在内存管理中使用链表的缺点答案

【问题标题】：Disadvantage of Using Linked Lists in Memory Management在内存管理中使用链表的缺点
【发布时间】：2015-05-17 07:11:53
【问题描述】：

对于使用链表在维护空闲磁盘块列表方面的主要缺点是什么，我感到有些困惑。我的教授说使用位图将有助于解决上述问题。为什么使用位图可以解决这个问题？

缩小我的问题范围：

使用链表维护空闲磁盘块列表的主要缺点是什么？
为什么使用位图可以解决这个问题/缺点？

【问题讨论】：

在你的情况下，链表或位图应该解决的原始问题是什么？您提到“空闲磁盘块”，但它们呢？分配？统一的磁盘块分配频率以最大程度地减少 SSD 驱动器或闪存的磨损？如果没有更多地关注问题，就没有其他优点/缺点，因为链表很容易实现，很早教，每个程序员都可以使用它们
@xmojmr 这只是一个样题。这就是所有的。
在这种情况下尝试自己弄清楚（尝试在简单的（纸上？）代码中使用它来建模磁盘管理器）在数据结构访问速度（读/写）方面有什么区别) 和故障恢复。您的思考能力是考试应该验证的关键内容之一。谷歌查询file system allocation bitmap 指向许多有用的文章，如Wikipedia: Free space bitmap 或IJEAT: Allocation of Free Disk Blocks in UNIX using Bitmaps

标签： algorithm memory-management bitmap linked-list operating-system

【解决方案1】：

嗨，

使用链表维护空闲磁盘块列表的主要缺点是什么？

此方案效率不高，因为要遍历列表，我们必须读取需要大量时间的每个块。
第二个缺点是需要额外的内存来维护所有空闲磁盘块的链表。

为什么使用位图可以解决这个问题/缺点？

大多数情况下，可用磁盘空间列表被实现为位图或位向量。每个块由单个位表示。 0（零）标记为空闲块，而 1 用于分配块。因此，无需额外的内存来存储可用磁盘空间。
快速随机访问分配检查：检查扇区是否空闲就像检查相应位一样简单。所以遍历比LinkedList快。

使用位图的其他优点：

快速删除：删除时不需要覆盖数据，翻转对应位即可

希望对您有所帮助。免费填写以作进一步说明。

问候，

巴维克

【讨论】：

空闲块的链表不需要任何内存，假设最小大小的块足够大。
你可以这么说，但与位图相比，它使用的内存更少。
另外，位图更容易找到连续的块
不需要遍历空闲块列表。当你需要一个块时，取列表中的第一个。当您释放一个块时，将其添加到列表的开头。这些任务不需要随机访问。

【解决方案2】：

@FullDecent 在 cmets 中对另一个答案给出了正确的解决方案（他应该得到你的赏金）。详细说明：

假设所讨论的磁盘驱动器是较旧的传统类型，具有旋转的存储表面和一个在表面上以物理方式径向移动的读/写磁头...

一般来说，最好将文件尽可能连续地存储在磁盘上，以便可以顺序读取多个块。如果文件是“碎片化的”（其块分散在磁盘上的不同位置），则需要多次重新定位驱动器磁头才能读取整个文件。重新定位磁头是磁盘读取中涉及的最耗时的操作之一（仅次于在磁盘停止后启动磁盘旋转）。因此，称为“碎片整理”或“碎片整理”的过程重新排列磁盘上已使用的块以使所有文件连续。

对于空闲块的链表，分配涉及从列表的前面获取块，而解除分配涉及将释放的块添加到列表的前面。因此，列表可能会变得混乱，磁盘上不相邻的块经常在列表中相邻。要为大文件找到足够大的连续空闲块，可能需要扫描列表的很大一部分。

使用位图，仍然需要扫描一个大的连续空闲块部分，但这更容易，因为可以一次检查 8、16、32 或 64 位（取决于硬件的字长）操作。

【讨论】：