操作系統(tǒng)原理 第七章 實(shí)存儲(chǔ)管理技術(shù)

第七章

實(shí)存儲(chǔ)管理技術(shù)存儲(chǔ)器是重要的計(jì)算機(jī)資源，內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)的主要功能之一。內(nèi)存容量是計(jì)算機(jī)硬件資源中關(guān)鍵而又最緊張的，特別在多道程序設(shè)計(jì)出現(xiàn)后，要求內(nèi)存能得到充分有效的利用，為用戶提供安全方便的使用環(huán)境，這都是操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理要解決的問題。第七章

實(shí)存儲(chǔ)管理技術(shù)教學(xué)目標(biāo)：1、熟悉存儲(chǔ)管理的基本概念和分類2、了解連續(xù)存儲(chǔ)的方法和特點(diǎn)3、掌握分頁存儲(chǔ)的原理4、掌握分段存儲(chǔ)的原理5、掌握段頁存儲(chǔ)的原理

第七章

實(shí)存儲(chǔ)管理技術(shù)主要內(nèi)容：7.1存儲(chǔ)管理的基本概念7.2連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式7.3離散分配存儲(chǔ)管理方式7.1存儲(chǔ)管理的基本概念存儲(chǔ)體系:一個(gè)速度由快到慢,容量由小到大的存儲(chǔ)層次.?快速緩存：cache?內(nèi)存：DRAM,SDRAM等；?外存：軟盤、硬盤、光盤、磁帶等；7.1.1存儲(chǔ)管理要解決的問題存儲(chǔ)分配：當(dāng)用戶需要內(nèi)存時(shí),系統(tǒng)為之分配相應(yīng)的存儲(chǔ)空間；不需要時(shí)，及時(shí)回收，以供其它用戶使用。地址映射：從邏輯地址到物理地址的變換7.1.1存儲(chǔ)管理要解決的問題存儲(chǔ)保護(hù)：確保多道程序都在各自分配到存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)操作，互不干擾，防止一道程序破壞其它作業(yè)或系統(tǒng)文件的信息。內(nèi)存擴(kuò)充：為用戶提供比主存物理空間大得多的地址空間，以至使用戶感覺他的作業(yè)是在這樣一個(gè)大的存儲(chǔ)器中運(yùn)行7.1.3地址重定位1、地址空間和存儲(chǔ)空間名字空間：程序中由符號(hào)名組成的空間，沒有地址的概念，由程序員自定義符號(hào)指令數(shù)據(jù)說明I/O說明7.1.3地址重定位?邏輯地址（相對(duì)地址，虛地址）

：用戶的程序經(jīng)過匯編或編譯后形成目標(biāo)代碼，目標(biāo)代碼通常采用相對(duì)地址的形式，其首地址為0，其余指令中的地址都相對(duì)于首地址而編址。不能用邏輯地址在內(nèi)存中讀取信息?

地址空間（相對(duì)地址空間）邏輯地址的集合7.1.3地址重定位?

物理地址（絕對(duì)地址，實(shí)地址）

內(nèi)存中存儲(chǔ)單元的地址，可直接尋址?

存儲(chǔ)空間（絕對(duì)地址空間，物理地址空間）

內(nèi)存中物理地址的集合地址映射LoadA2003456

。

。1200物理地址空間LoadAdata1data13456名空間LoadA20034560100200編譯連接邏輯地址空間BA=1000名空間、地址空間、存儲(chǔ)空間2、靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位地址映射（地址重定位）

把邏輯地址轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理地址的過程。2、靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位1）靜態(tài)重定位：

作業(yè)地址空間

內(nèi)存空間裝入365LOAD1,2500500025001000365LOAD1,250015000125001000011000365LOAD1,1250015000125001000011000靜態(tài)重定位靜態(tài)重定位

在程序執(zhí)行之前進(jìn)行重定位，根據(jù)裝配模塊將要裝入的內(nèi)存起始地址，直接修改裝配模塊中的有關(guān)地址的指令。當(dāng)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，一次性實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，以后不再轉(zhuǎn)換（一般在裝入內(nèi)存時(shí)由軟件完成）。2、靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位優(yōu)點(diǎn)：

?

容易實(shí)現(xiàn)，不需要硬件支持。缺點(diǎn)：

?

程序在重定位之后就不能在內(nèi)存中移動(dòng)了，因而不能重新分配內(nèi)存，不利于內(nèi)存的有效利用

?

要求程序的存儲(chǔ)空間必須連續(xù)

?

不利于內(nèi)存的共享2、靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位2）動(dòng)態(tài)重定位：程序執(zhí)行期間，每次存儲(chǔ)訪問之前進(jìn)行重定位。需要硬件的支持，即重定位寄存器，重定位裝入內(nèi)存區(qū)的起始地址，重定位時(shí)，對(duì)每一個(gè)有效地址都要加上重定位寄存器中的內(nèi)容，形成絕對(duì)地址。

裝入365LOAD1,2500500025001000365LOAD1,25001500012500100001100010000+重定位寄存器優(yōu)點(diǎn)：

?

程序執(zhí)行過程中，用戶程序可以再內(nèi)存中移動(dòng)，有利于內(nèi)存的充分利用

?

程序不必連續(xù)存放在內(nèi)存中，可以離散存放。

?

若干個(gè)用戶可以共享一個(gè)程序缺點(diǎn)：

?

需要附加的硬件支持7.2連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式7.2.1單一連續(xù)分配方式

這是最簡(jiǎn)單的一種存儲(chǔ)管理方式，但只能用于單用戶、單任務(wù)的操作系統(tǒng)中。采用這種存儲(chǔ)管理方式時(shí)，可把內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)兩部分，系統(tǒng)區(qū)僅提供給OS使用，通常是放在內(nèi)存的低址部分；用戶區(qū)是指除系統(tǒng)區(qū)以外的全部?jī)?nèi)存空間，

提供給用戶使用。只能用于單用戶、單任務(wù)的OS中。軟件簡(jiǎn)單，硬件要求低用戶區(qū)系統(tǒng)區(qū)MS/DOS7.2.1單一連續(xù)分配方式7.2.1單一連續(xù)分配方式優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)：

不支持多道。

主存利用率不高。

程序的運(yùn)行受主存容量限制7.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式分區(qū)式管理是滿足多道程序的最簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)管理方案。它的基本思想是將內(nèi)存劃分成若干個(gè)連續(xù)區(qū)域，稱為分區(qū)。每個(gè)分區(qū)只能存儲(chǔ)一個(gè)程序，而且程序也只能在它所駐留的分區(qū)中運(yùn)行。7.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式

固定分區(qū)算法原理：把內(nèi)存分為一些大小相等或不等的分區(qū)(partition)，每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程占用一個(gè)或幾個(gè)分區(qū)。操作系統(tǒng)占用其中一個(gè)分區(qū)。每個(gè)分區(qū)的大小可以不同，但是事先必須固定，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不能改變。在每個(gè)分區(qū)內(nèi)裝入一個(gè)進(jìn)程，允許幾道作業(yè)并發(fā)執(zhí)行。當(dāng)有空閑分區(qū)時(shí)，可從外存中的后備隊(duì)列中選擇一個(gè)適當(dāng)大小的作業(yè)裝入該分區(qū)。7.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式1、分區(qū)劃分方法

分區(qū)大小相等分區(qū)大小不等

2、分區(qū)說明表

包含：大小

始址

狀態(tài)7.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式3、內(nèi)存分配

當(dāng)有用戶程序需要裝入，由內(nèi)存分配程序檢索分區(qū)說明表，按照一定算法找出一個(gè)能滿足要求的，尚未使用的分區(qū)分配給該程序，同時(shí)修改分區(qū)說明表中該表項(xiàng)的狀態(tài)。如果沒有足夠的空間，則拒絕分配內(nèi)存。7.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式

區(qū)號(hào)/鍵大小位置狀態(tài)18K512K正使用232K520K正使用332K552K未使用4128K584K未使用5512K712K正使用…………系統(tǒng)區(qū)分區(qū)1分區(qū)4分區(qū)5分區(qū)2分區(qū)3系統(tǒng)區(qū)作業(yè)3(510k)分區(qū)4作業(yè)2(680k)作業(yè)1（518k)分區(qū)37.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式

特點(diǎn)：適用于多道程序系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)

問題：可能存在碎片OS區(qū)Job2Job4Job3Job1Job5Job6“零頭”碎片7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式內(nèi)存不是預(yù)先劃分好的，而是當(dāng)作業(yè)裝入時(shí)，根據(jù)作業(yè)的需求和內(nèi)存空間的使用情況來決定是否分配。若有足夠的空間，則按需要分割一部分分區(qū)給該進(jìn)程；否則令其等待主存空間。分區(qū)的大小和個(gè)數(shù)都是可變的，根據(jù)作業(yè)的大小和數(shù)量動(dòng)態(tài)的劃分。7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式1、分區(qū)分配中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（1）分區(qū)說明表：類似于固定分區(qū)中的分區(qū)說明表結(jié)構(gòu)。

（2）分別設(shè)置兩個(gè)表格，一個(gè)是空閑分區(qū)表FBT，一個(gè)是已使用分區(qū)表OUT，分別來登記系統(tǒng)中的空閑分區(qū)和已使用分區(qū)。

0K15K38K48K68K80K110K120K空閑區(qū)表已分配區(qū)表始址長(zhǎng)度標(biāo)志15K23K未分配48K20K未分配80K30K未分配空空始址長(zhǎng)度標(biāo)志0K15KJ138K10KJ268K12KJ3110K10KJ4空空0K15K38K48K68K80K110K120K空閑區(qū)表已分配區(qū)表始址長(zhǎng)度標(biāo)志15K23K未分配48K20K未分配98K12K未分配空空始址長(zhǎng)度標(biāo)志0K15KJ138K10KJ268K12KJ3110K10KJ480K5KJ585K13KJ685K98K7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式（3）空閑分區(qū)鏈7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式OS區(qū)Job1Job2Job3Job4Job5Job6Job7OS區(qū)Job1Job2Job3Job4Job5空閑分區(qū)鏈頭指針Job7Job67.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式2、分區(qū)的分配算法

最先適應(yīng)分配算法：為作業(yè)選擇分區(qū)時(shí)總是按地址從高到低搜索，只要找到可以容納該作業(yè)的空白塊，就把該空白塊分配給該作業(yè)。

BeforeAfterLastallocatedblock(14K)8K12K22K18K6K8K14K36KFreeblockAllocatedblock6KFirstFit8K12K6K8K14K2、分區(qū)的分配算法

循環(huán)最先適應(yīng)分配算法：

類似首次適應(yīng)法每次分區(qū)時(shí)，總是從上次查找結(jié)束的地方開始，找到一個(gè)足夠大的空白區(qū)分配。After20KNextFitBeforeLastallocatedblock(14K)8K12K22K18K6K8K14K36KFreeblockAllocatedblock8K12K6K8K14K2、分區(qū)的分配算法

最佳適應(yīng)分配算法：接到內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)，在空閑塊表中找到一個(gè)不小于請(qǐng)求的最小空塊進(jìn)行分配為作業(yè)選擇分區(qū)時(shí)總是尋找其大小最接近于作業(yè)所要求的存儲(chǔ)區(qū)域。特點(diǎn)：用最小空間滿足要求AfterBeforeLastallocatedblock(14K)8K12K22K18K6K8K14K36KFreeblockAllocatedblock2KBestFit8K12K6K8K14K2、分區(qū)的分配算法

最壞適應(yīng)分配算法

：接到內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)，在空閑塊表中找到一個(gè)不小于請(qǐng)求的最大空塊進(jìn)行分配，與最佳適應(yīng)法相反，它在作業(yè)選擇存儲(chǔ)塊時(shí)，總是尋找最大的空白區(qū)。特點(diǎn)：當(dāng)分割后空閑塊仍為較大空塊AfterBeforeLastallocatedblock(14K)8K12K22K18K6K8K14K36KFreeblockAllocatedblock8K12K6K8K14K20KWorstFit查找空閑分區(qū)鏈表第一項(xiàng)檢索完否？m.size>=u.size?m.size-u.size=size?劃出u.size大小的分區(qū)修改有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回將該分區(qū)從鏈表中移出繼續(xù)檢索下一個(gè)表項(xiàng)YYYNNN最先適應(yīng)分配算法流程7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式3、分區(qū)的回收操作7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式4、存儲(chǔ)保護(hù)

為了防止一個(gè)作業(yè)有意無意的破壞操作系統(tǒng)或者別的作業(yè)，應(yīng)對(duì)分區(qū)采取保護(hù)措施。4、存儲(chǔ)保護(hù)（1）上、下界存儲(chǔ)保護(hù)：上、下界保護(hù)是一種簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)保護(hù)技術(shù)。系統(tǒng)可為每個(gè)作業(yè)設(shè)置一對(duì)上、下界寄存器，分別用來存放當(dāng)前運(yùn)行作業(yè)在內(nèi)存空間的上、下邊界地址，用它們來限制用戶程序的活動(dòng)范圍。

（2）基址—限長(zhǎng)存儲(chǔ)保護(hù)：上、下界保護(hù)的一個(gè)變種是采用基址—限長(zhǎng)存儲(chǔ)保護(hù)。

4、存儲(chǔ)保護(hù)4、存儲(chǔ)保護(hù)（3）保護(hù)鍵法：系統(tǒng)為每個(gè)存儲(chǔ)塊設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的保護(hù)鍵，相當(dāng)于一把鎖；在作業(yè)的程序狀態(tài)字中設(shè)置一個(gè)保護(hù)鍵字段，對(duì)不同的作業(yè)賦予不同的代碼，相當(dāng)于賦予不同的鑰匙。7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式5、存儲(chǔ)器的緊縮和程序的浮動(dòng)目的：解決內(nèi)存碎片（內(nèi)零頭）問題解決方法：（1）把作業(yè)分成幾部分裝入到不同的分區(qū)中去，也就是不把一個(gè)作業(yè)作為一個(gè)連續(xù)的整體存放在內(nèi)存中。（2）把內(nèi)存中的小碎片集中，形成一個(gè)大的分區(qū)，使之可以裝入較大的作業(yè)。

OS區(qū)Job2Job4Job3Job1Job5Job6Job7“零頭”碎片OS區(qū)Job2Job4Job3Job1Job5Job6Job7OS區(qū)Job2Job4Job3Job1Job5Job6Job7“零頭”碎片5、存儲(chǔ)器的緊縮和程序的浮動(dòng)5、存儲(chǔ)器的緊縮和程序的浮動(dòng)

把小分區(qū)集中成大分區(qū)的方法叫做存儲(chǔ)器的緊縮。1）當(dāng)某個(gè)作業(yè)一旦完成，立即進(jìn)行緊縮2）當(dāng)某個(gè)作業(yè)申請(qǐng)一個(gè)分區(qū)，而內(nèi)存中沒有足夠大的空閑分區(qū)，但各個(gè)空閑空閑分區(qū)之和大于作業(yè)大小，此時(shí)緊縮。5、存儲(chǔ)器的緊縮和程序的浮動(dòng)移動(dòng)程序時(shí)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)重定位方法處理機(jī)一側(cè)

存儲(chǔ)器一側(cè)

作業(yè)J內(nèi)存365LOAD1,2500500025001000365LOAD1,2500150001250010000110002500相對(duì)地址10000重定位寄存器存儲(chǔ)器緊縮分配算法流程查找空閑分區(qū)鏈表第一項(xiàng)有>u.size的空閑空間？按動(dòng)態(tài)分區(qū)方式進(jìn)行分配修改有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回分區(qū)號(hào)及首批進(jìn)行緊湊形成連續(xù)空閑區(qū)YYNN請(qǐng)求分配u.size分區(qū)總空閑空間>u.size？修改有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無法分配返回7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式

分區(qū)管理的主要優(yōu)點(diǎn)：分區(qū)管理是實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)的一中簡(jiǎn)單易行的存儲(chǔ)管理技術(shù)，內(nèi)存稱為共享資源，有效地利用了處理機(jī)和io設(shè)備，從而提高了系統(tǒng)的吞吐量和周轉(zhuǎn)時(shí)間。關(guān)于內(nèi)存利用率，可變分區(qū)比固定分區(qū)高，此外分區(qū)管理算法簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)分區(qū)分批所采用的表格也不多，實(shí)現(xiàn)起來比較容易，內(nèi)存額外開銷較少。存儲(chǔ)保護(hù)措施簡(jiǎn)單。7.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式主要缺點(diǎn)：內(nèi)存使用不充分，存在嚴(yán)重的碎片問題，雖然采用拼接技術(shù)可以解決碎片問題，但需要移動(dòng)大量信息量費(fèi)了許多處理時(shí)機(jī)。此外，分區(qū)管理不能為用戶提供虛存，不能對(duì)內(nèi)存進(jìn)行擴(kuò)充，每個(gè)用戶作業(yè)的存儲(chǔ)要求仍然受到時(shí)機(jī)存儲(chǔ)容量的限制。

7.3離散分配存儲(chǔ)管理方式

分區(qū)存儲(chǔ)管理方案的一個(gè)特性是連續(xù)性，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)程序分配連續(xù)的內(nèi)存區(qū)，如果內(nèi)存空間中沒有能夠滿足要求的連續(xù)分區(qū)，即使可用內(nèi)存空間的總?cè)萘看笥谶M(jìn)程需要量，系統(tǒng)也不能分配。這種連續(xù)性導(dǎo)致了內(nèi)存碎片問題，降低了內(nèi)存資源的利用率，而拼接碎片又要花費(fèi)大量的cpu時(shí)間。

離散分配管理就是為了打破存儲(chǔ)分配的連續(xù)性，使得一個(gè)程序的邏輯地址空間可以分步在若干離散的內(nèi)存塊上。7.3.1分頁存儲(chǔ)管理方式1、

分頁存儲(chǔ)管理的基本概念

（1）頁面和物理塊頁面：一個(gè)進(jìn)程的邏輯地址被分成若干個(gè)區(qū)域，稱為頁或頁面，給各頁從零開始依次編以連續(xù)的頁號(hào)0，1，2，3……。塊：存儲(chǔ)空間也被劃分為與頁大小相等的若干存儲(chǔ)塊，稱為物理塊或頁架，同樣編號(hào)為0，1，2，……01234567891110內(nèi)存第0頁第1頁第2頁第3頁第4頁第5頁第6頁用戶作業(yè)02K-1第2頁（頁長(zhǎng)2K）02K-14號(hào)頁架（頁長(zhǎng)2K）頁面和物理塊1、

分頁存儲(chǔ)管理的基本概念（2）邏輯地址的表示：（p,d）p：頁號(hào)，d：頁內(nèi)地址

對(duì)某特定機(jī)器，其地址結(jié)構(gòu)是一定的。若給定一個(gè)邏輯地址空間中的地址為A，頁面的大小為L(zhǎng)，則頁號(hào)P和頁內(nèi)地址d可按下式求得：

1、

分頁存儲(chǔ)管理的基本概念（3）分頁系統(tǒng)中的地址結(jié)構(gòu)

（p，d）數(shù)對(duì)在機(jī)器指令中的表示方法如下：

假定地址長(zhǎng)度32位，頁面大小2k，則頁內(nèi)地址占11位，0到10位,11位到31位表示頁號(hào)，也就是地址空間最多有2M頁。頁內(nèi)地址W頁號(hào)P31111001、

分頁存儲(chǔ)管理的基本概念（4）內(nèi)存分配原則

以物理塊為單位把內(nèi)存分配給進(jìn)程，并且分給一個(gè)進(jìn)程的各個(gè)物理快不一定是相鄰的和連續(xù)的，實(shí)現(xiàn)離散存儲(chǔ)。

2、頁表（PMT）

系統(tǒng)將進(jìn)程的每一頁離散的分配到內(nèi)存的多個(gè)物理塊中，應(yīng)該能保證進(jìn)程的正確運(yùn)行。每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)頁面映射表，簡(jiǎn)稱頁表

包含

頁號(hào)：進(jìn)程各頁的序號(hào)

物理塊號(hào)：進(jìn)程頁裝入內(nèi)存的物理塊號(hào)7.3.1分頁存儲(chǔ)管理方式01234567891110內(nèi)存第0頁第1頁第2頁第3頁第4頁第5頁第6頁用戶作業(yè)塊號(hào)頁號(hào)1051169453327120頁表0000,0000,0000,0000,0101,0001,0000,0000第3頁256字節(jié)的物理地址（頁大?。?K）第0頁第1頁第2頁第3頁第4頁第5頁第6頁第0頁第1頁第2頁第3頁第4頁第5頁第6頁頁表2、頁表（PMT）每個(gè)頁在頁表中占一個(gè)表項(xiàng)，記錄該頁在內(nèi)存中的物理塊號(hào)。頁表的作用是實(shí)現(xiàn)從號(hào)到物理塊的地址映射，同時(shí)還會(huì)設(shè)置一個(gè)存儲(chǔ)控制字段，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理塊中內(nèi)容的保護(hù)和共享。存貯控制字段可規(guī)定一個(gè)物理塊為讀/寫、只讀和只執(zhí)行等存取方式。

3、頁面大小的選擇

分頁系統(tǒng)中的頁面大小是由機(jī)器的地址結(jié)構(gòu)決定的，也就是由硬件決定。

頁面大小要選擇適中，通常都是2的冪。例：頁面大小為1k,虛地址為3BAD，分析一下頁號(hào)和頁內(nèi)地址

頁面大小2K，虛地址為3BAD，分析一下頁號(hào)和頁內(nèi)地址4、分頁系統(tǒng)中的地址轉(zhuǎn)換

頁內(nèi)地址和塊內(nèi)地址是一一對(duì)應(yīng)的，因此地址轉(zhuǎn)換主要完成頁號(hào)到內(nèi)存中物理塊號(hào)的轉(zhuǎn)換。（1）直接映像的頁地址轉(zhuǎn)換頁表始址頁表長(zhǎng)度頁表寄存器頁表塊號(hào)頁號(hào)5332712031250物理地址21250邏輯地址﹥?cè)浇缰袛啵?）

相關(guān)映像的頁地址轉(zhuǎn)換增加硬件——聯(lián)想寄存器，即快表31250物理地址21250邏輯地址快表塊號(hào)頁號(hào)2051143220（3）直接映像與相關(guān)映像結(jié)合的頁地址轉(zhuǎn)換頁表始址頁表長(zhǎng)度頁表寄存器﹥頁表塊號(hào)頁號(hào)5332712031250物理地址21250邏輯地址越界中斷快表塊號(hào)頁號(hào)2051145320輸入寄存器5、兩級(jí)和多極頁表

現(xiàn)代的大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都支持非常大的邏輯地址空間(232~264)。頁表就變得非常大，要占用相當(dāng)大的內(nèi)存空間?？刹捎脙蓚€(gè)方法來解決這一問題：①

采用離散分配方式來解決難以找到一塊連續(xù)的大內(nèi)存空間的問題：②

只將當(dāng)前需要的部分頁表項(xiàng)調(diào)入內(nèi)存，其余的頁表項(xiàng)仍駐留在磁盤上，需要時(shí)再調(diào)入。

5、兩級(jí)和多極頁表（1）兩級(jí)頁表解決大頁表占用大的連續(xù)存儲(chǔ)空間的問題；關(guān)于“頁表”的分頁存放“頁表”——外層頁表；邏輯地址：

外層頁號(hào)+外層頁內(nèi)地址+頁內(nèi)地址p1p2d101110780121742n外部頁表第0頁頁表146…012…1023第1頁頁表11411501…1023第n頁頁表1468012…1023114115146801234567……內(nèi)存空間二級(jí)頁表結(jié)構(gòu)外部頁號(hào)P1P2外部頁內(nèi)地址頁內(nèi)地址d邏輯地址外部頁表寄存器＋db物理地址外部頁表…頁表頁表…＋二級(jí)頁表的地址轉(zhuǎn)換機(jī)制5、兩級(jí)和多極頁表（2）多級(jí)頁表

在二級(jí)頁表的基礎(chǔ)上，將外層頁表再進(jìn)行分頁。7.3.2分段存儲(chǔ)管理方式利用分頁存儲(chǔ)系統(tǒng)，提高了內(nèi)存的利用率，作業(yè)的地址空間是一維線性的，這破壞了程序內(nèi)部天然的邏輯結(jié)構(gòu),造成共享、保護(hù)的困難。引入分段存儲(chǔ)管理方式，

主要是為了滿足用戶和程序員的下述需要：1)方便編程2)信息共享

3)信息保護(hù)4)動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)

5)動(dòng)態(tài)鏈接

7.3.2分段存儲(chǔ)管理方式1、分段存儲(chǔ)管理的基本概念

（1）進(jìn)程的邏輯地址空間

按邏輯結(jié)構(gòu)分段，每段有自己的段名、段號(hào)，從0開始為段編號(hào)，采用一段連續(xù)的地址空間，段的長(zhǎng)度由相應(yīng)的邏輯信息組的長(zhǎng)度決定。...0S工作區(qū)段[B]主程序段[M]......0EP子程序段[X]0K...CALL[X][E].........CALL[Y][F]CALL[A]116......0FL子程序段[Y]0116N數(shù)組[A]12345...7.3.2分段存儲(chǔ)管理方式（2）分段系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu)

（s，w）s：段號(hào)，w：段內(nèi)地址段內(nèi)地址w段號(hào)s31242307.3.2分段存儲(chǔ)管理方式（3）內(nèi)存分配原則：分段存儲(chǔ)管理的內(nèi)存分配以段為單位，每一段分配一塊連續(xù)的內(nèi)存分區(qū)，一個(gè)進(jìn)程的各段分到的內(nèi)存分區(qū)不要求是相鄰連續(xù)的分區(qū)。

7.3.2分段存儲(chǔ)管理方式2、段表和段表地址寄存器

段映像表（段表）：段號(hào)、段長(zhǎng)、基址

內(nèi)存第0段第1段第2段第3段用戶作業(yè)段表基址段長(zhǎng)150K35K500K9K300K20K100K42K3210段號(hào)第0段第1段第2段第3段7.3.2分段存儲(chǔ)管理方式3、分段存儲(chǔ)管理中的地址轉(zhuǎn)換與基本分頁管理的變換機(jī)構(gòu)和過程類似。段表寄存器存放段表的起始地址和段表長(zhǎng)度；越界訪問控制邏輯地址的段號(hào)與段表長(zhǎng)度比較；段內(nèi)地址與段表中保存的段長(zhǎng)比較；段表始址段表長(zhǎng)度段表寄存器﹥153705物理地址段號(hào)3105邏輯地址越界中斷段表基址段長(zhǎng)150K35K500K9K300K20K100K42K3210段號(hào)內(nèi)存7.3.2分段存儲(chǔ)管理方式4、分段存儲(chǔ)管理的共享

分頁存儲(chǔ)管理也可以實(shí)現(xiàn)共享

分頁系統(tǒng)中共享editor分段存儲(chǔ)管理中的共享比分頁系統(tǒng)更方便。4、分段存儲(chǔ)管理的共享

允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問的代碼稱為可再入代碼，或稱為純代碼，可再入代碼是不允許任何進(jìn)程進(jìn)行修改的。

但在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)代碼都可能有所改變，因此為了解決這個(gè)問題，每個(gè)進(jìn)程都有局部數(shù)據(jù)區(qū)，將在執(zhí)行過程中可能改變的代碼復(fù)制到數(shù)據(jù)區(qū)。程序執(zhí)行的時(shí)候之改變數(shù)據(jù)區(qū)的代碼，不改變共享的代碼。5、分段存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

方便編程

便于動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)：設(shè)置增長(zhǎng)標(biāo)志位，防止發(fā)生越界中斷

便于共享

便于動(dòng)態(tài)鏈接

便于分段保護(hù)缺點(diǎn)：

要為存儲(chǔ)器緊縮付出代價(jià)

要設(shè)立各段表，為此要提供附加的存儲(chǔ)空間

在外存上管理可變長(zhǎng)度的段比較困難

段的最大長(zhǎng)度受到內(nèi)存大小的限制與分頁一樣，提高了硬件成本分段與分頁的區(qū)別（１）段是信息的邏輯單位，分段是出于作業(yè)邏輯上的要求，對(duì)用戶來說，分段是可見的；頁是信息的物理單位，分頁并不是用戶作業(yè)的要求，而僅僅是為了系統(tǒng)管理內(nèi)存的方便，分頁活動(dòng)對(duì)用戶是不可見的。（２）頁的大小固定，由系統(tǒng)決定；段的大小不固定，由用戶決定。（３）把邏輯地址分解成頁號(hào)和頁內(nèi)位移量是機(jī)器硬件的功能，而定義成段號(hào)和段內(nèi)位移量是由用戶決定的，故頁內(nèi)沒有地址越界問題，而段內(nèi)位移量存存在地址越界題（４）從用戶角度，分頁的地址空間是個(gè)一維地址空間，而分段的地址空間則是二維地址空間。7.3.3段頁式存儲(chǔ)管理方式

分頁系統(tǒng)能有效地提高內(nèi)存利用率，但卻不能很好的滿足用戶的需要，給共享和保護(hù)帶來一定的困難。分段系統(tǒng)能夠很好的滿足用戶的需要，但要為存儲(chǔ)器的緊縮付出處理機(jī)時(shí)機(jī)的代碼。

段頁是存儲(chǔ)管理系統(tǒng)：結(jié)合分段和分頁的特點(diǎn)，將作業(yè)先分段再分頁。7.3.3段頁式存儲(chǔ)管理方式1、段頁式管理的基本概念

（1）

進(jìn)程的邏輯地址空間

先把進(jìn)程的地址空間按照程序自身的邏輯關(guān)系分成若干段，每段在邏輯上是完整的，每段有自己的段名，再把每個(gè)段分成若干個(gè)頁。（2）分段系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu)（s，p，d）段號(hào)，頁號(hào)和頁內(nèi)地址

（3）內(nèi)存分配原則：以頁為單位

段號(hào)S段內(nèi)頁號(hào)P頁內(nèi)地址W主程序段數(shù)據(jù)段子程序段段頁式存儲(chǔ)管理7.3.3段頁式存儲(chǔ)管理方式2、段表和頁表

系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建立段表，為每一段建立頁表，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換。

段表：記錄了每一段的頁表始址和頁表長(zhǎng)度

頁表：記錄了邏輯頁號(hào)與內(nèi)存塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（每一段有一個(gè)，一個(gè)程序可能有多個(gè)頁表）……段表始址段表長(zhǎng)度段表13021110頁表始址頁表長(zhǎng)度狀態(tài)段號(hào)段表寄存器頁表03121110存儲(chǔ)塊號(hào)狀態(tài)頁號(hào)頁表1110存儲(chǔ)塊號(hào)狀態(tài)頁號(hào)段頁式存儲(chǔ)管理段表始址段表長(zhǎng)度段表寄存器邏輯地址頁號(hào)P頁內(nèi)地址段號(hào)S﹥段表塊號(hào)塊內(nèi)地址物理地址越界中斷頁表xxxx2xxxx1xxxx0頁表始址段號(hào)210頁表始址段號(hào)段頁式存儲(chǔ)管理地址轉(zhuǎn)換7.3.3段頁式存儲(chǔ)管理方式3、段頁式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換

a)從控制寄存器讀取段表始址，找到段表；段號(hào)＋段表始址

得到段描述子地址；b)從段描述子讀取頁表始址，找到頁表；頁號(hào)＋頁表始址

得到頁描述子地址；c)從頁描述子讀取物理塊號(hào)；物理塊號(hào)＋頁內(nèi)位移量

得到物理地址。

上述的地址變換至少要訪問主存三次，這將使執(zhí)行程序的速度大大降低。為了解決上述問題，可以采取前邊講過的“快表”技術(shù)。7.3.3段頁式存儲(chǔ)管理方式4、

段頁式管理的優(yōu)缺點(diǎn)

同時(shí)具備分段和分頁管理的優(yōu)點(diǎn)：分散存儲(chǔ)，內(nèi)存利用率較高；便于代碼或數(shù)據(jù)共享，支持動(dòng)態(tài)鏈接等。訪問效率下降：一次訪問轉(zhuǎn)換成了三次訪問。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動(dòng)圖無優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢(mèng)魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開始用藥？★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動(dòng)打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時(shí)累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國1997年～2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（1）病人因素：高齡、營養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時(shí)間過長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐?。?duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（4）SSI危險(xiǎn)指數(shù)（美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)間（T）

（或一般手術(shù)＞2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用169預(yù)防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術(shù)：防止可能的外源污染可染手術(shù)：減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù)：清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用170需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

理想的給藥時(shí)間？目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)機(jī)研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

手術(shù)過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用176術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)無改變

手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot

手術(shù)過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥，可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用178ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時(shí)間切開后時(shí)間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時(shí)間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)（%）相對(duì)危險(xiǎn)度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時(shí)給藥，預(yù)防SSI效果好180六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥?。?！抗菌素應(yīng)在切皮前45～75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則：各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應(yīng)用）注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥？沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價(jià)較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用延長(zhǎng)抗菌素使用的缺點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個(gè)體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術(shù)超過３４h，應(yīng)給第２個(gè)劑量，必要時(shí)還可用第３次可能有損傷腸管的手術(shù)，術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果，不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部（誘發(fā)高耐藥）必要時(shí)可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)（PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素：時(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng)，缺乏針對(duì)性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯(cuò)誤：在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時(shí)內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對(duì)比研究證明，手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法

——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系：備皮方法 剃毛備皮 5.6%

脫毛0.6%備皮時(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 ＞20%

術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%

術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間PART02MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換