第四章 存储管理 2 内存空间管理---连续

(1)单一连续分配

内存分为系统区和用户区两部分:

n系统区:仅提供给OS使用,通常放在内存低址部分

n用户区:除系统区以外的全部内存空间,提供给用户使用。

u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。

n优点:易于管理。

n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。

u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

u具体实现:

1)如何划分分区大小

2)需要的数据结构

3)分配回收操作

  1)如何划分分区大小:

n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。

n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。

  2)需要的数据结构

n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 |

n分区表中,表项值随着内存的分配和释放而动态改变

  3)程序分配内存的过程:

p也可将分区表分为两个表格:空闲分区表/占用分区表。从而减小每个表格长度。

p检索算法:空闲分区表可能按不同分配算法采用不同方式对表项排序(将分区按大小排队或按分区地址高低排序)。

p过程:检索空闲分区表;找出一个满足要求且尚未分配的分区,分配给请求程序;若未找到大小足够的分区,则拒绝为该用户程序分配内存。

(3)动态分区分配

u 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。

u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。

动态分区分配

优点:并发进程数没有固定数的限制,不产生内碎片。

缺点:有外碎片(分区间无法利用的空间)

具体实现:

1)分区分配中的数据结构

2)分区分配算法

3)分区分配操作

1)数据结构

①空闲分区表:

•记录每个空闲分区的情况。

•每个空闲分区对应一个表目,包括分区序号、分区始址及分区的大小等数据项。

②空闲分区链:

•每个分区的起始部分,设置用于控制分区分配的信息,及用于链接各分区的前向指针;

•分区尾部则设置一后向指针,在分区末尾重复设置状态位和分区大小表目方便检索。

2)分区分配算法

  动态分区方式,分区多、大小差异各不相同,此时把一个新作业装入内存,更需选择一个合适的分配算法,从空闲分区表/链中选出一合适分区

①首次适应算法FF

②循环首次适应算法

③最佳适应算法

④最差适应算法

⑤快速适应算法

3)分区分配操作

v分配内存

v找到满足需要的合适分区,划出进程需要的空间

if s<=size,将整个分区分配给请求者

if s> size,按请求的大小划出一块内存空间分配出去,余下部分留在空闲链中,将分配区首址返回给调用者。

v回收内存

v进程运行完毕释放内存时,系统根据回收区首址a,在空闲分区链(表)中找到相应插入点,根据情况修改空闲分区信息,可能会进行空闲分区的合并:


(4)动态重定位分区分配——有紧凑功能的动态分区分配

用户程序在内存中移动,将空闲空间紧凑起来提高空间利用率。但必然需要地址变化,增加“重定位”工作。

(5)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。

u按对换单位分类:

Ø整体对换(或进程对换):以整个进程为单位(连续分配)

Ø页面对换或分段对换:以页或段为单位(离散分配)

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