实验一 可变分区存储管理 (一)??实验题目 编写一个C程序,用char *malloc(unsigned size)函数向系统申请一次内存空间(如size=1000,单位为字节),用首次适应法 addr = (char *)fmalloc(unsigned size) 和ffree(unsigned size,char * addr)(基本要求)或 循环首次适应法(提高一步) addr = (char *)lmalloc(unsigned size) 和lfree(unsigned size,char * addr)模拟UNIX可变分区内存管理,实现对该内存区的分配和释放管理. 3月30日(六)下午15:40~18:40,徐汇校区教一楼506 (二)?实验目的 1.加深对可变分区的存储管理的理解;2.提高用C语言编制大型系统程序的能力,特别是掌握C语言编程的难点:指针及指针作为函数参数. (三)?实验要求 空闲存储区表可采用结构数组的形式,建议采用的数据结构为: 结构数组的形式: struct map { unsigned m_size; char * m_addr; }; struct map coremap[N]; 分配函数的参数size和释放函数的参数size、addr以键盘命令的形式输入,每次分配和释放后显示自己的空闲存储区表. 整个系统的基本框架为: (四)?实验注意事项 键盘命令的简单形式如: m[alloc] 100 通过fmalloc函数申请100字节的内存空间. f[ree] 100 2567890 通过ffree函数释放起始地址为2567890的那个内存区,该地址先前通过fmalloc申请的有效存储区地址.为了避免输入复杂的释放地址,可采用输入相对地址的方法,如:f 100 300(相对地址)调用ffree时再加上分配到的内存始地址. 命令输入可用C函数: scanf ("%c", &cmdchar); cmdchar =getchar ( ) 或scanf ("%s", &cndstring)后跟 scanf ("%u", &size) 或scanf ("%u %u", &size, &addr). 如采用通用的命令串的形式,还要调用一个串匹配函数,以判断是哪个命令. 可采用简单的读取单个命令字符的形式,由于getchar或scanf可能读入的是前一个命令留在键盘输入缓冲区内的' ','\t','\n'等空白字符,为了正确地读入m,f等本次命令字符,需要预先滤去输入缓冲区的空白字符: do c=getchar(while(c=='\n'||c=='\t'||c==' ') 程序输入、调试和测试 可以在Linux的环境下进行,也可在Windows turbo C等的环境中进行,但Windows和turbo C环境不直接支持I/O转向,故在完成此项工作时应将编译后产生的执行文件如myproc.exe存入磁盘的某个目录中,如是Windows,运行cmd命令进入命令行窗口,运行程序,用I/O转向生成结果文件.如:myproc.exe > result.txt 在Linux的环境下可直接运行:myproc > resul (五)? 测试要求 程序调试基本通过后,应进行较为全面的测试,建议采用白盒法的路径测试方法,测试路径应包含分配算法的"首次"或"循环首次"、,释放算法的与邻近空闲分区联系的四种情况,还要包含一些必要的出错处理路径. 可在测试通过后,可用I/O转向使屏幕的输出结果转至指定文件.注意,由于此时看不到提示字符串和空闲存储区表的输出内容,欲释放存储地址较难正确输入,可采用以下几种方法: 测试通过后可用I/O转向使屏幕的输出结果转至指定文件.注意,由于此时看不到提示字符串和空闲存储区表的输出内容,欲释放存储地址较难正确输入,可采用以下几种方法:1.在不采用输出转向时先完整地运行一遍,并记下所有的命令和参数,再用I/O转向时"摸瞎"似地依次输入各个命令和参数,由于malloc所分配的存储区地址时用户程序的虚地址空间,故同一程序的两次运行的结果应当是一样的.为了使输出结果文件也含有输入的命令串,应在输入命令后,再将命令和参数输出至标准输出设备. 2. 如fmalloc和ffree,是采用相对地址的管理方法(malloc所分配的地址+偏移地址),那么输入ffree的释放地址就容易得多.3.输入也可采用I/O转向,将预先设计好的所有输入次序(部分数据可在不采用I/O转向运行时输入)写入输入文件,再用: myprog.exe < inputfile.txt > result.txt的形式执行.4.对于文件的I/O较熟悉的学生可采用每次在屏幕输出后重复向文件输出的方法,这样上述的问题就很容易解决了. (六) 实验数据和结果 学生最后应当将实验报告、程序、输出结果文件和输入命令文件(如果有的话)合并成一个文件,如progres.txt上载到作业系统中. 如在cmd命令行窗口的合并方法是:copy myprog.c+input.txt+result.txt progres.txt 在Linux中的合并方法是:cat myprog.c input result > progres.txt (七)?实验报告要求 实验报告包含以下几个方面: 1.题目. 2.算法思想和概要设计和重要模块的详细设计及功能和接口说明. 3.重要数据结构和变量的说明. 4.源程序、注释和结果. 5.测试方法,对测试结果的分析,错误的分析. 6. 程序及测试的改进、本次上机经验及体会.以上可以简化. 7. 将以上内容和前面程序、输出/输入的文件再合并成一个实验报告文件.实验报告中一定还要有一到两幅含有自己姓名(可以是汉语拼音)的运行情况和结果的截图.8. 将实验报告(1个文件,不要压缩)发到作业系统中.9. 如实验在教一楼506机房中完成,经老师检查后,实验报告可简化. 参考答案 在操作系统习题与应用解析中的13章(p67)有该题的参考答案,可以参考、简化,但不要照抄.实验环境可以是任何的C或C++虚拟机,但要求编C程序,不要编C++程序.鼓励编一个数组实现的循环首次适应法的实验程序,这只要在首次适应法的基础上略加修改.
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更新时间：2014-09-28
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实验一 可变分区存储管理 (一)??实验题目 编写一个C程序,用char *malloc(unsigned size)函数向系统申请一次内存空间(如size=1000,单位为字节),用首次适应法 addr = (char *)fmalloc(unsigned size) 和ffree(unsigned size,char * addr)(基本要求)或 循环首次适应法(提高一步) addr = (char *)lmalloc(unsigned size) 和lfree(unsigned size,char * addr)模拟UNIX可变分区内存管理,实现对该内存区的分配和释放管理. 3月30日(六)下午15:40~18:40,徐汇校区教一楼506 (二)?实验目的 1.加深对可变分区的存储管理的理解;2.提高用C语言编制大型系统程序的能力,特别是掌握C语言编程的难点:指针及指针作为函数参数. (三)?实验要求 空闲存储区表可采用结构数组的形式,建议采用的数据结构为: 结构数组的形式: struct map { unsigned m_size; char * m_addr; }; struct map coremap[N]; 分配函数的参数size和释放函数的参数size、addr以键盘命令的形式输入,每次分配和释放后显示自己的空闲存储区表. 整个系统的基本框架为: (四)?实验注意事项 键盘命令的简单形式如: m[alloc] 100 通过fmalloc函数申请100字节的内存空间. f[ree] 100 2567890 通过ffree函数释放起始地址为2567890的那个内存区,该地址先前通过fmalloc申请的有效存储区地址.为了避免输入复杂的释放地址,可采用输入相对地址的方法,如:f 100 300(相对地址)调用ffree时再加上分配到的内存始地址. 命令输入可用C函数: scanf ("%c", &cmdchar); cmdchar =getchar ( ) 或scanf ("%s", &cndstring)后跟 scanf ("%u", &size) 或scanf ("%u %u", &size, &addr). 如采用通用的命令串的形式,还要调用一个串匹配函数,以判断是哪个命令. 可采用简单的读取单个命令字符的形式,由于getchar或scanf可能读入的是前一个命令留在键盘输入缓冲区内的' ','\t','\n'等空白字符,为了正确地读入m,f等本次命令字符,需要预先滤去输入缓冲区的空白字符: do c=getchar(while(c=='\n'||c=='\t'||c==' ') 程序输入、调试和测试 可以在Linux的环境下进行,也可在Windows turbo C等的环境中进行,但Windows和turbo C环境不直接支持I/O转向,故在完成此项工作时应将编译后产生的执行文件如myproc.exe存入磁盘的某个目录中,如是Windows,运行cmd命令进入命令行窗口,运行程序,用I/O转向生成结果文件.如:myproc.exe > result.txt 在Linux的环境下可直接运行:myproc > resul (五)? 测试要求 程序调试基本通过后,应进行较为全面的测试,建议采用白盒法的路径测试方法,测试路径应包含分配算法的"首次"或"循环首次"、,释放算法的与邻近空闲分区联系的四种情况,还要包含一些必要的出错处理路径. 可在测试通过后,可用I/O转向使屏幕的输出结果转至指定文件.注意,由于此时看不到提示字符串和空闲存储区表的输出内容,欲释放存储地址较难正确输入,可采用以下几种方法: 测试通过后可用I/O转向使屏幕的输出结果转至指定文件.注意,由于此时看不到提示字符串和空闲存储区表的输出内容,欲释放存储地址较难正确输入,可采用以下几种方法:1.在不采用输出转向时先完整地运行一遍,并记下所有的命令和参数,再用I/O转向时"摸瞎"似地依次输入各个命令和参数,由于malloc所分配的存储区地址时用户程序的虚地址空间,故同一程序的两次运行的结果应当是一样的.为了使输出结果文件也含有输入的命令串,应在输入命令后,再将命令和参数输出至标准输出设备. 2. 如fmalloc和ffree,是采用相对地址的管理方法(malloc所分配的地址+偏移地址),那么输入ffree的释放地址就容易得多.3.输入也可采用I/O转向,将预先设计好的所有输入次序(部分数据可在不采用I/O转向运行时输入)写入输入文件,再用: myprog.exe < inputfile.txt > result.txt的形式执行.4.对于文件的I/O较熟悉的学生可采用每次在屏幕输出后重复向文件输出的方法,这样上述的问题就很容易解决了. (六) 实验数据和结果 学生最后应当将实验报告、程序、输出结果文件和输入命令文件(如果有的话)合并成一个文件,如progres.txt上载到作业系统中. 如在cmd命令行窗口的合并方法是:copy myprog.c+input.txt+result.txt progres.txt 在Linux中的合并方法是:cat myprog.c input result > progres.txt (七)?实验报告要求 实验报告包含以下几个方面: 1.题目. 2.算法思想和概要设计和重要模块的详细设计及功能和接口说明. 3.重要数据结构和变量的说明. 4.源程序、注释和结果. 5.测试方法,对测试结果的分析,错误的分析. 6. 程序及测试的改进、本次上机经验及体会.以上可以简化. 7. 将以上内容和前面程序、输出/输入的文件再合并成一个实验报告文件.实验报告中一定还要有一到两幅含有自己姓名(可以是汉语拼音)的运行情况和结果的截图.8. 将实验报告(1个文件,不要压缩)发到作业系统中.9. 如实验在教一楼506机房中完成,经老师检查后,实验报告可简化. 参考答案 在操作系统习题与应用解析中的13章(p67)有该题的参考答案,可以参考、简化,但不要照抄.实验环境可以是任何的C或C++虚拟机,但要求编C程序,不要编C++程序.鼓励编一个数组实现的循环首次适应法的实验程序,这只要在首次适应法的基础上略加修改.