操作系统实验存储管理

计算机操作系统内存管理功能实现存储空间的分配与回收。当用户提出申请存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的，通过本实验理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 　　　 在本实验中，通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。熟悉可变分区管理的各种分配算法及分配与回收的方法 操作系统中的存储管理是确保计算机系统高效运行的关键组件之一。它主要负责内存资源的分配和回收，以满足不同用户和进程的内存需求。本实验重点在于理解可变分区管理的存储策略，尤其是最佳分配算法。 在可变分区管理中，内存被动态地划分为多个分区，这些分区的大小会根据正在运行的进程需求进行调整。当一个新的进程请求内存时，存储管理系统会检查当前的空闲分区，尝试找到一个满足需求的分区进行分配。如果找不到合适的空闲分区，那么进程将无法运行，直到有足够的内存资源可用。相反，当进程结束或主动归还内存时，存储管理需要将这些内存回收，可能合并成更大的空闲分区以供后续使用。 在实验中，最佳分配算法被用于演示这个过程。这种算法的目标是在所有可用的空闲分区中选择一个最小但足以容纳新进程需求的分区进行分配。这样可以尽量保持大块的连续空闲内存，有利于后续大型进程的装载。当分配的空闲分区大于进程需求时，剩余的部分会重新划分成两个空闲分区，其中较小的一个用于记录在空闲区表中。为了便于查找，空闲区表通常按照地址从小到大排序，同时将"空表目"保留在表格尾部。 在实现上，实验使用了一个结构化的数据表示来模拟已分配和空闲分区的表。这些表记录了分区的起始地址、长度以及是否已被分配的标志。当一个作业撤离时，对应的已分配分区会从已分配区表移除，并与相邻的空闲分区合并，如果可能的话，然后更新空闲区表。 实验源代码中定义了最大作业数和空闲区表的最大容量，以及一个最小分配阈值(minisize)，当空闲分区被分配后剩余空间小于这个阈值时，整个空闲分区会被分配，而不是切割。`allocate`函数是实现分配的核心，它遍历空闲区表寻找满足需求的最小空闲分区。 这个实验旨在通过实践加深对操作系统存储管理的理解，特别是可变分区管理和最佳分配算法。通过编写和调试这样的模拟程序，学生能够更好地掌握内存分配和回收的逻辑，以及如何优化内存资源的使用，从而提高系统的整体性能。