存储器管理（一）-优快云博客

为便于内存分配，通常将分区按大小进行排队，并为之建立一张分区使用表，其中包括每个分区的起始地址、大小及状态（是否已分配）。当有一用户程序要装入时，由内存分配程序检索该表，从中找出一个能满足要求的、尚未分配的分区，将之分配给该程序，然后将该表项中的状态置为”已分配“；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★

动态分区分配指根据作业的大小分配内存，分区的大小和个数依据装入作业的需要而定

在实现过程中涉及如下问题：

分区分配中的数据结构
分区分配算法★
分区分配及回收操作

（1）分区分配中的数据结构

①空闲分区表示

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
空闲分区链：在每个分区的起始部分，设置一些用于控制分区分配的信息，以及用于链接各分区所用的前向指针；在分区尾部则设置一后向指针，将所有的空闲分区链接成一个双向链【由前向指针和后向指针链接成一个链】

②已占分区说明表

结构：作业号；起始地址；大小

（2）分区分配算法★

为把一个新作业装入内存，需按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业

常用的分配算法：

首次适应算法
循环首次适应算法
最佳适应算法
最坏适应算法
快速适应算法

①首次适应算法FF(First Fat)

FF算法要求空闲分区表以地址递增的次序排列。在分配内存时，从表首开始顺序查找，直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止；然后按照作业的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲分区表中。若从头到尾不存在满足要求的分区，则分配失败

优点：优先利用内存地址部分的内存空间，保留了高址部分的大空闲区
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【比如完成一次作业的分配后，又来了一个作业，要从表首开始查找】

②循环首次适应算法

再分配内存空间时，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，从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业

为实现算法，需要：设置起始查寻指针；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

③最佳适应算法

所谓“最佳”是指每次为作业分配内存时，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”。要求将所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链

缺点：产生许多难以利用的小空闲区（越接近作业大小，产生的碎片越小）

④最坏适应算法

最坏适应分配算法要扫描整个空闲分区表或链表，总是挑选一个最大空闲区分割给作业使用。该算法将所有的空闲分区按其容量以大到小的顺序形成一空闲分区链，查找时只要看第一个分区能否满足作业要求

优点：剩下的空闲区还可以利用，同时查找效率很高【19k的作业分配20k的空闲，剩余1k不能利用了，但分配空间大剩余分区还可以利用】
缺点：缺乏大的空闲分区

（3）分区分配及回收操作

①分配内存

利用某种分配算法，从空闲分区链（表）中找到所需大小的分区。设请求的分区大小为u.size，表中的每个空闲分区的大小表示为m.size，若m.size-u.size≤size（size是规定的不再切割的分区大小），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出去，余下部分留在空闲链中，将分配去首址返回给调用者

②回收内存

当进程运行完毕释放内存时，系统根据回收区首址，在空闲分区链（表）中找到相应插入点，可能有4种情况：

回收区与插入点的前一个分区F1邻接【A：直接修改F1的大小（加上回收区的大小）】
回收区与插入点的后一个分区F2邻接【B：更改F2的起始地址和F2的大小（加上回收区大小）】
回收区与插入点的前后两个分区F1、F2邻接【C：F1、R和F2形成一个更大的空闲分区，F2在空闲分区表中有一条记录，需要删除这条记录】
回收区既不与F1邻接，又不与F2邻接【D：在空闲分区表中建立一个新的表项，填写回收区的起始地址和大小，或者插入到空闲分区链中的适当位置】

4.可重定位分区分配

（1）动态重定位的引入

在连续分配方式中，必须把系统或用户程序装入一连续的内存空间。如果在系统中只有若干个小分区，即使它们的容量总和大于要装入的程序，但由于这些分区不相邻，也无法将程序装入内存

解决方法：将内存中的所有作业进行移动，使它们全部邻接，这样把原来分散的小分区拼接成大分区，这种方法称为“拼接”或“紧凑”

缺点：用户程序在内存中的地址发生变化，必须重定位【经过紧凑拼接之后的用户程序在内存中的位置发生了变化，如果不对程序的地址加以修改，很难保证作业3和作业4的正常执行】

（2）动态重定位的实现

在动态运行时装入的方式，将相对地址转换为物理地址的工作在程序指令真正要执行时才进行。地址转换需要重定位寄存器的支持。程序执行时访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而成。

（3）动态重定位分区分配算法

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。

5.对换

（1）对换的引入

阻塞进程占据大量内存空间
许多作业在外存而不能进入内存运行

对换：把内存中暂时不能运行的进程或暂时不用的程序和数据，调到外存上，以便腾出足够的内存空间，再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【类似挂起和激活】

对换的分类：

整体对换（或进程对换）：以整个进程为单位
页面对换或分段对换：以页或段为单位

实现进程对换，系统必须具备的功能：

对换空间的管理
进程的换出
进程的换入

（2）对换空间的管理

一般从磁盘上划出一块空间作为对换区使用

磁盘分为文件区和对换区

	存储内容	驻留时间	主要目标	分配方式
文件区	文件	较长久	提高文件存储空间的利用率	离散
对换区	从内存换出的进程	短暂	提高进程换入和换出的速度	连续