计算机操作系统24

第二十四课：连续内存分配

一、什么是连续内存分配？

先理解名字。

连续：

表示：

一个程序：

必须：

占用一整块连续的内存空间。

例如：

程序A：

需要：

100MB。

那么：

分配：

---------------- 程序A 100MB ----------------

必须：

连续。

不能：

拆成：

50MB + 50MB。

早期操作系统：

主要采用：

连续分配。

二、最简单方式：单一连续分配

这是：

最早的方法。

思想：

非常简单：

内存只分给一个用户程序。

结构：

高地址 ------------- 用户程序 ------------- 操作系统 ------------- 低地址

例如：

电脑：

内存：

8GB。

系统：

占：

1GB。

剩下：

7GB：

全部：

给当前程序。

优点

简单。

容易实现。

缺点

最大问题：

浪费。

例如：

一个程序：

只需要：

1GB。

但是：

系统给它：

7GB。

剩下：

6GB：

没人用。

所以：

这种方式：

现在基本不用。

三、固定分区分配

为了：

提高利用率。

操作系统：

把内存：

提前：

划分：

几个固定区域。

例如：

内存：

100MB。

分成：

---------------- 系统 20MB ---------------- 分区1 20MB ---------------- 分区2 30MB ---------------- 分区3 30MB

每个程序：

进入：

一个分区。

例如：

程序A：

需要：

15MB。

进入：

20MB分区。

程序B：

需要：

25MB。

进入：

30MB分区。

四、固定分区的问题

最大问题：

内部碎片。

例子：

分区：

大小：

100MB。

程序：

需要：

70MB。

系统：

给：

100MB。

那么：

剩余：

30MB。

但是：

这个30MB：

别人：

不能使用。

为什么？

因为：

分区已经：

属于：

这个程序。

这就是：

内部碎片。

五、动态分区分配（重点）

固定分区：

太死板。

于是：

出现：

动态分区。

思想：

程序需要多少，就分多少。

例如：

内存：

---------------- 系统 ---------------- 空闲100MB ---------------- 程序A 50MB ---------------- 空闲200MB

来了：

程序B：

需要：

80MB。

系统：

找：

100MB空闲区。

分：

80MB。

变成：

---------------- 程序B 80MB ---------------- 剩余20MB

优点：

减少内部碎片。

但是：

产生：

新的问题。

六、外部碎片出现

假设：

内存：

如下：

程序A 空闲10MB 程序B 空闲20MB 程序C 空闲30MB

总空闲：

60MB。

现在：

来了：

程序D。

需要：

50MB。

能放吗？

不能。

为什么？

虽然：

总共有：

60MB。

但是：

没有：

连续50MB。

这就是：

外部碎片。

七、动态分区如何选择空间？

重点来了。

假设：

有多个空闲区域。

程序来了。

选择哪个？

操作系统：

有几种算法。

1. 首次适应算法（First Fit）★★★★★

英文：

First Fit。

思想：

从低地址开始找，第一个满足的空闲区。

例如：

空闲：

100MB 50MB 200MB

程序：

需要：

40MB。

从头找：

第一个：

100MB。

够。

于是：

放进去。

结果：

简单。

速度快。

缺点：

低地址：

容易：

产生很多小碎片。

口诀：

首次适应：第一个能放就放。

2. 最佳适应算法（Best Fit）★★★★★

思想：

找最小但够用的空闲区。

例如：

空闲：

100MB 50MB 200MB

程序：

需要：

40MB。

比较：

100：

剩60。

50：

剩10。

200：

剩160。

选择：

50MB。

优点：

减少大空间浪费。

缺点：

容易产生大量小碎片。

因为：

总是切小空间。

口诀：

最佳适应：留下最小剩余。

3. 最坏适应算法（Worst Fit）

思想：

总是选择最大的空闲区。

例如：

空闲：

100MB 50MB 200MB

程序：

需要：

40MB。

选择：

200MB。

剩：

160MB。

优点：

剩余空间较大。

缺点：

大空间容易被消耗。

口诀：

最坏适应：拿大块，留大块。

八、三个算法比较（★★★★★）

九、考试计算题怎么做？

典型题：

空闲区：

100KB 500KB 200KB 300KB 600KB

进程：

P1=212KB P2=417KB P3=112KB P4=426KB

问：

使用首次适应：

如何分配？

步骤：

第一步

P1：

212KB。

从头找：

100：

不够。

500：

够。

分配。

第二步

P2：

417KB。

继续：

找：

剩余空间。

注意：

考试：

一定：

按照顺序模拟。

不能：

凭感觉。

十、连续分配总结

我们学了：

① 单一连续分配

特点：

一个程序。

简单。

浪费大。

② 固定分区

特点：

提前划分。

产生：

内部碎片。

③ 动态分区

特点：

按需分配。

产生：

外部碎片。

④ 三种算法

首次适应 First Fit 最佳适应 Best Fit 最坏适应 Worst Fit

十一、本课重点（★★★★★）

必须掌握：

连续分配：

一个程序占连续内存。

内部碎片：

分给你的比需要的大。

外部碎片：

空闲总量够，但不连续。

三个算法：

口诀：

首次找第一个，最佳找最小，最坏拿大块。