JP4795378B2 - コンピュータおよびブート方法 - Google Patents
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Description
図1は、コンピュータ10の概略のハードウエア構成を示すブロック図である。CPU11は、コンピュータ10の中枢機能を担う演算処理装置で、OS、BIOS、デバイス・ドライバ、あるいはアプリケーション・プログラムなどを実行する。CPU11は、ノース・ブリッジ13およびノース・ブリッジ13にさまざまなバスを経由して接続された各デバイスを制御する。ノース・ブリッジ13は、メイン・メモリ15へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能や、CPU11と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能などを含む。
図2(A)は、マルチタスクOSがタスクを管理するときの状態を示す状態遷移図で、図2(B)は、実行可能キューにタスク制御ブロック(TCB)が登録されている状態を示す図である。なお、本明細書ではタスクという用語をプロセスおよびスレッドまたはそのいずれかを示すものとして使用する。ブートが開始されるとブート・ファイルをロードするためのタスクが生成される。
図3は、プリエンプティブなマルチタスキングのもとでブート時間が遅延する原因を説明する図である。図3(A)は、HDD19のディスク50にブート・ファイル51、53、55が異なるトラックに記録されている様子を示している。ブート・ファイル51、53、55をロードする際には、HDD19のヘッドが各トラックに移動してブート・ファイルを読み取る必要がある。1つのブート・ファイルは、通常は1つのトラックに連続して格納され、さらに必要に応じて隣接するトラックに格納されている。したがって、1つのブート・ファイルを連続して読み出すことができれば、無駄なシークは抑えられブート時間が遅延することはない。
図4は、ブートを実現する構成を説明するためのブロック図である。図4のブロック図では、Windows(登録商標)の関数を例示してブートに関連する主要なソフトウエアとハードウエアだけを示している。ただし、本発明はOSがWindowsの場合だけに限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内で他の周知のOSに適用することもできる。
図5は、ブート・ドライバ119の主要な構成を示す機能ブロック図である。I/O制御部151は、外部と内部の各要素とのインターフェース機能を果たす。先読みファイル選定部153は、ブート・システム・コード101またはそれに続いて読み出されたブート・ファイルからReadFile API関数が呼び出されたときに以下に説明する第1の方法ないし第3の方法に応じて複数の制御をすることができる。
つぎに図1ないし図5で説明したコンピュータ10において、ブート時間を短縮する第1の方法を説明する。図3(B)で説明したように、あるブート・ファイルの読み出しを実行する2つのタスクと、その間に挟まれている別のブート・ファイルを読み出すタスクが実行順に並んでいるときに、挟まれているブート・ファイルをブート・キャッシュ領域83に先読みしておけば、それらの一連のブート・ファイルの読み出しにおいてリソースの競合が発生しないために、ブート時間を短縮することができる。挟まれているブート・ファイルを検出して先読みするブート・ファイルを決定する方法を以下に説明する。
つぎに、ブート時間を短縮する第2の方法を説明する。第2の方法は、第1の方法に代えてまたは第1の方法に加えて実施することができる。第2の方法は、図7のブロック203を変更する。図3(B)に示したように、ブート・ファイルaの全体のサイズが大きい場合は、ブート・ファイルaをロードするためのタスクAが完了して消滅するまでの間に、実行待ちキュー40とCPU11との間でディスパッチとプリエンプトが複数回繰り返される。したがってブート・ファイルaがHDD19から読み出される限り、ディスパッチごとに後続のタスクとの間でHDD19に対するリソースの競合が発生する。
つぎに、ブート時間を短縮する第3の方法を説明する。第3の方法は、第1の方法および第2の方法またはそのいずれかに加えて実施することができる。図8は、ブート中の経過時間と単位時間あたりにロードされたブート・ファイルのサイズ(Mbps)の一例を示すグラフである。ライン301はブート・ファイルの単位時間ごとの平均読み出しサイズで、ライン303はライン301に対する所定期間ごとの短期移動平均で、ライン305はライン301に対する所定期間ごとの長期移動平均を示す。
83…ブート・キャッシュ領域
85…OSキャッシュ領域
Claims (17)
- マルチタスクのオペレーティング・システムを搭載するコンピュータにおいてハード・ディスク・ドライブからブートする方法であって、
前記コンピュータが、前記ハード・ディスク・ドライブからブート・ファイルをロードするために生成されて順番に実行される複数のタスクの名称と前記ブート・ファイルのサイズを今回のブート時に観測するステップと、
前記コンピュータが、前記観測した複数のタスクの中で同一名称のタスクがロードするブート・ファイルのサイズと実行順序が前記同一名称のタスクの間に存在する複数のタスクがそれぞれロードする複数のブート・ファイルの合計サイズを比較してサイズの大きい方の前記ブート・ファイルまたは前記複数のブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択するステップと、
前記コンピュータが、ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルするステップと、
前記コンピュータが、フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードするステップと
を有するブート方法。 - 前記選択するステップが、前記観測した複数のタスクの中に同一名称のタスクが所定数以上ある場合に実行される請求項1に記載のブート方法。
- 前記フィルするステップが、前記同一名称のタスクがロードするブート・ファイルの全体または前記同一名称のタスクの間に存在する複数のタスクがそれぞれロードする複数のブート・ファイルの全体をフィルするステップを含む請求項1または請求項2に記載のブート方法。
- マルチタスクのオペレーティング・システムを搭載するコンピュータにおいてハード・ディスク・ドライブからブートする方法であって、
前記コンピュータが、順番に実行される複数のタスクが前記ハード・ディスク・ドライブからそれぞれロードする複数のブート・ファイルのサイズを今回のブート時に観測するステップと、
前記コンピュータが、前記観測した複数のブート・ファイルの中でサイズが所定値以上のブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択するステップと、
前記コンピュータが、ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルするステップと、
前記コンピュータが、フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードするステップと
を有するブート方法。 - マルチタスクのオペレーティング・システムを搭載するコンピュータにおいてハード・ディスク・ドライブからブートする方法であって、
前記コンピュータが、前記ハード・ディスク・ドライブから複数のブート・ファイルをロードするために順番に実行される複数のタスクを今回のブート時に観測するステップと、
前記コンピュータが、前記ハード・ディスク・ドライブからブート・ファイルをロードするために生成されて順番に実行される複数のタスクから1つおきの順番に選択したタスクが読み出すブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択するステップと、
前記コンピュータが、ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルするステップと、
前記コンピュータが、フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードするステップと
を有するブート方法。 - 前記選択するステップを、ブート中の一定の時間ごとに実行する請求項1から請求項5のいずれかに記載のブート方法。
- 前記コンピュータが、前記ハード・ディスク・ドライブから単位時間当たりにロードされるブート・ファイルのサイズに関する短期移動平均と長期移動平均を計算するステップと、
前記コンピュータが、前記短期移動平均が前記長期移動平均よりも下回ったタイミングに基づいてそれ以降に読み出すブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択するステップと
を有する請求項1から請求項6のいずれかに記載のブート方法。 - 前記短期移動平均が前記長期移動平均を上回ったことに応答して前記ブート・ファイルの前記ブート・キャッシュに対するフィルを停止する請求項7に記載のブート方法。
- マルチタスクのオペレーティング・システムが搭載され複数のブート・ファイルを格納するハード・ディスク・ドライブからブートするコンピュータであって、
プロセッサと、
前記プロセッサが実行するデータを記憶するメイン・メモリと、
ブート・キャッシュと、
ブート・ドライバを格納する不揮発性メモリとを有し、
前記ブート・ドライバは前記オペレーティング・システムと協働して前記コンピュータに、
前記ハード・ディスク・ドライブからブート・ファイルをロードするために生成されて順番に実行される複数のタスクの名称と前記ブート・ファイルのサイズを今回のブート時に観測する機能と、
前記観測した複数のタスクの中で同一名称のタスクがロードするブート・ファイルのサイズと実行順序が前記同一名称のタスクの間に存在する複数のタスクがそれぞれロードする複数のブート・ファイルの合計サイズを比較してサイズの大きい方の前記ブート・ファイルまたは前記複数のブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と、
ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルを前記ブート・キャッシュにフィルする機能と、
フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・キャッシュからロードする機能と
を実現させるコンピュータ。 - マルチタスクのオペレーティング・システムが搭載され複数のブート・ファイルを格納するハード・ディスク・ドライブからブートするコンピュータであって、
プロセッサと、
前記プロセッサが実行するデータを記憶するメイン・メモリと、
ブート・キャッシュと、
ブート・ドライバを格納する不揮発性メモリとを有し、
前記ブート・ドライバは前記オペレーティング・システムと協働して前記コンピュータに、
順番に実行される複数のタスクが前記ハード・ディスク・ドライブからそれぞれロードする複数のブート・ファイルのサイズを今回のブート時に観測する機能と、
前記観測した複数のブート・ファイルの中でサイズが所定値以上のブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と、
ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをキャッシュにフィルする機能と、
フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードする機能と
を実現させるコンピュータ。 - マルチタスクのオペレーティング・システムが搭載され複数のブート・ファイルを格納するハード・ディスク・ドライブからブートするコンピュータであって、
プロセッサと、
前記プロセッサが実行するデータを記憶するメイン・メモリと、
ブート・キャッシュと、
ブート・ドライバを格納する不揮発性メモリとを有し、
前記ブート・ドライバは前記オペレーティング・システムと協働して前記コンピュータに、
前記ハード・ディスク・ドライブから複数のブート・ファイルをロードするために順番に実行される複数のタスクを観測する機能と、
前記ハード・ディスク・ドライブからブート・ファイルをロードするために生成されて順番に実行される複数のタスクから1つおきの順番に選択したタスクが読み出すブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と、
ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルする機能と、
フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードする機能と
を実現させるコンピュータ。 - 前記ブート・ドライバは前記オペレーティング・システムと協働して前記コンピュータに、
前記ハード・ディスク・ドライブから単位時間当たりにロードされるブート・ファイルのサイズに関する短期移動平均と長期移動平均を計算する機能と、
前記短期移動平均が前記長期移動平均よりも下回ったタイミングに基づいてそれ以降に読み出すブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と
を実現させる請求項9から請求項11のいずれかに記載のコンピュータ。 - 前記ブート・キャッシュが前記メイン・メモリの一部にブート・キャッシュ領域として構成されており、前記ブート・ドライバはブートを完了した後に前記ブート・キャッシュ領域を開放する請求項9から請求項12のいずれかに記載のコンピュータ。
- 複数のブート・ファイルを格納するハード・ディスク・ドライブからブートするコンピュータに、マルチタスクのオペレーティング・システムと協働して、
前記ハード・ディスク・ドライブからブート・ファイルをロードするために生成されて順番に実行される複数のタスクの名称と前記ブート・ファイルのサイズを今回のブート時に観測する機能と、
前記観測した複数のタスクの中で同一名称のタスクがロードするブート・ファイルのサイズと実行順序が前記同一名称のタスクの間に存在する複数のタスクがそれぞれロードする複数のブート・ファイルの合計サイズを比較してサイズの大きい方の前記ブート・ファイルまたは前記複数のブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と、
ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルする機能と、
フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードする機能と
を実現させるコンピュータ・プログラム。 - 複数のブート・ファイルを格納するハード・ディスク・ドライブからブートするコンピュータに、マルチタスクのオペレーティング・システムと協働して、
順番に実行される複数のタスクが前記ハード・ディスク・ドライブからそれぞれロードする複数のブート・ファイルのサイズを今回のブート時に観測する機能と、
前記観測した複数のブート・ファイルの中でサイズが所定値以上のブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と、
ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルする機能と、
フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードする機能と
を実現させるコンピュータ・プログラム。 - 複数のブート・ファイルを格納するハード・ディスク・ドライブからブートするコンピュータに、マルチタスクのオペレーティング・システムと協働して、
前記ハード・ディスク・ドライブから複数のブート・ファイルをロードするために順番に実行される複数のタスクを今回のブート時に観測する機能と、
前記ハード・ディスク・ドライブからブート・ファイルをロードするために生成されて順番に実行される複数のタスクから1つおきの順番に選択したタスクが読み出すブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と、
ブートするために生成したタスクから独立した、前記ブート・ファイルをロードするために生成したタスクよりも優先度の高いシステム・タスクを生成して前記選択した先読みブート・ファイルをブート・キャッシュにフィルする機能と、
フィルしたあとに読み出されるブート・ファイルが前記ブート・キャッシュにフィルされている場合に前記ブート・ファイルを前記ブート・キャッシュからロードする機能と
を実現させるコンピュータ・プログラム。 - さらに、
前記ハード・ディスク・ドライブから単位時間当たりにロードされるブート・ファイルのサイズに関する短期移動平均と長期移動平均を計算する機能と、
前記短期移動平均が前記長期移動平均よりも下回ったタイミングに基づいてそれ以降に読み出すブート・ファイルを先読みブート・ファイルとして選択する機能と
を実現させる請求項14から請求項16のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム。
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