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常見的存儲分配策略有哪幾種

發布時間: 2022-07-05 14:55:35

❶ 運行時環境中存儲分配策略包括

程序運行時的內存分配有三種策略,分別是靜態的,棧式的,和堆式的.
靜態存儲分配是指在編譯時就能確定每個數據目標在運行時刻的存儲空間需求,因而在編譯時就可以給他們分配固定的內存空間.這種分配策略要求程序代碼中不允許有可變數據結構(比如可變數組)的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結構出現,因為它們都會導致編譯程序無法計算準確的存儲空間需求.
棧式存儲分配也可稱為動態存儲分配,是由一個類似於堆棧的運行棧來實現的.和靜態存儲分配相反,在棧式存儲方案中,程序對數據區的需求在編譯時是完全未知的,只有到運行的時候才能夠知道,但是規定在運行中進入一個程序模塊時,必須知道該程序模塊所需的數據區大小才能夠為其分配內存.和我們在數據結構所熟知的棧一樣,棧式存儲分配按照先進後出的原則進行分配。
靜態存儲分配要求在編譯時能知道所有變數的存儲要求,棧式存儲分配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲要求,而堆式存儲分配則專門負責在編譯時或運行時模塊入口處都無法確定存儲要求的數據結構的內存分配,比如可變長度串和對象實例.堆由大片的可利用塊或空閑塊組成,堆中的內存可以按照任意順序分配和釋放.

❷ 操作系統對資源分配,有哪幾種常見的策略


進程(Process)是系統進行資源分配和調度的基本單位。

進程也是搶占處理機的調度單位,它擁有一個完整的虛擬地址空間。當進程發生調度時,不同的進程擁有不同的虛擬地址空間,而同一進程內的不同線程共享同一地址空間。

與進程相對應,線程與資源分配無關,它屬於某一個進程,並與進程內的其他線程一起共享進程的資源。

線程只由相關堆棧(系統棧或用戶棧)寄存器和線程式控制製表TCB組成。寄存器可被用來存儲線程內的局部變數,但不能存儲其他線程的相關變數。

調度與操作系統的線程的實現有關,如果是管態線程與目態線程是一一對應,則調度的最小單位可以是線程,但我覺得這也就是理論上,一般的商用操作系統可能操作系統調度的單位也是進程。

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進程一般有三個狀態:就緒狀態、執行狀態和等待狀態【或稱阻塞狀態】;進程只能由父進程建立,系統中所有的進程形成一種進程樹的層次體系;掛起命令可由進程自己和其他進程發出,但是解除掛起命令只能由其他進程發出。

進程式控制制塊(PCB):PCB不但可以記錄進程的屬性信息,以便操作系統對進程進行控制和管理,而且PCB標志著進程的存在,操作系統根據系統中是否有該進程的進程式控制制塊PCB而知道該進程存在與否。

系統建立進程的同時就建立該進程的PCB,在撤銷一個進程時,也就撤銷其PCB,故進程的PCB對進程來說是它存在的具體的物理標志和體現。一般PCB包括以下三類信息:進程標識信息;處理器狀態信息;進程式控制制信息。

❸ 文件存儲空間的管理有哪幾種常見方法比較優缺點

①空白文件目錄:這種方法將盤空間的一個未分配區域稱為一個空白文件,系統為所有的空白文件建立一個目錄,每個空白文件在這個目錄中建立一個表目。②空白塊鏈:這種方法將盤上的所有空白塊用鏈接指針或索引結構組織成一個空白文件。③位示圖:它將文件存儲器的存儲空間建立一張位示圖,用以反映整個盤空間的分配情況。

❹ 內存的分配方式有幾種

內存的三種分配方式:
1.
從靜態存儲區分配:此時的內存在程序編譯的時候已經分配好,並且在程序的整個運行期間都存在。全局變數,static變數等在此存儲。
2.
在棧區分配:相關代碼執行時創建,執行結束時被自動釋放。局部變數在此存儲。棧內存分配運算內置於處理器的指令集中,效率高,但容量有限。
3.
在堆區分配:動態分配內存。用new/malloc時開辟,delete/free時釋放。生存期由用戶指定,靈活。但有內存泄露等問題。
常見內存錯誤及對策
1.
內存分配未成功,卻被使用。
對策:使用內存之前檢查是否分配成功。用p!=NULL判斷。
2.
內存分配成功,未初始化就被使用。
內存的預設值沒有統一的標准。大部分編譯器以0作為初始值,但不完全是。
對策:內存初始化時賦初值。
3.
內存操作越界。
對策:只能是小心了。
4.
釋放了內存,仍然使用。
(1)
使用顯示delete和free的野指針。
對策:釋放完內存,將指針置為NULL。
(2)
使用隱式delete和free的野指針。主要是指函數返回指向棧內存的指針或引用。
對策:當然是不要返回就可以了。
5.
未釋放內存,導致內存泄露。
用new/malloc開辟了內存,沒用delete/free釋放.
對策:new和delete的個數一定相同;malloc和free的個數一定相同;new[]和[]delete一定對應。

❺ 數據結構的存儲方式有哪幾種

數據結構的存儲方式有順序存儲方法、鏈接存儲方法、索引存儲方法和散列存儲方法這四種。

1、順序存儲方式:順序存儲方式就是在一塊連續的存儲區域一個接著一個的存放數據,把邏輯上相連的結點存儲在物理位置上相鄰的存儲單元里,結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接掛安息來體現。順序存儲方式也稱為順序存儲結構,一般採用數組或者結構數組來描述。

2、鏈接存儲方法:它比較靈活,其不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上相鄰,結點間的邏輯關系由附加的引用欄位表示。一個結點的引用欄位往往指導下一個結點的存放位置。鏈接存儲方式也稱為鏈接式存儲結構,一般在原數據項中增加應用類型來表示結點之間的位置關系。

3、索引存儲方法:除建立存儲結點信息外,還建立附加的索引表來標識結點的地址。它細分為兩類:稠密索引:每個結點在索引表中都有一個索引項,索引項的地址指示結點所在的的存儲位置;稀疏索引:一組結點在索引表中只對應一個索引項,索引項的地址指示一組結點的起始存儲位置。

4、散列存儲方法:就是根據結點的關鍵字直接計算出該結點的存儲地址。

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順序存儲和鏈接存儲的基本原理

在順序存儲中,每個存儲空間含有所存元素本身的信息,元素之間的邏輯關系是通過數組下標位置簡單計算出來的線性表的順序存儲,若一個元素存儲在對應數組中的下標位置為i,則它的前驅元素在對應數組中的下標位置為i-1,它的後繼元素在對應數組中的下標位置為i+1。

在鏈式存儲結構中,存儲結點不僅含有所存元素本身的信息,還含有元素之間邏輯關系的信息。數據的鏈式存儲結構可用鏈接表來表示。其中data表示值域,用來存儲節點的數值部分。Pl,p2,…,Pill(1n≥1)均為指針域,每個指針域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點的存儲位置。

在數據的順序存儲中,由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到,所以訪問元素的時間都相同;而在數據的鏈接存儲中,由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中,所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到,訪問任一元素的時間與該元素結點在鏈式存儲結構中的位置有關。

❻ 內存的分配方式有哪幾種

內存的三種分配方式:
1. 從靜態存儲區分配:此時的內存在程序編譯的時候已經分配好,並且在程序的整個運行期間都存在。全局變數,static變數等在此存儲。
2. 在棧區分配:相關代碼執行時創建,執行結束時被自動釋放。局部變數在此存儲。棧內存分配運算內置於處理器的指令集中,效率高,但容量有限。
3. 在堆區分配:動態分配內存。用new/malloc時開辟,delete/free時釋放。生存期由用戶指定,靈活。但有內存泄露等問題。

常見內存錯誤及對策
1. 內存分配未成功,卻被使用。
對策:使用內存之前檢查是否分配成功。用p!=NULL判斷。
2. 內存分配成功,未初始化就被使用。
內存的預設值沒有統一的標准。大部分編譯器以0作為初始值,但不完全是。
對策:內存初始化時賦初值。
3. 內存操作越界。
對策:只能是小心了。
4. 釋放了內存,仍然使用。
(1) 使用顯示delete和free的野指針。
對策:釋放完內存,將指針置為NULL。
(2) 使用隱式delete和free的野指針。主要是指函數返回指向棧內存的指針或引用。
對策:當然是不要返回就可以了。
5. 未釋放內存,導致內存泄露。
用new/malloc開辟了內存,沒用delete/free釋放.
對策:new和delete的個數一定相同;malloc和free的個數一定相同;new[]和[]delete一定對應。

c語言內存有幾種分配方式

基本上C程序的元素存儲在內存的時候有3種分配策略:
靜態分配
如果一個變數聲明為全局變數或者是函數的靜態變數,這個變數的存儲將使用靜態分配方式。靜態分配的內存一般會被編譯器放在數據段或代碼段來存儲,具體取決於實現。這樣做的前提是,在編譯時就必須確定變數的大小。 以IA32的x86平台及gcc編譯器為例,全局及靜態變數放在數據段的低端;全局及靜態常量放在代碼段的高端
自動分配
函數的自動局部變數應該隨著函數的返回會自動釋放(失效),這個要求在一般的體系中都是利用棧(Stack)來滿足的。相比於靜態分配,這時候,就不必絕對要求這個變數在編譯時就必須確定變數的大小,運行時才決定也不遲,但是C89仍然要求在編譯時就要確定,而C99放鬆了這個限制。但無論是C89還是C99,都不允許一個已經分配的自動變數運行時改變大小。
所以說C函數永遠不應該返回一個局部變數的地址。
要指出的是,自動分配也屬於動態分配,甚至可以用alloca函數來像分配堆(Heap)一樣進行分配,而且釋放是自動的。
動態分配
還有一種更加特殊的情況,變數的大小在運行時有可能改變,或者雖然單個變數大小不變,變數的數目卻有很大彈性,不能靜態分配或者自動分配,這時候可以使用堆(Heap)來滿足要求。ANSI C定義的堆操作函數是malloc、calloc、realloc和free。
使用堆(Heap)內存將帶來額外的開銷和風險。

❽ 操作系統的內存分配一般有哪幾種方式,各有什麼優缺點

變長:內存時比較靈活,但是易產生內存碎片。
定長:靈活性差,但分配效率較高,不會產生內存碎片。

❾ 常用的內存管理機制有哪幾種

嵌入式系統所用到的內存管理機制主要有以下兩種:
1、虛擬內存管理機制:
有一些嵌入式處理器提供了MMU,在MMU具備內存地址映射和定址功能,它使操作系統的內存管理更加方便。如果存在MMU ,操作系統會使用它完成從虛擬地址到物理地址的轉換, 所有的應用程序只需要使用虛擬地址定址數據。 這種使用虛擬地址定址整個系統的主存和輔存的方式在現代操作系統中被稱為虛擬內存。MMU 便是實現虛擬內存的必要條件。
虛擬內存的管理方法使系統既可以運行體積比物理內存還要大的應用程序,也可以實現「按需調頁」策略,既滿足了程序的運行速度,又節約了物理內存空間。
在L inux系統中,虛擬內存機制的實現實現為我們提供了一個典型的例子:在不同的體系結構下, 使用了三級或者兩級頁式管理,利用MMU 完成從虛擬地址到物理地址之間的轉換。基於虛擬內存管理的內存最大好處是:由於不同進程有自己單獨的進程空間,十分有效的提高了系統可靠性和安全性。
2、非虛擬內存管理機制:
在實時性要求比較高的情況下,很多嵌入式系統並不需要虛擬內存機制:因為虛擬內存機制會導致不確定性的 I/O阻塞時間, 使得程序運行時間不可預期,這是實時嵌入式系統的致命缺陷;另外,從嵌入式處理器的成本考慮,大多採用不裝配MMU 的嵌入式微處理器。所以大多嵌入式系統採用的是實存儲器管理策略。因而對於內存的訪問是直接的,它對地址的訪問不需要經過MMU,而是直接送到地址線上輸出,所有程序中訪問的地址都是實際的物理地址;而且,大多數嵌入式操作系統對內存空間沒有保護,各個進程實際上共享一個運行空間。一個進程在執行前,系統必須為它分配足夠的連續地址空間,然後全部載入主存儲器的連續空間。
由此可見,嵌入式系統的開發人員不得不參與系統的內存管理。從編譯內核開始,開發人員必須告訴系統這塊開發板到底擁有多少內存;在開發應用程序時,必須考慮內存的分配情況並關注應用程序需要運行空間的大小。另外,由於採用實存儲器管理策略,用戶程序同內核以及其它用戶程序在一個地址空間,程序開發時要保證不侵犯其它程序的地址空間,以使得程序不至於破壞系統的正常工作,或導致其它程序的運行異常;因而,嵌入式系統的開發人員對軟體中的一些內存操作要格外小心。
UCOS就是使用非虛擬內存管理的一個例子,在UCOS中,所有的任務共享所有的物理內存,任務之間沒有內存保護機制,這樣能夠提高系統的相應時間,但是任務內存操作不當,會引起系統崩潰。

❿ 分區存儲管理中常用哪些分配策略

1、固定分區存儲管理
其基本思想是將內存劃分成若干固定大小的分區,每個分區中最多隻能裝入一個作業。當作業申請內存時,系統按一定的演算法為其選擇一個適當的分區,並裝入內存運行。由於分區大小是事先固定的,因而可容納作業的大小受到限制,而且當用戶作業的地址空間小於分區的存儲空間時,造成存儲空間浪費。

一、空間的分配與回收

系統設置一張「分區分配表」來描述各分區的使用情況,登記的內容應包括:分區號、起始地址、長度和佔用標志。其中佔用標志為「0」時,表示目前該分區空閑;否則登記佔用作業名(或作業號)。有了「分區分配表」,空間分配與回收工作是比較簡單的。

二、地址轉換和存儲保護

固定分區管理可以採用靜態重定位方式進行地址映射。

為了實現存儲保護,處理器設置了一對「下限寄存器」和「上限寄存器」。當一個已經被裝入主存儲器的作業能夠得到處理器運行時,進程調度應記錄當前運行作業所在的分區號,且把該分區的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器中。處理器執行該作業的指令時必須核對其要訪問的絕對地址是否越界。

三、多作業隊列的固定分區管理

為避免小作業被分配到大的分區中造成空間的浪費,可採用多作業隊列的方法。即系統按分區數設置多個作業隊列,將作業按其大小排到不同的隊列中,一個隊列對應某一個分區,以提高內存利用率。

2、可變分區存儲管理
可變分區存儲管理不是預先將內存劃分分區,而是在作業裝入內存時建立分區,使分區的大小正好與作業要求的存儲空間相等。這種處理方式使內存分配有較大的靈活性,也提高了內存利用率。但是隨著對內存不斷地分配、釋放操作會引起存儲碎片的產生。

一、空間的分配與回收

採用可變分區存儲管理,系統中的分區個數與分區的大小都在不斷地變化,系統利用「空閑區表」來管理內存中的空閑分區,其中登記空閑區的起始地址、長度和狀態。當有作業要進入內存時,在「空閑區表」中查找狀態為「未分配」且長度大於或等於作業的空閑分區分配給作業,並做適當調整;當一個作業運行完成時,應將該作業佔用的空間作為空閑區歸還給系統。

可以採用首先適應演算法、最佳(優)適應演算法和最壞適應演算法三種分配策略之一進行內存分配。

二、地址轉換和存儲保護

可變分區存儲管理一般採用動態重定位的方式,為實現地址重定位和存儲保護,系統設置相應的硬體:基址/限長寄存器(或上界/下界寄存器)、加法器、比較線路等。

基址寄存器用來存放程序在內存的起始地址,限長寄存器用來存放程序的長度。處理機在執行時,用程序中的相對地址加上基址寄存器中的基地址,形成一個絕對地址,並將相對地址與限長寄存器進行計算比較,檢查是否發生地址越界。

三、存儲碎片與程序的移動

所謂碎片是指內存中出現的一些零散的小空閑區域。由於碎片都很小,無法再利用。如果內存中碎片很多,將會造成嚴重的存儲資源浪費。解決碎片的方法是移動所有的佔用區域,使所有的空閑區合並成一片連續區域,這一技術稱為移動技術(緊湊技術)。移動技術除了可解決碎片問題還使內存中的作業進行擴充。顯然,移動帶來系統開銷加大,並且當一個作業如果正與外設進行I/O時,該作業是無法移動的。

3、頁式存儲管理

基本原理

1.等分內存

頁式存儲管理將內存空間劃分成等長的若干區域,每個區域的大小一般取2的整數冪,稱為一個物理頁面有時稱為塊。內存的所有物理頁面從0開始編號,稱作物理頁號。

2.邏輯地址

系統將程序的邏輯空間按照同樣大小也劃分成若干頁面,稱為邏輯頁面也稱為頁。程序的各個邏輯頁面從0開始依次編號,稱作邏輯頁號或相對頁號。每個頁面內從0開始編址,稱為頁內地址。程序中的邏輯地址由兩部分組成:

邏輯地址
頁號p
頁內地址 d

3.內存分配

系統可用一張「位示圖」來登記內存中各塊的分配情況,存儲分配時以頁面(塊)為單位,並按程序的頁數多少進行分配。相鄰的頁面在內存中不一定相鄰,即分配給程序的內存塊之間不一定連續。

對程序地址空間的分頁是系統自動進行的,即對用戶是透明的。由於頁面尺寸為2的整數次冪,故相對地址中的高位部分即為頁號,低位部分為頁內地址。

3.5.2實現原理

1.頁表

系統為每個進程建立一張頁表,用於記錄進程邏輯頁面與內存物理頁面之間的對應關系。地址空間有多少頁,該頁表裡就登記多少行,且按邏輯頁的順序排列,形如:

邏輯頁號
主存塊號

0
B0

1
B1

2
B2

3
B3

2.地址映射過程

頁式存儲管理採用動態重定位,即在程序的執行過程中完成地址轉換。處理器每執行一條指令,就將指令中的邏輯地址(p,d)取來從中得到邏輯頁號(p),硬體機構按此頁號查頁表,得到內存的塊號B』,便形成絕對地址(B』,d),處理器即按此地址訪問主存。

3.頁面的共享與保護

當多個不同進程中需要有相同頁面信息時,可以在主存中只保留一個副本,只要讓這些進程各自的有關項中指向內存同一塊號即可。同時在頁表中設置相應的「存取許可權」,對不同進程的訪問許可權進行各種必要的限制。

4、段式存儲管理

基本原理

1.邏輯地址空間

程序按邏輯上有完整意義的段來劃分,稱為邏輯段。例如主程序、子程序、數據等都可各成一段。將一個程序的所有邏輯段從0開始編號,稱為段號。每一個邏輯段都是從0開始編址,稱為段內地址。

2.邏輯地址

程序中的邏輯地址由段號和段內地址(s,d)兩部分組成。

3.內存分配

系統不進行預先劃分,而是以段為單位進行內存分配,為每一個邏輯段分配一個連續的內存區(物理段)。邏輯上連續的段在內存不一定連續存放。

3.6.2實現方法

1.段表

系統為每個進程建立一張段表,用於記錄進程的邏輯段與內存物理段之間的對應關系,至少應包括邏輯段號、物理段首地址和該段長度三項內容。

2.建立空閑區表

系統中設立一張內存空閑區表,記錄內存中空閑區域情況,用於段的分配和回收內存。

3.地址映射過程

段式存儲管理採用動態重定位,處理器每執行一條指令,就將指令中的邏輯地址(s,d)取來從中得到邏輯段號(s),硬體機構按此段號查段表,得到該段在內存的首地址S』, 該段在內存的首地址S』加上段內地址d,便形成絕對地址(S』+d),處理器即按此地址訪問主存。

5、段頁式存儲管理

頁式存儲管理的特徵是等分內存,解決了碎片問題;段式存儲管理的特徵是邏輯分段,便於實現共享。為了保持頁式和段式上的優點,結合兩種存儲管理方案,形成了段頁式存儲管理。

段頁式存儲管理的基本思想是:把內存劃分為大小相等的頁面;將程序按其邏輯關系劃分為若干段;再按照頁面的大小,把每一段劃分成若干頁面。程序的邏輯地址由三部分組成,形式如下:

邏輯地址
段號s
頁號p
頁內地址d

內存是以頁為基本單位分配給每個程序的,在邏輯上相鄰的頁面內存不一定相鄰。

系統為每個進程建立一張段表,為進程的每一段各建立一張頁表。地址轉換過程,要經過查段表、頁表後才能得到最終的物理地址。