操作系统-内存分配Ⅰ

操作系统的任务

地址空间

• 物理地址空间
• 逻辑地址空间（一维线性）

逻辑地址的生成

1. 经过编译、汇编、链接，会得到一个.exe文件,这个文件地址从零开始
2. 在运行时，需要把exe从硬盘加载到主存从，地址会增加特定的偏移量

整个这个过程，不需要操作系统的干预

转换到物理地址

1. CPU拿到刚才的指令，里面有线性地址
2. 在MMU中把线性地址转换为物理地址
   操作系统的任务就是提前建立好映射关系，快速地把线性地址转换为物理地址。

同时，操作系统还会保证程序只能访问一小段的内存空间，不能访问全部的内存空间（地址安全检测）

内存分配

内存碎片问题

外碎片

应用程序之间

内碎片

分配给应用程序，没法使用

内存分配时间

1. 把程序从磁盘加载到主存
2. 应用程序 运行时要访问数据，也需要操作系统分配

内存分配算法

首次适配（first fit）

回收时可能需要合并

优点：

1. 简单
2. 容易产生更大空闲块

缺点：
外碎片

最优适配（best fit）

分配最合适那一个

优点

1. 小内存分配有效
2. 简单

缺点

1. 空间拆得细，外碎片
2. 重分配慢
3. 容易产生很多没用的微小碎片

最差分配（worst fit）

把大块变成小块，避免大量琐碎碎片

优点

1. 中等尺寸效果最好

缺点

1. 重分配慢
2. 外碎片
3. 破坏大碎块，以致大分区没法分区

这些算法，太简单，不能动态处理大大小大小小块

Compaction算法（压缩算法）（软件实现）

五个空闲块，放到一起

什么时候重定位？？
不能正在运行时，得在程序停止时
有多大开销？？
频繁这样做，开销挺大

swap（换入换出）

问题：
什么时候换？？
选谁换？？

需要优化