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）