在单一连续分配方式中,内存被分为系统区和用户区。

1. 内存空间的分配

1.1. 连续分配管理

1.1.1. 单一连续分配

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。

  1. 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

  2. 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。

1.1.2. 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。

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

分区大小不相等

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)

固定分区分配中操作系统需要建立一个数据结构一一分区说明表,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)

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:

  • 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;

  • 会产生内部碎片,内存利用率低。

1.1.3. 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。

[1]. 系统要用什么样的数据结构记录内存的使用情况?

  • 空闲分区表

    每个空闲分区对应一个表项，表项中对应分区号、分区大小、分区起始地址以及分区状态

  • 空闲分区链表

    每个分区的起始部分和末尾部分分别指向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

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2. 总结

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。

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。以通过紧凑(拼凑, Compaction)技术来解决外部碎片。