-data.state=Free; /状态是空return OK;elsereturn ERROR;void main() int ch; Initblock(); /设置初始空间表 int choice; /操作标记 while(1) coutn1: 分配内存t2: 回收内存t3:内存使用情况显示t4: 退出nn;coutchoice; if(choice=1) coutnn*请根据以下提示选择算法类型*nn;cout1、首次适应算法t2、最佳适应算法t3、最差适应算法nn;coutch;while(ch3)coutch;alloc

19、(ch); / 分配内存 else if(choice=2) / 内存回收 int flag; coutflag; free(flag); else if(choice=3)show(); else if(choice=4) exit(0); /退出 else /输入操作有误 cout输入有误，请重试!endl; continue; cout*内存分配与回收模拟，请根据以下提示选择算法类型*nn;cout1、首次适应算法t2、最佳适应算法t3、最差适应算法nn; coutch;while(ch3)coutch;/分配主存int alloc(int ch) int need; coutneed;

20、 if(need=0) coutnn请重新输入分配大小!endl; return ERROR; if(ch=1) /首次适应算法 if(First_fit(need)=OK) cout分配成功!endl; else cout内存不足，分配失败!endl; return OK; else if(ch=2) /选择最佳适应算法 if(Best_fit(need)=OK) cout分配成功!endl; else cout内存不足，分配失败!endl; return OK; if(ch=3) /选择最差适应算法 if(Worst_fit(need)=OK) coutnn分配成功!endl; else

21、cout内存不足，分配失败!data.size=need; /设置新申请空间的大小 temp-data.state=Busy; /设置新申请空间的状态 DuLNode *p=head_Node-next; while(p) if(p-data.state=Free & p-data.size=need) /现有的空闲块正好等于需要的空间大小,则全部分配 p-data.state=Busy; /修改该空闲块的状态为已分配 return OK; break; if(p-data.state=Free & p-data.sizeneed) /现有的空闲块大于需求量 temp-prior=p-prio

22、r; /修改双向链表的头尾指针，插入新申请的作业 temp-next=p; temp-data.address=p-data.address; p-prior-next=temp; p-prior=temp; p-data.address=temp-data.address+temp-data.size; p-data.size-=need; return OK; break; p=p-next; return ERROR;int Best_fit(int need)/最佳适应算法 int ch; /记录最小剩余空间 DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(siz

23、eof(DuLNode); temp-data.size=need; temp-data.state=Busy; DuLNode *p=head_Node-next; DuLNode *q=NULL; /记录最佳插入位置 while(p) /初始化最小空间和最佳位置 if(p-data.state=Free & (p-data.size=need) ) if(q=NULL) q=p; ch=p-data.size-need; else if(q-data.size p-data.size) q=p; ch=p-data.size-need; p=p-next; if(q=NULL) return ERROR;/没有找到空闲块 else if(q-data.size=need) q-data.state=Busy; return OK; else temp-prior=q-prior; temp-n