Notranja vs zunanja fragmentacija
Razlika med notranjo in zunanjo razdrobljenostjo je zanimiva za mnoge, ki radi izpopolnjujejo svoje računalniško znanje. Preden poznamo to razliko, moramo ugotoviti, kaj je razdrobljenost. Razdrobljenost je pojav, ki se pojavi v računalniškem pomnilniku, kot je na primer pomnilnik z naključnim dostopom (RAM) ali trdi diski, kar povzroči izgubo in neučinkovito izrabo prostega prostora. Čeprav je učinkovita uporaba razpoložljivega prostora ovirana, to povzroča tudi težave z zmogljivostjo. Notranja fragmentacija se zgodi, ko dodelitev pomnilnika temelji na particijah s fiksno velikostjo, pri čemer je po reži majhni aplikaciji dodeljen preostali prosti prostor te reže. Zunanja fragmentacija se pojavi, ko se pomnilnik dinamično dodeli, kjer se po nalaganju in razkladanju več rež tu in tam razdeli prosti prostor, namesto da bi bil soseden.
Kaj je notranja razdrobljenost?
Upoštevajte zgornjo sliko, kjer sledite mehanizmu za dodeljevanje pomnilnika s fiksno velikostjo. Sprva je pomnilnik prazen in razdelilnik ga je razdelil na particije s fiksno velikostjo. Nato so bili kasneje trije programi z imenom A, B, C naloženi na prve tri particije, medtem ko je četrta particija še vedno brezplačna. Program A se ujema z velikostjo particije, zato na tej particiji ni izgube, program B in program C pa sta manjša od velikosti particije. Torej je v delu 2 in razdelku 3 preostalo prostega prostora. Ta prosti prostor pa je neuporaben, ker razdeljevalnik pomnilnika programom dodeli samo celotne particije, ne pa tudi nobenih delov. Ta izguba prostega prostora se imenuje notranja razdrobljenost.
V zgornjem primeru gre za enake fiksne particije, vendar se to lahko zgodi celo v razmerah, ko so na voljo particije različnih fiksnih velikosti. Običajno je pomnilnik ali najtežji prostor razdeljen na bloke, ki so običajno velikosti 2, na primer 2, 4, 8, 16 bajtov. Torej bo program ali datoteka s 3 bajti dodeljena 4-bajtnemu bloku, vendar bo en bajt tega bloka postal neuporaben, kar bo povzročilo notranjo fragmentacijo.
Kaj je zunanja fragmentacija?
Upoštevajte zgornjo sliko, kjer se dodelitev pomnilnika izvaja dinamično. Pri dinamičnem dodeljevanju pomnilnika dodelitelj dodeli le natančno potrebno velikost za ta program. Prvi spomin je popolnoma brezplačen. Nato se programi A, B, C, D in E različnih velikosti naložijo drug za drugim in se v tem vrstnem redu nenehno shranijo v pomnilnik. Nato se kasneje program A in program C zapreta in se raztovorijo iz pomnilnika. Zdaj so v spominu tri območja s prostim prostorom, ki pa niso sosednji. Zdaj se bo naložil velik program, imenovan Program F, vendar noben od blokov prostega prostora ni dovolj za Program F. Dodajanje vseh prostih prostorov je zagotovo dovolj za Program F, vendar je zaradi pomanjkanja sosednosti ta prostor neuporaben za program F. Temu pravimo zunanja fragmentacija.
Kakšna je razlika med notranjo in zunanjo fragmentacijo?
• Notranja fragmentacija se pojavi, kadar se uporablja tehnika dodeljevanja pomnilnika s fiksno velikostjo. Zunanja fragmentacija se pojavi, ko se uporablja tehnika dinamične dodelitve pomnilnika.
• Notranja fragmentacija se zgodi, ko je particija s fiksno velikostjo dodeljena programu / datoteki z manjšo velikostjo kot particija, zaradi česar je preostali prostor na tej particiji neuporaben. Zunanja razdrobljenost je posledica pomanjkanja dovolj sosednjega prostora po nalaganju in razkladanju programov ali datotek nekaj časa, ker se potem ves prosti prostor tu in tam porazdeli.
• Zunanjo fragmentacijo je mogoče izkopati s stiskanjem, kjer se dodeljeni bloki premaknejo na eno stran, tako da se dobi sosednji prostor. Vendar ta postopek zahteva čas in tudi nekaterih kritičnih dodeljenih področij, na primer sistemskih storitev, ni mogoče varno premakniti. Ta korak stiskanja lahko opazimo na trdih diskih med izvajanjem defragmentatorja diska v sistemu Windows.
• Zunanjo razdrobljenost je mogoče preprečiti z mehanizmi, kot sta segmentacija in iskanje po straneh. Tu je podan logičen sosednji prostor navideznega pomnilnika, medtem ko so datoteke / programi v resnici razdeljeni na dele in postavljeni sem ter tja.
• Notranjo razdrobljenost lahko pohabimo tako, da imamo particije več velikosti in dodelimo program, ki temelji na najbolj primernem. Vendar še vedno notranja razdrobljenost ni popolnoma odpravljena.
Povzetek:
Notranja vs zunanja fragmentacija
Tako notranja razdrobljenost kot zunanja razdrobljenost sta pojav, pri katerem se zapravlja spomin. Notranja fragmentacija se pojavi pri dodeljevanju pomnilnika s fiksno velikostjo, zunanja pa pri dinamični dodelitvi pomnilnika. Ko dodeljeno particijo zasede program, ki je manjši od particije, ostane preostali prostor zapravljen, kar povzroči notranjo fragmentacijo. Kadar po nalaganju in razkladanju programov ni mogoče najti dovolj sosednjega prostora, ker se tu in tam razdeli prosti prostor, to povzroči zunanjo razdrobljenost. Razdrobljenost se lahko pojavi v kateri koli pomnilniški napravi, kot so RAM, trdi disk in pogoni Flash.
