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AS/400 又一特征就是它的存储管理方法。它采用了单级存储（ Single-level store ）结构对存储器进行管理。它将系统中所有的存储器，即所有主存 (main storage ) 和辅存 (Auxiliary storage ) 看成是一个大的存储器，这个大存储器提供的存储空间相当于机器的寻址能力，从开始的 48 位寻址空间到今天的 64 位寻址空间，近几年内渴望实现 128 位寻址空间。这个诺大的虚地址空间给用户尤其是程序员带来了极大的方便，他们所面对的就是一个盛装对象（ Objects ）的大容器，只要知道了一个对象的名称和类型就可以访问这个对象，完全不必关心所访问的对象存放在哪个盘上，也不必考虑存储管理等繁琐问题。至于内外存之间信息如何交换以及为提高对象的访问效率而将一个对象的内容分散存放到几个硬盘上，对用户是完全透明的。
事实上，在 MI 上方的任何程序（包括 OS/400 ，应用程序，编译器等）都看不到这个单级存储结构中的实存部分（内存和外存），呈现在他们面前的只是一个偌大的虚存， 每个 AS/400 对象占用这个虚存中的一些虚地址。当用户使用对象的名字和类型访问它时， MI 层上方的程序可以快速地将这个对象的名字映射成它的虚地址。由于 MI 层上方用户编程时，不再区分内存和外存，只是针对这个虚存编写程序，因此可使得编写程序所需的指令数目大大减少。当然，负责系统性能管理的人员用 WRKSYSSTS 命令或 WRKDSKSTS 命令还是可以看到一些关于磁盘的信息的，例如磁盘的使用率，忙闲情况，缺页率（ page Fault ）等。
对象总是要存储在磁盘上，并且在使用时需将其装入内存的。如何将对象的虚地址映射到磁盘上的实地址或内存的实地址是在 MI 层下方实现的。 AS/400 将内存分为大小相等的一些页面帧 (page frame) ，在 64 位 AS/400 系统中，页面帧的大小为 4096 字节（ 4KB ），存储在磁盘上的对象被划分为一个个大小与页面帧相等的页面（ page ）。一个大的对象由许多页面组成，这些页面在虚存中占用一些连续的地址，但在实际存放时，可能被分散到几个硬盘上，这样做可以提高对对象的读写速度。当处理机要访问的一个对象时，可以将该对象的部分页面从磁盘装入内存的页面帧中， MI 下方的地址转换机构通过查询驻留在内存中的一个页表 (page table) 实现虚实地址转换，如果发现一个虚地址对应的页面不在内存中，就报告页故障 (page fault) ，然后由内存管理程序负责将这个页面从磁盘调入内存。硬件在查询页表时使用的是 Hashing 算法。
总之， AS/400 的单级存储结构不仅给编程用户提供了一个相当大的存储空间，同时也将用户从繁琐的存储管理中解放出来，减轻了用户负担，提高了工作效率。 在 OS/400 V4R3 及其以后版本中，已把 AS/400 的单级存储的单一地址空间由原来的内存、硬盘推广到磁带库，系统的存储管理功能可按用户自定义的规则，自动透明地管理分布在磁盘与磁带库中的数据。
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