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龍圖騰網(wǎng)獲悉華北電力大學;國網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司申請的專利有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114281721B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202111630744.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F12/126；該發(fā)明授權(quán)有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法是由安思成;陳蕾;徐重酉;林胥登;宋曉陽;周水良設(shè)計研發(fā)完成，并于2021-12-28向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法，包括以下步驟：定義內(nèi)存空間的存儲管理結(jié)構(gòu)；定義外存空間的存儲管理結(jié)構(gòu)；任務(wù)啟動并進行存儲資源分配過程；任務(wù)讀寫時內(nèi)外存實時置換機制。本發(fā)明提供的一種有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法具有以下優(yōu)點：本發(fā)明提供一種有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法，實現(xiàn)一種計算機系統(tǒng)功能運行時數(shù)據(jù)的映射算法，通過定義運行數(shù)據(jù)在內(nèi)存空間與外存空間之間有序準確映射、按需實時置換的機制，擴展運行時可用的內(nèi)存空間，有效實現(xiàn)了內(nèi)存資源受限條件下完成大量密集型任務(wù)的技術(shù)需求。

本發(fā)明授權(quán)有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種有限資源系統(tǒng)內(nèi)外存實時置換機制及映射管理方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，定義內(nèi)存空間的存儲管理結(jié)構(gòu)，包括： 步驟1.1，設(shè)內(nèi)存空間的存儲容量為V1；根據(jù)內(nèi)存空間的存儲容量V1，確定單個內(nèi)存頁面的存儲容量為W1，從而將內(nèi)存空間劃分為n＝V1W1個內(nèi)存頁面，依次表示為：mem_Page_1，mem_Page_2,...,mem_Page_n； 步驟1.2，將第1個內(nèi)存頁面mem_Page_1稱為內(nèi)存管理頁面mem_Page_1；將第2個內(nèi)存頁面mem_Page_2到第n個內(nèi)存頁面mem_Page_n稱為內(nèi)存存儲頁面； 步驟1.3，定義內(nèi)存管理頁面mem_Page_1的管理結(jié)構(gòu)； 所述內(nèi)存管理頁面mem_Page_1劃分為外存管理結(jié)構(gòu)存儲區(qū)域以及全局變量存儲區(qū)域；所述外存管理結(jié)構(gòu)存儲區(qū)域用于調(diào)入外存管理頁面Page_1的頁面分配表；所述全局變量存儲區(qū)域用于存儲系統(tǒng)運行的全局變量，包括各個內(nèi)存存儲頁面的頁面標識，用于標識各個內(nèi)存存儲頁面的可用狀態(tài)，即：標識內(nèi)存存儲頁面不可用狀態(tài)或可用狀態(tài)； 步驟2，定義外存空間的存儲管理結(jié)構(gòu)，方法為： 步驟2.1，定義單個外存頁面Page的存儲容量與單個內(nèi)存頁面mem_Page的存儲容量相等，均為W1； 設(shè)外存空間的存儲容量為V2，從而將外存空間劃分為m＝V2W1個外存頁面，依次表示為：Page_1，Page_2,...,Page_m； 步驟2.2，將第1個外存頁面Page_1稱為外存管理頁面Page_1；將第2個外存頁面Page到第m個外存頁面Page_m稱為外存存儲頁面； 步驟2.3，定義外存管理頁面Page_1的管理結(jié)構(gòu)： 外存管理頁面Page_1用于存儲由Page_1，Page_2,...,Page_m的頁面管理信息形成的頁面分配表； 其中：對于Page_1,Page_2,...,Page_m中的任意外存存儲頁面Page_i，i＝1,2,3,...,m，外存管理頁面Page_1存儲以下頁面管理信息：頁面屬性信息和任務(wù)屬性信息； 其中，頁面屬性信息包括頁面號；任務(wù)屬性信息包括任務(wù)號、任務(wù)優(yōu)先級、臟數(shù)據(jù)機制標識、臟數(shù)據(jù)標識、實時機制標識、頁數(shù)據(jù)任務(wù)讀寫起始時間和頁數(shù)據(jù)任務(wù)讀寫持續(xù)時間； 其中： 頁面號，為外存存儲頁面的唯一頁面標識； 任務(wù)號，標識頁面數(shù)據(jù)對應的任務(wù)讀寫的編號，使外存存儲頁面和任務(wù)對應相關(guān)，其中，一個外存存儲頁面唯一對應一個任務(wù)號；一個任務(wù)號可對應多個外存存儲頁面； 任務(wù)優(yōu)先級，用于標識頁面對應任務(wù)的讀寫優(yōu)先度，提供頁面調(diào)配策略的參考； 臟數(shù)據(jù)機制標識，用于標明頁面是否適用修改無效、變動清空的“臟”數(shù)據(jù)機制；其中，臟數(shù)據(jù)是指在一個最小操作單元也就是任務(wù)讀寫過程中，其他任務(wù)不能修改此數(shù)據(jù)，在此最小操作單元中數(shù)據(jù)是獨占的，其執(zhí)行原理為：當在此最小操作單元執(zhí)行正常修改數(shù)據(jù)一系列操作后，計算數(shù)據(jù)標識，數(shù)據(jù)標識用于代表數(shù)據(jù)狀態(tài)，如果任務(wù)讀寫起止時數(shù)據(jù)標識改變，表明任務(wù)過程中數(shù)據(jù)改變，即定義為臟數(shù)據(jù)； 實時機制標識，標明頁面是否適用確定有效起止時間的實時數(shù)據(jù)機制； 頁數(shù)據(jù)任務(wù)讀寫起始時間，表示頁面開始使用的起始時刻； 頁數(shù)據(jù)任務(wù)讀寫持續(xù)時間，表示頁面數(shù)據(jù)有效的最大持續(xù)時間，用于判斷頁面數(shù)據(jù)是否在生命周期內(nèi)，進而保證實時數(shù)據(jù)處理的有效； 步驟2.4，定義外存存儲頁面Page_2,...,Page_m的存儲結(jié)構(gòu)，包括： 步驟2.4.1，外存存儲頁面Page_2,...,Page_m的頁面首部，用于存儲對應的頁面屬性信息和任務(wù)屬性信息； 步驟2.4.2，在頁面首部后面，連續(xù)存儲頁面數(shù)據(jù)的變量標識，用于尋址讀變量和按址寫變量； 步驟2.4.3，從頁面尾部開始，逐漸向低地址延伸，寫入變量數(shù)據(jù)內(nèi)容；其中：變量標識和變量內(nèi)容成對存放； 步驟3，任務(wù)啟動并進行存儲資源分配過程，方法為： 步驟3.1，在任務(wù)調(diào)度過程中，當需要啟動一個新任務(wù)tasknew時，配置任務(wù)屬性信息； 步驟3.2，確定新任務(wù)tasknew運行需占用的頁面數(shù)量為s； 步驟3.3，將當前的外存管理頁面Page_1存儲的頁面分配表調(diào)入內(nèi)存管理頁面mem_Page_1； 步驟3.4，讀取頁面分配表，獲得未分配任務(wù)的s個外存存儲頁面，將s個外存存儲頁面分配給新任務(wù)tasknew，分配方式為： 將新任務(wù)tasknew的任務(wù)屬性信息寫入頁面分配表的對應外存存儲頁面的頁面管理信息中，由此得到新的頁面分配表； 步驟3.5，判斷當前是否存在待執(zhí)行的任務(wù)讀寫操作，如果存在，則執(zhí)行步驟4；如果不存在，則將新的頁面分配表寫出到外存空間的外存管理頁面Page_1中； 至此完成任務(wù)啟動并進行存儲資源分配過程； 步驟4，任務(wù)讀寫時內(nèi)外存實時置換機制： 步驟4.1，在任務(wù)調(diào)度過程中，當需要調(diào)度執(zhí)行一個任務(wù)task1進行讀寫操作時，獲取任務(wù)task1的任務(wù)號task_num1； 步驟4.2，將當前的外存管理頁面Page_1存儲的頁面分配表調(diào)入內(nèi)存管理頁面mem_Page_1的外存管理結(jié)構(gòu)存儲區(qū)域；其中，內(nèi)存管理頁面mem_Page_1的全局變量存儲區(qū)域存儲系統(tǒng)全局變量及各個內(nèi)存存儲頁面的頁面標識； 步驟4.3，根據(jù)任務(wù)號task_num1，查找內(nèi)存管理頁面mem_Page_1中的頁面分配表，從頁面分配表中讀取到與任務(wù)號task_num1對應的外存存儲頁面的頁面號Page_num1； 步驟4.4，根據(jù)各個內(nèi)存存儲頁面的頁面標識，遍歷內(nèi)存空間中各個頁面標識為可用狀態(tài)的內(nèi)存存儲頁面，判斷是否存在頁面號為Page_num1的內(nèi)存存儲頁面；如果不存在，則執(zhí)行步驟4.5-步驟4.7；如果存在，則執(zhí)行步驟4.8； 步驟4.5，遍歷外存空間中各個外存存儲頁面，判斷是否存在頁面號為Page_num1的外存存儲頁面；如果不存在，則返回錯誤，由任務(wù)調(diào)度策略進行本次任務(wù)的任務(wù)啟動并進行存儲資源分配過程，即執(zhí)行步驟3，或進行下一個任務(wù)讀寫過程； 如果存在，則執(zhí)行步驟4.6； 步驟4.6，讀取頁面號為Page_num1的外存存儲頁面，獲得任務(wù)task1的優(yōu)先級，按任務(wù)調(diào)度策略集結(jié)合任務(wù)優(yōu)先級判斷是否執(zhí)行任務(wù)task1，當需要執(zhí)行任務(wù)task1時，執(zhí)行步驟4.7； 如果是，執(zhí)行步驟4.7； 步驟4.7，建立內(nèi)存存儲頁面和外存存儲頁面的映射，方法為： 在外存空間中定位到頁面號為Page_num1的外存存儲頁面，將頁面號為Page_num1的外存存儲頁面調(diào)入到內(nèi)存空間中的某個內(nèi)存存儲頁面，此時，該內(nèi)存存儲頁面的頁面號同樣為Page_num1，即：建立了內(nèi)存存儲頁面和外存存儲頁面的映射； 然后執(zhí)行步驟4.8； 步驟4.8，在內(nèi)存空間中，讀取頁面號為Page_num1的內(nèi)存存儲頁面，獲得頁面內(nèi)容管理信息，根據(jù)臟數(shù)據(jù)機制標識和實時機制標識，判斷是否執(zhí)行臟數(shù)據(jù)機制和實時機制；如果不執(zhí)行，則執(zhí)行步驟4.10； 如果執(zhí)行，則執(zhí)行步驟4.9； 步驟4.9，檢查頁面號為Page_num1的內(nèi)存存儲頁面的數(shù)據(jù)是否為臟數(shù)據(jù)，以及，是否符合頁面時效性要求；如果不是臟數(shù)據(jù)，并且，符合頁面時效性要求，則執(zhí)行步驟4.10； 如果為臟數(shù)據(jù)，則執(zhí)行臟數(shù)據(jù)處理流程；如果不符合頁面時效性要求，則執(zhí)行實時機制超時處理流程； 其中：臟數(shù)據(jù)處理流程和實時機制超時處理流程相同，均為：將內(nèi)存管理頁面mem_Page_1中的頁面分配表中對應的頁面分配信息清空，將對應的內(nèi)存存儲頁面的頁面標識置為不可用狀態(tài)；然后執(zhí)行步驟4.10； 步驟4.10，將內(nèi)存管理頁面mem_Page_1存儲的頁面分配表調(diào)入到外存管理頁面Page_1； 步驟4.11，執(zhí)行本次任務(wù)讀寫過程； 在執(zhí)行本次任務(wù)讀寫過程中，內(nèi)存管理頁面mem_Page_1不再存儲頁面分配表，而是利用內(nèi)存管理頁面mem_Page_1的存儲空間，存儲臨時全局變量； 其中，任務(wù)讀寫過程中，正常數(shù)據(jù)修改同時改變相應臟數(shù)據(jù)標識，如果臟數(shù)據(jù)標識與頁面數(shù)據(jù)不對應，則判定為第三方在最小任務(wù)單元中修改數(shù)據(jù)，即頁面為臟數(shù)據(jù)； 步驟4.12，本次任務(wù)讀寫完成后，采用以下方法，將內(nèi)存頁面置換到外存頁面： 步驟4.12.1，將外存管理頁面Page_1存儲的頁面分配表調(diào)入到內(nèi)存管理頁面mem_Page_1； 步驟4.12.2，根據(jù)任務(wù)號task_num1和頁面號Page_num1，查找頁面分配表，判斷是否存在與任務(wù)號task_num1和頁面號Page_num1對應的頁面分配信息；如果不存在，則返回錯誤，由任務(wù)調(diào)度策略進行本次任務(wù)的任務(wù)啟動并進行存儲資源分配過程，即執(zhí)行步驟3，或進行下一個任務(wù)讀寫過程； 如果存在，則執(zhí)行步驟4.12.3； 步驟4.12.3，按臟數(shù)據(jù)機制判斷頁面號為Page_num1的內(nèi)存存儲頁面，其在任務(wù)讀寫開始時調(diào)入的頁面與任務(wù)讀寫完成時的頁面是否形成臟數(shù)據(jù)，并向內(nèi)存管理頁面mem_Page_1存儲的頁面分配表的對應頁面寫入臟數(shù)據(jù)標識，由此形成新的頁面分配表； 如果形成臟數(shù)據(jù)，則清空頁面號為Page_num1的內(nèi)存存儲頁面，然后執(zhí)行步驟4.12.4； 如果沒有形成臟數(shù)據(jù)，則將頁面號為Page_num1的內(nèi)存存儲頁面，調(diào)出到頁面號為Page_num1的外存存儲頁面；然后執(zhí)行步驟4.12.4； 步驟4.12.4，將內(nèi)存管理頁面mem_Page_1存儲的最新的頁面分配表調(diào)出到外存管理頁面Page_1； 然后，內(nèi)存管理頁面mem_Page_1不再存儲頁面分配表，而是利用內(nèi)存管理頁面mem_Page_1的存儲空間，存儲臨時全局變量。

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