CN103049070A - 缓存数据的掉电保护方法及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缓存数据掉电保护的方法及计算机设备。根据本发明所述的计算机设备,在所述计算机设备异常断电情况下,备用电源对所述计算机设备内的缓存单元和中央处理器进行供电;非易失性的备份存储单元与所述备用电源、所述缓存单元连接;备份保护单元在监测到所述计算机设备的电源异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元中,并在备份完成后,切断所述备用电源的供电;备份恢复单元基于所监测的所述电源的供电情况以及所述备份存储单元中存储的电源异常的信息,确定所述电源恢复正常供电;并将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种缓存数据的掉电保护方法及计算机设备。
背景技术
存储类计算机设备利用其中的硬盘缓存能够提高设备读写数据的速度。由于硬盘缓存为易失形介质,当计算机设备异常断电时,存储在硬盘缓存中的数据往往无法保存而丢失。为了解决上述做法,目前常用的方式是将UPS作为计算机设备的备用电源,为计算机设备进行供电,但由于UPS体积过大,无法放置在空间内的机柜中。
为了解决上述问题,专利申请号为:201210116416.0的中国专利申请中提供了一种存储服务器的备用电源的设计方法,该方法将服务器中备用电源与两套镜像的主板、中央处理器和内存连接,其中一套主板、中央处理器和内存用来处理存储服务器的数据,另一套主板、中央处理器和内存用来实时备份所述存储服务器中产生的数据,当存储服务器的电源异常时,所述存储服务器中的备用电源为两套镜像的主板、中央处理器和内存供电,以确保镜像的主板、中央处理器和内存能够保存另一套主板、中央处理器和内存中的数据,当电源恢复正常时,读取镜像的主板、中央处理器和内存中的数据。
上述方案是一种解决计算机设备掉电时数据保护的方案,但该方案必须确保备用电源在电源异常期间不间断的供电,同时,冗余的主板、中央处理器和内存使得计算机设备的体积庞大;另外,该方案仅用于对一台计算机设备进行掉电保护,而对于包含控制器和存储器所构成的计算机群组,则并不适用。故,需要对现有的计算机设备进行改进。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种缓存数据的掉电保护方法及计算机设备,用于解决在计算机设备异常断电时,硬盘缓冲中的数据无法保留,致使数据丢失的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备,其至少包括:备用电源,用于在所述计算机设备异常断电情况下,对所述计算机设备内的缓存单元和中央处理器进行供电;其中,所述缓存单元包括:系统缓存和硬盘缓存的镜像缓冲单元;与所述备用电源、所述缓存单元连接的非易失性的备份存储单元;备份保护单元,用于在监测到所述计算机设备的电源异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元中,并在备份完成后,切断所述备用电源的供电;备份恢复单元,用于基于所监测的所述电源的供电情况以及所述备份存储单元中存储的电源异常的信息,确定所述电源恢复正常供电;并将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
优选地,所述备份恢复单元还用于将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到所述缓存单元所对应的存储设备中。
优选地,所述存储设备包括:所述计算机设备中的硬盘、与所述计算机设备连接的存储器中的至少一种。
优选地,所述备份存储单元包括:固态硬盘。
基于上述目的,本发明还提供一种缓存数据的掉电保护方法,应用于计算机设备异常断电的情况,其中,所述计算机设备包括缓存单元、中央处理器、与所述缓存单元连接的非易失性的备份存储单元、以及与所述缓存单元、中央处理器和备份存储单元连接备用电源,所述掉电保护方法至少包括:在监测到所述计算机设备的电源异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元中,并在备份完成后,切断所述备用电源的供电;以及基于所监测的所述电源的供电情况以及所述备份存储单元中存储的电源异常的信息,确定所述电源恢复正常供电;并将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
优选地,在所述计算机设备恢复正常供电时,所述方法还包括:将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到与所述缓存单元所对应的存储设备中的步骤。
优选地,所述存储设备包括:所述计算机设备中的硬盘、与所述计算机设备连接的存储器中的至少一种。
优选地,所述备份存储单元包括:固态硬盘。
如上所述,本发明的缓存数据的掉电保护方法及计算机设备,具有以下有益效果:能够利用备用电源所提供的电力保障将所述计算机设备中的各缓存单元中的数据保存在非易失性的备用存储单元中,由此,能够确保计算机设备在异常断电时,各缓存单元中的数据不丢失;另外,在电源恢复后,本发明还将所述备用存储单元中的数据恢复到各缓存单元或者存储至相应的存储设备中,有效降低了计算机设备中缓存数据的丢失率;另外,本发明在所述计算机设备异常断电几分钟内,即可完成数据备份工作,并在备份后,断开备用电源,如此能够有效降低所述备用电源的耗电量;此外,所述备用电源仅向中央处理器、缓存单元进行供电,还能有效减少备用电源的耗电量。
附图说明
图1显示为本发明的具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备的结构示意图。
图2显示为本发明的具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备的一种优选方案的结构示意图。
图3显示为本发明的缓存数据的掉电保护方法的流程图。
元件标号说明
1 计算机设备
11 备用电源
12 缓存单元
13 备份保护单元
14 备份恢复单元
15 备份存储单元
16 中央处理器
17 电源
18 存储设备
S1~S2 步骤
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
如图1所示,本发明提供一种具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备。所述计算机设备1为一种能够按照预设的程序进行大量数学运算和逻辑运算的设备,其具有数据读写功能和控制。所述计算机设备1还可以与存储设备连接,以便扩展所述计算机设备1中的硬盘空间。所述计算机设备1包括:中央处理器16、缓存单元12、硬盘、备用电源11、备份存储单元15、备份保护单元13以及备份恢复单元14等。其中,所述缓存单元12指位于所述计算机设备1中的易挥发性存储单元,其包括但不限于:系统缓存和硬盘缓存的镜像缓冲单元,其中,硬盘缓存的镜像缓冲单元可以是系统缓存,也可以是其他用于缓存的存储模块。
所述备用电源11用于在所述计算机设备1异常断电情况下,对所述计算机设备1内的缓存单元12和中央处理器16进行供电。所述备用电源11包括:不间断电源(UPS)、备用电源11组(BBU)等。
具体地,所述计算机设备1在异常断电时,启用所述备用电源11对所述中央处理器16、缓存单元12等进行供电,以维持所述计算机设备1最低运行需求。
所述备份存储单元15为非易失性存储单元,其包括但不限于:磁盘、Flash存储器、ROM、EEPROM等,优选地,所述备份存储单元15为固态硬盘(SSD)。所述备份存储单元15还与所述缓存单元12连接。
所述备份保护单元13用于在监测到所述计算机设备1的电源17异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元12中的数据备份到所述备份存储单元15中,并在备份完成后,切断所述备用电源11的供电。
其中,所述备份保护单元13可以通过所述计算机设备1的主板与所述计算机设备1的电源17连接,以便捕获电源异常的信息;也可以直接与所述计算机设备1的电源17连接,以捕获电源17断电时的电压下降沿,并将此电压下降沿作为电源异常的信息。并将所捕获的电源异常的信息存储在所述备用存储单元中。
接着,所述备份保护单元13按照所述计算机设备1中的缓存单元12的类型将各缓存单元12中的数据备份到所述备份存储单元15预设的存储文件夹下,当备份完成后,所述备份保护单元13切断所述备用电源11对所述计算机设备1的供电。
所述备份保护单元13由所述中央处理器16和系统内存构成,也可以为其他智能芯片。例如,所述备份保护单元13利用所述中央处理器16来运行监测电源的程序,并利用系统内存来暂存所捕获的电源情况。
所述备份恢复单元14用于基于所监测的所述电源17的供电情况以及所述备份存储单元15中存储的电源异常的信息,确定所述电源17恢复正常供电;并将备份在所述备份存储单元15中的数据恢复到相应的缓存单元12。
具体地,在所述计算机设备1的电源正常供电后,所述备份恢复单元14从所述备用存储单元中读取所述电源异常的信息,以确认所述电源是由异常转为正常工作,再将备份在所述备份存储单元15中的数据恢复到相应的缓存单元12。
例如,所述备份恢复单元14在所述计算机设备1正常启动后,从所述备用存储单元中读取所述电源异常的信息,若能读取到相应的电源异常的信息,则确认所述计算机设备1的电源由异常状态转为正常供电,反之,则确认所述计算机设备1是正常断电的。
若确认为所述计算机设备1的电源由异常状态转为正常供电,所述备份恢复单元14检测所述备份存储单元15中文件夹名称为系统缓存的文件夹中是否有数据,若有数据,则将系统缓存文件夹下的数据写入该文件夹所对应的系统缓存中,并将系统缓存文件夹下的数据删除;若没有数据,则退出。
所述备份恢复单元14由所述中央处理器16和系统内存构成,也可以为其他智能芯片。例如,所述备份恢复单元14利用所述中央处理器16来处理所监测的电源情况,并利用系统内存来暂存所捕获的电源情况。
优选地,如图2所示,所述备份恢复单元14还用于将备份在所述备份存储单元15中的数据恢复到所述缓存单元所对应的存储设备18中。其中,所述存储设备18包括任何用于保存所述计算机设备1读写数据的设备,其包括但不限于:所述计算机设备1中的硬盘、与所述计算机设备1连接的存储设备等。所述存储设备包括但不限于:磁盘阵列等。
例如,所述备份恢复单元14在监控到所述计算机设备1中的电源17恢复正常供电时,检测所述备份存储单元15中文件夹为存储设备A缓存的文件夹中是否有数据,若有数据,则将存储设备A缓存文件夹下的数据写入与所述计算机设备1连接的存储设备A中,并将存储设备A缓存文件夹下的数据删除;若没有数据,则退出。
所述掉电保护系统的工作过程如下:
所述备份保护单元13实时监控所述计算机设备1中的电源情况,当所述计算机设备1遇到电源异常而断电时,启动所述备用电源11为所述计算机设备1中的中央处理器16、缓存单元12供电,以便维持所述计算机设备1的最低运行状态;同时,所述备份保护单元13将监测到的电源异常信息和各缓存单元12中的数据分门别类地保存到所述备份存储单元15中,保存完毕后,指示所述备用电源11断电;当所述计算机设备1的电源恢复正常时,所述备用恢复单元从所述备用保护单元中读取所述电源异常信息,若能读出所述电源异常信息并根据当前电源正常供电,确定所述计算机设备1是由电源异常状态恢复过来的,故将所述备份存储单元15所备份的各缓存单元12的数据恢复到相应的缓存单元12,或直接将所备份的数据保存到相应的硬盘/存储设备中。
如图3所示,本发明还提供一种缓存数据的掉电保护方法,应用于计算机设备异常断电的情况,其中,所述计算机设备包括缓存单元、与所述缓存单元连接的非易失性的备份存储单元、以及备用电源。其中,所述缓存单元指位于所述计算机设备中的易挥发性存储单元,其包括但不限于:系统缓存和硬盘缓存的镜像缓冲单元。所述掉电保护方法主要由掉电保护系统来执行。
在步骤S1中,所述掉电保护系统在监测到所述计算机设备的电源异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元中,并在备份完成后,切断所述备用电源的供电。
其中,所述掉电保护系统可以通过所述计算机设备的主板与所述计算机设备的电源连接,以便捕获电源异常的信息;也可以直接与所述计算机设备的电源连接,以捕获电源断电时的电压下降沿,并将此电压下降沿作为电源异常的信息。并将所捕获的电源异常的信息存储在所述备用存储单元中。
接着,所述掉电保护系统按照所述计算机设备中的缓存单元的类型将各缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元预设的存储文件夹下,当备份完成后,所述掉电保护系统切断所述备用电源对所述计算机设备的供电。
在步骤S2中,所述掉电保护系统基于所监测的所述电源的供电情况以及所述备份存储单元中存储的电源异常的信息,确定所述电源正常供电;并将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
具体地,在所述计算机设备的电源正常供电后,所述掉电保护系统从所述备用存储单元中读取所述电源异常的信息,以确认所述电源是由异常转为正常工作,再将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
例如,所述掉电保护系统在所述计算机设备正常启动后,从所述备用存储单元中读取所述电源异常的信息,若能读取到相应的电源异常的信息,则确认所述计算机设备的电源由异常状态转为正常供电,反之,则确认所述计算机设备是正常断电的。
若确认为所述计算机设备的电源由异常状态转为正常供电,所述掉电保护系统检测所述备份存储单元中文件夹名称为系统缓存的文件夹中是否有数据,若有数据,则将系统缓存文件夹下的数据写入该文件夹所对应的系统缓存中,并将系统缓存文件夹下的数据删除;若没有数据,则退出。
优选地,所述掉电保护系统还用于将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到所述缓存单元所对应的存储设备中。其中,所述存储设备包括任何用于保存所述计算机设备读写数据的设备,其包括但不限于:所述计算机设备中的硬盘、与所述计算机设备连接的存储器等。
例如,所述掉电保护系统在监控到所述计算机设备中的电源恢复正常供电时,检测所述备份存储单元中文件夹为存储设备A缓存的文件夹中是否有数据,若有数据,则将存储设备A缓存文件夹下的数据写入与所述计算机设备连接的存储器A中,并将存储设备A缓存文件夹下的数据删除;若没有数据,则退出。
综上所述,本发明的缓存数据的掉电保护方法及计算机设备,当所述计算机设备的电源异常断电时,本发明能够利用备用电源所提供的电力保障将所述计算机设备中的各缓存单元中的数据保存在非易失性的备用存储单元中,由此,能够确保计算机设备在异常断电时,各缓存单元中的数据不丢失;另外,在电源恢复后,本发明还将所述备用存储单元中的数据恢复到各缓存单元或者存储至相应的存储设备中,有效降低了计算机设备中缓存数据的丢失率;另外,本发明在所述计算机设备异常断电几分钟内,即可完成数据备份工作,并在备份后,断开备用电源,如此能够有效降低所述备用电源的耗电量;此外,所述备用电源仅向中央处理器、缓存单元进行供电,还能有效减少备用电源的耗电量。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备,其特征在于,至少包括:
备用电源,用于在所述计算机设备异常断电情况下,对所述计算机设备内的缓存单元和中央处理器进行供电;其中,所述缓存单元包括:系统缓存和硬盘缓存的镜像缓冲单元;
与所述备用电源、所述缓存单元连接的非易失性的备份存储单元;
备份保护单元,用于在监测到所述计算机设备的电源异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元中,并在备份完成后,切断所述备用电源的供电;
备份恢复单元,用于基于所监测的所述电源的供电情况以及所述备份存储单元中存储的电源异常的信息,确定所述电源恢复正常供电;并将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
2.根据权利要求1所述的具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备,其特征在于,所述备份恢复单元还用于将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到所述缓存单元所对应的存储设备中。
3.根据权利要求2所述的具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备,其特征在于,所述存储设备包括:所述计算机设备中的硬盘、与所述计算机设备连接的存储器中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的具有缓存数据掉电保护功能的计算机设备,其特征在于,所述备份存储单元包括:固态硬盘。
5.一种缓存数据的掉电保护方法,应用于计算机设备异常断电的情况,其特征在于,所述计算机设备包括缓存单元、中央处理器、与所述缓存单元连接的非易失性的备份存储单元、以及与所述缓存单元、中央处理器和备份存储单元连接备用电源,所述掉电保护方法至少包括:
在监测到所述计算机设备的电源异常断电时,将所述电源异常的信息及存储在所述缓存单元中的数据备份到所述备份存储单元中,并在备份完成后,切断所述备用电源的供电;以及
基于所监测的所述电源的供电情况以及所述备份存储单元中存储的电源异常的信息,确定所述电源恢复正常供电;并将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到相应的缓存单元。
6.根据权利要求5所述的缓存数据的掉电保护方法,其特征在于,在所述计算机设备恢复正常供电时,所述方法还包括:将备份在所述备份存储单元中的数据恢复到与所述缓存单元所对应的存储设备中的步骤。
7.根据权利要求6所述的缓存数据的掉电保护方法,其特征在于,所述存储设备包括:所述计算机设备中的硬盘、与所述计算机设备连接的存储器中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的缓存数据的掉电保护方法,其特征在于,所述备份存储单元包括:固态硬盘。
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