连续分配存储管理方式

一、单一连续分配

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。

二、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。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。

缺点:内碎片(一个分区内的剩余空间)造成浪费;划分为几个分区,便只允许几道作业并发,分区总数固定,限制并发执行的程序数目。

三、动态分区分配

1、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。

2、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。

3、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)

4、分区分配算法

①首次适应算法FF(first-fit)

空闲分区排序:以地址递增的次序链接。

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;

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

空闲分区排序:按地址

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并采用循环查找方式

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

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”。

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。

检索:从表或链的头开始,找到的第一个满足的就分配

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

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。

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。

5、回收分区

(1)回收区(首址a)与一个分区f1末尾(首址b+大小)邻接:将回收区与f1合并,修改f1的表项的分区大小

(2)回收区(首址a+大小)与一个分区f2的首址b邻接:将回收区与f2合并,修改f2的表项的首址、分区大小

(3) (1)(2)两种情况都有,则将回收区与前后两个分区F1、F2邻接:将三个分区合并,使用F1的表项和F1的首址,取消F2的表项,大小为三者之和

(4) 回收区没有邻接的分区:为回收区单独建立新表项,填写回收区的首址与大小,根据其首址插到空闲链中的适当位置

四、动态重定位分区分配——有紧凑功能的动态分区分配

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。

伙伴系统

分区大小有规定,且分区动态变化

1、无论已分配还是空闲分区,大小都为2的k此幂。若整个可分配空间大小为2m,则1≤k≤m.

2、随着系统运行,内存被不断划分,形成若干不连续的空闲分区。对每一类具有相同大小的空闲分区设置一双向链表,即会有k个链表,链表中的分区大小都是2m。

3、进程申请n个大小的空间时,计算n= 2i。则找i对应的链表。若i大小的链表没有,则找i+1的链表。找到的分区对半划分后,一半用于分配,一半链接到较小一级的链表里去。

4、一次分配和回收都可能对应多次的划分和合并。

五、内存空间管理之对换

当内存空间还是满足不了需求时,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。

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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