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  • 连续分配:系统为程序分配的是连续的内存空间 单一连续分配:内存分为系统区和用户区,只有一道用户程序占据整个用户区,无外部碎片,有内部碎片,内存利用率低固定分区分配:分为系统区和用户区,用户区划分多个分区,每个...

    连续分配:系统为程序分配的是连续的内存空间

    单一连续分配:内存分为系统区和用户区,只有一道用户程序占据整个用户区,无外部碎片,有内部碎片,内存利用率低固定分区分配:分为系统区和用户区,用户区划分多个分区,每个分区一个程序,无外部碎片,有内部碎片,利用率低

    动态分区分配:可变分区分配,根据进程的大小动态建立分区


      1)使用空闲分区表或者空闲分区链记录每个分区的信息
      2)动态分区分配算法
      3)进程回收后,会把相邻空出来的分区合并
      4)进程回收后,如果没有相邻的就更新分区信息

    内部碎片:分配给进程的内存,有没有用上的外部碎片:空闲分区太小了,进程内存太大用不上,就是外部碎片

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  • 一、内存空间的扩充 (一)覆盖 覆盖技术的思想:将程序分为多个段(多个模块)。 常用的段常驻内存,不常用的段在需要时调入内存内存中分为一个“固定区”和若干个“覆盖区”。 需要常驻内存的段放在“固定区...

    一、内存空间的扩充

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    (一)覆盖

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    • 覆盖技术的思想:将程序分为多个段(多个模块)。
    • 常用的段常驻内存,不常用的段在需要时调入内存。
    • 内存中分为一个“固定区”和若干个“覆盖区”。
    • 需要常驻内存的段放在“固定区”中,调入后就不再调出(除非运行结束)
    • 不常用的段放在“覆盖区”,需要用到时调入内存,用不到时调出内存
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    • 必须由程序员声明覆盖结构,操作系统完成自动覆盖。缺点:对用户不透明,增加了用户编程负担。
    • 覆盖技术只用于早期的操作系统中,现在已成为历史。

    (二)交换

    • 交换(对换)技术的设计思想:内存空间紧张时,系统将内存中某些进程暂时换出外存,把外存中
    • 某些已具备运行条件的进程换入内存(进程在内存与磁盘间动态调度)
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    • 中级调度(内存调度),就是要决定将哪个处于挂起状态的进程重新调入内存。
    • 暂时换出外存等待的进程状态为挂起状态(挂起态,suspend)
    • 挂起态又可以进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起两种状态。
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    1. 应该在外存(磁盘)的什么位置保存被换出的进程?

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    • 具有对换功能的操作系统中,通常把磁盘空间分为 文件区对换区 两部分。
    • 文件区 主要用于存放文件,主要追求存储空间的利用率,因此对文件区空间的管理采用离散分配方式
    • 对换区 空间只占磁盘空间的小部分,被换出的进程数据就存放在对换区。由于对换的速度直接影响到系统的整体速度,因此对换区空间的管理主要追求换入换出速度,因此通常对换区采用连续分配方式(学过文件管理章节后即可理解)。总之, 对换区的I/O速度比文件区的更快

    2. 什么时候应该交换?

    • 交换通常在许多进程运行且内存吃紧时进行,而系统负荷降低就暂停。例如:在发现许多进程运行时经常发生缺页,就说明内存紧张,此时可以换出一些进程;
    • 如果缺页率明显下降,就可以暂停换出。

    3. 应该换出哪些进程?

    • 可优先换出阻塞进程;可换出优先级低的进程;为了防止优先级低的进程在被调入内存后很快又被换出,有的系统还会考虑进程在内存的驻留时间…(注意:PCB 会常驻内存,不会被换出外存)

    二、内存空间的分配与回收

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    (一)连续分配管理方式

    • 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

    1. 单一连续分配

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    • 在单一连续分配方式中,内存被分为 系统区用户区
    • 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;用户区用于存放用户进程相关数据。
    • 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。
    • 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(eg:早期的 PC操作系统 MS-DOS)。
    • 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【分配给某进程的内存区域中,如果有些部分没有用上,就是“内部碎片”】

    2. 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。
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    • 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(比如:钢铁厂有n个相同的炼钢炉,就可把内存分为n个大小相等的区域存放n个炼钢炉控制程序)
    • 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。根据常在系统中运行的作业大小情况进行划分(比如:划分多个小分区、适量中等分区、少量大分区)
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    • 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:
      a. 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来解决,但这又会降低性能;
      b. 会产生内部碎片,内存利用率低。

    3. 动态分区分配

    • 动态分区分配又称为可变分区分配。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。(eg:假设某计算机内存大小为 64MB,系统区 8MB,用户区共 56 MB…)
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    (1)系统要用什么样的数据结构记录内存的使用情况?

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    (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?

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    (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”…如何分配?

    • 分配到20MB空间里面:
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    • 分配到4MB空间里面:
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    (4). 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”…如何回收?

    • 情况一:回收区的后面有一个相邻的空闲分区
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    • 情况二:回收区的前面有一个相邻的空闲分区
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    • 情况三:回收区的前、后各有一个相邻的空闲分区
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    • 情况四:回收区的前、后都没有相邻的空闲分区
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    • 动态分区分配 没有内部碎片 ,但是 有外部碎片
    • 内部碎片 ,分配给某进程的内存区域中,如果有些部分没有用上。
    • 外部碎片 ,是指内存中的某些空闲分区由于太小而难以利用。
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    • 如果内存中空闲空间的总和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(拼凑,Compaction)技术来解决外部碎片。
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  • 连续分配管理方式:连续分配方式,是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间,主要包括单一连续分配、固定分区分配和动态分区分配。 1、 单一连续分配 内存在此方式下分为系统区和用户区,系统区仅提供给操作系统用...

    连续分配管理方式:连续分配方式,是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间,主要包括单一连续分配、固定分区分配和动态分区分配。
    1、 单一连续分配
    内存在此方式下分为系统区和用户区,系统区仅提供给操作系统用,通常在低地址部分;用户区是为用户提供的、除系统区之外的内存空间。这种方式无需进行内存保护。因为内存中永远只有一道程序。这种方式优点是简单、无外部碎片,可采用覆盖技术,不需要额外技术支持。缺点是只能用于单用户、单任务的操作系统中,有内部碎片,存储器的利用率极低。
    2、 固定分区分配:一种多道程序存储管理方式,将用户内存空间划分为若干个固定大小的区域,每个分区只装一道作业。当有空闲分区时,便可以再从外存的后备作业队列中,选择适当大小的作业装入该分区,如此循环。
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    2.1分区大小相等:用于利用一台计算机去控制多个相同对象的场合,缺乏灵活性
    2.2分区大小不相等:划分为含有多个较小的分区、适量的中等分区和少量的大分区

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内存连续分配管理