La asignación de peor ajuste ubica y utiliza el bloque de memoria libre más grande para satisfacer una solicitud, dividiendo ese bloque en la porción asignada y un fragmento más pequeño que permanece disponible.
¿Qué es la asignación de peor ajuste?
La asignación de peor ajuste es una gestión de la memoria método que a menudo se discute en el contexto de la dinámica asignación de memoria. Muchos sistemas operativos y lenguaje entornos de ejecución Confíe en la asignación dinámica para administrar segmentos de memoria para procesos, subprocesos u objetos en tiempo de ejecución.
El peor ajuste se centra en colocar un bloque de memoria solicitado en el segmento más grande disponible en la lista libre del sistema, en lugar de colocarlo en el primer segmento que simplemente cumple con el requisito de tamaño o en el segmento más pequeño que se ajusta a la solicitud. La razón detrás del peor ajuste es que preservar bloques más pequeños para solicitudes pequeñas puede reducir... fragmentación con el tiempo, aunque este enfoque tiene distintas consideraciones en términos de rendimiento y gastos generales.
Muchas implementaciones de asignación de peor ajuste almacenan bloques libres en estructuras de datos como listas enlazadas, árboles balanceados o tablas indexadas para controlar el tamaño y la ubicación. Este método contrasta con... mejor ajuste or primer ajuste eligiendo deliberadamente el espacio más grande para reducir la fragmentación de bloques pequeños y conservarlos para futuras solicitudes con menores demandas de memoria.
¿Cómo funciona la asignación del peor ajuste?
La asignación del peor ajuste sigue una secuencia sencilla de pasos:
- Localiza el bloque más grande. Recorra la lista libre o utilice una estructura de árbol indexada para identificar el bloque libre más grande disponible.
- Comparar el tamaño de la solicitudCompruebe si el bloque más grande cumple o supera el tamaño solicitado. Si existen varios bloques grandes, seleccione el que supere considerablemente la solicitud.
- Asignar y dividirAsigne la porción igual al tamaño solicitado y márquela como asignada. Coloque el espacio restante (el fragmento sin asignar) en la lista de espacios libres.
- Actualizar metadatos. Ajuste la lista libre o la estructura de datos asociada para reflejar el bloque recién asignado y el segmento libre restante.
Algunos administradores de memoria mantienen datos auxiliares sobre cada bloque (como requisitos de alineación, contadores de fragmentación o punteros de próximo ajuste) para agilizar las búsquedas y mejorar la velocidad de asignación.
Ejemplo de asignación de peor ajuste
Los sistemas suelen mantener múltiples segmentos libres de distintos tamaños. Supongamos que los segmentos libres de un sistema son 50. KB, 80 KB y 120 KB. Un proceso solicita 40 KB. El peor ajuste examina todos los segmentos libres y localiza 120 KB como el mayor. El sistema asigna los 40 KB al proceso solicitante, lo que genera un bloque restante de 80 KB. Tras esta asignación, la lista libre se convierte en 50 KB, 80 KB y el nuevo bloque de 80 KB resultante de la división.
Casos de uso de asignación de peor ajuste
La asignación de peor ajuste es valiosa en entornos donde la retención de bloques más pequeños es una prioridad. Desarrolladores y administradores del sistema Elija la opción que peor se adapte a escenarios como:
- Dedicado server aplicacionesLas asignaciones grandes y poco frecuentes dominan el patrón de uso de memoria, por lo que la asignación desde el bloque más grande ayuda a mantener intactos los segmentos más pequeños para funciones especializadas.
- carga de trabajo soloLos sistemas que ejecutan módulos distintos, cada uno de los cuales requiere cantidades medianas o pequeñas de memoria, se benefician al preservar una variedad de tamaños de segmentos para diferentes módulos o servicios.
- Implementaciones sensibles a la fragmentaciónLos entornos que rastrean los niveles de fragmentación de memoria a menudo seleccionan el peor ajuste para reducir la probabilidad de dispersar pequeños bloques en todo el espacio libre.
Cómo optimizar la asignación de peor ajuste
La asignación de peor ajuste presenta cuellos de botella en el rendimiento si la búsqueda del bloque libre más grande se vuelve lenta o si los fragmentos sobrantes se acumulan y quedan sin usar. Los administradores mitigan estos problemas mediante diversas técnicas de optimización:
- Árbol equilibrado o lista indexadaUtilice árboles balanceados (p. ej., AVL o árboles rojo-negros) o listas indexadas que ordenen los bloques por tamaño. Este enfoque agiliza la búsqueda del bloque más grande.
- CoalescenteFusionar segmentos libres adyacentes en un único bloque más grande durante la desasignación para reducir la fragmentación externa y producir una lista libre más efectiva.
- Compactación periódica de bloquesRealizar memoria desfragmentación o compactación a intervalos programados para recuperar espacio disperso y simplificar las asignaciones futuras.
- Umbrales de asignación. Coloque límites superiores o inferiores en el tamaño solicitado antes de aplicar el peor ajuste, lo que evita escanear bloques grandes en solicitudes muy pequeñas.
Ventajas y desventajas del peor ajuste
Estas son las ventajas de la asignación del peor ajuste:
- Conserva fragmentos más pequeñosLos bloques más pequeños permanecen disponibles para asignaciones posteriores que no requieren mucho espacio, lo que reduce la fragmentación en sistemas que manejan solicitudes de distintos tamaños.
- Limpiar algorítmico marcoLa lógica para localizar el segmento más grande es directa y puede ser fácil de implementar en sistemas que priorizan políticas de gestión de memoria transparente.
Estas son las desventajas de la asignación del peor ajuste:
- Aumento de la sobrecarga de búsquedaIdentificar el segmento libre más grande impone una complejidad temporal adicional, especialmente en sistemas que carecen de estructuras de datos eficientes.
- Potencial de subutilización de bloques grandesLos bloques grandes que quedan parcialmente sin asignar después de una división a veces se fragmentan y no se combinan fácilmente con otros bloques, lo que genera un desperdicio de espacio.
- Menos ideal para solicitudes uniformemente grandesLos entornos donde predominan las solicitudes grandes pueden observar un agotamiento más rápido de la memoria de los bloques más grandes, dejando solo fragmentos de tamaño mediano que no pueden adaptarse a las demandas futuras.
¿Cuándo evitar el uso de la asignación de peor ajuste?
La asignación de peor ajuste es menos adecuada si el entorno de destino procesa con frecuencia muchas asignaciones pequeñas o requiere un bajo a latencia de la página Para operaciones de asignación. Estos son indicadores comunes de que otra estrategia podría tener mejores resultados que la peor opción:
- Gran volumen de solicitudes pequeñasLas pequeñas asignaciones continuas crean una sobrecarga significativa cuando el peor ajuste busca repetidamente el bloque más grande.
- Estricto en tiempo real restriccionesLos sistemas que requieren una latencia de asignación determinista o mínima se benefician de algoritmos más simples como el primer ajuste, que reduce el tiempo de asignación.
- Memoria con límites estrechosLos entornos con recursos extremadamente limitados necesitan un control más preciso sobre la fragmentación y la utilización de bloques, lo que hace que el enfoque del peor ajuste en los bloques más grandes sea menos eficiente.
