CN100485617C - 快速激活系统程序的计算机系统 - Google Patents
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Abstract
一种快速启动一特定系统程序的计算机架构，其包含：一第一储存装置，用以储存一第一系统数据；一第二储存装置，其包含一快取存储空间，用以暂时备份从该第一储存装置所读取的一第二系统数据；一待机电源，连接该第二储存装置，用以使该第二储存装置于计算机电源关闭时仍保存该第二系统数据；一监控指令，其系用来记录且选择该第二系统数据，并且在该第二储存装置中规划出该快取存储空间的大小。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速启动计算机应用程序的计算机系统，尤其涉及一种利用系统内存作为快取存储空间而达成快速启动计算机应用程序的计算机系统。
背景技术
在一计算机系统中，系统执行效能的优劣，主要的关键在于中央处理单元(CPU)上。而发挥中央处理单元的性能表现除了与其本身的运算速度有关外，也受到与中央处理单元进行数据传递的顺序及频宽有关。这是因为在公知的计算机系统中，中央处理单元按照一定的顺序来对不同的储存装置进行数据的读取，而且该中央处理单元与不同的储存装置间的数据传递频宽也不相同。因此，当一计算机系统欲执行一应用程序时，该中央处理器要在依序从不同的储存装置中找出执行该应用程序所需的数据，才能进行该应用程序的执行程序。因此，如何提升计算机的执行效能，除了须考虑中央处理单元的运算速度外，也须同时考虑中央处理单元与搭配的储存装置间数据读取的快慢，才能有效改善计算机的执行效能。
如图1所示，其说明公知的一种中央处理单元进行数据读取的流程图。首先，步骤201中，该中央处理单元欲执行一应用程序而开始进行读取数据的程序。接着，步骤202中，该中央处理单元从最接近的存储装置，即L1/L2高速缓存中搜寻执行该应用程序所须的数据，若所须的资料可以从L1/L2高速缓存中找到时，则将这些数据从该L1/L2高速缓存读出；若无法从L1/L2高速缓存中获得足够的数据，则该中央处理单元即进入下一级的存储装置(如系统内存)中搜寻所需要的数据。接着，步骤203中，该中央处理单元判断是否能够从系统内存中得到所有需要的资料，若可以，则将这些数据读出，若不行，则再进入下一级的存储装置中将所需要的数据读取出来(如步骤204所示)。最后一级的存储装置通常系为一硬盘装置，其因具有足够的容量，因而可储存所欲执行应用程序所有的相关数据。在其它实施例中，最后一级的存储装置也可能是软盘装置、光驱或其它储存装置等。
虽然硬盘装置具有较大的储存容量，然而因为读取硬盘装置数据的动作系利用机械式的动作(读取头读取磁储存媒体)来进行，因而其读取速度多局限于毫秒(1/1000秒)的等级；而L1/L2高速缓存或系统内存的读取动作系透过充放电来进行，因而其数据搜寻或读取的数度仅须在微秒(1/1000000秒)的等级便可完成。因此，当一计算机系统启动一应用程序时，若中央处理单元无法必须如前述图1的数据读取流程般地从L1/L2高速缓存或系统内存中读取到所须的数据时，系统必定会耗费许多时间在等待硬盘装置执行数据的搜寻与存取，因而导致整个计算机系统的执行效能大幅降低。
为了解决上述问题，本申请人曾经于1993年1月6日的中国台湾专利申请案93100271中提出「一种计算机快速开机方法及装置」，其通过一随机存取内存来作为开机磁盘驱动器，以储存大量的开机数据，而达成快速开机的目的。然而，以现今普遍使用的操作系统，例如
XP为例，若想要在随机存取内存中加载整套操作系统至少需储存数百兆字节(Mega Bytes)的数据。因此，上述之方法虽能够有效的达成快速开机的目的，然而，从成本考虑上来看，由于需在计算机系统中额外添购一套「随机存取内存磁盘(RAMDISK)」才能达成所需的目的，因此上述方法有其成本上的限制。
发明内容
本发明的目的是提出一种使用系统内存来启动专用高速缓存的技术。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种快速启动特定系统程序的计算机系统，其包含一第一储存装置，用以储存一第一系统数据；一第二储存装置，其包含一快取存储空间，用以暂时备份从该第一储存装置所读取的一第二系统数据，其中，该第二储存装置为系统内存；一待机电源，连接该第二储存装置，用以使该第二储存装置于计算机电源关闭时仍保存该第二系统数据；以及一监控指令装置，其系用来记录且选择该第二系统数据，并且在该第二储存装置中规划出该快取存储空间的大小。
其中该第一储存装置为一硬盘装置。
其中该第二储存装置为系统内存。
其中该第二系统数据选自该第一系统数据，并且与该特定系统程序相关。
其中该特定系统程序为计算机开机程序、硬件驱动程序或存取频繁的应用程序。
其中通过一个接口控制器，一个中央处理器单元分别对该第一储存装置读取该第一系统数据及对该第二储存装置读取该第二系统数据。
其中该监控指令装置依照该第二系统数据的被存取频率，更新该第二系统数据。
本发明还包括一种快速启动计算机系统程序的方法，包含下列步骤：(1)提供一第一储存装置，用以储存一第一系统数据；(2)提供一监控指令，用以记录执行该计算机系统程序时，必须从该第一储存装置中读取的一第二系统数据；(3)提供一第二储存装置，其内系规划一快取存储空间，用以暂时备份该第二系统数据，其中，该第二储存装置为系统内存；以及(4)提供一待机电源，用以使计算机系统关机时，该第二储存装置仍保存该快取存储空间。
其中，该第一储存装置为一硬盘装置。
其中，该第二储存装置为系统内存。
其中，该第二系统数据选自该第一系统数据，并且与该计算机系统程序相关。
其中，该计算机系统程序为计算机开机程序、硬件驱动程序或存取频繁的应用程序。
其中，该监控指令依照该第二系统数据的被存取频率，更新该第二系统数据。
其中，在步骤(3)执行前，该监控指令在该系统内存中规划出一快取存储空间。
本发明还包括一种在计算机中快速启动系统程序的方法，其中该计算机具有一中央处理器、一系统内存、一硬盘装置，该方法包含下列步骤：(1)提供一监控指令；(2)监控执行该系统程序时，从该硬盘装置中所读取的数据；(3)将所读取的数据暂时备份到该系统内存中，以提高在该系统内存中成功读取到该系统程序的命中率。
本发明的积极进步效果在于：不仅可以有效提升中央处理单元读取所需数据的速度，而且更因为不需额外添购硬件，而可轻易地在原有的系统上完成快速执行应用程序的目的。
附图说明
图1为公知的一种中央处理单元进行数据读取的流程图。
图2为本发明一较佳具体实施例的计算机系统图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图2所示，为本发明之一较佳具体实施例的一种快速启动特定应用程序的计算机系统。该计算机系统包含一中央处理单元10以及两个储存装置30、40。在本实施例中，所述的两个储存装置为一硬盘装置30以及一系统内存40，其中，该硬盘装置用以储存所有的系统程序数据，包含开机程序、驱动程序、应用程序等；而该系统内存为一随机动态存取内存(DRAM)。在本发明的具体实施例中，该中央处理单元10通过一接口控制器20来分别对该硬盘装置30及该系统内存40进行系统数据的读取。在本发明的计算机系统中，为了能有效提升中央处理单元10在执行惯用的应用程序时的数据读取效率，本发明的计算机系统系通过一监控指令，在系统内存40中规划出一专用的快取存储空间42(cache)，以供该中央处理器10进行快速的数据存取。较佳者，该监控指令储存在该硬盘装置30中。当计算机系统首次启动时，该监控指令即开始监控执行一特定应用程序时，必须从硬盘装置30中读出的数据，并且将这些记录暂时备份到该系统内存40中。在本发明的较佳具体实施例中，该系统内存40连接一待机电源46以及一指令编码器44；其中，该指令编码器44用来向该内存40提供一充电(reflash)指令，以使该内存40的内部电容能进行充电而储存所记录的数据；而该待机电源46则是用于在计算机系统关机时，提供该内存40的备用电源，以使得该内存内部所储存的数据不会因为关机而消失。因此，通过本发明的计算机系统的上述具体实施例，当计算机重新开机、或是重复执行一惯用应用程序时，多数的系统数据都可以从该系统内存40中的快取存储空间42中读取，以提升中央处理器10从系统内存中读取数据的命中率(hit ratio)，进而达到快速启动特定应用程序的目的。
上述特定应用程序可以是的计算机开机程序，硬件驱动程序，存取频繁的惯用程序等。较佳者，上述之快取存储空间42的大小系根据初次开机时，从硬盘装置30中所读取出来的数据来决定。另一替代方案则是按该内存40大小的一特定比例来决定。在另一较佳具体实施例中，本发明所提出的监控指令也可根据该快取存储空间中所储存数据的被存取频率而更新该快取存储空间的数据。
综合以上所述，本发明提出一种快速系统应用程序的计算机系统及方法。从前述的实施例说明中可以知道本发明不但能有效降低执行应用程序时，从硬盘装置读取数据所需耗费的时间，而且也可以在不增设其它的硬件系统下，达成上述目的。然而，必须说明的是，上述实施例仅用以说明本发明之较佳实施方式，然而本发明之范围当不受限于该上述之各项具体实施方式。
Claims (12)
1、一种快速启动系统程序的计算机系统，其特征在于，其包含：
一个第一储存装置，用以储存一个第一系统数据；
一个第二储存装置，其规划一个快取存储空间，用以暂时备份从该第一储存装置所读取的一个第二系统数据，其中，该第二储存装置为系统内存；
一个待机电源，连接该第二储存装置，用以使该第二储存装置在计算机电源关闭时仍保存该第二系统数据；
一个监控指令装置，用来记录且选择该第二系统数据，并且在该第二储存装置中规划出该快取存储空间的大小。
2、根据权利要求1所述的快速启动系统程序的计算机系统，其特征在于，该第一储存装置为一个硬盘装置。
3、根据权利要求1所述的快速启动系统程序的计算机系统，其特征在于，该第二系统数据选自该第一系统数据，并且与一特定系统程序相关。
4、根据权利要求3所述的快速启动系统程序的计算机系统，其特征在于，该特定系统程序为计算机开机程序、硬件驱动程序或存取频繁的应用程序。
5、根据权利要求1所述的快速启动系统程序的计算机系统，其特征在于，通过一个接口控制器，一个中央处理器单元分别对该第一储存装置读取该第一系统数据及对该第二储存装置读取该第二系统数据。
6、根据权利要求1所述的快速启动系统程序的计算机系统，其特征在于，该监控指令装置依照该第二系统数据的被存取频率，更新该第二系统数据。
7、一种快速启动计算机系统程序的方法，包含下列步骤：
(1)提供一个第一储存装置，用以储存一个第一系统数据；
(2)提供一监控指令，用以记录执行该计算机系统程序时，必须从该第一储存装置中读取的一个第二系统数据；
(3)提供一第二储存装置，其内部规划一快取存储空间，用以暂时备份该第二系统数据，其中，该第二储存装置为系统内存；
(4)提供一待机电源，用以使计算机系统关机时，该第二储存装置仍保存该快取存储空间。
8、根据权利要求7所述的快速启动计算机系统程序的方法，其特征在于，该第一储存装置为一硬盘装置。
9、根据权利要求7所述的快速启动计算机系统程序的方法，其特征在于，该第二系统数据选自该第一系统数据，并且与该计算机系统程序相关。
10、根据权利要求7所述的快速启动计算机系统程序的方法，其特征在于，该计算机系统程序为计算机开机程序、硬件驱动程序或存取频繁的应用程序。
11、根据权利要求7所述的快速启动计算机系统程序的方法，其特征在于，该监控指令依照该第二系统数据的被存取频率，更新该第二系统数据。
12、根据权利要求7所述的快速启动计算机系统程序的方法，其特征在于，在步骤(3)执行前，该监控指令在该系统内存中规划出一快取存储空间。
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