操作系统实验四 基本分页存储管理

一、目的与任务
目的：熟悉并掌握基本分页存储管理的思想及其实现方法，熟悉并掌握基本分页存储管理的分配和回收方式。
任务：模拟实现基本分页存储管理方式下内存空间的分配和回收。

二、内容、要求与安排
1、实验内容
内存空间的初始化——可以由用户输入初始内存空间各个物理块情况。（用二维矩阵的方式按物理块号，逐行给出每个物理块的状态，1——表示已分配，0——表示未分配，并能够将行标、列标转换为对应的物理块号，以查看或修改每一个块的状态，要求：初始时部分物理块已分配）
基本分页的分配过程：由用户输入作业号和作业的大小（这里的大小是逻辑页面数），实现分配过程：空间充足，分配，修改状态矩阵的相应位置的值（值由0转变为1），并用专门的数据记录下该作业占用的物理块的块号，以备删除作业时回收空间。
作业空间的回收：用户输入作业号，实现分区回收（通过相应的数据结构找到该作业占有的物理块号，将块号转变成对应的行标、列标，将对应位置的值由1转变成0就完成了回收）。
分区的显示：任何时刻，可以查看当前内存的情况（显示记录内存情况的矩阵的值）。
2、实验要求
（1）内存空间不足的情况，要有相应的显示；
（2）作业不能同名，但是删除后可以再用这个名字；
（3）作业空间回收是输入作业名，回收相应的空间，如果这个作业名不存在，也要有相应的提示。

三、实验代码

#include

using namespace std;

const int Row = 10;//行
const int Column = 20;//列
int Remain = Row * Column;//剩余物理块数
int Blocks[Row][Column];//物理块
map<int, queue<int> > biao;//key是作业号，value是队列用来存这个作业存放在那个物理块，模拟了一个页表

void in_it();
void m_malloc();
void m_free();
void show();
void solve();
int menu();

int main()
{
    in_it();
    solve();
}

void in_it()
{
    memset(Blocks, 0, sizeof(Blocks));
    int flag;
    printf("手动选择物理块占用输入1，程序随机选择输入2：");
    scanf("%d", &flag);
    if(flag == 1)
    {
        for(int i=0; i<Row; i++)
            for(int j=0; j<Column; j++)
                scanf("%d", &Blocks[i][j]);
    }
    else
    {
        srand(time(NULL));
        for(int i=0; i<Row; i++)
            for(int j=0; j<Column; j++)
                rand() % 2 == 1 ? Blocks[i][j]=1,Remain-- : Blocks[i][j]=0;
        for(int i=0; i<Row; i++)
            for(int j=0; j<Column; j++)
                printf("%d%c", Blocks[i][j], j == Column-1 ? '\n' : ' ');
    }
}
void m_malloc()
{
    int id, si;
    printf("输入作业ID和大小：");
    while(scanf("%d%d", &id, &si), biao.find(id) != biao.end())
        printf("！！！ID重复，请重新输入作业ID和大小：");
    if(Remain < si)
        printf("！！！内存已满\n");
    else
    {
        for(int i=0; i<Row&&si!=0; i++)//从头遍历，放满si个就退出
        {
            for(int j=0; j<Column&&si!=0; j++)
            {
                if(!Blocks[i][j])
                {
                    si--;
                    Blocks[i][j] = 1;
                    biao[id].push(i * Column + j);
                    Remain--;
                }
            }
        }
        printf("分配成功\n");
    }
}
void m_free()
{
    int id;
    printf("输入作业ID：");
    while(scanf("%d", &id), biao.find(id) == biao.end())
        printf("！！！ID缺失，请重新输入作业ID：");
    while(!biao[id].empty())
    {
        int top = biao[id].front();
        Blocks[top/Column][top%Column] = 0;
        biao[id].pop();
        Remain++;
    }
    biao.erase(id);
    printf("释放成功\n");
}
void show()
{
    printf("内存块使用情况\n");
    for(int i=0; i<Row; i++)
        for(int j=0; j<Column; j++)
            printf("%d%c", Blocks[i][j], j == Column-1 ? '\n' : ' ');
}
void solve()
{
    int flag;
    while( (flag = menu()) )
    {
        switch(flag)
        {
        case 1:
            m_malloc();
            break;
        case 2:
            m_free();
            break;
        case 3:
            show();
            break;
        case -1:
            printf("！！！数据非法，重新输入：");
            break;
        }
    }
}

int menu()
{
    printf("--------------------\n");
    printf("Create:1\n");
    printf("Free:2\n");
    printf("View Info:3\n");
    printf("Over Input:0\n");
    printf("Plase Input A Num:");
    int m;
    scanf("%d",&m);
    switch(m)
    {
    case 0:
    case 1:
    case 2:
    case 3:
        return m;
        break;
    default:
        return -1;
    }

    return m;
}