操作系统——动态分区

一、动态分区算法

\(1.\)首次适应算法

算法思想：每次都从低地址开始查找，找到第一个能满足大小的空闲分区。

如何实现：空闲分区以地址递增的次序排列。每次分配内存时顺序查找空闲分区链（或空闲分区表），找到大小能满足要求的第一个空闲分区。

假设现有一进程5需要的内存为15MB。

从低地址开始查找，空闲分区1满足要求，则将空闲分区1分配15MB内存给进程5.

空闲分区1现只有5MB大小的内存，若无法被利用，则称之为外部碎片。

\(2.\)最佳适应算法

算法思想：由于动态分区分配是一种连续分配方式，为各进程分配的空间必须是连续的一整片区域。因此为了保证当“大进程”到来时能有连续的大片空间，可以尽可能多地留下大片空闲区，即优先使用更小的空闲区。

如何实现：空闲分区按容量递增次序链接。每次分配内存时顺序查找空闲分区链（或空闲分区表），找到大小能满足要求的第一个空闲分区。

假设当前有一进程6需要9MB大小的内存。

查找空闲分区链（或空闲分区表）发现空闲分区2首先满足要求。

则空闲分区2分配给进程6内存。

分配完成后，重新排列空闲分区链。

缺点：每次都选最小的分区进行分配，会留下越来越多的、很小的、难以利用的内存块。因此这种方法会产生很多的外部碎片。

\(3.\)最差适应算法

算法思想：为了解决最佳适应算法的问题——即留下太多难以利用的小碎片，可以在每次分配时优先使用最大的连续空闲区，这样分配后剩余的空闲区就不会太小，更方便使用。
如何实现：空闲分区按容量递减次序链接。每次分配内存时顺序查找空闲分区链（或空闲分区表），找到大小能满足要求的第一个空闲分区。

假设有进程5(3MB)，进程6(9MB)需要分配内存。

查找空闲分区链，则会依次分配到空闲分区1。

分配完成后，重新排序空闲分区链。

缺点：每次都选最大的分区进行分配，虽然可以让分配后留下的空闲区更大，更可用，但是这种方式会导致较大的连续空闲区被迅速用完。如果之后有“大进程”到达，就没有内存分区可用了。

二、考研真题

\(1.\)

题目：

某系统采用动态分区分配方式管理内存，内存空间\(640KB\)，低端\(40KB\)存放OS。系统为用户作业分配空间时，从低地址区开始。针对下列作业请求序列，画图表示首次适应算法进程内存分配和回收后内存的最终映像。作业请求序列如下：

作业1申请\(200KB\)，作业2申请\(70KB\);

作业3申请\(150KB\)，作业2释放\(70KB\);

作业4申请\(80KB\)，作业3释放\(150KB\);

作业5申请\(100KB\)，作业6申请\(60KB\);

作业7申请\(50KB\)，作业6释放\(60KB\);

解答：

最终映像即最右侧图。