计算机操作系统希冀分区储存管理

### 计算机操作系统中的分区存储管理方式及其原理

#### 固定分区法
固定分区法是一种早期的操作系统内存管理方法，其中内存在启动时被划分为若干个预定义大小的区域。这些分区的数量和尺寸由系统管理员或操作系统本身预先设定好。对于每一个分区，在描述其属性方面有一个专门的数据结构即分区说明表，该表记录着各分区的信息，比如编号、容量以及初始位置还有当前是否处于可用状态等细节[^1]。

class Partition:
    def __init__(self, id, size, start_address):
        self.id = id                # 分区号
        self.size = size            # 分区大小
        self.start_address = start_address  # 起始地址
        self.is_free = True         # 是否为空闲
        
def allocate_partition(partition_list, job_size):
    """尝试为作业分配一个合适大小的分区"""
    for partition in partition_list:
        if partition.is_free and partition.size >= job_size:
            partition.is_free = False
            return f"Job allocated to partition {partition.id}"
    return "No suitable partition found"

这种策略简单易行，但在实际应用中有明显的局限性：如果新到来的任务所需的空间介于两个已有的分区之间，则即使有足够的总剩余空间也无法满足需求；另外，由于分区大小不可调整，可能会造成较大的内部碎片化现象[^3]。

#### 动态分区法
相比之下，动态分区法则更加灵活高效。它允许按照进程的具体请求量身定制所需的连续内存区间。每当创建一个新的进程时，就会依据特定算法（如首次适应First Fit、最佳适应Best Fit 或者最坏适应 Worst Fit）从尚未使用的部分中挑选一块适当的位置供其使用，并相应更新有关数据结构以反映最新的分配情况。一旦某个进程结束运行并释放掉占用资源之后，原先属于它的那片领域又重新回归到未指派的状态列表里等待下一次调配[^4]。

from collections import deque

class DynamicPartitionManager:
    def __init__(self):
        self.free_partitions = []       # 存储所有空闲分区
    
    def first_fit(self, required_space):
        """采用首次适配算法查找第一个符合条件的空闲分区"""
        for i, (start_addr, size) in enumerate(self.free_partitions):
            if size >= required_space:
                new_start = start_addr
                remaining_space = size - required_space
                
                del self.free_partitions[i]
                
                if remaining_space > 0:
                    self.free_partitions.insert(i, (new_start + required_space, remaining_space))
                    
                return new_start
            
        raise Exception("Insufficient memory")

manager = DynamicPartitionManager()
try:
    address_allocated = manager.first_fit(8 * 1024)  # 请求8KB内存
except Exception as e:
    print(e)
else:
    print(f"Memory at {address_allocated} was successfully allocated.")