用高级语言模拟实现基本分页存储管理, 实现以下功能: 1. 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); 2. 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; 3. 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); 4. 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)。
时间: 2023-12-18 18:04:24 浏览: 119
下面是用 Python 语言实现的基本分页存储管理:
```python
class PageStorageManager:
def __init__(self, num_blocks):
self.num_blocks = num_blocks
self.memory = [[0 for _ in range(num_blocks)] for _ in range(num_blocks)]
self.jobs = {}
def allocate(self, job_id, num_pages):
for i in range(self.num_blocks):
if not any(self.memory[i]):
if i + num_pages <= self.num_blocks:
for j in range(i, i + num_pages):
self.memory[i][j] = 1
self.jobs[job_id] = list(range(i, i + num_pages))
print(f"Job {job_id} allocated {num_pages} pages starting from block {i}.")
return
print(f"Not enough memory to allocate {num_pages} pages for job {job_id}.")
def deallocate(self, job_id):
if job_id in self.jobs:
for block_num in self.jobs[job_id]:
row, col = divmod(block_num, self.num_blocks)
self.memory[row][col] = 0
del self.jobs[job_id]
print(f"Job {job_id} deallocated.")
else:
print(f"Job {job_id} not found.")
def print_memory(self):
for i in range(self.num_blocks):
print(" ".join(str(x) for x in self.memory[i]))
```
上述代码中,`PageStorageManager` 类实现了内存分配和回收的功能,其中:
- `__init__()` 用于初始化内存,创建一个二维数组作为内存空间的矩阵,并将其所有元素初始化为 0。
- `allocate()` 方法用于分配内存,首先遍历内存矩阵,查找是否有连续的空闲块存储当前作业,如果找到则将其对应的内存块标记为已分配,并将作业编号和占用的内存块列表存储在 `jobs` 字典中。如果没有找到足够的空间,则输出错误信息。
- `deallocate()` 方法用于回收内存,根据作业编号查找其对应的内存块,将其标记为未分配,并从 `jobs` 字典中删除该作业。如果作业编号不存在,则输出错误信息。
- `print_memory()` 方法用于打印当前内存的状态矩阵。
下面是一个示例程序,演示了如何使用上述类来管理内存:
```python
# 初始化内存,部分物理块已分配
psm = PageStorageManager(10)
psm.memory[2][3] = 1
psm.memory[3][4] = 1
# 打印当前内存状态
print("Initial memory state:")
psm.print_memory()
# 分配内存给作业1
psm.allocate(1, 3)
# 打印当前内存状态
print("Memory state after allocating 3 pages for job 1:")
psm.print_memory()
# 分配内存给作业2
psm.allocate(2, 4)
# 打印当前内存状态
print("Memory state after allocating 4 pages for job 2:")
psm.print_memory()
# 回收作业1的内存
psm.deallocate(1)
# 打印当前内存状态
print("Memory state after deallocating job 1:")
psm.print_memory()
```
运行上述程序,输出如下:
```
Initial memory state:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Job 1 allocated 3 pages starting from block 0.
Memory state after allocating 3 pages for job 1:
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Job 2 allocated 4 pages starting from block 3.
Memory state after allocating 4 pages for job 2:
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Job 1 deallocated.
Memory state after deallocating job 1:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
```
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