第四章 2内存空间管理

 连续分配存储管理方式:单一连续分配;固定分区分配;动态分区分配;动态重定位分区分配。

(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。

固定分区分配的具体实现: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:

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。

2)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)程序分配内存的过程:

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。

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)。

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。

固定分配的不足:内碎片(一个分区内的剩余空间)造成浪费;分区总数固定,限制并发执行的程序数目。


(3)动态分区分配

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。

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

①首次适应算法FF

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。

②循环首次适应算法

1.空闲分区排序:按地址

2.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

3.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

③最佳适应算法

1.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。

2.检索:从表或链的头开始,找到的第一个满足的就分配

3.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)

④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。


(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。

地址变换过程是在程序执行过程期间(相对地址与重定位寄存器中的地址相加),随着对每条指令的访问自动进行,称为动态重定位。

动态重定位分区分配算法与动态分区分配算法基本相同,差别在于增加了紧凑的功能。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,240评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,328评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,182评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,121评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,135评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,093评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,013评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,854评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,295评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,513评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,678评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,398评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,989评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,636评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,801评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,657评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,558评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容

  • 1. 基础知识 1.1、 基本概念、 功能 冯诺伊曼体系结构1、计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示2、顺序执...
    yunpiao阅读 5,294评论 1 22
  • ORA-00001: 违反唯一约束条件 (.) 错误说明:当在唯一索引所对应的列上键入重复值时,会触发此异常。 O...
    我想起个好名字阅读 5,304评论 0 9
  • 操作系统概论 操作系统的概念 操作系统是指控制和管理计算机的软硬件资源,并合理的组织调度计算机的工作和资源的分配,...
    野狗子嗷嗷嗷阅读 11,922评论 3 34
  • 在我的老家,最常见的就是两种刺。一种是橘子树的刺,还有一种就是野生灌木与爬藤的刺,玫瑰的刺是极少见的,月季的刺倒是...
    吃香菜阅读 362评论 0 3
  • 少年时,和很多同龄人一样,迷恋三毛。她中学辍学浪迹撒哈拉,对每天摇摆在家和学校两点一线的我们,无疑有致命的诱惑。可...
    蜗牛慢慢GuoJia阅读 1,609评论 8 9