⑴ 操作系统存储器动态分区分配的(快速适应算法)问题
这里的分割指的是:如果空闲分区大小为8k,而程序所占有的大小只有6k,对于一般的分配算法,会将空闲分区划分成一个6k和一个2k,然后把6k分配给程序,把2k的重新加入到空闲分区链。而快速适应算法会直接把8k都分配给程序。文中说的不会产生内存碎片指的是外碎片,而那空余的2k属于内碎片。
⑵ 分区存储管理中常用哪些分配策略
1、固定分区存储管理
其基本思想是将内存划分成若干固定大小的分区,每个分区中最多只能装入一个作业。当作业申请内存时,系统按一定的算法为其选择一个适当的分区,并装入内存运行。由于分区大小是事先固定的,因而可容纳作业的大小受到限制,而且当用户作业的地址空间小于分区的存储空间时,造成存储空间浪费。
一、空间的分配与回收
系统设置一张“分区分配表”来描述各分区的使用情况,登记的内容应包括:分区号、起始地址、长度和占用标志。其中占用标志为“0”时,表示目前该分区空闲;否则登记占用作业名(或作业号)。有了“分区分配表”,空间分配与回收工作是比较简单的。
二、地址转换和存储保护
固定分区管理可以采用静态重定位方式进行地址映射。
为了实现存储保护,处理器设置了一对“下限寄存器”和“上限寄存器”。当一个已经被装入主存储器的作业能够得到处理器运行时,进程调度应记录当前运行作业所在的分区号,且把该分区的下限地址和上限地址分别送入下限寄存器和上限寄存器中。处理器执行该作业的指令时必须核对其要访问的绝对地址是否越界。
三、多作业队列的固定分区管理
为避免小作业被分配到大的分区中造成空间的浪费,可采用多作业队列的方法。即系统按分区数设置多个作业队列,将作业按其大小排到不同的队列中,一个队列对应某一个分区,以提高内存利用率。
2、可变分区存储管理
可变分区存储管理不是预先将内存划分分区,而是在作业装入内存时建立分区,使分区的大小正好与作业要求的存储空间相等。这种处理方式使内存分配有较大的灵活性,也提高了内存利用率。但是随着对内存不断地分配、释放操作会引起存储碎片的产生。
一、空间的分配与回收
采用可变分区存储管理,系统中的分区个数与分区的大小都在不断地变化,系统利用“空闲区表”来管理内存中的空闲分区,其中登记空闲区的起始地址、长度和状态。当有作业要进入内存时,在“空闲区表”中查找状态为“未分配”且长度大于或等于作业的空闲分区分配给作业,并做适当调整;当一个作业运行完成时,应将该作业占用的空间作为空闲区归还给系统。
可以采用首先适应算法、最佳(优)适应算法和最坏适应算法三种分配策略之一进行内存分配。
二、地址转换和存储保护
可变分区存储管理一般采用动态重定位的方式,为实现地址重定位和存储保护,系统设置相应的硬件:基址/限长寄存器(或上界/下界寄存器)、加法器、比较线路等。
基址寄存器用来存放程序在内存的起始地址,限长寄存器用来存放程序的长度。处理机在执行时,用程序中的相对地址加上基址寄存器中的基地址,形成一个绝对地址,并将相对地址与限长寄存器进行计算比较,检查是否发生地址越界。
三、存储碎片与程序的移动
所谓碎片是指内存中出现的一些零散的小空闲区域。由于碎片都很小,无法再利用。如果内存中碎片很多,将会造成严重的存储资源浪费。解决碎片的方法是移动所有的占用区域,使所有的空闲区合并成一片连续区域,这一技术称为移动技术(紧凑技术)。移动技术除了可解决碎片问题还使内存中的作业进行扩充。显然,移动带来系统开销加大,并且当一个作业如果正与外设进行I/O时,该作业是无法移动的。
3、页式存储管理
基本原理
1.等分内存
页式存储管理将内存空间划分成等长的若干区域,每个区域的大小一般取2的整数幂,称为一个物理页面有时称为块。内存的所有物理页面从0开始编号,称作物理页号。
2.逻辑地址
系统将程序的逻辑空间按照同样大小也划分成若干页面,称为逻辑页面也称为页。程序的各个逻辑页面从0开始依次编号,称作逻辑页号或相对页号。每个页面内从0开始编址,称为页内地址。程序中的逻辑地址由两部分组成:
逻辑地址
页号p
页内地址 d
3.内存分配
系统可用一张“位示图”来登记内存中各块的分配情况,存储分配时以页面(块)为单位,并按程序的页数多少进行分配。相邻的页面在内存中不一定相邻,即分配给程序的内存块之间不一定连续。
对程序地址空间的分页是系统自动进行的,即对用户是透明的。由于页面尺寸为2的整数次幂,故相对地址中的高位部分即为页号,低位部分为页内地址。
3.5.2实现原理
1.页表
系统为每个进程建立一张页表,用于记录进程逻辑页面与内存物理页面之间的对应关系。地址空间有多少页,该页表里就登记多少行,且按逻辑页的顺序排列,形如:
逻辑页号
主存块号
0
B0
1
B1
2
B2
3
B3
2.地址映射过程
页式存储管理采用动态重定位,即在程序的执行过程中完成地址转换。处理器每执行一条指令,就将指令中的逻辑地址(p,d)取来从中得到逻辑页号(p),硬件机构按此页号查页表,得到内存的块号B’,便形成绝对地址(B’,d),处理器即按此地址访问主存。
3.页面的共享与保护
当多个不同进程中需要有相同页面信息时,可以在主存中只保留一个副本,只要让这些进程各自的有关项中指向内存同一块号即可。同时在页表中设置相应的“存取权限”,对不同进程的访问权限进行各种必要的限制。
4、段式存储管理
基本原理
1.逻辑地址空间
程序按逻辑上有完整意义的段来划分,称为逻辑段。例如主程序、子程序、数据等都可各成一段。将一个程序的所有逻辑段从0开始编号,称为段号。每一个逻辑段都是从0开始编址,称为段内地址。
2.逻辑地址
程序中的逻辑地址由段号和段内地址(s,d)两部分组成。
3.内存分配
系统不进行预先划分,而是以段为单位进行内存分配,为每一个逻辑段分配一个连续的内存区(物理段)。逻辑上连续的段在内存不一定连续存放。
3.6.2实现方法
1.段表
系统为每个进程建立一张段表,用于记录进程的逻辑段与内存物理段之间的对应关系,至少应包括逻辑段号、物理段首地址和该段长度三项内容。
2.建立空闲区表
系统中设立一张内存空闲区表,记录内存中空闲区域情况,用于段的分配和回收内存。
3.地址映射过程
段式存储管理采用动态重定位,处理器每执行一条指令,就将指令中的逻辑地址(s,d)取来从中得到逻辑段号(s),硬件机构按此段号查段表,得到该段在内存的首地址S’, 该段在内存的首地址S’加上段内地址d,便形成绝对地址(S’+d),处理器即按此地址访问主存。
5、段页式存储管理
页式存储管理的特征是等分内存,解决了碎片问题;段式存储管理的特征是逻辑分段,便于实现共享。为了保持页式和段式上的优点,结合两种存储管理方案,形成了段页式存储管理。
段页式存储管理的基本思想是:把内存划分为大小相等的页面;将程序按其逻辑关系划分为若干段;再按照页面的大小,把每一段划分成若干页面。程序的逻辑地址由三部分组成,形式如下:
逻辑地址
段号s
页号p
页内地址d
内存是以页为基本单位分配给每个程序的,在逻辑上相邻的页面内存不一定相邻。
系统为每个进程建立一张段表,为进程的每一段各建立一张页表。地址转换过程,要经过查段表、页表后才能得到最终的物理地址。
⑶ 存储空间的分配技术有哪些
存储空间的分配技术可以分为以下几种:
静态分配:静态分配是指在计算机系统中为程序或数据分配一定的存储空间,分配的空间在程序执行期间不变。静态分配的优点是简单、快速,但缺点是空间利用率低,容易余兄出现空间浪费或不足的情况。
动态分配:动态分配是指在程序运行期间根据需要动态地为程序或数据分配存储空间。动态分配的优点是可以充分利用存储空间,避免空间浪费或不足的情况,但缺点是分配和释放空间的过程比较复杂,容易出现内存泄漏或空间碎片等问题。
分页式分配:分页式分配是指将存储空间划分为固定大小的页面,并将程序宽仔或数据按照页面进行分配。这种技术可以充分利用存储空间,避免空间浪费,也可以避免空间碎片的问题,但需要花费一定的开销来维护页面表等数据结构。
段式分配:段式分配是指将存储空间按照逻辑上的段进行划分,并为程序或数据分配不同大小的段空间。这种技术可以更好地满足不同程序或数据的存储需求,但需要考虑内存碎片和段的大小等问题。
段页式分配:段页式分配是指将存储空间先按照段进行划分,再将每个段划分为固定大小的页面,并将程序或数据按照段和页面进行分配。这种技术可以更好地结合段式和分页式分配的优点,但需要处理复杂的地址映射和内存管理问题慎毁汪。
不同的存储空间分配技术适用于不同的计算机应用和场景,需要根据具体的需求和实际情况进行选择和优化。
⑷ 静态存储分配和动态存储分配之间有什么不同 编译原理
动态存储方式
所谓动态存储方式是指在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。动态存储变量是在程序执行过程中,使用它时才分配存储单元,
使用完毕立即释放。
典型的例子是函数的形式参数,在函数定义时并不给形参分配存储单元,只是在函数被调用时,才予以分配,
调用函数完毕立即释放。如果一个函数被多次调用,则反复地分配、
释放形参变量的存储单元。
静态存储方式
所谓静态存储方式是指在程序编译期间分配固定的存储空间的方式。该存储方式通常是在变量定义时就分定存储单元并一直保持不变,
直至整个程序结束。全局变量,静态变量等就属于此类存储方式。
总结
从以上分析可知,
静态存储变量是一直存在的,
而动态存储变量则时而存在时而消失。我们又把这种由于变量存储方式不同而产生的特性称变量的生存期。
生存期表示了变量存在的时间。
生存期和作用域是从时间和空间这两个不同的角度来描述变量的特性,这两者既有联系,又有区别。
一个变量究竟属于哪一种存储方式,
并不能仅从其作用域来判断,还应有明确的存储类型说明。