操作系统课堂笔记七

连续分配方式
(1) 单一连续分配
内存分为系统区和用户区两部分:
 系统区:仅提供给OS使用,通常放在内存低址部分
 用户区:除系统区以外的全部内存空间,提供给用户使用。
 最简单的一种存储管理方式,只能用于单用户、单任务的操作系统中。
 优点:易于管理。
 缺点:对要求内存空间少的程序,造成内存浪费;程序全部装入,很少使用的程序部分也占用内存。
(2) 固定分区分配
把内存分为一些大小相等或不等的分区(partition),每个应用进程占用一个分区。操作系统占用其中一个分区。
 提高:支持多个程序并发执行,适用于多道程序系统和分时系统。最早的多道程序存储管理方式。
划分为几个分区,便只允许几道作业并发
如何划分分区大小:
 分区大小相等:只适合于多个相同程序的并发执行(处理多个类型相同的对象)。缺乏灵活性。
 分区大小不等:多个小分区、适量的中等分区、少量的大分区。根据程序的大小,分配当前空闲的、适当大小的分区。
需要的数据结构
 建立一记录相关信息的分区表(或分区链表),表项有:
| 起始位置 | 大小 | 状态 |
 分区表中,表项值随着内存的分配和释放而动态改变
(3) 动态分区分配
(4) 分区的大小不固定:在装入程序时根据进程实际需要,动态分配内存空间,即——需要多少划分多少。
(5) 空闲分区表项:从1项到n项:
内存会从初始的一个大分区不断被划分、回收从而形成内存中的多个分区。
二、首次适应算法FF(first-fit)

  1. 空闲分区排序:以地址递增的次序链接。
  2. 检索:分配内存时,从链首开始顺序查找直至找到一个大小能满足要求的空闲分区;
  3. 分配:从该分区中划出一块作业要求大小的内存空间分配给请求者,余下的空闲分区大小改变仍留在空闲链中。
     若从头到尾检索不到满足要求的分区则分配失败
    优点:优先利用内存低址部分,保留了高地址部分的大空闲区;
    缺点:但低址部分不断划分,会产生较多小碎片;而且每次查找从低址部分开始,会逐渐增加查找开销。
    三、循环首次适应算法 (next-fit)
  4. 空闲分区排序:按地址
  5. 检索:从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找,直到找到一个能满足要求的空闲分区。为实现算法,需要:
     设置一个起始查寻指针
     采用循环查找方式
  6. 分配:分出需要的大小
    优点:空闲分区分布均匀,减少查找开销
    缺点:缺乏大的空闲分区
    四、最佳适应算法 (best-fit)
    总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业,避免“大材小用”。
  7. 空闲分区排序:所有空闲分区按容量从小到大排序成空闲分区表或链。
  8. 检索:从表或链的头开始,找到的第一个满足的就分配
  9. 分配:分出需要的大小
    缺点:每次找到最合适大小的分区割下的空闲区也总是最小,会产生许多难以利用的小空闲区(外碎片)
    最差适应算法/最坏匹配法(worst-fit):基本不留下小空闲分区,但会出现缺乏较大的空闲分区的情况。
    ⑤快速适应算法
     根据进程常用空间大小进行划分,相同大小的串成一个链,需管理多个各种不同大小的分区的链表。进程需要时,从最接近大小需求的链中摘一个分区。类似的:伙伴算法
     能快速找到合适分区,但链表信息会很多;实际上是空间换时间。
    五、内存空间管理之对换
    当内存空间还是满足不了需求时,引入“对换”思想:
    把内存中暂时不能运行、或暂时不用的程序和数据调到外存上,以腾出足够的内存;把已具备运行条件的进程和进程所需要的程序和数据,调入内存。
     按对换单位分类:
     整体对换(或进程对换):以整个进程为单位(连续分配)
     页面对换或分段对换:以页或段为单位(离散分配)

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