操作系统（三十五）连续分配管理方式

3.4 连续分配管理方式

连续分配管理是指为用户进程分配的内存空间是连续的一片空间

3.4 连续分配管理方式

3.4.1 单一连续分配

3.4.2 固定分区分配

3.4.3 动态分区分配

3.4.4 小结

3.4.1 单一连续分配

在单一连续分配方式中，内存被分为系统区和用户区。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。并且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。

这种存储方式的优点：实现简单，没有外部碎片；缺点：只能为单用户单任务服务，会存在内部碎片，空间利用率极低。

这里我们来引入两个概念：内存中的外部碎片以及内部碎片。外部碎片：在内存中还没有分配出去但是由于太小而无法分配给其他进程使用的内存空间；内部碎片：已经分配给明确进程的存储区域，但由于一些原因未使用的部分。

3.4.2 固定分区分配

在出现多道批处理系统之后，为了可以让内存中装入多道程序而引入了固定分区分配方式，固定分区分配方式将内存划分成若干个大小固定的分区，不同分区之间互不干扰，根据划分的依据不同又可以将固定分区分配分为分区大小相等以及分区大小不等的分配方式。

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）

在进行固定分区分配的时候操作系统会产生一个分区说明表，来实现各个分区的分配与回收。每个表项对应一个分区，通常按分区大小排列。每个表项包括对应分区的大小、起始地址、状态（是否已分配）。这种方法实现简单且无外部碎片，但是当用户程序过大时所有划分的分区均不满足，只能采用覆盖技术实现内存的使用，资源利用率不高，会产生内部碎片。

3.4.3 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。

对于动态分配方式，我们会采用空闲分配表或者空闲分配链等方式来记录内存的使用情况。

空闲分配表：每个空闲分区对应一个表项。表项中包含分区号、分区大小、分区起始地址等信息。

空闲分配链：每个分区的起始部分和末尾部分分别设置前向指针和后向指针。起始部分处还可记录分区大小等信息

如何对动态分配方式的内存进行分配和回收呢？动态分区进行分配可能会用到一些算法，下节介绍。动态分区分配方式的回收可以分为以下四种情况：回收区的后面有一个相邻的空闲分区，那么将两个相邻空闲分区合并为一个；回收区的前面有一个相邻的空闲分区，那么两个相邻的空闲分区合并为一个；回收区的前、后各有一个相邻的空闲分区，三个相邻的空闲分区合并为一个；回收区的前、后都没有相邻的空闲分区，那么就在空闲分配表中多加一个表项。总之，相邻的空闲分区需要合并。

动态分区分配没有内部碎片但是会存在外部碎片，对于外部碎片可以通过“紧凑”技术来解决。

3.4.4 小结