物理内存管理

Posted 2020-11-29 beautiful7

分区表：记录分区的位置，大小和使用标志

 

分区存储管理：

　　单一区存储管理（不分区存储管理）：

　　　　定义：用户区不分区，完全被一个程序占用。例如DOS

　　　　优点：简单，不需要复杂

　　　　缺点：程序运行占用整个内存，

　　　　　　　内存浪费，效率低

　　分区存储管理：把用户区内存划分为若干大小不等的分区

　　　　　　　　　适合单用户单任务系统

　　　　固定分区：把内存固定地划分为若干个大小不等的分区

　　　　　　　　　每个分区的大小和位置都固定，系统运行期间不再重新划分

　　　　　　使用特点：

　　　　　　　　1.在程序装入之前，内存已被分区，不再改变

　　　　　　　　2.每个分区大小不同，适应不同大小的程序

　　　　　　　　3.系统要维护分区表

　　　　　　缺点：

　　　　　　　　1.浪费内存

　　　　　　　　2.大程序可能无法运行

　　　　　　建议：

　　　　　　　　根据分区表安排程序装入顺序

　　　　　　　　当程序的大小，个数，装入顺序都固定时内存使用效率高。

　　　　动态分区：在程序装入时创建分区，使分区的大小刚好与程序大小相等。

　　　　　　特点：

　　　　　　　　分区动态建立

　　　　　　　　分区的大小和个数都可以改变

　　　　　　　　存在内存碎片

　　　　　　问题：

　　　　　　　　分区的分配，选择，回收和如何解决内存碎片问题。

 

分区放置策略：

　　空闲区表：描述内存空闲区的

　　分区的分配：

　　　　分配过程（假定需要空间大小为S）

　　　　　　1.从空闲区表第一个区开始寻找≥S的空闲区

　　　　　　2.找到后从分区中分割出大小为S的部分给用户使用

　　　　　　3.分割后的剩余部分作为空闲区依然登记再空闲区表中

　　　　　　//分割空闲区的时候从底部分割，这样只是大小改变但是区的地址不变。

　　放置策略：

　　　　1按照空闲区首地址递增排序：首次适应算法

　　　　2.按照空闲区首地址递减排序

　　　　3.按照空闲区大小的递增排序：最佳适应算法

　　　　4.按照空闲区大小的递减排序：最坏适应算法

　　　　

　　　　首次适应算法：尽可能使用低地址空间

　　　　　　　　　　当需要较大分区时再高地址的空间有满足可能性

　　　　最坏适应法：

　　　　　　优点：大空闲区分割后剩下部分还是可以装下较大的程序

　　　　　　特点：只需要一次查找就可以找到需要的分区

　　　　分区的回收：

　　　　　　功能：回收程序释放分区，登记到空闲区表中，以便再使用

　　　　　　收回算法：

　　　　　　　　1.考虑释放区与现有空闲区是否相邻　　　

　　　　　　　　2.若释放区与现有空闲区不相邻，则直接插入空闲区表

　　　　　　　　3.若释放区与现有空闲区相邻，则与空闲区合并后更新空闲区表

 

内存覆盖技术：

　　覆盖——Overlay

　　目的：在较小的内存空间中运行较大的程序

　　内存分区：

　　　　常驻区：被某段单独且固定地占用，可划分多个

　　　　覆盖区：能被多段共用（覆盖），可划分多个

　　缺点：

　　　　编程复杂：程序员划分程序模块并确定覆盖关系

　　　　程序执行时间长：从外存装入内存耗时

 

内存交换技术：Swapping

　　原理：内存不够时把进程写进磁盘（换出/Swap Out)

　　　　　当进程要运行时重新写回内存（换入/Swap In）

　　优点：

　　　　增加进程并发数

　　　　不考虑程序结构

　　缺点：　

　　　　换入和换出增加CPU开销

　　　　交换单位太大

　　问题：

　　　　减少交换传输的信息量

　　　　外存交换空间的管理方法

　　　　程序换入时的地址重定位

 

内存碎片：

　　过小的空闲区，难利用

　　内存碎片会降低内存有效利用率

　　碎片问题：

　　　　动态分区的缺点：

　　　　　　容易产生内存碎片：内存反复分配和分割

　　　　　　最佳适应法最容易产生内存碎片

　　　　解决办法1：规定门限值

　　　　　　分割空闲区时，若剩余部分小于门限值，则不分割，全部给用户

　　　　解决办法2：内存拼接技术

　　　　　　将所有空闲区集中一起构成一个大的空闲区

　　　　　　拼接的时机：

　　　　　　　1.释放区回收的时候

　　　　　　　　拼接频率过大，系统开销大

　　　　　　　2.系统找不到足够大的空闲区时

　　　　　　　　空闲区的管理复杂

　　　　　　　3.定期：

　　　　　　　　空闲区的管理复杂

　　　　　　拼接技术的缺点：

　　　　　　　　消耗系统资源

　　　　　　　　离线拼接//需要整个系统停止运作来拼接

　　　　　　　　重新定义作业

　　　　　解决办法3：解除程序占用连续内存才能运行的限制

　　　　　　　　把程序拆分成多个部分装入不同分区，充分利用碎片