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内存管理模拟实现——实存页式


摘要:本文根据内存管理实存页式的工作原理,模拟实现实存页式的内存管理,使用C 语言编制了模拟实现的的程序。
关键词:内存管理模拟实现;实存页式
实存页式模拟系统设计背景
、相关概念:
1、实存:进程必须完整装入内存,若内存不足则压后载入。[1]
2、页模式:将内存固定划分为等长的页面(或称物理页),将程序也划分为等长的页(或称逻辑页)。页与页一般是等长的,将程序各页装入内存各空闲页面,一个程序的所有页不一定要顺序地装在连续的、相邻的空闲页面中。[1]
3、实存页模式:程序要一次全部装入内存的页。[1]
、设计环境,设计工具
DOS/Windows平台,TC
设计思路和总体流程图
、基本思路:
1、假定内存空间为1M,设每页大小为1K,则有1K页,建立相应的内存页表,内存页表为1 K行,第N行反映第N页的状态。
构造多个进程文件,每行定义一个进程信息
3、根据进程文件进行内存分配和回收,并输出相应信息。分配时,根据进程的大小对进程分配内存空闲页。内存足够大时分配,并修改内存页表,将对应行标志位置1,同时建立进程页表。进程页表记录了进程各页在内存中的位置。进程有几页,进程页表就有几行。第N行反映了进程第N页在内存中的物理页。内存不够时,进程压后载入。内存回收时,修改内存页表,将对应行标志位置0,同时撤消进程页表。这里用位示图来指出哪些内存页被占用,哪些内存页空闲,其作用与内存页表一样,每一位反映对应内存页的状态。
全部执行完后,退出。
工作过程描述:
从外存文件中读入进程控制结构
初始化内存块,建立内存控制结构和内存页表结构
根据进程数据文件分配或回收内存空闲页,同时进程页表建立和销毁工作
所有进程运行完后退出。
、数据文件格式说明:
程序名程序大小(单位页)
essname pagesize
proc1 3
proc2 2
proc3 4
proc4 8
proc5 5
程序大小(pagesige)说明进程所需内存大小。
、数据结构:
内存控制结构
用于记录内存的信息,用位示图来表示内存分配情况,包括以下内容:
struct MEM{unsigned char bitmap[8];//位示图;
int size;//内存剩余空间
}; //定义一个无符号字符数组,用于保存位示图
MEM mem={{0,0,0,0,0,0,0,0},64}; //保存内存的位示图与剩余空间;
进程结构
用于记录各进程的信息,包括进程名,进程大小,以及进程各页所在地址。
struct PROCESS{char proname[10];
int size;//进程大小即页数
int *address; //进程页地址,按进程页的先后顺序;
PROCESS *next;};
读入进程文件初始化待运行进程队列
初始化运行对列、内存表等数据结构
、总体流程图:
根据提示选择所要完成的工作
? 做好内存分配工作
? 做好内存回收工作
依据上述两种情况转相应的中断处理
显示相应处理结果
所有程序执行完?
否
是
程序结束

、模块分割与功能说明
总体流程图可以分割为以下三个具体模块:
初始化内存
先创建输出文件,并根据输出文件创建数据文件,并测试是否能打开。是 则读入内存信息,并测试数据是否合法。否则初始化失败。内存信息合法,则读入进程信息,并测试进程信息是否合法。进程数据合法,则初始化成功。否则初始化失败。
内存分配
内存分配时必须先根据进程结构读出进程所需内存空间。然后找到位示图,扫描位示图一遍,算出空闲页表数量。空间足够分配,则修改位示图,将标志位由0置1,将内存分配给进程,同时建立进程页表。进程页表记录各程页在内存的位置。
内存回收
首先判断进程是否存在,不存在则不能进行内存回收。存在,则找到该进程所在位置,修改位示图,将进程所对应的内存页由1改为0,同时撤销进程页表,回收成功。
内存分配和回收可以使用这几个函数:
void *malloc(size_t size)
void free(void * ptr)
例如内存页表,我们可以定义它的结构为字符序列,一个页的空闲还是已分配只需要用一个字节来表示:0 或者 1 。实际当中只需要一个数据位。
char * memaddress;
建立:memaddress=(char *)malloc(pagenumber)
访问:*(memaddress+i)==0 /==1 表示空闲/占用
三、算法的实现
、模块流程图及算法实现
创