STORAGE and DISTRIBUTION SYSTEMS
贮存和分配系统
8. STORAGE AND DISTRIBUTION SYSTEMS
8. 贮存和分配系统
8.1 INTRODUCTION
8.1 序论
This chapter provides an overview of eight common distribution configurations and a decision tree to help decide which system best suits the operating requirements. A comparison of tank versus tankless systems is addressed, as well as alternative materials of construction available, and ancillary equipment related to overall distribution systems. Common industry practices are listed as examples, to help clarify regulatory requirements.
本章提供一个八种普通分配配置的概述以及一个决策树来帮助决定什么系统最适合操作设备。连同有效结构的可选材料，以及和整个分配系统有关的辅助设备一起，对有水罐和无水罐系统进行比较。以列表上记载的普通工业实践作为实例来帮助阐明法规要求。
8.2 SYSTEM DESIGN
8.2 系统设计
8.2.1 General Considerations
8.2.1 一般须考虑之事项
A storage system is used to accommodate peak flow requirements against usage rates. The storage system must maintain the feed water quality to ensure the appropriate quality of the end use of product. Storage allows a smaller, less costly pretreatment system to meet peak demand. A smaller treatment system operates closer to the ideal of continuous, dynamic flow. Large manufacturing sites, or systems serving different buildings, may use storage tanks to separate one section of the loop, and others to minimize cross contamination.
贮存系统根据使用率来调节高峰水流的需要量，它必须维持给水质量来确保产品最终使用时的质量。贮存允许较低、较少的成本预处理系统来满足高峰要求。一个小型预处理系统的操作是接近于连续的动态流量的。大的生产场所或为不同建筑服务的系统可以用贮水罐将回路的一部分和其他部分分开以将相互污染减少到最低。
The main disadvantage of a storage tank is its capital cost, and the cost of associated pumps, vent filters, and instrumentation. However, this is usually less than the increased cost of pretreatment equipment sized to handle the peak use rate in the facility.
贮存罐的主要缺点是它的资产成本和相关泵、气滤器和仪器操作的成本。然而，这通常小于按照工厂中处理高峰使用率类型制造的预处理设备增加的成本。
Another disadvantage of storage is that it introduces a region of slow moving water, which can promote bacterial growth.
贮存罐的另外一个缺点是它采用了一个水流缓慢的区域，该区域可能促进细菌生长。
8.2.2 Capacity
8.2.2 容积
Criteria affecting storage capacity include the user's demand profile or the amount of use, duration, timing, and diversity, (in the case of more than one user), balance between the supply of pre- and final- treated waters, and whether the system is recirculating or non-recirculating. Careful consideration of these criteria will affect cost and water quality.
影响贮存容量的标准包括用户需求或使用量，持续时间，周期和多样性（对于多个用户），预处理水供给和终处理水供给之间的平衡，以及系统是再循环还是非再循环。对这些标准的仔细考虑将影响成本和水质。
The storage tank must provide reserve to minimize cycling of the treatment equipment and to reduce pump cavitation. It should provide sufficient reserve to enable routine maintenance and orderly system shutdown in the event of an emergency, which can vary from few to many hours, depending on the size and configuration of the system and maintenance procedures.
贮存罐必须有储备水来使处理设备循环降到最低并减少泵空泡形成。它还应该紧急事件时，能提供足够的储备水来进行日常维护和系统轮班的停工。紧急事件可能会从几小时到许多小时，这取决于系统的容量和配置以及维护程序。
8.2.3 Storage Tank Location
8.2.3 贮存罐位置
It may not be cost-effective to locate storage tanks as close as possible to the point of use, within high-cost, GMP-finished areas. It may be more advantageous to locate them close to the generation equipment, for ease of maintenance. Utility areas are acceptable for this purpose, if access is provided (and the area is kept clean).
在高成本、GMP区域内，尽可能靠近使用点安置贮水罐并不会节约成本。将它们安置在生成设备附近是较有利的，因为维护方便。如果能提供通道（并且保持公共区域清洁），为了维护方便也可以把储罐安置在公共区。
8.2.4 Types of Storage Tanks
8.2.4 贮存罐类型
Vertical storage tanks are common but horizontal tanks may be necessary if overhead space is limited. For recirculating systems, tank design should include an internal spray ball to ensure that all interior surfaces are wetted for microbial control. Jacketing is usually provided in hot systems, to maintain water temperature over long periods without makeup; or to temper high influent temperatures, to preclude excessive rouging and pump cavitation. To avoid the absorption of carbon dioxide and its effect on conductivity, inert blanketing of the tank headspace should be considered. Storage tanks must be fitted with a sub-micron hydrophobic vent filter to reduce bio-burden and particles.
通常会用垂直储罐，但当上空空间有限时，则需要采用水平储罐。对于再循环系统，设计储罐时，应将内部喷洗球包括在内，以确保所有的内表面湿润以控制微生物。热系统通常会采用夹套结构，以能够长时间的维持水温；或者调节过高的流入液体温度；以排除过度生锈以及泵空化。为了避免吸收二氧化碳影响电导率，应考虑在储罐顶空采用惰性封层。储罐上必
须安装一个疏水亚微粒气滤器，以减少生物负荷和微粒。
The maximum size of a single storage vessel is often limited by the space available in the facility. It may be necessary to resort to multiple tanks to obtain the desired capacity. In this case, interconnecting piping must be carefully designed to assure adequate flow through all supply and return branches.
单个储罐的最大尺寸通常受车间的可用空间限制。可能会要用多个储罐来达到预想的容量。在这种情况下，必须仔细设计互相连接管线，以确保所有供应和返回分支管道能达到足够的流量。
8.3 SYSTEM DISTRIBUTION DESIGN
8.3 系统分配设计
8.3.1 General Considerations
8.3.1 一般须考虑事项
Proper design of both the water storage and distribution systems is critical to the success of a pharmaceutical water system.
制药水系统的成功关键在于：正确的设计水的储存和分配系统。
The optimal design of any water storage and distribution system must accomplish three things:
1. Maintain the quality of the water within acceptable limits.
2. Deliver the water to the use points at the required flow rate and temperature.
3. Minimize capital and operating expenses.
任何水储存和分配系统的最适设计都必须完成以下三件事：
1. 保持水质在合格的限度内。
2. 输送到用点的水的流速和温度是符合要求的。
3. 将资产成本和操作费用降到最低。
Although items 2 and 3 are well understood, item 1 is often misinterpreted. It is not necessary to protect the water from every form of degradation, only to maintain the quality within acceptable limits. For instance, water stored in the presence of air absorbs CO2increasing the conductivity. This degradation can be avoided by blanketing the storage vessel with nitrogen. However, for many systems this would be a wasteful expenditure if the increased conductivity were still within the required specification.
尽管第2条和第3条都很好理解，但是第1条总是被曲解。不必要防止水的任何形式的降格，只要能将水质维持在合格标准内就可以了。例如，如果水存储的场所存在空气，水就会吸收二氧化碳从而升高电导率。可在储罐的上层加上氮封就可以避免这种降格。但是，如果升高后的电导率仍在要求的规格内，对于多数系统来说，进行氮封就是一种浪费。
As technology has improved over the years, many design features such as storage at elevated temperature, constant circulation, use of sanitary connections, polished tubing, orbital welding, frequent sanitization, and the use of diaphragm valves have become common place. To incorporate all of these features into each new design typically leads to ever escalating costs with little if any
reduction in risk of contamination. Although each of these items provides a level of security, it is a mistake to assume that all of them need to be in every system. Many systems operate successfully with one or more of these design features omitted. In such cases, the cumulative effect of the other design features is adequate to prevent degradation of the water.
由于这些年技术的发展，许多设计特征，如：在高温下存储、连续恒定循环、清洁连接件的使用、抛光的管、轨焊、频繁消毒以及隔膜阀的使用等都已经变得很普通了。如果在每个新设计中将这些特征都考虑进去的话，通常会导致费用过大，但在降低污染风险（如果有的话）上成效很小。尽管这些条目都可以提供一定水平的清洁，但如果认为在每个系统中都要用到这些条目则是错误的。在这种情况下，其他的设计特征的累积作用就足以避免水质的降格。
A more reasonable approach is to utilize design features that provide the greatest reduction in contamination risk at the most reasonable cost, and add the more expensive features in the design phase, only if they are required to maintain quality within acceptable limits. The systems should be designed to be robust, so features do not have to be added later, affecting cost and schedule. The idea of selecting design features based on "return" on investment where "return" is defined as reduction in contamination risk, can be very helpful in controlling system cost and in evaluating different alternatives. Ultimately, the effectiveness of each system design is determined by the quality of the water delivered to the users. The challenge for the design engineer is to know what features to include, to achieve the required degree of protection with the lowest lifecycle cost.
较合理的方法是：采用在最合理的费用上能最大的降低污染风险的设计特征；或者是，只有在必须用到那些最昂贵的设计特征才能维持水质在合格限度内时，才采用它们。应将系统设计的很健全和坚固，这样就不需要后来再添加一些设计特征，影响费用和计划。设计特征是根据在投资上的“回返”来选择的（此处“回返”的定义是：降低污染风险），这非常利于系统成本控制以及评估不同的选项。最终，通过输送给用户的水质来确定各个系统设计的效果。设计工程师的挑战是：要知道应该包括哪些设计特征，才能在最低的寿命循环成本下达到要求的防护程度。
EXAMPLE 实例
A USP compendial water system is designed with a 316L SS storage and distribution system and operates normally at 80°C.The tubing is all sanitary, orbital welded, with minimal clamps and zero dead leg diaphragm valves at the use points. Water is kept circulating through the tubing at a minimum return velocity of 3ft/sec. In this case, use of high mechanical polish tubing (<20 Ra) with electropolishing may not be required. The risk of contamination for such a system is already low, and the impact of this upgraded surface finish is questionable. The benefits that will be achieved by further improving the quality of finish may not be justified.
美国药典规定的水系统设计的是用316L SS存储和分配系统并且通常在80°C下操作。所有管道都是清洁的、用轨焊的，在用点使用最少的夹具和无死角的隔膜阀。水是循环流过管道的，并且要保证它们在回路中的流速不低于3ft/sec。在这种情况下，是不需要使用电抛光的高机械抛光管道(<20 Ra)。这样的系统的污染风险已经很低了，而且，这些升级的表面抛光的影响是还未确定。现在还没能证明提高抛光质量带来的益处。
However, if the same system were open to the atmosphere, consideration would be given to installing a 0.2micron vent filter on the storage vessel, as the reduction in contamination risk
is quite large for a relatively small investment. Similarly, if the zero dead leg valves, were
replaced with less expensive valves with larger dead legs, you might consider increasing the minimal circulation velocity to help compensate.
然而，如果这样的系统是暴露在空气中的，应考虑在储罐上安装一个0.2微米的气滤器，
因为这样的投资相对小，但是可以较大的降低污染风险。同样的，如果用一个有着较
大死角的较便宜的阀替换无死角的阀，则需要考虑用增加最低循环速度来补偿。
The purpose of the following chapter sections is to provide information to help the user evaluate the advantages, disadvantages and cost effectiveness of many of the design features commonly used to protect water from degradation. A method of selecting/optimizing system storage and distribution design is also presented.
以下章节部分给用户提供了一些信息，以帮助用户去评价许多设计特征的优点、缺点和费用，这些设计参数通常用于防止水降格的。此外，以下章节还提供了选择/优化系统存储和分配的设计方法。
As a general rule, a water system is optimized as a result of the following:
按常规，水系统是按照以下几条来优化的：
1) Minimizing the time the water is held at conditions which favor growth
2) Minimizing changes to water temperature
3) Contacting all areas during sanitization
1）在有利于微生物生长的条件下，减少水的停留时间。
2）减少水温的变化
3）在消毒时应接触到所有区域
One system design can be said to be better than another, if it accomplishes these goals to the same degree, but at a reduced lifecycle cost. Examples of storage and distribution concepts commonly used today are presented in subsequent sections of this Guide, to help demonstrate the idea of optimal system design.
如果某系统设计能在同一程度上达到上述这些目标并且寿命循环成本低，那么就可以说该系统是较好的。该指南后面的章节将给出现在常用的存储和分配的概念的例子，以助于对最佳系统设计概念的证明。
8.3.2 Distribution Design Concepts
8.3.2 分配设计概念
The two basic concepts developed for distribution of pharmaceutical waters are referred to as the "batch" and "dynamic/continuous" distribution concepts.
制药用水的分配的两个基本概念是“批次”分配和“动态的/连续的”分配。
The batch concept utilizes at least two storage tanks. While one is being filled, the other is in service providing pharmaceutical waters to the various process users. After one tank has been filled from the water final treatment system, it is isolated and the water inside is tested. Only after testing is that tank put into service. The water is often drained after 24 hours, but can be validated for longer
periods of time. At the completion of the draining operation, the vessel and distribution system is usually sanitized before refilling.
批次概念是至少要用两个储罐。当一个正在装填水时，另一个用于为不同加工程序上的用户提供制药用水。当用终处理系统中出来的水将一个储罐填满后，它是隔离的并且它内部的水是经检测的。只有经检测后，那个储罐才能使用。通常是24小时后就将水排出，但是可验证是否能放置更长时间。在排水操作完成后，储罐和分配系统通常是要经消毒后才能再使用的。
The dynamic/continuous concept off-sets the peak instantaneous water demand, put on the overall water system through utilization of a single water storage vessel which simultaneously receives final pretreatment system make-up, stores the water in the vessel, and ultimately supplies it to the various process users while maintaining water quality.
动态/连续概念弥补了同时需水时的需水量峰值，打开整个水系统，只用单个储水罐同时来接收最后的预处理系统制备的水、在储罐中存储水以及最后将水供应到各个加工程序的用户处，同时还要维持水质。
The advantage of the "batch" distribution concept, over the "dynamic/continuous" distribution concept, is that the water is tested before use with tank QA/QC lot release (water used in each product batch lot is traced and is identifiable). The advantages of the "dynamic/continuous" distribution concept include lower lifecycle costs, as well as less complex piping around the storage vessel, and a much more efficient operation.
对于“动态/连续”分配来说，“批次”分配的好处是水在使用前是经检测的，并且储罐上标有QA/QC的放行签（用于每个生产批次的水是可以追溯和识别的）。“动态/连续”分配的优点有：低寿命循环成本以及储罐周围的管线不复杂并且操作起来更有效。
Once a system distribution concept has been selected, the following additional storage and distribution design considerations should be carefully evaluated:
一旦选择了某个系统分配概念，就应该仔细评估下述附加的存储和分配设计考虑因素：
?System configuration including whether series or parallel loops are required, distribution loop points of use, cooling requirements (steam-able, sub-loop or multiple branched heat exchanger assemblies), reheat requirements, if any, secondary loop tanks versus tankless system considerations, etc.
系统配制包括：是否要求串联或并联的回路，分配回路上的用点，冷却要求（可用蒸气的、在次级回路或多分支上装配热交换器），再加热要求，考虑使用无储罐的系统或第二个回路储罐，等。
? Hot (65-80°C), cold (4-10°C), or ambient temperature process use point requirements 用点要求的热(65-80°C)、冷(4-10°C)或环境温度
? Sanitization method (steam, hot water, ozone, or chemical)
消毒方法（蒸气、热水、臭氧或化学试剂）
8.3.3 Distribution Decision Tree
8.3.3 分配决策树
The decision tree in Figure 8-1 is presented to aid in the analysis of distribution design. Most of the
systems in use today are represented by one of these eight configurations, but other designs may also be acceptable. In evaluating which configuration is optimal for a given situation, the designer needs to consider many factors, including the requirements for Quality Assurance release, the desired specification of wafer (DI, USP WFI, etc.), hydraulic limitations, the required temperature at each drop, the number of use points, and the Cost of energy.
图表8-1中的决策树有助于分配设计的分析。当今大多数使用的系统都是这八种配置中的一种，但是其他设计也是适用的。在评估哪种配置最适合于给定条件时，设计者需要考虑许多因素，包括QA放行要求、水预期需要达到的技术指标（DI、USP WFI等等）、液压限制、每个下降部分所需温度、使用点数量以及能源成本。
Decision tree guide
1) Batched System
2) Branched/One Way
3) Parallel Loops, Single Tank
4) Hot Storage, Hot Distribution
5) Ambient Storage, Ambient Distribution
6) Hot Storage, Cool and Reheat
7) Hot Tank, Self-contained Distribution
8) Point of Use Heat Exchanger
决策树
1) 批次系统
2) 多分支/单通道
3) 平行回路，单个水罐
4) 热贮存，热分配
5) 环境温度存储,环境温度分配
6) 热贮存，冷却和再加热
7) 热水罐，独立分配
8) 热交换器使用点
Each configuration varies in the degree of microbial control provided and in the amount of energy required. Better microbial control is usually achieved by minimizing the amount of time water is exposed to conditions favoring microbial growth. Configurations that store water at sanitizing conditions such as hot, under ozone, or circulation at turbulent velocities, are expected to provide better microbial control than those that do not. Naturally, hot circulating systems are more forgiving than cold systems from a microbiological perspective. However, adequate microbial control may be achieved in other configurations provided they are frequently flushed or sanitized. In any case, system design should prevent stagnation, which promotes formation of biofilm.
根据提供的微生物控制程度和要求的能源量来选择不同的构型。通常减少水在微生物易于生长的条件下的暴露时间能较好的控制微生物。那些能在消毒条件下（如：热、臭氧或高速循环）储水的构型要比没有这些条件的构型能更好的控制微生物。显然，从微生物上来说，热循环系统要比冷系统好。然而，经常冲洗或消毒的构型能达到充分的微生物控制。在任何情况下，在设计系统时候都应考虑防止滞流，因为滞流可促进生物膜的形成。
Energy usage is minimized by limiting the amount of water changing temperature. Configurations
storing water hot but supplying it to the use points at lower temperature must cool the water before use. Energy requirements are minimized by cooling only that water drawn from the system. Configurations that constantly cool and reheat water utilize more energy than systems that do not.
通过限制水温变化量来降低能耗。存储的是热水但供应给用点的水是低温的构型则必须在使用前将水冷却。只用来自系统的水来冷却可以降低能耗。需要不断冷却和再加热的水的构型的耗能要高于那些没有这些需求的系统。
The configurations delivering lower temperature water are shown with a single cooling exchanger for clarity. Usually the cooling medium is tower water since this is the least expensive to generate. In most parts of the world, tower water is not cold enough to allow use temperatures much below 25°C. A second cooling exchanger using chilled water or glycol must be added if the required use temperature is below 25°C. It is usually cost prohibitive to cool water from 80°C to less than 25°C using chilled water or glycol alone as the chiller size becomes quite large.
输送低温水的构型可用一个单冷却交换器来清晰的显示。冷却介质通常是塔水，因为制备成本最低。世界上的多数地区，塔水的温度不足以将待使用的水的温度降到低于25°C。如果要求使用温度低于25°C，则需要添加一个用冷冻水或乙二醇的冷凝交换器。通常禁止只使用冷冻水或乙二醇来将80°C的水冷却到25°C以下，否则冷却器的尺寸将特别大。
Figure 8-1 Distribution Decision Tree
8.3.4 Example System Descriptions
8.3.4 实例系统
The following describes the systems, contained in the accompanying decision tree that can be used successfully to store and distribute high purity water. Figure 8-2 through Figure 8-12 present simplified schematic diagrams (not meant to be P&IDs) of each configuration.
以下描述包含在决策树中的系统，这些系统可以成功用于贮存和分配高纯化水。图表8-2到图表8-12描述了每个配置的简化示意图（不是工艺管道流程图）。
Figure 8-2 Batched Tank Recirculating System
图表8-2 批次水罐再循环系统
This system is used where QA release is required on the water before it goes into the process, One batch tank supplies water to the process, while the other is tilled and tested "for QA release (traditionally -due to unreliable means of Water production). This is a cumbersome system to operate and is usually limited to smaller systems. The disadvantages are the high capital and operating costs. In-line conductivity and TOC measurements can provide nearly the same degree of assurance for less money.
该系统用于在进入加工程序前需QA放行的水。当一个批次储罐向加工程序供水时，另一个储罐的水还在被检测以获得“QA放行”（通常是由于水的制备方法不可靠）。这样的构型运行起来是麻烦的并且这仅限于小系统。它的缺点是资产成本和运行成本高。可采用在线检测电导率和TOC的方法，这可以提供同样的保证程度而费用却很低。
Figure 8-2 Batched Tank Recirculating System
图表8-2 成批水罐再循环系统
Figure 8-3 Branched/One Way with Limited Points of Use
图表8-3 带有有限的用点的多分支/单通道构型
This configuration is sometimes used where capital is tight, the system is small, and microbiological quality is of lesser concern. It is also useful where frequent flushing or sanitization of the piping is possible. It is a good application where water use is continuous. It is less advantageous where water
use is sporadic/as the line stays stagnant when not in use. Microbial control is more difficult to maintain. A program must be set up to flush (e.g., daily) and sanitize the loop to maintain microbial contamination within acceptable limits. More frequent sanitization may be required; increasing operating costs. It is also more difficult to use On-Line monitoring, as indicative of the quality of the water throughout the system, in a non-recirculating system.
当资金紧张时才采用该构型。该系统很小并且也不太关心微生物特性。当可以经常冲洗和消毒管道时，该构型是很有用的。它的很好的用法是连续使用。对于水是分散的/当不使用时，水流是停滞的情况，它没有优势。由于很难维护微生物的控制，所以必须建立回路的冲洗（如：每天冲洗）以及消毒计划，以将微生物污染控制在合格限度内。还可能会要求更高的消毒频率，这样就会增加运行成本。在非循环系统中也很难使用在线监测来指示整个系统中水的质量。
Figure 8-3 Branched/One Way with Limited Points of Use
图表8-3 带有有限用点的多分支/单通道
Figure 8-4 Parallel Loops, Single Tank
图表8-4 平行回路，单个水罐
This configuration is a combination of any of the loop distribution schemes off one storage tank. Figure8-4 shows a hot storage tank with two separate loops; a hot distribution and a cool and reheat loop. Parallel loops are very common and are most advantageous where multiple temperatures are required, or where the area served is so large that a single loop becomes cost prohibitive or hydraulically impractical. The major concern is to balance the various loops to maintain proper pressure and flow. This is accomplished either by using pressure control valves, or by providing a separate pump for each loop. (Note：A different design is intentionally presented for each loop).
该构型是一个由任何回路分配组合而成的单储罐的组合体。图8-4显示的是有两个单独回路的热储罐；一个热分配和一个冷的以及再加热回路。在需要多个温度，或者场地非常大，用单回路的成本很高或水压不能实现的情况下，用平行的回路是非常普通的也是最有利的。要考虑的最主要的问题是：平衡各种回路以维持适当的压力和流速。这可通过使用压力控制阀，或分别给每个回路安装独立的泵来实现。（注意：不同回路采取不同设计）
Figure 8-4 Parallel Loops, Single Tank
图表8-4 平行回路，单个水罐
Figure 8-5 Hot Storage, Hot Distribution
图表8-5 热贮存，热分配
This is the configuration of choice when all use points require hot (greater than 65℃) water. Temperature is maintained in the storage tank by steam supplied to the tank jacket or alternatively by a heat exchanger on the circulating loop. Water is generally returned to the top of the tank through a spray ball to ensure that the entire top surface is wetted. This system provides excellent microbial control and is simple to operate. In addition, tank and loop sanitization is required less frequently, or not at all, if a temperature of 80℃is maintained. This type of system is universally accepted by regulatory agencies.
当所有的用点都需要热水（高于65℃）时，才选择该构型。通过储罐夹套中的蒸气来维持储罐的温度或者在回路上安装一个热交换器。水通常是通过喷洗球到达储罐的顶部，以确保整个顶部表面湿润。该系统能很好的控制微生物并且操作简单。此外，当温度能维持在80℃时，该系统对储罐和回路的消毒频率要求低，或者就不需要。这类系统通常是被法规机构接受的。
Areas of concern include protecting workers from scalding, cavitation in the circulation pump, moisture condensation on the vent filter, and the formation of rouge. Scalding is minimized by operating at lower temperature (65℃) or by proper training and personal protective gear. Cavitation is avoided by accounting for the high vapor pressure of hot water in the net positive suction head (NPSH) calculations. Condensation is prevented by positioning the hydrophobic vent filter for good drainage and by heating the filter with either a low pressure steam jacket or electric tracing. Avoid overheating as this can melt the filter cartridge. Rouge formation is controlled by passivation and by operating at a lower temperature. It can be eliminated by using non-metallic or lined components.
需要考虑的问题包括：防止工人烫伤，防止循环泵中形成空泡，防止湿气在气滤器上聚集以及水锈的形成。通过在较低温度(65℃)下操作或者对工人适当的培训以及配有适当的防护工具来将烫伤可能降低到最小。可通过计算气蚀余量来计算热水的高水汽压力以避免空泡形成。给疏水气滤器配有很好的排水工具并且用低压蒸气夹套加热或电子描计法就可以避免湿气聚集。但是要避免过热，因为这会熔化过滤芯。钝化或在低温下操作就可控制水锈的形成。采用非金属的或有线纹的组件就可消除水锈的形成。
Figure 8-5 Hot Storage, Hot Distribution
图表8-5 热贮存，热分配
Figure 8-6 and Figure 8-7 Ambient Storage, Ambient Distribution
图表8-6和图表8-7 环境温度存储,环境温度分配
This system is most advantageous when the water is generated at ambient temperature, will be used only at ambient temperature, and there is adequate time for sanitization.
当水在环境温度产生同时只在环境温度使用，并且有足够的时间灭菌时，该系统是极其有利的。
Since the water is stored at ambient temperature with no disinfectant, microbial control is not as good as hot storage system configurations. However, good microbial control is possible provided sanitization is conducted on a frequent basis. Frequent sanitization is usually accomplished by allowing the water level in the storage tank to drop through use, then heating the remaining contents, and circulating through the loop for set amount of time. Reducing the water level limits the energy and time required to sanitize. Heat is provide by steam supplied to the tank jacket, or alternatively, by a heat exchanger on the circulating loop. Cooling may be required to prevent temperature increases due to heat buildup from the pump, and for cool down after sanitization. Water consumption is low if the level in the storage tank is allowed to drop through use prior to sanitization and moderate if it is drained.
由于在环境温度下贮存的水没有经过灭菌，因而其微生物控制不如热贮存系统配置的那样好。然而，只要消毒达到一定的频率，良好微生物控制是可能实现的。经常消毒通常是这样来实现的：在使用时让储罐中的水位下降，然后加热剩余的水，再用这个加热的水在系统中循环一定的时间。降低水位就限制了消毒所需的能量和时间。可用供应给储罐夹套的蒸气来加热或者用循环回路上的热交换器加热。因泵会产热以及消毒后需降温，因此可能需要冷却。如果储罐中的水位在消毒前是允许下降的并且当水被排出后水位还是适度的，那么水的消耗就很低。
The capital and operating costs of this system are minimal. Another advantage is that it can provide high flow rates of ambient pharmaceutical water, without need for complex points of use heat exchangers. Its major disadvantage is the time required to sanitize, which is longer than the previously described systems, due to the need to heat and cool the contents of the storage tank.
该系统的资产成本和运行成本都很低。另一个优点是它能提供环境温度下高流速的制药用水，而无需复杂的使用热交换器的位点。它的主要缺点是：由于要加热并冷却储罐中的内含物，因此，它的消毒时间要比上述的几个系统长。
Figure 8-6 Ambient Storage and Ambient Distribution
图表8-6 环境温度存储,环境温度分配
Many pharmaceutical water users have found that storing and distributing water at ambient temperatures with periodic sanitization, (utilizing either clean steam or heating to 80℃for microbial control) to be safe and cost effective. The ambient system can also be effectively operated with an ozonated storage and a periodically ozonated loop, in lieu of hot water sanitization (see Figure 8-7). Levels of 0.02ppm to 0.2ppm of ozone protect the water from microbial recontamination. Ozone needs to be completely removed from process water prior to usage, using UV radiation. Consideration therefore must be given to verifying/assuring that ozone has been eliminated, such as the use of In-Line monitors.
许多使用制药用水的用户已经发现在环境温度下存储和分配水并进行定期消毒（用干净的蒸汽或加热到80℃进行微生物防治）是安全且成本有效的。用一个臭氧存储器及一个定期生成臭氧的回路也能代替热水消毒（见图8-7），有效地操作环境温度系统。0.02ppm到0.2ppm 的臭氧水平即能防止水受到微生物的再污染。使用前，应当使用UV辐射将臭氧从过程用水中完全去除。因此必须考虑验证/确保臭氧已经去除，比如使用在线监测。
One advantage of ozonation or chemical sanitization, is that these methods allow the use of plastics as a material of construction (popular in Europe for purified water systems).
臭氧或化学消毒的一个好处是可以将塑料用作一种构建材料（在欧洲普遍用于纯化水系统）。
Figure8-7 Ozonated Storage and Distribution
图8-7 臭氧的储存和分布
Figure 8-8 Hot Storage, Cool and Reheat
图8-8 热储存、冷却和再加热
This system is most advantageous when the water is generated hot, tight microbial control is required, and there is little time for sanitization. It provides excellent microbial control and is easily sanitized. It requires less capital than point of use exchangers, if there are multiple low temperature use points. Hot water from the storage tank is cooled through the first heat exchanger, circulated to the use points, and then reheated in a second exchanger before returning to the storage tank. Sanitation of the loop is accomplished by turning off the cooling medium on a periodic basis. Water consumption is minimized since no flushing is required. The major disadvantage of this configuration is it's high energy consumption, since it cools and reheats the circulating water regardless of whether it is drawn out of the loop.
当水加热，需要严密的微生物防治，且只有一点时间用来消毒的话，用这个系统是最方便的。它提供了很好的微生物防治且十分便于消毒。如果存在多种低温使用点的话，相对于使用交换器的点而言它只需要很少的资金投入。储存罐出来的热水经过第一个热交换器冷却，流至使用点，并在回到储存罐前在第二个交换器内再度加热。定期关闭冷却介质即可对回路进行消毒。因为无须冲洗衣，所以耗水量也减少了。此种配置最主要的缺点是它的高能耗，这是因为不管是否从回路中取水，循环水都会冷却并需要再加热。
Figure 8-8 Hot Storage, Cool and Reheat
图8-8 热储存、冷却和再加热
Figure 8-9 Hot Storage, Self-Contained Distribution
图8-9 热存储、自主分配
This configuration is most advantageous when water is generated hot, there are many low temperature water users, and energy consumption is critical. It provides the benefits of the cool and reheat loop without the large energy requirement. Hot water from the storage tank is cooled through the heat exchanger, circulated to the use points, and the returned to the pump suction bypassing the storage tank. The loop is sanitized on a periodic basis by turning off the cooling medium and opening up the return to the storage tank, allowing hot water to flow through the loop. An alternative is to flush the lower temperature water to drain until the loop becomes hot and then return the flow to the storage tank. The water in the storage tank is kept hot through a steam jacket or heat exchanger on an external pump around loop.
当水加热，有许多低温水使用者且能耗是关键时，用此种配置是最有利的。它的最大好处是无须大量能耗即可冷却并再回热回路。储存罐出来的热水经热交换器冷却，流至各使用点，并不经储存罐回到抽水泵中。此回路通过定期关闭制冷介质并打开通往储存罐的回路，使热水流经回路来进行消毒。另一种选择是用低温水冲洗并将其排出直至回路变热，然后将水流引起储存罐内。储存罐内的水通过一个蒸汽套或回路附近的一个外部泵上的热交换器来保温。When water is drawn out of a point of use valve, hot water from the storage tank flows into the loop and is cooled by the heat exchanger. The hot water flushes the short section of line between the storage tank and the circulation pump preventing a deadleg. In most pharmaceutical installations,
this happens many times per day so the line stays relatively hot. If the usage rate is low, a small
amount of water can be returned to the storage tank on a continuous or timed basis, keeping this line flushed. A third alternative is to return the circulating water to just downstream of the storage tank outlet valve, so the deadleg is negligible.
当水从一个使用阀点取出时，热水从储存罐出来流入回路并通过热交换器冷却。热水冲洗了储存罐和循环泵之间的短线部分，避免了盲管。在大多数制药装置中，这种情况每天都发生很多次，因此这个短线保持着相对较热的温度。如果使用率很低的话，少量水可以连续或同时返回储存罐，而保持这条线被冲洗。第三种选择是将循环水仅返回至储存罐排水阀的下游，因此支路也可以忽略。
Figure 8-9 Hot Storage, Self-Contained Distribution
图8-9 热存储、自主分配
Figure 8-10, Fiqure 8-11, and Figure 8-12 Hot Storage, Hot Distribution, Point of Use Heat Exchanger
图8-10，图8-11，及图8-12热存储、热分配，热交换器使用点
This configuration is identical to Figure 8-5 except that use points requiring water at lower temperature are equipped with point of use heat exchangers. Figure 8-10, Figure 8-11, and Figure 8-12 show three different designs for these exchangers. All three allow flushing water to drain to lower microbial counts and adjusting temperature before opening up the point of use valve. All three also allow for sanitizing the exchanger and downstream piping when water is not called for at the
第四章存储管理 1. C存储管理支持多道程序设计，算法简单，但存储碎片多。 A. 段式 B. 页式 C. 固定分区 D. 段页式 2.虚拟存储技术是 B 。 A. 补充内存物理空间的技术 B. 补充相对地址空间的技术 C. 扩充外存空间的技术 D. 扩充输入输出缓冲区的技术 3.虚拟内存的容量只受 D 的限制。 A. 物理内存的大小 B. 磁盘空间的大小 C. 数据存放的实际地址 D. 计算机地址位数 4.动态页式管理中的 C 是：当内存中没有空闲页时，如何将已占据的页释放。 A. 调入策略 B. 地址变换 C. 替换策略 D. 调度算法 5.多重分区管理要求对每一个作业都分配 B 的内存单元。 A. 地址连续 B. 若干地址不连续 C. 若干连续的帧 D. 若干不连续的帧 6.段页式管理每取一数据，要访问 C 次内存。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 7.分段管理提供 B 维的地址结构。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 8.系统抖动是指 B。 A. 使用计算机时，屏幕闪烁的现象 B. 刚被调出内存的页又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象 C. 系统盘不干净，操作系统不稳定的现象 D. 由于内存分配不当，造成内存不够的现象 9.在 A中，不可能产生系统抖动现象。 A. 静态分区管理 B. 请求分页式管理 C. 段式存储管理 D. 段页式存储管理 10.在分段管理中 A 。 A. 以段为单元分配，每段是一个连续存储区 B. 段与段之间必定不连续 C. 段与段之间必定连续 D. 每段是等长的 11.请求分页式管理常用的替换策略之一有 A 。 A. LRU B. BF C. SCBF D. FPF 12.可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为 D 。 A. 名称空间 B. 虚拟地址空间 C. 相对地址空间 D. 物理地址空间 13. C 存储管理方式提供二维地址结构。 A. 固定分区 B. 分页
第20卷 第3期核科学与工程Vo1.20 No.3 2000年 9月Chinese Journal of Nuclear Science and Engineering Sep. 2000 核燃料循环系统3 刘远松 (中国核工业集团公司核燃料部) 1 前 言 在“核燃料立足于国内”的方针指引下,“九五”计划期间我国核燃料工业与我国核电同步建设、配套发展,“十五”计划期间核燃料系统也必将与我国核电配套发展。在“十五”计划期间的配套建设中,我们将继续走引进与国产化相结合的道路,积极采用先进技术和先进工艺,追求规模效益,把我国核燃料系统建成具有国际竞争能力的行业。然而要实现这一目标,在铀转化、铀浓缩、元件制造、后处理、放射性废物处理和核设施退役这些领域中还有许多重大技术问题有待于解决,还有待于我国核工业的科技人员的相互合作和共同努力。 2 中国核工业集团公司核燃料部所属民用领域简介 氟化转化铀浓缩元件制造 后处理退役、三废处置 3 各领域简介 311 氟化转化 (1)原理 氟化转化是将氧化铀经过氢氟化反应生成四氟化铀,然后经氟化反应转变为六氟化铀的过程。 (2)六氟化铀的用处 1909年德国化学家发现了六氟化铀。由于六氟化铀易于升华以及天然氟只有19F的单一同位素,这使六氟化铀成为同位素分离工厂惟一的工作介质。 312 铀浓缩 提高铀同位素混合物中235U的丰度的过程称为铀浓缩。主要工业铀浓缩方法为扩散法 收稿日期:199928220 作者简介:刘远松,1982年毕业于山东化工学院化工机械专业,1989年获铀同位素专业硕士学位,现任中国核工业集团公司核燃料部副总工程师。 3本文对原报告做了删节。 252
存储器管理 单项选择题 存储管理的目的是（）。 A.方便用户 B.提高内存利用率 C.方便用户和提高内存利用率 D.增加内存实际容量 外存（如磁盘）上存放的程序和数据（）。 A．可由CPU直接访问 B．必须在CPU访问之前移入内存 C．是必须由文件系统管理的 D．必须由进程调度程序管理 当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（）。 A.源程序 B.目标程序 C.可执行程序 D.非执行程序 4、可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为（ D ）。 A.符号名空间 B.虚拟地址空间 C.相对地址空间 D.物理地址空间 5、经过（），目标程序可以不经过任何改动而装入物理内存单元。 A.静态重定位 B.动态重定位 C.编译或汇编 D.存储扩充 6、若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（）字节。 A.2GB B.4GB C.100KB D.640KB 7、分区管理要求对每一个作业都分配（）的内存单元。 A.地址连续 B.若干地址不连续 C.若干连续的帧 D.若干不连续的帧 8、（）是指将作业不需要或暂时不需要的部分移到外存，让出内存空间以调入其他所需数据。 A.覆盖技术 B.对换技术 C.虚拟技术 D.物理扩充 9、虚拟存储技术是（）。 A.补充内存物理空间的技术 B.补充相对地址空间的技术 C.扩充外存空间的技术 D.扩充输入输出缓冲区的技术 10、虚拟存储技术与（）不能配合使用。 A.分区管理 B.动态分页管理 C.段式管理 D.段页式管理 11、以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（）。 A．动态分区法 B．可重定位分区法 C．请求分页技术 D．对换技术 12、在请求页式存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起（）。 A.输入输出中断 B. 时钟中断 C.越界中断 D. 缺页中断 13、在分段管理中，（）。 以段为单位分配，每段是一个连续存储区 段与段之间必定不连续 段与段之间必定连续 每段是等长的 14、（）存储管理方式提供一维地址结构。 A.固定分区 B.分段 C.分页 D.分段和段页式 15、分段管理提供（）维的地址结构。 A.1 B.2 C.3 D.4 16、段页式存储管理汲取了页式管理和段式管理的长处，其实现原理结合了页式和段式管理的基本思想，即（）。 用分段方法来分配和管理物理存储空间，用分页方法来管理用户地址空间。 用分段方法来分配和管理用户地址空间，用分页方法来管理物理存储空间。 用分段方法来分配和管理主存空间，用分页方法来管理辅存空间。
核燃料循环 核燃料以反应堆为中心循环使用。 （一）铀的开采、冶炼、精制及转化：铀是比较分散的元素。世界上重要的产铀国家有：加拿大、美国、独联体、澳大利亚、刚果、尼日利亚等。我国的东北、西北、西南及中南地区都蕴藏有铀。但是可提供一定铀产量的铀矿石的含铀量的品位较低（10-4～10-2），掘出的含铀矿石必须经过复杂的化学富集，才能得到可作粗加工的原料。过去开采铀矿石都采用传统的掘进方式（耗能大、成本高、生产周期长，还有运输、尾矿等问题）。近来根据铀矿石性质的多样性，又开发了地表堆浸、井下堆浸以及原地浸取等方式。 我国的铀矿石属低品位等级，一般在千分之一含量就要开采，成本较高。为了降低成本，充分利用低品位矿石，80年代以来就积极开发堆浸、地浸技术，现已投产。例如地表堆浸，处理品位为8×10-4的沙岩矿，成本降低 40％。原地浸取工程也已经开工。原地浸取采矿的优点是：成本低（投资只有掘进的1／2）、工艺简单、节约能源（省去了磨碎、运输等工序，可节约能源 60％）、节约劳动力、减轻劳动强度（节约劳动力数十倍，工人进行流体物操作，劳动条件大为改善）、矿山建设周期短、可以充分利用低品位铀资源。因此受到重视而被称为铀矿冶技术上的一场革命。 浸取液经过离子交换、萃取以富集铀，再经过酸性条件下沉淀（与硷金属及碱土金属分离）和碱性条件下溶解（与过渡元素分离）以进一步净化铀，最后得到铀的精炼物。将此精炼物进一步纯化，并将铀转化成低沸点的UF6（升华温度：1大气压下56℃；0.13大气压下25℃），即可用作浓缩235U同位素的原料。 （二）235U同位素的浓缩：235U是唯一天然存在的易裂变核素。不同设计的反应堆需要不同浓缩度的铀（如：压水堆——当前核电站应用最多的堆型——需要2～3％；游泳池堆需要10%；快堆需要25％；高通量材料试验堆需要90%）。而核弹则需要更高的浓缩度。因此生产浓缩铀是核工业中十分重要的环节。 同一元素的同位素化学性质相同，只在质量上有所差别。利用这一差别可以实现同位素的浓缩／分离。核素越重，质量差别越小（如：氢、氘相差一倍；而235U、238U。则相差～1％）。可见实现235U同位素的浓缩，技术上的难度很大。 利用因质量不同而引起的速度效应或离心力效应可以分离同位素，并已达到工业化的程度。它们分别是气体扩散法和气体离心法，此外空气动力法也有了中间工厂。 ①气体扩散法：这是已实现工业应用多年（1946～）的大规模生产方法。其原理是：不同分子量的气体混合物在热运动平衡时，具有相同的平均动能，因而速度不同。由 M1V12=M2V22可得：
1.采购部查询库存信息及用户需求, 若商品的库存量不能满足用户的需要, 则编制相应的采购订货单, 并交送给供应商提出订货请求。供应商按订单要求发货给该公司采购部, 并附上采购收货单。公司检验人员在验货后, 发现货物不合格, 将货物退回供应商, 如果合格则送交库房。库房管理员再进一步审核货物是否合格, 如果合格则登记流水帐和库存帐目, 如果不合格则交由主管审核后退回供应商。 画出物资订货的业务流程图。( 共10分) 2．在盘点管理流程中, 库管员首先编制盘存报表并提交给仓库主管, 仓库主管查询库存清单和盘点流水账, 然后根据盘点规定进行审核, 如果合格则提交合格盘存报表递交给库管员, 由库管员更新库存清单和盘点流水账。如果不合格则由仓库主观返回不合格盘存报表给库管员重新查询数据进行盘点。 根据以上情况画出业务流程图和数据流程图。( 共15分)
3.”进书”主要指新书的验收、分类编号、填写、审核、入库。主要过程: 书商将采购单和新书送采购员; 采购员验收, 如果不合格就退回, 合格就送编目员; 编目员按照国家标准进行的分类编号, 填写包括书名, 书号, 作者、出版社等基本信息的入库单; 库管员验收入库单和新书, 如果合格就入库, 并更新入库台帐; 如果不合格就退回。”售书”的流程: 顾客选定书籍后, 收银员进行收费和开收费单, 并更新销售台帐。顾客凭收费单能够将图书带离书店, 书店保安审核合格后, 放行, 否则将让顾客到收银员处缴费。 画出”进书”和”售书”的数据流程图。 进书业务流程:
进书数据流程: F3.2不合格采购单 售书业务流程:
售书数据流程: 4.背景: 若库房里的货品由于自然或其它原因而破损, 且不可用的, 需进行报损处理, 即这些货品清除出库房。具体报损流程如下: 由库房相关人员定期按库存计划编制需要对货物进行报损处 理的报损清单, 交给主管确认、审核。主管审核后确定清单上的货品必须报损, 则进行报损处理, 并根据报损清单登记流水帐, 同时 修改库存台帐; 若报损单上的货品不符合报损要求, 则将报损单退回库房。 试根据上述背景提供的信息, 绘制出”报损”的业务流程图、数据流程图。
#include 一、选择 1．分页存储管理的存储保护是通过( )完成的. A.页表（页表寄存器） B.快表 C.存储键 D.索引动态重定 2．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成存中物理地址称为（）。 A、加载 B、重定位 C、物理化 D、逻辑化3．在可变分区存储管理中的紧凑技术可以---------------。 A.集中空闲区 B.增加主存容量 C.缩短访问时间 D.加速地址转换 4．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是( )。 A.减少程序占用的主存空间 B.物理上扩充主存容量 C.提高CPU效率 D.代码在主存中共享 5．存储管理方法中，( )中用户可采用覆盖技术。 A．单一连续区 B. 可变分区存储管理 C．段式存储管理 D. 段页式存储管理 6．把逻辑地址转换成物理地址称为（）。 A.地址分配 B.地址映射 C.地址保护 D.地址越界 7．在存分配的“最佳适应法”中，空闲块是按（）。 A.始地址从小到大排序 B.始地址从大到小排序 C.块的大小从小到大排序 D.块的大小从大到小排序 8．下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是（）。A.首次适应法 B.最佳适应法 C.最坏适应法 D.循环首次适应法 9．那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。 A.1024K B.1024M C.10G D.10G+1M 10．用空白链记录存空白块的主要缺点是（）。 A.链指针占用了大量的空间 B.分配空间时可能需要一定的拉链时间 C.不好实现“首次适应法” D.不好实现“最佳适应法” 11．一般而言计算机中（）容量(个数)最多. A.ROM B.RAM C.CPU D.虚拟存储器 12．分区管理和分页管理的主要区别是（）。 A.分区管理中的块比分页管理中的页要小 B.分页管理有地址映射而分区管理没有 C.分页管理有存储保护而分区管理没有 D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间而分页管理没有这种要求。13．静态重定位的时机是（）。 A.程序编译时 B.程序时 C.程序装入时 D.程序运行时 14．通常所说的“存储保护”的基本含义是（） A.防止存储器硬件受损 B.防止程序在存丢失 C.防止程序间相互越界访问 D.防止程序被人偷看 15．能够装入存任何位置的代码程序必须是( )。 A.可重入的 B.可重定位 核燃料循环复习资料 1-2 核燃料后处理的任务及其产品形式是什么？ 后处理厂的产品形式，取决于乏燃料中易裂变核素的种类和数量、还取决于产品的用途。钚是后处理厂最主要的产品。 1-3 核燃料后处理厂的特点（书P12） 1-4核燃料后处理工艺的发展简史给你什么启发？（P14） 1-5 简述轻水堆铀燃料循环的主要工艺流程 2-3 理解并会应用描述磷酸三丁酯萃取铀钚效果的三个概念：分配系数、分离系数、净化系数。（会计算） ● 分配系数α：某物质在互不相溶的两相间达到萃取平衡时，它在有机相和水相中浓度的 比值。 a C C O =α O C ——某物质在有机相中的平衡浓度 a C ——某物质在水相中的平衡浓度 分配系数越大，平衡时，该物质进入有机相的量越多，而在水相中的量越少。 ● 分离系数β——铀钚彼此间的分离效果 铀中去钚的分离系数βPu/U ： 钚中去铀的分离系数βU/Pu ： ● 净化系数DF ——用于表示铀、钚中对裂片元素的去除程度。 2-4 理解、记忆影响磷酸三丁酯萃取铀钚的因素 答：影响TBP 萃取铀的因素：水相中UO2(NO3)2浓度；有机相铀饱和度；硝酸浓度；TBP 浓度；共存的络合剂；温度 影响TBP 萃取钚的因素：硝酸浓度；TBP 中的铀饱和度；TBP 浓度；温度；TBP 降解产物的影响 2-5 磷酸三丁酯对裂变元素的萃取性能。P52 2-6 有机溶剂的降解产物及其对萃取工艺的影响(PPT) 降解产物：磷酸二丁酯、磷酸一丁酯、磷酸、其它。磷酸二丁酯产额最高。 降解产物对萃取工艺的影响： 1）形成DBP·TBP萃取络合物，增大有机相粘度。 2）钚的萃取物很难反萃，降低了钚回收率。 3）增加界面乳化，增加分离难度。 3-1简述不同类型反应堆乏燃料元件对后处理工艺的影响（轻水堆+快中子堆,见P70） 操作系统概论存储管理同步练习及答案 一、单项选择题 1．要保证一个程序在主存中被改变了存放位置后仍能正确执行，则对主存空间应采用（）技术。 A．动态重定位B．静态重定位 C．动态分配D．静态分配 2．固定分区存储管理把主存储器划分成若干个连续区，每个连续区称一个分区。经划分后分区的个数是固定的，各个分区的大小（）。 A．是一致的 B．都不相同 C．可以相同，也可以不相同，但根据作业长度固定 D．在划分时确定且长度保持不变 3．采用固定分区方式管理主存储器的最大缺点是（）。 A．不利于存储保护B．主存空间利用率不高 C．要有硬件的地址转换机构D．分配算法复杂 4．采用可变分区方式管理主存储器时，若采用最优适应分配算法，宜将空闲区按（）次序登记在空闲区表中。 A．地址递增B．地址递减C．长度递增D．长度递减 5．在可变分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能要与相邻空闲区合并。在修改未分配区表时，使空闲区个数不变且空闲区始址不变的情况是（）空闲区。A．无上邻也无下邻B．无上邻但有下邻 C．有上邻也有下邻D．有上邻但无下邻 6．在可变分区存储管理中，采用移动技术可以（）。 A．汇集主存中的空闲区B．增加主存容量 C．缩短访问周期D．加速地址转换 7．页式存储管理中的页表是由（）建立的。 A．操作员B．系统程序员C．用户D．操作系统 8．采用页式存储管理时，重定位的工作是由（）完成的。 A．操作系统B．用户C．地址转换机构D．主存空间分配程序 9．采用段式存储管理时，一个程序如何分段是在（）决定的。 A．分配主存时B．用户编程时C．装人作业时D．程序执行时 10．采用段式存储管理时，一个程序可以被分成若干段，每一段的最大长度是由（）限定的。 A．主存空闲区的长度B．硬件的地址结构C．用户编程时D．分配主存空间时 11．实现虚拟存储器的目的是（）。 A．扩充主存容量B．扩充辅存容量C．实现存储保护D．加快存取速度 12．LRU页面调度算法是选择（）的页面先调出。 A．最近才使用B．最久未被使用C．驻留时间最长D．驻留时间最短 13．若进程执行到某条指令时发生了缺页中断，经操作系统处理后，当该进程再次占用处理器时，应从（）指令继续执行。 A．被中断的前一条B．被中断的后一条C．被中断的D．开始时的第一条 14．下面的存储管理方案中，（）方式可以采用静态重定位。 A．固定分区B．可变分区C．页式D．段式 第四章存储管理习题 一、选择题 １、存储分配解决多道作业（Ａ）的划分问题。为了解决静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把（Ｂ）变换成（Ｃ），静态重定位由（Ｄ）实现，动态重定位由（Ｅ）实现。 Ａ：①地址空间②符号名空间③主存空间④虚拟空间 Ｂ、Ｃ：①页面地址②段地址 ③逻辑地址 ④物理地址⑤外存地址⑥设备地址 Ｄ～Ｅ：①硬件地址变换机构 ②执行程序 ③汇编程序 ④连接装入程序 ⑤调试程序 ⑥编译程序 ⑦解释程序 ２、提高主存利用率主要是通过（Ａ）功能实现的。（Ａ）的基本任务是为每道程序做（Ｂ）；使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（Ｃ）功能实现的。 Ａ、Ｃ：①主存分配②主存保护③地址映射 ④主存扩充 Ｂ：①逻辑地址到物理地址的变换； ②内存与外存间的交换； ③允许用户程序的地址空间大于内存空间； ④分配内存 ３、由固定分区方式发展为分页存储管理方式的主要推动力是（Ａ）；由分页系统发展为分段系统，进而以发展为段页式系统的主要动力分别是（Ｂ）。 Ａ～B：①提高主存的利用率； ②提高系统的吞吐量； ③满足用户需要； ④更好地满足多道程序运行的需要； ⑤既满足用户要求，又提高主存利用率。 ４、静态重定位是在作业的（Ａ）中进行的，动态重定位是在作业的（Ｂ）中进行的。 Ａ、Ｂ：①编译过程；②装入过程；③修改过程；④执行过程 5、对外存对换区的管理应以（Ａ）为主要目标，对外存文 件区的管理应以（Ｂ）为主要目标。 Ａ、Ｂ：①提高系统吞吐量；②提高存储空间的利用率；③降低存储费用；④提高换入换出速度。 6、从下列关于虚拟存储器的论述中，选出一条正确的论述。 ①要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中必须常驻内存； ②要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存； ③要求作业运行前，不必全部装入内存，但在运行中必须常驻内存； ④要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中不必常驻内存； 7、在请求分页系统中有着多种置换算法：⑴选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（Ａ）；⑵选择在以后不再使用的页面予以淘汰的算法称为（Ｂ）；⑶选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予淘汰的算法称为（Ｃ）； Ａ～Ｄ：①FIFO算法；②OPT算法；③LRU 算法；④NRN算法；⑤LFU算法。 8、静态链接是在（Ａ）到某段程序时进行的，动态链接是 第九章习题 1.在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有5页，执行时其访问 页面次序为： (1) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。 (2) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。 若分配给该作业三个页框，分别采用FIFO和LRU面替换算法，求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。 答：(1) 采用FIFO为9次，9/12=75%。采用LRU为8次，8/12=67%。 (2) 采用FIFO和LRU均为9次，9/13=69%。 2.一个32位地址的计算机系统使用二级页表，虚地址被分为9位顶级页表， 11位二级页表和偏移。试问：页面长度是多少虚地址空间共有多少个页面 答：因为32-9-11=12，所以，页面大小为212B=4KB，页面个数为29+11=220个。 3.一台机器有48位虚地址和32位物理地址，若页长为8KB，问页表共有多 少个页表项如果设计一个反置页表，则有多少个页表项 答:8KB=213B.页表共有248-13=235个页表项。 反置页表，共有232-13=219个页表项。 4.一个有快表的请页式虚存系统，设内存访问周期为1微秒，内外存传送一 个页面的平均时间为5毫秒。如果快表命中率为75%，缺页中断率为10%。忽略快表访问时间，试求内存的有效存取时间。 答：快表命中率为75%，缺页中断率为10%，所以，内存命中率为15%。故内存的有效存取时间=1×75%+2×15%+(5000+2)×10%=微秒。 5.在请求分页虚存管理系统中，若驻留集为m个页框，页框初始为空，在长 为p的引用串中具有n个不同页面(n>m)，对于FIFO、LRU两种页面替换算法，试给出缺页中断的上限和下限，并举例说明。 答：对于FIFO、LRU两种页面替换算法，缺页中断的上限和下限：为p和n。因为有n 个不同页面，无论怎样安排，不同页面进入内存至少要产生一次缺页中断，故下限为n次。由于m 1.采购部查询库存信息及用户需求，若商品的库存量不能满足用户的需要，则编制相应的采购订货单，并交送给供应商提出订货请求。供应商按订单要求发货给该公司采购部，并附上采购收货单。公司检验人员在验货后，发现货物不合格，将货物退回供应商，如果合格则送交库房。库房管理员再进一步审核货物是否合格，如果合格则登记流水帐和库存帐目，如果不合格则交由主管审核后退回供应商。 画出物资订货的业务流程图。（共10分） 2．在盘点管理流程中，库管员首先编制盘存报表并提交给仓库主管，仓库主管查询库存 清单和盘点流水账，然后根据盘点规定进行审核，如果合格则提交合格盘存报表递交给库 管员，由库管员更新库存清单和盘点流水账。如果不合格则由仓库主观返回不合格盘存报 表给库管员重新查询数据进行盘点。 根据以上情况画出业务流程图和数据流程图。（共15分） 3.“进书”主要指新书的验收、分类编号、填写、审核、入库。主要过程：书商将采购单和新书送采购员；采购员验收，如果不合格就退回，合格就送编目员；编目员按照国家标准进行的分类编号，填写包括书名，书号，作者、出版社等基本信息的入库单；库管员验收入库单和新书，如果合格就入库，并更新入库台帐；如果不合格就退回。“售书”的流程：顾客选定书籍后，收银员进行收费和开收费单，并更新销售台帐。顾客凭收费单可以将图书带离书店，书店保安审核合格后，放行，否则将让顾客到收银员处缴费。 画出“进书”和“售书”的数据流程图。 进书业务流程： 进书数据流程： 售书业务流程： 售书数据流程： 4.背景：若库房里的货品由于自然或其他原因而破损，且不可用的，需进行报损处理，即这些货品清除出库房。具体报损流程如下： 由库房相关人员定期按库存计划编制需要对货物进行报损处理的报损清单，交给主管确认、审核。主管审核后确定清单上的货品必须报损，则进行报损处理，并根据报损清单登记流水帐，同时修改库存台帐；若报损单上的货品不符合报损要求，则将报损单退回库房。 试根据上述背景提供的信息，绘制出“报损”的业务流程图、数据流程图。 报损业务流程图：（10分） 业务流程图： 数据流程图： 5.“生产资料出库”主要指生产部门员工到仓库中领取生产原料和各种生产工具等产品，其流程描述如下： 首先由生产部门员工向仓库主任提交原料提货单，然后仓库主任根据当前库存情况和用料计划对提货单进行审核，将不合格的提货单返回给生产部门员工，并将合格原料提货单交给库管员，库管员根据合格原料提货单更新库存台账并记录出库流水账。 （1）根据以上描述，绘出生产资料“出库”的业务流程图。（10分） （2）根据上题的业务流程绘出生产资料“出库”的数据流程图（5分） 6. 采购员从库房收到缺货通知单以后，查阅订货合同单，若已订货，向供货单位发出催货请求，否则，填写订货单交供货单位。供货单位发出货物后，立即向采购员发出取货通知单。采购员取货后，发出入库单给库房。库房进行验货入库处理，如发现有不合格货品，发出验收不合格通知单给采购员，采购员据此填写退货单给供货单位。 画出物资订货的业务流程图和数据流程图。（共14分） 宁德师范学院计算机系 实验报告 （2014—2015学年第二学期） 课程名称操作系统 实验名称实验四存储管理 专业计算机科学与技术（非师）年级2012级 学号B2012102147 姓名王秋指导教师王远帆 实验日期2015-05-20 2) 右键单击任务栏以启动“任务管理器”。 3) 在“Windows任务管理器”对话框中选定“进程”选项卡。 4) 向下滚动在系统上运行的进程列表，查找想要监视的应用程序。 请在表4-3中记录： 表4-3 实验记录 映像名称PID CPU CPU时间内存使用 WINWORD.EXE 5160 00 0：00：10 22772k 图1 word运行情况 “内存使用”列显示了该应用程序的一个实例正在使用的内存数量。 5) 启动应用程序的另一个实例并观察它的内存需求。 请描述使用第二个实例占用的内存与使用第一个实例时的内存对比情况： 第二个实例占用内存22772K，比第一个实例占用的内存大很多 4：未分页合并内存。 估算未分页合并内存大小的最简单方法是使用“任务管理器”。未分页合并内存的估计值显示在“任务管理器”的“性能”选项卡的“核心内存”部分。 总数(K) ：________220___________ 分页数：__________167___________ 未分页(K) ：_________34__________ 图2核心内存 还可以使用“任务管理器”查看一个独立进程正在使用的未分页合并内存数量和分页合并内存数量。操作步骤如下： 1) 单击“Windows任务管理器”的“进程”选项卡，然后从“查看”菜单中选择“选择列”命令，显示“进程”选项卡的可查看选项。 2) 在“选择列”对话框中，选定“页面缓冲池”选项和“非页面缓冲池”选项旁边的复选框，然后单击“确定”按钮。 返回Windows “任务管理器”的“进程”选项卡时，将看到其中增加显示了各个进程占用的分页合并内存数量和未分页合并内存数量。 仍以刚才打开观察的应用程序(例如Word) 为例，请在表4-4中记录： 表4-4 实验记录 映像名称PID 内存使用页面缓冲池非页面缓冲池 WINWORD.EXE 2964 37488 951 42 从性能的角度来看，未分页合并内存越多，可以加载到这个空间的数据就越多。拥有的物理内存越多，未分页合并内存就越多。但未分页合并内存被限制为256MB，因此添加超出这个限制的内存对未分页合并内存没有影响。 5：提高分页性能。 在Windows 2000的安装过程中，将使用连续的磁盘空间自动创建分页文件(pagefile.sys) 。用户可以事先监视变化的内存需求并正确配置分页文件，使得当系统必须借助于分页时的性能达到最高。 虽然分页文件一般都放在系统分区的根目录下面，但这并不总是该文件的最佳位置。要想从分页获得最佳性能，应该首先检查系统的磁盘子系统的配置，以了解它是否有多个物理硬盘驱动器。 1) 在“开始”菜单中单击“设置”–“控制面板”命令，双击“管理工具”图标，再双击“计算机管理”图标。 2) 在“计算机管理”窗口的左格选择“磁盘管理”管理单元来查看系统的磁盘配置。 如果系统只有一个硬盘，那么建议应该尽可能为系统配置额外的驱动器。这是因为：Windows 2000最多可以支持在多个驱动器上分布的16个独立的分页文件。为系统配置多个分页文件可以实现对不同磁盘I/O请求的并行处理，这将大大提高I/O请求的分页文件性能。 请在表4-5中记录： 表4-5 实验记录 第四章存储器管理 第0节存储管理概述 一、存储器的层次结构 1、在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法从速度、容量、是否需要电源维持等多方面，同时满足用户的需求。实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。 2、各种存储器 ?寄存器、高速缓存Cache：少量的、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问； ?内存RAM：若干(千)兆字节、中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问； ?磁盘高速缓存：存在于主存中； ?磁盘：数千兆或数万兆字节、低速、价廉、不需要电源维持、CPU 不可直接访问； 由操作系统协调这些存储器的使用。 二、存储管理的目的 1、尽可能地方便用户；提高主存储器的使用效率，使主存储器在成本、速度和规模之间获得较好的权衡。(注意cpu和主存储器，这两类资源管理的区别) 2、存储管理的主要功能： ?地址重定位 ?主存空间的分配与回收 ?主存空间的保护和共享 ?主存空间的扩充 三、逻辑地址与物理地址 1、逻辑地址(相对地址，虚地址)：用户源程序经过编译/汇编、链接后，程序内每条指令、每个数据等信息，都会生成自己的地址。 ●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。 2、物理地址(绝对地址，实地址)：是一个实际内存单元(字节)的地址。 ●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间，它是从0开始的、是一维的； ●将用户程序被装进内存，一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。 四、地址映射(变换、重定位) 当程序被装进内存时，通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的，需要把逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射； 核能与先进核燃料循环技术发展动向孔二峰 摘要：从核裂变能可持续发展的角度,分析了各种核燃料循环方式的特点,指出了核燃料“一次通过”方式不符合核能可持续发展战略。为了充分利用铀资源并实现核废物的最少化,快堆燃料闭式循环是核裂变能可持续发展的根本出路。 关键词：核裂变能；热堆燃料循环；快堆燃料循环；可持续发展 1核燃料循环是先进核能系统的重要组成部分 1.1核燃料“一次通过”方式不符合核能可持续发展战略 核燃料循环(本文指铀燃料循环)指从铀矿开采到核废物最终处置的一系列工业生产过程。核燃料在反应堆中使用之前的工业过程,称为核燃料循环前段;核燃料从反应堆卸出后的各种处理过程,称为核燃料循环后段。如果将后处理回收的核燃料在热中子堆(热堆)或在快中子堆(快堆)中循环,称为“闭式燃料”循环。如果乏燃料不进行后处理而直接处置,则称为“一次通过”循环。 应该说,“一次通过”循环是最简单的核燃料循环方案。但该方案存在如下问题:①铀资源问题。根据最新公布的数据,地球上已知常规铀资源(开采成本低于130美元/kg)的铀储量为4.59×106t。按目前全世界核电站的燃料使用规模((6～7)×104t/a),这些铀资源仅能使用60～70a。当然,随着勘探技术的改进,今后有可能发现更多的经济可开采的铀资源,但其总量毕竟有限。“一次通过”循环方式的铀资源利用率低于1%,而作为废物处置的乏燃料中仅有3%～4%为高放废物(裂变产物(FP)及次锕系核素(MA)),96%～97%为可利用的U和Pu,将乏燃料中大量的资源与少量的废物一起直接处置,将不仅大大增加废物处置体积,还将浪费宝贵资源。②环境安全问题。由于乏燃料中包含了所有的放射性核素,要在处置过程中衰变到低于天然铀矿的放射性水平,需要10万年以上。所以,“一次通过”方式对环境安全的长期威胁极大,不符合核能可持续发展战略。 1.2先进核燃料循环是实现核能可持续发展的必要条件 核能可持续发展必须解决两大主要问题,即铀资源利用的最优化和核废物的最少化。目前国际上已达到商用水平的热堆燃料循环可部分地实现分离Pu和U的再循环,从而适度地提高铀资源的利用率和减少核废物体积。从上世纪90年代开始研究开发的“先进核燃料循环”体系是对现有核能生产及其燃料循环体系的进一步发展,是现有的热堆燃料循环与将来的快堆或加速器驱动的次临界系统(Accelerator-DrivenSystem,ADS)燃料循环的结合。随着快堆和ADS燃料循环的逐步引入,今后的先进后处理技术将能够处理热堆和快堆-ADS乏燃料,实现U,Pu和MA 的闭式循环,从而在充分利用铀资源的同时,实现核废物体积和毒性的最少化。 2闭式燃料循环是核能可持续发展的保证 2.1核燃料循环概念 核能系统的核燃料循环(本文指铀/钚燃料循环)指从铀矿开采到核废物最终处置的一系列工业生产过程,它以反应堆为界分为前、后两段。核燃料在反应堆中使用之前的工业过程,称为核燃料循环前段,它包括铀矿勘查开采、矿石加工冶炼、铀浓缩和燃料组件加工制造;核燃料从反应堆卸出后的各种处理过程,称为核燃料循环后段,它包括乏燃料中间储存、乏燃料后处理、回收燃料(Pu和U)再循环、放射性废物处理与最终处置。回收燃料可以在热中子堆(热堆)中循环,也可以在快中子堆(快堆)中循环,统称核燃料闭式循环。如果乏燃料不进行后处理而直接处置,则称为一次通过循环。众所周知,热堆核燃料一次通过循环的铀资源利用率低于1%;热堆核燃料闭合循环可使铀资源的利用率提高02~03倍;快堆核燃料闭合循环可使 一、选择题 1．存储器管理的主要功能是内存分配、地址映射、内存保护和( )。 A．内存扩充 B．外存扩充 C内存和外存扩充 D．地址保护 2．把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作( ) A．编译 B．连接 C．运行 D．重定位 3．物理地址对应的是( )。 A．模块中的地址 B．内存中的地址 C．外存中的地址 D．数据的起始地址4．逻辑地址对应的是( ) A．数据的起始地址 B．内存中的地址 C．模块中的地址 D．外存中的地址5．动态重定位是在( )时进行的重定位。 A．程序执行时 B．开机时 C．启动时 D．装入内存时 6．静态重定位是在( )时进行的重定位。 A．程序执行时 B．开机时 C．启动时 D．装入内存时 7．在目标程序装入内存时，一次性完成地址修改的方式是( ) A 静态重定位 B．动态重定位 C．静态连接 D．动态连接 8．下列关于缓冲技术描述正确的是( ) A．以空间换取时间的技术 B．以时间换取空间的技术 C．为了协调CPU与内存之间的速度 D．是为了提高外设的处理速度 9．可变式分区管理的分配策略中，首次适应算法是按照 ( ) 顺序排列空闲区。 A．起始地址递减 B．起始地址任意 C．起始地址递增 D．分区大小递增 10．可变式分区又称为动态分区，它是在系统运行过程中，( )时动态建立的。 A．在作业装入 B．在作业创建 C．在作业完成 D．在作业未装入 11．在可变分区存储管理中，将空闲区按照长度递增的顺序排列的分配算法是( ) A．首次适应算法 B．最佳适应算法 C．最坏适应算法 D．循环首次适应算法12．可重定位分区分配中的碎片是( ) A．磁盘的一小部分 B．外存的一小部分 C．内存中容量小、无法利用的小分区 D．内存中的小分区 13．在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过( )实现的。 A．段表 B．页表 C．PCB D．JCB 14．请求分页存储管理中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会( )。 A．增加 B．减少 C．不变 D．可能增加也可能减少 15．页表的作用是实现从页号到物理块号的( )。 A．逻辑映射 B．物理映射 C．地址映射 D．逻辑地址映射 16．虚拟存储器的基本特征是：虚拟扩充、部分装入、离散分配和( ) A．虚拟保护 B．虚拟装入 C．一次对换 D．多次对换 17．虚拟存储管理策略可以( )。 A．扩大物理内存容量 B．扩大物理外存容量 C．扩大逻辑内存容量 D．扩大逻辑外存容量 18．虚拟存储器受到的限制有外存的容量和( )。 A．指令中表示地址的字长 B．内存的容量 C．硬件的好坏 D．以上的观点都对19．在页式存储管理中，每当CPU形成一个有效地址时，要查页表，这—工作是由( )实现的。 M I T报告核燃料循环的未来执行总结部分译文集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN# 核燃料循环的未来（概要报告） —MIT跨学科研究报告 麻省理工学院 2010-09-16 引言与致谢 2003年,MIT发表了多学科研究报告《核电的未来》。其论点是，核能是一个低碳世界上的重要市场选项。至少今后的几十年内，降低电力生产之二氧化碳排放排放排放的现实选项只有四个：提高能源利用效率，扩大使用可再生能源如风能和太阳能，化石燃料电厂由煤炭转向天然气或过渡到捕俘与永久扣押二氧化碳，排放排放排放以及核电。该报告的观点是，所有的四个选项都是比要的，从碳排放排放全面管理战略中排除四者中的任何选项都是错误的。该报告检查了发展核电的各种障碍，提出了促进核电成为市场选项的一系列建议。 报告发表以来美国和全世界发生了巨大变化，我们2009年发表了《对2003年<未来的核电>的更新》报告。对气候变化的担心急剧上升，许多国家对温室气体排放排放采取了各种限制，而且美国也期望在未来某时对二氧化碳大气排放采取限制。今天核能提供着美国～70%的“零”碳排放电力，是电力部门降低温室气体排放的主要候选者。虽然目前全球经济不景气有所影响，美国和全世界核电增长的预测值依然大幅度上升。在美国，发布了各种各样的建造新反应堆的意向公告,27台机组提出许可证申请，8台提出联邦贷款保证申请，还有几个厂址在做前期准备。然而直到2010年年中，美国尚未颁发新建工程建造许可证。世界其它地区，特别是中国和印度，新机组建造已在加速。此外，韩国通过与阿拉伯联合酋长国签署建造四座反应堆协议，成为了全球传统核电供应商的一员。 核燃料循环也有重大进展。在美国，燃料循环政策仍处于混乱状态。布什政府发起了各种规划，目标是商业回收再循环乏核燃料（SNF）中的易裂变材料制造新燃料组件,但没有得到国会的支持。美国能源部（DOE）花费多年评价并提出许可证申请，要在尤卡山（YM）建造乏燃料和高放废物地质处置场。但是现在奥巴马政府请求撤回许可证申请。在海外，日本开始运行商业核燃料后处理厂。芬兰和瑞典获得公众赞同，选定了处置乏燃料的地质处置场厂址。 因为境况的重大变化，我们承担的《核燃料循环的未来》研究更明确集中于对扩大美国核电规划可采用的关键技术选择和这些选择的近期政策涵义。 我们感谢美国电力研究所（EPRI）以及爱达荷国家实验室、阿海法、通用电气-日立、西屋、能源方案和核保险公司慷慨的资金支持。 执行总结 研究背景 2003年MIT发表了多学科研究报告《核电的未来》。其根本动机在于核电是目前提供美国约70%计算机操作系统存储管理练习题
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