Внешняя фрагментация — это явление в операционной системе, когда свободные блоки памяти разбросаны по всему пространству памяти, что затрудняет выделение процессам смежных блоков памяти. Это может привести к неэффективному использованию памяти и повлиять на производительность системы.

Существует несколько методов уменьшения внешней фрагментации. Вот несколько примеров:

1. Сжатие. Сжатие предполагает перемещение выделенных блоков памяти вместе для создания большего блока свободной памяти. Это требует перемещения процессов и обновления их ссылок на память. Вот пример на C:

void compact_memory() {
    // Traverse the memory and move allocated blocks together
    int current_address = 0;
    for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
        if (processes[i].is_allocated) {
            // Move the process to the current address
            processes[i].start_address = current_address;
            current_address += processes[i].size;
        }
    }
// Update free memory block information
    free_memory.start_address = current_address;
    free_memory.size = total_memory_size - current_address;
}

2. Пейджинг: Пейджинг делит память на блоки фиксированного размера, называемые страницами. Процессы делятся на блоки фиксированного размера, называемые фреймами, которые отображаются на этих страницах. Этот метод помогает уменьшить внешнюю фрагментацию за счет выделения памяти в единицах фиксированного размера. Вот пример на Python:

class Process:
    def __init__(self, pid, size):
        self.pid = pid
        self.size = size
        self.page_list = []
    def assign_pages(self, page_list):
        self.page_list = page_list
# Memory is divided into fixed-size pages
page_size = 4096
def allocate_memory(process):
    required_pages = math.ceil(process.size / page_size)
    # Find consecutive free pages for the process
    free_pages = find_consecutive_free_pages(required_pages)
    if free_pages:
        # Assign the pages to the process
        process.assign_pages(free_pages)
        return True
    else:
        return False

3. Сегментация: Сегментация делит память на сегменты переменного размера в зависимости от логической структуры процесса. Каждый сегмент представляет определенную часть процесса, например код, данные или стек. Этот метод может помочь уменьшить внешнюю фрагментацию за счет выделения памяти в зависимости от размера каждого сегмента. Вот пример на Java:

class ProcessSegment {
    String name;
    int size;
    int startAddress;
}
class Process {
    List<ProcessSegment> segments;
    Process() {
        segments = new ArrayList<>();
    }
    void addSegment(String name, int size) {
        ProcessSegment segment = new ProcessSegment();
        segment.name = name;
        segment.size = size;
        segments.add(segment);
    }
}
List<Process> processes;
List<ProcessSegment> freeMemorySegments;
void allocateMemory(Process process) {
    for (ProcessSegment segment : process.segments) {
        // Find a free memory segment that can accommodate the segment size
        for (ProcessSegment freeSegment : freeMemorySegments) {
            if (freeSegment.size >= segment.size) {
                // Allocate the segment into the free memory segment
                segment.startAddress = freeSegment.startAddress;
                freeSegment.startAddress += segment.size;
                freeSegment.size -= segment.size;
                break;
            }
        }
    }
}