三、操作系统内存管理（4）内存空间的分配与回收——连续分配管理方式：

3.14内存空间的分配与回收——连续分配管理方式：

    1.连续分配：指为用户进程分配的必须是一个连续的内存空间。

    2.单一连续分配方式：内存被分为系统区和用户区。

        （1）系统区：通常位于内存的低地址部分，用于存放操作系统相关数据。
        （2）用户区：用于存放用户进程相关数据。
        （3）内存中只能有一道用户程序，用户程序独占整个用户区空间。
        （4）优点：实现简单；无外部碎片；可以采用覆盖技术扩充内存；不一定需要采取内存保护。
        （5）缺点：只能用于单用户、单任务的操作系统中；有内部碎片；存储器利用率极低。

    3.固定分区分配：

20世纪60年代出现了支持多道程序的系统，为了能在内存中装入多道程序，且这些程序之间又不会相互干扰，于是将整个用户空间划分为若干个固定大小的分区，在每个分区中只装入一道作业。这样就形成了最早的、最简单的一种可运行多道程序的内存管理方式。

•         分区大小相等：缺乏灵活性，但是很适合用于用一台计算机控制多个相同对象的场合。
•         分区大小不等：增加了灵活性，可以满足不同大小的进程需求。

        操作系统需要建立一个数据结构——分区说明表，来实现各个分区的分配与回收。每个表项对应一个分区，通常按分区大小排列。每个表项包括对应分区的大小、起始地址、状态（是否已分配）。

            当某用户程序要装入内存时，由操作系统内核程序根据用户程序大小检索该表，从中找到一个能满足大小的、未分配的分区，将之分配给该程序，然后修改状态为"已分配"。
            优点：实现简单，无外部碎片。
            缺点：1.当用户程序太大时，可能所有的分区都不能满足需求，此时不得不采用覆盖技术解决，但这又会降低性能。2.会产生内部碎片，内存利用率低。

    4.动态分区分配：

可变分区分配。这种分配方式不会预先划分内存分区，而是在进程装入内存时，根据进程的大小动态地建立分区，并使分区的大小正好适合进程的需要。因此系统分区的大小和数目是可变的。

•         （1）系统要用什么样的数据结构记录内存的使用情况？

            空闲分区表。
            空闲分区链。

•         （2）当很多个空闲分区都能满足需求时，应该选择哪个分区进行分配？

            应该用最大分区、最小分区还是地址最低的部分进行分配？
            采取动态分区分配算法。（下一小节）

•         （3）如何进行分区的分配与回收操作？

            假设系统采用的数据结构是空闲分区表：
            分配：

            回收：

                回收区的前、后或者前后各有一个相邻的空闲分区，则都进行合并。
                回收区的前、后都没有相邻的空闲分区。

 

•         （4）动态分区分配没有内部碎片，但是有外部碎片。

1.             内部碎片：分配给某进程的内存区域中，有些部分没有用上。（内存区域大小为12MB，进程占用10MB，剩余2MB没用上）
2.             外部碎片：内存中的某些空闲分区由于太小而难以利用。

                如果内存中空闲空间的综合本来可以满足某进程的要求，但由于进程需要的是一整块连续的内存空间，因此这些"碎片"不能满足进程的需求。
                可以通过紧凑技术来解决外部碎片。

5.小结：