內部碎片(internal fragmentation)和外部碎片(external fragmentation)的區別
在檔案系統的上下文中，碎片化是一種對儲存空間的低效利用，它將單個檔案的內容儲存在磁碟上的不同位置，而不是儲存在一個位置的單個連續位序列中。碎片是一種自然現象，它發生在硬碟驅動器上，有時也發生在記憶體模組上，因為資料在驅動器上寫得不夠緊密。
資料有時會被無序寫入，這意味著由於檔案的頻繁使用，資料塊不會彼此相鄰地放置在驅動器上。這些資料片段稱為片段。在某個時刻，作業系統需要訪問檔案系統以找到不同片段在驅動器上的位置。
例如，當你建立一個新文件時，比如說一個word檔案；檔案似乎在一個地方。你可以開啟檔案，編輯或刪除它-無論你想要什麼。所有的活動似乎都是在路上進行的，至少你是這麼想的。
硬碟驅動器可能正在裝置的一個區域中儲存檔案塊，但它的其餘部分實際上存在於儲存裝置的其他地方。簡單地說，碎片是指檔案系統中浪費的儲存空間，允許在檔案的不同部分之間產生間隙。
碎片基本上發生在動態記憶體分配系統中，因為它為檔案保留了太多的空間，從而導致檔案周圍出現開放區域。
什麼是內部碎片(internal fragmentation)？
它在某種程度上與固定大小的分割槽有關。系統根據程式的需要將程式和程序劃分成小塊，從而將記憶體分配給各種程式和程序。然而，有時分配的記憶體比程序所需的要多，這最終會導致多餘的記憶體被浪費或閑置。
例如，記憶體只能分配給可被4、8或16整除的塊中的程式。當一個程序請求24個位元組時，它通常得到32個位元組的塊，多餘的8個位元組就不用了。因此，未使用的記憶體駐留在一個特定的分配位置中，而且記憶體非常小，無法為其分配新的程序，從而導致浪費。這種廢物被稱為內部碎片。消除這種碎片的唯一方法可能是動態記憶體分配。
什麼是外部碎片(external fragmentation)？
主儲存器在分配的儲存器中太小而不能容納任何程序的部分之間形成孔。這是儲存分配演算法的缺點，當連續塊的未使用空間無法服務於新請求時，因為空間太小，無法滿足大記憶體應用程式的需要。簡單地說，不連續的塊在記憶體中建立了洞，導致未使用的儲存在分配的區域之外，這意味著它不能與主記憶體一起用於更大的記憶體任務。它們最終被孤立，無法從記憶體空間中完全消除。這稱為外部碎片。它可以透過壓縮來移除，壓縮將記憶體的內容洗牌，從而將所有可用記憶體放在一起。
內部和外部碎片的區別
- 基礎
內部碎片：
內部碎片是指當分配給一個程序的記憶體超過需要時所浪費的額外空間。它通常發生在將固定大小的記憶體塊分配給程式或程序時。
外部碎片：
相反，外部碎片是指在彼此不相鄰的連續記憶體塊之間形成的未使用的空間。
- 發生
內部碎片：
當分配給程序的記憶體大於程序請求的記憶體時，在分配的記憶體塊中形成的可用空間稱為內部碎片。“內部”是指駐留在較大記憶體塊中的未使用位元組。
外部碎片：
當主記憶體形成的洞太小而不能滿足任何請求時，就稱為外部碎片。
- 原因
內部碎片：
發生內部碎片的主要原因是記憶體被劃分為固定大小的塊。
外部碎片：
外部碎片是記憶體根據不同程序的大小劃分為不同大小的塊時出現的一種現象。
- 解決方案
內部碎片：
內部碎片是一種自然現象，可以透過動態記憶體分配來消除，動態記憶體分配是指根據程序的請求動態地將記憶體塊的一部分分配給程序，併在程式執行期間不再需要時釋放記憶體塊。
外部碎片：
另一方面，外部碎片可以透過壓縮、分頁和分段來消除，以便可以以非連續的方式將記憶體分配給程序。
內部碎片與外部碎片：比較圖
總結 - 內部的(of internal) vs. 外部碎片(external fragmentation)
內部和外部碎片都是與未使用的記憶體空間或記憶體被浪費有關的自然現象。當分配給程序的記憶體大於請求的記憶體時，內部碎片會導致記憶體分配效率低下，從而在記憶體塊中留下未使用的空間，最終導致內部碎片。當程序從實體記憶體中刪除後，可用空間會到處分佈，並且找不到相鄰的記憶體塊，從而導致外部碎片。然而，這兩種現象都是可以避免的。內部碎片可以透過動態地將記憶體分配給程序來減少，而外部碎片可以透過壓縮、分頁和分段來避免。
- 發表於 2021-06-25 07:48
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