JP2006215648A

JP2006215648A - コンピュータの高速起動システム及び方法

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Publication number: JP2006215648A
Application number: JP2005025344A
Authority: JP
Inventors: Ansheng Zhang; 安勝張; Chan Shiang Chen; 長祥陳
Original assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Current assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】コンピュータの起動速度が遅いという従来技術の問題を解決するためにコンピュータの高速起動システム及び方法を提供する。
【解決手段】伝送インターフェイス２０と、コンピュータ起動情報を保存する揮発性記憶装置２２と、伝送インターフェイス２０と揮発性記憶装置２２との間の伝送信号のフォーマットを変換するインターフェイス変換器２１と、中央処理装置１１とを備える。コンピュータを起動するときに、中央処理装置１１の制御により、先ず伝送インターフェイス２０を通して揮発性記憶装置２２の位置からコンピュータ起動情報を読取ってから、読取ったコンピュータ起動データを主記憶装置３０に保存することによりコンピュータを起動するときに、主記憶装置３０からコンピュータの起動データを高速に得てコンピュータの起動速度を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータの高速（快速）起動システム及び方法に関し、特にコンピュータを起動するときに、指定した起動装置から主記憶装置へ起動データを取込むコンピュータの高速起動システム及び方法に関する。

従来のコンピュータの起動方式は、２００４年５月２１日の特許文献１において開示されているように、コンピュータシステム（デスクトップ型コンピュータ、ノートブック型コンピュータまたはサーバ用コンピュータ）に設けられるハードウェア周辺機器には、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブ、ＣOMポート、ＰＳ／２（登録商標）ポート、ＶＧＡ（登録商標）、ＬＰＴポートおよびＩＤＥなどのアクセス装置が含まれる。前述のアクセス装置には、メディアに保存されたコンピュータを起動するオペレーティングシステムが保存され、コンピュータのマザーボードのＢＩＯＳ（基本入出力システム）が指定するアクセス装置を設定するだけで、コンピュータシステムを起動することができた。

しかし、上述のアクセス装置において、従来、アクセス速度が最も速いのはハードディスクドライブであったため、従来のコンピュータシステムではハードディスクにインストールされたオペレーティングシステム（例えば、マイクロソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ＩＢＭ社のＯＳ／２（登録商標）あるいはＬＩＮＵＸ（登録商標）など）により起動あるいは電源オフを行っていた。

しかし、ハードディスクドライブはデータへのアクセス時間および実際のデータサーチ時間が限られていたため、全てのオペレーティングシステムを起動するとき、ハードディスクドライブがデータにアクセスするのを待たなければならず多くの時間が浪費されて、コンピュータシステム全体の起動機能は大幅に低下した。

特に、このような状況はオペレーティングシステムがインストールされてから長い間使用された後によく発生した。ハードディスク中には多くのデータが保存されているため、起動時に使用しなければならない起動ファイル、登録ファイル、実行ファイルあるいはリンクファイルなどがハードディスクドライバ内の各所に断片化されると、ハードディスクドライブがそれらファイルに対して行うデータサーチおよびアクセス速度に影響を与え、コンピュータの起動速度にも影響を与えた。そのため、現在のコンピュータはマザーボード、プロセッサおよびメモリの速度が大幅に向上しているのに対して、ハードディスクドライブは速度が遅いアクセス装置に属していた。

また現在、新型の起動或いは電源オフの復元ソフトウェアがあり、例えば２００４年６月１１日に公告された特許文献２においては、コンピュータの電源がオフされたとき、現在のコンピュータシステムが実行中のプログラム状態、画面をイメージファイルに構築してハードディスクに一次保存した後にコンピュータの電源をオフする。そして、コンピュータの電源をオンしたときに、ハードディスク中のイメージファイルをメモリへ復元させると、長時間かかる起動ファイルへのアクセス動作を省略して、高速起動を行うことができる。この復元ソフトウェアは、オフ状態時にメモリに電力を提供する必要がないことが長所である一方、ハードディスクドライブのデータサーチおよびアクセスに時間がかかり、起動速度に影響を与えることが欠点であった。
台湾特許第５８８２８４号明細書台湾特許第５９１３９５号明細書

本発明の目的は、コンピュータ起動時に、周辺装置ではなくメモリによりデータにアクセスする方式により更に速い起動を提供するコンピュータの高速起動システム及び方法を提供することにある。

上述の技術問題を解決するために、本発明はコンピュータに適用するコンピュータの高速起動システムを提供する。これは、伝送インターフェイスと、コンピュータ起動情報を保存する揮発性記憶装置と、揮発性記憶装置に電力を供給する電源と、伝送インターフェイスと揮発性記憶装置との間の伝送信号のフォーマットを変換するインターフェイス変換器と、主記憶装置と、コンピュータを制御して起動するときに伝送インターフェイスおよびインターフェイス変換器により揮発性記憶装置に保存したコンピュータ起動情報を読取って主記憶装置に保存してコンピュータの起動使用に提供する中央処理装置とを備える。

上述の技術問題を解決するために、本発明はもう一つの、コンピュータに適用するコンピュータの高速起動システムを提供する。これは、複数の伝送インターフェイスと、伝送インターフェイスの信号伝送を制御するＲＡＩＤ制御器と、コンピュータ起動情報を保存する揮発性記憶装置と、揮発性記憶装置の電力を供給する電源と、揮発性記憶装置とＲＡＩＤ制御器との間の伝送信号のフォーマットを変換するインターフェイス変換器と、主記憶装置と、コンピュータを制御して起動するときに、伝送インターフェイス、ＲＡＩＤ制御器およびインターフェイス変換器により揮発性記憶装置に保存したコンピュータ起動情報を読取って主記憶装置に保存してコンピュータの起動使用に提供する中央処理装置とを備える。

上述の技術問題を解決するために、本発明はもう一つの、コンピュータに適用するコンピュータの高速起動方法を提供する。これは、揮発性記憶装置を準備してコンピュータ起動情報を保存し、また電源を揮発性記憶装置へ供給するステップと、インターフェイス変換器を準備して揮発性記憶装置と伝送インターフェイスとの間の伝送信号のフォーマットを変換するステップと、コンピュータを起動するときに、伝送インターフェイスおよびインターフェイス変換器により揮発性記憶装置に保存したコンピュータ起動情報を読取って主記憶装置に保存するステップと、主記憶装置が保存するコンピュータ起動情報を読取って実行して、コンピュータの起動を行うステップとを含む。

上述の技術問題を解決するために、本発明は更にもう一つの、コンピュータに適用するコンピュータの高速起動方法を提供する。これは、揮発性記憶装置を準備してコンピュータ起動情報を保存し、また電源を揮発性記憶装置へ提供するステップと、インターフェイス変換器を準備して揮発性記憶装置とＲＡＩＤ制御器との間の伝送信号のフォーマットを変換し、ＲＡＩＤ制御器は複数の伝送インターフェイスの伝送を制御するステップと、コンピュータを起動するときに、伝送インターフェイス、ＲＡＩＤ制御器およびインターフェイス変換器により揮発性記憶装置に保存したコンピュータ起動情報を読取って主記憶装置に保存するステップと、主記憶装置が保存するコンピュータ起動情報を読取って実行して、コンピュータの起動を行うステップとを含む。

本発明のコンピュータの高速起動システム及び方法は、コンピュータを起動したときに、従来技術のように先ず周辺装置から読取るのではなく、先ず揮発性記憶装置からコンピュータの起動データを読取るため、この段階におけるデータ読取りは周辺装置のデータアクセス速度よりもはるかに速く、伝送インターフェイスを通してコンピュータの起動データを主記憶装置へ伝送することにより、コンピュータの起動速度は更に速くなる。

本発明の目的を達成するために採用される技術、手段および効果は、本発明に関する詳細な説明及び図面を参照することにより、本発明の目的、特徴及び長所をより深く且つ具体的に理解することができると信じられるが、添付された図面は単なる参考及び説明だけに用いられるものであり、本発明に何ら制限を加えるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるシステム構成を示すブロック図である。本実施形態によるコンピュータのマザーボード１０は、中央処理装置１１、伝送インターフェイス２０、インターフェイス変換器２１、揮発性（volatile）記憶装置２２、主記憶装置３０および基本入出力システム３１を含む。中央処理装置１１は、揮発性記憶装置２２と主記憶装置３０との間のデータ伝送を制御する。本発明は、主にメモリへのアクセスが速いという長所を利用して、メモリをコンピュータのオペレーティングシステムの起動装置にすることにより、ハードディスクドライブのアクセス速度が遅いという欠点を解決して、高速起動を達成する。

本実施形態において、揮発性記憶装置２２をコンピュータ起動情報の保存に使用するが、これは揮発性記憶装置２２により提供されるデータアクセス速度が不揮発性記憶装置よりも速いためである。揮発性記憶装置２２に保存するコンピュータ起動情報は、オペレーティングシステム（例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ＯＳ／２（登録商標）またはＬｉｎｕｘ（登録商標））の複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルであるか、或いはそのコンピュータ起動情報は起動イメ−ジファイルでもよい。起動イメ−ジファイルは主にコンピュータのスタンバイ状態の時に、主記憶装置３０内で実行されるプログラム、データまたは関連情報の分布アドレスまたは状況により変換して形成され、コンピュータが起動されるときに、コンピュータ起動前の主記憶装置３０の状態を主記憶装置へ直接保存して、起動情報を実行する時間を省略して、より速い起動を提供することができる。本実施形態において、揮発性記憶装置２２はダイナミックＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory：ＤＲＡＭ）であることが好ましい。

高速起動の要求に合致させるために、中央処理装置１１は伝送インターフェイス２０を通して揮発性記憶装置２２にデータアクセスし、この伝送インターフェイス２０は高速伝達効果を提供し、伝送インターフェイス２０はＳＡＴＡ（Serial ATA）インターフェイスまたはＰＣＩ−Ｅ（PCI-Express）インターフェイスであることが好ましく、インターフェイス変換器２１を通して揮発性記憶装置２２と伝送インターフェイス２０との間に伝達信号のフォーマット変換を提供することにより、中央処理装置１１が揮発性記憶装置２２に保存したデータを高速に読込み或いは書込みのアクセスができるようにする。

また、揮発性記憶装置２２がコンピュータの電源をオフしたときの影響を受けて、揮発性記憶装置２２に保存したデータが消失してしまわないように、本実施形態では、コンピュータの電源がオフ状態のときにも電源２３を揮発性記憶装置２２へ供給して、十分な電源供給により揮発性記憶装置２２に保存したデータが完全に保持されるようにする。本実施形態で使用する電源２３は、電源供給器（図示せず）を通して提供される５Ｖｓｂスタンバイ（Stand By）電源により得てもよい。

主記憶装置３０を使用して、中央処理装置１１に実行したいプログラムまたはデータにアクセスさせるため、コンピュータを起動させると、主にコンピュータの起動情報を保存することができる。現在、コンピュータの主記憶装置３０は、ＤＲＡＭモジュール、ＤＤＲＡＭモジュールまたはＲＡＭＢＵＳ（例えばＲａｍｂｕｓ（登録商標））モジュールを含んでいることが好ましい。

現在、コンピュータを起動するときは、基本入出力システム３１により指定された起動装置により起動し、指定された起動装置は一般にアクセス速度が遅いフロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブまたはネットワークインターフェイスカードなどの装置であり、本実施形態では特に揮発性記憶装置２２を基本入出力システムが指定する起動装置に設定するため、コンピュータを起動するとき、中央処理装置１１は揮発性記憶装置２２が保存するコンピュータ起動情報を読取って主記憶装置３０中に保存してから、コンピュータ起動情報を読取って実行して、コンピュータの起動を完了させる。そのため、メモリ高速アクセスの特性によりコンピュータ全体の起動速度が向上する。

また、本実施形態は、揮発性記憶装置２２およびインターフェイス変換器２１をインターフェイスカードタイプに設計して、コンピュータのＰＣＩ−Ｅインターフェイスバス上に挿入してもよいし、コンピュータマザーボード上に内蔵されるように設計して、ＳＡＴＡインターフェイスを使用して接続してもよい。

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態によるシステム構造を示すブロック図である。第２実施形態は、第１実施形態と異なりＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Disks）の伝送技術を使用して、一つのデータを複数の部分に分けて同時に伝送することにより、データのアクセス速度を向上させる。図２に示すように、複数の伝送インターフェイス２０を使用して、ＲＡＩＤ制御器２４により伝送インターフェイス２０の伝送を制御し、インターフェイス変換器２１は揮発性記憶装置２２とＲＡＩＤ制御器２４との間の伝送信号にフォーマット変換を提供し、第２実施形態において実行される起動速度は、第１実施形態よりも速い。

図３は、本発明の好適な一実施形態の起動操作を示す流れ図である。流れ図に示すように、先ず揮発性記憶装置２２を準備して、その中にコンピュータ起動情報を保存する（Ｓ３０１）。続いて、揮発性記憶装置２２を基本入出力システム３１が指定する起動装置に設定する（Ｓ３０３）。そのため、コンピュータを起動したときに、中央処理装置１１は揮発性記憶装置２２中のコンピュータ起動情報を読取ることができる（Ｓ３０５）。そして、コンピュータ起動情報を主記憶装置中に保存し（Ｓ３０７）、最後に中央処理装置１１が主記憶装置３０中のコンピュータ起動情報を読取って実行して（Ｓ３０９）、コンピュータの起動作業ステップを完了する。

本発明のコンピュータ起動情報は、固定された複数の起動ファイルでもよいが、一般のコンピュータ起動情報はコンピュータ内部にインストールしたり使用したりするソフトウェアの状態により変化することができる。例えば、新しいソフトウェアをインストールしたり新しいハードウェアを取付けたりしたときや、例えばスクリーン壁紙など、オペレーティングシステムの設定を変更したときに、コンピュータの起動情報は実行ファイルやリンクファイルを変化させる。

本実施形態において、コンピュータの電源をオフする前、図４に示す電源オフの流れ図のように、先ずコンピュータ中のオペレーティングシステムの起動に必要な複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルなどといったコンピュータ起動情報を揮発性記憶装置へ保存または更新してから（Ｓ４０１）、コンピュータの電源をオフする。そして、次回にコンピュータを起動したときに、変更した後のコンピュータ起動情報を読取って実行して、コンピュータの高速起動を行うことができる。

当然、本発明はコンピュータの電源をオフする前に、図５に示す電源をオフするもう一つの流れ図のように、主記憶装置３０中に保存されたプログラム、データまたは関連するオペレーティングシステムの関連情報を起動イメ−ジファイルへ変換して（Ｓ５０１）コンピュータ起動情報にしてから、起動イメ−ジファイルを揮発性記憶装置２２へ保存して（Ｓ５０３）コンピュータの電源をオフすることができる。そして、次回にコンピュータが起動されたときに、直接に起動イメ−ジファイル内のコンピュータ起動情報を復元して主記憶装置３０中へ保存することにより、コンピュータ起動情報の実行を省略して、コンピュータの高速起動を達成する。

本発明は上で開示した技術により、従来技術と異なる設計を提供して全体の使用価値を高めることができるが、それは出願前に刊行物または公開使用されておらず、特許の要件を確実に満たしているため、法に依りここに特許出願を提出するものである。

上に示された図面および説明は本発明の好適な実施形態を単に示しただけであり、当該技術を熟知するものなら上述の説明によりその他の改良を行うことができるが、これらの改変も本発明の精神および特許請求の範囲内に含まれるべきである。

本発明の第１実施形態によるシステム構成を示すブロック図である。本発明の第２実施形態によるシステム構成を示すブロック図である。本発明の好適な一実施形態による起動操作を示す流れ図である。本実施形態によるコンピュータの電源オフ操作を示す流れ図である。本実施形態によるコンピュータの電源オフ操作を示すもう一つの流れ図である。

符号の説明

１０コンピュータのマザーボード、１１中央処理装置、２０伝送インターフェイス、２１インターフェイス変換器、２２揮発性記憶装置、２３電源、２４ＲＡＩＤ制御器、３０主記憶装置、３１基本入出力システム

Claims

コンピュータに適用するコンピュータの高速起動システムであって、
伝送インターフェイスと、
コンピュータ起動情報を保存する揮発性記憶装置と、
前記揮発性記憶装置に電力を供給する電源と、
前記伝送インターフェイスと前記揮発性記憶装置との間の伝送信号のフォーマットを変換するインターフェイス変換器と、
主記憶装置と、
前記コンピュータを制御して起動するときに、前記伝送インターフェイスおよび前記インターフェイス変換器により前記揮発性記憶装置に保存した前記コンピュータ起動情報を読取って、前記主記憶装置に保存して前記コンピュータの起動使用に提供する中央処理装置とを備えることを特徴とするコンピュータの高速起動システム。
前記伝送インターフェイスは、ＳＡＴＡインターフェイスまたはＰＣＩ−Ｅインターフェイスであることを特徴とする請求項１記載のコンピュータの高速起動システム。
前記揮発性記憶装置が使用するメモリは、ダイナミックＲＡＭであることを特徴とする請求項１記載のコンピュータの高速起動システム。
前記コンピュータ起動情報は、オペレーティングシステムの複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルであることを特徴とする請求項１記載のコンピュータの高速起動システム。
前記コンピュータ起動情報は、起動イメージファイルであることを特徴とする請求項１記載のコンピュータの高速起動システム。
前記起動イメ−ジファイルは、前記コンピュータのスタンバイ状態の時に、前記主記憶装置内に保存されている前記コンピュータ起動情報から変換されて形成されることを特徴とする請求項５記載のコンピュータの高速起動システム。
前記揮発性記憶装置をコンピュータ起動時の起動装置に指定する基本入出力システムを備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータの高速起動システム。
コンピュータに適用するコンピュータの高速起動システムであって、
複数の伝送インターフェイスと、
前記伝送インターフェイスの信号伝送を制御するＲＡＩＤ制御器と、
コンピュータ起動情報を保存する揮発性記憶装置と、
前記揮発性記憶装置の電力を供給する電源と、
前記揮発性記憶装置と前記ＲＡＩＤ制御器との間の伝送信号のフォーマットを変換するインターフェイス変換器と、
主記憶装置と、
前記コンピュータを制御して起動するときに、前記伝送インターフェイス、前記ＲＡＩＤ制御器および前記インターフェイス変換器により前記揮発性記憶装置に保存した前記コンピュータ起動情報を読取って、前記主記憶装置に保存して前記コンピュータの起動使用に提供する中央処理装置とを備えることを特徴とするコンピュータの高速起動システム。
前記伝送インターフェイスは、ＳＡＴＡインターフェイスまたはＰＣＩ−Ｅインターフェイスであることを特徴とする請求項８記載のコンピュータの高速起動システム。
前記揮発性記憶装置に使用するメモリは、ダイナミックＲＡＭであることを特徴とする請求項８記載のコンピュータの高速起動システム。
前記コンピュータ起動情報は、オペレーティングシステムの複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルであることを特徴とする請求項８記載のコンピュータの高速起動システム。
前記コンピュータ起動情報は、起動イメージファイルであることを特徴とする請求項８記載のコンピュータの高速起動システム。
前記起動イメ−ジファイルは、前記コンピュータのスタンバイ状態の時に、前記主記憶装置内に保存されている前記コンピュータ起動情報から変換されて形成されることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータの高速起動システム。
前記揮発性記憶装置を前記コンピュータ起動時の起動装置に指定する基本入出力システムを備えることを特徴とする請求項８記載のコンピュータの高速起動システム。
揮発性記憶装置を準備し、電源を供給してコンピュータ起動情報を保存するステップと、
インターフェイス変換器を準備して前記揮発性記憶装置と伝送インターフェイスとの間の伝送信号のフォーマットを変換するステップと、
コンピュータを起動するときに、前記伝送インターフェイスおよび前記インターフェイス変換器により前記揮発性記憶装置に保存した前記コンピュータ起動情報を読取って、主記憶装置に保存するステップと、
前記コンピュータが起動するように、前記主記憶装置が保存する前記コンピュータ起動情報を読取って実行するステップとを含むことを特徴とするコンピュータの高速起動方法。
前記揮発性記憶装置を準備するステップにおいて、前記コンピュータ起動情報がオペレーティングシステムの複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルであることを特徴とする請求項１５記載のコンピュータの高速起動方法。
前記揮発性記憶装置を準備するステップにおいて、前記コンピュータ起動情報は起動イメージファイルであることを特徴とする請求項１５記載のコンピュータの高速起動方法。
前記起動イメ−ジファイルは、スタンバイ状態の時に、前記主記憶装置内に保存されている前記コンピュータ起動情報から変換されて形成されることを特徴とする請求項１７記載のコンピュータの高速起動方法。
前記揮発性記憶装置をコンピュータの基本入出力システムが指定する起動装置に設定するステップを含むことを特徴とする請求項１５記載のコンピュータの高速起動方法。
コンピュータの電源をオフするときに、前記主記憶装置に保存した前記コンピュータ起動情報を起動イメージファイルに変換するステップと、
前記起動イメージファイルを前記揮発性記憶装置に保存するステップとを含むことを特徴とする請求項１５記載のコンピュータの高速起動方法。
コンピュータの電源をオフするときに、コンピュータオペレーティングシステムの起動に必要な複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルを前記揮発性記憶装置に保存するステップを含むことを特徴とする請求項１５記載のコンピュータの高速起動方法。
揮発性記憶装置を準備し、電源を供給してコンピュータ起動情報を保存するステップと、
インターフェイス変換器を準備して前記揮発性記憶装置とＲＡＩＤ制御器との間の伝送信号のフォーマットを変換し、前記ＲＡＩＤ制御器は複数の伝送インターフェイスの伝送を制御するステップと、
コンピュータを起動するときに、前記伝送インターフェイス、前記ＲＡＩＤ制御器および前記インターフェイス変換器により前記揮発性記憶装置に保存した前記コンピュータ起動情報を読取って、主記憶装置に保存するステップと、
前記主記憶装置が保存する前記コンピュータ起動情報を読取って実行して、前記コンピュータの起動を行うステップとを含むことを特徴とするコンピュータの高速起動方法。
前記揮発性記憶装置を準備するステップにおいて、前記コンピュータ起動情報はオペレーティングシステムの複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルであることを特徴とする請求項２２記載のコンピュータの高速起動方法。
前記揮発性記憶装置を準備するステップにおいて、前記コンピュータ起動情報は起動イメージファイルであることを特徴とする請求項２２記載のコンピュータの高速起動方法。
前記起動イメージファイルは、前記コンピュータスタンバイ状態の時に、前記主記憶装置内に保存されている前記コンピュータ起動情報から変換されて形成されることを特徴とする請求項２４記載のコンピュータの高速起動方法。
前記揮発性記憶装置をコンピュータの基本入出力システムが指定する起動装置に設定するステップを含むことを特徴とする請求項２２記載のコンピュータの高速起動方法。
コンピュータの電源をオフするときに、前記主記憶装置に保存した前記コンピュータ起動情報を起動イメージファイルに変換するステップと、
前記起動イメージファイルを前記揮発性記憶装置に保存するステップとを含むことを特徴とする請求項２２記載のコンピュータの高速起動方法。
コンピュータの電源をオフするときに、コンピュータオペレーティングシステムの起動に必要な複数の起動ファイル、複数の登録ファイル、複数の実行ファイルまたは複数のリンクファイルを前記揮発性記憶装置に保存するステップを含むことを特徴とする請求項２２記載のコンピュータの高速起動方法。