專利名稱:快速激活系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速啟動計算機應(yīng)用程序的計算機架構(gòu)，尤其涉及一種利用系統(tǒng)內(nèi)存作為快取存儲空間而達成快速啟動計算機應(yīng)用程序的計算機架構(gòu)。
背景技術(shù)：
在一計算機系統(tǒng)中，系統(tǒng)執(zhí)行效能的優(yōu)劣，主要的關(guān)鍵在于中央處理單元(CPU)上。而發(fā)揮中央處理單元的性能表現(xiàn)除了與其本身的運算速度有關(guān)外，也受到與中央處理單元進行數(shù)據(jù)傳遞的順序及頻寬有關(guān)。這是因為在公知的計算機架構(gòu)中，中央處理單元按照一定的順序來對不同的儲存裝置進行數(shù)據(jù)的讀取，而且該中央處理單元與不同的儲存裝置間的數(shù)據(jù)傳遞頻寬也不相同。因此，當一計算機系統(tǒng)欲執(zhí)行一應(yīng)用程序時，該中央處理器要在依序從不同的儲存裝置中找出執(zhí)行該應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)，才能進行該應(yīng)用程序的執(zhí)行程序。因此，如何提升計算機的執(zhí)行效能，除了須考慮中央處理單元的運算速度外，也須同時考慮中央處理單元與搭配的儲存裝置間數(shù)據(jù)讀取的快慢，才能有效改善計算機的執(zhí)行效能。
如圖1所示，其說明公知的一種中央處理單元進行數(shù)據(jù)讀取的流程圖。首先，步驟201中，該中央處理單元欲執(zhí)行一應(yīng)用程序而開始進行讀取數(shù)據(jù)的程序。接著，步驟202中，該中央處理單元從最接近的存儲裝置，即L1/L2高速緩存中搜尋執(zhí)行該應(yīng)用程序所須的數(shù)據(jù)，若所須的資料可以從L1/L2高速緩存中找到時，則將這些數(shù)據(jù)從該L1/L2高速緩存讀出；若無法從L1/L2高速緩存中獲得足夠的數(shù)據(jù)，則該中央處理單元即進入下一級的存儲裝置(如系統(tǒng)內(nèi)存)中搜尋所需要的數(shù)據(jù)。接著，步驟203中，該中央處理單元判斷是否能夠從系統(tǒng)內(nèi)存中得到所有需要的資料，若可以，則將這些數(shù)據(jù)讀出，若不行，則再進入下一級的存儲裝置中將所需要的數(shù)據(jù)讀取出來(如步驟204所示)。最后一級的存儲裝置通常系為一硬盤裝置，其因具有足夠的容量，因而可儲存所欲執(zhí)行應(yīng)用程序所有的相關(guān)數(shù)據(jù)。在其它實施例中，最后一級的存儲裝置也可能是軟盤裝置、光驅(qū)或其它儲存裝置等。
雖然硬盤裝置具有較大的儲存容量，然而因為讀取硬盤裝置數(shù)據(jù)的動作系利用機械式的動作(讀取頭讀取磁儲存媒體)來進行，因而其讀取速度多局限于毫秒(1/1000秒)的等級；而L1/L2高速緩存或系統(tǒng)內(nèi)存的讀取動作系透過充放電來進行，因而其數(shù)據(jù)搜尋或讀取的數(shù)度僅須在微秒(1/1000000秒)的等級便可完成。因此，當一計算機系統(tǒng)啟動一應(yīng)用程序時，若中央處理單元無法必須如前述圖1的數(shù)據(jù)讀取流程般地從L1/L2高速緩存或系統(tǒng)內(nèi)存中讀取到所須的數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)必定會耗費許多時間在等待硬盤裝置執(zhí)行數(shù)據(jù)的搜尋與存取，因而導致整個計算機系統(tǒng)的執(zhí)行效能大幅降低。
為了解決上述問題，本申請人曾經(jīng)于1993年1月6日的中國臺灣專利申請案93100271中提出「一種計算機快速開機方法及裝置」，其通過一隨機存取內(nèi)存來作為開機磁盤驅(qū)動器，以儲存大量的開機數(shù)據(jù)，而達成快速開機的目的。然而，以現(xiàn)今普遍使用的操作系統(tǒng)，例如WindowsXP為例，若想要在隨機存取內(nèi)存中加載整套操作系統(tǒng)至少需儲存數(shù)百兆字節(jié)(Mega Bytes)的數(shù)據(jù)。因此，上述之方法雖能夠有效的達成快速開機的目的，然而，從成本考慮上來看，由于需在計算機系統(tǒng)中額外添購一套「隨機存取內(nèi)存磁盤(RAMDISK)」才能達成所需的目的，因此上述方法有其成本上的限制。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種使用系統(tǒng)內(nèi)存來啟動專用高速緩存的技術(shù)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種快速啟動特定系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其包含一第一儲存裝置，用以儲存一第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一第二儲存裝置，其包含一快取存儲空間，用以暫時備份從該第一儲存裝置所讀取的一第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一待機電源，連接該第二儲存裝置，用以使該第二儲存裝置于計算機電源關(guān)閉時仍保存該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；以及一監(jiān)控指令，其系用來記錄且選擇該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且在該第二儲存裝置中規(guī)劃出該快取存儲空間的大小。
其中該第一儲存裝置為一硬盤裝置。
其中該第二儲存裝置為系統(tǒng)內(nèi)存。
其中該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)選自該第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且與該特定系統(tǒng)程序相關(guān)。
其中該特定系統(tǒng)程序為計算機開機程序、硬件驅(qū)動程序或存取頻繁的應(yīng)用程序。
其中一中央處理單元通過一接口控制器來對該第一及第二儲存裝置進行對該第一與第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取。
其中該監(jiān)控指令依照該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)的被存取頻率，更新該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還包括一種快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，包含下列步驟(1)提供一第一儲存裝置，用以儲存一第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)；(2)提供一監(jiān)控指令，用以記錄執(zhí)行該計算機系統(tǒng)程序時，必須從該第一儲存裝置中讀取的一第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；(3)提供一第二儲存裝置，其內(nèi)系規(guī)劃一高速緩存空間，用以暫時備份該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；以及(4)提供一待機電源，用以使計算機系統(tǒng)關(guān)機時，該第二儲存裝置仍保存該快取存儲空間。
其中，該第一儲存裝置為一硬盤裝置。
其中，該第二儲存裝置為系統(tǒng)內(nèi)存。
其中，該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)選自該第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且與該計算機系統(tǒng)程序相關(guān)。
其中，該計算機系統(tǒng)程序為計算機開機程序、硬件驅(qū)動程序或存取頻繁的應(yīng)用程序。
其中，該監(jiān)控指令依照該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)的被存取頻率，更新該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
其中，在步驟(3)執(zhí)行前，該監(jiān)控指令在該系統(tǒng)內(nèi)存中規(guī)劃出一快取存儲空間。
本發(fā)明還包括一種在計算機中快速啟動系統(tǒng)程序的方法，其中該計算機具有一中央處理器、一系統(tǒng)內(nèi)存、一硬盤裝置，該方法包含下列步驟(1)提供一監(jiān)控指令；(2)監(jiān)控執(zhí)行該系統(tǒng)程序時，從該硬盤裝置中所讀取的數(shù)據(jù)；(3)將所讀取的數(shù)據(jù)暫時備份到該系統(tǒng)內(nèi)存中，以提高在該系統(tǒng)內(nèi)存中成功讀取到該系統(tǒng)程序的命中率。
本發(fā)明的積極進步效果在于不僅可以有效提升中央處理單元讀取所需數(shù)據(jù)的速度，而且更因為不需額外添購硬件，而可輕易地在原有的系統(tǒng)架構(gòu)上完成快速執(zhí)行應(yīng)用程序的目的。
圖1為公知的一種中央處理單元進行數(shù)據(jù)讀取的流程圖。
圖2為本發(fā)明一較佳具體實施例的計算機系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如圖2所示，為本發(fā)明之一較佳具體實施例的一種快速啟動特定應(yīng)用程序的計算機系統(tǒng)架構(gòu)。該計算機系統(tǒng)架構(gòu)包含一中央處理單元10以及兩個儲存裝置30、40。在本實施例中，所述的兩個儲存裝置為一硬盤裝置30以及一系統(tǒng)內(nèi)存40，其中，該硬盤裝置用以儲存所有的系統(tǒng)程序數(shù)據(jù)，包含開機程序、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序等；而該系統(tǒng)內(nèi)存為一隨機動態(tài)存取內(nèi)存(DRAM)。在本發(fā)明的具體實施例中，該中央處理單元10通過一接口控制器20來分別對該硬盤裝置30及該系統(tǒng)內(nèi)存40進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取。在本發(fā)明的計算機系統(tǒng)架構(gòu)中，為了能有效提升中央處理單元10在執(zhí)行慣用的應(yīng)用程序時的數(shù)據(jù)讀取效率，本發(fā)明的計算機系統(tǒng)系通過一監(jiān)控指令，在系統(tǒng)內(nèi)存40中規(guī)劃出一專用的快取存儲空間42(cache)，以供該中央處理器10進行快速的數(shù)據(jù)存取。較佳者，該監(jiān)控指令儲存在該硬盤裝置30中。當計算機系統(tǒng)首次啟動時，該監(jiān)控指令即開始監(jiān)控執(zhí)行一特定應(yīng)用程序時，必須從硬盤裝置30中讀出的數(shù)據(jù)，并且將這些記錄暫時備份到該系統(tǒng)內(nèi)存40中。在本發(fā)明的較佳具體實施例中，該系統(tǒng)內(nèi)存40連接一待機電源46以及一指令編碼器44；其中，該指令編碼器44用來向該內(nèi)存40提供一充電(reflash)指令，以使該內(nèi)存40的內(nèi)部電容能進行充電而儲存所記錄的數(shù)據(jù)；而該待機電源46則是用于在計算機系統(tǒng)關(guān)機時，提供該內(nèi)存40的備用電源，以使得該內(nèi)存內(nèi)部所儲存的數(shù)據(jù)不會因為關(guān)機而消失。因此，通過本發(fā)明的計算機系統(tǒng)架構(gòu)的上述具體實施例，當計算機重新開機、或是重復執(zhí)行一慣用應(yīng)用程序時，多數(shù)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)都可以從該系統(tǒng)內(nèi)存40中的快取存儲空間42中讀取，以提升中央處理器10從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的命中率(hit ratio)，進而達到快速啟動特定應(yīng)用程序的目的。
上述特定應(yīng)用程序可以是的計算機開機程序，硬件驅(qū)動程序，存取頻繁的慣用程序等。較佳者，上述之快取存儲空間42的大小系根據(jù)初次開機時，從硬盤裝置30中所讀取出來的數(shù)據(jù)來決定。另一替代方案則是按該內(nèi)存40大小的一特定比例來決定。在另一較佳具體實施例中，本發(fā)明所提出的監(jiān)控指令也可根據(jù)該快取存儲空間中所儲存數(shù)據(jù)的被存取頻率而更新該快取存儲空間的數(shù)據(jù)。
綜合以上所述，本發(fā)明提出一種快速系統(tǒng)應(yīng)用程序的計算機架構(gòu)及方法。從前述的實施例說明中可以知道本發(fā)明不但能有效降低執(zhí)行應(yīng)用程序時，從硬盤裝置讀取數(shù)據(jù)所需耗費的時間，而且也可以在不增設(shè)其它的硬件架構(gòu)下，達成上述目的。然而，必須說明的是，上述實施例僅用以說明本發(fā)明之較佳實施方式，然而本發(fā)明之范圍當不受限于該上述之各項具體實施方式
。
權(quán)利要求
1.一種快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，其包含一個第一儲存裝置，用以儲存一個第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一個第二儲存裝置，其規(guī)劃一個快取存儲空間，用以暫時備份從該第一儲存裝置所讀取的一個第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一個待機電源，連接該第二儲存裝置，用以使該第二儲存裝置在計算機電源關(guān)閉時仍保存該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一個監(jiān)控指令，用來記錄且選擇該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且在該第二儲存裝置中規(guī)劃出該快取存儲空間的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，該第一儲存裝置為一個硬盤裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，該第二儲存裝置為系統(tǒng)內(nèi)存。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)選自該第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且與該特定系統(tǒng)程序相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，該特定系統(tǒng)程序為計算機開機程序、硬件驅(qū)動程序或存取頻繁的應(yīng)用程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，一個中央處理單元通過一個接口控制器來對該第一及第二儲存裝置進行對該第一與第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的快速啟動系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其特征在于，該監(jiān)控指令依照該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)的被存取頻率，更新該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
8.一種快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，包含下列步驟(1)提供一個第一儲存裝置，用以儲存一個第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)；(2)提供一監(jiān)控指令，用以記錄執(zhí)行該計算機系統(tǒng)程序時，必須從該第一儲存裝置中讀取的一個第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；(3)提供一第二儲存裝置，其內(nèi)部規(guī)劃一高速緩存空間，用以暫時備份該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；(4)提供一待機電源，用以使計算機系統(tǒng)關(guān)機時，該第二儲存裝置仍保存該快取存儲空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，其特征在于，該第一儲存裝置為一硬盤裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，其特征在于，該第二儲存裝置為系統(tǒng)內(nèi)存。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，其特征在于，該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)選自該第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且與該計算機系統(tǒng)程序相關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，其特征在于，該計算機系統(tǒng)程序為計算機開機程序、硬件驅(qū)動程序或存取頻繁的應(yīng)用程序。
13.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，其特征在于，該監(jiān)控指令依照該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)的被存取頻率，更新該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的快速啟動計算機系統(tǒng)程序的方法，其特征在于，在步驟(3)執(zhí)行前，該監(jiān)控指令在該系統(tǒng)內(nèi)存中規(guī)劃出一快取存儲空間。
15.一種在計算機中快速啟動系統(tǒng)程序的方法，其中該計算機具有一中央處理器、一系統(tǒng)內(nèi)存、一硬盤裝置，該方法包含下列步驟(1)提供一監(jiān)控指令；(2)監(jiān)控執(zhí)行該系統(tǒng)程序時，從該硬盤裝置中所讀取的數(shù)據(jù)；(3)將所讀取的數(shù)據(jù)暫時備份到該系統(tǒng)內(nèi)存中，以提高在該系統(tǒng)內(nèi)存中成功讀取到該系統(tǒng)程序的命中率。
專利摘要
一種快速啟動一特定系統(tǒng)程序的計算機架構(gòu)，其包含一第一儲存裝置，用以儲存一第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一第二儲存裝置，其包含一快取存儲空間，用以暫時備份從該第一儲存裝置所讀取的一第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一待機電源，連接該第二儲存裝置，用以使該第二儲存裝置于計算機電源關(guān)閉時仍保存該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)；一監(jiān)控指令，其系用來記錄且選擇該第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且在該第二儲存裝置中規(guī)劃出該快取存儲空間的大小。
文檔編號G06F9/445GK1991759SQ200510132916
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發(fā)明者高定國, 廖哲賢, 林家鴻 申請人:技嘉科技股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan