操作系统 『动态(可变)分区分配』

动态(可变)分区分配

动态创建分区：

• 在装入程序时按其初始要求分配；
• 在其执行过程中通过系统调用进行分配或改变分区大小。

优点：没有内碎片。

缺点：有外碎片；

“逻辑地址＞限长寄存器值”时，形成一个“地址越界”的程序性中断事件

地址转换公式：绝对地址＝基址寄存器值＋逻辑地址

分区分配中的数据结构

空闲分区表：

记录每个空闲分区的情况。每个空闲分区占一个表目，表目中包括分区序号、分区始址及分区的大小等数据项。

空闲分区链：

分区分配算法（基于顺序搜索）

首次适应算法FF(First Fit)：将地址最小的够用的空间分配出去

（最先匹配法(first-fit)）首址递增排列

优点：优先利用内存低址部分。
缺点：低址部分不断划分，产生小碎片；每次查找从低址部分开始，增加了查找的开销。

循环首次适应算法NF(Next Fit)：从上次分配位置开始搜索，将地址最小的够用的空间分配出去

（下次匹配法(next-fit)）

为实现算法，需要：

• 设置一起始查寻指针
• 采用循环查找方式

优点：使内存空闲分区分布均匀，减少查找的开销
缺点：缺乏大的空闲分区

最佳适应算法BF(Best Fit)：将够用的长度最小的空间分配出去

空闲区按大小递增排列！

缺点：产生许多难以利用的小空闲区（外碎片）

最坏适应算法WF(Worst Fit)：将够用的长度最大的空间分配出去

空闲区按大小递减排列！

• 不会留下太多的小空闲分区；
• 但较大的空闲分区不被保留。

分配算法对比

分区分配操作

分配内存

设请求的分区大小为u.size，
表中每个空闲分区的大小表示为m.size，
若m.size- u.size <= size(最小阈值)，
将整个分区分配给请求者，
否则从分区中按请求的大小划出一块内存空间分配，
余下部分留在空闲链中，将分配区首址返回给调用者。

注：基于索引搜索的分区分配算法

快速适应算法：

将空闲分区，按其容量大小，进行分类，对于每一类的所有空闲分区，单独设立一个空闲分区链表

伙伴系统：

分区大小均为2的k次幂，将空闲分区按分区的大小进行分类，并单独设立一个空闲分区双向链表。

伙伴需满足的条件：

• 两个块大小相同；
• 两个块地址连续；
• 两个块必须是同一个大块中分离出来的

哈希算法：

构造一张以空闲分区大小为关键字的哈希表，该表的每一个表项记录了一个对应的空闲分区链表表头指针。