記憶體分配(首次適應演算法)
首次適應演算法:
使用該演算法進行記憶體分配時,從空閒分割槽鏈首開始查詢,直至找到一個能滿足其大小需求的空閒分割槽為止;然後再按照作業的大小,從該分割槽中劃出一塊記憶體分配給請求者,餘下的空閒分割槽仍留在空閒分割槽鏈中。
該演算法傾向於使用記憶體中低地址部分的空閒分割槽,在高地址部分的空閒分割槽非常少被利用,從而保留了高地址部分的大空閒區。顯然為以後到達的大作業分配大的記憶體空間創造了條件。缺點在於低址部分不斷被劃分,留下許多難以利用、非常小的空閒區,而每次查詢又都從低址部分開始,這無疑會增加查詢的開銷。
首次適應演算法的具體程式碼實現:
資料結構:我們將計算機的記憶體地址抽象為一個連結串列,連結串列的節點包括首地址、記憶體大小、和當前的狀態(是否被使用)。
具體程式碼實現:
程序類:
演算法介面類:public class Process { String pName; //作業號 int pSize; //作業大小 public String getpName() { return pName; } public void setpName(String pName) { this.pName = pName; } public int getpSize() { return pSize; } public void setpSize(int pSize) { this.pSize = pSize; } }
public interface DynamicStoreAlgorithm {
void init(int size); //初始化分割槽連結串列
boolean allocatePartition(Process process); //分配分割槽
boolean recoverPartition(Process process); //回收分割槽
void unitPartition(MNode mnode); //合併空閒分割槽
void show(); //顯示當前的記憶體狀態
}
介面實現類:
public class DynamicStoreAlgorithmImpl implements DynamicStoreAlgorithm{ private MNode mHeadNode; public DynamicStoreAlgorithmImpl(){ mHeadNode = new MNode(); } @Override public boolean allocatePartition(Process process) { // TODO Auto-generated method stub boolean flag = false; MNode Node = mHeadNode; while(Node.getNextNode() != null){ Node = Node.getNextNode(); if(Node.getSize()>process.getpSize()){ //當程序所需的大小小於空閒記憶體分割槽時; flag = true; //申請新的記憶體空間,並進行初始化 MNode mNode = new MNode(); mNode.setSize(process.getpSize()); mNode.setStartIndex(Node.getStartIndex()); mNode.setFree(false); mNode.setProcessName(process.getpName()); //修改原來結點的資料結構 Node.setSize(Node.getSize()-process.getpSize()); Node.setStartIndex(Node.getStartIndex()+process.getpSize()); //改變當前連結串列指標的指向 MNode m = Node.getPreNode(); mNode.setPreNode(m); Node.getPreNode().setNextNode(mNode); Node.setPreNode(mNode); mNode.setNextNode(Node); break; }else if(Node.getSize()== process.getpSize()){ flag = true; Node.setProcessName(process.getpName()); Node.setFree(false); break; } } //若flag為真,則找到分割槽分配給程序;若為假則沒有適當的空閒分割槽可以分配給該程序 if(flag){ return true; } else return false; } @Override public void init(int size) { // TODO Auto-generated method stub MNode mNode = new MNode(); mNode.setNextNode(null); mNode.setPreNode(mHeadNode); mNode.setStartIndex(0); mNode.setSize(size); mNode.setFree(true); mHeadNode.setPreNode(null); mHeadNode.setNextNode(mNode); } @Override public boolean recoverPartition(Process process) { // TODO Auto-generated method stub boolean flag = false; MNode node = mHeadNode; while(node.getNextNode()!= null){ node = node.getNextNode(); if(node.getProcessName()!=null && node.getProcessName().equals(process.getpName())){ node.setFree(true); node.setProcessName(null); unitPartition(node); flag=true; break; } } return flag; } @Override public void unitPartition(MNode mnode) { // TODO Auto-generated method stub MNode preNode = mnode.getPreNode(); MNode nextNode = mnode.getNextNode(); if(preNode.isFree()&&nextNode.isFree()){ int size = preNode.getSize()+mnode.getSize()+nextNode.getSize(); preNode.setSize(size); preNode.setNextNode(nextNode.getNextNode()); }else if(!preNode.isFree() && nextNode.isFree()){ int size = mnode.getSize()+nextNode.getSize(); mnode.setSize(size); mnode.setNextNode(nextNode.getNextNode()); }else if(preNode.isFree() && !nextNode.isFree()){ int size = preNode.getSize()+mnode.getSize(); preNode.setSize(size); preNode.setNextNode(nextNode); } } @Override public void show() { // TODO Auto-generated method stub MNode node = mHeadNode; System.out.println("分割槽號"+"\t"+"開始地址"+"\t"+"分割槽大小"+"\t"+"狀態(t空 f忙)"+"\t"+"執行程序"); int i=1; while(node.getNextNode()!= null){ node = node.getNextNode(); System.out.println(i+"\t"+node.getStartIndex()+"\t"+node.getSize()+"\t"+node.isFree()+"\t\t"+node.getProcessName()); i++; } } }
結點類:
package hwchao.algorithm;
public class MNode {
private String processName; //正在使用的程序號
private MNode preNode; //前驅結點
private MNode nextNode; //後繼結點
private int startIndex; //開始地址
private boolean free; //分割槽狀態 1.true表示空閒 2.false表示使用
private int size; //分割槽大小
public String getProcessName() {
return processName;
}
public void setProcessName(String processName) {
this.processName = processName;
}
public MNode getPreNode() {
return preNode;
}
public void setPreNode(MNode preNode) {
this.preNode = preNode;
}
public MNode getNextNode() {
return nextNode;
}
public void setNextNode(MNode nextNode) {
this.nextNode = nextNode;
}
public int getStartIndex() {
return startIndex;
}
public void setStartIndex(int startIndex) {
this.startIndex = startIndex;
}
public boolean isFree() {
return free;
}
public void setFree(boolean free) {
this.free = free;
}
public int getSize() {
return size;
}
public void setSize(int size) {
this.size = size;
}
}
主方法:
import java.util.Scanner;
import hwchao.algorithm.Process;
import hwchao.algorithm.DynamicStoreAlgorithmImpl;
public class Main {
static Scanner input = new Scanner(System.in);
public static void main(String[] args){
DynamicStoreAlgorithmImpl dsa = new DynamicStoreAlgorithmImpl();
dsa.init(1024);
String operation=null;
System.out.println("'add'新增程序 'delete'刪除程序 'view'檢視記憶體當前狀態 'end'結束程式");
do{
operation = input.next();
if("add".equals(operation)){
System.out.println("請輸入要新增的程序名和所需的記憶體大小。");
Process process = new Process();
String name = input.next();
int size = input.nextInt();
process.setpName(name);
process.setpSize(size);
dsa.allocatePartition(process);
System.out.println("程序正在執行...");
}else if("delete".equals(operation)){
System.out.println("請輸入要刪除的程序名。");
Process process = new Process();
String name = input.next();
process.setpName(name);
if(dsa.recoverPartition(process)){
System.out.println("程序已撤銷...");
}else{
System.out.println("程序不存在...");
}
}else if("view".equals(operation)){
System.out.println("當前的記憶體狀態");
dsa.show();
}
}while(!("end").equals(operation));
}
}
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