第一篇：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)文件管理
#include “stdio.h” #include “string.h” #include “malloc.h”
#include “stdlib.h”
#define MAX 1000 struct file/*普通文件的結(jié)構(gòu)體*/ { //int type;//0無(wú)作用，當(dāng)做一個(gè)空節(jié)點(diǎn)存在；1為記錄型文件；2為執(zhí)行文件
//前兩個(gè)變量為文件的權(quán)限設(shè)置，1為允許操作，0為不允許操作
int write;//可寫(xiě)
int read;//可讀
int length;//文件的長(zhǎng)度
char ch[MAX];};typedef struct file File;
typedef struct ffile/*定義文件類型的結(jié)構(gòu)體*/ { int type;//1為文件夾； 2為文件；
char name[20];//文件(夾)名字
int open;//文件打開(kāi)標(biāo)志，0為關(guān)，1為開(kāi)
File iffile;//如果為文件時(shí)有的信息
struct ffile *parent;//指向上一級(jí)文件的指針
struct ffile *brother;//指向同級(jí)兄弟文件(夾)的指針
struct ffile *child;//指向下一級(jí)文件(夾)的指針 }Ffile;typedef Ffile *FFile;
/*typedef struct Open/*記錄打開(kāi)文件的結(jié)構(gòu)體 { char name[20];//記錄打開(kāi)文件(夾)的名字
FFile* add;//記錄打開(kāi)文件上一級(jí)文件地址的指針 }Open;*/
//全局變量
FFile user1;//用戶1 FFile user2;//用戶2 FFile copyf;//記錄被復(fù)制文件(夾)的上一級(jí)文件地址 //Open openf[20];//記錄打開(kāi)文件的隊(duì)列
FFile init(void)/*初始化，創(chuàng)建根結(jié)點(diǎn)*/ { FFile c;c=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));
c->type=2;c->open=0;//c->iffile.type=2;c->iffile.write=1;c->iffile.read=1;c->iffile.length=0;strcpy(c->name,“file1”);c->parent=NULL;c->child=NULL;c->brother=NULL;strcpy(c->iffile.ch,“NULL”);return(c);}
/*void initopen(){ int a,b;a=20;for(b=1;b<=a;b++){
openf[b].add=NULL;} }*/
//傳遞要顯示文件的parent的地址
void show(FFile user)/*顯示當(dāng)前界面存在的文件*/ { user=user->child;if(user==NULL){
printf(“該文件內(nèi)沒(méi)有任何文件(夾)。n”);return;} printf(“n”);for(;user!=NULL;){ printf(“<%s”,user->name);if(user->type==2){
/*if(user->iffile.type==1)
printf(“/記錄型文件/”);
else
printf(“/執(zhí)行文件/”);*/
printf(“/%dk”,user->iffile.length);} else {
printf(“/文件夾”);
}
printf(“>n”);
user=user->brother;} }
void creatf(FFile user)/*創(chuàng)建文件 || 文件夾*/ { FFile parent;char ch[20];//FFile user0;//parent=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));parent=user;printf(“輸入要?jiǎng)?chuàng)建文件(夾)的名字：n”);
scanf(“%s”,ch);if(user->child==NULL){
user->child=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));
user=user->child;}else {
user=user->child;
for(;;)
{
if(user->type==0)//開(kāi)端的空結(jié)點(diǎn)，用新結(jié)點(diǎn)覆蓋
break;
if(!strcmp(user->name,ch))
{
printf(“錯(cuò)誤：該文件名已經(jīng)存在，文件(夾)創(chuàng)建失敗！n”);
return;
}
if(user->brother==NULL)
{
user->brother=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));
user=user->brother;
break;
}
user=user->brother;
}
} }
//設(shè)置新文件(夾)的信息 strcpy(user->name,ch);printf(“選擇創(chuàng)建對(duì)象：1文件夾； 2文件；n”);scanf(“%d”,&user->type);user->open=0;if(user->type==2)//添加文件信息 {
//printf(“選擇文件類型：1記錄型文件；2執(zhí)行文件；n”);//scanf(“%d”,&user->iffile.type);printf(“能否對(duì)文件進(jìn)行讀:0禁止；1允許；n”);scanf(“%d”,&user->iffile.read);printf(“能否對(duì)文件進(jìn)行寫(xiě):0禁止；1允許；n”);scanf(“%d”,&user->iffile.write);//printf(“設(shè)置文件大小(單位：K):n”);//scanf(“%d”,&user->iffile.length);user->iffile.length=0;strcpy(user->iffile.ch,“NULL”);} user->brother=NULL;user->child=NULL;user->parent=parent;printf(“文件創(chuàng)建成功！n”);void deletechildtree(FFile user)/*刪除子樹(shù)--結(jié)合deletefile();使用*/ { if(user->brother!=NULL)//從下到上，從右到左刪除
{
deletechildtree(user->brother);} if(user->child!=NULL){
deletechildtree(user->child);} if(user!=NULL){
free(user);} }
void deletefile(FFile user,char ch[20])/*刪除文件 || 文件夾*/ { FFile p,parent;
int a;parent=user;if(user->child==NULL){ printf(“錯(cuò)誤：刪除失敗，該目錄下沒(méi)有可刪除的文件(夾)!n”);return;} user=user->child;p=user;for(a=1;;a++)//找出要?jiǎng)h除文件的所在位置 { if(!strcmp(user->name,ch))
break;if(user->brother==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：刪除失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return;}
if(a>1)
p=user;user=user->brother;} if(user->open==1)//判斷文件的開(kāi)關(guān)情況 {
} printf(“錯(cuò)誤：刪除失敗，選擇文件處于打開(kāi)狀態(tài)！n”);return;if(p==user)//被刪文件在文件隊(duì)列的開(kāi)頭 { if(user->brother==NULL)//該文件隊(duì)列只有有一個(gè)文件
{
parent->child=NULL;
if(user->child!=NULL)//刪除的是文件(夾)子樹(shù)
{
deletechildtree(user);}else {
free(user);//刪除的是文件(夾)結(jié)點(diǎn)
} printf(“刪除成功！n”);return;} //文件隊(duì)列有多個(gè)文件 p=user->brother;
} parent->child=p;p->parent=parent;if(user->child!=NULL){ deletechildtree(user);}else { free(user);} printf(“刪除成功！n”);return;else//被刪文件不在隊(duì)列開(kāi)頭 {
if(user->brother==NULL)//被刪文件在文件隊(duì)列最末尾 { p->brother=NULL;if(user->child!=NULL){
deletechildtree(user);}else {
free(user);}
} printf(“刪除成功！n”);return;
//被刪文件在文件隊(duì)列中間
p->brother=user->brother;
if(user->child!=NULL)
{
deletechildtree(user);
}
else
{
free(user);
} } printf(“刪除成功！n”);}
FFile openfolder(FFile user)/*打開(kāi)文件夾*/ {
} //int a,b;//a=0;/*if(user->child==NULL){ user->child=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));user->child->type=0;user->child->brother=NULL;user->child->parent=user;user->child->child=NULL;
} /*for(b=1;b<=20;b++){ if(openf[b].add!=NULL)
a++;} if(a==20){ printf(“錯(cuò)誤：打開(kāi)列表溢出！”);return(user);} for(b=1;;b++){ if(openf[b].add==NULL)
break;}*/
user->open=1;//設(shè)置文件為打開(kāi) //strcpy(openf[b].name,user->name);//openf[b].add=user;printf(“文件夾打開(kāi)成功。n”);return(user);//返回被打開(kāi)的文件夾的地址
void openfile(FFile user)/*打開(kāi)普通文件*/ { if(user->open==1){
printf(“錯(cuò)誤：打開(kāi)失敗，此文件已經(jīng)被打開(kāi)！n”);
return;} user->open=1;printf(“普通文件打開(kāi)成功！n”);}
FFile openff(FFile user)/*打開(kāi)文件(夾)*/ {
char ch[20];FFile parent;
int a;printf(“選擇要打開(kāi)的文件名:n”);scanf(“%s”,ch);
parent=user;if(user->child==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：打開(kāi)失敗，該目錄下沒(méi)有可打開(kāi)的文件(夾)!n”);return(parent);} user=user->child;for(a=1;;a++)//找出要打開(kāi)文件的所在位置 { if(!strcmp(user->name,ch))
break;if(user->brother==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：打開(kāi)失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return(parent);}
user=user->brother;} if(user->type==1){
printf(“開(kāi)始打開(kāi)文件夾。。n”);user=openfolder(user);} else if(user->type==2){
printf(“開(kāi)始打開(kāi)普通文件。。n”);
openfile(user);
user=user->parent;} return(user);}
void closefile(FFile user)/*關(guān)閉普通文件*/ {
char ch[20];int a;printf(“選擇要打開(kāi)的文件名:n”);scanf(“%s”,ch);if(user->child==NULL){ printf(“錯(cuò)誤：關(guān)閉失敗，該目錄下沒(méi)有可關(guān)閉的文件!n”);return;} user=user->child;for(a=1;;a++)//找出要關(guān)閉文件的所在位置 { if(!strcmp(user->name,ch))
break;if(user->brother==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：關(guān)閉失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return;}
user=user->brother;} if(user->open==0){
printf(“錯(cuò)誤：關(guān)閉失敗，該文件已經(jīng)是關(guān)閉狀態(tài)！n”);
return;} user->open=0;printf(“文件已經(jīng)成功關(guān)閉！”);} /*沒(méi)有文件夾關(guān)閉原因：
文件夾一打開(kāi)就會(huì)跳向打開(kāi)的新文件里 而文件夾關(guān)閉就會(huì)直接返回上一級(jí)的目錄，若想整個(gè)文件夾都關(guān)閉，直接退出就可以了 因此不會(huì)直接關(guān)閉某個(gè)特定的文件*/
FFile backf(FFile user)/*返回上一層目錄*/ { if(user->parent==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：返回失敗，此處是最頂層目錄！n”);
return(user);}
} user->open=0;user=user->parent;return(user);void readfile(FFile user)/*讀文件*/ { char ch[20];int a;
printf(“選擇要讀取的文件名:n”);scanf(“%s”,ch);if(user->child==NULL){ printf(“錯(cuò)誤：讀取失敗，該目錄下沒(méi)有可讀取的文件!n”);return;} user=user->child;for(a=1;;a++)//找出要讀取文件的所在位置 { if(!strcmp(user->name,ch))
break;if(user->brother==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：讀取失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return;}
user=user->brother;} if(user->open==0){ printf(“錯(cuò)誤：文件讀取失敗，該文件處于關(guān)閉狀態(tài)！n”);return;} else if(user->iffile.read==0){ printf(“錯(cuò)誤：文件讀取失敗，該文件受保護(hù)，禁止讀取！n”);return;} printf(“讀操作，該文件中的內(nèi)容:n”);if(!strcmp(user->iffile.ch,“NULL”)){ printf(“該文件內(nèi)沒(méi)有可讀內(nèi)容！n”);return;
} } printf(“%sn”,user->iffile.ch);printf(“文件讀取成功！n”);void writefile(FFile user)/*寫(xiě)文件*/ { char ch[20];int a;
} printf(“選擇要進(jìn)行寫(xiě)操作的文件名:n”);scanf(“%s”,ch);if(user->child==NULL){ printf(“錯(cuò)誤：寫(xiě)操作失敗，該目錄下沒(méi)有可寫(xiě)的文件!n”);return;} user=user->child;for(a=1;;a++)//找出要讀取文件的所在位置 { if(!strcmp(user->name,ch))
break;if(user->brother==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：寫(xiě)操作失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return;}
user=user->brother;} if(user->open==0){ printf(“錯(cuò)誤：文件寫(xiě)操作失敗，該文件處于關(guān)閉狀態(tài)！n”);return;} else if(user->iffile.write==0){ printf(“錯(cuò)誤：文件寫(xiě)操作失敗，該文件受保護(hù)，禁止寫(xiě)！n”);return;} printf(“寫(xiě)操作,輸入內(nèi)容：n”);scanf(“%s”,user->iffile.ch);user->iffile.length=strlen(user->iffile.ch);printf(“文件進(jìn)行寫(xiě)操作成功！n”);
FFile copyfile(FFile user,FFile copyf)/*拷貝文件*/ { char ch[20];int a;printf(“選擇要進(jìn)行拷貝的文件(夾)名:n”);scanf(“%s”,ch);
if(user->child==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：拷貝失敗，該目錄下沒(méi)有可拷貝的文件!n”);
return(NULL);} user=user->child;for(a=1;;a++)//找出要拷貝文件的所在位置，用user替代
{
if(!strcmp(user->name,ch))
break;
if(user->brother==NULL)
{
printf(“錯(cuò)誤：拷貝失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return(NULL);
}
user=user->brother;} copyf=user;
} printf(“拷貝成功！n”);return(copyf);FFile fenpei(FFile copyf,FFile user,FFile parent)/*粘貼時(shí)，給已拷貝項(xiàng)分配內(nèi)存空間，以及給對(duì)應(yīng)信息賦值*/ { user=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));
//parent對(duì)child的連接，以及brother之間的連接已經(jīng)完成if(copyf->brother==NULL && copyf->child==NULL){
user->parent=parent;
user->child=NULL;
user->brother=NULL;}
else{ if(copyf->brother!=NULL){
user->brother=fenpei(copyf->brother,user->brother,parent);//brother連接,兄弟節(jié)點(diǎn)有同一個(gè)父結(jié)點(diǎn)
user->brother->parent=user->parent;} else { user->brother=NULL;} if(copyf->child!=NULL){ //parent=p;user->child=fenpei(copyf->child,user->child,user);
user->child->parent=user;//完成child對(duì)parent的連接
//child連接，自己孩子的父結(jié)點(diǎn)就是自己
} else {
user->child=NULL;
user->child->parent=user;} }
//設(shè)置結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的信息
strcpy(user->name,copyf->name);user->open=copyf->open;user->type=copyf->type;if(user->type==2){
user->iffile.length=copyf->iffile.length;
user->iffile.read=copyf->iffile.read;
//user->iffile.type=copyf->iffile.type;
user->iffile.write=copyf->iffile.write;
strcpy(user->iffile.ch,copyf->iffile.ch);}
return(user);}
void prastefile(FFile user,FFile copyf)/*粘貼文件*/ //user是要粘貼的地方，copyf是要粘貼的內(nèi)容，//有相同文件名的會(huì)判斷會(huì)不會(huì)覆蓋，或者是重命名 //在原樹(shù)中進(jìn)行新建操作 { int i,j;char ch[20];FFile p,user0,parent;parent=user;//記錄父結(jié)點(diǎn)
user=user->child;
p=user;//記錄當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)brother結(jié)點(diǎn) strcpy(ch,“NULL”);if(copyf==NULL)//判斷有沒(méi)有拷貝文件 {
printf(“錯(cuò)誤：粘貼失敗，還沒(méi)有拷貝任何文件(夾)！n”);
return;}
//p=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));//p->child=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));//先給粘貼項(xiàng)分配內(nèi)存空間
//p->child=fenpei(copyf,p->child,p);
if(user==NULL)//當(dāng)前位置沒(méi)有任何文件結(jié)點(diǎn)
{
} user=fenpei(copyf,user,parent);//是他自己要分配，不是孩子結(jié)點(diǎn)！!parent->child=user;user->brother=NULL;user->parent=parent;return;//該位置沒(méi)有任何文件 for(j=1;;j++){ if(user->type==0)//開(kāi)端的空結(jié)點(diǎn)，用新結(jié)點(diǎn)覆蓋,即：當(dāng)前位置沒(méi)有文件結(jié)點(diǎn)
{
user=user->parent;
deletechildtree(p);
user=fenpei(copyf,user->child,user);//返還增加的結(jié)點(diǎn)
user->brother=NULL;
user->parent=parent;
parent->child=user;
} return;if(!strcmp(user->name,copyf->name)){
printf(“提示：該文件名已經(jīng)存在！n”);
printf(“請(qǐng)重命名文件：n”);
printf(“輸入新文件名：n”);
scanf(“%s”,ch);
} if(user->brother==NULL)//普通的退出條件
{
break;} p=user;user=user->brother;} user->brother=fenpei(copyf,user->brother,user->parent);user->brother->parent=user->parent;//若要更名，粘貼分配完內(nèi)存空間返回時(shí)再改變
if(strcmp(ch,“NULL”))
strcpy(user->brother->name,ch);printf(“粘貼成功。n”);}
void showroute(FFile user)/*顯示當(dāng)前路徑*/ { if(user->parent!=NULL){
showroute(user->parent);} printf(“%s/”,user->name);//路徑中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的輸出項(xiàng) }
void change(FFile user){ char ch[20];int a,b;
if(user->child==NULL)
{
} printf(“錯(cuò)誤：屬性修改失敗，該目錄下沒(méi)有可修改的文件!n”);return;printf(“選擇要進(jìn)行屬性修改的文件(夾)名:n”);scanf(“%s”,ch);user=user->child;for(a=1;;a++)//找出要拷貝文件的所在位置，用user替代 { if(!strcmp(user->name,ch))
break;if(user->brother==NULL){
printf(“錯(cuò)誤：屬性修改失敗，當(dāng)前位置沒(méi)有該文件！n”);
return;}
user=user->brother;} if(user->type==1){ printf(“錯(cuò)誤：文件夾不能進(jìn)行屬性修改！n”);return;} for(;;){
printf(“1.修改讀權(quán)限；n”);printf(“2.修改寫(xiě)權(quán)限；n”);printf(“3.返回；n”);printf(“選擇操作：n”);scanf(“%d”,&a);if(a==1){ printf(“0.禁止；
1.允許；n”);printf(“請(qǐng)選擇：n”);scanf(“%d”,&b);user->iffile.read=b;printf(“修改成功！n”);} else if(a==2){ printf(“0.禁止；
1.允許；n”);printf(“請(qǐng)選擇：n”);scanf(“%d”,&b);user->iffile.write=b;
}
} printf(“修改成功！n”);} else if(a==3){ return;} else { } printf(“錯(cuò)誤：沒(méi)有該操作！n”);void main()/*主函數(shù)*/ {
FFile d,e,f;//f記錄當(dāng)前顯示界面父結(jié)點(diǎn)位置 int a,b,c;char ch[20];a=0;printf(“******************************目錄******************************n”);printf(“
1.選擇用戶n”);printf(“
2.退出n”);
printf(“****************************************************************n”);for(;;){
printf(“選擇操作：n”);scanf(“%d”,&a);if(a==1){ printf(“選擇用戶：n”);printf(“1.user1;n2.user2;n”);scanf(“%d”,&b);break;} else if(a==2){ printf(“歡迎使用。n”);exit(0);//系統(tǒng)退出的操作碼 } else { printf(“錯(cuò)誤：沒(méi)有該操作！n”);
} } //初始化打開(kāi)列表 //initopen();//初始化各個(gè)用戶的信息
//copyf=(Ffile*)malloc(sizeof(Ffile));//copyf=NULL;copyf=NULL;user1=init();strcpy(user1->name,“user1”);user2=init();strcpy(user2->name,“user2”);d=init();e=init();user1->child=d;user2->child=e;d->parent=user1;e->parent=user2;printf(“%d”,user1->child->type);if(b==1){ printf(“已經(jīng)進(jìn)入user1系統(tǒng)n”);f=user1;show(user1);}else{
} printf(“已經(jīng)進(jìn)入user2系統(tǒng)n”);f=user2;show(user2);
for(;;){ printf(“****************************************************************n”);printf(“1.創(chuàng)建文件(夾)
5.讀文件
9.顯示當(dāng)前路徑
n”);printf(“2.刪除文件(夾)
6.寫(xiě)文件
10.返回上一層目錄
n”);printf(“3.打開(kāi)文件(夾)
7.拷貝文件
11.改變普通文件屬性n”);printf(“4.關(guān)閉普通文件
8.粘貼文件
12.退出n”);printf(“****************************************************************n”);printf(“選擇操作：n”);scanf(“%d”,&c);if(c==12){
break;}else if(c==1){ creatf(f);} else if(c==2){
printf(“選擇要?jiǎng)h除的文件(夾)的名字：n”);scanf(“%s”,ch);deletefile(f,ch);} else if(c==3){ f=openff(f);} else if(c==4){ closefile(f);} else if(c==5){ readfile(f);} else if(c==6){ writefile(f);} else if(c==7){ copyf=copyfile(f,copyf);} else if(c==8){ prastefile(f,copyf);copyf=NULL;} else if(c==9){ printf(“路徑為：n”);showroute(f);printf(“n”);} else if(c==10){
}
f=backf(f);
} else if(c==11){ change(f);} else { continue;} show(f);} printf(“歡迎使用!n”);
第二篇：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)++模擬磁盤文件管理的程序
中南林業(yè)科技大學(xué)
操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
課程題目：模擬磁盤文件管理的程序
姓名: 學(xué)號(hào):
專業(yè): 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 年級(jí):
2006
計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院
2008年11月 模擬磁盤文件管理的程序
一、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容
⑴ 自定義磁盤文件管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； ⑵ 能夠自由創(chuàng)建、修改、刪除文件； ⑶ 文件具有一定自定義的屬性； ⑷ 能夠顯示當(dāng)前系統(tǒng)文件的狀態(tài)。
二、課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明
程序中定義了兩個(gè)類： class file//文件類 {private: char name[10];//文件名 public: int tag;//刪除標(biāo)記 1:已刪 0:未刪 file(){ } char *getname(){return name;} //獲取文件名
int gettag(){return tag;} //獲取刪除標(biāo)記
int getlength(){return length;} //獲取文件大小
int getblocknum(){return blocknum;} // 磁盤塊數(shù)
int getblocksum1(){return blocksum1;} //磁盤塊號(hào)的始點(diǎn) int getblocksum2(){return blocksum2;} //磁盤塊號(hào)的終點(diǎn) int length，blocknum，blocksum1，blocksum2;
void setname(char na[ ]){strcpy(name,na);} //設(shè)置文件名 void delwenjian(){ tag=1;}//設(shè)置刪除標(biāo)記 1:已刪 0:未刪
void creatfile(char *na,int L,int num,int s1,int s2)//創(chuàng)建文件 void deltefile(char *na){tag=1;strcpy(name,na);} //刪除文件 void disp()//輸出文件信息 class fdatabase //文件庫(kù)類 { private: int top;//文件記錄指針 file f[50];public: fdatabase(){top=-1;} //構(gòu)造函數(shù) int search(char *fname)//按文件名查找
int creatfile(char *na,int L,int num,int s1,int s2)//創(chuàng)建文件時(shí)先查找是否存在
int deltefile(char *na)//刪除文件時(shí)先查找是否存在 void disp()//輸出所有文件信息 };
三、課程設(shè)計(jì)的模板說(shuō)明
1、初始化，建立文件系統(tǒng)
輸入磁盤大小（G），每個(gè)盤塊大小（M），自動(dòng)建立位示圖，位示圖字長(zhǎng)定為32位
輸出位示圖的行數(shù)，以及行號(hào)、列號(hào)與磁盤塊號(hào)的轉(zhuǎn)換公式（都從0開(kāi)始編號(hào)）。
2、循環(huán)選擇執(zhí)行以下功能
1、存儲(chǔ)文件
輸入建立的文件名和文件大小，如果該文件名已經(jīng)存在，則輸出不能建立的信息否則計(jì)算所需的磁盤塊數(shù)
為其分配足夠多的磁盤塊，并記錄下來(lái) 輸出所占用的磁盤塊號(hào)
2、刪除文件
輸入要?jiǎng)h除的文件名，如果該文件名不存在，則輸出刪除錯(cuò)誤信息，否則收回該文件所占用的磁盤塊 刪除該文件名
3、顯示位示圖情況
顯示位示圖的情況 顯示剩余磁盤塊的數(shù)目
4、顯示文件列表
顯示文件名，文件大小，占用的磁盤塊數(shù)目和磁盤塊號(hào)
四、課程設(shè)計(jì)的源代碼
#include
char name[10];//文件名 public: int tag;//刪除標(biāo)記 1:已刪 0:未刪 file(){ } char *getname(){return name;} //獲取姓名
int gettag(){return tag;} //獲取刪除標(biāo)記
int getno(){return no;} //獲取文件編號(hào)
int getlength(){return length;} //獲取文件大小
int getblocknum(){return blocknum;} // 磁盤塊數(shù) int getblocksum1()//磁盤塊號(hào)的始點(diǎn) { return blocksum1;} int getblocksum2()//磁盤塊號(hào)的終點(diǎn) { return blocksum2;} int length;//文件大小
int blocknum;//盤塊數(shù)
int blocksum1;//所占盤塊號(hào)的始點(diǎn)
int blocksum2;//所占盤塊號(hào)的終點(diǎn)
void setname(char na[ ])//設(shè)置文件名
{strcpy(name,na);} void delwenjian(){ tag=1;}//設(shè)置刪除標(biāo)記 1:已刪 0:未刪
void creatfile(char *na,int L,int num,int s1,int s2)//創(chuàng)建文件 { tag=0;length=L;blocknum=num;blocksum1=s1;blocksum2=s2;strcpy(name,na);blocknum=length/m;//盤塊數(shù)=文件大小/盤塊大小 if(length%m!=0)//盤塊數(shù)取上整 blocknum=blocknum+1;cout<<“ 所需磁盤塊數(shù)：”< for(;j<32;j++) a[i][j]=1;i=i+1;for(j=0;j<(sum+blocknum)-32;j++)//再進(jìn)行剩余項(xiàng)賦值 { a[i][j]=1;} sum=sum+blocknum-32;} tt=tt+blocknum;//輸出文件所占用的盤塊號(hào) cout<<“ 所占磁盤塊號(hào)：”< { for(ii=0;ii<=top;ii++) { if(strcmp(f[ii].getname(),fname)==0 && f[ii].tag==0) return 0; } return 1;} int creatfile(char *na,int L,int num,int s1,int s2)//創(chuàng)建文件時(shí)先查找是否存在 { int p;p=search(na); if(p==1) { top++; f[top].creatfile(na,L,num,s1,s2); return 1;} else {cout<<“！!該文件已存在,不能創(chuàng)建！!nn”; return 0;} } int deltefile(char *na)//刪除文件時(shí)先查找是否存在{int b,p,x=0,n1,n2,q1,q2,t;p=search(na);if(p==0)//若文件存在 { //進(jìn)行刪除文件賦值 f[ii].tag=1;b=f[ii].length/m;//盤塊數(shù)=當(dāng)前文件大小/盤塊大小 if(ii==0)// 對(duì)第一個(gè)刪除文件進(jìn)行賦值 for(k=0;k a[x][k]=0; else{ n1=(f[ii-1].blocksum2+1)/32;//被查找的文件之前文件所占用的盤塊數(shù) /32，//大于0表示跨行 n2=(f[ii].blocksum2+1)/32;//所有文件所占用的盤塊數(shù)/32，大于0表示跨行 q1=(f[ii-1].blocksum2+1)-n1*32;// 當(dāng)前文件的開(kāi)始盤塊號(hào) q2=(f[ii].blocksum2+1)-n2*32;// 用于跨行后計(jì)算盤塊號(hào) t=n2-n1;if(t==0)//若n2與n1相等，表明當(dāng)前所有被占用盤塊在同一行 for(k=q1;k<1+b;k++) a[n2][k]=0; else { if((f[ii-1].blocksum2+1)%32==0)//前面所占用的盤塊數(shù)是32倍數(shù) { x=x+n1;//當(dāng)前文件賦值 for(;t-1>=0;t--,x++)//循環(huán)進(jìn)行整行賦值 for(k=0;k<32;k++) a[x][k]=0; x=n2;//對(duì)剩余項(xiàng)賦值 for(k=0;k a[x][k]=0; } else //對(duì)當(dāng)前文件前幾項(xiàng)賦值 { x=n1; for(k=q1;k<32;k++) a[x][k]=0;x=x+1;int t1=t; for(;t-1>0;t--,x++)//中間整行賦值 for(k=0;k<32;k++) a[x][k]=0; x=n2;//最后剩余項(xiàng)賦值 for(k=0;k<(f[ii].blocksum2+1)-t1*32;k++) a[x][k]=0; } } return 1;} } else {cout<<“該文件不存在”; return 0;} } void disp()//輸出所有文件信息 { for(int i=0;i<=top;i++) if(f[i].tag==0) f[i].disp();} };void bit_map(int I){ int s=0;cout<<“-”< cout< out<<“--”< a[i][j]=0; cout<<“ 建立的位示圖為：”< cout<<“ 行數(shù)：”< cout <<“ttt1 存 儲(chǔ) 文 件nnttt2 刪 除 文 件 nnttt3 顯示位示圖情況 nnttt4 顯示文件列表”< case '1': cout <<“ 請(qǐng)輸入文件名: ”; cin>>fname; cout< if(q==0) { cout<<“！!該文件已存在,不能創(chuàng)建！!nn”; break;} cout <<“ 請(qǐng)輸入文件大小MB: ”; cin>>l; cout< if(l>g*1024) {cout<<“！!文件大小超過(guò)磁盤最大容量,無(wú)法進(jìn)行分配！!”< break;} p.creatfile(fname,l,b,ss1,ss2); break; case '2': cout <<“ 請(qǐng)輸入文件名: ”; cin>>fname; cout< q=p.search(fname); if(!q==0) { cout<<“！!該文件不存在，無(wú)法刪除！!nn ”; break; } p.deltefile(fname); break;case '3': cout <<“tt**************顯示位示圖如下*********************n”; bit_map(I); cout< break; case '4': cout <<“tt*************文件列表如下************************n”;cout<<“-”< p.disp(); cout< break;default: cout<<“輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)從新輸入： nn”; break;} } } 五、課程設(shè)計(jì)程序運(yùn)行結(jié)果 1、初始化，建立文件系統(tǒng) （1）用戶根據(jù)提示輸入磁盤大小（GB）與每個(gè)盤塊大小（MB）； （2）程序首先根據(jù)用戶輸入的磁盤大小（GB）與每個(gè)盤塊大小（MB），自動(dòng)建立位示圖，即初始化位示圖，位示圖每一行長(zhǎng)度固定為32位（即列固定為32）；位示圖中每一位表示一個(gè)盤塊，取值0和1分別表示空閑和占用。初始化的位示圖應(yīng)全為0； （3）程序再輸出位示圖的剩余盤塊數(shù)，行數(shù)，以及行號(hào)、列號(hào)與磁盤塊號(hào)的轉(zhuǎn)換公式（行列皆從0開(kāi)始編號(hào)）； 這樣，初始化，建立文件系統(tǒng)完成。運(yùn)行結(jié)果： 2、選擇執(zhí)行：存儲(chǔ)文件，刪除文件，顯示位示圖情況，顯示文件列表 【顯示文件管理系統(tǒng)列表】顯示文件系統(tǒng)管理列表，并提示輸入信息1——4。用戶輸入文件操作命令1（存儲(chǔ)文件），2(刪除文件)、3（顯示位示圖情況）、4（顯示文件列表）； 格式如下：鍵入1，創(chuàng)建文件名為fname，大小為L(zhǎng)（MB）的文件； 鍵入2，刪除文件名為fname的文件； 鍵入3，顯示位示圖情況； 鍵入4，顯示所有文件信息。 運(yùn)行結(jié)果： 【存儲(chǔ)文件】 用戶輸入文件操作命令是1（存儲(chǔ)文件)。系統(tǒng)提示你輸入你要建立的文件名和文件大小，如果該文件名已經(jīng)存在，則系統(tǒng)提示輸出不能建立此文件的信息，否則計(jì)算所需的磁盤塊數(shù)和所占用的磁盤塊號(hào)，并輸出結(jié)果。相應(yīng)的在位示圖上，因?yàn)槲皇緢D是矩陣，可以用數(shù)組存儲(chǔ)，根據(jù)所占用的磁盤塊號(hào)和公式： 磁盤塊號(hào)＝行號(hào)*32+列號(hào) 行號(hào)＝磁盤塊號(hào)/32 列號(hào)＝磁盤塊號(hào)％32 計(jì)算出文件占用的磁盤塊在位示圖上的位置，現(xiàn)在是創(chuàng)建文件，所以將位示圖該位置上的二進(jìn)制數(shù)置1，表示已分配出去。 分別創(chuàng)建名為ll，zz和mm三個(gè)文件，文件大小分別為224MB，320MB和56MB。 此時(shí)對(duì)應(yīng)的位示圖如下： 文件列表如下： 若再創(chuàng)建一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建過(guò)的文件，則顯示如下信息： 若創(chuàng)建的文件大小超過(guò)磁盤的最大容量，則顯示如下信息： 【刪除文件】 用戶輸入文件操作命令是2(刪除文件)。系統(tǒng)提示你輸入要?jiǎng)h除的文件名，如果該文件名不存在，則輸出刪除出錯(cuò)信息。在位示圖上，根據(jù)所占用的磁盤塊號(hào)和公式： 磁盤塊號(hào)＝行號(hào)*32+列號(hào) 行號(hào)＝磁盤塊號(hào)/32 列號(hào)＝磁盤塊號(hào)％32 計(jì)算出文件占用的磁盤塊在位示圖上的位置，現(xiàn)在是刪除文件，所以將位示圖該位置上的二進(jìn)制數(shù)置0，表示收回該文件所占用的磁盤塊。刪除第二個(gè)文件zz，結(jié)果如下： 則相應(yīng)的位示圖和文件列表變?yōu)椋?/p> 若刪除一個(gè)不存在的文件，則顯示如下信息： 【顯示位示圖情況】 如果用戶輸入文件操作命令是我wst()(顯示位示圖情況)，系統(tǒng)輸出此時(shí)位示圖的情況，狀態(tài)位為'0'表示對(duì)應(yīng)盤塊空閑，狀態(tài)位為'1'表示該盤塊已被分配出去。系統(tǒng)再顯示剩余磁盤塊的數(shù)目。 以下是刪除zz文件,創(chuàng)建xx后和創(chuàng)建xx后，刪除ll的位示圖： 【顯示文件列表】 如果用戶輸入文件操作命令是disp()（顯示所有文件情況)，系統(tǒng)會(huì)顯示所有文件的文件名，文件大小，占用的盤塊數(shù)和盤塊號(hào)。 以下是刪除zz文件,創(chuàng)建xx后和創(chuàng)建xx后，刪除ll顯示的文件列表： 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 注意事項(xiàng)： 0.請(qǐng)每位同學(xué)必須按時(shí)提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告（包括電子版和紙質(zhì)版），算入期末成績(jī) 1.在三個(gè)題目中選擇一個(gè) 2.如果選擇題目 （一）進(jìn)程調(diào)度算法，要求實(shí)現(xiàn)其中2個(gè)以上（包括2個(gè)）進(jìn)程調(diào)度算法 3.如果選擇題目 （二）銀行家算法，要求能夠判斷系統(tǒng)的安全狀態(tài) 4.如果選擇題目 （三）頁(yè)面調(diào)度算法，要求實(shí)現(xiàn)其中2個(gè)以上（包含2個(gè)）進(jìn)程調(diào)度算法 5.報(bào)告應(yīng)包含算法分析、實(shí)驗(yàn)截圖、核心算法源代碼，請(qǐng)各位同學(xué)認(rèn)真對(duì)待，獨(dú)立完成 6.提交要求：電子版（包括實(shí)驗(yàn)程序）請(qǐng)發(fā)至ropeal@163.com，紙質(zhì)版請(qǐng)班長(zhǎng)收齊，由班長(zhǎng)統(tǒng)一在課堂上提交（并提交未交人員名單），截止時(shí)間第16周周三(2014.1.31)7.格式要求： 7.1 A4紙10頁(yè)左右 7.2 封面請(qǐng)注明班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)、所選題目 7.3 電子版發(fā)送時(shí)，請(qǐng)打包成一個(gè)文件，將文件名設(shè)置為：學(xué)號(hào)+姓名+題目名稱（如20130000張三進(jìn)程調(diào)度算法課程設(shè)計(jì)），郵件主題同文件名 一、進(jìn)程調(diào)度算法 1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? a、設(shè)計(jì)進(jìn)程控制塊PCB表結(jié)構(gòu)，模擬實(shí)現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度算法：FIFO，靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度。（實(shí)現(xiàn)其中之二）。* b、建立進(jìn)程就緒隊(duì)列。對(duì)不同算法編制入鏈子程序。c、編寫(xiě)一進(jìn)程調(diào)度程序模擬程序。模擬程序只對(duì)PCB進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度模擬操作，不需要實(shí)際程序。* 由用戶輸入進(jìn)程名和進(jìn)程長(zhǎng)度，然后按照短進(jìn)程優(yōu)先的進(jìn)程處理順序給出進(jìn)程的排序。 1.2 實(shí)驗(yàn)原理 調(diào)度算法是指：根據(jù)系統(tǒng)的資源分配策略所規(guī)定的資源分配算法。1.2.1 先來(lái)先服務(wù)和短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先調(diào)度算法 1.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法。先來(lái)先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)度算法，該算法既可用于作業(yè)調(diào)度，也可用于進(jìn)程調(diào)度。FCFS算法比較有利于長(zhǎng)作業(yè)（進(jìn)程），而不利于短作業(yè)（進(jìn)程）。由此可知，本算法適合于CPU繁忙型作業(yè)，而不利于I/O繁忙型的作業(yè)（進(jìn)程）。 2.短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先調(diào)度算法。短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先調(diào)度算法（SJ/PF）是指對(duì)短作業(yè)或短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度的算法，該算法既可用于作業(yè)調(diào)度，也可用于進(jìn)程調(diào)度。但其對(duì)長(zhǎng)作業(yè)不利；不能保證緊迫性作業(yè)（進(jìn)程）被及時(shí)處理；作業(yè)的長(zhǎng)短只是被估算出來(lái)的。1.2.2 高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法 1.優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法的類型。為了照顧緊迫性作業(yè)，使之進(jìn)入系統(tǒng)后便獲得優(yōu)先處理，引入了最高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先（FPF）調(diào)度算法。此算法常被用在批處理系統(tǒng)中，作為作業(yè)調(diào)度算法，也作為多種操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度，還可以用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)中。當(dāng)其用于作業(yè)調(diào)度，將后備隊(duì)列中若干個(gè)優(yōu)先權(quán)最高的作業(yè)裝入內(nèi)存。當(dāng)其用于進(jìn)程調(diào)度時(shí)，把處理機(jī)分配給就緒隊(duì)列中優(yōu)先權(quán)最高的進(jìn)程，此時(shí)，又可以進(jìn)一步把該算法分成以下兩種： 1)非搶占式優(yōu)先權(quán)算法 2)搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法（高性能計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)） 2.優(yōu)先權(quán)類型。對(duì)于最高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法，其核心在于：它是使用靜態(tài)優(yōu)先權(quán)還是動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)，以及如何確定進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)。3．高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法 為了彌補(bǔ)短作業(yè)優(yōu)先算法的不足，我們引入動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)，使作業(yè)的優(yōu)先等級(jí)隨著等待時(shí)間的增加而以速率a提高。該優(yōu)先權(quán)變化規(guī)律可描述為：優(yōu)先權(quán)=（等待時(shí)間+要求服務(wù)時(shí)間）/要求服務(wù)時(shí)間；即 =（響應(yīng)時(shí)間）/要求服務(wù)時(shí)間 1.2.3 基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 1.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法一般用于進(jìn)程調(diào)度，每次調(diào)度，把CPU分配隊(duì)首進(jìn)程，并令其執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片。當(dāng)執(zhí)行的時(shí)間片用完時(shí)，由一個(gè)記時(shí)器發(fā)出一個(gè)時(shí)鐘中斷請(qǐng)求，該進(jìn)程被停止，并被送往就緒隊(duì)列末尾；依次循環(huán)。2.多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法 多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法，不必事先知道各種進(jìn)程所需要執(zhí)行的時(shí)間，它是目前被公認(rèn)的一種較好的進(jìn)程調(diào)度算法。其實(shí)施過(guò)程如下： 1)設(shè)置多個(gè)就緒隊(duì)列，并為各個(gè)隊(duì)列賦予不同的優(yōu)先級(jí)。在優(yōu)先權(quán)越高的隊(duì)列中，為每個(gè)進(jìn)程所規(guī)定的執(zhí)行時(shí)間片就越小。 2)當(dāng)一個(gè)新進(jìn)程進(jìn)入內(nèi)存后，首先放入第一隊(duì)列的末尾，按FCFS原則排隊(duì)等候調(diào)度。如果他能在一個(gè)時(shí)間片中完成，便可撤離；如果未完成，就轉(zhuǎn)入第二隊(duì)列的末尾，在同樣等待調(diào)度?? 如此下去，當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)作業(yè)（進(jìn)程）從第一隊(duì)列依次將到第n隊(duì)列（最后隊(duì)列）后，便按第n隊(duì)列時(shí)間片輪轉(zhuǎn)運(yùn)行。3)僅當(dāng)?shù)谝魂?duì)列空閑時(shí)，調(diào)度程序才調(diào)度第二隊(duì)列中的進(jìn)程運(yùn)行；僅當(dāng)?shù)?到第（i-1）隊(duì)列空時(shí)，才會(huì)調(diào)度第i隊(duì)列中的進(jìn)程運(yùn)行，并執(zhí)行相應(yīng)的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)。4)如果處理機(jī)正在處理第i隊(duì)列中某進(jìn)程，又有新進(jìn)程進(jìn)入優(yōu)先權(quán)較高的隊(duì)列，則此新隊(duì)列搶占正在運(yùn)行的處理機(jī)，并把正在運(yùn)行的進(jìn)程放在第i隊(duì)列的隊(duì)尾。 1．3 實(shí)驗(yàn)要求 a、使用模塊化設(shè)計(jì)思想來(lái)設(shè)計(jì)； b、給出算法的流程圖或偽碼說(shuō)明。c、學(xué)生可按照自身?xiàng)l件，隨意選擇采用的算法，（例如：采用冒泡法編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度的算法） d、進(jìn)程調(diào)度程序模擬程序只對(duì)PCB進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度模擬操作，不需要實(shí)際程序。 1.4 算法簡(jiǎn)析 a、每個(gè)進(jìn)程可有三個(gè)狀態(tài)，并假設(shè)初始狀態(tài)為就緒狀態(tài)。b、為了便于處理，程序中的某進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間以時(shí)間片為單位計(jì)算。各進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)或輪轉(zhuǎn)時(shí)間數(shù)以及進(jìn)程需運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)的初始值均由用戶給定。c、在優(yōu)先數(shù)算法中，優(yōu)先數(shù)可以先取值為（50-該進(jìn)程所需時(shí)間），進(jìn)程每執(zhí)行一次，優(yōu)先數(shù)減3，CPU時(shí)間片數(shù)（CPUtime）加1，* 進(jìn)程還需要的時(shí)間片數(shù)（needtime）減1。在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法中，采用固定時(shí)間片 （即：每執(zhí)行一次進(jìn)程，該進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間片數(shù)為已執(zhí)行了2個(gè)單位），這時(shí)，CPU時(shí)間片（CPUtime）數(shù)加2，* 進(jìn)程還需要的時(shí)間片數(shù)（needtime）減2，并排列到就緒隊(duì)列的尾上。 d、對(duì)于遇到優(yōu)先數(shù)一致的情況，采用FIFO策略解決。 二、銀行家算法 2.1 概述 2.1.1 設(shè)計(jì)目的1、了解多道程序系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的資源分配。 2、掌握死鎖的產(chǎn)生的原因、產(chǎn)生死鎖的必要條件和處理死鎖的基本方法。 3、掌握預(yù)防死鎖的方法，系統(tǒng)安全狀態(tài)的基本概念。 4、掌握銀行家算法，了解資源在進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行中的資源分配策略。 5、理解死鎖避免在當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不常使用的原因 2.2 關(guān)于死鎖 2.2.1 死鎖概念： 在多道程序系統(tǒng)中，雖可借助于多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，來(lái)改善系統(tǒng)的資源利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量，但可能發(fā)生一種危險(xiǎn)━━死鎖。所謂死鎖(Deadlock),是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局(Deadly_Embrace),當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法再向前推進(jìn)。一組進(jìn)程中，每個(gè)進(jìn)程都無(wú)限等待被該組進(jìn)程中另一進(jìn)程所占有的資源，因而永遠(yuǎn)無(wú)法得到的資源，這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程死鎖，這一組進(jìn)程就稱為死鎖進(jìn)程。 2.2.2 關(guān)于死鎖的一些結(jié)論： 參與死鎖的進(jìn)程最少是兩個(gè)（兩個(gè)以上進(jìn)程才會(huì)出現(xiàn)死鎖） 參與死鎖的進(jìn)程至少有兩個(gè)已經(jīng)占有資源 參與死鎖的所有進(jìn)程都在等待資源 參與死鎖的進(jìn)程是當(dāng)前系統(tǒng)中所有進(jìn)程的子集 注：如果死鎖發(fā)生，會(huì)浪費(fèi)大量系統(tǒng)資源，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。 2.2.3 資源分類： 永久性資源： 可以被多個(gè)進(jìn)程多次使用（可再用資源），分為：可搶占資源與不可搶占資源 臨時(shí)性資源：只可使用一次的資源；如信號(hào)量,中斷信號(hào)，同步信號(hào)等（可消耗性資源） “申請(qǐng)--分配--使用--釋放”模式 2.2.4 產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件： 1、互斥使用（資源獨(dú)占） 一個(gè)資源每次只能給一個(gè)進(jìn)程使用 2、不可強(qiáng)占（不可剝奪） 資源申請(qǐng)者不能強(qiáng)行的從資源占有者手中奪取資源，資源只能由占有者自愿釋放 3、請(qǐng)求和保持（部分分配，占有申請(qǐng)） 一個(gè)進(jìn)程在申請(qǐng)新的資源的同時(shí)保持對(duì)原有資源的占有（只有這樣才是動(dòng)態(tài)申請(qǐng)，動(dòng)態(tài)分配） 4、循環(huán)等待 存在一個(gè)進(jìn)程等待隊(duì)列 {P1 , P2 , ? , Pn}，其中P1等待P2占有的資源，P2等待P3占有的資源，?，Pn等待P1占有的資源，形成一個(gè)進(jìn)程等待環(huán)路 2.2.5 死鎖的解決方案 1 產(chǎn)生死鎖的例子 申請(qǐng)不同類型資源產(chǎn)生死鎖 P1： ? 申請(qǐng)打印機(jī) 申請(qǐng)掃描儀 使用 釋放打印機(jī) 釋放掃描儀 ? P2： ? 申請(qǐng)掃描儀 申請(qǐng)打印機(jī) 使用 釋放打印機(jī) 釋放掃描儀 ? 申請(qǐng)同類資源產(chǎn)生死鎖（如內(nèi)存） 設(shè)有資源R，R有m個(gè)分配單位，由n個(gè)進(jìn)程P1,P2,?,Pn（n > m）共享。假設(shè)每個(gè)進(jìn)程對(duì)R的申請(qǐng)和釋放符合下列原則： * 一次只能申請(qǐng)一個(gè)單位 * 滿足總申請(qǐng)后才能使用 * 使用完后一次性釋放 m=2，n=3 資源分配不當(dāng)導(dǎo)致死鎖產(chǎn)生 2死鎖預(yù)防: 定義:在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定資源分配算法，保證不發(fā)生死鎖。具體的做法是破壞產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件之一 ①破壞“不可剝奪”條件 在允許進(jìn)程動(dòng)態(tài)申請(qǐng)資源前提下規(guī)定，一個(gè)進(jìn)程在申請(qǐng)新的資源不能立即得到滿足而變?yōu)榈却隣顟B(tài)之前，必須釋放已占有的全部資源，若需要再重新申請(qǐng) ②破壞“請(qǐng)求和保持”條件 要求每個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行前必須一次性申請(qǐng)它所要求的所有資源，且僅當(dāng)該進(jìn)程所要資源均可滿足時(shí)才給予一次性分配 ③破壞“循環(huán)等待”條件 采用資源有序分配法： 把系統(tǒng)中所有資源編號(hào)，進(jìn)程在申請(qǐng)資源時(shí)必須嚴(yán)格按資源編號(hào)的遞增次序進(jìn)行，否則操作系統(tǒng)不予分配。 2.2.6 安全狀態(tài)與不安全狀態(tài) 安全狀態(tài)： 如果存在一個(gè)由系統(tǒng)中所有進(jìn)程構(gòu)成的安全序列P1，?Pn，則系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。一個(gè)進(jìn)程序列{P1，?，Pn}是安全的，如果對(duì)于每一個(gè)進(jìn)程Pi(1≤i≤n），它以后尚需要的資源量不超過(guò)系統(tǒng)當(dāng)前剩余資源量與所有進(jìn)程Pj(j < i)當(dāng)前占有資源量之和，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)(安全狀態(tài)一定是沒(méi)有死鎖發(fā)生的)。 不安全狀態(tài):不存在一個(gè)安全序列，不安全狀態(tài)一定導(dǎo)致死鎖。 2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.可利用資源向量矩陣AVAILABLE。這是一個(gè)含有m個(gè)元素的數(shù)組，其中的每一個(gè)元素代表一類可利用的資源數(shù)目，其初始值是系統(tǒng)中所配置的該類全部可用資源的數(shù)目，其數(shù)值隨該類資源的分配和回收而動(dòng)態(tài)地改變。如果AVAILABLE [j]= K，則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有R類資源K個(gè) 2.最大需求矩陣MAX。這是一個(gè)n*m的矩陣，用以表示每一個(gè)進(jìn)程對(duì)m類資源的最大需求。如果MAX [i,j]=K，則表示進(jìn)程i需要R類資源的數(shù)目為K。 3.分配矩陣ALLOCATION。這也是一個(gè)n*m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中每一類資源當(dāng)前已分配給每一進(jìn)程的資源數(shù)。如果ALLOCATION [i,j]=K，則表示進(jìn)程i當(dāng)前已分得R類資源的數(shù)目為K。 4.需求矩陣NEED。這也是一個(gè)n*m的矩陣，用以表示每一個(gè)進(jìn)程尚需的各類資源數(shù)。如果NEED [i,j]=K，則表示進(jìn)程i還需要R類資源K個(gè)，才能完成其任務(wù)。上述矩陣存在下述關(guān)系： NEED [i,j]= MAX[i,j]﹣ ALLOCATION[i,j] 2.4 算法的實(shí)現(xiàn) 2.4.1 初始化 由用戶輸入數(shù)據(jù)，分別對(duì)可利用資源向量矩陣AVAILABLE、最大需求矩陣MAX、分配矩陣ALLOCATION、需求矩陣NEED賦值。2.4.2 銀行家算法 在避免死鎖的方法中，所施加的限制條件較弱，有可能獲得令人滿意的系統(tǒng)性能。在該方法中把系統(tǒng)的狀態(tài)分為安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，只要能使系統(tǒng)始終都處于安全狀態(tài)，便可以避免發(fā)生死鎖。 銀行家算法的基本思想是分配資源之前,判斷系統(tǒng)是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死鎖的算法。 設(shè)進(jìn)程cusneed提出請(qǐng)求REQUEST [i]，則銀行家算法按如下規(guī)則進(jìn)行判斷。(1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，則轉(zhuǎn)(2)；否則，出錯(cuò)。 (2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[cusneed][i]，則轉(zhuǎn)(3)；否則，出錯(cuò)。(3)系統(tǒng)試探分配資源，修改相關(guān)數(shù)據(jù)： AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];(4)系統(tǒng)執(zhí)行安全性檢查，如安全，則分配成立；否則試探險(xiǎn)性分配作廢，系統(tǒng)恢復(fù)原狀，進(jìn)程等待。 2.4.3 安全性檢查算法 (1)設(shè)置兩個(gè)工作向量Work=AVAILABLE;FINISH(2)從進(jìn)程集合中找到一個(gè)滿足下述條件的進(jìn)程，F(xiàn)INISH==false;NEED<=Work;如找到，執(zhí)行(3)；否則，執(zhí)行(4)(3)設(shè)進(jìn)程獲得資源，可順利執(zhí)行，直至完成，從而釋放資源。 Work+=ALLOCATION;Finish=true;GOTO 2(4)如所有的進(jìn)程Finish= true，則表示安全；否則系統(tǒng)不安全。 三、頁(yè)面調(diào)度算法 3.1 實(shí)驗(yàn)名稱 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理：頁(yè)面調(diào)度算法 3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的一個(gè)難點(diǎn)是設(shè)計(jì)頁(yè)面調(diào)度（置換）算法，即將新頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存時(shí)，如果內(nèi)存中所有的物理頁(yè)都已經(jīng)分配出去，就要按某種策略來(lái)廢棄某個(gè)頁(yè)面，將其所占據(jù)的物理頁(yè)釋放出來(lái)，供新頁(yè)面使用。本實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)幾種常見(jiàn)的頁(yè)面調(diào)度（置換）算法，加深讀者對(duì)頁(yè)面思想的理解。3.3 實(shí)驗(yàn)原理 頁(yè)面調(diào)度算法 目前有許多頁(yè)面調(diào)度算法，本實(shí)驗(yàn)主要涉及先進(jìn)先出調(diào)度算法、最近最少調(diào)度算法、最近最不常用調(diào)度算法。本實(shí)驗(yàn)使用頁(yè)面調(diào)度算法時(shí)作如下假設(shè)，進(jìn)程在創(chuàng)建時(shí)由操作系統(tǒng)為之分配一個(gè)固定數(shù)目物理頁(yè)，執(zhí)行過(guò)程中物理頁(yè)的數(shù)目和位置不會(huì)改變。也即進(jìn)程進(jìn)行頁(yè)面調(diào)度時(shí)只能在分到的幾個(gè)物理頁(yè)中進(jìn)行。 下面對(duì)各調(diào)度算法的思想作一介紹。 <1> 先進(jìn)先出調(diào)度算法 先進(jìn)先出調(diào)度算法根據(jù)頁(yè)面進(jìn)入內(nèi)存的時(shí)間先后選擇淘汰頁(yè)面，先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面先淘汰，后進(jìn)入內(nèi)存的后淘汰。本算法實(shí)現(xiàn)時(shí)需要將頁(yè)面按進(jìn)入內(nèi)存的時(shí)間先后組成一個(gè)隊(duì)列，每次調(diào)度隊(duì)首頁(yè)面予以淘汰。 <2>最近最少調(diào)度算法 先進(jìn)先出調(diào)度算法沒(méi)有考慮頁(yè)面的使用情況，大多數(shù)情況下性能不佳。根據(jù)程序執(zhí)行的局部性特點(diǎn)，程序一旦訪問(wèn)了某些代碼和數(shù)據(jù)，則在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)經(jīng)常訪問(wèn)他們，因此最近最少用調(diào)度在選擇淘汰頁(yè)面時(shí)會(huì)考慮頁(yè)面最近的使用，總是選擇在最近一段時(shí)間以來(lái)最少使用的頁(yè)面予以淘汰。算法實(shí)現(xiàn)時(shí)需要為每個(gè)頁(yè)面設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄頁(yè)面自上次訪問(wèn)以來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間。 <3>最近最不常用調(diào)度算法 由于程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，根據(jù)程序執(zhí)行的局部性特點(diǎn)，可以設(shè)想在一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)常被訪問(wèn)的代碼和數(shù)據(jù)在將來(lái)也會(huì)經(jīng)常被訪問(wèn)，顯然這樣的頁(yè)面不應(yīng)該被淘汰。最近最不常用調(diào)度算法總是根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)來(lái)選擇淘汰頁(yè)面，每次淘汰訪問(wèn)次數(shù)最少的頁(yè)面。算法實(shí)現(xiàn)時(shí)需要為每個(gè)頁(yè)面設(shè)置計(jì)數(shù)器，記錄訪問(wèn)次數(shù)。計(jì)數(shù)器由硬件或操作系統(tǒng)自動(dòng)定時(shí)清零。 缺頁(yè)調(diào)度次數(shù)和缺頁(yè)中斷率、缺頁(yè)置換率計(jì)算 缺頁(yè)中斷次數(shù)是缺頁(yè)時(shí)發(fā)出缺頁(yè)中斷的次數(shù)。 缺頁(yè)中斷率=缺頁(yè)中斷次數(shù)/總的頁(yè)面引用次數(shù)*100% 缺頁(yè)調(diào)度次數(shù)是調(diào)入新頁(yè)時(shí)需要進(jìn)行頁(yè)面調(diào)度的次數(shù) 缺頁(yè)置換率=缺頁(yè)調(diào)度次數(shù)/總的頁(yè)面引用次數(shù)*100% 3.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （1）設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)以上三種頁(yè)面調(diào)度算法，要求： ①.可以選擇頁(yè)面調(diào)度算法類型； ②.可以為進(jìn)程設(shè)置分到物理頁(yè)的數(shù)目，設(shè)置進(jìn)程的頁(yè)面引用情況，可以從鍵盤輸入頁(yè)面序列，也可從文件中讀取； ③.隨時(shí)計(jì)算當(dāng)前的頁(yè)面調(diào)度次數(shù)的缺頁(yè)中斷率； ④.使用敲鍵盤或響應(yīng)WM-TIMER的形式模仿時(shí)間的流逝； ⑤.以直觀的的形式將程序的執(zhí)行情況顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上； ⑥.存盤及讀盤功能，可以隨時(shí)將數(shù)據(jù)存入磁盤文件，供以后重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。 （2）假定進(jìn)程分配到3個(gè)物理塊，對(duì)于下面的頁(yè)面引用序列：（test.txt） 7-0-1-2-0-3-0-4-2-3-0-3-2-1-2-0-1-7-0-1 請(qǐng)分別用先進(jìn)和先出調(diào)度算法，最近最少用調(diào)度算法，最近最不常用調(diào)度算法計(jì)算缺頁(yè)中斷次數(shù)，缺頁(yè)中斷率和缺頁(yè)調(diào)度次數(shù)、缺頁(yè)置換率。 再假定進(jìn)程分配到4、5個(gè)物理塊，重復(fù)本實(shí)驗(yàn)。 （3）假定進(jìn)程分配到3個(gè)物理塊，對(duì)于下面的頁(yè)面引用序列：（test2.txt） 4-3-2-1-4-3-5-4-3-2-1-5-0-7-3-8-9-0-2-1-4-7-3-9 請(qǐng)分別用先進(jìn)先出調(diào)度算法、最近最少用調(diào)度算法，最近最不常用調(diào)度算法計(jì)算缺頁(yè)中斷次數(shù)，缺頁(yè)中斷率和缺頁(yè)調(diào)度次數(shù)、缺頁(yè)置換率。 再假定進(jìn)程分配到4、5個(gè)物理塊，重復(fù)本實(shí)驗(yàn)。 （4）假定進(jìn)程分配到3個(gè)物理塊，使用程序的動(dòng)態(tài)頁(yè)面序列生成算法，生成一個(gè)頁(yè)面序列，將此序列存入磁盤文件。再?gòu)拇疟P文件讀入該序列，用程序分別計(jì)算三種算法下的缺頁(yè)中斷次數(shù)、缺頁(yè)中斷率和缺頁(yè)調(diào)度次數(shù)、缺頁(yè)置換率。 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) （操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)） 連續(xù)動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存 管理模擬實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名： 韓 慧 學(xué)生學(xué)號(hào)： 031140312 班 級(jí)： 031140--3 0311401、02、03、04班制 二〇一三年十二月 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 目錄 《操作系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì).......................................................1 引言......................................................................3 課程設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容......................................................3 需求分析.........................................................................3 概要設(shè)計(jì)...................................................................3 開(kāi)發(fā)環(huán)境........................................................................4 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì).....................................................................4 有關(guān)了解內(nèi)存管理的相關(guān)理論..................................................4 內(nèi)存管理概念........................................................................4 內(nèi)存管理的必要性..............................................................4 內(nèi)存的物理組織.............................................................4 什么是虛擬內(nèi)存.................................................................5 連續(xù)動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理方式...................................................5 單一連續(xù)分配（單個(gè)分區(qū))...................................................5 固定分區(qū)存儲(chǔ)管理...............................................................5 可變分區(qū)存儲(chǔ)管理（動(dòng)態(tài)分區(qū)）..............................................5 可重定位分區(qū)存儲(chǔ)管理........................................................5 問(wèn)題描述和分析....................................................................6 程序流程圖........................................................................6 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體分析..................................................................8 主要程序代碼分析...............................................................9 分析并實(shí)現(xiàn)四種內(nèi)存分配算法.................................................11 最先適應(yīng)算.....................................................................11 下次適應(yīng)分配算法..........................................................13 最優(yōu)適應(yīng)算法...............................................................16 最壞適應(yīng)算法...............................................................18 回收內(nèi)存算法................................................................20 調(diào)試與操作說(shuō)明.................................................................22 初始界面.......................................................................22 模擬內(nèi)存分配...............................................................23 已分配分區(qū)說(shuō)明表面............................................................24 空閑區(qū)說(shuō)明表界面.............................................................24 回收內(nèi)存界面.....................................................................25 重新申請(qǐng)內(nèi)存界面..........................................................26.總結(jié)與體會(huì)......................................................................28 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn).........................................................................28 引言 操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件，同時(shí)也是最活躍的學(xué)科之一。我們通過(guò)操作系統(tǒng)可以理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源如何組織，操作系統(tǒng)如何有效地管理這些系統(tǒng)資源，用戶如何通過(guò)操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打交道。 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，近年來(lái)，存儲(chǔ)器容量雖然一直在不斷擴(kuò)大，但仍不能滿足現(xiàn)代軟件發(fā)展的需要，因此，存儲(chǔ)器仍然是一種寶貴而又緊俏的資源。如何對(duì)它加以有效的管理，不僅直接影響到存儲(chǔ)器的利用率，而且還對(duì)系統(tǒng)性能有重大影響。而動(dòng)態(tài)分區(qū)分配屬于連續(xù)分配的一種方式，它至今仍在內(nèi)存分配方式中占有一席之地。 課程設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容： 理解內(nèi)存管理的相關(guān)理論，掌握連續(xù)動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理的理論；通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的編程實(shí)現(xiàn)，獲得實(shí)際應(yīng)用和編程能力。 編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理方式，該程序管理一塊虛擬內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配和回收功能。分析并實(shí)現(xiàn)四種內(nèi)存分配算法，即最先適應(yīng)算法，下次最先適應(yīng)算法，最優(yōu)適應(yīng)算法，最壞適應(yīng)算法。內(nèi)存分配算法和回收算法的實(shí)現(xiàn)。 需求分析 動(dòng)態(tài)分區(qū)分配是根據(jù)進(jìn)程的實(shí)際需要，動(dòng)態(tài)地為之分配內(nèi)存空間。在實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)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)的分配和回收操作這樣三個(gè)問(wèn)題。常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有動(dòng)態(tài)分區(qū)表和動(dòng)態(tài)分區(qū)鏈。在對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有一定掌握程度的情況下設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)分區(qū)存儲(chǔ)管理的內(nèi)存分配功能，應(yīng)該選擇最合適的適應(yīng)算法（首次適應(yīng)算法，最佳適應(yīng)算法，最后適應(yīng)算法，最壞適應(yīng)算法），在動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式中主要實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配和內(nèi)存回收算法，在這些存儲(chǔ)管理中間必然會(huì)有碎片的產(chǎn)生，當(dāng)碎片產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行碎片的拼接等相關(guān)的內(nèi)容 概要設(shè)計(jì) 本程序采用機(jī)構(gòu)化模塊化的設(shè)計(jì)方法，共分為四大模塊。⑴最先適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn) 從空閑分區(qū)表的第一個(gè)表目起查找該表，把最先能夠滿足要求的空閑區(qū)分配給作業(yè)，這種方法目的在于減少查找時(shí)間。為適應(yīng)這種算法，空閑分區(qū)表（空閑區(qū)鏈）中的空閑分區(qū)要按地址由低到高進(jìn)行排序。該算法優(yōu)先使用低址部分空閑區(qū)，在低址空間造成許多小的空閑區(qū)，在高地址空間保留大的空閑區(qū)。⑵下次適應(yīng)分配算法實(shí)現(xiàn) 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 該算法是最先適應(yīng)算法的變種。在分配內(nèi)存空間時(shí)，不再每次從表頭（鏈?zhǔn)祝╅_(kāi)始查找，而是從上次找到空閑區(qū)的下一個(gè)空閑開(kāi)始查找，直到找到第一個(gè)能滿足要求的的空閑區(qū)為止，并從中劃出一塊與請(qǐng)求大小相等的內(nèi)存空間分配給作業(yè)。該算法能使內(nèi)存中的空閑區(qū)分布得較均勻。⑶最優(yōu)適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn) 它從全部空閑區(qū)中找出能滿足作業(yè)要求的、且大小最小的空閑分區(qū)，這種方法能使碎片盡量小。為適應(yīng)此算法，空閑分區(qū)表（空閑區(qū)鏈）中的空閑分區(qū)要按從小到大進(jìn)行排序，自表頭開(kāi)始查找到第一個(gè)滿足要求的自由分區(qū)分配。⑷最壞算法實(shí)現(xiàn) 最壞適應(yīng)分配算法要掃描整個(gè)空閑分區(qū)或鏈表，總是挑選一個(gè)最大的空閑分區(qū)分割給作業(yè)使用。該算法要求將所有的空閑分區(qū)按其容量從大到小的順序形成一空閑分區(qū)鏈，查找時(shí)只要看第一個(gè)分區(qū)能否滿足作業(yè)要求。 開(kāi)發(fā)環(huán)境： win7 下 VC++6.0 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)： 相關(guān)算法原理，算法流程圖，涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容都相應(yīng)包含在各章節(jié)中 有關(guān)了解內(nèi)存管理的相關(guān)理論 內(nèi)存管理概念： 內(nèi)存管理，是指軟件運(yùn)行時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存資源的分配和使用的技術(shù)。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候釋放和回收內(nèi)存資源。內(nèi)存不是預(yù)先劃分好的，而是在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中建立分區(qū).當(dāng)作業(yè)裝入主存時(shí)，根據(jù)作業(yè)所需要的主存容量查看是否有足夠的主存空間，若有則按需要分割一個(gè)分區(qū)給該作業(yè)；否則令該作業(yè)等待.分區(qū)長(zhǎng)度不固定分區(qū)個(gè)數(shù)不固定。這種存儲(chǔ)管理的方法克服了固定分區(qū)嚴(yán)重浪費(fèi)主存的問(wèn)題，提高了主存資源的利用率。 內(nèi)存管理的必要性： 內(nèi)存管理對(duì)于編寫(xiě)出高效率的 Windows 程序是非常重要的，這是因?yàn)閃indows 是多任務(wù)系統(tǒng)，它的內(nèi)存管理和單任務(wù)的 DOS 相比有很大的差異。DOS是單任務(wù)操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序分配到內(nèi)存后，如果它不主動(dòng)釋放，系統(tǒng)是不會(huì)對(duì)它作任何改變的；但 Windows 卻不然，它在同一時(shí)刻可能有多個(gè)應(yīng)用程序共享內(nèi)存，有時(shí)為了使某個(gè)任務(wù)更好地執(zhí)行，Windows 系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)其它任務(wù)分配的內(nèi)存進(jìn)行移動(dòng)，甚至刪除。因此，我們?cè)?Windows 應(yīng)用程序中使用內(nèi)存時(shí)，要遵循Windows 內(nèi)存管理的一些約定，以盡量提高 Windows 內(nèi)存的利用率。湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 1.3 內(nèi)存的物理組織： 物理地址： 把內(nèi)存分成若干個(gè)大小相等的存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元占 8 位，稱作字節(jié)（byte）。每個(gè)單元給一個(gè)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)稱為物理地址（內(nèi)存地址、絕對(duì)地址、實(shí)地址）。 二、物理地址空間： 物理地址的集合稱為物理地址空間（主存地址空間），它是一個(gè)一維空間。 什么是虛擬內(nèi)存： 虛擬內(nèi)存是內(nèi)存管理技術(shù)的一個(gè)極其實(shí)用的創(chuàng)新。它是一段程序（由操作系統(tǒng)調(diào)度），持續(xù)監(jiān)控著所有物理內(nèi)存中的代碼段、數(shù)據(jù)段，并保證他們?cè)谶\(yùn)行中的效率以及可靠性，對(duì)于每個(gè)用戶層（user-level）的進(jìn)程分配一段虛擬內(nèi)存空間。當(dāng)進(jìn)程建立時(shí)，不需要在物理內(nèi)存件之間搬移數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于磁盤內(nèi)的虛擬內(nèi)存空間，也不需要為該進(jìn)程去配置主內(nèi)存空間，只有當(dāng)該進(jìn)程被被調(diào)用的時(shí)候才會(huì)被加載到主內(nèi)存。 連續(xù)動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理方式的實(shí)現(xiàn) 在早期的操作系統(tǒng)中，主存分配廣泛采用連續(xù)分配方式。連續(xù)分配方式，是指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間，該連續(xù)內(nèi)存空間指的的是物理內(nèi)存。下面介紹連續(xù)分配的四種方式。 單一連續(xù)分配（單個(gè)分區(qū)） 最簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)管理方式，用于多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)之前。內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)由操作系統(tǒng)使用。用戶區(qū)作為一個(gè)連續(xù)的分區(qū)分配給一個(gè)作業(yè)。分區(qū)存儲(chǔ)管理是滿足多道程序設(shè)計(jì)的最簡(jiǎn)單的一種存儲(chǔ)管理方法，它允許多 4個(gè)用戶程序同時(shí)存在系統(tǒng)內(nèi)存中，即共享內(nèi)存空間。按分區(qū)劃分方式可分為固定分區(qū)和可變分區(qū)。 固定分區(qū)存儲(chǔ)管理 把內(nèi)存的用戶區(qū)預(yù)先劃分成多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)大小可以相同，也可以不同。（分區(qū)的劃分由計(jì)算機(jī)的操作員或者由操作系統(tǒng)給出，并給出主存分配表）分區(qū)個(gè)數(shù)固定，分區(qū)的大小固定。一個(gè)分區(qū)中可裝入一個(gè)作業(yè)，作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中不會(huì)改變存放區(qū)域。早期的 IBM 的 OS/MFT（具有固定任務(wù)數(shù)的多道程序系統(tǒng)）采用了這種固定分區(qū)的方法。 可變分區(qū)存儲(chǔ)管理（動(dòng)態(tài)分區(qū)） 內(nèi)存不是預(yù)先劃分好的，而是在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中建立分區(qū).當(dāng)作業(yè)裝入主存時(shí)，根據(jù)作業(yè)所需要的主存容量查看是否有足夠的主存空間，若有則按需要分割一個(gè)分區(qū)給該作業(yè)；否則令該作業(yè)等待。分區(qū)長(zhǎng)度不固定分區(qū)個(gè)數(shù)不固定。這種存儲(chǔ)管理的方法克服了固定分區(qū)嚴(yán)重浪費(fèi)主存的問(wèn)題，提高了主存資源的利用率。ＩＢＭ操作系統(tǒng)ＯＳ／ＭＶＴ采用可變分區(qū)存儲(chǔ)管理。湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 可重定位分區(qū)存儲(chǔ)管理 解決碎片問(wèn)題的一種簡(jiǎn)單方法是采用可重定位分區(qū)分配.。其中心思想是，把不同程序，且在內(nèi)存中地址不連續(xù)的想法讓他們連續(xù)。 例：內(nèi)存中現(xiàn)有 3 個(gè)空閑區(qū)，現(xiàn)有一作業(yè)到達(dá)，要求獲得 30k 內(nèi)存空間，沒(méi)有分區(qū)滿足容量要求，若想把作業(yè)裝入，可將內(nèi)存中所有作業(yè)進(jìn)行移動(dòng)，這樣把原來(lái)分散的空閑區(qū)匯集成一個(gè)大的空閑區(qū)。將內(nèi)存中的作業(yè)進(jìn)行移動(dòng)使它們連接在一起把原來(lái)分散的多個(gè)小分區(qū)拼接成一個(gè)大的空閑區(qū).這個(gè)過(guò)程稱為”緊湊”或”移動(dòng)”。需解決的問(wèn)題:每次”緊湊”后程序或數(shù)據(jù)裝入的物理地址變化采用動(dòng)態(tài)重定位。 問(wèn)題描述和分析 系統(tǒng)應(yīng)利用某種分配算法，從空閑分區(qū)鏈表中找到所需大小的分區(qū)，如果空閑分區(qū)大小大于請(qǐng)求分區(qū)大小，則從該分區(qū)中按改請(qǐng)求的大小劃分出一塊內(nèi)存空間大小劃分出一塊內(nèi)存空間分配出去，余下的部分仍留在空閑鏈表中。然后，將分配區(qū)的首址返回給調(diào)用者。 當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行完畢師范內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)回收區(qū)的首址，從空閑區(qū)中找到相應(yīng)的插入點(diǎn)，此時(shí)可能出現(xiàn)以下四種情況之一： ⑴該空閑區(qū)的上下兩相鄰分區(qū)都是空閑區(qū)：將三個(gè)空閑區(qū)合并為一個(gè)空閑區(qū)。新空閑區(qū)的起始地址為上空閑區(qū)的起始地址，大小為三個(gè)空閑區(qū)之和。空閑區(qū)合并后，取消可用表或自由鏈中下空閑區(qū)的表目項(xiàng)或鏈指針，修改上空閑區(qū)的對(duì)應(yīng)項(xiàng)。 ⑵該空閑區(qū)的上相鄰區(qū)是空閑區(qū)：將釋放區(qū)與上空閑區(qū)合并為一個(gè)空閑區(qū)，其起始地址為上空閑區(qū)的起始地址，大小為上空閑區(qū)與釋放區(qū)之和。合并后，修改上空閑區(qū)對(duì)應(yīng)的可用表的表目項(xiàng)或自由鏈指針。 ⑶該空閑區(qū)的下相鄰區(qū)是空閑區(qū)：將釋放區(qū)與下空閑區(qū)合并，并將釋放區(qū)的起始地址作為合并區(qū)的起始地址。合并區(qū)的長(zhǎng)度為釋放區(qū)與下空閑區(qū)之和。同理，合并后修改可用表或自由鏈中相應(yīng)的表目項(xiàng)或鏈指針。 ⑷兩相鄰區(qū)都不是空閑區(qū)：釋放區(qū)作為一個(gè)新空閑可用區(qū)插入可用表或自由鏈。 程序流程圖 內(nèi)存分配流程圖，如圖 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 從頭開(kāi)始查表檢索完否？NY返回分區(qū)大小>所需大小N繼續(xù)檢索下一個(gè)表項(xiàng)Y分區(qū)大小-所需大小<=不可再分割大小N從該分區(qū)中劃出所需大小的新分區(qū)Y將該分區(qū)從鏈中移出將該分區(qū)分配給請(qǐng)求者修改有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回 內(nèi)存回收流程圖，如圖 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 開(kāi)始判斷空閑區(qū)上下內(nèi)存情況上為空下為空上下都為空上下都不為空將上面的空閑區(qū)合并，并回收將下面的空閑區(qū)合并，并回收將上下的空閑區(qū)合并，并回收直接將其回收結(jié)束 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體分析 ⑴進(jìn)程屬性結(jié)構(gòu)體 typedef struct readyque { char name[10];int size;}readyque,*readyqueue;⑵空閑鏈表結(jié)構(gòu)體 typedef struct idlyspace { int from;int size;idlyspace * next;}idlyspace,*idly;⑶已分配鏈表結(jié)構(gòu)體 typedef struct busyspace { int from;readyque r;湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) busyspace * next;}busyspace,*busy 主要程序代碼分析 ⑴主函數(shù)//代碼請(qǐng)?zhí)砑舆m當(dāng)?shù)淖⑨尅nt main(){ Is=(idly)malloc(sizeof(idlyspace));Is->from=0;Is->size=256;Is->next=NULL;Is2=Is;Bs=(busy)malloc(sizeof(busyspace));Bs->next=NULL;int t,t1;printf(“n.......................歡迎來(lái)到動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)..................nn”);printf(“...........................請(qǐng)選擇要執(zhí)行的算法:...........................n”);printf(“.........................1.最先適應(yīng)算法 ...............................n”);printf(“.........................2.下次適應(yīng)算法............................n”);printf(“..........................3.最優(yōu)適應(yīng)算法 ...............................n”);printf(“.........................4.最壞適應(yīng)算法................................n”);printf(“........................................................................n”);printf(“請(qǐng)輸入您的選擇:”);scanf(“%d”,&t);int i;while(i!=5){ printf(“........................................................................n”); printf(“.........................操作菜單如下：（請(qǐng)選擇）.......................n”); printf(“..........................1.輸入進(jìn)程分配空間...........................n”); printf(“.........................2.進(jìn)程撤銷回收空間...........................n”); printf(“.........................3.輸出所有空閑分區(qū) ..........................n”); printf(“..........................4.輸出所有已分配分區(qū)..........................n”); printf(“..........................5.退 出..........................n”); printf(“........................................................................n”); scanf(“%d”,&i); switch(i) { case 1: switch(t) { case 1: t1=FF();湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) break; case 2: t1=NF(); break; case 3: t1=BF(); break; case 4: t1=WF(); break; default: printf(“選擇算法錯(cuò)誤n”); return 1; } if(t1) printf(“分配空間成功n”); else printf(“分配空間失敗n”); break; case 2: t1=recover(); if(t1) printf(“回收成功n”); else printf(“回收失敗n”); break; case 3: Isprint(); break; case 4: Bsprint(); break; } } return 0;} 第三章 ：分析并實(shí)現(xiàn)四種內(nèi)存分配算法 最先適應(yīng)算法 空閑區(qū)按地址從小到大的次序排列。 分配：當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)大小為 SIZE 的內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)順序查找空閑區(qū)表（鏈），直到找到容量滿足要求（≥SIZE）的空閑區(qū)為止。從該空閑區(qū)中劃出大小為 SIZE的分區(qū)分配給進(jìn)程，余下的部分仍作為一個(gè)空閑區(qū)，但要修改其首址和大小。湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：這種算法是盡可能地利用低地址部分的空閑區(qū)，而盡量地保證高地址 6部分的大空閑區(qū)，有利于大作業(yè)的裝入。 缺點(diǎn):主存低地址和高地址分區(qū)利用不均衡。在低地址部分集中了許多非常小的空閑區(qū)碎片降低了主存的利用率。最先適應(yīng)算法 int FF(){ int t=0;readyque D;printf““請(qǐng)輸入進(jìn)程名:””);scanf““%””,D.name); printf““輸入進(jìn)程申請(qǐng)空間大小:””);scanf““%””,&D.size); idly l=Is;int mt=256;busy b=Bs;idly min=NULL;while(l) //尋找空閑表中大小滿足申請(qǐng)進(jìn)程所需大小并且起址最小的空閑結(jié)點(diǎn) { if(D.size<=l->size) { if(l->from { mt=l->from;min=l;t=1; } } l=l->next;} if(mt!=256) { busy j; j=(busy)malloc(sizeof(busyspace)); //如果找到則為進(jìn)程分配空間 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) j->from=min->from; for(int i=0;i<10;i++) { j->r.name[i]=D.name[i]; } j->r.size=D.size; while(b->next) { if(b->next->from b=b->next;else break; } j->next=b->next; b->next=j; min->from=min->from+D.size; min->size=min->size-D.size;} return t;} 下次適應(yīng)分配算法 最先適應(yīng)算法的變種。 總是從空閑區(qū)上次掃描結(jié)束處順序查找空閑區(qū)表（鏈），直到找到第一個(gè)滿足容量要求的空閑區(qū)為止，分割一部分給作業(yè)，剩余部分仍作為空閑區(qū)。下次適應(yīng)分配算法 int NF(){ int t=0;readyque D;printf““請(qǐng)輸入進(jìn)程名:””);scanf““%””,D.name); 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) printf““輸入進(jìn)程申請(qǐng)空間大小:””);scanf““%””,&D.size); int mt=256;idly l=Is2;idly min=NULL;busy b=Bs;while(l)//尋找空閑表中大小滿足申請(qǐng)進(jìn)程所需大小并且起址最小的空閑結(jié)點(diǎn) { if(D.size<=l->size) { if(l->from { mt=l->from;min=l;t=1; } } l=l->next;} if(mt!=256) { busy j; j=(busy)malloc(sizeof(busyspace)); j->from=min->from; for(int i=0;i<10;i++) { j->r.name[i]=D.name[i]; } j->r.size=D.size; while(b->next) { if(b->next->from b=b->next;else break; //如果找到則為進(jìn)程分配空間 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) } //將申請(qǐng)空間進(jìn)程插入到已分配鏈表中 j->next=b->next; b->next=j; //修改相應(yīng)空閑節(jié)點(diǎn)的起址和大小 min->from=min->from+D.size; min->size=min->size-D.size; Is2=min->next; 結(jié)點(diǎn) t=1; return t;} l=Is;//l指向空閑表的頭 while(l!=Is2) { if(D.size<=l->size) { if(l->from { mt=l->from;min=l;t=1; } } l=l->next;} if(mt!=256){ busy j; j=(busy)malloc(sizeof(busyspace)); j->from=min->from; for(int i=0;i<10;i++) { //ls2指向修改結(jié)點(diǎn)的下一個(gè) //循環(huán)查找 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) j->r.name[i]=D.name[i]; } j->r.size=D.size; while(b->next) { if(b->next->from b=b->next;else break; } j->next=b->next; b->next=j; min->from=min->from+D.size; min->size=min->size-D.size; Is2=min->next; t=1; return t;} return t;} 最優(yōu)適應(yīng)算法 空閑區(qū)按容量遞增的次序排列。 分配：當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)存儲(chǔ)空間，系統(tǒng)順序查找空閑區(qū)表（鏈），直到找到第一個(gè)滿足容量要求的空閑區(qū)為止。采用最優(yōu)適應(yīng)算法選中的空閑區(qū)是滿足容量要求的最小空閑區(qū)。優(yōu)點(diǎn)：選中的空閑區(qū)是滿足容量要求的最小空閑區(qū)，而不致于毀掉較大的空閑區(qū)。 缺點(diǎn)：空閑區(qū)的大小一般與申請(qǐng)分區(qū)大小不相等，因此將其一分為二，留下來(lái)的空閑區(qū)一般情況下是很小的，以致無(wú)法使用。隨著時(shí)間的推移，系統(tǒng)中的小空閑區(qū)會(huì)越來(lái)越多，從而造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)。最優(yōu)適應(yīng)算法 int BF(){ int t=0;湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) readyque D;printf““請(qǐng)輸入進(jìn)程名:””);scanf““%””,D.name); printf““輸入進(jìn)程申請(qǐng)空間大小:””);scanf““%””,&D.size); idly l=Is;idly min=NULL;int mt=256;busy b=Bs;while(l)//在空閑鏈中尋找第一個(gè)大于所輸入的進(jìn)程大小的空閑塊 { if(D.size<=l->size) { if(l->size { mt=l->size;min=l;t=1; } } l=l->next;} if(mt!=256) { busy j; j=(busy)malloc(sizeof(busyspace));空間 j->from=min->from; //申請(qǐng)分配用于存放進(jìn)程的內(nèi)存 //找到第一個(gè)滿足要求的空閑塊 //將第一個(gè)滿足要求的空閑塊（min）的首地址賦給j for(int i=0;i<10;i++) { j->r.name[i]=D.name[i];16 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) } j->r.size=D.size; while(b->next) //按從小到大的順序查找新進(jìn)程在已分配區(qū)中的位置 { if(b->next->from b=b->next;else break; } j->next=b->next; b->next=j; min->from=min->from+D.size; min->size=min->size-D.size; } return t;} 最壞適應(yīng)算法 為了克服最佳適應(yīng)算法把空閑區(qū)切割得太小的缺點(diǎn)，人們提出了一種最壞適應(yīng)算法，即每次分配時(shí)，總是將最大的空閑區(qū)切去一部分分配給請(qǐng)求者，剩余的部分仍是一個(gè)較大的空閑區(qū)。避免了空閑區(qū)越分越小的問(wèn)題。要求空閑區(qū)按容量遞減的順序排列。 分配：進(jìn)程申請(qǐng)存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，檢查空閑區(qū)表（鏈）的第一個(gè)空閑區(qū)的大小是否滿足要求，若不滿足則令進(jìn)程等待；若滿足則從該空閑區(qū)中分配一部分存儲(chǔ)區(qū)給用戶，剩下的部分仍作為空閑區(qū)。最壞適應(yīng)算法 int WF(){ int t=0;readyque D;printf““請(qǐng)輸入進(jìn)程名:””);scanf““%””,D.name); printf““輸入進(jìn)程申請(qǐng)空間大小:””); //將所輸入的進(jìn)程插入進(jìn)程鏈 //改變?cè)摽臻e塊的起始地址 //改變?cè)摽臻e塊的剩余大小 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) scanf““%””,&D.size); //輸入進(jìn)程申請(qǐng)的空間大小 idly l=Is;//l指向空閑鏈表ls頭 idly min=NULL;int mt=0;busy b=Bs; //b指向已分配鏈表Bs頭 //找到空閑分區(qū)中大小滿足進(jìn)程的請(qǐng)求且尺寸最大的結(jié)點(diǎn) while(l){ if(D.size<=l->size)//判斷進(jìn)程所申請(qǐng)的大小是否小于空閑區(qū)的各結(jié)點(diǎn)大小 { if(l->size>mt) { mt=l->size;min=l;//min指向空閑區(qū)中尺寸最大的結(jié)點(diǎn) t=1; } } l=l->next;} if(mt!=0)點(diǎn) { busy j; j=(busy)malloc(sizeof(busyspace)); j->from=min->from; for(int i=0;i<10;i++) { j->r.name[i]=D.name[i]; } j->r.size=D.size; //判斷是否找到了空閑區(qū)的滿足結(jié) //l指向空閑鏈表下一個(gè)結(jié)點(diǎn) 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) while(b->next)置 //尋找插入到已分配鏈表中的位 { if(b->next->from b=b->next;else break; } //把此進(jìn)程結(jié)點(diǎn)j插入到已分配鏈表中 j->next=b->next; b->next=j; //修改空閑鏈表的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的參數(shù) min->from=min->from+D.size; min->size=min->size-D.size;} return t;} 可變分區(qū)的回收 當(dāng)某個(gè)進(jìn)程釋放某存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，系統(tǒng)首先檢查釋放區(qū)是否與系統(tǒng)中的空閑區(qū)相鄰若相鄰則把釋放區(qū)合并到相鄰的空閑區(qū)去，否則把釋放區(qū)作為一個(gè)空閑區(qū)插入到空閑表的適當(dāng)位置。 釋放區(qū)與空閑區(qū)相鄰的四種情況。 （1）釋放區(qū)與前空閑區(qū)相鄰：把釋放區(qū)與前空閑區(qū)合并到一個(gè)空閑區(qū)。其首址仍為前空閑區(qū)首址，大小為釋放區(qū)大小與空閑區(qū)大小之和。 （2）釋放區(qū)與后空閑區(qū)相鄰：則把釋放區(qū)合并到后空閑區(qū)，其首地址為釋放區(qū)首地址，大小為二者之和。 （3）釋放區(qū)與前后兩空閑區(qū)相鄰：這三個(gè)區(qū)合為一個(gè)空閑區(qū)，首地址為前空閑區(qū)首址，大小為這三個(gè)空閑區(qū)之和，并取消后空閑區(qū)表目。 （4）釋放區(qū)不與任何空閑區(qū)相鄰：將釋放區(qū)作為一個(gè)空閑區(qū)，將其大小和首址插入到空閑區(qū)表的適當(dāng)位置。 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 回收內(nèi)存算法 int recover(){ readyque D;printf““請(qǐng)輸入想要回收的進(jìn)程名””); scanf““%””,D.name); busy b=Bs;idly l=Is;while(b->next)鏈表中 { bool yo=1; for(int i=0;i<10;i++) { if(b->next->r.name[i]==D.name[i])yo=yo*1; else yo=0; } //如果在已分配鏈表中則釋放該結(jié)點(diǎn)所占空間 if(yo) { int t=b->next->from; int ts=b->next->r.size; //查找輸入的進(jìn)程名是否在已分配湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) while(l) { if(l->from>t+ts)不鄰接 { idly tl;tl=(idly)malloc(sizeof(idlyspace));tl->from=t;tl->size=ts;tl->next=l;Is=tl;break;} if(l->from==t+ts) l->from=t; l->size=l->size+ts; busy tb=b->next; b->next=b->next->next; free(tb); return 1;} if(l->from+l->size idly tl; tl=(idly)malloc(sizeof(idlyspace)); tl->from=t; tl->size=ts; tl->next=l->next; l->next=tl; break;} else if(l->from+l->size==t) //所回收進(jìn)程與空閑結(jié)點(diǎn)上鄰接 { //所回收進(jìn)程與空閑結(jié)點(diǎn)上下都不鄰接 //所回收進(jìn)程與空閑結(jié)點(diǎn)下鄰接 { //所回收進(jìn)程與空閑結(jié)點(diǎn)上下都 21 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) l->size=l->size+ts; if(l->from+l->size==l->next->from)接 { l->size=l->size+l->next->size; idly tm=l->next; l->next=l->next->next; freI); } br l=l->next; } //從已分配鏈表中釋放所回收進(jìn)程 busy tb=b->next; b->next=b->next->next; free(tb); return 1; } b=b->next;} printf(“沒(méi)找到這”進(jìn)程n”);return 0;} //所回收進(jìn)程與空閑結(jié)點(diǎn)上下都鄰調(diào)試與操作說(shuō)明 初始界面 程序初始界面，有四個(gè)塊選擇，選擇要執(zhí)行的算法，調(diào)試以最壞算法為例，如圖 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 選擇最壞適應(yīng)算法，如圖 模擬內(nèi)存分配 給進(jìn)程a分配內(nèi)存20，如圖 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 已分配分區(qū)說(shuō)明表界面 同理，給進(jìn)程b分配內(nèi)存30，給進(jìn)程c分配內(nèi)存40，給進(jìn)程d分配50，給進(jìn)程e分配60，如圖 空閑分區(qū)說(shuō)明表界面 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 查看空閑分區(qū)，如圖 回收內(nèi)存界面 回收進(jìn)程b和d所占內(nèi)存，如圖 已分配分區(qū)說(shuō)明表和空閑分區(qū)說(shuō)明表 如圖 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 重新申請(qǐng)內(nèi)存界面 再為新進(jìn)程i分配內(nèi)存30，如圖 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 根據(jù)最壞適應(yīng)算法結(jié)合圖所示可知，該算法將會(huì)從空閑分區(qū)表中選擇一塊最大的內(nèi)存空間分配給進(jìn)程i，從圖也可看出該模擬算法實(shí)現(xiàn)了最壞適應(yīng)算法 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 總結(jié)與體會(huì) 本次做的課題是動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法實(shí)現(xiàn)，此次課程設(shè)計(jì)成功實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存分配和內(nèi)存回收，內(nèi)存分配中包含了四種算法，分別是首次適應(yīng)算法，循環(huán)首次適應(yīng)算法，最佳適應(yīng)算法和最壞適應(yīng)算法。經(jīng)編碼調(diào)試，表明該程序模塊是有效可行的。 通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)讓我充分了解了內(nèi)存管理的機(jī)制實(shí)現(xiàn)，從而更深一步的的對(duì)計(jì)算機(jī) 有了很多了解，這對(duì)于以后我們的研究和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)起到了很重要的作用。 對(duì)于本次論文制作，自己的編程能力有所提高，對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)存分配，存儲(chǔ)空間的回收都有全新的認(rèn)識(shí)。 在這次操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)中，我使用了c++編寫(xiě)系統(tǒng)軟件，對(duì)os中可變分區(qū)存儲(chǔ)管理有了深刻的理解，但是過(guò)程中遇到了很多困難，一邊做一邊學(xué)，對(duì)c++有了比較多的理解。 實(shí)驗(yàn)中遇到很多問(wèn)題，浪費(fèi)了很多時(shí)間，總而言之是自己學(xué)習(xí)還不夠好，不扎實(shí)，希望在以后學(xué)習(xí)中加以改善，學(xué)到更多知識(shí)。 參考文獻(xiàn) 【1】 湯子瀛，哲鳳屏，湯小丹.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.。湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院11級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 【2】 任愛(ài)華.操作系統(tǒng)實(shí)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2001。 長(zhǎng)春理工大學(xué) 軟件學(xué)院 0813111班 27號(hào) 姓名：丁為勝 一． 概述 1、課程設(shè)計(jì)目的及任務(wù)課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)及要求 每個(gè)學(xué)生一臺(tái)微機(jī)，需要安裝windows98或windows2000操作系統(tǒng)，配備VC、VB、java或C編程語(yǔ)言，每個(gè)學(xué)生上機(jī)時(shí)間不少于24個(gè)小時(shí)。 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心專業(yè)課，“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”是理解和鞏固操作系統(tǒng)基本理論、原理和方法的重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。 操作系統(tǒng)課程主要講述的內(nèi)容是多道操作系統(tǒng)的原理與技術(shù)，與其它計(jì)算機(jī)原理、編譯原理、匯編語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)等專業(yè)課程關(guān)系十分密切。本課程設(shè)計(jì)的目的綜合應(yīng)用學(xué)生所學(xué)知識(shí)，建立系統(tǒng)和完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概念，理解和鞏固操作系統(tǒng)基本理論、原理和方法，掌握操作系統(tǒng)基本理論與管理方式。在算法基礎(chǔ)上，解決實(shí)際的管理功能的問(wèn)題，提高學(xué)生實(shí)際應(yīng)用、編程的能力。 主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，其中涉及進(jìn)程創(chuàng)建，同步，進(jìn)程間的通信，存儲(chǔ)管理，文件系統(tǒng)等操作系統(tǒng)概念。 2.課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)及要求 每個(gè)學(xué)生一臺(tái)微機(jī)，需要安裝windows98或windows2000操作系統(tǒng)，配備VC、VB、java或C編程語(yǔ)言，每個(gè)學(xué)生上機(jī)時(shí)間不少于24個(gè)小時(shí)。 3.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 設(shè)計(jì)二： 設(shè)計(jì)任務(wù)： 掌握進(jìn)程的管道通訊機(jī)制和信號(hào)量同步互斥機(jī)制。1． 進(jìn)程的管道通訊 編制一個(gè)程序，程序中創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程。然后父子進(jìn)程各自獨(dú)立運(yùn)行，父進(jìn)程不斷地在標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備上讀入小寫(xiě)字母，寫(xiě)入管道。子進(jìn)程不斷地從管道中讀取字符，轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)字母后輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備上。當(dāng)讀到x時(shí)，結(jié)束。 2． 信號(hào)量實(shí)現(xiàn)的同步互斥機(jī)制 編制一個(gè)程序，程序中創(chuàng)建5個(gè)子進(jìn)程，代表五位哲學(xué)家，然后父進(jìn)程結(jié)束。使用信號(hào)量機(jī)制解決哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題。當(dāng)哲學(xué)家進(jìn)餐時(shí)，屏幕輸出： [進(jìn)程號(hào)] eating!當(dāng)哲學(xué)家思考時(shí)，屏幕輸出： [進(jìn)程號(hào)] thinging!相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用和函數(shù)：pipe();write();read();semget();sepop();semctl();要求：查找并閱讀上述系統(tǒng)調(diào)用的相關(guān)資料，將上述相關(guān)的函數(shù)封裝為P()、V()操作，使用你封裝的P()、V()操作實(shí)現(xiàn)5位哲學(xué)家的同步和互斥。 二． 設(shè)計(jì)的基本概念和原理 1.進(jìn)程的管道通訊 管道（Pipe）實(shí)際是用于進(jìn)程間通信的一段共享內(nèi)存，創(chuàng)建管道的進(jìn)程稱為管道服務(wù)器，連接到一個(gè)管道的進(jìn)程為管道客戶機(jī)。命名管道（Named Pipes）是在管道服務(wù)器和一臺(tái)或多臺(tái)管道客戶機(jī)之間進(jìn)行單向或雙向通信的一種命名的管道。一個(gè)命名管道的所有實(shí)例共享同一個(gè)管道名，但是每一個(gè)實(shí)例均擁有獨(dú)立的緩存與句柄，并且為客戶——服務(wù)通信提供有一個(gè)分離的管道。實(shí)例的使用保證了多個(gè)管道客戶能夠在同一時(shí)間使用同一個(gè)命名管道。 2.信號(hào)量實(shí)現(xiàn)的同步互斥機(jī)制 規(guī)定奇數(shù)號(hào)的哲學(xué)家先拿起他左邊的筷子,然后再去拿他右邊的筷子;而偶數(shù)號(hào) 的哲學(xué)家則相反.按此規(guī)定,將是1,2號(hào)哲學(xué)家競(jìng)爭(zhēng)1號(hào)筷子,3,4號(hào)哲學(xué)家競(jìng)爭(zhēng)3號(hào)筷子.即 五個(gè)哲學(xué)家都競(jìng)爭(zhēng)奇數(shù)號(hào)筷子,獲得后,再去競(jìng)爭(zhēng)偶數(shù)號(hào)筷子,最后總會(huì)有一個(gè)哲學(xué)家能獲 得兩支筷子而進(jìn)餐。而申請(qǐng)不到的哲學(xué)家進(jìn)入阻塞等待隊(duì)列，根FIFO原則，則先申請(qǐng)的哲 學(xué)家會(huì)較先可以吃飯，因此不會(huì)出現(xiàn)餓死的哲學(xué)家。 三． 總體設(shè)計(jì) 1.實(shí)現(xiàn)的方法和主要技術(shù)路線 1.無(wú)名管道 無(wú)名管道用于具有親緣關(guān)系的父子進(jìn)程，子子進(jìn)程之間的通訊。它的實(shí)現(xiàn)函數(shù)有 int pipe(int fd[2]); //fd[2] 為描述符數(shù)組，包含一個(gè)讀描述符與一個(gè)寫(xiě)描述符，在使用管道通信時(shí)，關(guān)閉某些不需要的讀或?qū)懨枋龇⑵饐蜗虻淖x或?qū)懝艿溃缓笥胷ead 和write 像操作文件一樣去操作它即可。 如圖便是進(jìn)程1 到進(jìn)程2 的一個(gè)讀管道。 分別在父進(jìn)程和父子進(jìn)程里向管道寫(xiě)數(shù)據(jù)，然后在子進(jìn)程和子子進(jìn)程里讀數(shù)據(jù)。2.哲學(xué)家進(jìn)餐偽碼： semaphore chopstick[5]={1，1，1，1，1};void philosopher(int i){ while(true){ think(); if(i%2 == 0)//偶數(shù)哲學(xué)家，先右后左。 { wait(chopstick[ i + 1 ] mod 5);wait(chopstick[ i]);eat(); signal(chopstick[ i + 1 ] mod 5);signal(chopstick[ i]);} Else //奇數(shù)哲學(xué)家，先左后右。 { wait(chopstick[ i]); wait(chopstick[ i + 1 ] mod 5);eat(); signal(chopstick[ i]); signal(chopstick[ i + 1 ] mod 5);} } 四． 詳細(xì)設(shè)計(jì) 進(jìn)程的管道通信代碼： import java.io.IOException;import java.io.PipedReader; public class ReceiverThread1 extends Thread { PipedReader pipedReader; public ReceiverThread1(SenderThread1 sender)throws IOException { pipedReader=new PipedReader(sender.getPipedWriter()); } public void run() { char[] ch=new char[100];StringBuffer sb=null;String str=null;int i=0;try { while((i=pipedReader.read(ch))!=-1) { sb=new StringBuffer(); for(int j=0;j { sb.append(ch[j]); } str=sb.toString(); System.out.println(“子進(jìn)程讀取的字符為：”+str.toUpperCase()); if(!str.endsWith(“x”)) { System.out.print(“父進(jìn)程讀入字符為：”); }else if(str.endsWith(“x”)) { System.out.println(“結(jié)束無(wú)法再次輸入字符”); } } } catch(IOException e){ e.printStackTrace();}finally{ try { pipedReader.close(); } catch(IOException e){ e.printStackTrace(); } } } } import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PipedWriter; public class SenderThread1 extends Thread { PipedWriter pipedWriter; public SenderThread1(){ pipedWriter=new PipedWriter();} public PipedWriter getPipedWriter(){ return pipedWriter;} public void run() { BufferedReader ir=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));char[] ch=new char[100];StringBuffer sb=null;String str=null;int i=0;System.out.print(“父進(jìn)程讀入字符為：”);try { while((i=ir.read(ch))!=-1) { sb=new StringBuffer(); for(int j=0;j { if(ch[j]>='a' && ch[j]<='z') { sb.append(ch[j]); if(ch[j]=='x') { break; } } } str=sb.toString(); pipedWriter.write(str); if(str.startsWith(“x”)||str.endsWith(“x”)) { break; // this.stop(); } } } catch(IOException e){ e.printStackTrace();}finally{ try { ir.close(); pipedWriter.close(); } catch(IOException e){ e.printStackTrace(); } } } } public class ThreadComm1 { public static void main(String[] args)throws Exception{ SenderThread1 sender=new SenderThread1();ReceiverThread1 receiver=new ReceiverThread1(sender);sender.start();receiver.start();} } 哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題代碼： #include “stdafx.h” using namespace std;bool chop[100];//定義筷子 class ph { protected: bool * left,* right;//哲學(xué)家的左右手指向的筷子 int eattime;//哲學(xué)家的吃飯時(shí)間 public: bool check()//用于檢查哲學(xué)家左右手的筷子是不是被占用 { if(*left && *right) return true; else return false;} void eat(int ineattime)//哲學(xué)家開(kāi)始進(jìn)餐 { eattime=ineattime; *left=false; *right=false;} bool finish()//檢查哲學(xué)家是否完成進(jìn)餐 { if(eattime>0)//沒(méi)完成的話剩余時(shí)間減少 { eattime--; if(eattime==0)//完成的話歸還筷子 { *left=true; *right=true; return true; } else return false; } else return false;} void init(int num,int max)//初始化哲學(xué)家，指定他們使用的筷子 { eattime=0; left=&chop[num]; if(num right=&chop[num+1]; else right=&chop[0];} };void main(){ system(“title 哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題”);int in,i,temp,time,j=1;queue for(int i=0;i<5;i++){ chop[i]=1; } for(int i=0;i<5;i++){ P[i].init(i,5);} cout<<“輸入哲學(xué)家進(jìn)餐隊(duì)列：”< break;else if(in>5) { cout<<“一共只有”<<5<<“個(gè)人！”< } else { Q.push(in-1); } } cout<<“每個(gè)人吃飯時(shí)間：”< P[temp].eat(time); cout< if(temp+2>5) cout<<1< else cout< Q.push(temp);} for(i=0;i<5;i++) { if(P[i].finish()) cout< } //Q.push(-1); for(i=0;i { temp=Q.front(); Q.pop(); //if(temp!=-1) { cout< Q.push(temp); } //else { // Q.pop(); break; } } } for(int j=0;j if(P[i].finish()) { cout< } getch();}第三篇：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
第四篇：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
第五篇：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
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