CN1208198A - 遥控和监视计算机软件使用的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了在一个出租计算机软件系统中对计算机数据使用的远距离控制,它可以取得使用情况数据和开帐单数据,防止未授权的使用,维护该软件的完整性以及控制有关的计算机之间的通讯。一个在目标计算机处的用户经由电话线路和遥控模块从一个中央计算机上转载程序或数据。目标计算机对视频戏或其它程序软件或数据的使用情况或其它开列帐单的数据附记录和贮存,并在预定的一些时刻上,该主计算机装载这些使用情况数据供处理用。

Description

遥控和监视计算机软件使用的装置和方法
本发明涉及遥控和监视计算机软件的使用情况，更具体地说，本发明涉及一个出租计算机软件产品的系统，它能(1)取得用户使用软件的情况和开列账单的信息；(2)防止未经授权的复制和使用；(3)维护出租软件产品(以下也称软件包)的完整性；及(4)控制主机与用户计算机之间有关的声音、程序和数据的通讯。
就本发明而言，出租计算机软件是指以用后付款的方式将计算机软件提供给顾客(以下也称用户)的服务，软件是在顾客自己的个人计算机上执行的，在过去，唯一的供“出租”的软件是安装在中央计算机中的、并经位于远距离的工作站或终端可获取的软件，这样的系统是大家都熟悉的“时分享”系统。
在时分享系统中，出租软件是在中央计算机中向非顾客自己的计算机上执行的。时分享软件一般利用在顾客家中或办公室中安装的一台“哑”终端或相当功能的装置，在电话纲络上被取得和使用。在此系统中，所有的用户分享同一个计算机资源，因而无论在计算机资源的传送或在服务质量上，一般都比较差，即一旦有许多顾客要同时使用该资源时，资源传送速度就很慢。
在时分享软件的收费上，除了中央计算机执行该用户程序(即CPU时间)的费用外，不论中央计算机是否在实际执行用户的程序，都必须加上将公共电话网络连接中央计算机上所化费的时间(即连接时间)。于是，当使用者的数目增加时，不仅CPU时间和连接时间增加，而且随服务质量的降低，费用进一步提高。
一般，特别是在上述情况下，经由时分享系统使用软件可能比直接在顾客自己的计算机上执行出租软件的费用高出许多，而且费用难以预料。另一方面，以主机为基础的时分享软件系统成功地为诸如个人计算机这样的较小系统提供了很贵或很复杂的软件。因此，一方面希望继续提供安装在以主机为基础的系统上的复杂和昂贵的软件，同时要消除时分享系统的缺点。
本发明的软件出租系统有些特性与今日电视观众熟悉的有线电视系统相似。在化钱收看的电视系统中，顾客收看一个特定的节目要付钱，为此目的，有线电视公司会提供顾客一个控制盒，此控制盒一经有线电视公司接通，使对从有线电视公司传送到顾客处的被编码了的电视信号进行解码，当顾客未准许看一特定的节目时，该图像仍是编码了的信号，顾客无法观看。反之，若顾客已选择了要看的节目并付了钱时，控制盒会对该信号进行解码，使观众能欣尝付费的节目。
美国第4361851号专利公开了一个包括一个改进的节目选择器(安装在用户家中)的电视使用监视系统。此选择器不仅可用于选择要观看的节目，而且可以将选择节目的讯息传送到一个遥控监视单元中(也安装在该用户家中)，此遥控监视单元与用户的电话线相连并籍助于电话线路来传送电视使用的数据，并被设计成定期与中央系统联系。该公开了的遥控监视系统可用于通入中央公共数据库网络上(见第2栏第4行)，该系统被说成例如在顾客未按时依账单付款时能够由中央计算机发出“停止”信息至遥控单元，停止顾客收看电视的权利。值得注意的是，美国第4361851号专利并未在该系统中公开下述问题：(1)计算机程序和数据被安全与可遥控地转载和使用；(2)被转载的程序与数据的安全性和遥控监视它的使用；(3)访问并取出被贮存的使用情况数据。此外，该专利也没有描述产生发送与接收数据的块检验字符的装置以及声音一数据通讯的切换能力。
美国第4624578号专利公开了一个出租契约定时器系统，用于操纵一连接电源与该租用设备如电视机的继电器，使其只在已付款的租用时间段内接通电源。并籍助插在磁卡读卡机的卡片来决定租用时间段和鉴别信息，此定时器也包括一实时时钟和一个用于对比现在时间与出租时间段的微处理器。
此外，美国第4700296号专利公开了一电子学的通入控制系统，用于控制位于顾客家中或其它远离出租者直接控制位置的租用装置的通路。此系统包括一个与带读卡机的租用装置相连的控制模块，该读卡机用于对该模块编程，以允许顾客通入并使用该租用装置。
根据本发明原理的软件出租系统，包括一个装在顾客计算机上或与顾客计算机(以后称目标计算机)相连的控制模块。顾客要为所获的服务(即使用出租软件)付费，该系统一方面要使用方便，同时需要和希望具有一些与上述电视系统截然不同的特性、优点及实施方法。具体地说，该软件出租系统的顾客，可在任何时间租用所有的计算机程序库中的任何一个程序，而不必等待可以获得一特定程序的一个特定时间间隙。同时为了选取程序，本发明中不像有线电视系统那样，安装一个单独的发送系统，因为程序的发送是经由普通的电话线路完成的，最后，本发明的出租软件并非将软件在整个系统上传布，而只是在用户选择后将各个程序由主计算机转载到用户所使用的计算机上而已。
用在软件出租系统的控制模块比收费有线电视系统中相应的模块所执行的功能要多许多，例如它控制并核对一个程序的使用是否已被批准，记录该程序实际被使用的时间，及避免该出租程序被窃取、复制、破坏或修改。此外，本发明还提供了经由电话线路在用户计算机的控制模块与中央计算机或主计算机之间进行通讯的设备。
然而，依据本发明所建立的出租软件系统，对于执行一些内务操作功能也非常有效和高度自动化。同时，为了使顾客最大程度的满意，该控制模块的内务操作活动大体上用户都是了解的。例如自动地进行计费和开列账单的活动以避免由人来“对表读数”，并且只要可能，其它一些通常涉及高价格的内务操作的控制被减少或去除。
籍助于本发明，一个在目标计算机处的被授权的用户可经由电话线路及连接在每个末端的可编程的遥控模块(RCM)从中央计算机或主计算机上转载程序和数据，使用情况和其它计费数据则被RCM监视并贮存于它里面的存贮器中，在一些预定的时间上，中央计算机或主计算机访问该遥控模块(RCM)，以输入使用情况与计费数据。
本发明的RCM包括：(1)用于防止在向目标计算机传输过程中或传输后，这些转载数据和程序被非授权使用、复制、破坏和更改的可编程的模块；(2)用于产生块检验字符以确保被传送数据和程序的完整性的多项式发生器/检验器；(3)一个声音一数据转换器，用于经由RCM来切换电话线路上的数据传输(与中央计算机之间的)和声音传送；及(4)一个声音放大器和放音器以便在数据传送中监视通讯线路上的活动。
由于以上列出的这些特点，本系统在主计算机与目标计算机之间提供了程序和其它数据的无错误传输，并对在主计算机和目标计算机之间传送的程序和其它数据提供可靠的传输、接收和使用。用户可以用音频放大器和放音器来监视目标计算机与主计算机在数据传送过程中通讯线路上的活动。最后，如果想要获得普通的远程通讯服务时，RCM可被控制成起普通的调制解调器的作用，提供了一个声音一数据选择器，使用户可以在声音传送与数据传输之间进行选择。
现在提出的出租软件系统能够使用户有机会利用广泛范围的软件，包括实际上所有出售用于个人计算机上的软件。所以该出租软件系统特别适合于在付款使用的基础上使一些很昂贵和复杂的软件得以普遍使用，这些昂贵、复杂的程序例如像工程或科学软件以及一些财会程序或税收程序。
本发明的出租软件系统还适合用于电视游戏软件的出租上，电视游戏出租软件可以经由电视游戏系统(如大家熟悉的奈提多(NIN-TEDO)家用电视游戏系统)而在一般的家庭电视机上使用。已获授权的顾客可籍助于公共电话线路将电视游戏软件从中央或主计算机转载到RCM上，RCM贮存了可供重复使用的游戏软件并监视该游戏的使用情况。由于该游戏软件被贮存于RCM的存贮器中，所以，除了要转载其它游戏软件以及向主计算机传输使用情况和其它开列账单的数据外，不需要接通电话线路的。同时，一个可插入标准游戏匣狭槽中的插入式卡盒在遥控模块(RCM)与电视游戏系统计算机之间提供了接口，用户可以通过电视游戏系统提供的操纵杆或其它装置来选择游戏的种类，例如，主计算机会输出并在顾客的电视机上显示可供使用的游戏清单，以供顾客选择之用。此外，主计算机在显示游戏种类清单的同时，还可用于传送和显示与一些新的游戏和与其它服务有关的广告和宣传讯息。转载的游戏软件中包括了一个对每个不同游戏软件包是唯一的被编码了的软件包鉴别数码(PID)，该PID用于保护该软件，防止未经许可而使用该游戏。该转载的游戏较件包每次被使用都由RCM内部记录下来，并由主计算机自动地列成账单。
本系统也很适合于让顾客以租用方式使用中等价格的软件，看看它是否真正满足他的需要。如果满意，顾客可能买下该软件，由此想出了顾客可以在该软件卖价上加部份或全部租费来推销软件。因此，所建议的软件出租系统以出租的方式使新客户与使用率低的客户可以以比购买同一软件低的费用使用该软件。
本发明设想的出租软件，因为软件的执行是由用户控制，而且不受用户人数的影响，所以比时分享软件便宜，并且使用方便。由于消除了购买软件的高费用以及时分享系统难以预计的费用和不方便，可以预计，使用出租软件系统的人数势必增加。此外，随着更多的用户熟悉各种不同的软件产品，使得购买软件的人数最终增加，所以软件工业作为一个整体将会受益，从软件出租和购买二个方面，软件推销人的收入将会增加。
本发明上述的和其它的目的、特点以及下面要表明的优点和性质可由下面参照有关附图的详细描述及所附的权利要求更加充分地得到了解。
图1是使用本发明遥控模块的一个数据通讯系统。
图2是本发明使用的遥控模块的方块图。
图3A和3B是图2所示遥控模块的电路图。
图4是说明本发明的遥控模块与电视游戏系统一起使用的一个系统图。
图5是图4说明的电视游戏系统中遥控模块的方块图。
参照图1，软件出租系统10总的包括主计算机12，目标计算机14、与主计算机12相连的遥控模块16、与目标计算机14相连的遥控模块18，主计算机12、目标计算机14与遥控模块16和18之间的通讯则是靠标准串行的RS232通信环节来完成的。工作时，要以出租方式提供给已授权用户的程序被贮存在主计算机12中，一般情况下，主计算机12是由软件出租部门或公司所拥有，并被安置在他们的办公室中，如图1所示，主计算机12是经由串行数据线路20及RCM16与公共电话网络26相连接。
目标计算机14是用户拥有的计算机，可以是一个工作站，微型计算机或者是一个大型机。然而，就出租软件而言，目标计算机最可能是用户可在家中或办公室里拥有并操作的个人计算机。目标计算机14经由一个串行数据线路22及RCM18与电话网络26相连，RCM18还经由电源线28与普通的交流电源相连，该电源还经电源线24由RCM18供给目标计算机。
在操作中，主计算机12与目标计算机14可以互相呼叫(拨号)主计算机12的功能包括将软件传送至目标计算机14、从RCM18请求输入和接收与目标计算机有关的用户使用数据及执行各种计算以及软件出租业务的功能。
这里公开的RCM16及18以及使用它们的方法均可与任一型号的主计算机12及目标计算机14一起工作，安装在主计算机12上和目标计算机14上的软件对于不同的型号当然会有所不同，但是使用方法相同。
根据本发明，在任一给定时刻，主计算机12可以同时与任意数目的目标计算机进行通讯，但数目要受到所连接的RCM数目及主计算机12通讯容量的限制，因此，籍助增加主计算机的RCM以及必要时增加主计算机，实际上可以有无限数目的带RCM18的目标计算机可以同时从主计算机中获得出租软件包。
与主计算机12的通讯是本发明出租软件构思中的一个整体组成部分，将使用情况数据传送至主计算机的定时通讯问题并不是很重要的，因为它只对于计费和其它管理功能才是重要的。目标计算机当然可以在任何时候和以用户希望的频繁程度来执行该出租软件。
主计算机12采用RCM16、而不是单纯的一个普通的调制解调器还为了保证数据的完整性和程序的安全，因为RCM16包括有错误检测电路及数据编码模块来处理主计算机发出的讯息。
最后，在图1中可看出，电话30利用标准RJ11模块接头经由电话线路32与RCM18相连接，此外，在RCM18的面板上，装有由顾客用于选择传送声音或数据的转换开关(图中未示出)，在声音方式时，电话30可在电话网络中传送声音。
在目标计算机14由一个局部区域网络系统上的许多个目标计算机组成的用户系统中，只需要一个与该局部区域网络系统连接的RCM18，目标的RCM18经由公共电话网络通过用户电话PBX系统与主计算机的RCM16相连，或者用户可以安装一条单独的RCM18专用电话线路。局部区域网络上的每个目标计算机就能经过局部区域网络与目标RCM18通讯，可以随需要将一个多路设备装在RCM18的输出线路中以允许局部区域网络中的几个目标计算机可以同时使用。
参照图2、3A和3B,RCM16包括了微处理器50、程序存贮器52、读/写存贮器54、实时时钟(RTC)56、电源供应器58、优先中断控制电路60、发光二级管显示器62、调制解调器64、拨号通路装置(DAA)、RS232串行数据接口68、数据编码/解码模块70及多项式发生器和检验器(PGC)72。
微处理器50是任何一种普通的微处理器，但可以是一个多端集成电路装置，如一个8031微处理器或一个去掉只读存贮器的8051微处理器50(图2)，并且图1中主计算机12与目标计算机14之间的通讯环节的速度对于按本发明原理构成的系统并不是关键的，虽然更高的传递讯息速度通常比较低的通讯速度要优越，但会要求微处理器50的处理速度加快，要足以能够执行它工作环境中所要求的各种各样的任务。
程序存贮器52为任何一个普通的只读存贮器(ROM)，用于贮存RCM18执行其功能时由微处理器50执行的程序，在希望修改由RCM18执行的功能时，一个可删除的可编程只读存贮器(EPROM)如一个27428可被用作程序存贮器52。然而一个功能相当的普通只读存贮器也可被使用，而且通常是一个成本较低的设备。
读/写存贮器54最好由一个至少有8K字节的东芝TC5565静态随机存取存贮器构成，电源供应器58中具有辅助电池电源，以保证当RCM18的供电突然中断时，存贮器54中的内容不会丢失。
实时时钟(RTC)最好由Intersil公司制造的ILM7l70装置构成，该电路使日期和时间保持在最大误差为0.01秒，可自动计算闰年，此外，实时时钟56与电源供应器58相连，并从那里接受辅助电池以防电力突然中断。实时时钟以普通的方式，在收到请求后将控制与时间信息提供给微处理器50，以便使RCM18能够执行它的功能，形成与顾客获得和使用最初贮存在主计算机12中的程序有关的时间、计费和开列账单的数据，这样一些时间和列账单的数据在收到主计算机12的指令后由RCM18提供给主计算机12。
电源供应器58向RCM18中各种其它电路组成部分提供直流电源。一旦RCM18的交流电力突然中断或被关掉时，本发明的辅助电池系统会立即察觉，且在RCM18中的内部电池电源会立即将辅助电力提供给读/写存贮器54以保护贮存在其中的数据，并提供给实时时钟以维持它的正常工作。所以，当交流电力突然中断时，读/写存贮器54中的内容与实时时钟56的运行不会受到任何影响。而电源供应器58的内部电池最好是普通的充电电池，需要时可以保存存贮器54的贮存内容和维持实时时钟56的运行达数年之久。在交流电源对该系统恢复供电时，辅助电池就会自动回到“等候”状态，不再耗电。
RCM18有一标准110V交流电输出插座，用来与目标计算机14的标准插头相配合。此插座是继电控制的，所以交流电能以开、关的方式由电线24供给目标计算机14，所以，如本说明书其它地方描述的那样，为了某些功能，RCM18可以用这种方式来开关目标计算机。
图2中RCM18产生的设备中断被送入由一个74LS348集成电路芯片组成的优先中断控制电路60中。微处理器50只支持INT0及INT1两种优先中断，其中INT0是未指定的，并可与不同测试装备一起使用充当一个测试点，所有其它的中断都被指定为INT1。因为RCM18所有的设备均有单独的实现中断的控制，所以，可以使用任何一个设备的中断或没有一个设备中断。
一个特定中断的性质和来源由中断控制电路60的读入端P10-P12(如图3A所示)来确定，一旦发生了一个中断时，就必须由微处理器50来解除，否则中断将持续下去。典型的中断及它们的优先顺序被归纳在下表中：中断                  P10-P12的值                优先顺序电力不足                  0                        最高进入电话铃                1                       次最高调制解调器中断            2                       次最高通用非同步接收/发送器     3                       次最高实时时钟                  4                       次最高多项式发生器与检验器      5                        最低
发光二极管显示器62包括了若干单个发光二极管显示器，用于显示某些条件的状况和某些事件的发生，这些条件或事件包括电源开、电源关及通讯活动的状况。在诊断及测试功能中，发光二极管显示器则依功能不同而表示不同的意义。
调制解调器64包括调制和解调电路，用于对在公共交换电话网络26(图1)上发送和接收的数据进行调制和解调。调制解调器64最好是由Silicon系统公司制造的一个73K222调制解调电路(用于300,600，和1200波特)或73K224调制解调器(用于2000波特)来实现。当然，其它一般的调制解调电路，包括可应用于更高波特率的调制解调器也可用来执行调制解调器64的功能。而且，因为调制解调器64在目标计算机不进行利用出租软件时，可起标准个人计算机型的调制解调器的作用，所以，在与其它计算机设备或数据库通讯时，不需要再增加额外的调制解调器。
拨号通路装置(DAA)66将RCM18连接到公共交换电话网络26上，且DAA66本身也依FCC规定第68部分接在公共交换电话网络上。于是，DAA66就包括了变压器隔离、阻抗匹配、铃信号检测电路、声音/数据转换电路及其它与公共交换电话网络26连接所必须的电路。
串行数据接口68是一个普通的串行接口，用于按照标准RS232的准则进行通讯。具体地说，接口68最好是一个通用非同步接收器/发送器、SCC2691型接口用于RCM18与目标计算机14间的串行数据传输。接口68经过串行数据电缆22与目标计算机14上的标准RS232的串行接口相连接，数据可在目标计算机14与接口68之间串行传输。然而，在接口68与微处理器50间的总线74上，数据是平行传送的。
进一步考虑到接口68与目标计算机14之间的串行连接方式可知，目标计算机14串行连接口的时钟频率是RCM18中微处理器50的内部时钟频率的四分之一，目标计算机14串行连接口时钟的频率最好是2.7648兆赫。只要RCM18能够缓冲数据，RCM18与目标计算机14之间的波特率可为任意值。然而调制解调器64的波特率则视所选取的传输方法被定为300,600或1200波特。
数据编码/解码模块70对RCM18接收的来自主计算机12的数据执行解码工作，而主计算机12所传出的数据在送到RCM18之前先由配备于主计算机12处的RCM16中的编码/解码模块编码。至于编码与解码的功能，在以后讨论本发明采用的较件安全维护技术时会详细说明。
多项式发生器/检验器(PGC)72最好是Signetics公司制造的一个SCN2653装置，RCM18最好对每个要由RCM18传送到主计算机12的块数据产生一个块检验字符(BCC)，相应地，由RCM18接收到的来自主计算机12的每个数据块按照该BCC被检验，PGC72最好采用一个具有X16+X15+X2+1除式的CRC-16多项式码，这样，使单独一位上的错误和大多数多位错误被检查出来，采用CRC-16多项式码是因为它所产生的错误码比一般采用的“检验和”更加可靠，尤其对于在公共交换电话网络26上传输的数据，这一点更加突出。
因为大家都了解使用公共交换电话网络或拨号电话网络来传送数据容易发生错误，所以，均采取特别的预防措施，以便即使不能更正数据、至少也能检查出错误的发生。可以采用更好的方案来纠错，这里的RCM18的设计不排除采用这样一些纠错编码的方案。然而为了数据传送的经济与速度快，这里描述的最佳实施方案只进行错误检测而不进行纠错，所以在本系统中，一旦检测到错误时，只是重新传送一组数据块而已。
如上面一般地讨论过的那样，这里采用的检查错误的方法是在每一组数据块的末端专门产生一个16位的检验码，此检验码是由PGC72使用上述的具有X16+X15+X2+1除式的CRC-16多项式码，产生的，在接收端，检验码实际上被重新产生，并与接收到的实际检验码进行比较，如果不一致，即表示传输有了错误，此时，PGC72便会产生一个错误讯号，一旦错误被检测到后，就发出一个重新传送的请求，并且根据具体情况，就会从主计算机12至RCM18或从RCM18向主计算机重新传送该组数据块。
用于这里的检验码在检测通常发生于交换或拨号电话网络26(图1)上的错误时，从数学上被证明是非常有效的。可以实施一些更简单的方案，这些方案不需要利用PGC72，但用在这里不那么有效。
因此，主计算机12与目标计算机14或RCM18之间所有的讯息传送均须通过上述检查错误的方法，一旦检查出错误，重新传送该数据块。在这一方面，RCM18籍助PGC72来检查接收到的来自主计算机12的数据，而RCM16中相应的PGC则检查接收到的来自目标计算机14或RCM18的数据。
系统10(如图1所示)的某些应用，特别是用在出租软件业务上时，被设计得使主计算机12与目标计算机14是通过公共交换电话网络26来发送和接收数据/信息的，如前面指出的那样，RCM16和18分别充当将主计算机12和目标计算机14与该公共交换电话网络26相连接的接口设备，显然，虽然本发明被设计成与公共交换电话网络一起工作，但也能构造成与任何型式的主计算机与目标计算机之间的通讯环节一起工作。
RCM16与18的电路配置是一样的，与目标计算机14相连的RCM18以及与主计算机12相连的RCM16的操作是由微处理器50执行的程序指令决定的。
RCM16和18籍助RS232串行数据接口68分别提供了与主计算机12及目标计算机14的串行通讯，每个接口最好位于其各自RCM的短距离范围(即几英尺)之内，每台目标计算机只需要一个RCM18，而主计算机12却可以使用多个RCM16。事实上，RCM16的数目必须等于主计算机与目标计算机(以转载软件)或RCM18(以加入使用情况和计费的数据)之间可同时进行数据传输的通讯链数目。这样，主计算机12便可同时与数台目标计算机14进行数据交换。
当顾客签约参与该出租软件系统，软件出租公司会以出售或租借方式给顾客提供RCM18，用于连接并结合到顾客的目标计算机14上。RCM18可很容易地由顾客来安装。根据图1,RCM18借助于一个延伸在RCM18和电话系统插座之间的标准RJ11型组件电话线与公共电话网络相连。此外，RCM18还经串行数据电缆22和电源线24与目标计算机14相连，RCM18由电线28从普通的交流电源获得电力，愿意的话，也可以利用标准RJ11型组件插头将电话(或手提电话)30经电话线32与RCM18相连，这样，当RCM18不传输数据时，电话30可用于正常的声音通讯。当涉及RCM18的数据传输开始时，RCM18会自动切断电话30与电话网络26之间的连接，而将拨号通路装置DAA66与网络26接通。
在由主计算机12的软件确定的、并被传送到RCM18和贮存在存贮器52中的预先编程的时间内，RCM18开始进入“自动回答器”的工作方式，以便对接收到的来自主计算机12的讯号作出响应。这种主计算机12与目标计算机14之间的通讯活动通常发生子晚上，因为此时电话的通话率较低，并且可以避免与目标计算机14的数据传输功能发生冲突。
对目标计算机14而言，RCM18还可被当作一个标准的调制解调器使用，所以可与远程计算机或其它数据库建立数据通讯。RCM18可以区分它用作一个标准调制解调器以及它用作控制通入出租软件的专门遥控组件，在RCM18不执行数据通讯以及没有建立“自动回答”模式期间，电话30(如果连有一个的话)可供正常使用，并在有电话时会以一般方式响铃。
这里提出的软件出租系统的一个特色是在如深夜这样的非高峰时段执行由主计算机向目标计算机14转载软件的功能，最好不要在这样的深夜迫使顾客参与和操纵软件的转载，所以RCM18会响应来自主计算机12的信号，控制供给目标计算机14的交流电源。为了使本发明具有这一特色，目标计算机14的开关按钮被保持在开的位置上，而目标计算机14的电源线24(图1)被插入RCM18后部的插座102上，如前所述，RCM18经自己的电源线28与交流电源接通。RCM18前面板上最好有一接通/断开开关，使目标计算机14可由顾客用手来开、关。然而，这个开关在RCM18接收主计算机的命令打开目标计算机14进行深夜工作时，会作出优先的响应。
因此，当要转载软件时，主计算机12会呼叫目标计算机14，一旦此呼叫为RCM18收到，主计算机12通过驱动电源供应器58(图2)中的交流电源开关来打开目标计算机14。当目标计算机14在主计算机12命令下由RCM18打开时，主计算机就将出租软件转载到与目标计算机14相关联的存贮装置中。此外，由于以下要说明的原因，执行出租软件需要的、且用于目标计算机14操作系统中的一个特殊的修补程序也从主计算机12转载(如果先前没有转载的话)到目标计算机14中。一旦软件转载过程完毕，主计算机12会命令RCM18关断目标计算机14的电源。
与目标计算机关联的不重要的外围设备如打印机，显示设备等的供电是不需要由RCM18控制的，因为在软件转载过程中不需要利用它们。然而，如果需要的话，这样一些外围设备可以通过将电源适当地连接到RCM18上由RCM18来控制。
参照图2，RCM18包括了一个程序存贮器52和一个读/写存贮器54。此程序存贮器52是用来保存微处理器50为了完成RCM18的功能而要执行的程序指令，而读/写存贮器54则是用来保存与目标计算机14使用租借软件有关的计费数据，还能对主计算机12与目标计算机14之间的通讯讯息提供缓冲贮存。读/写存贮器还贮存其它辅助数据。
RCM18中的实时时钟(RTC)56用于提供包括准确的年、月、日及时间在内的实时时间基准，准确度最好在0.01秒以内。RTC56年、月、日及时间的设定会由主计算机12利用对该时钟可利用的可靠方法、通过数据编码/解码模块70严格地控制。
总的来说，RCM18是一个实时控制器，它独立地由主计算机12、目标计算机14、RCM18的电源开关状态的改变及其它一些内部条件的改变而令其动作，因此，在RCM18的操作中，设计了一个中断系统，用于使微处理器50能管理这些独立发生的实时事件。微处理器50的中断管理由优先中断控制电路60协助完成的。
本发明一个重要的方面是关于目标计算机14(图1)执行的出租软件的安全性问题，这种软件的安全性功能是由在RCM18中加入数据编码/解码模块70，以及在主计算机12的RCM16中也配备一个相应的数据编码/解码模块来保证的。与保证软件安全性功能紧密关联的是始终监视和计算目标计算机使用该出租软件的时间，这个时间是租金的依据。
至少在某些时候，由主计算机12所提供的出租软件会有大量的代码和许多数据文件，当然，并不需要对大多数出租软件中的每一个和所有的组成部分或模块提供安全保护，根据本发明，在每个出租程序中识别出一个特别重要的模块--此后称之为“关键模块”。关键模块对于程序的执行是必不可少的，并且没有它整个出租软件无法运行。
除了找出关键模块外，本发明维护出租软件的安全措施还需要一个在目标计算机14上利用的特殊的操作系统文本。这个目标计算机14操作系统的特殊文本是由一个修补模块(此后称为操作系统修补模块或“OSP”模块)构成，OSP对于所有在同类型或相同类型目标计算机上执行的出租软件来说是一样的。它与出租软件一起被转载到目标计算机14上，OSP模块启动出租软件包中被编码了的关键模块由RCM18的模块70进行解码，再将已解码的关键模块存入目标计算机14的内部存贮器中供执行用。此外，当目标计算机14正在执行出租软件时，为了安全和计费的目的，该OSP模块定期地与RCM18联系，以证实出租软件包仍然与该目标计算机14连接着。
关键模块是利用该领域的专业人员都知道的联邦信息处理数据编码标准第46号的方式由RCM16中的数据编码/解码模块来编码的，当出租软件在电话网络26中由主计算机12传送时，编成密码的关键模块及相应的OSP模块也一起被传送。或者，该编码了的模块，OSP模块及该出租软件不编码的其余部分可以通过邮寄或其它递送服务在软磁盘、光盘、小型园盘ROM或如磁带上送至顾客，如果到用磁盘或光盘设备，目标RCM18要配备一个公知的SCSI驱动接口，使得被编码的软件和数据能够经由RCM18而被获取，在从主计算机12上转载或者从软件出租部门提供的介质上进行加载时，整个软件包(包括编码了的关键模块和OSP模块)被贮存在与目标计算机14相关联的外围设备(如硬盘或软盘)中。
至于本发明的编码过程，RCM16的数据编码/解码模块70利用了对各个使用出租软件的目标计算机是唯一的编码关键码。诸如美国第4649233号专利中详细描述的利用一个编码关键码来编码和解码的方法是公知的。然而，由于该编码关键码是本发明软件保护策略中所依靠的一个重要的要素，所以该编码关键码本身总是以被编码的形式传送到RCM18中(利用一个与RCM18的编码关键码一样的编码关键码)以确保正确的系统操作与完整性。当从RCM16进行伟输时，在它被RCM18接收时，利用只有每个单独的RCM18才有的装在RCM18内的一个第二特别关键码，使该编码关键码被自动解码。被解码后的编码关键码被贮存在RCM的存贮器52中，直到需要对关键模块解码时为止。由于编码关键码已贮存于存贮器52中，所以只需要将该编码关键码向RCM18传送一次就行了。如果RCM18被任何方式干预的话，其中的编码关键码便会自行毁去，没有编码关键码，出租软件的关键模块就无法在目标计算机上被解码，因而阻止了该出租软件的使用、复制、破坏或修改。本发明所采用的安全技术中，由于对关键模块和编码关键码进行了编码，所以在公共电话网络26上进行软件包的转载期间，也提供了高度的保护。
如前所述，关键模块的解码是在RCM18的数据编码/解码模块70中完成的，用于编码过程的编码关键码用户是得不到的，所以根据本发明，一个被转载的出租软件包只能在特定的目标计算机14上执行，该目标计算机具有一个与当出租软件包的关键模块被编码时主机计算机12利用的编码关键码一样的编码关键码。因为该出租软件只有由RCM18利用了该目标计算机唯一具有的编码关键码(用于对关键模块解码)才能在目标计算机14上工作，所以无需对用户复制该出租软件包的能力作出任何物理限制或许可限制。
顾客在目标计算机上执行出租软件包之前，该出租软件包已通过电子学方式或其它适当方式被传送并且放在顾客目标计算机所配备的一个外国存贮装置中，此出租软件包会包括相应的OSP模块，而原来的关键模块则由一样的被编码了的关键模块代替。
顾客想执行按本发明方式保持起来的出租软件包时，用户只要遵循从有关外国存贮设备把该软件包装载到目标计算机14内部贮存器完全一样的步骤，就好像要执行一个不是出租的软件包的情况一样。当软件包的关键模块从目标计算机14的外国存贮设备中取出时，OSP软件模块就以用户了解的方式起作用。OSP模块将被编码的关键模块文本从外国存贮设备(未示出)中带出来，并将其送至RCM18中，由编码/解码模块70来解码。解除密码后，关键模块被送回目标计算机14并装载到它的内部存贮器(RAM)中供执行用。在这后一步序中，该OSP模块还会起动由RTC56控制的一个定时器，开始记录该出租程序实际使用的时间，供计算出租时间收费之用。
现在贮存在目标计算机14的内部存贮器中的具有解码关键模块的出租软件将好像它不是出租软件包时一样的方式工作(即就像一个购买来的程序一样的方式工作)。在该出租程序执行完毕时，控制又回复到OSP模块，OSP模块就自动地从目标计算机14的RAM中消除包括关键模块在内的出租程序，并且通知RCM18使用周期或出租周期已停止。在RCM18的存贮器54中记录下开始和结束该租用程序之间的时间，以及时间和日期信息，供随后的离线处理用。
然而，RCM18在出租周期终了时被连接在目标计算机14上是很重要的，以确保记录下准确的出租时段的终了时间。同时，为了维护本发明出租软件可靠的安全性，在该出租软件包被执行时，基于发生的某些周期性事件，例如目标计算机14操作系统对磁盘的访问，周期性地向OSP送去控制，OSP模块就执行一些子程序以防止避开出租计费使用该软件包，以及保护该出租软件遭受盗用、破坏或其它未授权的更改，具体地说，OSP模块询问RCM18，并通过它的响应来核实RCM实际上是否被连在目标计算机14上，如果是的，继续执行该出租软件，如果不是，由OSP模块终止执行，并从目标计算机14的RAM中消除全都出租软件程序。
值得注意的是，出租软件包本身可以通过增加代码被修改以确定RCM18是否连于目标计算机14上，而不是通过增加OSP模块修改操作系统来接收来自出租软件包的控制以确定RCM18是否连于目标计算机14上。然而，基于无出租软件开发者的参与，修改该出租软件包是相当困难的，所以最好加入OSP模块。因此，在执行本发明的出租软件时，必须利用一个被这样修补了的操作系统。如前所述，如果OSP模块还没有在先前与另一个软件包一起被转载的话，则OSP模块与该出租软件包一起被转载。
本发明的软件安全维护方案包括利用一个编码关键码以一预定的算法对该出租软件唯一的关键模块进行编码，而且，编码关键码本身被编码并由主计算机12单独传送，在编码的过程中，出租软件的功能并无改变，所以，软件商可以出租任何软件包而不会有任何技术上的复杂性，而且所有的安全保护措施用户也都清楚。
按照本发明，RCM18中的微处理器50被编程成在以下情况时会消除编码关键码：(1)RCM18本身遭到物理干预；(2)目标计算机14的电话号码在没有通知的情况下被更改或者电话断开时间长于一预定的时间周期(此情况下，只有在电话恢复后才会破坏该保护性的关键码)如果编码关键码被RCM18破坏时，RCM18会试图以特殊的报警讯号如一个蜂鸣声或由发光二极管显示来通知顾客。如果可能，RCM也会自动通知主计算机12，根据出租软件公司的决定，也可以恢复该编码关键码。
参照图4，它表示了本发明另一个最佳实施方案，它给出了一个电视游戏软件出租系统。该系统11包括中央计算机12、与中央计算机关联的遥控模块(RCM)29、目标游戏计算机15、电视或监视屏13、与游戏计算机15关联的遥控模块(RCM)21、连接RCM21与游戏计算机15的接口盒27以及游戏控制输入装置19。类似地，如前面对图1所描述的那样，主计算机12与游戏计算机15及它们各自的RCM29和21之间的通讯是经由一个标准串行RS232通讯环节或其它合适的通讯环节来完成。在工作对，主计算机12经由它的RCM29和公共交换电话网络26与游戏计算机的RCM21相联系，典型情况下，在中央主计算机中，储存了可供使用的游戏软件以对许多已授权的用户提供出租服务。
目标计算机15可以是任何一种大家熟悉的电视游戏计算机(如奈提多公司生产的产品)，一般是用户在家里或娱乐场所拥有和使用的、并与电视机或监视器结合的电视游戏计算机系统。这种目标游戏计算机15通常是利用用户购买的、很容易得到的插入式ROM游戏卡(未示出)，游戏计算机15与游戏的进行是由顾客熟悉的控制设备19、如操纵杆或摆杆开关与按钮的结合来控制。游戏计算机15的输出经电缆31与电视13相连，在一般情况下，该输出讯息包括图像和声音信号，它们是在游戏软件以及用户经其输入设备的控制下由游戏计算机15产生的。
由图5中可知，RCM21包括了微处理器51、程序存贮器53(RAM)、读/写存贮器55(也是RAM)、实时时钟(RTC)57、供电器59、优先中断控制电路61、发光二极管(LED)显示器63、调制解调器65、拨号接通模块(DAA)67、输入/输出(I/O)连接器69数据编码/解码模块71及数据压缩与纠错模块73。RCM21及29的操作方式都与前面参照图2、3A和3B所描述的RCM16和18类似，工作中的不同之处会在后面详述。RCM21是经由输入/输出连接器69、数据电缆33及数据接口模块75与游戏计算机15相连，而数据接口模块75被装于一个插入式卡盒中，此卡盒可配合游戏计算机15座架上的盒槽使用，数据接口模块75可以由一个RS232串行数据接口或其它适合于用户使用的特定游戏计算机所要求的数据接口。除此之外，与主计算机12连用的RCM29中使用的数据接口是一个RS232串行数据接口68(已于图2的RCM16中介绍了)。
当顾客签约参与该电视游戏出租软件系统时，软件出租公司不论通过出售或租借方式给顾客提供RCM21及插入式接口盒27，以便与顾客的游戏计算机15相连接，公司所提供的插入式接口盒27的型式取决于顾客所使用的游戏计算机的类型。由图1及4可知，RCM21通过延伸在RCM21和电话系统插座(未画出)之间的RJ11型组件电话线路与公共电话网络26相连，RCM21经过一个串行数据电缆33及一个与其一体的电源开关电缆24与游戏计算机15相连。此外，RCM21经电源线28与普通交流电源相连。可以为RCM21提供一条专用电话线路，或者可以在电话30与RCM21之间共享一条公共电话线路，这样，当RCM21不进行数据通讯时，电话30可用于正常的声音通讯，当涉及RCM21在内的数据通讯进行时，RCM21会自动切换以切断电话30与电话网络26之间的连接(如图2上面出的那样)，并建立DAA67与电话网络26之间的连接。
RCM21包括了一个实时通讯控制器，它可以独立地由主计算机12，或由顾客或由用户通过游戏计算机15启动。当顾客想要转载一个选定的电视游戏软件时，顾客可用游戏电脑15来启动RCM21，于是就建立起RCM21与主计算机12之间的讯息传输，根据顾客的要求而转载到RCM21的游戏软件被贮存于读/写存贮器55中供顾客直接使用或以后使用。贮存于读/写存贮器55中的开账单数据和使用情况数据将如前所述由主计算机启动被传递并加载到主计算机12上。每当游戏软件被转载时，用于开账单的和使用情况的数据被加载到主计算机12上，此外，主计算机12可以在预先编程的时刻启动RCM21，取得开账单数据和使用情况数据。
当用户想玩电视游戏时，可以由开关电源线路24将游戏计算机15和RCM21打开，此时，在电视13的荧炮屏上会出现顾客能使用的游戏软件包的目录和说明的游戏清单，此目录清单贮存于读/写存贮器55中，且定期地由主计算机12更新，而顾客可经由输入设备19从目录清单中选择一个想玩的游戏，如果此游戏软件已由主计算机转载且贮存于读/写存贮器55中时，游戏计算机15便从存贮器55中取出该选择好的游戏软件来使用，并将该游戏软件被使用情况的数据记录于读/写存贮器55中。
如果所选取的游戏软件并未贮存于读/写存贮器55中时，用户经RCM21会启动与主计算机12的通讯，并且所选取的电视游戏软件就被转载、并被贮存于读/写存贮器55中，而后中断与主计算机的通讯联系，接着，游戏计算机15就取出该选好的电视游戏软件来使用。除了在游戏软件实际正在传输的时间之外，RCM21不需要与主计算机12相联系，所以，在用户实际玩该选定的电视游戏的时间里，不会有使用电话网络的费用。
通过在RCM29和RCM21中装入数据编码/解码模块70和71来对主计算机12转载的出租游戏软件提供安全保护和防止未授权的使用。与保证出租软件安全性功能紧密关联的是始终监视和计算游戏计算机15正在使用该游戏软件的时间，这个时间是原始的收费基础。
供出租的每个不同游戏的每个软件包均分配一个8字符的软件包鉴别码，它对于该游戏软件包提供的特定游戏是唯一的。每一个软件包用一个软件包编码关键码来编码，该软件包编码关键码就是该唯一的与每个可取得的不同游戏有关的软件包鉴别码，如前所述，可以对全部软件包、也可以仅选择该软件的关键部分或关键模块进行编码。在顾客选上某个特定的游戏软件包时，该软件包的关键码与该游戏软件包一起被转载至与顾客游戏计算机15相连的RCM21中，为了防止该软件包鉴别码在传输过程中未经授权被获取，该软件包鉴别码被编码传输，用一个唯一的用户识别码对该软件包关键码进行编码。对每个与软件出租系统签约的用户分配一个唯一的用户识别码，并被贮存在与用户游戏计算机15相关的RCM21中。因为所有与一特定游戏相关联的游戏软件包都被一样地编码，所以，一个指定的游戏软件包需要被编码，并只要被全面试验一次，以允许将软件包复制到例如软盘上作为货存。一旦已编码的游戏软件包由主计算机12转载到RCM21、并被贮存于读/写存贮器55中，只要顾客已被授权，即可从存贮器55中取出游戏软件使用。
通常，一个电视游戏包含了至少200,000个数据字节，所以为了可同时贮存若干不同的电视游戏，读/写存贮器55就必须具有足够大的容量，必需用一些大的可寻址的RAM块。读/写存贮器55可以是一个固态存贮器块，或者也可以是像磁盘这样的外部贮存器块，而且，因为所使用的软件程序比较大，所以数据传输速率便成为电视游戏出租软件系统是否成功的关键。可以采用众所周知的数据压缩技术来减少转载游戏软件包所需要的传输时间，如果数据的传输速率为9600波特，那么传输200,000个字节至少需要200秒或3.3分钟，利用目前已知的数据压缩技术可以使这个例子中的传输时间减少到1分钟左右。如前面讨论过的那样，采用纠错技术来补偿用公共电话网络可能出现的较高的数据错误。
虽然在对本发明的说明中，描述了一些最佳的形式和安排，但是应当知道，在不离开本发明的要旨和所附权利要求范围的情况下，可以对各个细节和安排作出各种的改变。

Claims (12)

1．一种用户游戏机上租用计算机游戏软件的软件租用系统(11)，所述软件租用系统包括：
一个中央计算机(12)，用于存储多个可选择游戏软件包；
第一发送和接收装置(29)，连接到所述中央计算机(12)，用于发送信息和从所述多个可选择游戏软件包到所述用户游戏机(15)并且从所述用户游戏机(15)接收信息；
第二发送和接收装置(21)，连接到第一发送和接收装置(29)和用户游戏机(15)上，用于发送信息到中央计算机(12)上和接收信息以及从所述中央计算机(12)接收多个可选择游戏软件包的软件所选择游戏软件；
所述第一和第二发送和接收装置(29,21)，每个包括保密装置，用于防止所选择的游戏软件包被非法的使用。
2．根据权利要求1所述的软件租用系统，其特征在于，包括接口装置(33,27)，连接在用户游戏机(15)和所述第二发送和接收装置(21)之间，所述接口装置(33,27)适配所述第二发送和接收装置(21)到所述用户游戏机(15)上。
3．根据权利要求2所述的软件租用系统，其特征在于，所述的接口装置包括一个用于在用户游戏机(15)上插入糟相配合的插入夹头(27)。
4．根据权利要求2所述的软件租用系统，其特征在于，所述保密装置包括加密/解密装置(70,71)，用于分别加密和解密所述游戏软件，和第一加密密钥，用于加密和解密所述游戏软件。
5．根据权利要求4所述的软件租用系统，其特征在于，所述第二发送和接收装置(21)包括一个第二加密密钥，用于分别加密和解密第一加密密钥。
6．根据权利要求5所述的软件租用系统，其特征在于，所述第一加密密钥包括一个唯一的软件包识别码，一个不同的软件包识别码与多个可选择的游戏软件包的每一个相联系。
7．根据权利要求6所述的软件租用系统(11)，其特征在于，所述第二加密密钥包括一个唯一的用户识别码，每一个用户被分配一个不同的唯一用户识别码。
8．根据权利要求1所述的软件租用系统，其特征在于，包括监视装置(50,54,56)用于监视所述选择的游戏软件包的用户计算机使用，用于产生与租用费用有关的计费时间数据，和如果第二发送和接收装置(21)与用户游戏机(15)断开时防止游戏软件包的使用。
9．根据权利要求8所述的软件租用系统，其特征在于包括存储装置，连接到监视装置(50,54,56)，用于存储所述的计费时间数据，所述第二发送和接收装置(21)响应于来自中央计算机(12)的指令来传送所述计费时间数据到所述中央计算机(12)上。
10．一种在游戏机时租用计算机游戏软件的方法，其特征在于，包括：
在中央计算机(12)中存储多个可选择游戏软件包；
给多个可选择游戏软件包加密；
从所述中央计算机(12)发送可选择的游戏软件包的选出的软件给用户游戏机(15,18)；
在所述的用户游戏机(15,18)接收和解密所发送的游戏软件包；
在所述用户游戏机(15,18)上监视所发送的游戏软件包的使用，产生计费时间数据；和
从所述用户游戏机(15,18)发送计费时间数据到所述中央计算机(12)。
11．根据权利要求10的方法，其特征在于，包括存储所发送的游戏软件包在所述用户游戏机(15,18)中反复使用。
12．根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述加密多个可选择的软件包的步骤包括加密所述多个可选择游戏软件包的主要部分。
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