面试题：内存管理中固定分区分配的优化策略

Question

假设在一个采用固定分区分配的操作系统环境中，有5个固定分区，大小分别为100KB、200KB、300KB、400KB、500KB，现有5个进程，大小分别为150KB、350KB、250KB、450KB、100KB，按照首次适应算法，分析进程的分配情况，并提出一种优化分配策略以提高内存利用率。

Answer 1

首次适应算法进程分配情况分析

1. 进程1（150KB）：从第一个分区开始查找，找到大小为200KB的分区，分配成功。此时200KB分区剩余200 - 150 = 50KB。
2. 进程2（350KB）：继续查找，找到大小为400KB的分区，分配成功。此时400KB分区剩余400 - 350 = 50KB。
3. 进程3（250KB）：继续查找，找到大小为300KB的分区，分配成功。此时300KB分区剩余300 - 250 = 50KB。
4. 进程4（450KB）：查找剩余分区，发现没有足够大的分区，分配失败。
5. 进程5（100KB）：继续查找，找到大小为100KB的分区，分配成功。

总结：进程1、2、3、5分配成功，进程4分配失败。

优化分配策略以提高内存利用率

1. 最佳适应算法：
   • 每次为进程分配内存时，遍历所有空闲分区，选择一个大小最接近进程大小且大于等于进程大小的分区进行分配。
   • 对于上述例子，进程1（150KB），选择200KB分区，剩余50KB。进程2（350KB），选择400KB分区，剩余50KB。进程3（250KB），选择300KB分区，剩余50KB。进程4（450KB），选择500KB分区，剩余50KB。进程5（100KB），选择100KB分区。所有进程都能分配成功，内存利用率得到提高。
2. 按大小排序分区：
   • 首先将分区按从小到大的顺序排列，即100KB、200KB、300KB、400KB、500KB。
   • 然后按照进程大小从小到大的顺序进行分配。这样能优先使用小的分区，避免大分区被小进程占用后产生过多碎片，提高内存利用率。
   • 例如，先分配进程5（100KB）到100KB分区，进程1（150KB）到200KB分区，进程3（250KB）到300KB分区，进程2（350KB）到400KB分区，进程4（450KB）到500KB分区，所有进程都可分配成功。