CN1277687A - 多用户计算机系统 - Google Patents

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J·R·安德森
J·A·麦克德莫特
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Abstract

用于把多个用户连到多个计算机的系统运用交换机,用于进行和断开在各计算机和诸如在用户位置上的显示屏、键盘和定点装置的输入/输出装置之间的连接。一种监控计算机系统保持可用计算机的数据库以及到用户位置的连接。监控计算机系统包括一个或多个辅助计算机,它运行程序来帮助用户选择要进行的连接。排列交换机来捕获预选输入下列作为指定命令,诸如连接辅助计算机、把这些送到监控计算机系统的命令。监控计算机系统响应于这些命令启动交换机,从而用户可以建立与辅助计算机的通信。

Description

多用户计算机系统
技术领域
本发明涉及计算机系统，特别是，涉及其中多个用户可以与多个计算机界面的系统。
背景技术
多个计算机系统允许用户使用在远端位置上的计算机。例如，一些大型计算机支持通过专用线或其他通信链接与大型计算机连接的远程终端。当运用被称为个人计算机或“PC”的小型计算机可用的计算能力增加时，将前面在大型系统上实施的多种应用转移到PC上。在多种情况下，将PC相互连接，连到更大型计算机或都通过允许在多个计算机之间传递信息的网络。于是，在任一位置上的用户可以运用取自网络上的其他计算机的文件，在他或她自己的计算机上运行程序，而且还可以在其他计算机上运行程序。
虽然这种方法提供多个优点，但是它也有某些缺点。将所有个人计算机保持在分散的位置上需要大量的时间和力气。分散的计算机和它们的组件易遭窃和损坏。此外，控制在所有多种计算机上的软件更新并保证每个人计算机都有适当的软件是很有挑战性的。这种挑战在诸如软件发展实验室的环境中尤为突出，其中所用到的软件不断改变。此外，要求计算机出现在用户身边意味着用户必须忍受由计算机所产生的噪音和热量，并意味着计算机将占用一些空间，否则用户的书桌还可作其他之用。对于例如那些必须一次用几台计算机作为一些证券和商品商人的用户来说，后一缺点尤为烦人。
以提出几条建议来缓解这些问题。例如，如在美国专利第5,721,842号中所揭示的那样，可在多个用户位置上设置诸如键盘和鼠标的输入装置和诸如显示监测器和扬声器的输出装置。将这些装置连到信号调整电路(signalconditioning circuit)或“豆荚(pod)”，它反过来连到交叉点交换机(switch)。还设有多个计算机。通过其他“豆荚”将计算机连到交叉点交换机的其他终端。排列交叉点交换机来将与用户位置相联的任一豆荚连到与计算机相联的任一豆荚，从而可将每个用户连到任一计算机上。这些连接包括数字连接，用于诸如键盘和鼠标数据的输入信号通过它来到达计算机，还包括用于由计算机送出的视频信号的模拟连接。于是，用户可以与具有直接链接到计算机上的键盘、鼠标和显示屏的用户相同的方法来操作远端计算机。为了允许用户选择不同的计算机，系统在每个用户位置上，在每个豆荚内提供一个处理器。该处理器识别由用户输入的特定命令按键序列、格式化这些命令和通过各命令数据线将命令发送到交叉点交换机。豆荚包括基本程序，当用户在键盘上输入命令序列的开始部分时，它启动监测器来显示可用命令菜单。
这种方法有几个缺点。豆荚可以最多显示基本命令表。这在为特殊目的选择适当的计算机来连接方面，提供了少量或没有导向。此外，很难控制由特定用户对特定计算机的访问。此外，对通过用户位置延伸的分开的命令信道的需要，以及对更基本的可编程序性和在用户位置上显示产生能力的需要，大大增加了系统的成本和复杂度。于是，迄今为止，不管在发展多用户、多计算机系统的过程中的大量努力，仍然存在着改进这种系统的大量需求。
发明概述
本发明提出这些需要。本发明的一个方面包括一种将多个服务器计算机与在多个用户位置上的输入和输出装置相连的方法。根据本发明的这个方面的方法包括把来自包括在用户位置上的输入和输出(“I/O”)装置组中的键盘的输入装置的输入信号传达到与用户位置相联的服务器计算机，并把来自这样的服务器计算机的输出信号传达到输出装置，诸如包括在用户位置上的组中的显示监测器。根据本发明的这个方面的方法最好还包括检测在输入信号中的一个或多个预定辅助码，并响应于辅助码，把辅助计算机连到在用户位置上的输入和输出装置组。典型地，把辅助计算机连到发送辅助码的特定I/O装置组。该方法还包括运行在辅助计算机中的程序的步骤，它与连到辅助计算机的I/O装置组交互作用并允许在这种组中的用户选择一个或多个服务器计算机来连接或断开。此外，该方法包括启动交换机来连接或断开服务器计算机的步骤，如在对于位于一个或多个用户位置上的输入和输出装置操作交互程序期间所选择的那样。最普通的是，由辅助计算机运行的交互程序允许在特定位置上连到辅助计算机的用户选择一个或多个服务器计算机来连接或断开该特定用户位置。于是，用户可以选择计算机来连到他自己的位置上。不同的是，在辅助计算机上的程序可以允许用户选择计算机来连到其他用户位置上。
根据本发明这一方面的方法可以大大简化用户的任务。于是，在辅助计算机上的程序可以利用由现代编程员所用的所有技术来提供用户友好环境。例如，辅助计算机可以在诸如Window操作系统的环境中运行程序，它提供图形用户界面。辅助计算机程序以任何理想的方法来呈现关于可用服务器的信息，例如，通过根据在每个服务器上可用的程序类型或其他规则，呈现以组组织的服务器，这对用户而言是有意义的。此外，辅助计算机可从位于中央位置上的数据库获得该服务器表，它可以运用传统数据库管理技术来维护。
辅助计算机程序最好包括用于确定用户标识的例程，例如密码识别通用程序(utility)，它要求用户输入与该标识相联的秘密密码耦合的他的标识的指示。于是，数据库可以包括定义对于特定用户或用户组的访问权利的信息，而且辅助计算机程序可以根据在数据库中提出的访问权利控制对服务器的访问。运用在辅助计算机或连到辅助计算机的另一个计算机中的传统编程技术可提供这些能力，而它们很难或不可能在不用辅助计算机的情况下提供。此外，由于只需要一个或少量辅助计算机，而且可将这些辅助计算机设置在中央位置上以及服务器计算机和交换机上，所以相对而言较容易维护辅助计算机并保证整个系统的物理安全性。
最佳的是，每个辅助计算机以与服务器计算机相同的方法来连到交换机，从而交换机可以把每个辅助计算机连到任一用户位置上。由监控计算机系统理想地控制交换机本身。典型但不是必需的是，监控计算机系统包括分开的交换机控制，以及辅助计算机和计算机。可独立于交换机，诸如局域网，通过连接把交换机控制计算机连到辅助计算机，从而辅助计算机可以发送信息来定义理想的连接或与交换机控制计算机断开。可动态地管理辅助计算机作为资源，从而可对供辅助计算机使用的要求排队并送到下一个可用辅助计算机。
理想的是，该方法还包括检测除了在由用户提供的输入数据中的辅助码之外的动作码的步骤，并启动交换机来响应于动作码，进行或断开在服务器和在用户位置上的输入和输出装置组之间的连接，而不用在辅助计算机上运行的交互程序。例如，可以设置交换控制计算机来独立于辅助计算机对动作码作出响应，并设置它来识别辅助码而且可以启动交换机来响应于辅助码连接辅助计算机。对动作码的运用减小了与简单的任务相联的系统开销。例如，系统最好保持与每个用户位置相联的服务器运行组。该运行组包括通过运用在辅助计算机上的交互程序选择的几个特定服务器。动作码还允许用户通过该组一次移动一个服务器，然后允许用户在运行组中的服务器之间“轮转(toggle)”。于是，当不需要时不包含辅助计算机。
可设置用来监控系统操作的计算机以记录关于各种服务器运用的信息。例如，系统可以记录访问特定服务器的用户的标识以及这种访问的次数。此外，可以设置交换控制计算机来监测在系统组件中的故障，并禁止发生故障的部分，以保护系统的安全性。
本发明的另一个方面在于，提供用于将多个服务器计算机与在多个用户位置上的输出和输入装置相连的系统。该系统包括有选择操作的交换机来将服务器计算机与在用户位置上的输出和输入装置相连从而可将任一服务器计算机与在用户位置上的装置组相联，从而把相联服务器和装置通过交换机互连。这允许在用户位置上的用户与相联服务器计算机交互作用。根据本发明的该方面的系统还包括监控计算机系统。监控计算机系统连到交换机，从而监控计算机系统可以控制交换机的操作。在本发明该方面中，监控计算机系统最好包括可操作的辅助计算机来运行如上所述的程序，用来选择一个或多个服务器计算机来与在用户位置上的输入和输出装置组关联。该交换机有选择地操作来将辅助计算机与在用户位置上的输入和输出装置组相联，并把输入和输出装置连到相联辅助计算机。根据本发明的这个方面的系统还包括相连的码识别装置以接收由输入装置发送的输入信号。码识别装置可操作来监测在输入信号中的一个或多个预定辅助码和传送辅助码到监督计算机系统。设置监控计算机系统来命令交换机把发送辅助码的输入和输出装置组连到辅助计算机。于是，在用户位置上的用户可以有选择地与辅助计算机交互影响以上面描述的连接方法选择服务器计算机。
根据本发明另一方面的装置提供用于连接在多个用户位置上的多个I/O装置以在多个服务器计算机中选择计算机的装置。根据本发明该发明的装置包括适于连到服务器计算机的多个服务器端口和适于连到输入装置的多个用户端口，以及用于有选择地将用户端口和服务器端口关联的交换机，从而由与它相连的输入装置向用户端口提供的输入装置信号可传达到相联服务器端口和连到该服务器端口的服务器。该装置还包括与用户端口相联的码识别装置。操作码识别装置来检测在线用户端口提供的输入信号中的一个或多个命令码，并提供码输出，它包括表示这种命令码的码数据和表示携带输入信号的用户端口的标识的地址数据，其中检测命令码。最佳的是，把码识别装置设置在中央位置上，诸如在交换机本身内。于是，可将命令码与在相同的数据流中的输入数据一起设置中央位置上。不需要分开的导线组来携带命令数据。结合本发明的另一个发明，命令码还包括上述辅助码和动作码，而且系统还包括诸如监控计算机系统的装置，用于响应于命令码控制交换机。
系统在没有到用户位置的附加通信线以互换命令码的情况下操作的能力简化了系统的结构，并允许以降低的成本安装。
一个或多个码识别装置最好包括多个用户接口处理器，每个都与包括一个或多个用户端口的子组相连。最好是，每个用户接口处理器只与一个用户端口关联。该系统还可包括最少一个控制处理器，并对于每个控制处理器包括连接用户接口处理器与这样的控制处理器的控制数据信道。设置这种连接，从而每个用户接口处理器可以把表示命令码的码数据发送到控制处理器，从而控制处理器可以识别特定用户接口处理器，它发送这样的命令码数据。例如，每个控制处理器可通过时分多路复用控制数据链路连到相联用户接口处理器，从而每个用户接口处理器以复接传输方法在预定时隙中发送任一命令码。控制处理器根据用户接口处理器的标识，把地址数据附在每个命令码上。在有多个控制处理器的情况下，控制处理器可以根据控制处理器本身的标识分配地址数据部分。于是，伴随表示命令码的每项码数据的地址数据识别其中检测命令码的特定用户端口。这允许监控计算机系统或交换机根据用户端口的标识对命令数据起作用。例如，当命令数据表示始发命令的用户端应连到辅助计算机时，监控计算机系统可以建立辅助计算机到正确用户端口的适当连接。
本发明的另一个发明提供根据多个用户位置操作多个服务器计算机的方法，它包括把在数据流中的输入数据以及来自用户位置上的输入装置的命令码发送到在一个或多个中央位置上的用户端，其中集中来自几个用户的数据。方法还包括检测在中央位置上的命令码，把命令码发送到监控计算机；通过交换机把输入数据从用户位置发送到一个或多个服务器计算机；和响应于一些或所有命令码，启动交换机来改变在服务器计算机和用户位置上的装置之间的连接。这里再次，由于在其中集中来自几个用户位置的数据的中央位置上检测到命令，所以不需要分开的命令数据线。
在特定较佳布局中，可通过8个导线进行在中央位置或位置和用户位置之间的连接，其中导线构成红色、绿色和蓝色视频信号的3对双扭线，另一对导线对用于输入信号和命令数据从在用户处的输入装置到中央位置的双向通信，以及颠倒(reverse)数据例如用于控制用户接口装置的特征。例如，可将这8个导线与标准的8个位置连接器相连，诸如RJ45电话型连接器和用于计算机网络的那种传统配线。
结合附图，从下面的详细描述中，本发明的这些和其他目的、特性和优点将显而易见。
附图说明
图1是示出在本发明的一个实施例中用到的装置的示图。
图2是示出图1所示的装置的某些组件的示图。
图3、4、5、6、7和8中的每张图是示出图1所示的装置的附加组件的图示。
图9表示在图1-8中的装置操作过程中采用一个程序中所用到的屏显示。
图10是示出根据本发明又一实施例的系统的示图。
执行本发明的模式
根据本发明的一个实施例的系统包括这里被称为服务器的多个计算机20。虽然在图1中只示出少量的服务器计算机20，但是应理解，典型的系统可包括几十甚至几百个服务器计算机。每个计算机20包括一般在个人计算机中可找到的所有内部组件，例如作为中央处理单元、诸如磁盘驱动器的存储器存储装置(memory storage device)和用于将这些元件互相连接的所有元件。服务器计算机的这些内部元件可以是任何传统类型。此外，一些或所有这些服务器计算机可以包括光学元件，诸如数据通信卡、调制解调器等等，用于连接服务器计算机或在系统外的装置。每个计算机20包括传统VGA视频输出连接22(图3)、键盘连接24和鼠标连接26。用传统的方法排列计算机来通过连接24接收键盘输入，以及提供一些键盘控制信号，例如作为控制在键盘上的大写锁定键(caps lock)、数字锁定键(number lock)和滚屏锁定键灯(lamp)的指示灯的状态的信号。类似地，排列计算机来在连接26处接收鼠标输入，并通过相同连接发送鼠标控制信号。用传统的方法来排列这些连接，一般与标准键盘和鼠标(mice)一起使用。排列VGA输出连接22来提供以传统监测器可接受的VGA格式的视频输出。VGA格式包括分开的模拟RGB(红色、绿色、蓝色)颜色信号，每个信号0.7伏(峰到峰)，同时在不同信号线上由分开的水平和垂直同步信号。同步信号极性根据屏幕分辨率而不同。在对个人计算机的普通应用中，连接22、24和26分别连到在计算机旁边(一般，是在1米或更少的距离内)的监测器、键盘和鼠标。这些信号提供给这些端口，特别是VGA视频信号不是非常适于长距离传输。
将每个服务器计算机20连到装置28，这里将其称为发射机。把每个发射机设置在非常接近于相联计算机的位置上，一般在离计算机1米的地方。发射机28可装在计算机本身里面或者可装在分开的底盘内，它包括与在这些分开的底盘附近的服务器计算机连接的几个发射机。发射机28可以是传统装置，用来将来自计算机的VGA输出调节到适于长距离传输的格式。还排列每个发射机以调节键盘和鼠标连接24和26来发送和接收以同样适于长距离传输的格式的数据。在现有技术中已知具有这种特征的装置。一种这样的装置是可售得的，来自CCC集团股份有限公司，法恩巴勒(CCC Group，PLC of Farnbrough，Hants)，英国和CCC美国有限公司，梅尔维尔(CCC USA，Inc.of Melville)，美国纽约的商标FreeDesk(自由桌面)发射机。FreeDesk发射机包括视频调整电路30和一组三个差分输出放大器32。这些元件协调工作来将在输入VGA信号中的红色、绿色和蓝色信号转换成具有相反极性的输出信号对。将表示每种颜色的视频信号对设在一个输出放大器32的输出端。视频调整电路还用来将水平同步信号印(impress)在表示红色视频信号的输出信号对上。组合水平和垂直同步信号用于表示绿色水平信号的输出对上，反之将表示原始VGA同步信号的极性的信号与表示蓝色水平分量(component)的信号对组合起来。发射机28还包括连到计算机的键盘和鼠标连接24和26的微处理器32。将微处理器连到输出串行数据连接(outgoing serial data connection)34和输入串行数据连接(incoming serial data connection)36，它提供双工串行数据通信链路。微处理器将由计算机通过键盘和鼠标连接24和26发送的控制信号组合成在该双工链路上提供的输出串行数据流。排列微处理器来在相同双工链路上从输入数据流提取键盘和鼠标数据，并将输入数据送到键盘和鼠标端口24和26。
在标准RJ45电话类插座中的八个管脚位置上连接来自放大器32的三对模拟颜色信号和串行数据连接34和36，如表I所示。
    管脚     用途
    1     红色视频-HS，峰到峰2伏
    2     红色视频+HS，峰到峰2伏
    3     当前串行多路复用发送
    4     绿色视频-CS，峰到峰2伏
    5     绿色视频+CS，峰到峰2伏
    6     当前串行多路复用接收
    7     蓝色视频-复合极性，峰到峰2伏
    8     蓝色视频+复合极性，峰到峰2伏
该系统还包括一组输出装置，一般是监测器40和输入装置，诸如键盘42和鼠标或其他指示装置44。将这些I/O装置设置在多个用户位置46上。虽然在图1中只示出少量用户位置46，但是应理解典型的系统可包括几十个甚至几百个用户位置。一般，用户位置46是分散的，例如遍及建筑物。将设置在每个用户位置上的输入和输出装置组排列成组。每组可以是全组，加入单个监测器40、单个键盘42和单个鼠标或其他定点装置(pointing device)44，或其他可以是部分组，它省略一个或多个这样的装置。典型地，将至少一个全组设置在每个用户位置上。例如，用户位置46A只有单个全组，而用户位置46B具有一个全组和三个部分组，每个这样的部分组只包括监测器40。每个输入和/或输出装置组都与协议变换器(这里将它称为接收机(RX)48)相联。接收机48具有RJ45插座(jack)40，它带有与在发射机的插座中的连接相对应的连接。接收机还包括连到插座50上的输入对的差分输入放大器54。这些输入放大器连到视频调整电路56。排列视频调整电路来颠倒(reverse)由发射机的视频调整电路30提供的变换(transformation)，并在输出连接58处提供标准VGA输出信号。接收机48还包括连到键盘输入插座62和鼠标输入插座64的微处理器60。微处理器还连到两个管脚66和68，它分别作为接收机的串行输入和串行输出。排列微处理器来接受来自标准键盘42的键盘输入数据和来自标准鼠标44的诸如移动和鼠标输入数据以及按钮单击数据，而且在由连接66和68提供的双工通信链路上以串行格式提供这样的数据。还排列微处理器来接受在双工通信链路上的键盘和鼠标控制数据，并把这样的控制数据发送到键盘42和鼠标44。接收机48的特性可与在已知的并商业可售得的FreeDesk(商标)接收机中所使用的那些相同。在已知的FreeDesk系统中，运用具有四个双扭线的配线(wiring)，可将特定计算机的插座38连到接收机48的插座50，其中例如配线可以是一般被称为种类5568B电缆的高级配线，它可延伸至几十米，一般上至200米左右。当通过这种方法来连接发射机和接收机，用户可以运用连到接收机48的I/O装置组来操作计算机。FreeDesk系统的操作对于用户来说是透明的；用户可通过与他或她与在他的或她的位置上的计算机产生交互作用的方法实质上相同的方法来与计算机产生交互作用，其中在他的或她的位置上的计算机直接连到键盘、鼠标和监测器。可用相同类型的连接来提供一部分接口。例如，在用户位置上显示计算机的输出，但是在该位置上来自用户的输入是不需要的情况下，可将监测器连到接收机48的VGA输出，而可以省略键盘42和鼠标44。系统还包括交换机70(图1和2)以及FreeDesk发射机和接收机。交换机70包括一组服务器接口底盘(chassis)72和一组用户接口底盘74。这里再次，为了说明清楚只在附图中示出一些这样的元件；一般，设有大量的服务器接口底盘和大量的用户接口底盘。每个服务接口底盘72包括底板(backplane)76，它带有64信道视频总线76a，提供了对于64个红色、绿色和蓝色视频信号的连接，即，以三个一组排列的192个各颜色信号。每个底板76还包括数据总线76b，它带有对于四个双向时分多路复用(“TDM”)数据信道。在每个方向，以每信道16时隙来操作这些数据信道，因此数据总线可容纳64个双向数据信道。底板还包括控制数据串行总线76c。底板还包括控制数据串行总线76c。底板还包括电源线(未图示)，来向由底盘72固定的各种卡以及与底盘中的每张卡产生交互影响的槽地址(slot address)管脚(未图示)供电，来指定对于每张卡的唯一卡地址。
每个服务器接口底盘72具有安装在其中的上至4个服务器接口卡78。排列每个服务器接口卡来接受和在控制总线76c上通过控制数据连接90发送控制信号以及状态信息。每个服务器接口卡包括16个RJ45型插座或服务器输入端口80，在图5中只示出其中之一。在运用服务器的过程中，将输入端口80连到发射机28的输出连接器38(图1)。将每个服务器输入端口80连到服务器端口接口电路82，它包括微处理器和视频调整电路。每个服务器端口80和相联电路82都具有在底盘72内的唯一地址。于是，在第一卡78上的端口是位于内部底盘(intra-chassis)服务器端口地址1-16；在第二张卡上的那些是位于地址17-32，等等。视频调整电路适于将每个差分模拟颜色信号对(红色、绿色和蓝色)转换成相应单个信号，还适于补偿线路损耗以及在将信号传播到端口的模拟电路中的延迟。设置在每个服务器端口接口电路82中所包含的微处理器来在串行和TDM数据格式之间转换。通过缓冲器和选择性允许电路83，将所有16个接口电路82的模拟视频信号连到16个信道RGB视频底板连接器84，依次连到底板的16个视频信道76a。还设置电路83来响应于从控制处理器87到该电路的控制信号，允许(enable)或禁止(disable)从每个端口80到连接器84的视频传输。控制处理器87依次通过服务器接口卡的控制数据连接90连到底板的控制总线。如下所述，其他元件有选择地形成或断开与底板的视频信道76a的视频连接，从而将视频从各服务器连到所需用户。从每个端口80到连接器84以及到底板视频信道76a的视频连接可以在所有时间都保持允许。然而，禁止到不连到任何用户的那些视频信道的底板的连接，从而节省了功率并减小在底板上的噪声。
服务器接口卡78还包括多路复用电路86。多路复用电路连到在每个接口电路82中的处理器。在每个接口电路82中的处理器捕获发送到端口80的串行数据，并把它发送到多路复用电路86。设置多路复用电路来在带有16个双向TDM时隙的单个双向TDM信道中，通过连接88，以时分多路复用格式发送从通过接口电路的各种串行信号捕获到的数据，从而以TDM传输方法的特定时隙中发送来自每个服务器端口80的数据。类似地，设置时分多路复用电路86来接受在连接88上的时分多路复用数据，并在TDM传输方法的特定时隙中把数据发送到与该特定时隙相联的特定接口电路82和服务器端口80。
把服务器接口卡78连到服务器接口底盘72的底板76，从而把每张卡78的16个信道视频连接器84连到在底板上的64个视频信道中的16上。于是，将每个端口80耦合到与该端口的内部底盘地址相对应的视频信道。此外，把每张卡78的TDM数据连接88连到底板的4个TDM数据信道之一，从而把每个服务器端口80的串行数据连接连到在该底板上的相应TDM时隙。例如，把带有内部底盘地址17的端口耦合到总线76D的第17个视频信道，和TDM数据信道76b的第17个TDM槽。
每个服务器接口卡78还包括扩充连接92。扩充连接携带输入视频信号的缓冲复制，还携带TDM数据信道，它包括如由数据连接88所携带的16个双向TDM时隙。如下所述，可用扩充连接来将附加服务器接口底盘连到系统中。通常允许到扩充连接92的视频信号。
每个服务器接口底盘72还包括上至16个矩阵卡94。每个矩阵卡94包括模拟交换电路96；数字交换电路98和控制器100。控制器100可包括通过控制端口102连接的一个或多个微处理器，来接收在底板76的控制总线76c上的控制信号。每个矩阵卡94包括32信道视频输入连接器104和32信道视频输出连接器106。设置这些连接器来处理RGB视频信号的32个信道。矩阵卡还包括64个信道视频底板连接器108，它适于将底板的64个信道RGB视频总线76a与模拟交换电路96相连。适当缓冲器放大器(未示出)也与输入连接器108和104与输出连接器106相关。矩阵卡94还包括适于与在服务器底盘72中的底板的数据TDM76b紧密配合的4个信道TDM底板连接110；共提供32个TDM数据槽的双16槽TDM输入连接112；和类似的，双16槽输出连接114。将TDM连接110、112和114链接到数字交叉点控制器98。
模拟交换电路96还包括一组交叉点交换装置，诸如24个AD8116 16×16交叉点视频交换机，它具有连到底板连接器108的输入和连到输出连接器106的信道的输出，以及用于有选择地将输入连接器104的每个信道连到输出连接器106的相应信道的附加交换机。如下所述，模拟交换电路96可以把在输出连接器106上的32个输出视频信道中的任一信道与来自连接器108处的底板的64个视频信道中任一信道相连，或者与来自视频输入连接器104中的32个视频信道中任一信道相连。类似地，数字交换电路包括一组交换装置，它可加入与TDM底板连接110和TDM输出连接116相连的一对I-Cube(I-立方体)96Way(路)键盘和鼠标交换机。电路98可以将由两个输出TDM信道在输出114处提供的32个双向槽中的任一个与在底板上可用的64个TDM槽中的任一个相联，或者与在输入连接112处可用的32个TDM槽中任一个相联。
每个服务器接口底盘72还包括控制器卡120。每个控制器卡包括两个相同的平分部分122。每个二分之一控制器卡加入控制器124，理想的是80X86微处理器，诸如可从Intel公司售得的那种80186微处理器。把两个微处理器124相互连接，从而每个都可以监测另一个的状态。当首先给控制器卡供电时，两个微处理器为控制系统而竞争；两个微处理器中第一个完成它的上电(power-on)序列的赢得控制。具有赢得微处理器124的一半卡112保持有效，而另一半保持无效，但是继续检测第一半。然而，一旦失败或故障(fault)的条件下，在有效的半卡中，接管(take over)无效的那一半，而另一半进入过错检测模式。
每半个卡都包括时钟或定时电路126，设置它们来产生时钟和成帧(framing)信号，如时分多路复用通信所需的那样。将定时电路126连到定时端口127。每半个卡还包括适当的通信接口(未图示)，它适于将微处理器或控制器124通过控制数据端口125与底板的控制数据总线76C(图2)相连。每半卡还包括按键(keystroke)TDM数据端口128，和适当的接口设备(未图示)来把在端口128处接收到的TDM数据送到微处理器124。在那些安装在服务器接口底盘中的控制卡中不使用按键TDM数据端口。每半个卡还包括连到RS422串行数据端口132和RS232标准串行数据端口134的外部通信接口或串行接口130。如下面所述，设置与每个服务器接口底盘72相联的控制器卡来通过RS422串行端口接收来自交换控制计算机的命令信号，而且还适于解释这些命令，并用经解释的命令来控制在底盘中的服务器接口卡和矩阵卡。
每个用户接口底盘74都包括底板140，它具有电源连接器(未图示)，控制总线143和被称为按键TDM信道的16槽TDM信道145(图2)。每个底板140还提供槽地址管脚(未图示)，用来向插入底板的硬编码提供各种卡。每个用户接口底盘都提供控制卡142，相对于服务器接口底盘，它与上述控制卡120相同。把控制卡的控制数据端口125连到底板的控制数据总线143，而把控制卡的按键数据端口128连到按键数据总线145。
每个用户接口底盘还容纳上至20个用户接口卡144。每个用户接口卡144都加入16个信道电路146，为了说明清楚在图8中只示出其中两个。每个信道电路包括视频调整电路148和输出放大器150。安排视频调整电路来接受以由矩阵卡94所提供的格式的RGB视频，并重新对准红色、绿色和蓝色分量，其中相互根据在这些分量中的同步信号。还安排视频调整电路来根据在各种分量中的同步脉冲的尺寸来调节这些各种分量的增益。于是，视频调整电路存储红色、绿色和蓝色信号的定时和相联强度，从而补偿在信号传播时间之间的任何差异以及在交换系统的其他元件中的幅度增益。视频调整电路和放大器150在用户端口157的终端上提供输出视频信号作为一组3个相对极性信号对，其中上述用户端口157具有如表I所示的相同的管脚分配。每个信道146还包括连到缓冲器放大器154到用户端口157的串行发送终端156和串行接受终端158的微处理器。理想的是，每个信道的微处理器152都是PIC模块16C622，由昌德勒微芯片技术，亚利桑那(Microchip Technology of Chandler，Arizona)制造。
将各种信道146的处理器152连到时分多路复用接口160。设置接口160来接收来自一个矩阵卡94的16信道时分多路复用数据流，并将在16个信道中的每个信道中的信号转向在与该槽相联的特定数据信道146中的特定处理器152。还设置接口160来接受来自每个信道的处理器152的数据并在时分复用传输方法的适当槽中发送该数据。
用户接口卡还包括时分多路复用接口162，它具有与用户接口底盘74的控制线143紧密配合的连接164(图2)。设置每个信道146的处理器152来检查到达串行输入158的数据，并识别出现在该数据中的预先选定的命令码。较佳的是，设置处理器152来识别预定注意序列(attention sequence)，诸如用于alt-break的按键码，并将在注意序列之后的预定数量字符作为命令数据。例如，可设置处理器来将紧跟在注意序列之后的键入(key press)作为命令数据。设置每个处理器153来将数据发送到TDM接口160之前从该数据中除去命令码(注意序列和命令数据)。每个处理器152把命令数据转向接口162。如下面详细说明，在串行输入线158上到达每个处理器152的数据是由键盘本身编码的原始扫描码数据。在现有技术中已知用于标准键盘的键盘扫描码，而且在标准键盘技术参照手册中可用。例如，运用PS/2键盘，当按下键时每个键入产生特定键盘扫描码，而且当释放该键时产生前面是分隔字节(OXF0)的相同扫描码。于是，设置每个选定的处理器152来识别与Alt-break相对应的键入序列作为注意序列，而且把紧跟着注意序列的预选数量的键入序列转向到TDM接口162。
每个信道146和每个端口157都具有在底盘内的唯一地址。安排TDM接口来在与信道146的内部底盘地址相对应的TDM槽中发送由每个处理器152转向的原始按键数据作为命令数据，其中在上述内部底盘地址处捕获数据，即，其中捕获命令码的处理器152和用户端口157的内部信道地址。
把各种服务器接口底盘72和用户接口底盘74相互连接，如图1和2所示。在服务器接口底盘和用户接口底盘上的各种控制卡的定时装置通过定时接插线(patch cord)160相互连接。如上所述，各种控制卡都具有两半，每半都由一个时钟。在各种控制卡之间的互连将在一组时钟(“时钟A”)中的每张卡上的一个时钟与在分开组中的每张卡上的另一个时钟(“时钟B”)相连。在每组内，由内部跨接线把一个时钟设为主时钟，而另一个时钟从属于该主时钟。所有卡都运用一个时钟设定，而忽略另一个，除非第一设定失败。用时钟信号来提供在多个底盘上的多个时分多路复用信号的同步。换句话说，相对于公共时钟设定与在多种时分多路复用方案中的多种时隙相联的所有发送和接收时间，从而可由在另一个底盘上的电路接收和理解由在一个底盘上的电路发送的TDM信号。把在服务器接口底盘72中的控制卡120的RS422串行通信端口相互连接，来提供公共服务器接口串行链路172。连接在每个用户接口底盘74中的每个控制卡142的RS422串行端口作为分开的用户接口串行线174。用表示卡是服务器接口底盘部分而不是用户接口底盘部分的指示，以及指示特定服务器接口底盘的底盘地址，对在每个服务器接口底盘中的控制卡120进行编程。同样，用表示把卡加入用户接口底盘的指示和用用户接口底盘地址号对每个用户接口底盘74的控制卡142编程。用接插线将在多种服务器接口底盘中的矩阵卡94相互连接，从而形成延伸经过所有服务器接口底盘的矩阵卡列。例如，矩阵94A和94B形成一个这样的列，而卡94C和94D形成另一个列。在每个垂直延伸的列内，每个矩阵卡的视频输入104连到在列中的下一个较高卡的视频输出106。同样，把在列中的每个矩阵卡的双向TDM信道输入112连到列中的下一个较高矩阵卡的TDM输出114。在列中的卡之间的互连提供垂直延伸过所有服务器接口底盘的32个用户视频信道，和同样延伸过所有服务器接口底盘的双向TDM通信的32个用户槽(2个信道，每个16槽)。每个矩阵卡都可配置任何特定用户视频信道或数据槽，作为从该矩阵卡的输入104的馈送，在这种情况下，信道将连到列中的下一个较高矩阵卡。另一方面，每个矩阵卡可以把特定视频信道连到在该特定底盘的底板上的视频信道。于是，可将由每列矩阵卡提供的32个用户视频信道中任一信道连到在任一服务器接口底盘72的底板上的任一视频信道76a。同样的方法，可将任一用户TDM槽连到在任一服务器接口底盘的底板上提供的任一TDM槽76b。按序排列由矩阵卡列定义的用户视频信道和用户TDM槽。于是，第一列矩阵卡定义用户视频信道1-32和用户TDM槽1-32；第二列定义视频信道33-64和用户TDM槽33-64，等等。
在每列底部，把32个用户视频信道和32个用户TDM槽分成两个路径，每个包括16个用户视频信道和16个双向用户TDM槽。把每个路径连到一个用户接口卡144。把16个用户视频信道中的每个信道连到在用户接口卡上的一个信道146的视频输入，并连到一个用户端口157的视频输出。此外，通过用户接口卡的TDM处理器160把16个用户TDM槽连接起来，从而把每个这样的用户TDM槽连到特定用户接口端口的串行输入和输出。于是，把由垂直延伸的矩阵卡列定义的32个用户视频信道和32个TDM槽中的每个连到单个用户端口。如上所述，每个用户端口157都具有内部底盘地址。每个用户端口还具有整个地址。于是，具有在第i个用户底盘内的内部底盘地址IUA的用户端口157具有整个用户地址OUA＝IUA+(Q×(i-1))，其中Q是每个用户接口底盘的用户端口的数量，即，对于全配置底盘的最高内部底盘地址。在附图中所示的系统中，它包括上至20个用户接口卡，在每个用户接口底盘中每个接口卡具有16个用户端口，Q＝320。把用户视频信道和用户TDM槽中的每个连到具有与信道数量和槽数量相对应的整个地址的输出端口，即，第n个视频信道和第n个用户TDM槽连到具有整个地址OUA＝n的用户端口。
类似地，每个服务器端口80都具有基于内部底盘服务器端口地址ISA的整个服务器端口地址OSA。即，对于在第i个服务器接口底盘的服务器端口，OSA＝ISA+(Z×(i-1))，其中Z是每服务器接口底盘的服务器接口端口的最大量。例如，在附图中所示的系统中，每个服务器接口底盘可以容纳上至64个服务器接口端口，因而Z＝64。具有在第二个接口底盘中的内部底盘地址10的服务器端口80具有整个地址10+(64×(2-1))或74。如下面详细所述，矩阵卡可以把任一用户端口157的串行数据连接156和158连到在任一服务器接口底盘上的任一服务器输入端口80的串行数据连接上。类似地，矩阵卡可以把在任一用户输出端口157中的视频输出连到任一服务器端口80的视频输入。通过指定连接是视频连接还是数据连接，并通过指定要连接的服务器端口和用户端口的整个地址可以完全简单地特定这样的连接。
系统还包括监控计算机系统，它包括交换控制计算机200；一个或多个辅助(helper)计算机202和一个或多个管理(administration)计算机204。辅助计算机202和管理计算机204最好是分开的计算机，与交换控制计算机200不同。在局域网206中，辅助计算机、管理计算机和交换控制计算机相互连接，与交换机70分开。理想的是，各种计算机在操作系统下运行，可将操作系统容易地与诸如MicrosoftWindows NT服务器(版本4.0或更高)的局域网结合。所有各种计算机最好是单个Windows NT域部分。以与服务器计算机20严格相同的方法，通过发射机28将每个辅助计算机202连到服务器输入端口80。交换控制计算机备有连到服务器接口底盘串行线172的服务器控制串行接口208。交换控制计算机200还提供连到与用户接口底盘74的控制卡相联的各串行通信线174的各串行接口210。如下详述，交换控制计算机200作为在LAN206中的服务器。处于这个原因，有时把交换控制计算机称为“交换机服务器(switch server)”。还把数据库212设在局域网206上。由于交换控制计算机或交换机服务器200利用数据库212，在图1中所示的数据库与交换控制计算机物理相联。然而，可将数据库保持在交换控制计算机本身上或者在与LAN206相连的另一个计算机上。运用标准数据库管理程序，可以维护数据库；这种系统的一个例子是MicrosoftSQL服务器，版本6.5带有相联企业管理器(Enterprise Manager)。SQL服务器提供到数据库的SQL(结构化查询语言)符合接口(compliant interface)。可运用ODBC(公开数据库连接性)链接，将数据与数据库互换。由系统管理者使用的数据库管理程序提供用户接口，它促进了特定SQL查询以及与特定数据库一起使用的命令的产生。交换控制计算机或“交换服务器”还运行执行下述各种操作的主要程序。该程序包括各种模块，每个模块负责它们自己的任务。例如，一个命令听连到用户接口卡上的通信端口210。程序可运用多种线程(multi-threading)；对于每个用户位置可以保持一个线程。当检测到来自用户位置的输入命令时，将它穿到(hand to)代表每个用户位置的相联线程。于是，工作区线程调用与所需运作相对应的功能。每根线程还可以要求诸如辅助PC或公开数据库连接性或到数据库的“ODBC”链接的资源，而且由诸如按照需要分配和去分配所需资源的辅助PC管理器和ODBC管理器的其他模块管理这些。
数据库包括定义特定服务器20和连到系统的辅助计算机202的标识(identity)(例如，这种服务器和辅助计算机的名称)的数据。数据库还包括定义特定服务器和辅助计算机以及在服务器接口底盘上的特定服务器端口之间的关系的数据。数据库还包括关于特定用户位置或工作区46的信息，诸如在每个这样的位置上的接收机48的数量；与每个这样的接收机相联的I/O装置组包括诸如键盘42和鼠标44的输入装置；诸如显示监测器40的输出装置；或两者以及对于每个接收机的用户端口地址。
数据库最好还包括关于系统的每个授权用户的信息，诸如用户名称；定义访问每个用户的特定服务器20的权利的密码和数据。可提供这样的数据作为授权用于每个用户的特定服务器的各列表。另一方面或者此外，可将每个用户定义为属于一个或多个用户组，而每个服务器可定义为属于一个或多个服务器组，而且可根据组宽(group-wide)来分配权利。数据库还可包括临时表，它定义对于每个用户位置的服务器运行组。
在操作过程中，当启动系统时，最初将在用户位置46上的所有I/O装置与服务器计算机20和辅助计算机202断开。在特殊位置上的用户，例如在位置46A上，可以输入启动辅助码(在输入之后alt-break)。该码通过与用户的键盘相联的接收机48的串行输出68(图4)，而且进入连到该接收机48的特定用户端口157的串行输入158。通过与该端口157相联的处理器152(图8)俘获(trap)下一个按键指示(enter)并把该按键指示传送到命令TDM模块162，对注意序列(alt break)作出响应。TDM模块把表示按下在从特定卡的TDM传输的特定槽中的回车键，其中特定卡与该信道的内部底盘相联。于是，如果俘获辅助码的处理器是具有内部底盘地址IUA的处理器，那么将在用内部底盘地址IUA唯一识别的传输中出现沿着按键总线145发送到用户接口底盘的控制卡142(图2)的信号。控制卡142的处理器124把在底盘内的内部底盘地址加到底盘的起始地址，来计算整个用户端口地址OUA。控制器用公式表示包括整个用户端口地址和包括在数据中的特定按键(在这种情况下，回车键)的消息，而且沿着串行通信链路174把该消息发送到交换控制计算机200的一个串行接口210。在控制卡和交换控制计算机的串行端口之间的通信运用ANSI X3.28符合数据包通信协议。如在现有技术中已知，这种特征的通信包括诸如消息确认和在一些情况下的对于纠错的校验和的特征，从而提供健全的通信链路，它良好地保证检测出通信误差(error)。交换控制计算机200解释了这样的消息，当要求将与该用户端口相联的输入装置(键盘和鼠标)和输出装置(监视器)连到处于开始(sign-on)命令模式的辅助计算机时，上述消息传达整个用户端口地址以及输入按键值。交换控制计算机检测用于辅助计算机的数据库，找到当前没有占用的辅助计算机并找到用于该辅助计算机的服务器端口地址。
于是，交换控制计算机再次运用ANSI X3.28协议，在服务器接口底盘串行控制线172上，通过通信端口208广播信号。命令包括视频连接信号，它包括预先指定的含义为“连接视频”的码以及两个整数(X和Y)，从而整个命令具有含义“CONNECT VIDEO X Y”，其中X是辅助计算机的整个服务器端口地址和Y是发送辅助命令的整个用户端口地址。计算机还发送含义为“CONNECTKEY X Y”的命令，其中X和Y具有相同的含义。各种串行接口底盘72的控制卡120都接收这些命令。每个控制器把在每个命令内的服务器端口地址与包括在该服务器接口底盘中的整个服务端口范围相比较。在具有包含X的整个范围器端口地址范围的服务器接口底盘中的控制器卡确认命令，而其他控制器卡忽略它。确认CONNECT VIDEO命令的控制器卡根据底盘的起始端口地址，把整个服务器端口地址转换成内部底盘服务器端口地址。例如，第二服务器接口底盘以整个服务器端口地址65开始。因此，如果用在CONNECT VIDEO命令中的X值表示整个服务器端口地址“70”，那么在第二服务器接口底盘中的控制卡将对该命令作出响应，而且选择该底盘的第六服务器端口80。于是，控制卡选择在底盘的底板上的64个视频信道中的第6个信道，而且启动64个视频服务器接口电路82中的第6个电路来把来自它的端口的视频送到底板的视频信道上。控制卡还选择围绕与由在命令中的值Y指定的用户端口地址相对应的用户视频信道的特定矩阵卡。控制卡将把消息发送到矩阵卡，它包括命令它把特定用户信道或槽连接到在底板上的特定视频信道的用户视频信道。例如，响应于对命令“CONNECT VIDEO 70 35”的响应，与第二服务器接口底盘相联的控制卡将导致第二矩阵卡把它的视频输出中的第三个(与第35个用户视频信道相联的视频输出)连到在服务器接口底盘中的底板的第6个视频信道(与整个服务器端口地址“70”相联的视频信道)。在没有特定命令的特定命令的情况下，矩阵卡保持视频输入104和视频输出106之间的连续性。于是，通过设置在其他服务器接口底盘上它下面的矩阵卡，发送耦合到在特定服务器接口底盘处的任一用户视频信道或槽上的视频。在信道上把耦合到用户视频信道的视频发送到用户接口卡的特定信道146，而且到与用户视频信道相联的特定用户端口157。于是，把来自特定服务器端口X的视频耦合到特定用户端口Y的视频输出。通过直接的模拟方法，控制卡120和矩阵卡响应命令“CONNECT KEY XY”通过把在底板数据信道76B中的特定时分多路复用槽与由用户端口地址Y指定的特定用户端口的串行输入和输出连接156和158相连，其中上述底板数据信道76B与由服务器端口地址X指定的特定服务器端口80相联。
如上所述，由用户接口底盘74的控制卡发送到交换控制计算机200的消息告诉交换控制计算机哪个用户端口始发辅助命令。交换控制计算机用该端口作为在CONNECT VIDEO和CONNECT KE命令中的用户端口地址，于是把辅助计算机连到用户端口，它始发辅助命令。交换控制计算机200还通过LAN把消息发送到辅助计算机，它建议辅助计算机用户端口的标识，而且建议辅助计算机在该端口处的用户希望连到处于开始模式的辅助计算机。
处于这一点，通过接收机48把用户与辅助PC202相连；通过用户端口157和交换机70连到与辅助PC202相联的服务器端口80并通过与辅助PC相联的发射机28。在用户位置上的监视器40示出来自辅助PC的输出，而将键盘和鼠标连到辅助PC的键盘和鼠标连接，从而用户可以与在直接把监测器、键盘和鼠标与辅助PC202的相应连接相连的情况下的方法严格相同的方法，将该数据与辅助PC互换。
在开始模式下，辅助计算机进入初始访问例程，其中它产生要求用户输入他的或她的用户ID和密码的屏幕显示。用标准Windows NT安全API来鉴别用户ID和密码。
一般鉴别用户的标识和密码，辅助PC访问数据库来获得该用户授权访问的服务器表。辅助PC还访问在数据库中的信息，它开始将用户端口地址与用户位置相联来找出在用户的特定位置上的输入和输出装置的配置，而且与各种装置组相联的用户端口地址。辅助PC显示授权服务器表，以及输入输出装置。辅助PC接受来自用户的输入，它定义要连到特定I/O装置的特定服务器。图9示出可由辅助PC产生的显示器的一个例子。显示以标题为“服务器邻居(neighborhood)”的服务器表。该表只包括由特定用户授权访问的那些服务器。注意，由名称，而不是端口号来识别服务器。此外，只显示由特定用户授权访问的那些服务器。在以组排列服务器的情况下，还可以对可用服务器的显示(display)进行分组。此外，以标题为“工作区”显示在用户位置上的输入和输出装置的可用组。这里再次，在显示器上用用户可理解的名称来指定可用I/O装置，而不是用与装置相联的端口号来指定。用分开的指示(诸如，“屏幕1”、“屏幕2”，等等)在用户位置上的每组输入和输出装置。每个这样的组具有一个接收机48，而且与交换机70的一个用户端口157相联。用户可以指定一个或多个可用服务器来与装置的每个这样的补充物(complement)相联。例如，如图9所示，指定服务器HPC2和R2D2与一组装置(“屏幕1”)相联，而指定服务器HPCl和NOSTROMON与另一组装置(“屏幕2”)相联，等等。于是，辅助PC程序建立与用户位置相联的服务器运行组。在这样的运行组中，可使一个或多于一个的服务器与特定I/O装置组相联，因而与特定用户端口相联。如果有多于一个的服务器与特定I/O装置组(例如，屏幕1)相联，那么在对于该组的表格顶部处的服务器是现行(active)的，而所有其他服务器是非现行(inactive)的。此外，可以指定到任一端口的连接，或者如只看到(view-only)的那样，其中只将视频输出连到用户位置，或者是双向的，其中将视频输出和用户输入(键盘和鼠标)相连。可由用户在只看和双向连接之间选择此外，存储在数据库中的权利表(table of right)可只给特定用户建立到特定服务器的只看连接的权利，而不给建立双向连接的权利。
一旦用户输入运行服务器运行表，用户把命令输入到辅助PC来实施连接。辅助PC202通过LAN206把该命令传播到交换控制计算机200，并输入表示到数据库202的新运行表的适当信息。交换控制计算机200发出类似于上述CONNECT VIDEO和CONNECT KEY命令的断开命令，它使得交换机70将辅助PC202与先前与辅助PC连接的特定用户断开。于是，交换控制计算机发出CONNECTVIDEO命令和CONNECT KEY命令，它适于将在对于特定用户的运行表中指定的现行装置连到在用户位置上的输入和输出装置。例如，在通过辅助PC输入的运行表指定在计算机20A和屏幕40B(用户端口157B)之间的只视频(video-only)链路，并指定在服务器206和与接收机48C及用户端口157C相联的装置组(监测器40C、键盘42C和鼠标44C)之间的双向链接的情况下，交换控制计算机将发出CONNECT VIEDO命令来将服务器20A和用户端口157B相连，并发出CONNECT VIEDO和CONNECT KEY命令来将服务器20C和用户端口157C相连。
通过这种连接，用户与一个或多个服务器计算机进行通信。虽然用户与服务器计算机产生交互影响，但是用户可以通过在tab键之后输入alt-break，发出辅助命令(这里称为局内对话(intra-session)辅助命令)。以与上述启动辅助命令相同的方法来处理辅助命令。局内对话辅助命令包括在按下TAB键之后的注意序列(Alt-break)。再次，与接收命令的用户端口相联的用户接口处理器通过俘获与按下tab键相联的以下按键信号并将命令送到控制卡，来对注意序列作出响应，其中上述控制卡把局内对话辅助命令信号发送到交换控制计算机。响应于局内对话辅助命令，交换控制计算机200断开在用户位置处上的I/O装置组，它从服务器始发命令并以基本上与上述方法相同的方法来把与该装置组相联的用户断开连到辅助PC上。然而，交换控制计算机向辅助计算机发出命令，即，连接是局内对话要求，而不是启动要求。因此，辅助计算机不输入用户识别例程，如上所述。取而代之，辅助计算机检索当前注册(sign on)在与始发命令的用户断开相联的用户位置上的用户的标识。
此外，虽然用户与服务器产生交互影响，但是用户可以输入与辅助码不同的动作码。动作码包括alt-break注意序列，之后是除了tab键或enter键之外的一个或多个按键。由与用户端口157相联的处理器152以上面参照辅助码所述的方法严格相同的方法获取这些动作码。再次，处理器将在注意(alt-break)序列之后的按键送到用户接口卡的命令TDM模块，它把按键信号送到用户接口底盘的控制卡142。控制卡沿着串行连接174送出信号，它给出了整个用户端口地址。动作码如下：
Alt-break加上上箭头或alt-break加上下箭头：在与特定用户端口相联的端口之间移位。这导致交换控制计算机将当前现行服务器与输入动作码的特定用户端口断开，并连接在对于相同用户断开的运行表中指定的非现行服务器。处于这点，在对于在服务器运行组中的特定断开指定一个服务器。数据库把这些服务器作为有序的但是循环的堆栈，从而在堆栈中的第一服务器紧跟在堆栈中的最后服务器之后。例如，如果指定为A、B、C和D的服务器在堆栈中安装该顺序排列，而且服务器B是当前现行的，那么Alt-Break以及上箭头(up-arrow)将使服务器A现行，而Alt-Break以及下箭头(down-arrow)将使服务器C现行。如果服务器D是现行的，那么Alt-Break以及下箭头将使服务器A现行，而Alt-Break以及上箭头将使服务器C现行。
Alt-break加上左箭头或右箭头一这使得交换控制计算机将键盘和鼠标连接移位到在与相同用户位置相联的当前现行服务器端口中间的不同服务器端口。例如，假设把服务器20a连到用户端口157C的键盘和视频显示，而服务器20b具有到用户端口157B的只视频连接，两个用户端口与用户位置46B相联。如果在用户端口157C上接收到alt-break左箭头序列，那么使端口157C的键盘和鼠标与服务器20a断开并重新连到服务器20b。以相同的方法处理Alt-break右箭头序列，来把键盘连到不同服务器。这些命令有效地把控制输入的影响移位到与不同屏幕相联的服务器。由于这些命令与在视窗(windowed)编程环境中的变动焦点(change-focus)命令相类似，所以这里把它们称为变动焦点命令。
换句话说，对于具有多于一个用户端口并多于一个输出装置的每个用户位置，保持服务器运行组作为两维矩阵，其中列数与用户端口的数量相同，而对于每个用户端口的服务器堆栈构成一列。当在辅助计算机操作期间，用户选择服务器组时，由辅助计算机建立这样的矩阵。其中连接键盘的特定列是当前列。上箭头或下箭头序列将键盘和视频连接沿着当前列上下移动，从而用户可以挑选新的现行服务器来与键盘和视频产生交互影响。左箭头和右箭头序列把键盘和鼠标连接移到不同列，从而选择新的当前列，并把通过键盘和鼠标施加的控制输入的影响或焦点移入新列中的现行服务器。
服务器计算机还考虑用户授权访问特定服务器的等级，来阻止用户通过运用动作命令来未经授权地访问。交换控制计算机可以访问数据库来确定连到特定端口的用户的标识，而且检索对于动作命令指示的特定服务器的用户访问等级，而且根据这种比较授予或否定访问。然而，较佳的是，当辅助计算机建立对于特定用户位置并因而对于在该用户位置上的特定用户的服务器矩阵时，辅助计算机可以将每个服务器指定为全访问或只视频访问。服务器计算机可以用在矩阵中的这些指示定义运行组，因而不需要参照定义各用户的数据或对于在更大数据库中的各用户的特权表。
这些动作码允许用户在各种服务器中间交换并把各种服务器的输出移到在他的工作位置的方便位置上，而不调用辅助PC。系统还提供简单的命令来执行简单的，直觉的操作，诸如在现行表上的少量服务器中间移动或者在不同显示监测器中间移动服务器。然而，用户经常访问辅助PC的选项。用户无需依靠他自己的存储器来寻找适当的服务器。由于在用户接口底盘处捕获所有辅助码和动作码，所以携带由用户输入的数据的相同电缆线路(cabling)可以携带动作码和辅助码。不需要提供在各用户位置和交换机的中央位置之间的分开的命令配线。
附加用户可以相同的方法连到系统。在交换控制计算机交换机服务器200上运行的程序可以保持与每个用户位置相联的分开的控制线。把辅助PC作为由在交换控制计算机或交换机服务器200上运行的程序共享的资源。如果用户设法在所有辅助PC都当前被占用的情况下访问辅助PC，那么交换控制计算机将阻塞这样的访问并向用户显示消息，它表示辅助PC当前不可用。可将用于产生道歉消息并提供带有导向消息的适当视频输出的分开的装置连到服务器端口80来提供这种消息。这种输出可连到要求访问辅助计算机当还没有被连到辅助计算机的所有用户位置。交换控制计算机可作为道歉服务器(apologyserver)。另一方面，道歉服务器可以是计算机编程来向用户显示教育性消息，同时它们等待与辅助计算机连接。在交换控制计算机上的程序允许多个用户只视频或输出访问任一服务器20，但是只允许用户一次键盘或输入访问特定服务器。
可用管理PC204来执行任务，诸如当安装服务器29或辅助计算机上更新数据库或更新用户简档。还可将管理计算机连到交换机70的服务器端口80，从而具有适当特权的用户可以通过交换机70访问管理PC。
设置在控制卡上的RS232数据通信端口可用于业务和维护过程。例如，可用连到这些端口的终端或计算机来将命令发送到各控制卡以进行或断开到特定服务器断开的连接。
交换机70的各元件能提供状态和故障报告特性。例如，排列每个矩阵卡来报告它的状态并报告成功或失败的操作，诸如到在底盘的控制卡中的微处理器的成功或失败的连接和断开。安排各微处理器来将出错报告信号发送到交换控制计算机。交换控制计算机可以根据按照诸如新出错报告和前面的出错报告性质之类的因素的各种规则，来处理出错报告。这些规则可以是由程序设定的明确编码规则，或者可以运用通常被称为“人工智能”的技术来加入学习行为(learned behavior)。例如，如果特定矩阵卡报告不能将特定用户的数据信道与底板的数据总线断开，那么交换控制计算机可以重复断开命令。如果在所选数量的重试之后被报告的断开命令失败，或者如果某比例断开或连接命令失败，那么交换控制计算机可以认为矩阵卡有缺陷，而且向控制卡发出命令来通过将整个卡与电源断开禁止该矩阵卡。
用于确定响应于哪些出错报告采取哪些动作的规则随着系统管理员的应用和目的变化。例如，在安全是最重要的情况下，而且由于将两个键盘与一个服务器相连使得输入筛选数据对整个任务有着实质性的危险的情况下，规则可以只响应于少量出错报告就要求禁止矩阵卡，或者甚至整个系统。在利用公众可用软件用系统来培训操作者的教育环境下，由于忍受一些错误连接所导致的不方便比起由于关闭部分或全部系统所导致的不方便要小得多。于是，不存在对于所有应用都是最好的特定出错处理(error-handling)规则组。理想的是，交换控制系统利用事件报告和事件记录(event-logging)能力，诸如包括在Windows NT操作系统中的那些。可安排从操作系统中的事件处理器来采取适当的行动，诸如建立到业务设备的连接并发出适当的报告。
对于无限多的服务器来配置上述系统。于是，可将任何理想数量的服务器底盘72加到系统。然而，每个服务器接口底盘只能容纳512的用户信道，即，32个用户信道每矩阵卡，以及上至16个矩阵卡每服务器接口底盘。如上面参照图5所述，服务器接口卡78设有扩充连接器92。这些扩展连接器可用来连接附加服务器接口底盘，如图10所示。在底盘72的第一堆栈的旁边连接服务器接口底盘72’的第二堆栈。与上述服务器接口卡78相类似，附加服务器接口底盘设有服务器接口卡78’。通过该卡的扩充端口92将与在底盘72中的每个服务器接口卡78耦合的服务器视频和数据信道耦合到在第二堆栈中的相应底盘72’中的服务器接口卡78’的输入端93。以实际上与上述方法相同的方法来把视频和数据信道耦合到底盘72’的底板。运用上述矩阵卡，底盘72’的第二堆栈可容纳附加512个用户信道。第二堆栈的服务器接口卡78’可以具有附加扩充端口92’，从而服务器视频和数据信道可与另一个底盘耦合。于是，系统可以容纳实际上无限多个用户。
可以利用上述特征的多种变化和组合，而不偏离由权利要求书所定义的的本发明。例如，在上述实施例中，示出辅助计算机作为与交换控制计算机物理分开。然而，监控计算机系统的功能，包括辅助计算机、交换控制计算机和管理计算机可综合在单个计算机中或者在多个计算机中延伸。可用其他通信链路代替在监控计算机系统的元件之间的LAN连接，同时构成监控计算机系统的计算机设置在广泛分布的地理位置上。此外，在上述实施例中选择来制定命令码的特定按键序列是任意的；可以采用其他按键序列。理想的是，用来制定命令码的按键序列是那些不在用户和服务器之间的正常交互影响期间发生的按键序列。此外，对于本发明而言，在上述实施例中用到的视频和数据传输的特定格式不是要点。此外，计算机可具有除了上述VGA格式之外的其他视频输出格式，而且可具有不同的键盘和鼠标输出和输入格式。可用这些不同格式中的任一种格式。
在一些或所有用户位置上的输入和输出装置包括除了视频监测器、键盘和鼠标之外的其他装置。例如，一些或所有用户位置可加入打印机、音频扬声器、触觉反馈装置或其他计算机可控装置，诸如计算机控制数字表示机械工具，“固态建模”装置，等等。在每种情况下，可以配置通过交换机的通信链路携带一般由计算机发送到这种装置的信息。此外，输入装置可包括多个复杂的输入装置，诸如操纵杆或控制，它们模拟到车辆的控制输入，诸如模拟飞行驾驶杆(pilot yoke)或者用于飞行模拟的脚踏板(rudder pedal)。这些装置可包括诸如力反馈，振荡或受从计算机发送的输出的控制的那些。这里再次，可配置通过交换机发送的通信信道来携带所需信息。在上述实施例中，交换机对电信号起作用。然而，在沿着光学通信(诸如，光纤通信信道)发送输出和输入的情况下，交换装置可包括用于交换光学信号的适当组件。此外，在计算机和交换机之间以及在用户位置装置和交换机之间的通信链路不需要硬连线连接。例如，可用适当的RF或光学通信链路来代替这些链路。此外，对于在交换控制计算机和交换机的元件之间的连接的特定方案是可以变化的。例如，可将在服务器接口底盘上的控制卡的RS422串行端口连到在交换控制计算机上的各通信端口，而不是在上述公共信道中连在一起。可采用除了串行通信信道之外的其他数据通信方案。
可以运用这些和其他变化及上述特性的组合，而不偏离由权利要求书所限定的本发明的范围，上述较佳实施例的描述用于说明而不是限定由权利要求书所定义的本发明的范围。

Claims (30)

1.一种将多个服务器计算机与在多个用户位置上的输出和输入装置相连的方法，其特征在于，所述方法包括：
(a)接收由包括在用户位置上的输入和输出装置组中的输入装置发送的输入信号，把输入信号从所述输入装置传输到与所述用户位置相联的服务器计算机，并把所述输出信号从这种服务器计算机传输到在所述用户位置上的输出装置；
(b)检测在这种输入信号中的一个或多个预定辅助码和把所述辅助码送到监控计算机系统；
(c)操作所述监控计算机系统，从而所述监控计算机系统响应所述辅助码启动交换机，将发送这样的辅助码的输入和输出装置组连到辅助计算机；
(d)运行交互程序来选择在所述辅助计算机中的一个或多个所述服务器计算机，从而所述辅助计算机与在发送辅助码的所述用户位置上的用户产生交互；和
(e)启动所述交换机来连接或断开在操作所述交互程序期间选择的一个或多个服务器计算机和在一个或多个用户位置上的输入和输出装置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行启动交换机的所述步骤来连接在操作所述交互程序期间选择的服务器计算机，从而连接或断开一个或多个计算机和在所述用户位置上的已连到所述辅助计算机的输入和输出装置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在远离所述用户位置的一个或多个中央位置上执行检测所述辅助码的所述步骤，在公共信道上把所述辅助码和所述输入数据从所述用户位置传输到所述一个或多个中央位置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括检测除了在所述输入数据中的所述辅助码之外的其他动作码，并启动所述交换机来响应于所述动作码，进行或中断服务器和在用户位置上的输入和输出装置组之间的连接，而不用所述交互程序的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过操作与所述辅助计算机分开的交换机计算机，执行启动所述交换机的所述步骤。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括保持定义对于每个用户位置的服务器运行组的数据的步骤，启动所述交换机而不用包括在对于用户位置的发送所述动作码的所述运行组的服务器之间进行切换的步骤的所述交互程序。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在特定用户位置上的输入和输出装置组包括多个显示装置，所述方法包括保持定义对于每个用户位置的服务器运行组的数据的步骤，启动所述交换机而不用包括响应于来自这种特定位置的动作码输入，将对于所述特定用户位置的所述服务器运行组的输出切换到不同显示装置的步骤的所述交互程序。
8.一种将多个服务器计算机与在多个用户位置上的输出和输入装置连接的系统，其特征在于，所述系统包括：
(a)交换机有选择地操作来将所述服务器计算机与在所述用户位置上的输出和输入装置相连，从而可将任何所述服务器计算机与在任一所述用户位置上的输出装置和输入装置组相联，并通过所述交换机连到相联的输出和输入装置，从而在所述用户位置上的用户可以与所述服务器计算机产生交互；
(b)监控计算机系统，将所述监控计算机系统连到所述交换机，从而所述监控计算机系统可以控制所述交换机的操作，所述监控计算机系统包括辅助计算机，所述辅助计算机可操作运行交互程序，用于选择一个或多个所述服务器计算机与在某个用户位置上的输入和输出装置组相联，所述交换机还可有选择地操作将所述辅助计算机与在所述用户位置中的任一个位置上的输入和输出装置组相联，从而把输出和输入组中的所选的组通过所述交换机连到所述辅助计算机，用以通过所述交换机交换输入和输出；和
(c)连接的码识别装置来接收由各个所述输入装置发送的所述输入信号，所述码识别装置可操作来检测在这样的输入信号中的一个或多个预定辅助码，并把所述辅助码传送到所述监控计算机系统，所述监控计算机系统可操作来命令所述交换机把发送这种辅助码的所述输入和输出装置组连到所述辅助计算机，从而在所述用户位置上的用户可以有选择地与所述辅助计算机产生交互来选择服务器计算机。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述交互程序包括根据通过连到所述辅助计算机的输入装置提供的输入信号，确定用户标识。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述交互程序包括访问将所述用户标识与访问服务器的权利相联的数据库，并根据在所述数据库中提出的所述访问权控制访问服务器。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述交互程序包括在连到所述辅助计算机的一组中的显示装置上显示代表性可用服务器，从而对于不同用户，显示不同。
12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，将所述监控计算机系统与所述服务器计算机分开。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述监控计算机系统包括与所述辅助计算机分开的交换控制计算机，将所述交换控制计算机连到所述交换机，从而所述交换控制计算机可以启动所述交换机，把所述辅助计算机连到所述交换控制计算机，从而所述辅助计算机可以将命令传到所述交换控制计算机。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，独立于所述交换机，将所述辅助计算机和所述交换控制计算机互连。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，把所述码识别装置连到所述交换机控制计算机。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述码识别装置可操作来识别包含在从所述输入装置输入的数据中的一个或多个动作码，并把所述动作码通到所述交换机控制计算机，所述交换机控制计算机可操作来响应于至少一些所述动作码，在所述服务器计算机和所述输入和输出装置之间交换连接。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，由所述辅助计算机运行的所述交互程序定义与每组输入和输出装置相联的服务器运行组，而且所述动作码包括变化服务器码，所述交换机计算机可操作来响应于所述变化服务器码，启动所述交换机将所述运行组中的一个服务器与特定输入和输出装置组断开，并将所述另一个服务器运行组与那些输入和输出装置连接。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，由所述辅助计算机运行的所述交互程序定义与每组输入和输出装置相联的服务器运行组，而且至少一些输入和输出装置组包括多个显示屏和输入装置，其中在所述运行组中的多个所述服务器可以是与在所述多个显示屏上显示的它们的输出同时有效，而且所述动作码包括变化聚焦码，所述交换机计算机可操作来启动所述交换机以响应于所述变化聚焦码，把所述输入装置连到不同的所述有效服务器。
19.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述交换机计算机可操作来启动所述交换机以响应于所述辅助码，把输入和输出装置组连到所述辅助计算机。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，包括如前所述的多个辅助计算机，其中所述交换机计算机启动所述交换机来响应于所述辅助码把所述多个辅助计算机之一连到输入和输出装置组。
21.一种用于把在多个用户位置上的多个输入装置连到一个或多个服务器计算机的系统，其特征在于，所述系统包括：
(a)用于连到所述输入装置的多个用户端口，所述用户端口设置在一个或多个中央位置上，每个用户端口适于连到远离这种用户端口的中央位置的用户位置上的一个或多个输入装置；
(b)适于连到服务器计算机的多个服务器端口；
(c)交换机，用于有选择地将所述用户端口和所述服务器端口相联，从而将由连到它的输入装置向每个用户端口提供的输入信号传输到相联服务器端口，以及连到这样服务器端口的服务器；和
(d)与所述用户端口相联并位于所述一个或多个中央位置上的一个或多个码识别装置，所述码识别装置可操作来检测在通过所述用户端口提供的输入信号中的一个或多个命令码，而且提供包括码数据和地址数据的码输出，其中所述码数据表示这种命令码，地址数据表示携带检测到这种命令码的所述输入信号的所述用户端口。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，一个或多个码识别装置包括多个用户接口处理器，每个所述用户接口处理器连到一个或多个所述用户端口，所述系统还包括至少一个控制处理器和将所述用户接口处理器组与每个所述控制处理器相连的控制数据信道，从而可以识别把数据发送到控制处理器的组中的所述特定用户接口处理器，每个所述控制处理器接受表示所述命令码的数据，并至少部分根据发送这种数据的所述用户接口处理器的所述标识来分配所述地址数据。
23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，每个所述用户接口处理器与只有一个所述用户端口相联。
24.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述至少一个控制处理器包括多个所述控制处理器，每个与不同用户接口处理器组相联，每个所述控制处理器可操作来部分根据所述控制处理器的所述标识以及部分根据所述用户接口处理器的所述标识，来在与该控制处理器相联的用户接口处理器组内分配地址数据。
25.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述控制数据信道包括时分多路复用数据信道。
26.如权利要求22所述的系统，其特征在于，每个所述用户接口处理器可操作来从向这种用户接口处理器提供的输入数据信号中去除所述命令码，而且在没有命令码的情况下把所述输入数据信道送到用户数据信道，所述交换机可操作来把所述用户接口处理器的所述用户数据信道与所述服务器计算机相连。
27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述服务器端口和所述用户端口包括视频连接，所述交换机可操作来把每个服务器端口的所述视频连接连到与这样的服务器端口相联的所述用户端口的所述视频连接。
28.一种根据多个用户位置操作多个服务器计算机的方法，其特征在于，包括下列步骤：
(a)把在数据流中的输入数据以及来自在所述用户位置上的输入装置的命令码发送到在一个或多个中央位置上的用户端口；
(b)检测在所述一个或多个中央位置上的所述命令码，把所述命令码发送到监控计算机并把来自每个所述用户位置的所述输入数据通过交换机发送到一个或多个所述服务器计算机；和
(c)响应至少一些所述命令码，启动所述交换机来改变在一个或多个所述服务器计算机与所述输入装置之间的连接。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，检测所述命令码的所述步骤包括检测在与所述用户接口相联的多个用户接口处理器的所述命令码，并把地址数据与每个所述命令码相联，从而这样的地址数据至少部分依赖检测所述命令码的所述用户接口处理器的标识。
30.一种携带交互程序为权利要求1至7中任一权利要求所用的媒体介质。
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