日期：2019/5/4
关键词：操作系统笔记；内存管理；连续分配
一、概述
物理内存分配方案：
- 连续分配存储管理
- 分页存储管理
- 分段存储管理
- 段页式存储管理
可分为2大类：连续分配（1）和离散分配（2，3，4）。
二、动态内存分配
2.1 数据结构
- 空闲分区表（二维表）：在系统中设置一张空闲分区表，用于记录每个空闲分区的情况。每个 空闲分区占一个表目，表目中包括分区序号、分 区始址及分区的大小等数据项。
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空闲分区链（链表）
2.2 分配与回收操作
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内存分配
u.size：请求分区的大小。
m.size：每个空闲分区的大小。
size：事先规定不再切割的剩余分区大小。
注：m.size – u.size <= size?
- 内存回收
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... |
... |
... |
... |
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F1 |
非空闲 |
F1 |
非空闲 |
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回收区 |
回收区 |
回收区 |
回收区 |
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非空闲 |
F2 |
F2 |
非空闲 |
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... |
... |
... |
.... |
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1 |
2 |
3 |
4 |
四种情况：
1. 向前合并：与插入点的前一个空闲分区 F1相邻接，不必为回收分区分配新表项，而只需修改其前一分区 F1的大小。
2. 向后合并：与插入点的后一空闲分区 F2相邻接，用回收区的首址作为新空闲区的首址，大小为两者之和。
3. 前后合并：回收区同时与插入点的前、后两个分区邻接，此时将三个分区合并， 使用 F1的表项和 F1的首址，取消 F2的表项，大小为三者之和。
4. 回收区既不与 F1邻接，又不与 F2邻接。这时应为回收区单独建立一新表项，填写 回收区的首址和大小，并根据其首址插入到空闲链中的适当位置。
2.2 分配算法——基于顺序搜索
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首次适应算法（First Fit）
空闲分区以地址递增的次序链接,分配时，从链首开始顺序查找，找到后，再按照作业的大小，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链中。
优点：高地址区存在大的空闲区。
缺点：低址部分留下许多无用留碎片（因为不断被划分），而每次查找又都从低址部分开始，增加了查找开销。
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循环首次适应算法（Next Fit）
从上次找到的空闲分区的下一个开始查找。
优点：该算法能使内存中的空闲分区分布比较均匀,从而减少查找空闲分区的时间。
缺点：缺少大的空闲区。
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最佳适应算法（Best Fit）
空闲分区按其从小到大的顺序链接。顺链找第一个满足要求的空闲区。（即所有满足条件的空闲分区中最小的那个）
缺点：分配后，切割下来的剩余部分总是最小的，产生很多难以利用的碎片。
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最坏适应算法（Worst Fit）
所有满足条件的空闲分区中最大的那个。（实际上就是所有空闲分区中最大的那个）
2.3 分配算法——基于索引搜索
- 快速适应算法（Quick Fit）
- 哈希算法
- 伙伴系统（Buddy System）
固定分区如果分区大小与进程大小很不匹配，利用率低下；动态分区维护复杂；伙伴系统是一种折中的方案。
Unix存储分配就采用改进后的伙伴系统。
口诀：大于一半拿整个，小于一半拿一半。
算法示例：
