記憶體管理

空間配置與回收的核心技術

什麼是記憶體管理？

記憶體管理是作業系統與系統軟體的核心功能之一，負責分配、追蹤和回收記憶體資源。良好的記憶體管理策略顯著影響系統的效能、穩定性和安全性。

歷史演進

靜態分配時代：程式執行前分配所有記憶體
動態分配時代：引入堆積（Heap）管理
虛擬記憶體時代：提供比實際記憶體更大的位址空間
垃圾回收時代：自動管理在 LISP、Java、Python 中普及

分配策略

首次適應（First Fit）：使用第一個足夠大的區塊，最快但碎片多
最佳適應（Best Fit）：使用最接近需求大小的區塊，搜尋成本高
最差適應（Worst Fit）：使用最大的空閒區塊，減少小碎片
夥伴系統（Buddy System）：2 的冪次方大小區塊

碎片問題

外部碎片：總量足夠但不連續，無法滿足大請求
內部碎片：分配的區塊大於需求，空間浪費

本課程範例

linux/04-fs：Linux 記憶體映射 mmap 範例
xv7：xv7 記憶體管理實作

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