
【計】 binary buddy system
binary system
【計】 B; BIN; scale-of-two
【經】 binary
【計】 buddy system
二進制夥伴系統(Binary Buddy System)是計算機内存管理中的經典算法,其核心思想是将空閑内存塊按2的幂次方大小進行動态分配與合并。以下從漢英對照與技術原理兩個層面展開解釋:
1. 術語定義與中英對照
2. 技術實現原理 分配過程采用二進制分割策略: $$ text{分配請求大小} Rightarrow 2^n geq text{請求值} $$ 例如申請30KB内存時,系統自動分配32KB($2$)塊,剩餘空間繼續保留為2的幂次方塊(來源:IEEE Xplore數據庫。
釋放階段通過夥伴地址計算實現自動合并: $$ text{夥伴塊地址} = text{當前塊地址} oplus text{塊大小} $$ 該算法顯著減少了外部碎片,但可能産生内部碎片(來源:ACM數字圖書館。
3. 典型應用場景
“二進制夥伴系統”(binary buddy system)是操作系統内存管理中的一種動态分配算法,主要用于高效管理物理内存的分配與回收。其核心原理基于二進制分割與合并機制,以下是詳細解釋:
夥伴關系定義
内存被劃分為大小固定的塊,每個塊的大小是2的幂次方(如4KB、8KB、16KB等)。當需要分配内存時,系統會将較大的塊不斷二分,直到得到所需大小的塊。分割後的兩個子塊互為“夥伴”(buddy),隻有當兩個夥伴都處于空閑狀态時,才能合并回原來的大塊。
二進制分割機制
分配過程中,若當前沒有合適大小的塊,系統會将更大的塊逐層二分。例如,若申請一個4KB的塊,系統可能将一個16KB的塊依次分割為8KB→4KB。
分配内存
釋放内存
優勢:
局限:
主要用于操作系統内核的内存管理,例如Linux内核通過二進制夥伴系統管理物理頁面(page),确保高效利用内存資源。
如需進一步了解其數據結構或具體實現細節,可參考操作系統相關教材或源碼分析(如Linux内核的mmzone.h
)。
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