第4章存储管理.ppt

存储管理 2 目录 存储管理的功能 分区存储管理 覆盖与交换技术 页式管理 段式与段页式管理 局部性原理和抖动问题 计算机存储层次 内存功能 存放运行的程序及其数据为什么要设内存 速度要快到与CPU速度相匹配 容量要大到能装下程序及其数据 正常工作保持稳定可靠 经济和技术原因 内存速度赶不上CPU速度 容量赶不上程序大小的增长 内存工作方式 装入与退出 存储管理的功能 1 地址映射 将逻辑地址换成物理地址 2 内存分配和回收 按照一定的算法把空闲内存分配给进程 进程结束时回收其占用的内存 3 虚拟存储技术 使用户程序的大小和结构不受主存容量和结构的限制 4 内存信息共享与保护 保证用户程序 或进程映象 在各自的存储区域内操作 互不干扰 同时又可以共享系统资源 5 内外存数据传输的控制 内外存之间经常交换程序和数据 是采用覆盖 交换 预调入还是请求调入 源程序 编写程序 编译程序 目标模块 库文件 链接程序 101010101100101 10001 装入模块 内存 装入程序 在此进行重定位 程序编译链接装入过程 物理地址 内存中各物理存储单元的地址从统一的基地址进行的顺序编址 物理地址又称绝对地址 它是数据在内存中的实际存储地址 物理地址空间 物理地址的集合称为物理地址空间 主存地址空间 是一维的线性空间 逻辑地址 相对地址 是指用户程序经编译后 每个目标模块以0为基地址进行的顺序编址 逻辑地址空间 用户的程序地址的集合 从0开始编址 可以是一维线性空间 也可以是多维空间 物理地址与逻辑地址 load1 2305 327 0 1000 2305 5000 程序虚拟地址空间 内存空间 load1 12305 327 10000 11000 12305 无需硬件支持 地址变换 静态地址重定位 程序装入内存时完成逻辑地址 物理地址 程序装入内存时转换所有地址消耗CPU时间 程序移动比较困难 程序虚拟地址空间 内存空间 load1 2305 327 10000 11000 12305 2305 10000 VR BR 地址变换 动态地址重定位 程序装入时不作任何修改 执行时才转换地址 即动态重定位 借助硬件 重定位寄存器BR和加法器 完成地址转换 目的 给用户进程提供一个巨大的虚拟存储空间 虚存 手段 利用外存和内存通过有关算法实现此虚空间虚存存在依据 程序局部性原理在一段时间内程序的执行往往呈现局部性 即在一较短的时间内 程序的执行仅局限于某个部分 相应地 它所访问地存储空间也局限于某个区域 虚存 仅把作业的一部分装入内存便可运行作业 具有请求调入功能和置换功能 能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统 虚存容量 由主存与辅存的容量之和确定 还受CPU寻址位数的限制 如32位为4G 虚拟存储技术 上下界保护法 硬件方法 为每个进程设置一对上 下界寄存器 存储程序的起始地址和终止地址 越界则产生中断 100K 上界寄存器UR 200K 下界寄存器LR 100K 200K 内存信息的共享与保护 保护键法 软硬结合 1 为每个被保护存储区分配一个保护键 可保护对该存储区的读 写操作 2 对每个进程赋予一个开关码 以控制进程对内存的读写权限 内存信息的共享与保护 界限寄存器与CPU状态 用户态或核心态 相结合 用户态进程只能访问那些在界限寄存器所规定范围内的内存部分 而核心态进程则可以访问整个内存区域 内存信息的共享与保护 设计内存分配和回收方法时 要考虑 1 分配结构 空闲区表 空闲区队列 链 2 放置策略 选择空闲区方法 3 交换策略 4 调入策略 5 回收策略 内存的分配与回收 固定分区存储管理 基本原理 划分一块适当大小的存储区 以连续存储各进程的程序和数据 实现方法 分区 由系统事先把内存空间分成若干个大小不等的区域 称为分区 要求 一个分区只装一个作业 OS 8K 用户分区1 16K 用户分区2 16K 用户分区3 32K 分区说明表 Job1 20K Job1 0 8 40 24 固定分区存储管理示意图 缺点 各分配分区可能造成碎片 零头 程序大小受分区空间大小的限制 分配 按用户要求查找一个满足要求的空闲分区 回收 将分区状态置为未分配即可 固定分区法分配流程 动态分区法 可变分区法 基本思想 分区的建立在程序装入时进行 其大小可随进程对内存的要求而定 创建分区 在装入程序时按其初始要求分配 或在其执行过程中通过系统调用进行分配或改变分区大小 按进程要求分配分区 一段时间后 分区的大小 个数是变化的 OS 8K Job1 15K Job2 40K Job3 10K Job4 30K Job1到达内存Job2到达内存Job3到达内存Job2完成Job4到达内存 8k 23k 53k 63k 73k 动态分区存储管理示意图 分区说明表 对内存各分区进行管理 自由链 把可用分区构成可用分区表或可用分区自由链 以描述系统内的内存资源 请求表 把请求内存的进程构成一个内存资源请求表 动态分区法相关数据结构 自由链首指针 1 寻找合适的空闲区最先适应法 firstfitalgorithm 最佳适应法 bestfitalgorithm 最坏适应法 worstfitalgorithm 2 分配空闲区之后 更新可用表或自由链 3 释放内存时 合并相邻的空闲区 更新可用表或自由链 动态分区法 分配与回收 做法 先将可用表或自由链按起始地址递增次序排列 分配时将第一个大于或等于所要求内存长度的分区分给请求者 特点 优先利用内存低地址部分的空闲区 优点 保留了高地址部分的大空闲区 缺点 低地址端留下许多难以利用的很小空闲分区 碎片 增加查找可用空闲分区开销 1 最先适应法 firstfitalgorithm 最先适应法内存分配过程 做法 按空闲区大小从小到大组成空闲区可用表或自由链 当进程申请一个空闲区时 从表头开始查找第一个满足要求的空闲区 并将减去请求长度后的剩余空闲区部分留在可用表中 特点 优先利用了大小与程序要求最接近的空闲区 优点 保留了大空闲区 缺点 剩下的空闲区很小 且数量较多 2 最佳适应法 bestfitalgorithm 做法 将空闲区按其大小递减的顺序组成空闲区可用表或自由链 当进程申请一个空闲区时 从表头开始查找第一个满足要求的空闲区 并将减去请求长度后的剩余空闲区部分留在可用表中特点 总是挑选出最大的分区分配给程序 优点 分配给程序后剩下的空闲区较大 可能能装下其它作业 缺点 最大空闲区总是首先被分配而进行划分 难于满足大作业的要求 3 最坏适应法 worstfitalgorithm 例某时刻系统中有3个空闲区 其大小和首址分别为 35KB 100KB 12KB 156KB 28KB 200KB 现有作业系列 JOB1 12KB JOB2 30KB JOB3 28KB 请分别使用首次适应 最佳适应和最坏适应算法对作业进行分配 假设分配时从空闲区的高地址分割 例题 例题分配结果 JOB1 12KB JOB2 30KB JOB3 28KB 回收与拼接 1 当程序执行结束时 系统要收回分配给它的分区 并将其插入空闲区可用表或自由链 2 在将一个新空闲区插入可用表或队列时 该空闲区和上下相邻区的关系是下述4种关系之一 几种分配算法的比较 搜索速度 最先适应算法最佳 最佳和最坏看上去 快 但实际要先排序 这实际上是对所有空闲区进行一次搜索 释放速度 最先适应算法最佳 在回收空闲区时 不用改变该区在可用表或自由链中的位置 只需修改其大小或起始地址 空间利用率 最佳适应法最佳 但要求程序与空闲区大小差不多 最坏法基于不留碎片空闲区这一假设 希望最大空闲区分配后的剩余部分仍能再分配 有关分区管理其它问题的讨论 1 内存扩充和虚存给用户提供了可自由编程的虚拟空间 但用户所需内存需采用扩充内存技术 没有实现虚拟存储器的容量仅受内存 外存之和限制 2 地址变换和内存保护静态重定位和动态重定位均可用于分区管理的地址变换 但动态分区空闲区的拼接会移动内存中的数据和代码 不适合采用静态重定位 分区存储管理优缺点 优点 实现了多个作业或进程对内存的共享 有助于多道程序设计 要求的硬件支持少 管理算法简单 实现容易 缺点 内存利用率仍然不高 存储器中可能含有从未用过的信息 存在碎小空闲区 碎片 进程大小受分区大小限制 需配合采用覆盖和交换技术 难以实现各分区间的信息共享 操作系统 固定区 20k 覆盖区 50k 覆盖区 40k A 20k E 40k D 20k C 30k B 50k F 30k 程序本身需要 A 20K B 50K C 30K D 20K E 40K F 30K 190K 采用覆盖技术需要 110K空间即可 注 另一种覆盖方法 100K A 20K 占一个分区 20K B 50K D 20K 和E 40K 共用一个分区 50K F 30K 和C 30K 共用一个分区 30K 覆盖区 30k A 20k C 30k F 30k 覆盖区 50k B 50k D 20k E 40k 覆盖与交换技术 基本思想 不必把全部指令和数据都装入内存后再执行 技术实现 把程序划分为若干个功能上相对独立的程序段 将不会同时执行的程序段共享同一块内存区域 程序必要部分的代码和数据常驻内存 可选部分平时存放在外存中 在需要使用时装入内存 无调用关系的模块不必同时装入内存 以便到时覆盖 实现要求 要求程序员提供覆盖结构 搞清楚程序应分为多少段 要求程序员清楚进程的虚地址空间以及各程序段的位置 要求程序员了解系统和内存的内部结构和地址划分情况 覆盖技术 交换技术 基本思想 将处于等待状态 等I O 或就绪 等CPU 状态的进程从内存换出到外存 把将要执行的进程移入内存 引入原因 处于等待状态的进程驻留内存 会造成存储空间浪费 可以把处于等待态进程换出内存 换入 换出 swapin swapout 如果要运行更高优先级进程 内存管理可交换出低优先级进程 当更高优先级进程执行完后 低优先级进程换回内存继续执行 为了支持交换 必须在系统空间设立I O缓冲区 交换过程要花费较长时间 操作系统 用户区 进程P1 进程P2 换出 swapout 换入 swapin 内存 外存交换区 交换技术示意图 覆盖与交换技术比较 与覆盖技术相比 交换技术不要求用户给出程序段之间的逻辑覆盖结构 交换发生在进程或作业之间 而覆盖发生在同一进程或作业内 覆盖只能覆盖那些与覆盖段无关的程序段 分区管理的缺陷 每个程序分配一片连续内存 导致碎片和内存利用率不高 原因 程序整体装入内存 导致空闲主存够但不连续 不能分配解决问题的思路 将程序分开存放 分页技术 作业2 作业3 作业4 作业1 OS 碎片 问题的提出 主存被划分成大小相等的小块 1KB 4KB 称为页面 帧或页框 pageframe 页式管理的基本原理 每个进程的逻辑内存也被划分成同样大小的块 称为页 page 页面内地址连续 页面间可能不连续 1个页面保存1页数据 较大进程需较多页面 末页通常存在内部碎片 进程被装入时 其所有页可全部或部分装到可用页面中 并建立进程页表重点 地址变换及页面调入调出 静态页式管理 基本思想 在作业或进程开始执行之前把该作业或进程的程序段和数据全部装入内存 要么全部调入 要么都不调入 的各个页面中 并通过页表 pagemappingtable 和硬件地址变换机构实现虚地址到物理地址的地址映射 内存页面分配与回收 为请求内存的作业或进程分配足够的页面 系统根据页表 请求表和内存页面表来完成内存的分配工作 数据结构 页表 0 1 2 4 7 程序空间虚拟空间 内存空间 实际应用中 页表中除了页号与内存块的对应关系 还包括页面的存储保护和存取控制信息 记录每个进程的页面分配情况 1个进程1张 数据结构 请求表 请求表用来说明作业或进程的虚拟空间的各页在内存中的实际位置 请求表整个系统1张 数据结构 内存页面表 指出内存各页面是否已被分配出去以及未分配页面的总数 整个系统1张 构成方法有位示图 空闲页面链等 空闲页面链 位示图 每个位代表一个页面 页面被分配置1 否则置0 分页内存分配过程 例如 一个页长为1KB 拥有1024页的虚拟空间地址结构为 假设CPU字长为20 页号的最低位等于页长度的2的幂指数 所以页号P从第10位开始 页号P 页内地址W 0 10 19 9 地址变换 页式管理的虚地址由页号和页内地址组成 页号占虚地址的高位部分 页内地址占低位部分 区分页号和页内地址的依椐是页的大小 1 将逻辑地址线性分割求出页号P和页内位移W 2 根据页号查页表得页面号B 3 物理地址 页面号B 页大小 页内位移W 逻辑地址到物理地址的转换 地址变换示例 例 有一进程的页表如下所示 页面长度为1KB 假设指令LOAD1 2500的虚地址为100 请计算该指令及操作数物理地址 虚拟空间 解 指令虚地址100 100 1024 0 故页号为0 查页表可知0号页对应2号页面 该页起始地址为 2 1K100 1024 100 故页内偏移为100 故物理地址为 2 1K 100 2148 数据虚地址2500 2500 1024 2 2500 1024 452 2号页对应8号页面 故物理地址为 8 1K 452 8644 访问内存 访问内存 计算机中地址变换过程 2500 100111000100 1 某作业J的逻辑空间为4页 每页2048B 已知该作业J的页表如下 页号 0123块号 2468求 逻辑地址为0A65H的物理地址 2 某作业有4个页面 分别装入主存的3 4 6 8块中 设页面尺寸为1024B 1 写出该作业的页表 2 求mov2100 3100指令中两个操作数的物理地址 课堂练习 动态页式管理 基本思想 在进程开始运行之前 只装入进程的一个或多个页面 之后根据进程运行的需要 动态装入其它页面 分类 请求页式管理 当要访问的数据或指令时不在内存中 产生缺页中断 系统再将外存中相应的页面调入内存 预调入方式 系统先对外存中的页进行调入顺序估算 并按序将它们调入和调出内存 但由于系统无法预计系统中作业的运行情况 实际上难以真正实现 请求分页管理要解决的问题 如何知道要访问的页不在内存 不在内存的页在外存的什么地方 不在内存的页什么时候调入内存 调入策略 当页调入内存时 内存没有空闲块时 应覆盖 淘汰 哪些页 淘汰策略 被覆盖 淘汰 的页是否需要回写到外存 请求分页管理 页表 为了实现请求分页技术 页表应增加相应的控制管理信息的内容 页表扩充 中断位 表示该页是在内存还是在外存修改位 查看此页是否在内存中被修改过访问位 根据访问位来决定淘汰哪页 由不同的算法决定 访问位 页表 动态页式管理流程图 请求页式管理中的置换算法 当将外存中的一页面送入全满的内存中时 必须把已在内存中的某一页淘汰掉 选择淘汰哪一页的规则叫做置换算法 也称为淘汰算法 随机淘汰 当无法确定哪些页被访问的机率较低时 随机选择某个页面并将其换出内存 轮转法 换出内存区一个可以被换出的页 无论该页是刚被换入或已经换入内存很长时间 先进先出算法 淘汰在内存中驻留时间最长的页 RR和FIFO是假设CPU顺序访问内存空间 但循环语句并不如此 故内存利用率并不高 假定系统为某进程分配了三个物理块 最初进程未进入内存采用FIFO置换策略 现考虑有以下的页面号访问串 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1为进程分配3个页面 缺页次数 12次 缺页率 12 17 70 5 先进先出置换法举例 为进程分配4个页面 缺页次数 9次 缺页率 9 17 52 9 Belady现象 先进先出置换法举例 请求页式管理中的常用置换算法 最近最久未使用 LeastRecentlyUsed LRU 基本思想 当需要淘汰某一页时 首先淘汰离当前时间最近的一段时间内最久没有使用过的页 实现需要花费巨大的系统开销 故实际系统中采用LRU的近似算法 最不经常使用 LeastFrequentlyUsed LFU 基本思想 当需要淘汰一页时 首先淘汰到当前为止被访问次数最少的一页 实现方法 为每个内存页增设一个访问计数器 请求页式管理中的常用置换算法 最近没有使用 NeverUsedRecently NRU 基本思想 选择最近一个时期内未被访问的页面进行淘汰 实现方法 为每个内存页增设一个访问位 当某页被访问时 访问位置为1 否则置为0 最佳淘汰算法 OptionalReplacementAlgorithm OPT 基本思想 淘汰在访问串中将来再也不会出现的或离当前最远的位置上出现的页 请求分页的页面置换 例对访问串 1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 请计算当页面数分别为3和4时 使用FIFO和LRU置换算法的缺页率 先进先出算法 FIFO M 3时缺页9次 表示缺页 M 4时缺页10次 表示缺页 例对访问串 1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 请计算当页面数分别为3和4时 使用FIFO和LRU置换算法的缺页率 最久未使用算法 LRU M 3时缺页10次 表示缺页 M 4时缺页10次 表示缺页 M 3时 LFU NRU OPT算法 LFU缺页10次 表示缺页 OPT缺页7次 表示缺页 NRU缺页10次 表示缺页 设页面走向为 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 页面M 3 试用FIFO LRU LFU NRU和OPT算法分别计算访问过程中的缺页率 课堂练习 页式存储保护 方法1 地址越界保护通过地址变换机构中的控制寄存器的值 页表长度和要访问的虚地址相比较来完成 方法2 存取控制保护通过在页表中增加相应的保护位实现 页式管理的优缺点 优点 1 有效解决了碎片问题 提高内存利用率 2 有利于组织多道程序执行 缺点 1 要求有硬件支持 2 增加了系统开销 如进行缺页中断处理 3 调度算法若选择不当 有可能产生抖动现象 4 每个作业或进程的最后一页内有一部分空间得不到利用 如果页面较大 则内存损失仍然较大 有一矩阵inta 100 100 按先行后列次序存储 假设在一虚拟系统中 采用最近最久未使用的淘汰策略 LRU 一个进程有3页内存 每页可以存放200个整数 其中第一页存放程序 且假定程序已在内存 程序A for i 0 i 100 i for j 0 j 100 j a i j 0 程序B for j 0 j 100 j for i 0 i 100 i a i j 0 问 程序A和程序B在执行过程的缺页次数 页式管理补充练习 程序A for i 0 i 100 i for j 0 j 100 j a i j 0 分析 当i 0时 j从0 99循环 正好是第0行的100个元素 每页存放200个整数即2行 访问a 0 0 时缺页 调入一页数据即a 0 0 a 1 99 访问a 0 1 时 数据已在内存 无需再调入 同理a 0 2 a 1 99 均已在内存 总共访问次数为100 100次 共发生缺页中断50次 缺页率为0 5 a 0 0 a 0 99 a 1 0 a 1 99 a 2 0 a 2 99 a 3 0 a 3 99 程序A页式分配情况 程序B for j 0 j 100 j for i 0 i 100 i a i j 0 分析 当j 0时 i从0 99循环 正好是第0列 访问a 0 0 时缺页 调入a 0 0 a 1 99 访问a 1 0 时在内存 访问a 2 0 时缺页 调入a 2 0 a 3 99 访问a 3 0 时在内存 以此类推 第0列数据访问100次 缺页50次程序B循环共访问10000次数据 缺页5000 缺页率为50 a 0 0 a 0 99 a 1 0 a 1 99 a 2 0 a 2 99 a 3 0 a 3 99 a 4 0 a 4 99 a 5 0 a 5 99 程序B页式分配情况 页式管理中地址空间是一维的 主程序 子程序都顺序排列 共享公用子程序困难 用户一般采用指定程序名和数据块的方法 页式管理中 一个页面中可能装有2个不同的子程序段的指令代码 不能通过页面共享来达到共享一个逻辑上完整的子程序或数据块 采用静态链接 页式管理的特点 由于分页方式只考虑程序空间按页的尺寸切分 没有考虑各连续的页之间是否在逻辑上也是连续的 而实际上程序空间往往是多维的 将它们用一维空间的切分方式来分页会造成一页中有不同段的内容 页的结束不等于段的结束 问题的提出 解决办法 保留程序在逻辑上的完整性 将程序分段 可以由多个逻辑段组成 系统按段进行分配 各段大小不等 主程序 子程序1 子程序2 栈 数据 逻辑空间 子程序2 主程序 栈 数据 OS 子程序1 物理空间 分段存储示意图 段式与段页式管理 0 S 工作区段 B 主程序段 M 0 E P 子程序段 X 0 K CALL A 116 0 F L 子程序段 Y 数组 A 0 116 N 12345 分段式存储管理基本原理 B 0 S A 0 N Y 0 L X 0 P M 0 K 逻辑段号 作业1的地址空间 1500 3200 5000 6000 8000 P K S L N 主存 K3200 P1500 L6000 N8000 S5000 长度段地址 操作系统 分段式存储管理基本原理 段式管理的基本思想 基本思想 把程序按内容或函数关系分成段 每段有自己的名字 每个用户作业或进程包含的段也就是一个二维虚拟存储器 在分段管理中 段与段之间没有顺序关系 且各段长度不一 每个段的首地址为0 段内拥有连续的一维线性地址空间 OS将一个进程的虚拟地址空间分割成二维地址结构 段号S和段内位移W 例如 CALL X 转向段名为X的子程序的入口点YLOAD1 A 6将段名为A的数组中第6个元素的值读到寄存器1中 STORE1 B 寄存器1中的数据存入段名为B地址为C的单元中 其中的段名X A B及入口名Y等经编译程序和链接程序编译链接后转换成机器内部可识别的段号和段内单元号 段式管理 内存分配 以段为单位分配内存 每一个段在内存中占据连续空间 内存随机分割 需要多少分配多少 但各段之间可以不连续存放 段式管理的内存分配算法 最先适应算法 FF 最佳适应算法 BF 最坏适应算法 WF 段式管理的淘汰算法 淘汰访问概率最低的段 FIFO转换算法 LRU算法及其近似都可采用 段式管理的内存分配与释放 缺段中断处理过程 段表 用于记录一个进程各段在内存的起始地址和长度 从而反映逻辑空间与物理空间的关系 对段进行存取保护 说明段在内存或外存 用于淘汰段 修改位 段式管理的地址变换 进程1段表 1025 段表 3520 3400 段式管理动态地址转换 0 1k 1 800 2 600 8k 100 8292 段表寄存器 越界中断 逻辑地址 段号 段长 物理地址 段表 起始地址 6k 4k 8k 段式管理动态地址转换 硬件支持 段表始址寄存器和段表长度寄存器 相联 联想寄存器介于内存与寄存器之间的存储机制 它又叫快表 为了提高内存访问速度 快表项目 快表 某段式存储管理中采用下表所示的段表 1 简述地址变换过程 2 计算 0 430 1 10 2 500 3 400 4 20 5 100 的内存地址 其中方括号内的第一元素为段号 第二元素是段内地址 3 存取主存中的一条指令或数据至少需要几次访问内存 课堂作业 1 段的共享在多窗口系统中 被共享的程序和数据的个数和体积往往超过用户程序长度的许多倍 若每个用户进程或作业都在内存保留一个副本 就会极大地浪费内存空间 故内存只保留一个副本供多个用户使用 称为共享 例 假定一个多用户系统可容纳40个用户 某应用程序包括160K的TextEditor代码区和40K的数据区 共200K 则需8M内存支持 若代码是可重入的 Reentrant 则代码区可共享 因而其所需内存空间为1760KB 160 40 x40 4 段的共享与保护 分页系统中共享editor的示意图 分段系统中共享editor的示意图 用户使用相同的段名 在段表中填入已在内存中的共享段 并设置适当的读写控制权 即可做到共享一个逻辑上完整的内存段 段式系统中共享内存副本 2 段的保护地址越界保护 段起址 物理地址 段起址 段长地址越界引发的中断称为越段中断 如果系统允许段动态增长 则应修改段表中的段长 此时的段表数据结构如表所示 设置段的存取保护位 可读 可写 可执行等相比较页的存取保护 段的存取保护更易于实现 解决了分页管理中由于页在逻辑上不具备逻辑完整性 段的共享与保护 缺点 要求有较多的硬件支持 提高了机器成本 碎片问题及消除碎片的合并等问题较分页式差段的动态增长为系统管理增加难度和开销每个段长受内存可用区大小限制若淘汰算法选取不当 可能会产生抖动现象 段式管理的优缺点 优点 实现了虚拟存储 但缺段中断率要比缺页中断率少得多段长可以根据需要动态增长段在逻辑上的完整性使得段共享更易于实现便于实现动态链接 相同点 不要求作业要连续存放 区别 页是不完整的信息物理单位 分页是为了实现非连续分配