操作系统可变分区存储管理方式的内存分配回收实验报告

操作系统中的可变分区存储管理方式是一种内存管理策略，它的主要目标是有效地分配和回收内存资源。在本实验中，学生需要实现一个程序来模拟这种管理方式，特别关注最优适应算法的运用。 理解可变分区存储管理的基本原理至关重要。在可变分区管理中，内存被分为多个可变大小的分区，每个分区可以被一个进程或作业独占。当一个新的作业请求内存时，系统会搜索所有空闲分区，找到一个足够大的分区满足作业的需求。在本实验中，采用最优适应算法，即总是选择能够满足作业需求且大小最小的空闲分区进行分配。这样做可以尽可能减少浪费，但也可能导致小碎片问题，即剩余的空闲分区过小，难以再次利用。 为了解决这个问题，实验中设置了一个最小限制`minsize`。如果空闲区的剩余部分小于等于`minsize`，则会将整个分区分配给作业，而不是将其分割成两部分。这有助于避免过多的小碎片，提高内存利用率。 实验中涉及的主要数据结构包括： 1. 已分配表（used_table）：记录已分配给作业的分区信息，包含分区的起始地址、长度和一个标志位，表示该分区是否已被分配。标志位为“0”表示空栏目。 2. 空闲分区表（free_table）：记录所有空闲分区的信息，包括起始地址、长度和一个标志位，标志位为“0”表示空栏目，为“1”表示未分配。 此外，还有一些全局变量，如`minsize`用于设定最小分配阈值，`n`表示系统允许的最大作业数量，`m`表示空闲区表的最大容量。 核心算法是`distribute`函数，它实现了最优分配算法。函数通过遍历空闲分区表，找到满足作业需求且大小最小的空闲分区。根据`minsize`的判断，决定是直接分配整个分区还是将其分割。 在内存回收过程中，系统需要检查归还的分区是否与相邻的空闲区相邻。如果是，那么将这些空闲区合并成一个大的空闲分区，更新空闲分区表的相应记录。 这个实验让学生深入理解了可变分区存储管理的工作机制，特别是最优适应算法的优缺点，以及如何通过数据结构和算法来实现内存的有效分配和回收。通过实际编程，学生可以更好地掌握这些概念，并对操作系统内存管理有更直观的认识。