操作系统—(30)固定多分区和动态多分区存储管理

1.单分区存储管理

基本原理:把内存的用户区视为一个独立的连续存储区，任何时刻只将它分配给一个作业使用。
这种存储管理非常简单，适用于单用户单任务系统(如，MS-DOS操作系统的早期版本)。

因为任何时刻最多只有一个程序独占内存，无论在该程序执行过程中还是CPU等待I/O时都不能让其他用户使用。
CPU的利用率不高
外设利用率较低
进入系统运行的作业所要求的存储空间较小时，剩余较大的空白区未被利用，只能白白浪费。
内存空间浪费严重

2.固定多分区存储管理

基本原理
将内存用户区划分成多个大小相等或不等的固定分区，每一个分区可以装入一个进程。这样，内存中可同时容纳若干个进程。 MAT表可以用静态数组实现

有可能出现的问题

1. 分区大小可以相等，也可以不等
2. 每个分区的起始地址和长度是固定的
3. 大的进程无法装入
4. 小进程装入大分区出现内部碎片

内碎片

思考

固定分区方案的缺陷

1. 分区的数目在系统生成阶段已经确定，限制了系统中活动进程的数目。
2. 分区大小在系统生成阶段事先设置，大作业有可能无法装入，小作业不能有效地利用分区空间。
3. “内碎片”现象降低了内存有效利用率。

固定分区应用案例

早期的IBM主机操作系统OS/MFT
具有固定任务数的多道程序设计系统

3.动态多分区存储管理

动态分区分配算法可描述如下：

1. 从头到尾扫描内存分配表，找到一个能满足需求的空闲分区MATi。
2. 若MATi (长度)==L,则: MATi (占用标志)“已分”，转4。
3. 若MATi (长度) >L,则:
   (3)-1 L, =MATi (长度) – L。
   (3)-2 MATi (长度) =L; MATi (占用标志) =“已分”。
   (3)-3在内存分配表的下一个位置插入新行MAT1。
   (3)-4 MAT+ (起始地址) =MATi (起始地址) +L。
   (3)-5 MAT（i+1）(长度) =Lq。
   (3)-6 MAT（i+1）(占用标志) =“未分”。
4. 结束。
   
   
   外碎片： 指的是在使用动态多分区管理方法时，形成的一-些零零星的、因为太小不容易被分配利用的小的空闲区。
   主存分配算法： 采用哪种主存分配算法？Best不是最好的，Worst不是最差的
   装入16MB进程：
   

消除外碎片的方法

主存分配过程中，通过程序浮动将不相邻的空闲区移为相邻的进行合并。
回收过程中，相邻空闲区进行合并。

动态多分区回收算法

动态多分区地址转换与存储保护

多对基址/限长寄存器

动态多分区存储管理小结

1. 实现了多进程共驻内存，支持多道程序设计技术。
2. 按照进程所需划分分区，消除了内碎片。
3. 外碎片的产生和消除加大了系统开销。
4. 克服了固定多分区的缺点，但是也有明显不足，外部碎片的存在降低了内存利用率，外部碎片的整理加大了系统开销

4.伙伴系统

一种固定分区和可变分区折中的主存管理算法。
伙伴系统分配原理：

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