Day-27 Memory Management

13th鐵人賽

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Memory Management

雖然我們在前面的計算機結構也有講過Memory，不過那是偏向最底層硬體的實施方式，現在要介紹的是OS如何管理Memory的空間，那我們開始吧！

如同當初提到的，我們要執行任何程式時，一定都要把他load到Memory中，不然放在Disk執行太慢了。至於Virtual Meomry則是在Memory不夠大時，暫時將部分Process轉移到Disk中，並且紀錄位置在Page Table中，以便於到時候要用的時候可以迅速找到。

至於我們今天要提到的部分則是OS如何將程式Load進入Memory中，這個過程稱為binding，其中binding有三個時機點，分別如下：

時間點	說明
Compiling Time	由Compiler負責Binding產生的code叫做Absolute Code，若要重新決定程式的執行起始位置，需要recompile the code
Load Time	由Linking Loader決定Compiler產生relocatable code，由Linking Loader負責Binding。若要改變起始位置，只需Reload the code，不須recompile
Execution Time	延遲到執行時期才動態決定起始位置。Process在Execution期間可任意更動其起始位址且仍可正確執行。必須有Hardware Support，Binding delay到Execution Time才做，稱為"Dynamic Binding"

用圖片來說明就像是下面這樣。

白話來說，就像是學生照座號排隊去升旗，其中班級座號就像是Compiling Time的Binding，n號同學知道自己在班上的n號位置。

到了操場之後，因為每班須要站到自己的位置，所以這時候5號同學可能就不會在全校人員數下來的第5個位置，他會在自己班級排頭算下來的第5號位置。這就是Load Time的Binding。

至於Execution Time的Binding則是今天某個同學請假，可能是出去比賽或是被懲罰了，這時候叫到他的時候就要去找找他在哪裡，它的位置就會是當下的情況決定。

大guy是這個樣子啦，希望這樣子的解釋有比較簡單明瞭。

前面提到了決定記憶體位置的時機，現在我們要來講講OS怎麼分配記憶體給Process，如果隨意分配的話，之後Memory的空閒空間就會變得支離破碎。

分配的方式有以下三中，其實從名字聽就知道worst會是最差的，其中hole的意思代表空閒、連續且沒被占據的Memory space

方法	內容
First-Fit	從Available-list的第一個hole開始尋找，直到找到第一個space大於需求的空間，即分配該Process需求的空間給他。
Best-Fit	檢視Available-list的所有hole，並且找出大於需求空間中最小的hole，分配需要的給該Process。
Worst-Fit	同上，不過取最大的hole，也就是分配全場最大的hole給Process。