Си, как я понимаю, выделяет память средствами ОС.

Не в большей степени, чем Java - берет себе кусок, по мере необходимости расширяет. Но управление памятью внутри программы.

Ява до последнего времени (не пользуюсь особо) использовала на пользовательской машине только заранее прописанный объём памяти, динамически её вообще не выделяя

Она берет столько, сколько сказано, как минимум, и потом добирает по потребности, но не больше лимита.