操作系统之内存空间分配方式

目录

一、传统存储管理

二、连续分配管理方式

单一连续分配

固定分区分配

动态分区分配

三、非连续分配管理方式

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一、传统存储管理

传统存储管理分为连续分配方式和非连续分配方式，

• 一次性（塞不下，并发度下降）

• 驻留性（导致了内存中会驻留大量的、暂时用不到的数据，浪费了宝贵的内存资源）

二、连续分配管理方式

分配的必须是一个连续的内存空间

逻辑地址->物理地址：通过重定位寄存器

单一连续分配

单一连续分配是最简单的内存管理方式。

• 系统区与用户区：内存被分为系统区和用户区，系统区仅供操作系统使用，通常位于低地址部分，而用户区则为用户提供，内存中只存在一道程序
• 优点：实现简单，无外部碎片，可以采用覆盖技术扩充内存。
• 缺点：只适用于单用户、单任务操作系统，内存利用率低，存在内部碎片。

固定分区分配

固定分区分配将用户内存空间划分为若干个固定大小的分区，每个分区装入一道作业。

• 分区说明表：每个表项对应一个分区，包含分区大小、起始地址和状态等信息。
• 分类：
  • 分区大小相等：适用于相同对象控制的场合，缺乏灵活性。
  • 分区大小不等：根据作业大小划分，增加灵活性。
• 优点：实现简单，无外部碎片。
• 缺点：可能产生内部碎片，内存利用率低，不能实现多进程共享内存。

动态分区分配

动态分区分配在进程装入内存时动态创建分区，分区大小正好满足进程需求。其特点包括：

• 存储方式：
  • 空闲分区表：记录空闲分区的信息，如分区号、大小和起始地址。
  • 空闲分区链：通过指针链接空闲分区，记录分区信息。
• 优点：没有内部碎片。
• 缺点：存在外部碎片，需要合并相邻的空闲分区。

动态分区分配的算法包括：

• 首次适应算法：空闲分区按照地址递增的次序进行查找，第一个满足条件的进行分配。性能较好，但可能导致内存碎片。
• 最佳适应算法：按容量递增的顺序进行查询分区，第一个满足条件的进行分配。尽量保留大片空闲区，但可能导致外部碎片。
• 最坏适应算法（最大适应算法）：空闲分区按照容量递减的次序进行查找，第一个满足条件的进行分配。可能无法有效利用大内存块。
• 邻近适应算法（循环首次适应算法）：从上次查找结束的位置开始继续查找。可能导致尾部空间分裂成小碎块，但分配时无需重新排序链表。

三、非连续分配管理方式

基本分页存储管理

基本分页存储管理将内存和进程分为大小相等的页框和页，通过页表实现逻辑地址到物理地址的转换。这种方式无外部碎片，但存在少量页内碎片。

操作系统之基本分页存储管理_页号块号-优快云博客

基本分段存储管理

基本分段存储管理按照程序自身的逻辑关系划分为若干个段，每个段在内存中占据连续空间。这种方式便于实现信息的共享和保护，但会产生外部碎片。

操作系统之基本分段存储管理_什么是分段存储管理一句话概括-优快云博客

段页式存储管理

段页式存储管理将进程按逻辑模块分段，再将各段分页。这种方式结合了分段和分页的优点，但地址转换过程较为复杂。

操作系统之段页式存储管理-优快云博客