CN105786544A - 快速启动计算机系统的方法和计算机的启动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速启动计算机系统的方法，计算机通电后进入上电自检阶段；BIOS单元检测是否有DIMM接口连接所述非易失性存储单元，若是，则将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中，否则执行正常的内存检测和启动；内存单元中载入操作系统镜像文件后，BIOS单元从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。还涉及一种计算机的启动系统。上述启动方法和启动系统能够快速启动计算机，并且不受外部电源状态的影响。

Description

快速启动计算机系统的方法和计算机的启动系统

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种快速启动计算机系统的方法和一种计算机的启动系统。

背景技术

为了加快计算机启动速度，ACPI规范定义了操作系统非工作时的系统状态(部分)：

(1)PowerOnSuspend，也就是通常所说的S1状态。当系统进入S1时，系统通过CPU时钟控制器将CPU的时钟关闭，同时关闭显示器电源，系统其他逻辑部件仍正常工作。当开机时，系统将重新开启CPU时钟，并点亮显示器，实现快速恢复到系统的工作状态。相对于S3和S4，S1开机速度是最快的，但其耗电量也是最大的。

(2)SuspendtoMemory，挂起到内存，也就是通常所说的S3状态。当系统进入S3时，系统运行的所有数据保存在内存中，只给内存相关的逻辑器件供电，当开机的时候CPU从内存开始引导操作系统，并恢复到系统进入S3之前的状态，避免了CPU从速度缓慢的外部存储设备(比如硬盘)上加载操作系统，在一定程度上加快了计算机的启动速度。从S3状态开机，比S1慢，但是S3状态比S1状态省电。

(3)SuspendtoDisk，挂起到硬盘，即通常所说的S4状态。当系统进入S4时，硬盘会被划分一块和当前系统内存完全相等的区域，用于保存当前内存的所有数据信息，此时系统主电源会被断掉。当开机时，系统会从硬盘保存了内存信息的区域直接恢复，而不是从硬盘主引导记录(MBR,MasterBootRecode)中去查找可引导设备。S4耗电量比S3低，但开机速度比S3慢。

其通过保存系统状态来实现快速启动，受外部电源状态的影响较大，当外接电源断电后，将无法实现正常快速开机启动。

发明内容

基于此，有必要提供一种快速启动计算机系统的方法，不受外部电源状态的影响。

一种快速启动计算机系统的方法，基于如下计算机系统结构，包括：

内存单元，通过DIMM接口接入计算机系统；

非易失性存储单元，通过DIMM接口接入计算机系统；所述非易失性存储单元可保存操作系统镜像文件；

BIOS单元，用于在上电自检阶段检测所述内存单元和非易失性存储单元；

所述方法包括如下步骤：

计算机通电后进入上电自检阶段；

BIOS单元检测是否有DIMM接口连接所述非易失性存储单元，若是，则将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中，否则执行正常的内存检测和启动；

内存单元中载入操作系统镜像文件后，BIOS单元从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。

在其中一个实施例中，所述非易失性存储单元设有SPD芯片，所述SPD芯片保存有存储器类型信息，所述BIOS单元通过读取所述SPD芯片保存的存储器类型信息判断DIMM接口上连接的是否为非易失性存储单元。

在其中一个实施例中，在将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中之前，还判断所述非易失性存储单元中是否包含数据，若是，则复制操作系统镜像文件，否则对所述非易失性存储单元进行自检，并随后执行正常的内存检测和启动。

在其中一个实施例中，在将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中之前，还判断所述非易失性存储单元中的数据是否为操作系统镜像文件，若是，则复制操作系统镜像文件，否则执行正常的内存检测和启动。

在其中一个实施例中，在将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中之前，还判断所述非易失性存储单元中的操作系统镜像文件是否损坏，若是，提示镜像文件损坏，并随后执行正常的内存检测和启动，否则复制操作系统镜像文件。

一种计算机的启动系统，基于如下计算机系统结构，包括：

内存单元，通过DIMM接口接入计算机系统；

非易失性存储单元，通过DIMM接口接入计算机系统；所述非易失性存储单元可保存操作系统镜像文件；

BIOS单元，用于在上电自检阶段检测所述内存单元和非易失性存储单元；

所述启动系统运行于所述BIOS单元，并包括：

自检模块，用于对计算机进行自检；

识别模块，用于识别连接在DIMM接口上的非易失性存储单元；

复制模块，用于将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中；

启动模块，用于从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。

在其中一个实施例中，所述非易失性存储单元设有SPD芯片，所述SPD芯片保存有存储器类型信息，所述识别模块通过读取所述SPD芯片保存的存储器类型信息判断DIMM接口上连接的是否为非易失性存储单元。

在其中一个实施例中，还包括非易失性存储单元的检测模块，所述复制模块还判断所述非易失性存储单元中是否包含数据，若是，则复制操作系统镜像文件，否则所述非易失性存储单元的检测模块对所述非易失性存储单元进行自检，并随后由自检模块执行正常的内存检测和启动。

在其中一个实施例中，所述复制模块还判断所述非易失性存储单元中的数据是否为操作系统镜像文件，若是，则复制操作系统镜像文件。

在其中一个实施例中，所述复制模块还判断所述非易失性存储单元中的操作系统镜像文件是否损坏，若是，提示镜像文件损坏。

上述启动方法和启动系统，非易失性存储单元可以相对永久地保存数据，因此其可以用来保存操作系统镜像文件。而在计算机的启动过程中，将操作系统载入内存是必不可少的一步。相对于传统的从硬盘中读出MBR(主引导记录)，然后根据MBR加载操作系统文件的方式，由于非易失性存储单元的读写速度更快，因此使得计算机的启动速度更快，而且其不是保存系统状态的快速启动方式，不会受到外部电源状态的影响。

附图说明

图1为一实施例的异构混合内存架构的计算机系统结构图；

图2为一实施例的快速启动计算机系统的流程图；

图3为一实施例的计算机启动系统模块图。

具体实施方式

如图1所示，为一实施例的异构混合内存架构的计算机系统。该异构混合内存架构的计算机系统10包括内存单元100、非易失性存储单元200和BIOS单元300。内存单元100和非易失性存储单元200均通过DIMM(DualInlineMemoryModules，双列直插式存储模块)接口接入计算机系统。

内存单元100即DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机访问存储器)。内存单元100上通常设有SPD(SerialPresenceDetect，串行存在检测)芯片，其用来存储DRAM的配置信息，例如P-Bank数量、电压、行地址/列地址数量、位宽以及各种主要操作时序等，另外还可保存内存单元100的存储容量信息。本实施例中，将内存单元100上所设有的SPD芯片称为第一SPD芯片110。

非易失性存储单元200不同于易失性的内存单元100，其包括非易失性(Non-Volatile)的存储介质，其读写数据的方式也不同于传统的磁盘。常见的非易失性存储介质包括电阻存储介质、铁电存储介质或相变存储介质。本实施例的非易失性存储单元200可以包括以上任何一种非易失性存储介质。参考图1，非易失性存储单元200也是通过DIMM接口接入计算机系统。具体地，非易失性存储单元200包括存储控制器210和存储介质220，存储控制器210与DIMM接口连接、并控制对存储介质220的读写。这样，非易失性存储单元200就可以挂载在计算机系统的内存控制器下。

类似的，非易失性存储单元200也设有SPD芯片，在本实施例中称为第二SPD芯片230。第二SPD芯片230中包含非易失性存储单元200的型号、存储容量、存储器类别以及制造商等重要信息。其中存储器类别信息是第一SPD芯片110中所不包括的。

本实施例中，非易失性存储单元200中可存储操作系统镜像文件。

BIOS单元300保存有在计算机开机时最初用来执行的一组程序。本实施例的BIOS单元300与传统的BIOS单元相比，除了包括正常的内存检测代码，还包括对非易失性存储单元200的检测代码。

基于上述计算机系统结构，结合图1，如图2所示，提供一种快速启动计算机系统的方法。该方法包括如下步骤。

步骤S101：计算机通电后进入上电自检。

步骤S102：判断是否有DIMM接口连接所述非易失性存储单元，若是，则执行步骤S103，否则执行步骤S110。本实施例中，非易失性存储单元200设有第二SPD芯片230，所述第二SPD芯片230保存有存储器类型信息。BIOS单元300通过读取所述第二SPD芯片230保存的存储器类型信息判断DIMM接口上连接的是否为非易失性存储单元。

如果DIMM接口上连接的是非易失性存储单元，则可继续执行下面的步骤S103～S107，以从非易失性存储单元200获取操作系统镜像文件来启动系统，否则就只能执行正常的内存检测和启动过程，即步骤S110。

步骤S103：判断非易失性存储单元中是否包含数据，若是，则执行步骤S104，否则执行步骤S108。BIOS单元300通过读取非易失性存储单元200相应的标志位，确定当前非易失性存储单元200中是否存有数据。其实现方法是，对于新的非易失性存储单元200是没有存储数据的，也没有定义相应的标志位。BIOSPOST过程中，检测到是新的非易失性存储单元200时，BIOS单元300需对非易失性存储单元200进行初始化和自检，并标示当前非易失性存储单元200存储器的存储状态、存储类别等信息。当操作系统或应用软件向非易失性存储单元200中写入或擦除了数据之后，也需要按相同的规则去修改存储状态、存储类别等标志位信息。

步骤S104：判断非易失性存储单元中的数据是否为操作系统镜像文件，若是，则执行步骤S105，否则执行步骤S110。对于新的非易失性存储单元200，BIOS启动过程中在对非易失性存储单元200初始化时，需要创建是否存储了操作系统镜像标志位，默认为没有。进入操作系统后，把操作系统镜像备份到非易失性存储单元200中，并修改相应标志位为当前非易失性存储单元200已经存储了操作系统镜像。因而，此后的每次开机，BIOS可以根据该标志位判断当前非易失性存储单元200中是否存储了操作系统镜像。

步骤S105：判断非易失性存储单元中的操作系统镜像文件是否损坏，若是，则执行步骤S109，否则执行步骤S106。操作系统镜像文件在进行备份时可以按一定的算法记录操作系统镜像文件的完整性信息(比如Checksum校验和)，BIOS在启动过程中按照相同的算法对所备份的镜像文件进行校验，并把校验结果和备份时的结果进行对比，如果相同则表示当前操作系统镜像文件是完整的；否则，操作系统镜像文件已损坏。

步骤S103～S105是出于系统的健壮性和稳定性考虑所采取的处理步骤，以保证可以从非易失性存储单元200顺利获得正确的文件来启动计算机系统，或者当上述方式不适用时，采用正常的方式启动计算机系统。在其他实施例中，若非易失性存储单元确保保存了正确的操作系统镜像文件，步骤S103～S105可以省略。

步骤S106：将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中。根据操作系统镜像文件的长度，在内存单元中申请一段相同大小的存储空间，然后把非易失性存储单元200中的操作系统镜像文件搬运到所申请的内存单元的存储空间中。

步骤S107：BIOS单元从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。

步骤S108：对所述非易失性存储单元进行自检。BIOS单元300对当前非易失性存储单元200进行读、擦除和写操作，校验当前非易失性存储单元200是否存在坏块。同时，在非易失性存储单元200的特定区域(比如非易失性存储单元200的起始地址)按预设的数据结构写入一系列的标志位信息，包括是否存储有数据、是否存储有操作系统镜像、是否有坏块等。

步骤S109：提示镜像损坏。提示方式为在屏幕上打印提示信息或蜂鸣器鸣响。在其他实施例中，本步骤也可以省略。

步骤S110：执行正常的内存检测和启动。主要包括继续执行的自检和接下来的读取当前系统外部存储设备MBR(主引导记录)，从外部存储设备引导。

上述计算机的启动方法中，非易失性存储单元200可以相对永久地保存数据，因此其可以用来保存操作系统镜像文件。而在计算机的启动过程中，将操作系统载入内存是必不可少的一步。相对于传统的从硬盘中读出MBR(主引导记录)，然后根据MBR加载操作系统文件的方式，启动速度更快，而且不会受到外部电源状态的影响。

如图3所示，结合图1，提供一实施例的启动系统，其运行于所述BIOS单元300。该启动系统30包括自检模块310、识别模块320、复制模块330、启动模块340以及非易失性存储单元的检测模块350。

自检模块310用于对计算机进行自检。识别模块320用于识别连接在DIMM接口上的非易失性存储单元。复制模块330用于将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中。启动模块340用于从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。

非易失性存储单元200的第二SPD芯片230保存有存储器类型信息，识别模块320通过读取第二SPD芯片230保存的存储器类型信息判断DIMM接口上连接的是否为非易失性存储单元。

复制模块330还判断所述非易失性存储单元200中是否包含数据，若是，则复制操作系统镜像文件，否则所述非易失性存储单元的检测模块350对所述非易失性存储单元200进行自检，并自检模块310随后执行正常的内存检测和启动。

复制模块330还判断所述非易失性存储单元200中的数据是否为操作系统镜像文件，若是，则复制操作系统镜像文件，否则自检模块310随后执行正常的内存检测和启动。

复制模块330还判断所述非易失性存储单元200中的操作系统镜像文件是否损坏，若是，提示镜像文件损坏，否则复制操作系统镜像文件。

非易失性存储单元200可以相对永久地保存数据，因此其可以用来保存操作系统镜像文件。而在计算机的启动过程中，将操作系统载入内存是必不可少的一步。相对于传统的从硬盘中读出MBR(主引导记录)，然后根据MBR加载操作系统文件的方式，上述启动系统用来启动计算机系统时的速度更快，而且不会受到外部电源状态的影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种快速启动计算机系统的方法，基于如下计算机系统结构，包括：

内存单元，通过DIMM接口接入计算机系统；

非易失性存储单元，通过DIMM接口接入计算机系统；所述非易失性存储单元可保存操作系统镜像文件；

BIOS单元，用于在上电自检阶段检测所述内存单元和非易失性存储单元；

所述方法包括如下步骤：

计算机通电后进入上电自检阶段；

BIOS单元检测是否有DIMM接口连接所述非易失性存储单元，若是，则将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中，否则执行正常的内存检测和启动；

内存单元中载入操作系统镜像文件后，BIOS单元从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。

2.根据权利要求1所述的快速启动计算机系统的方法，其特征在于，所述非易失性存储单元设有SPD芯片，所述SPD芯片保存有存储器类型信息，所述BIOS单元通过读取所述SPD芯片保存的存储器类型信息判断DIMM接口上连接的是否为非易失性存储单元。

3.根据权利要求1所述的快速启动计算机系统的方法，其特征在于，在将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中之前，还判断所述非易失性存储单元中是否包含数据，若是，则复制操作系统镜像文件，否则对所述非易失性存储单元进行自检，并随后执行正常的内存检测和启动。

4.根据权利要求3所述的快速启动计算机系统的方法，其特征在于，在将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中之前，还判断所述非易失性存储单元中的数据是否为操作系统镜像文件，若是，则复制操作系统镜像文件，否则执行正常的内存检测和启动。

5.根据权利要求4所述的快速启动计算机系统的方法，其特征在于，在将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中之前，还判断所述非易失性存储单元中的操作系统镜像文件是否损坏，若是，提示镜像文件损坏，并随后执行正常的内存检测和启动，否则复制操作系统镜像文件。

6.一种计算机的启动系统，基于如下计算机系统结构，包括：

内存单元，通过DIMM接口接入计算机系统；

非易失性存储单元，通过DIMM接口接入计算机系统；所述非易失性存储单元中可保存操作系统镜像文件；

BIOS单元，用于在上电自检阶段检测所述内存单元和非易失性存储单元；

所述启动系统运行于所述BIOS单元，并包括：

自检模块，用于对计算机进行自检；

识别模块，用于识别连接在DIMM接口上的非易失性存储单元；

复制模块，用于将所述非易失性存储单元中保存的操作系统镜像文件复制到内存单元中；

启动模块，用于从所述内存单元中引导操作系统镜像文件加载，完成计算机系统的启动。

7.根据权利要求6所述的计算机的启动系统，其特征在于，所述非易失性存储单元设有SPD芯片，所述SPD芯片保存有存储器类型信息，所述识别模块通过读取所述SPD芯片保存的存储器类型信息判断DIMM接口上连接的是否为非易失性存储单元。

8.根据权利要求6所述的计算机的启动系统，其特征在于，还包括非易失性存储单元的检测模块，所述复制模块还判断所述非易失性存储单元中是否包含数据，若是，则复制操作系统镜像文件，否则所述非易失性存储单元的检测模块对所述非易失性存储单元进行自检，并随后由自检模块执行正常的内存检测和启动。

9.根据权利要求8所述的计算机的启动系统，其特征在于，所述复制模块还判断所述非易失性存储单元中的数据是否为操作系统镜像文件，若是，则复制操作系统镜像文件。

10.根据权利要求9所述的计算机的启动系统，其特征在于，所述复制模块还判断所述非易失性存储单元中的操作系统镜像文件是否损坏，若是，提示镜像文件损坏。