模擬動態(tài)分區(qū)存儲管理中地址轉(zhuǎn)換

1、 模擬動態(tài)分區(qū)存儲管理中地址轉(zhuǎn)換實驗?zāi)康纳钊肓私鈩討B(tài)分區(qū)存儲管理方式的內(nèi)存分配以及地址轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)。實驗任務(wù)隨機產(chǎn)生進程的個數(shù)及需要的空間，當(dāng)某進程提出申請空間的大小后，顯示能否滿足申請，以及為該進程分配資源后有關(guān)地址轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能需求分析系統(tǒng)對內(nèi)存的管理和控制通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分區(qū)說明表進行，分區(qū)說明表說明各分區(qū)號、分區(qū)大小、起始地址和是否是空閑區(qū)（分區(qū)狀態(tài)）。內(nèi)存的分配釋放、存儲保護以及地址變換等都通過分區(qū)說明表進行。地址映射：把程序中的相對地址（或邏輯地址）轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的絕對地址（物理地址）。動態(tài)分區(qū)的基本思想：在作業(yè)執(zhí)行前并不直接建立分區(qū)，分區(qū)的建立是在作業(yè)的處理過程中進行的，且其大小可

2、隨作業(yè)或進程對內(nèi)存的要求而改變。在系統(tǒng)初啟時，除了操作系統(tǒng)中常駐內(nèi)存部分之外，只有一個空閑分區(qū)。隨后，分配程序?qū)⒃搮^(qū)依次劃分給調(diào)度選種的作業(yè)或進程。隨著進程的執(zhí)行，會出現(xiàn)一系列的分配和釋放。比如在某一時刻，一進程執(zhí)行結(jié)束并釋放內(nèi)存之后，管理程序又要為另兩個進程分配內(nèi)存。如果分配的空閑區(qū)比所要求的大，則管理程序?qū)⒃摽臻e區(qū)分為兩個部分，其中一部分成為已分配區(qū)而另一部分成為一個新的小空閑區(qū)動態(tài)地址重定位：是在程序執(zhí)行過程中，在CPU訪問內(nèi)存之前，將要訪問的程序或數(shù)據(jù)地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址。地址重定位機構(gòu)需要一個（或多個）基地址寄存器BR和一個（或多個）程序虛擬地址寄存器VR。指令或數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址MA與虛

3、擬內(nèi)存的關(guān)系為MA=（BR）+（VR）。地址轉(zhuǎn)換的原因：當(dāng)程序從外存進入內(nèi)存時，原來的相對地址已經(jīng)不能反映程序在內(nèi)存中的實際地址了，因為程序在裝入內(nèi)存的過程中，它的裝入地址不是由程序來選擇的，而是由當(dāng)前可用內(nèi)存的實際情況來決定的，所以說，用程序地址編寫的程序一旦送入內(nèi)存，其程序地址和內(nèi)存物理地址之間就存在一種對應(yīng)關(guān)系。為使程序正常運行，需要將這種對應(yīng)關(guān)系實施地址變換。動態(tài)創(chuàng)建分區(qū)：在裝入程序和其執(zhí)行過程中通過系統(tǒng)調(diào)用時都進行隨機分配內(nèi)存大小。程序的名字空間、地址空間和存儲空間之間的關(guān)系存儲空間開發(fā)平臺系統(tǒng):Windowsxp環(huán)境開發(fā)工具:VC編程語言:C+系統(tǒng)的功能設(shè)計內(nèi)存初始分配情況：voi

4、dinit()/鏈表初始化，只有一個節(jié)點head=newtable;head-start=1;head-length=memory;head-state=false;head-next=NULL;boolfenpei(table*p)/分配進程boolfenpei(table*p)/分配進程動態(tài)重定位過程：設(shè)置基地址寄存器BR，虛擬地址寄存器VR。將程序段裝入內(nèi)存，且將其站用的內(nèi)存區(qū)首地址送BR中。在程序段執(zhí)行過程中，將所要訪問的虛擬地址送入VR中。地址變換機構(gòu)把VR和BR的內(nèi)容相加，得到實際訪問的物理地址。01410141內(nèi)存空間虛擬空間內(nèi)存空間動態(tài)分區(qū)時采用最先適應(yīng)算法：該算法要求可用表或

5、自由鏈按起始地址遞增的次序排列，從所找到的分區(qū)中化出所要求的內(nèi)存長度分配給用戶，并把余下的部分進行合并（如有相鄰空閑區(qū)存在）后留在可用表中，但要修改其相應(yīng)的表項。如圖：返回分配起始地址該空閑區(qū)長度三？表目查完?該空閑區(qū)長度=SIZE?從該空閑區(qū)中截取所需大小，修改調(diào)整可用表從空閑區(qū)表的第一表目順序表從可用表中移去該表目，調(diào)整可用表返回分配起始地址該空閑區(qū)長度三？表目查完?該空閑區(qū)長度=SIZE?從該空閑區(qū)中截取所需大小，修改調(diào)整可用表從空閑區(qū)表的第一表目順序表從可用表中移去該表目，調(diào)整可用表取下一表項無法分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：#defineN10/最大進程數(shù)#definema10/每個進程的最大容

6、量#definememory100/整個內(nèi)存大小structtable/已分配的或未分配的intstart;/進程起始地址intlength;/進程大小boolstate;/是否分配false:未分配true:已分配table*next;intn;/實際的進程數(shù)intbr;intvr;table*head;/headintrandom(inta,intb)/產(chǎn)生隨機數(shù)從a到bunsignedintseedVal;structtimebtimeBuf;ftime(&timeBuf);seedVal=(unsignedint)timeBuf.time&0 xFFFF)+(unsignedint)t

7、imeBlitm廠(unsignedint)timeBlitm);srand(unsignedint)seedVal);intx=a+rand()%b-a+1;Sleep(10);returnx;voidfangwen(intbr,intvr)/模擬訪問內(nèi)存cout正在訪問內(nèi)存中.；Sleep(800);cout.；Sleep(800)；cout.；Sleep(800)；coutendl；for(intindex=0；index!=N；+index)br=random(1,N)；vr=random(1,ma)；cout用戶程序正試圖訪問第br個進程空間中的第vr個單元l

8、ength=random(1,ma);if(fenpei(t)cout內(nèi)存分配成功!endl;elsecout內(nèi)存分配失敗！endl;運行結(jié)果與運行情況分析由于產(chǎn)生的最大進程數(shù)為5，不存在第6個進程數(shù)，因此在訪問第6個進程時發(fā)生BR越界。由于第5個進程被分配的內(nèi)存為3個單元，因此不存在第5個單元，在訪問該進程的第5個單元時發(fā)生VR越界。由于產(chǎn)生的最大進程數(shù)為3，不存在第8個進程數(shù)，因此在訪問第6個進程時發(fā)生BR越界。自我評價與總結(jié)通過這次實驗我深刻理解到，動態(tài)分區(qū)分配是根據(jù)進程的實際需要動態(tài)的為之分配內(nèi)存空間，在實現(xiàn)可變分區(qū)分配時，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)的分配操作

9、這樣三個問題。而地址轉(zhuǎn)換也就是地址重定位包括靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位。內(nèi)存地址的集合稱為內(nèi)存空間或物理空間。內(nèi)存中，每一個存儲單元都與相應(yīng)的成為內(nèi)存地址的編號相對應(yīng)。而把虛擬空間中已經(jīng)鏈接和劃分好的內(nèi)容裝如內(nèi)存，并將虛擬地址映射為內(nèi)存地址的問題就稱之為重定位或地址映射。雖然上述的這些概念通過課本以及課堂上老師的講解早已知道，但這“知道”并不是弄懂并理解透徹了，而通過這次實驗才真正有了深刻的體會。本次實驗我認(rèn)為程序的運行結(jié)果很清楚明了的反映了隨機產(chǎn)生進程以及內(nèi)存分配的過程以及BR和VR越界的處理。然而由于我前面對面有關(guān)方面的知識掌握不夠牢固以及C對+編程語言學(xué)習(xí)和實際運用的匱乏，此次的實驗并沒有預(yù)期的完美。首先，我本打算把每個進程進程編號，但考慮后續(xù)操作的復(fù)雜也就沒有實施；再次，此次實驗要求顯示為該進程分配資源后有關(guān)地址轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，