CN105897653A - 一种高性能移动设备架构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能移动设备架构，它包括物理服务器和移动终端，物理服务器包括计算模块和存储模块，它进行操作系统的运行及程序的运算，移动终端包含固定模式的处理模块，其负责将用户的操作信号通过无线网络发送至物理服务器，并将返回的视频流和音频流转为显示屏和扬声器的电信号，移动终端的计算资源和存储资源由物理服务器提供，其计算可建立在执行性能更高的处理器上，计算资源可按需求分配，用户文件也存储在物理服务器上，共享的文件可直接访问，无需复制和传输，节省存储空间及传输时间，整个系统拥有更高的效率，移动设备中没有中央处理器、主存储器、辅助存储器等组件，增加了设备的便携性，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机及终端技术领域，尤其涉及一种高性能移动设备架构。
背景技术
当今智能移动设备在全球普及，给用户带来极大便利，在用户数量不断攀升的同时，设备也在不断更新，用户往往购买新的设备，而旧的设备成了电子垃圾，造成大量资源浪费和环境污染。并且因用户数量多，会出现大量设备计算资源闲置的情况，从而造成资源难以有效利用的问题。智能移动设备的性能与便携性往往难以同时提升，移动设备在一定的便携性的要求上只能牺牲性能，如智能手机这样可随身携带的移动设备，计算性能远不及电脑，设备也就无法达到用户对办公或娱乐游戏的高性能需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，充分利用物理服务器为本架构中的移动设备终端提供计算资源，使移动设备的性能和便携性同时达到最优化，为移动设备用户提供一种高性能移动设备架构。
一种高性能移动设备架构，由物理服务器和移动终端组成。移动终端负责将用户的操作信号通过无线网络发送至物理服务器，物理服务器包含计算模块和存储模块，在物理服务器上运行有操作系统，操作系统将对此用户操作触发相应的事件响应，由物理服务器进行运算，并返回视频流和音频流，移动终端显示和播放此视频流和音频流。操作系统的运行以及程序的运算均在物理服务器上进行，移动终端并不运行操作系统，移动终端不需要含有高性能的中央处理器，而由固定模式(发送操作信号以及接收视频流和音频流并转为显示屏和扬声器的电信号)的处理模块替代。
本发明提供了一种高性能移动设备架构，使移动终端的计算资源与存储资源由物理服务器来提供，故其计算可建立在执行性能更高的物理服务器的处理器上，以及其计算资源可按需求分配，可拥有更高的效率，并且在性能升级时，只需将用户在服务器上的资源分配增加，因此无需像以往的移动设备升级时，要完全更换设备，因而减少电子垃圾的产生。因所有用户的大部分文件存储在物理服务器上，共享的文件可依靠地址直接访问，无需再复制或传输，节省了存储空间及传输时间。移动设备中省去了原有的中央处理器、主存储器、辅助存储器等组件，增加了设备的便携性及续航能力，降低了总体成本，更好地推动低成本、高效率、高性能移动设备的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例和技术方案，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例：图1是高性能移动设备架构的树状结构示例图；
图2是物理服务器单元结构示例图；
图3是管理节点模块结构示例图；
图4是资源节点模块结构示例图；
图5是移动终端模块结构示例图；
图中：高性能移动设备架构100、物理服务器200、管理节点300、资源节点400、移动终端500、局域网210、存储模块310、计算模块320、本地管理员输入/输出系统330、移动终端输入/输出系统340、系统总线350、局域网端口360、只读存储器(ROM)311、基本输入输出系统(BIOS)312、硬盘驱动器313、管理系统314、用户数据315、主存储器316、高速缓冲存储器317、中央处理单元(CPU)321、操作输入331、视频音频输入/输出332、接口卡槽输入/输出333、操作信号处理模块341、视频音频信号处理模块342、存储模块410、计算模块420、局域网端口430、系统总线440、只读存储器(ROM)411、基本输入输出系统(BIOS)412、硬盘驱动器413、用户系统414、用户程序415、户文档416、主存储器417、高速缓冲存储器418、中央处理单元(CPU)421、图形处理单元(GPU)422、操作输入510、视频音频输入/输出520、通讯模块530、操作信号模块511、电容屏512、开关机按键513、视频音频信号模块521、显示屏522、摄像头523、麦克风524、扬声器525。
具体实施方式
一种高性能移动设备架构，由物理服务器和移动终端组成。移动终端负责将用户的操作信号通过无线网络发送至物理服务器，物理服务器包含计算模块和存储模块，在物理服务器上运行有操作系统，操作系统将对此用户操作触发相应的事件响应，由物理服务器进行运算，并返回视频流和音频流，移动终端显示和播放此视频流和音频流；操作系统的运行以及程序的运算均在物理服务器上进行，移动终端并不运行操作系统，移动终端不需要含有高性能的中央处理器，而由固定模式(发送操作信号以及接收视频流和音频流并转为显示屏和扬声器的电信号)的处理模块替代。
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰明了，结合附图及实施例对本发明做进一步描述，所描述的实施例仅为示例性的，仅用以解释本发明，并不限定本发明，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种变化。
如图1所示的树状结构示例图，高性能移动设备架构100，由物理服务器200和移动终端500组成，物理服务器200包括管理节点300和资源节点400。管理节点300包括存储模块310、计算模块320、本地管理员输入/输出系统330、移动终端输入/输出系统340、系统总线350和局域网端口360，其中的计算模块320由中央处理单元(Central Processing Unit)321构成，存储模块310包括只读存储器(Read only memory)311、硬盘驱动器(Hard Disk Drive)313、主存储器(Main-memory)316和高速缓冲存储器(Cache)317；资源节点400包括存储模块410、计算模块420、局域网端口430和系统总线440，其中的计算模块420包括中央处理单元(Central Processing Unit)421和图形处理单元(Graphics Processing Unit)422，存储模块410包括只读存储器(Read only memory)411、硬盘驱动器(Hard Disk Drive)413、主存储器(Main-memory)417和高速缓冲存储器(Cache)418。所述硬盘驱动器可由传统机械硬盘或固态硬盘(Solid State Drives)组成，用于存放系统软件和用户文件；所述主存储器用于保存处理单元实时处理数据；所述高速缓冲存储器用于协调处理单元与主存储器。
移动终端500包括操作输入510、视频音频输入/输出520和通讯模块530，其中的操作输入包括操作信号模块511、电容屏512和开关机按键513，视频音频输入/输出520包括视频音频信号模块521、显示屏522、摄像头523、麦克风524和扬声器525。
如图2所示，物理服务器200由管理节点300与资源节点400构成，管理节点300和数个资源节点400组建成局域网210，局域网210中各节点之间的通讯采用InfiniBand技术，以满足网络中较高的吞吐量。
如图3所示，管理节点300包括存储模块310、计算模块320、本地管理员输入/输出系统330、移动终端输入/输出系统340、系统总线350和局域网端口360。
存储模块310中，只读存储器311预装有基本输入输出系统(BIOS)312，硬盘驱动器(Hard Disk Drive)313预装有对局域网210管理和资源分配的管理系统314以及有关终端设备的用户数据315；主存储器316采用DRAM技术，高速缓冲存储器317采用SRAM技术，用于协助中央处理单元321对主存储器316的读取，加快其读取速度。
计算模块320包括中央处理单元321，用于运行管理系统314，仅对用户操作请求进行分配，而不做处理。
本地管理员输入/输出系统330包括操作输入331、视频音频输入/输出332和接口卡槽输入/输出333。
移动终端输入/输出系统340包括操作信号处理模块341和视频音频信号处理模块342，操作信号处理模块341处理移动终端500发送的操作信号并将数据提交至管理系统314，视频音频信号处理模块342负责将资源节点发送的视频、音频数据进行编码，以减少数据流量，通过无线通讯发送至移动终端500，并且对移动终端500发来的视频、音频数据进行解码。
系统总线350负责存储模块310、计算模块3200、本地管理员输入/输出系统330、移动终端输入/输出系统340和局域网端口360之间的数据传输。局域网端口360负责发送计算请求至资源节点400，并接收资源节点400计算后的数据。
如图4所示，资源节点400包括存储模块410、计算模块420、局域网端口430和系统总线440。存储模块410中，只读存储器411预装有基本输入输出系统(BIOS)412，硬盘驱动器(Hard Disk Drive)413预装有用户系统414和用户程序415，并存放有用户文档416，主存储器417采用DRAM技术，高速缓冲存储器418采用SRAM技术，用于协助中央处理单元421及图形处理单元422对主存储器417的读取，加快其读取速度；计算模块420包括中央处理单元421和图形处理单元422，用于运行用户系统414和用户程序415；局域网端口430负责接收管理节点300分配的计算请求，再发送给计算模块420，并将计算后的数据提交至管理节点300；系统总线440负责存储模块410、计算模块420、局域网端口430之间的数据传输。
如图5所示，移动终端500包括操作输入510、视频音频输入/输出520和通讯模块530。操作输入510包括操作信号模块511、电容屏512和开关机按键513，操作信号模块511用于处理和标记操作信号；视频音频输入/输出520包括视频音频信号模块521、显示屏522、摄像头523、麦克风524和扬声器525，其中视频音频信号模块521能对视频音频进行编码与解码；通讯模块负责发送操作信号，并接收发送视频音频信号。
高性能移动设备架构运行方法：长按开关机按键513，开关机按键513发出电信号，操作信号模块511由此生成开机信号，并标记设备信息，经由通讯模块530发送至管理节点300，由操作信号处理模块341进行处理并提交至管理系统314，管理系统314核对用户数据315中的设备信息，启动在资源节点400中相应的用户系统412，计算模块420进行计算返回视频流和音频流至管理节点300，由视频音频信号处理模块342进行编码，然后将此数据流发送至移动终端500，经视频音频信号模块521解码，生成显示屏522和扬声器525对应的电信号，最终由显示屏522显示画面，扬声器525播放声音。
对电容屏512进行操作，操作信号模块511接受其电信号，并处理成屏幕坐标信号，经由通讯模块530发送至管理节点300，由操作信号处理模块341进行处理并提交至管理系统314，管理系统314核对用户数据315中的设备信息，将此操作发送至对应的用户系统414，触发相应的事件(如打开应用程序、关机等)，计算模块420进行计算返回视频流和音频流至管理节点300，由视频音频信号处理模块342进行编码，然后将此数据流发送至移动终端500，经视频音频信号模块521解码，生成显示屏522和扬声器525对应的电信号，最终由显示屏522显示画面，扬声器525播放声音。
Claims (6)
1.一种高性能移动设备架构，由物理服务器和移动终端组成。移动终端负责将用户的操作信号通过无线网络发送至物理服务器，物理服务器包含计算模块和存储模块，在物理服务器上运行有操作系统，操作系统将对此用户操作触发相应的事件响应，由物理服务器进行运算，并返回视频流和音频流，移动终端显示和播放此视频流和音频流；操作系统的运行以及程序的运算均在物理服务器上进行，移动终端并不运行操作系统，移动终端不需要含有高性能的中央处理器，而由固定模式(发送操作信号以及接收视频流和音频流并转为显示屏和扬声器的电信号)的处理模块替代。
2.如权利要求1所述的一种高性能移动设备架构，其特征在于，所述物理服务器包括管理节点与资源节点，管理节点和数个资源节点组建成局域网，局域网中各节点之间的通讯采用InfiniBand技术。
3.如权利要求2所述的一种高性能移动设备架构，其特征在于，所述管理节点包括存储模块、计算模块、本地管理员输入/输出系统、移动终端输入/输出系统、系统总线和局域网端口；存储模块包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive)、只读存储器(Read Only Memory)、主存储器(Main-memory)和高速缓冲存储器(Cache)，在存储模块中，只读存储器预装有基本输入输出系统(BIOS)，硬盘驱动器(Hard Disk Drive)预装有对局域网管理和资源分配的管理系统以及有关终端设备的用户数据，主存储器采用DRAM技术，高速缓冲存储器采用SRAM技术，协助中央处理单元对主存储器的读取；
计算模块包括中央处理单元，用于运行管理系统，仅对用户操作请求进行分配，而不做处理；本地管理员输入/输出系统包括操作输入、视频音频输入/输出和接口卡槽输入/输出；
移动终端输入/输出系统包括操作信号处理模块和视频音频信号处理模块，操作信号处理模块处理移动终端发送的操作信号并将数据提交至管理系统，视频音频信号处理模块负责将资源节点发送的视频、音频数据进行编码，通过无线通讯发送至移动终端，并且对移动终端发来的视频、音频数据进行解码；
系统总线负责存储模块、计算模块、输入/输出系统和局域网端口之间的数据传输；
局域网端口负责发送计算请求至资源节点，并接收资源节点计算后的数据。
4.如权利要求2所述的一种高性能移动设备架构，其特征在于，所述资源节点包括存储模块、计算模块、局域网端口和系统总线；
存储模块包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive)、只读存储器(Read Only Memory)、主存储器(Main-memory)和高速缓冲存储器(Cache)，在存储模块中，只读存储器预装有基本输入输出系统(BIOS)，硬盘驱动器(Hard Disk Drive)预装有用户系统和用户程序，并存放有用户文档，主存储器采用DRAM技术，高速缓冲存储器采用SRAM技术，协助中央处理单元及图形处理单元对主存储器的读取；
计算模块包括中央处理单元(Central Processing Unit)和图形处理单元(Graphics ProcessingUnit)，用于运行用户系统和用户程序；
局域网端口430负责接收管理节点分配的计算请求，再发送给计算模块，并将计算后的数据提交至管理节点。
5.如权利要求1所述的一种高性能移动设备架构，其特征在于，所述移动终端包括操作输入、视频音频输入/输出和通讯模块；操作输入包括操作信号模块、电容屏和开关机按键，操作信号模块用于处理和标记操作信号；视频音频输入/输出包括视频音频信号模块、显示屏、摄像头、麦克风和扬声器，其中视频音频信号模块能对视频音频进行编码与解码；通讯模块负责发送操作信号，并接收发送视频音频信号。
6.如权利要求1所述的一种高性能移动设备架构，其特征在于它的运行方法，长按开关机按键或对电容屏进行操作，操作信号模块接收其电信号，并处理成相应的操作信号，经由通讯模块发送至管理节点，由操作信号处理模块进行处理并提交至管理系统，管理系统核对用户数据中的设备信息，将此操作发送至对应的用户系统，触发相应的事件，计算模块进行计算返回视频流和音频流至管理节点，由视频音频信号处理模块进行编码，然后将此数据流发送至移动终端，经视频音频信号模块解码，生成显示屏和扬声器对应的电信号，最终由显示屏显示画面，扬声器播放声音。
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