动态分区的代码实现

计算机内部的存储结构为

其中存储管理方式可以分为两大类：连续分配方式，离散的分配方式

其中连续分配方式包括：

1.单一连续分配方式
2.固定分区分配方式
3.动态分区分配方式
4.可重定位分配方式
5.覆盖和交换技术

离散的分配方式包括：

实存管理方式的： 
1.基本分页式存储管理
2.基本分段式存储管理
3.基本段页存储管理
虚存管理方式的：
1.请求分页式存储管理
2.请求分段式存储管理

此次我们讨论的是连续分配方式，具体讨论动态分区及其代码实现。

连续分配方式：

单一连续分配方式：是最简单的一种存储管理方式，内存分为系统区和用户区。

固定分区分配方式：内存分为大小相等或者不等的分区。

动态分区分配方式：在装入程序或者执行程序过程中系统调用进行分配或改变分区大小。

可重定位分配方式：在动态分区分配方式上增加了紧凑功能。

覆盖和交换技术：1.覆盖：其目标是在较小的可用内存中运行较大的程序。

                                 2.交换：多个程序并发执行，可以将暂时不能执行的程序送到外存中，从而获得空闲内存空间来装入新程序，或读入保存在外存中而目前到达就绪状态的进程。

其中实现动态分区分配方式的算法包括：

1、基于顺序搜索的动态分区分配算法有：
①首次适应（First Fit）算法：它按序查找，把最先找到的满足需求的空闲区分配之，此法的目的在于尽量减少查找时间。
②循环首次适应算法（Next Fit）：此法将空闲区链成环形链，每次分配从上次分配的位置开始查找能满足需求的空闲区。
③最佳适应（Best Fit）算法：它从全部空闲区中找出能满足作业需求的容量最小的空闲区分配之，此法的着眼点是使碎片尽量小。
④最坏适应（Worst Fit）算法：此法的目的在于使剩下的空区最大，减少空区碎片机会。

2、基于索引搜索的动态分区分配算法有：
① 快速适应算法：空闲分区按容量大小进行分类。对于每一类具有相同容量的所有空闲空间分区，单独设立一个空闲分区链表。在内存中设立一张管理索引表，每个表项对应一种空闲分区类型。

②伙伴系统：分区（已分配和空闲）大小均为2的k次幂 （1<=k<=m）,2m 为可分配内存大小。对不连续的空闲分区，按分区大小进行分类。对具有相同大小的所有空闲分区，单独设立一个空闲分区双向链表，即会存在k个空闲分区链表。

③ 哈希算法：利用哈希快速查找的优点，以及空闲分区在可利用空闲区表中的分布规律，建立哈希函数，构造一张一空闲分区大小为关键字的哈希表，该表的每一个表项记录了一个对应的空闲分区链表。

按照首次适应算法，做出实验示例。

为了模拟实现首次适应的算法，我们需要设置一个可分配区，并且实现這个可分配区的动态划分，于是引入了链表，结点记录分配区的起始地址和大小，结点的新建和释放对应分区的申请与回收。這样大致思路就出来了。

具体分析，我们需要的数据结构有：

1.设置结点part，包括记录id，起始地址，大小，占用状态，链接下一个part的结点。

2.两个链表，一个记录已申请的分区，一个记录可被申请的分区。初始化时，已申请分区为空，可被申请的分区是设置的最初的分配区。

我们需要实现的流程有：

1.分配：申请一个大小的分区，在可被申请链表中查询到的第一个分区中划分，划分后，修改可被申请链表与已申请链表，如果可被申请链表中的某一结点大小为0，说明已被完全占用，从表中delete。

2.回收：释放某id的分区，在已申请链表中delete后，可被申请链表相应增加分区，此时存在分区合并的问题，存在上合并与下合并。

设置代码的总框架如下：

实验代码如下：

运行结果：