JP2024058152A - 情報処理装置および情報処理装置の制御方法 - Google Patents

情報処理装置および情報処理装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

Figure 2024058152000001
【課題】 USBデバイスを起動処理に用いるか否かに関わらず必ず初期化処理が行われてしまう。それによって、USBデバイスを起動処理に用いないにもかかわらず、起動時間が延びてしまうおそれがあった。
【解決手段】 内部に不揮発性の第1記憶装置を接続可能であり、外部から第2記憶装置を接続可能な情報処理装置であって、起動プログラムを実行する制御手段を有し、制御手段は、第2記憶装置が接続され且つ第2記憶装置に記憶された起動プログラムを実行する場合には、第2記憶装置の初期化処理を実行した後で、第2記憶装置に記憶された起動プログラムを実行し、第2記憶装置と第1記憶装置が接続され且つ第1記憶装置に記憶された起動プログラムを実行する場合には、第2記憶装置の初期化処理を実行しないで、第1記憶装置に記憶された起動プログラムを実行することを特徴とする。
【選択図】 図5

Description

本発明は、情報処理装置および情報処理装置の制御方法に関する。
画像形成装置は、本体に内蔵されたストレージに保存されたプログラムを実行することで起動する。一方、USBメモリなどの外付けストレージに保存されたプログラムを選択して起動する構成も知られている。例えば、特許文献1は、外部ストレージが接続済みかつ入力部からの指示があった場合にのみ、外部ストレージのプログラムを読み出して起動する。
特開2009―70036号公報
外付けストレージは、外付けストレージ用のインターフェースを初期化することでUSBインターフェースによって接続を確認される。USBインターフェースが接続を確認すると、外付けストレージからプログラムを読み出すことが出来るようになる。
USBメモリの場合は、USBインターフェースの初期化を行う必要があるが、この処理は一般的に時間がかかることが知られている。
例えば特許文献1の構成では、外部ストレージが接続しているか否かを確認する際に、USBが接続される場合には、USBデバイスを起動処理に用いるか否かに関わらず必ず初期化処理が行われてしまう。それによって、USBデバイスを起動処理に用いないにもかかわらず、起動時間が延びてしまうおそれがあった。
本発明は、内部に不揮発性の第1記憶装置を接続可能であり、外部から第2記憶装置を接続可能な情報処理装置であって、起動プログラムを実行する制御手段を有し、前記制御手段は、前記第2記憶装置が接続され且つ前記第2記憶装置に記憶された起動プログラムを実行する場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行した後で、前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行し、前記第2記憶装置と前記第1記憶装置が接続され且つ前記第1記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行する場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行しないで、前記第1記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行することを特徴とする。
本発明によれば、USBデバイスを起動処理に用いない場合には、USBデバイスが接続されていても起動時間を短くすることが可能である。
画像形成装置のハード構成を示すブロック図 起動対象デバイスと各々が内蔵デバイスか否かを示す表 起動処理の概要を示すフローチャート BIOSの起動処理を示すフローチャート 起動対象デバイスを選択する処理のフローチャート Kernelの起動処理を示すフローチャート 起動デバイスに保存されたソフトウェアの構成を示すブロック図 Firmwareの起動処理におけるHDDへのソフトウェアの記憶処理を示すフローチャート
添付図面を参照して本発明の各実施例を詳しく説明する。なお、以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また各実施例で説明されている特徴の組み合わせのすべてが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。本実施形態では、情報処理装置の一例として画像形成装置を用いて説明するがこれに限らない。
(実施例1)
図1は、画像形成装置1のハード構成図である。本図を用いて、画像形成装置1の構成を説明する。中央演算処理装置(以下CPU)101は、画像形成装置1を稼働させるためのソフトウェアを動作させる。システムバス102は、CPU101が、他のユニットにアクセスするため、および、他のユニット同士をアクセスする通路となる。Hard Disk Drive(以下HDD、ハードディスクドライブ)103は、画像形成装置1のソフトウェア及び、画像形成装置1が動作するために必要な各種プログラム、データベース、一時保存ファイルが格納される。HDD103は、画像形成装置1の内部に接続可能である。たお、例えば、HDDの交換タイミングなどで、接続が解除される。
Random Access Memory(以下RAM)104は、画像形成装置1のプログラムが展開され、プログラム動作時の変数や、各ユニットからDynamic Memory Access(以下DMA)で転送されるデータの格納領域となる。
ネットワークコントローラ105とネットワークコントローラI/F106は画像形成装置1とネットワーク上の他の機器と通信を行う。USBホストコントローラ(外部IF)107とUSBホストI/F108は、本画像形成装置1とUSBデバイスとの通信を制御する。このUSBホストI/F108はUSBケーブルを使用してUSBデバイスと接続される。USBデバイスの形態によっては、USBケーブルは使用せず直接接続される形態となる。ディスプレイ111は、画像形成装置1の動作状況をユーザー等が確認できるように表示する。ディスプレイコントローラ110は、ディスプレイに表示制御を行う。
入力部113は、本画像形成装置1へのユーザーからの指示を受け付ける。入力部コントローラ112は、入力部113を制御する。入力部113は具体的にはキーボードやマウス、テンキー、カーソルキー、タッチパネルや、操作部キーボードといった入力システムである。入力部113がタッチパネルである場合は、物理的にはディスプレイ111の表面に装着された実装形態になる。
リアルタイムクロック(以下RTC)114は、本画像形成装置1の時計機能、アラーム機能、タイマ機能等を持った。不揮発メモリ115は、書き換え可能な不揮発性のメモリである。CPLD109は、CPU101を介して、基盤回路上の信号線のLow/High状況を読み取る、または、CPU101がLow/High状況の設定を変更可能にする。CPLD109はプログラマブルなロジックデバイスであり、画像形成装置1上で電力関係のOFF/ONを制御可能にしているユニットである。
CPLD109の内部には、General Purpose Input Output(以下GPIO)が存在する。CPU101は、そのGPIOレジスタの設定値を変更することで、電力関係のOFF/ONを可能としている。画像形成装置1には、システムバス102とスキャナI/F116を介してスキャナ117が接続される。また、画像形成装置1には、システムバス102とプリンタI/F118を介してプリンタ119が接続される。
サブCPU122とサブROM123およびサブRAM124を備えたEC(EmbeddedController)121は、不揮発メモリ115内のBIOSプログラムの正当性を検証する。EC121は通電がなされた時点で、サブCPU122はサブROM123内のプログラムを実行し、それによってサブCPU122は不揮発メモリ115上のECFWを読み出してRAM124に展開する。サブCPU122はRAM124上に展開されたプログラムを使用して、不揮発メモリ115の改ざん有無を検証する。
EC121はバックアップ用途の不揮発メモリ120とも接続されており、不揮発メモリ115が不正な状態であると判断した場合、EC121は不揮発メモリ120の内容記憶済みの不揮発メモリ115に上書きコピーする。また不揮発メモリ115および不揮発メモリ120は設定情報125を含む。設定情報125には改ざん検知で使用するための鍵情報の他、改ざん検知を行うか否かの設定値等が保存されている。
また、設定情報125には、後述するUSBホストコントローラ107の初期化を行うか否かの判断のためのフラグ情報も含まれる。
なお、図1では、ストレージとして不揮発性の磁気記憶装置であるHDDを用いる構成を示したが、SSDやeММCなどの不揮発性の半導体記憶装置であってもよい。
図7(a)はUSBメモリ127に含まれる起動プログラムを図示したものである。USBメモリ127内にはLoader701およびKernel702およびファームウェア703が含まれている。
Loader701は、Kernel702の改ざんの判定と起動処理を行う他、Kernelに指定する各種設定値を与える処理を行う。
Kernel702は各種デバイスドライバを含み、このデバイスドライバによって、各種ハードウェアを使用可能な状態にする。そしてKernel702は、後述するFirmware703が動作可能なようにCPU101やRAM104のリソースを分配、管理する。
Firmware703は複数のソフトウェアで構成され、画像形成装置特有の機能を実現するソフトウェアである。例えばユーザーからの印刷データを保持および管理するストレージファームウェアや、PDLデータの解析やそれをプリンタ119にて印刷させるための変換処理を行うPDLファームウェアがある。また、スキャナ117から読みだされた光学データをファイル化するスキャナファームウェアなどもある。また、ファイルの読み書きやパーティション設定を行うためにストレージ制御のドライバに指示を出すファームウェアもある。本図ではそれぞれ4つのFirmwareを例として示すが、その他の数であっても良いし、その他の機能を備えたファームウェアがあってもよい。
なお、後述のHDD103を起動デバイスとして用いる場合、各プログラムはHDD103に格納され、図7(a)と同様の構成となる。
また、図7(b)に示すように不揮発メモリ115は、BIOS704を含む。BIOS704は、不図示のブートプログラム実行後にCPU101で実行されるプログラムであり、起動に関わる処理を行うほかにLoader701の改ざん検知を行う機能を有する。
図2は、起動プログラムを走査する対象となるデバイスの一覧を記載した表である。表は二つの列からなる。最初の列201はindexであり、各デバイスに対して一意の番号を割り振る目的のものである。
ここでは、index「0」には、ネットワークコントローラI/Fが対応し、index「1」には、USBメモリ127が対応し、index「2」には、HDD103が対応する。
USBメモリ127は、例えばHDD103を交換し、HDD103に起動プログラムが記憶されていないとき等に用いる。USBメモリ127は、USBホストI/F108に接続された他のUSBデバイス(例えばUSB-HDDやUSB-SSD)でもよい。
ネットワークコントローラI/F106は、先に接続された他のPCやサーバ(不図示)から起動プログラムを取得する際に用いる。
HDD103は、画像形成装置1が通常状態である場合の起動時に起動プログラムを読み出すストレージとして用いる。なお、複数のHDDを備える機種であれば、他のindexにそのほかのHDDが記載されてもよい。
図3は画像形成装置の起動処理の概略を示すフローチャートである。
まず、電源スイッチがONされた場合、EC121はリセット解除され不揮発メモリ115に記録されたEC121用ソフトウェアを読み出して動作を開始する(S301)。EC121は不揮発メモリ115に記録されたBIOSの改ざん有無を判定し、問題が無い場合はCPU101をリセット解除し、BIOS処理を開始させる。続いてCPU101はBIOS処理を実行する(S302)。CPU101はHDD103もしくはUSBメモリ127に保存されているLoaderの改ざん有無判定の他、各ハードウェアの初期化処理を行う。Loaderの改ざん判定結果が問題無い場合、CPU101はHDD103もしくはUSBメモリ127からLoaderをRAM104に展開し、Loader処理を開始する(S303)。CPU101はHDD103もしくはUSBメモリ127に保存されたKernelおよびInitrdの改ざん判定を行い、問題無い場合はRAM104にKernelおよびInitrdをロードし、Kernelの処理を開始する(S304)。CPU101はHDD103もしくはUSBメモリ127に備わる各Firmwareの改ざん判定を行い、問題が無いFirmwareを順次起動する(S305)。
図4はBIOSの起動処理の概要を示すフローチャートである。本図は図3のS302の詳細である。
まずBIOSは、起動デバイスとして何を使うか(例えば、USBS127を使うか、HDD103を使うか、ネットワークコントローラI/F106を使うか)を判断および選択をする。選択されたデバイスのIndex201をRAM104に記録する処理を行う(S401)。
本処理の詳細は後述の図で詳細に説明する。続いてBIOSは先ほどS401で保存されたIndex201をRAM104より取得する(S402)。続いてBIOSは設定情報に基づいて改ざん検知処理を行うか否かを判断する。具体的にはBIOSは設定情報125領域に保存されている改ざん検知設定値を読み出し(S403)、その値を用いて改ざん検知設定が有効か否かを判断する(S404)。
S404の結果、改ざん検知設定が有効であると判断された場合(S404のYes)、BIOSは次に起動するLoaderを対象として改ざんの有無を判定する(S405)。
判定手段については明記しないが、例えば公開鍵による署名検証処理を行い、あらかじめ保存された正解値と比較することで改ざん有無を判定する。もちろん他の方法を使用して判定を行ってもよい。
S405の判定結果、改ざんがあると判断された場合(S406のYes)、BIOSはディスプレイ111にエラー画面を描画し、以降の起動処理を止める(S407)。
一方で、改ざんが無いと判断された場合(S406のNo)、もしくは改ざん検知設定が無効だった場合(S404のNo)は、S408に移動する。BIOSは次の起動プログラムであるLoaderを起動デバイスから読み出し、RAM104にロードした上でCPU101がその内容を実行する(S408)。
図5は、本発明の特徴となる、USBホストコントローラ107の初期化をフラグによって行うか否か判断し、起動デバイスを選択する処理のフローチャートである。また、図4のS401の詳細を記載したものである。
USBホストコントローラ107の初期化処理(S502)は、数百ミリ秒ほどかかり起動時間が延びるため、この処理を限定された条件においてのみ行うことで起動時間影響を減らしつつUSBメモリ127からの起動を可能にする狙いである。本図においてはUSBホストコントローラ107についての例を記載しているが、同様の事情がある他のI/Fについて適用してもよい。
まず、BIOSは設定情報125に記録されている初期化フラグの有無を確認する(S501)。フラグがある場合(S501のYes)、BIOSはUSBホストコントローラ107に対する初期化処理を行い、USBホストI/F108に接続されたUSBデバイスを認識可能とする(S502)。
続いてBIOSはRAM104上にindex=0として変数を保存する(S503)。続いて、図2にある表からBIOSはindexが差すデバイス202にアクセスしそこに含まれるデータを読む。(S504)。
例えば、indexが0の場合は、デバイス202としてネットワークコントローラI/F106が導出されるため、予め設定された外部サーバに問合わせを行い、そのサーバから起動プログラムを取得する。indexが1の場合は、デバイス202としてUSBメモリ127が導出されるため、USBメモリ127の内容を読みだす。indexが2の場合は、デバイス202としてHDD103が導出されるため、HDD103の内容を読みだそうとする。
続いてBIOSはS502で読みだしたデバイス上に起動プログラムが存在するか否かを確認する(S505)。
確認方法としては、例えば、あらかじめ定められたファイルシステム上の特定のファイルパスに実行可能なファイル形式のファイルがあるかどうかを確認すればよい。ネットワークコントローラI/F106の場合は、所望のサーバと通信を行い、その結果ファイルを取得できたかどうかを確認すればよい。更には、その他の方法であってもよく、例えば予め定められたセクタ上にファイルが存在するか否かを確認してもよい。なお、デバイス202としてUSBS127を導出した場合であって且つS502による初期化処理が行われていない場合は、USBメモリ127の読み出しを行えない(起動プログラムが存在しないように見える)。
S505において、起動プログラムが存在しなかった場合(S505のNo)、BIOSはindexの値を1加算する(S506)。続いて図2の表を参照し、indexが差すデバイス202が存在するかどうかを確認する(S507)。
indexの値が図2の表の範囲外であり、デバイス202が存在しないと判断した場合(S507のNo)、続いて設定情報125に記録されている初期化フラグの有無を再度確認する(S508)。初期化フラグが無い場合(S508のNo)、設定情報125に初期化フラグを書き込み(S509)、続いてシステム全体の再起動を行う(S510)。これによって、次回起動時はS502によるUSB初期化処理が実施され、USBホストI/F108に接続されたUSBメモリ127の検知や内部のデータの確認が可能となる。
一方で初期化フラグがある場合(S508のYes)、設定情報125から初期化フラグを消去する(S511)。これはフラグが残り続け、indexの番号に関わらず常にUSBホストコントローラ107の初期化を行わないようにするための保護処理である。
続いてBIOSはディスプレイ111にエラー画面を描画し、以降の起動処理を止める。(S512)。一方でindexが差すデバイス202が存在する場合(S507のYes)、再度S502の処理を行う。
S505において起動プログラムが存在すると判定された場合(S505のYes)、BIOSはindex番目のデバイスを起動デバイスとして選択(S513)する。続いてBIOSは、RAM104にindexの値を保存しておき、後段の処理で参照可能としておく(S514)。
これにより、選択結果を参照することによって、起動デバイス選択処理を複数回実行する必要がなくなる。最後に設定情報125から初期化フラグを消去する(S515)。これもS511と同様にindexの番号に関わらずフラグが残り続け常にUSBホストコントローラ107の初期化を行わないようにするための保護処理である。
なお、例えば、HDD103が接続されていない又はHDD103に起動プログラムが記憶されていない状態でUSB127が接続されている場合には、USB127を初期化した後で、USB127の起動プログラムを実行することになる。また、HDD103とUSBS127が接続されている状態で、HDD103に起動プログラムが記憶されている場合には、USB127の初期化処理を実行しないで、HDD103の起動プログラムを実行することになる。
図6はKernelの起動処理の概要を示すフローチャートである。本図は図3のS304の詳細である。デバイスドライバによるハードウェア初期化や、ファイルを扱えるようにファイルシステムの準備、後段のファームウェア動作の準備を行う。
まずKernelは自身に組み込まれているデバイスドライバを順次ロードし、各々の初期化処理を実行することで、デバイスドライバに対応したハードウェアの初期化を行い、それらを利用可能とする(S601)。
続いてKernelはInitrdの実行を行う(S602)。Initrdは、S303にてLoaderにてRAM104にロードされており、HDD103などのストレージが使用可能になる前にRAM104上にファイルシステムを構築し、ストレージ無しでもファイルを扱えるようにするためのものである。
続いてKernelはストレージのマウント処理を行う(S603)。これにより、KernelはHDD103等のストレージ上のファイルシステムを解釈し、ストレージ内のファイルにアクセスできるようになる。続いてKernelはストレージ内のデバイスドライバファイルを順次ロードし、各々の初期化処理を実行することで、デバイスドライバに対応したハードウェアの初期化を行う(S604)。
例えばネットワークコントローラ105に対して、個別のバイナリファイルを別途ロードする必要があるなど、ファイルシステムが初期化に必要なハードウェアは、S601でなくこのタイミングでデバイスドライバのロードを行えばよい。最後にKernelはストレージ内のファームウェアを順次RAM104にロードし、実行を行う(S605)。
図8はFirmwareの起動処理におけるHDDへのソフトウェアの記憶処理の概要を示すフローチャートである。本図は図3のS305の詳細である。Firmwareによって、USBS127に記憶した起動プログラムをHDD103に記憶させる構成を示す。
まずFirmware(以下、FW)703は、画像形成装置1にHDD103が接続されているか否かを確認する(S801)。HDD103が接続されているか否かは、例えば、HDD103にコマンドを送信し、その返信があるかないかによって判断する。S801においてFW703は、HDD103が接続されていないと判断するとフローチャートを終了する。S801においてFW703は、HDD103が接続されていると判断するとS802に進む。
S802においてFW703は、起動に用いたプログラムの記憶元である起動デバイスがHDD103であるか否かを確認する。起動デバイスがHDD103である場合には、フローチャートを終了する。一方、起動デバイスがHDD103ではない場合、例えば、起動デバイスがUSBS127である場合には、S803に進む。
S803においてFW703は、HDD103に対して各種設定を行う。なぜなら、HDD103が起動デバイスでない理由が、HDD103の交換によるものである可能性が高いからである。よってHDD103の初期設定を行う。具体的には、パーティション設定やファイルシステムの設定である。なお、これらの設計は、設計者が任意に定義することができる。FW703は、各種設定を行うとS804に進む。
S804においてFW703は、USBS127に記憶されたLoader701およびKernel702およびファームウェア703をHDD103に記憶させる。具体的には、S803でパーティション設定したプログラム領域に記憶させる。
S805においてFW703は、HDD103に記憶させたプログラムが正しく書き込めたか否かを確認する。具体的には、チェックサム検証などを行う。なお、正しく書き込めなかった場合には、リトライしてもよいし、ユーザーにエラーを通知してもよいし、それらを組み合わせてもよい。
S806においてFW703は、画像形成装置1を再起動する。これによって、次の起動では、HDD103に記憶した起動プログラムを基に画像形成装置1を動作させることが可能となる。
本実施例の構成によれば、画像形成装置は、USBデバイスを起動処理に用いない場合に初期化処理を行わない。そのため画像形成装置は、USBデバイスが接続されていてもUSBデバイスを起動処理に用いない場合に起動時間を短くすることが可能である。
(その他の実施形態)
以上、本発明の様々な例と実施形態を示して説明したが、本発明の趣旨と範囲は、本明細書内の特定の説明に限定されるものではない。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
101 CPU
103 HDD
127 USB

Claims (14)

  1. 内部に不揮発性の第1記憶装置を接続可能であり、外部から第2記憶装置を接続可能な情報処理装置であって、
    起動プログラムを実行する制御手段を有し、
    前記制御手段は、
    前記第2記憶装置が接続され且つ前記第2記憶装置に記憶された起動プログラムを実行する場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行した後で、前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行し、
    前記第2記憶装置と前記第1記憶装置が接続され且つ前記第1記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行する場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行しないで、前記第1記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行する
    ことを特徴とする情報処理装置。
  2. 前記起動プログラムの読み出し先の情報を保持する保持手段を有し、
    前記制御手段は、前記情報に基づいて、前記第1記憶装置または前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記制御手段は、前記第2記憶装置と前記第1記憶装置が接続されており且つ前記第1記憶装置に前記起動プログラムが記憶されていない場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行した後で、前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行する。
    ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  4. 前記制御手段は、前記第2記憶装置が接続されず且つ前記第1記憶装置が接続されていない場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行した後で、前記第2記憶装置に記憶された起動プログラムを実行する。ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  5. 前記制御手段は、前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行し且つ前記第1記憶装置が接続されている場合、前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを前記第1記憶装置に記憶させることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  6. 前記制御手段は、すべての記憶装置に前記起動プログラムが記憶されていない場合、エラーを通知させることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  7. 前記起動プログラムは、少なくともLoaderを含むことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  8. 前記起動プログラムは、KernelとFirmwareを含むことを特徴とする請求項7に記載の情報処理装置。
  9. 前記第1記憶装置は、不揮発性のハードディスクドライブであることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  10. 前記第1記憶装置は。不揮発性の半導体記憶装置であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  11. 外部IFを有し、
    前記第2記憶装置は、USBメモリであり、
    前記外部IFを介して前記情報処理装置の外部から前記情報処理装置に接続されることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の情報処理装置。
  12. 内部に不揮発性の第1記憶装置を接続可能であり、外部から第2記憶装置を接続可能な情報処理装置の制御方法であって、
    前記第2記憶装置が接続され且つ前記第2記憶装置に記憶された起動プログラムを実行する場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行した後で、前記第2記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行し、
    前記第2記憶装置と前記第1記憶装置が接続され且つ前記第1記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行する場合には、前記第2記憶装置の初期化処理を実行しないで、前記第1記憶装置に記憶された前記起動プログラムを実行する
    ことを特徴とする情報処理装置の制御方法。
  13. 請求項12に記載の制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
  14. 請求項13に記載のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
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