Interní vs. externí fragmentace
Rozdíl mezi vnitřní a vnější fragmentací je předmětem zájmu mnoha lidí, kteří rádi zdokonalují své počítačové znalosti. Než budeme znát tento rozdíl, musíme vidět, co je to fragmentace. Fragmentace je jev, který se vyskytuje v paměti počítače, jako je Random Access Memory (RAM) nebo pevné disky, což způsobuje plýtvání a neefektivní využití volného místa. I když je bráněno efektivnímu využití dostupného prostoru, způsobuje to také problémy s výkonem. K vnitřní fragmentaci dochází, když je alokace paměti založena na oddílech s pevnou velikostí, kde po přiřazení aplikace malé velikosti slotu je zbytečné volné místo tohoto slotu zbytečné. Externí fragmentace nastává, když je paměť dynamicky alokována, kde po načtení a uvolnění několika slotů sem a tam je volné místo distribuováno spíše než souvislé.
Co je vnitřní fragmentace?
Zvažte obrázek výše, kde se dodržuje mechanismus přidělování paměti pevné velikosti. Zpočátku je paměť prázdná a alokátor ji rozdělil na oddíly pevné velikosti. Později byly do prvních tří oddílů načteny tři programy s názvem A, B, C, zatímco čtvrtý oddíl je stále volný. Program A odpovídá velikosti oddílu, takže v tomto oddílu nedochází k plýtvání, ale Program B a Program C jsou menší než velikost oddílu. Takže v části ition 2 a oddílu 3 zbývá volné místo. Toto volné místo je však nepoužitelné, protože alokátor paměti přiřazuje programům pouze úplné oddíly, ale žádné jeho části. Toto plýtvání volným prostorem se nazývá vnitřní fragmentace.
Ve výše uvedeném příkladu jsou to pevné oddíly stejné velikosti, ale to se může stát i v situaci, kdy jsou k dispozici oddíly různých pevných velikostí. Paměť nebo nejtvrdší místo se obvykle dělí na bloky, které mají obvykle velikost 2, například 2, 4, 8, 16 bajtů. Programu nebo souboru 3 bajtů bude tedy přiřazen 4bajtový blok, ale jeden bajt tohoto bloku se stane nepoužitelným, což způsobí vnitřní fragmentaci.
Co je to externí fragmentace?
Zvažte obrázek výše, kde se alokace paměti provádí dynamicky. Při dynamickém přidělování paměti alokátor přiděluje pouze přesnou potřebnou velikost pro tento program. První paměť je zcela zdarma. Potom se postupně načtou programy A, B, C, D a E různých velikostí a v tomto pořadí se umístí souvisle do paměti. Později se program A a program C zavřou a uvolní se z paměti. Nyní jsou v paměti tři oblasti volného prostoru, ale nesousedí. Nyní se načte velký program nazvaný Program F, ale ani jeden blok volného prostoru nestačí pro Program F. Přidání všech volných prostor je pro program F rozhodně dost, ale kvůli nedostatku sousedství je tento prostor nepoužitelný pro program F. Tomu se říká externí fragmentace.
Jaký je rozdíl mezi interní a externí fragmentací?
• K vnitřní fragmentaci dochází, když se použije technika alokace paměti pevné velikosti. Externí fragmentace nastane, když se použije technika dynamické alokace paměti.
• K vnitřní fragmentaci dochází, když je oddíl / soubor pevné velikosti přiřazen programu / souboru s menší velikostí než oddíl, čímž je zbytek prostoru v tomto oddílu nepoužitelný. Externí fragmentace je způsobena nedostatkem dostatečného sousedního prostoru po načtení a vyložení programů nebo souborů po určitou dobu, protože pak je veškerý volný prostor distribuován sem a tam.
• Externí fragmentaci lze vytěžit zhutněním, kde jsou přiřazené bloky přesunuty na jednu stranu, čímž se získá souvislý prostor. Tato operace však vyžaduje čas a také určité kriticky přiřazené oblasti, například systémové služby, nelze bezpečně přesunout. Můžeme pozorovat tento krok zhutnění provedený na pevných discích při spuštění defragmentace disku ve Windows.
• Vnější fragmentaci lze zabránit pomocí mechanismů, jako je segmentace a stránkování. Zde je dán logický souvislý prostor virtuální paměti, zatímco ve skutečnosti jsou soubory / programy rozděleny na části a umístěny sem a tam.
• Vnitřní fragmentaci lze zmrzačit tím, že máte oddíly několika velikostí a přiřadíte program na základě nejlepšího přizpůsobení. Stále však není zcela vyloučena vnitřní fragmentace.
Souhrn:
Interní vs. externí fragmentace
Interní fragmentace i externí fragmentace jsou jevy, při kterých dochází k plýtvání pamětí. K vnitřní fragmentaci dochází při alokaci paměti s pevnou velikostí, zatímco k externí fragmentaci dochází při dynamické alokaci paměti. Když je přidělený oddíl obsazen programem, který je menší než oddíl, zbylé místo zmizí a způsobí vnitřní fragmentaci. Pokud po načtení a vyložení programů nelze najít dostatek sousedního prostoru, způsobí to distribuci volného místa sem a tam, což způsobí externí fragmentaci. K fragmentaci může dojít v jakémkoli paměťovém zařízení, jako je RAM, pevný disk a flash disky.
