CN1093960C - 适应性地调节超高速缓冲存储器对字形数据存储分配的方法和装置 - Google Patents

Abstract

计算机将光栅化的字形字符下载到相连的打印机，并采用一种方法使得打印机能够处理大字符集，即使该打印机的设计不具备处理这种大字符集的能力。该方法使计算机能够控制打印机中对字形数据存储的存储器分配。首先，计算机安排打印机为字形数据的存储分配一个初始存储空间；然后，计算机内的打印驱动程序分析将要发送到打印机的数据段，确定相应的数据段是文本数据、图形数据、还是光栅数据；根据数据段的不同类型，控制打印机中存储器空间的分配。

Description

适应性地调节超高速缓冲存储器 对字形数据存储分配的方法和装置

本发明相关于基于文本的打印机，详细地说，相关于能够使计算机控制打印机中分配给字形数据存储的超高速缓冲存储器存储量的方法和装置。

目前采用的喷墨打印机和激光打印机能够产生具有许多不同字形表示的文本。在这类打印机上处理图像需要在打印过程中在某些点形成光栅图像。在字形字符的情况下，每个需要的字符的光栅位图可以被存储在存储器中，然后在字符被需要时从存储器复制到打印机。在存储器中可以保留一组完整的字符集，但这需要按要求的点大小、分辨率和特征(即黑体、斜体等等)来存储每个特定的字符，这是一种不可行的解决方案。另一方面，可以对字符集编码，使其转换为适合选定装置的具有特定字符大小和分辨率的位图。重复使用的字符可以存储在超高速缓冲存储器中，以便利快速打印。

打印机存储器通常可以容纳少量的位图字形，足以满足小作业。但当作业需要大量字形或点大小时，可能超出打印机的超高速缓冲存储器的容量，这时存储在其中的某些字符位图需要被多次重复产生。

公知的Windows操作系统(微软公司的商标)包括一个“图形设备接口”(GDI)，它通过向提出请求的实体回送被请求字符的位图，来响应对单个字符的请求。随后该位图被存储在主处理机中，并传送到打印机以便存储在字形超高速缓冲存储器中。

设计了多种打印机来处理具有有限个单个字符的拉丁字形。通常，这种打印机采用8位字节来代表每个字形字符。因此，如果这种打印机采用带有图形装置接口的Windows操作系统的话，馈送到GDI的8位字节将使被请求的光栅结构的字形字符返回。为了使这种打印机能够处理较大的字形，如在亚洲常见的字形，至少需要两个字节来从字形中识别所有需要的字符。

由于初始设计来处理拉丁字形的打印机只适应处理单字节字符识别符，这种打印机不能接收双字节识别符并对本地存储的字形字符进行必要的识别/光栅化。因此该功能由主处理机处理。主处理机将双字节识别符转换为字符的光栅图像，后者随后被传送到打印机被表示在页面上。

由于从主处理机向打印机下载光栅化的字形数据是相当慢的处理，因此研制了一种方法，使得光栅化的字形字符被超高速缓冲存储在打印机和主处理机中，以便减少需要的数据传输量。美国专利中请08/572260描述了这样一种发明创新，该申请的题目是“采用主机超高速缓冲存储器和打印机超高速缓冲存储器来改进文本打印性能”，发明人是Weyand等人，并转让给与本申请相同的受让人。简单地说，Weyand等人对需要的字符在主处理机中进行光栅处理，将光栅化的字形数据送到打印机，同时在主处理机中保留一个备份。如果在页面处理过程中，打印机处于存储器较少或存储器用尽情况，需要清除超高速缓冲存储器来得到更多的存储空间在主处理机中将仍然可以得到光栅化的字符，并且该字符可以根据需要发送到打印机，因此避免了对清除的字符重新光栅化的必要性。

Weyand等人的发明使得用户能够定义不同的打印机状态，每个状态具有一个相关的静态超高速缓冲存储器存储空间。选定的打印机状态完全基于用户对将要打印的页面的理解，与打印机自身的内部环境或实际打印的页面类型无关。如果用户设置的状态不正确，那么分配给字形数据进行超高速缓冲存储的空间就会或者太大或者太小。在这种情况下，可能会过早地出现超高速缓冲存储器短缺，或者将能够用于其它打印需要的太多存储空间分配掉。

因此，本发明的一个目的是提供一种在打印机中分配超高速缓冲存储器的改进的方法。

本发明的另一个目的是提供一种超高速缓冲存储器分配过程，其中该分配可以根据确定的要打印的页面类型或页面部分适应性地改变。

本发明的另一个目的是允许根据被发送到打印机进行处理的数据的各种分类在打印机中对超高速缓冲存储器进行联机再分配。

计算机将光栅化的字形字符下载到相连的打印机，并采用一种方法使得打印机能够处理大字符集，即使该打印机的设计不具备内部处理这种大字符集的能力。该方法使计算机能够控制打印机中对字形数据存储的存储器分配。首先，计算机安排打印机为字形数据的存储分配一个初始存储空间；然后，计算机内的打印驱动程序分析将要发送到打印机的数据段，确定相应的数据段是文本数据、图形数据、还是光栅数据；如果确定文本数据将要发送到打印机，那么接着确定打印机是否存储了能够打印由当前字符定义数据段指定的一个字符的字形数据；如果打印机没有存储必要的字符，那么在需要的情况下，该方法使得打印机为计算机提供的另外的字形数据分配另外的存储空间；如果发送到打印机的是图形数据或光栅数据，那么计算机进一步控制打印机修改分配给字形数据存储的那部分存储器空间。

图1是实施本发明的系统的方框图；

图2示出了具有文本、图形和光栅图像的一张媒介纸；

图3的逻辑流程图示出了本发明的方法。

参考图1，主处理机10包括用户接口12，它与应用程序14结合，产生一个文件16，存储在随机存取存储器(RAM)16中。文件16的一个例子示于图2，它可能只包括文本、只包括图形、或只包括光栅图像、或它们的任意组合。

打印驱动程序18在用户接口12和应用程序14的控制下，经由I/O接口22提供打印数据到相连的打印机20。打印机20还包括一个中央处理单元24、一个打印电机26和一个随机存取存储器(RAM)28。在RAM28内有一个区域30，被指定来存储光栅化的字形字符，还有一个区域32，用于存储一个页面中被处理成光栅图像以便由打印驱动26进行打印的部分(即“页条”(page stripe))。RAM28的其它区域被分配给打印机的其他功能，但在图1中没有示出。

当打印机驱动程序18(在主处理器10内)经由应用程序14接收要打印的一个文件时，输入的数据由数据流分析器36进行分析，来确定数据的“字符”。换句话说，如果输入的数据段被确定为字形代码，那么打印机驱动程序18指示图形装置接口(GDI)36从字形存储器40存取需要的字形字符。GDI38对存取的字形字符进行光栅处理，并提供光栅化的字符到打印机驱动程序18。之后，打印机驱动程序18发送光栅化的字形字符到打印机20，并存储在其中的字形超高速缓冲存储器区域30。

从这一点来说，图1的主处理机/打印机的结构和操作与上面提到的Weyand等人的专利申请中公开的内容基本类似。然而，Weyand等人通过用户由用户接口12的输入来控制字形超高速缓冲存储器28的大小，此后，字形超高速缓冲存储器区域30的大小在页面的进一步处理中保持不变。

本发明能使字形超高速缓冲存储器28的大小在页面处理过程中被适应性地改变，改变的依据是：(1)存储新字形字符所需要的存储量；(2)容纳图形数据(如果有的话)所需要的存储量；(3)存储包括在页面处理(如果有的话)中的光栅图像所需要的存储量。这种适应性存储分配是结合主处理机10中的数据流分析器36进行的。

下面将以综述方式来描述图1系统的操作，接着采用图3的流程图来进行详细的描述。

起初，用户经由接口12和应用程序14产生一个文件，存储在RAM16中。当文件准备打印时，用户经由用户接口12引起应用程序调用打印驱动程序18，发送一个打印作业请求。打印机驱动程序18指示打印机20对RAM28中的字形字符的超高速缓冲存储分配一个初始的存储空间(即用作字形超高速缓冲存储区域30)。初始假定提供的文件是文本文件，并且字形超高速缓冲存储区域30的大小由先前输入到数据流分析器36的参数设定。因此，数据流分析器36完全知道打印机20中字形超高速缓冲存储区域30的大小。存储空间的初始分配最好能使字形超高速缓冲存储区域30足以容纳纯文本页面的需要。

响应来自打印机驱动程序18的存储器分配，打印机20向打印机驱动程序18确认分配成功，从而使打印作业进行。此后，打印机驱动程序18与应用程序14结合，开始存取RAM16中存储的文件的数据段。当存取每个数据段时，用数据流分析器36对其进行分析，确定它指示字形字符、图形命令、还是光栅图像。

数据流分析器36通过检查输入数据分析判定接收到的命令是否是比如打印机控制语言(PCC)，该语言通常用于编码字母数字文本。如果输入数据以图形语言HP/GL形式配置，则判定正在接收图形数据。如果接收到的数据头指明后续数据是光栅图像，则可显然判定是在输入光栅数据。光栅图像头部通常指示光栅图像的大小，从而允许数据流分析器36输出字形超高速缓冲存储器的大小改变命令，它与要接收的光栅图像的大小一致。

一旦数据流分析器36分析出输入的数据流，并对每个接收的数据段作出判定----即它指示文本、图形还是光栅图像，就发生随后的过程。如果输入的数据段指示一个字形字符并且该字形字符在打印机20中并不存在，那么数据流分析器36从字形存储器40存取需要的字形字符(经由GDI38)。然后数据流分析器36检查字形超高速缓冲存储区域30的大小，并确定它是否足以存储需要的字形字符。如果是，打印机驱动程序18将光栅化的字符传送给打印机20。

然而，如果字形超高速缓冲存储区域30没有足够的空间来存储新的字形字符，那么数据流分析器36促使打印机驱动程序18输出一个命令到打印机20，来相应地增大字形超高速缓冲存储区域30的大小。一旦收到增加对超高速缓冲存储区域分配的确认，打印机驱动程序18就启动传送另外的字形字符光栅数据并继续从RAM16传送文件数据。

与此同时，数据流分析器36更新目前分配给字形超高速缓冲存储区域30的存储量记录。

此后，如果数据流分析器确定输入的数据段指示一个图形命令，那么数据流分析器36促使打印机驱动程序18发送一个命令到打印机20，对分配给字形超高速缓冲存储区域30的存储器的一部分进行再分配，将其用于存储将要收到的图形图像。由于这一行动可能要求字形超高速缓冲存储区域30内的某些字形字符被移去，因此采用最新使用的协议(或其它同等协议)来确定哪些字符要被清除。

与此类似，如果来自文件的输入数据被确定包括了一个光栅图像，那么数据流分析器38促使打印机驱动程序18输出一个命令到打印机20，对字形超高速缓冲存储区域30的一部分进行再分配，将其用于存储光栅图像。由于光栅图像带有指示光栅图像大小的标题数据，该大小可以用来指定分配给存储光栅图像的存储量。数据流分析器38总是跟踪字形超高速缓冲存储区域30中目前分配的存储量、由字形数据占据的字形超高速缓冲存储区域30的部分、以及存储在其中的特定的字形字符。

应该理解的是，在某些情况下，由于所有的存储器都被占用，对额外的超高速缓冲存储器的请求不能得到满足。在这种情况下，或者不发出这种请求，或者在试图重新分配时失败。如果分配成功，那么将字形字符继续加到超高速缓冲存储器。一旦完成一页，常规的存储器(非字符超高速缓冲存储器)被释放回到系统中。由于字形字符常常被持续用于页面之间(即用户没有逐页删除或改变字形)，因此字形超高速缓冲存储器被保留。

可以看出，本发明可以根据需要为字形存储的目的动态分配超高速缓冲存储器。超高速缓冲存储器容量的大小根据接收的字形字符和/或图形和/或光栅图像数据被增大或减小。这使得打印机能够对原本不可用的存储容量(即已经预先分配因此不被采用)进行存取。

参看图3，下面将对示意图1系统的操作的流程图作进一步的描述。如上所述，打印机驱动程序18在收到打印作业请求时，向打印机20发出一个命令，为字形超高速缓冲存储区域30分配一个初始存储空间(方框50)。该分配基于这样的假定，即一个文本页面将被接收，并且存储量由存储的作为缺省字形区分配值的参数决定。此后，数据流分析器36开始接收并分析从RAM16输入的数据段(方框51)。如果如判定方框52所示，确定出输入的数据段是文本，那么向打印机驱动程序18发出下载命令(方框54)，打印机驱动程序将数据段传送给打印机20。接着确定在字形超高速缓冲存储区域30中是否有存储器用尽或存储器较少情况(判定方框54)。如果没有，程序循环，等待下一个数据段。

如果判定方框56确定在字形超高速缓冲存储区域30中没有足够的存储空间，那么向打印机20发出一个命令，建立一个存储器增强过程，如对存储在RAM28中的数据进行压缩(方框58)。当打印机20报告存储器增强程序已经圆满地完成后，确定将要发送给打印机的数据是文本、图形还是光栅(判定方框60)。如果该数据是光栅或图形，那么根据情况，或者由光栅的大小，或者由图形缩减参数，来减小字形区(方框62、64)。此后，如果打印机仍然显示存储器用尽或存储器较少情况，那么程序结束(判定方框66)。如果不显示存储器用尽或存储器较少情况(判定方框66)，那么进行下载(方框68)，程序重复进行。此外，如果判定方框60确定数据为文本，那么进行下载，此时假定存储器增强程序成功完成，并且程序循环进行。

再回到判定方框52，如果确定输入的数据段不是文本，那么接着确定图形/光栅存储器是否用完(判定方框64)。如果没有，发出下载命令，程序循环进行(方框68)；如果是，并且数据段被确定指示图形数据(判定方框72)，那么向打印机20发出命令，将分配给字形超高速缓冲存储器30的存储量减小预定的量，该减小量由存储的参数确定(方框76)。与此类似，如果发现输入的数据段指示光栅图像，那么向打印机20发出命令，根据光栅图像的大小减少字形超高速缓冲存储器30的大小(方框78)。如果在任何一种情况下出现了存储器用尽或存储器较少情况(判定方框56)，那么发出存储器增强命令(方框58)，程序如上所述继续进行。

以这种方式，分配给打印机20中字形超高速缓冲存储的存储量可以根据被打印的文件上的文本/图形/光栅进行动态调节。预先分配但没有使用的存储空间大大减少，大量额外的存储空间可以被打印机20使用。

应该理解，前面的描述仅仅是对本发明的示例性说明，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明精神的前提下，可以作出各种变化和修改。因此，本发明包括所有属于所附权利要求范围之内的这些变化和修改。

Claims (5)

1.一种适应性地分配打印机中用于存储字形数据的存储空间的方法，所述打印机与主处理器相连，所述主处理器执行包括以下步骤的该方法：

1)控制所述打印机为字形数据的存储分配一个初始的超高速缓冲存储部分，以及对由所述打印机分配的所述超高速缓冲存储器保持跟踪。

2)分析要发送到打印机的一个当前数据段，确定所述当前数据段是指示要打印的字形字符、还是图形数据或光栅数据；

3)如果发现当前数据段指示字形字符，确定所述打印机是否包括相应的字形字符数据，如果所述打印机没有足够的剩余超高速缓冲存储器来存储由所述当前数据段指示的所述字形字符，指示所述打印机分配额外的存储部分来存储至少由所述当前数据段指示的所述字形字符数据；

4)如果确定图形相关数据或光栅数据被送到打印机，那么进一步指示所述打印机对分配给字形字符数据存储的所述存储器部分进行重新分配，从而促使所述打印机减小分配给字形数据存储的超高速缓冲存储器，以使得所述超高速缓冲存储器的一部分能够用于所述图形相关数据或光栅图像数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：

5)将字形存储器中的数据转换为由所述当前数据段指示的字形字符数据的光栅结构图像；以及

6)将所述光栅结构图像发送给所述打印机，存储在由步骤3)分配给其存储的超高速缓冲存储器部分。

3.一种适应性地分配打印机中用于存储字形字符数据的存储空间的系统，包括：

一台打印机，包括一个随机存取存储器和一个处理单元，后者用于在所述随机存取存储器内启动存储区域的分配；

一台主处理器，与所述打印机相连，并且包括一个存储代码段的随机存取存储器，该代码段指示要被发送到所述打印机以便表示在媒体上的文件；

一个字形字符存储器；

一个图形接口，用于将所述字形字符存储器的字形字符转换为光栅结构的字符数据集；以及

打印机驱动装置，用于发送数据到所述打印机，所述打印机驱动装置包括这样的装置，其用于分析包括所述文件的所述随机存取存储器的数据段，对由所述打印机分配的所述随机存取存储器保持跟踪，并且用于发出命令到所述打印机，以便根据所述接收的数据段的一个确定的数据段改变所述随机存取存储器中的分配，从而如果当前数据段被确定为指示图形相关数据或光栅数据，那么所述打印机驱动装置促使所述打印机减小随机存取存储器对字形数据存储的分配，以使得所述随机存取存储器的一部分能够用于所述图形相关数据或光栅图像数据。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于所述打印机驱动装置将所述字形字符存储器中的数据转换为由当前数据段指示的字形字符数据的光栅结构图像，并将所述光栅结构图像发送给所述打印机，存储在分配给其存储的随机存取存储器的一部分中。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于所述主处理器和打印机驱动装置在处理一页媒体文本的过程中处于运行状态，因而能够持续确定是否需要重新分配所述打印机的随机存取存储器。

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