操作系统动态分区管理：首次适应与最佳适应算法分析

"操作系统第4章存储器管理的练习题，涉及动态分区分配方式，包括首次适应算法和最佳适应算法的内存分配与回收实例分析。" 操作系统中的存储器管理是核心功能之一，它确保了多任务环境下的高效运行。本章节主要探讨的是动态分区分配策略，这种策略适用于内存需求不固定的系统。动态分区分配方法主要有首次适应算法（First Fit）和最佳适应算法（Best Fit）。 首先，我们来看首次适应算法。这个算法的策略是每次分配内存时选择第一个满足要求的空闲分区。在给定的例子中，系统内存为640KB，高端40KB用于存放操作系统，剩余600KB供用户作业使用。根据作业的请求序列，首次适应算法的分配过程如下： 1. 作业1申请130KB，系统在低端找到并分配0-130KB的空闲区。 2. 作业2申请60KB，系统在作业1之后分配130-190KB的空闲区。 3. 作业3申请100KB，系统分配190-290KB的空闲区。 4. 作业2释放60KB，形成130-190KB的小空闲区。 5. 作业4申请200KB，系统无法找到连续的200KB，因此未分配。 6. 作业3释放100KB，190-290KB的空闲区合并成290-390KB的大空闲区。 7. 作业1释放130KB，系统将所有空闲区合并，形成0-290KB的大空闲区。 8. 作业5申请140KB，分配0-140KB，剩下150-290KB的空闲区。 9. 作业6申请60KB，占用490-550KB的空闲区。 10. 作业7申请50KB，由于150-290KB的空闲区不足以满足，系统将分配200-250KB，留下250-290KB的小空闲区。 11. 作业6释放60KB，空闲区变为140-150KB和490-550KB。 然后是最佳适应算法，它的策略是每次都选择最小的能满足需求的空闲分区。在相同的请求序列下，最佳适应算法的过程会有所不同： 1. 同首次适应算法，作业1和作业2的分配保持不变。 2. 作业3申请100KB时，最佳适应会选择130-190KB的小空闲区，而不是首次适应中选择的190-290KB。 3. 作业2释放后，130-190KB的空闲区依然存在，不会被190-290KB的大空闲区覆盖。 4. 作业4申请200KB，无法找到满足的空闲区，所以未分配。 5. 作业3释放，190-290KB的空闲区合并，与130-190KB的空闲区形成一个大的310-390KB空闲区。 6. 作业1释放后，整个内存变为310-390KB的空闲区。 7. 作业5申请140KB，最佳适应会挑选310-350KB，剩下350-390KB的空闲区。 8. 作业6申请60KB，选择350-390KB，空闲区只剩310-350KB。 9. 作业7申请50KB，分配310-360KB，剩下360-390KB的小空闲区。 10. 作业6释放后，310-360KB的空闲区再次出现。 总结来说，首次适应算法倾向于快速分配大块内存，但可能导致内存碎片；而最佳适应算法尽量减少碎片，但可能会导致大空闲区被分割成更小的部分，不利于大作业的分配。这两种算法各有优缺点，实际操作系统的内存管理通常会结合多种策略来优化性能。