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龍圖騰網獲悉華北電力大學;國網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內外存實時置換機制及映射管理方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114281721B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111630744.8，技術領域涉及：G06F12/126；該發明授權有限資源系統內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;周水良設計研發完成，并于2021-12-28向國家知識產權局提交的專利申請。

本有限資源系統內外存實時置換機制及映射管理方法在說明書摘要公布了：本發明提供一種有限資源系統內外存實時置換機制及映射管理方法，包括以下步驟：定義內存空間的存儲管理結構；定義外存空間的存儲管理結構；任務啟動并進行存儲資源分配過程；任務讀寫時內外存實時置換機制。本發明提供的一種有限資源系統內外存實時置換機制及映射管理方法具有以下優點：本發明提供一種有限資源系統內外存實時置換機制及映射管理方法，實現一種計算機系統功能運行時數據的映射算法，通過定義運行數據在內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存空間，有效實現了內存資源受限條件下完成大量密集型任務的技術需求。

本發明授權有限資源系統內外存實時置換機制及映射管理方法在權利要求書中公布了：1.一種有限資源系統內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，定義內存空間的存儲管理結構，包括： 步驟1.1，設內存空間的存儲容量為V1；根據內存空間的存儲容量V1，確定單個內存頁面的存儲容量為W1，從而將內存空間劃分為n＝V1W1個內存頁面，依次表示為：mem_Page_1，mem_Page_2,...,mem_Page_n； 步驟1.2，將第1個內存頁面mem_Page_1稱為內存管理頁面mem_Page_1；將第2個內存頁面mem_Page_2到第n個內存頁面mem_Page_n稱為內存存儲頁面； 步驟1.3，定義內存管理頁面mem_Page_1的管理結構； 所述內存管理頁面mem_Page_1劃分為外存管理結構存儲區域以及全局變量存儲區域；所述外存管理結構存儲區域用于調入外存管理頁面Page_1的頁面分配表；所述全局變量存儲區域用于存儲系統運行的全局變量，包括各個內存存儲頁面的頁面標識，用于標識各個內存存儲頁面的可用狀態，即：標識內存存儲頁面不可用狀態或可用狀態； 步驟2，定義外存空間的存儲管理結構，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存頁面mem_Page的存儲容量相等，均為W1； 設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的管理結構： 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屬性信息； 其中，頁面屬性信息包括頁面號；任務屬性信息包括任務號、任務優先級、臟數據機制標識、臟數據標識、實時機制標識、頁數據任務讀寫起始時間和頁數據任務讀寫持續時間； 其中： 頁面號，為外存存儲頁面的唯一頁面標識； 任務號，標識頁面數據對應的任務讀寫的編號，使外存存儲頁面和任務對應相關，其中，一個外存存儲頁面唯一對應一個任務號；一個任務號可對應多個外存存儲頁面； 任務優先級，用于標識頁面對應任務的讀寫優先度，提供頁面調配策略的參考； 臟數據機制標識，用于標明頁面是否適用修改無效、變動清空的“臟”數據機制；其中，臟數據是指在一個最小操作單元也就是任務讀寫過程中，其他任務不能修改此數據，在此最小操作單元中數據是獨占的，其執行原理為：當在此最小操作單元執行正常修改數據一系列操作后，計算數據標識，數據標識用于代表數據狀態，如果任務讀寫起止時數據標識改變，表明任務過程中數據改變，即定義為臟數據； 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據機制； 頁數據任務讀寫起始時間，表示頁面開始使用的起始時刻； 頁數據任務讀寫持續時間，表示頁面數據有效的最大持續時間，用于判斷頁面數據是否在生命周期內，進而保證實時數據處理的有效； 步驟2.4，定義外存存儲頁面Page_2,...,Page_m的存儲結構，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屬性信息； 步驟2.4.2，在頁面首部后面，連續存儲頁面數據的變量標識，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，寫入變量數據內容；其中：變量標識和變量內容成對存放； 步驟3，任務啟動并進行存儲資源分配過程，方法為： 步驟3.1，在任務調度過程中，當需要啟動一個新任務tasknew時，配置任務屬性信息； 步驟3.2，確定新任務tasknew運行需占用的頁面數量為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入內存管理頁面mem_Page_1； 步驟3.4，讀取頁面分配表，獲得未分配任務的s個外存存儲頁面，將s個外存存儲頁面分配給新任務tasknew，分配方式為： 將新任務tasknew的任務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行的任務讀寫操作，如果存在，則執行步驟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； 至此完成任務啟動并進行存儲資源分配過程； 步驟4，任務讀寫時內外存實時置換機制： 步驟4.1，在任務調度過程中，當需要調度執行一個任務task1進行讀寫操作時，獲取任務task1的任務號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入內存管理頁面mem_Page_1的外存管理結構存儲區域；其中，內存管理頁面mem_Page_1的全局變量存儲區域存儲系統全局變量及各個內存存儲頁面的頁面標識； 步驟4.3，根據任務號task_num1，查找內存管理頁面mem_Page_1中的頁面分配表，從頁面分配表中讀取到與任務號task_num1對應的外存存儲頁面的頁面號Page_num1； 步驟4.4，根據各個內存存儲頁面的頁面標識，遍歷內存空間中各個頁面標識為可用狀態的內存存儲頁面，判斷是否存在頁面號為Page_num1的內存存儲頁面；如果不存在，則執行步驟4.5-步驟4.7；如果存在，則執行步驟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，由任務調度策略進行本次任務的任務啟動并進行存儲資源分配過程，即執行步驟3，或進行下一個任務讀寫過程； 如果存在，則執行步驟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task1的優先級，按任務調度策略集結合任務優先級判斷是否執行任務task1，當需要執行任務task1時，執行步驟4.7； 如果是，執行步驟4.7； 步驟4.7，建立內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的外存存儲頁面調入到內存空間中的某個內存存儲頁面，此時，該內存存儲頁面的頁面號同樣為Page_num1，即：建立了內存存儲頁面和外存存儲頁面的映射； 然后執行步驟4.8； 步驟4.8，在內存空間中，讀取頁面號為Page_num1的內存存儲頁面，獲得頁面內容管理信息，根據臟數據機制標識和實時機制標識，判斷是否執行臟數據機制和實時機制；如果不執行，則執行步驟4.10； 如果執行，則執行步驟4.9； 步驟4.9，檢查頁面號為Page_num1的內存存儲頁面的數據是否為臟數據，以及，是否符合頁面時效性要求；如果不是臟數據，并且，符合頁面時效性要求，則執行步驟4.10； 如果為臟數據，則執行臟數據處理流程；如果不符合頁面時效性要求，則執行實時機制超時處理流程； 其中：臟數據處理流程和實時機制超時處理流程相同，均為：將內存管理頁面mem_Page_1中的頁面分配表中對應的頁面分配信息清空，將對應的內存存儲頁面的頁面標識置為不可用狀態；然后執行步驟4.10； 步驟4.10，將內存管理頁面mem_Page_1存儲的頁面分配表調入到外存管理頁面Page_1； 步驟4.11，執行本次任務讀寫過程； 在執行本次任務讀寫過程中，內存管理頁面mem_Page_1不再存儲頁面分配表，而是利用內存管理頁面mem_Page_1的存儲空間，存儲臨時全局變量； 其中，任務讀寫過程中，正常數據修改同時改變相應臟數據標識，如果臟數據標識與頁面數據不對應，則判定為第三方在最小任務單元中修改數據，即頁面為臟數據； 步驟4.12，本次任務讀寫完成后，采用以下方法，將內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入到內存管理頁面mem_Page_1； 步驟4.12.2，根據任務號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，由任務調度策略進行本次任務的任務啟動并進行存儲資源分配過程，即執行步驟3，或進行下一個任務讀寫過程； 如果存在，則執行步驟4.12.3； 步驟4.12.3，按臟數據機制判斷頁面號為Page_num1的內存存儲頁面，其在任務讀寫開始時調入的頁面與任務讀寫完成時的頁面是否形成臟數據，并向內存管理頁面mem_Page_1存儲的頁面分配表的對應頁面寫入臟數據標識，由此形成新的頁面分配表； 如果形成臟數據，則清空頁面號為Page_num1的內存存儲頁面，然后執行步驟4.12.4； 如果沒有形成臟數據，則將頁面號為Page_num1的內存存儲頁面，調出到頁面號為Page_num1的外存存儲頁面；然后執行步驟4.12.4； 步驟4.12.4，將內存管理頁面mem_Page_1存儲的最新的頁面分配表調出到外存管理頁面Page_1； 然后，內存管理頁面mem_Page_1不再存儲頁面分配表，而是利用內存管理頁面mem_Page_1的存儲空間，存儲臨時全局變量。

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