分页式管理：操作系统实验——主存分配与回收

"操作系统实验二，主要内容涉及主存空间的分配和回收，使用位示图在分页式管理中管理主存，通过C++编程实现。实验目标是理解不同存储管理方式下的分配与回收机制，使用二维数组表示位示图，并通过链表管理页表。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和控制硬件资源，特别是内存资源的分配与回收。在本次实验中，主要探讨了在分页式存储管理下如何有效地分配和回收主存空间。分页系统将主存划分为固定大小的块，称为页，同时作业也被分割成同样大小的页，以便于管理。 实验的核心是位示图，这是一种高效的数据结构，用于追踪主存中的块状态。在这个实验中，假设系统有64个大小相等的块，位示图用0表示空闲，1表示已分配。位示图可以用一个二维数组表示，例如a[i][j]，其中每个元素对应一个位，通过i和j的组合可以确定块号。块号的计算公式为：块号 = j * M + I，其中M是位示图存储单元的位数，j是字节编号，I是字节内的位编号。 当要装入一个作业时，首先检查空闲块数是否足够。如果足够，就在位示图中找到连续的空闲块，并更新位示图和空闲块数。然后，根据分配的块号创建页表，页表包含页号和块号的对应关系，这对于进程在内存中的定位至关重要。 回收主存时，需要将位示图中对应的位设置回0，表示该块现在是空闲的，同时更新空闲块数。实验要求编写程序，能够显示位示图和空闲块数的变化，这有助于观察和理解分配和回收过程。 程序设计方面，实验使用了C++语言，定义了数据结构linknode表示链表节点，包含页号和块号，以及指向下一个节点的指针。通过尾插法创建带头结点的单链表，用于表示页与块的映射关系。同时，还提供了初始化位示图、分配主存、回收主存等功能的函数，以模拟实际的操作系统行为。 这个实验不仅加深了对操作系统中内存管理的理解，也锻炼了编程能力，尤其是数据结构和算法的应用。通过实际操作，学生能够更好地掌握位示图在内存分配中的作用，以及如何利用链表来管理页表，从而提高对操作系统原理的实践认知。