使用虛擬技術輸入/輸出數據的方法和設備的製作方法

2023-05-18 08:54:46

專利名稱：使用虛擬技術輸入/輸出數據的方法和設備的製作方法
技術領域：
與本發明一致的方法和設備涉及輸入和輸出數據，更具體地講，涉及通過使用虛 擬技術輸入和輸出數據。
背景技術：
在虛擬技術(virtualization technique)中，硬體資源(例如，處理器、存儲器、 網絡、裝置、圖形功能)關於作業系統(OS)被虛擬。大多OS在所述OS專有地佔用計算機 資源的情況下運行。因此，由於安裝在計算機中的多個OS相互競爭，通常不可能在計算機 中並發地執行多個OS。在虛擬技術中，在硬體與OS之間提供了虛擬接口。因此，可在計算 機中並發地執行多個Os。

發明內容
技術問題本發明提供了一種用於輸出和輸出數據的方法和設備，以提高在虛擬環境中輸入 和輸出數據的速度，並提供了一種記錄有用於執行所述方法的電腦程式的計算機可讀記 錄介質。技術方案根據本發明的一方面，提供了一種輸入和輸出數據的方法，所述方法包括基於連 接到主機的外部裝置中存儲的OS信息，為外部裝置產生虛擬OS ；將主機的存儲器的部分區 域設置為外部裝置的虛擬存儲器；響應於來自虛擬OS的用於輸出和輸出數據的請求，將數 據存儲在外部裝置的存儲器或虛擬存儲器中。根據本發明的另一方面，提供了一種記錄有用於執行輸入和輸出數據的方法的 電腦程式的計算機可讀記錄介質，所述方法包括基於連接到主機的外部裝置中存儲的 OS信息，為外部裝置產生虛擬OS ；將主機的存儲器的部分區域設置為外部裝置的虛擬存儲 器；響應於來自虛擬OS的用於輸出和輸出數據的請求，將數據存儲在外部裝置的存儲器或 虛擬存儲器中。根據本發明的另一方面，提供了一種用於輸入和輸出數據的設備，所述設備被連 接到包括主機OS和主機存儲器的主機，所述設備包括應用程式存儲單元，存儲至少一個 應用程式；虛擬環境單元，存儲用於設置虛擬環境的用戶偏好信息和OS信息；存儲器；虛擬 層，進行操作，從而通過基於OS信息來從主機OS產生虛擬0S，並將主機的存儲器的部分區 域設置為虛擬存儲器，響應於虛擬OS的用於輸入和輸出數據的請求，將數據存儲在虛擬存 儲器或存儲器中。有益效果根據本發明的示例性實施例，可通過基於連接到主機的外部裝置中存儲的OS信 息來為外部裝置產生虛擬0S，將主機的存儲器的部分區域設置為外部裝置的虛擬存儲器， 並響應於來自虛擬OS的用於輸入和輸出數據的請求而將數據存儲在外部裝置的存儲器或
4虛擬存儲器中，來提高在虛擬環境中輸入和輸出數據的速度。此外，可通過選擇性地將數據存儲在外部裝置的存儲器或虛擬存儲器中減少將數 據輸入到外部裝置和從外部裝置輸出數據的次數，來增加外部裝置的壽命。因此，可通過使 用具有短壽命和低價格的多級信元(MLC)快閃記憶體實現可拆卸存儲裝置，來降低可拆卸存儲裝 置的價格。


通過參照附圖對本發明的示例性實施例進行的詳細描述，本發明的上述和其它方 面將會變得更加清楚，在附圖中圖1示出一般主機的分層結構；圖2示出未應用虛擬技術的用於輸入和輸出數據的系統；圖3是示出根據本發明的示例性實施例的可拆卸存儲裝置的框圖；圖4示出應用了虛擬技術的用於輸入和輸出數據的系統；圖5是示出根據本發明的示例性實施例的輸入和輸出數據的方法的流程圖。
具體實施例方式在下文中，將通過參照附圖解釋本發明的示例性實施例來詳細地描述本發明。附 圖中相同的標號表示相同的元件。將省略對相同元件的重複描述。圖1示出一般主機的分層結構。參照圖1，主機包括硬體11、作業系統(OS) 12和多個應用程式13。硬體11可包括 中央處理單元(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、硬碟等。OS 12是用於管 理計算機資源的程序。OS 12用作硬體11與應用程式13之間的接口。圖2示出未應用虛擬技術的用於輸入和輸出數據的系統。參照圖2，用於輸入和輸出數據的系統20用來在未應用虛擬技術的主機和可拆卸 存儲裝置之間輸入和輸出數據。主機包括硬體21、OS 22和多個應用程式23。可拆卸存儲裝置24包括發射器(launcher) 25和多個應用程式26。如果可拆卸存 儲裝置被插入到主機，則發射器25和多個應用程式26被加載到主機的存儲器中，並在主機 中被執行。發射器25是主機中用於建立這樣的環境的接口程序，在所述環境中通過設置可 拆卸存儲裝置中存儲的用戶環境來執行應用程式26。因此，在連接有可拆卸存儲裝置的主 機中，僅通過可拆卸存儲裝置而非主機的存儲裝置來輸入和輸出數據。然而，由於可拆卸存儲裝置24與主機相比具有小容量和低性能，因此與使用主機 的存儲裝置來輸入和輸出數據的情況相比，通過使用可拆卸存儲裝置輸入和輸出數據花費 更多的時間。例如，主機的硬碟可具有500千兆字節(GB)的容量，但通用串行總線(USB) 存儲裝置可具有8GB的容量。因此，硬碟的容量遠大於USB存儲裝置的容量。具體地說，在需要快速寫入和讀取文件的情況下(例如，在可拆卸存儲裝置中存 儲臨時網際網路文件)，應用程式的操作被延遲。例如，在打開使用網際網路的網頁的情況下，花 費大量時間來將對應的數據存儲在可拆卸存儲裝置中。此外，在可拆卸存儲裝置使用快閃記憶體 的情況下，通過連續地寫入和刪除大小較小的文件會極大地降低可拆卸存儲裝置的壽命。圖3是示出根據本發明的示例性實施例的可拆卸存儲裝置的框圖。
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參照圖3，可拆卸存儲裝置33通過有線和/或無線數據通信網絡32連接到主機 31。這裡，可拆卸存儲裝置33僅是示例性實施例。本發明還可應用到通過網絡連接到主機 31的另外的裝置。在下文中，為了方便描述，作為USB可攜式存儲裝置的USB快閃記憶體驅動器將 被描述為可拆卸存儲裝置33的示例。可拆卸存儲裝置33包括通信單元331、應用程式存儲單元332、虛擬層存儲單元 333、虛擬環境單元334、存儲器335、加密密匙存儲單元336和通信總線337。通信單元331可被實現為諸如通用接口的物理裝置，以用作用於與通信網絡進行 通信的單元。通信總線337與可拆卸存儲裝置中的各種組件(例如，應用程式存儲單元332、 虛擬層存儲單元333、虛擬環境單元334、存儲器335、加密密匙存儲單元336和通信331)進 行通信。應用程式存儲單元332存儲各種應用程式(例如，Microsoft Word、PowerPoint 等)。如果可拆卸存儲裝置33被插入到主機31，則將多個應用程式加載到主機31的存儲 器中，並在主機31中執行所述多個應用程式。虛擬層存儲單元333存儲作為用於提供虛擬環境的程序的虛擬層。更具體地講， 虛擬層可以是諸如虛擬機監視器或虛擬機管理程序的程序。如果可拆卸存儲裝置33被插 入到主機31，則將虛擬層加載到主機31的存儲器中。因此，在主機硬體或主機OS中執行虛 擬層來產生虛擬0S。虛擬層通過將資源提供給虛擬OS來提供虛擬環境。虛擬環境單元334是存儲用於設置虛擬環境的用戶偏好信息和虛擬OS產生新的 用戶環境所需的OS信息的資料庫。這裡，用戶偏好信息可包括桌面、主題、圖標、快捷方式、 語言、字體等。如果可拆卸存儲裝置33被插入到主機31，則根據用戶偏好信息建立用戶環
^Ml O此外，OS產生新的用戶環境所需的OS信息可包括註冊表、文件系統、組件、動態鏈 接庫(DLL)等。如果可拆卸存儲裝置33被插入到主機31，則可建立這樣一個虛擬環境，在 所述虛擬環境中，主機31中未安裝的註冊表、文件系統、組件、DLL等存在於主機31的存儲 器中。這裡，註冊表是當安裝Windows時產生的多條信息的列表文件。註冊表包括硬體、軟 件、用戶、計算機和網絡的屬性。此外，文件系統包括文件名和文件的邏輯位置，以便能夠存 儲和搜索文件。存儲器335存儲在用於通過使用應用程式執行任務的過程中新近產生的數據。例 如，當用戶通過使用Microsoft Word編輯文檔時，存儲器335存儲文檔的改變或新編寫的 文檔。加密密匙存儲單元336存儲由用戶設置的唯一的加密密匙。如果可拆卸存儲裝置 33被插入到主機31，則虛擬層可從主機硬體產生通過使用虛擬OS可訪問的虛擬存儲器。在 這種情況下，由於通過使用加密密匙來加密產生的虛擬存儲器，因此主機OS不能訪問虛擬 存儲器，因此，保持了虛擬存儲器的安全性。在這種情況下，可通過使用可拆卸存儲裝置的 唯一信息或用戶提供的其他信息來加密虛擬存儲器。圖4示出應用了虛擬技術的用於輸入和輸出數據的系統。參照圖4，顯示了用於輸入和輸出數據的系統40，所述系統40通過使用虛擬技術 用來在主機與可拆卸存儲裝置之間輸入和輸出數據。主機包括主機硬體41、主機OS 42和 多個應用程式43。
可拆卸存儲裝置44包括多個應用程式45和虛擬層46。如果可拆卸存儲裝置44 被插入到主機，則將多個應用程式45和虛擬層46加載到主機的存儲器中，並在主機中執行 所述多個應用程式45和虛擬層46。虛擬層46基於OS信息從主機OS 42產生虛擬OS 47，並從主機提供虛擬OS 47必 需的資源。更具體地講，虛擬OS 47基於可拆卸存儲單元44中存儲的OS信息中所包括的 註冊表和文件系統，獨立於主機OS 42運行。此外，虛擬層46將主機存儲器48的部分區域設置為作為專用於虛擬0S47的存儲 裝置的虛擬存儲器49。更具體地講，虛擬層46可將通過對主機存儲器48進行分區獲得的 部分區域設置為虛擬存儲器49。在這種情況下，通過加密虛擬存儲器49，不能通過主機OS 42來訪問虛擬存儲器49，只有虛擬OS 47被允許訪問虛擬存儲器49。可通過使用可拆卸存 儲裝置44中存儲的加密密匙從主機OS 42加密虛擬存儲器49。當從主機移除可拆卸存儲 裝置44時，終止虛擬層46。可自動地刪除虛擬存儲器。在執行應用程式的過程中產生的虛擬OS 47可請求運行應用程式45，或請求輸入 和輸出虛擬OS 47所必需的數據。虛擬層46通過分析來自虛擬OS 47的用於輸入和輸出 數據的請求，確定數據是被輸入到產生的虛擬存儲器49還是可拆卸存儲裝置44的存儲器， 以及確定是從產生的虛擬存儲器49還是可拆卸存儲裝置44的存儲器輸出數據。即，虛擬 層46通過分析來自虛擬OS 47的用於輸入和輸出數據的請求，確定是從產生的虛擬存儲器 49還是可拆卸存儲裝置44的存儲器讀取數據，或者是將數據寫入產生的虛擬存儲器49還 是可拆卸存儲裝置44的存儲器。更具體地講，作為分析用於輸入和輸出數據的請求的結果，當將數據存儲到虛擬 存儲器49中所花費的時間小於將數據存儲到移動存儲裝置44中所花費的時間時，虛擬層 46可通過將數據存儲在虛擬存儲器49來提高輸入和輸出數據的速度。通常來說，主機的存 儲裝置比可拆卸存儲裝置具有更大的容量。因此，儘管通過使用可拆卸存儲裝置在新的虛 擬環境中執行任務，在對特定數據執行任務的情況下，可通過將數據存儲在主機的存儲裝 置中而非將數據直接存儲在可拆卸存儲裝置中來提高執行所述任務的速度。然而，當從主機移除可拆卸存儲裝置44時，主機不需要再存儲數據。因此，當從主 機移除可拆卸存儲裝置44時，虛擬層46刪除虛擬存儲器49中存儲的數據，或將數據清理 (flush)到可拆卸存儲裝置44中。此外，即使在可拆卸存儲裝置被插入到主機的情況下， 虛擬層46可周期性地刪除虛擬存儲裝置49中存儲的數據，或將數據清理到可拆卸存儲裝 置44中。此外，虛擬層46可將數據存儲在虛擬存儲器49中，並同時產生用於表示必須同 步可拆卸存儲裝置44與虛擬存儲器49的信息。具體地講，在數據是緩存文件(例如，網際網路臨時文件)的情況下，可拆卸存儲裝 置44不再需要存儲數據。因此，虛擬層46周期性地刪除虛擬存儲器49中存儲的數據，或 者在從主機移除可拆卸存儲裝置44時刪除數據。另一方面，在數據與特定程序相關的情況 下，可拆卸存儲裝置44需要存儲所述數據。因此，虛擬層46周期性地將虛擬存儲器49中 存儲的數據清理到可拆卸存儲裝置44中，或者在從主機移除可拆卸存儲裝置44時，將數據 清理到可拆卸存儲裝置44中。另一方面，作為分析用於輸入和輸出數據的請求的結果，當將數據存儲到虛擬存 儲器49中所花費的時間等於或大於將數據存儲到可拆卸存儲裝置44中所花費的時間時，虛擬層46可通過將數據直接存儲在可拆卸存儲裝置44中來提高輸入和輸出數據的速度。 在這種情況下，將數據存儲到虛擬存儲器49中花費太多的時間，並且當可拆卸存儲裝置44 從主機斷開連接時，虛擬存儲器49中存儲的數據必須被清理到可拆卸存儲裝置44中。因 此，花費了不必要長的時間。因此，將數據直接存儲在可拆卸存儲裝置44中。然而，上述描述僅是示例性實施例。虛擬層46不需要根據輸入和輸出數據花費的 時間，響應於來自虛擬OS 47的用於輸入和輸出數據的請求來確定是將數據存儲在虛擬存 儲器49中還是可拆卸存儲裝置44中。例如，如果在用於安裝特定程序的過程中，大小小於預定值的數據被接連地存儲 在可拆卸存儲裝置44中，則由於頻繁地訪問可拆卸存儲裝置44，可拆卸存儲裝置的壽命會 降低。因此，在這種情況下，可通過將數據連續地存儲在虛擬存儲器49中來完成特定程序 的安裝。此時，在完成了特定程序的安裝的情況下，虛擬存儲器49中存儲的數據被周期性 地清理到可拆卸存儲裝置44中，或在從主機移除可拆卸存儲裝置44時被清理到可拆卸存 儲裝置44。例如，在通過使用應用程式編輯文檔來改變數據的情況下，可直接將數據存儲在 可拆卸存儲裝置44中。然而，上述描述僅是示例性實施例。在用戶認為數據的安全性是重要的因素的情 況下，可將在用於執行任務的過程中產生的所有數據存儲在可拆卸存儲裝置44中。此外， 在用戶認為任務的性能是重要因素的情況下，可將用於執行任務的過程中產生的數據存儲 在虛擬存儲器49中。因此，用戶可確定是將數據存儲在虛擬存儲器49中，還是存儲在可拆 卸存儲裝置44中。在可拆卸存儲裝置44被插入到主機的同時，虛擬層46通過周期性地檢查虛擬存 儲器49來同步虛擬存儲器49和可拆卸存儲裝置44。另一方面，當從主機移除可拆卸存儲 裝置44時，終止虛擬層，並可自動地刪除虛擬存儲器49。圖5是示出根據本發明的示例性實施例的輸入和輸出數據的方法的流程圖。參照圖5，根據本示例性實施例的輸入和輸出數據的方法包括圖4的用於輸入和 輸出數據的系統中執行的一系列操作。因此，儘管省略了對圖4中顯示的用於輸入和輸出 數據的系統的上述描述，但用於輸入和輸出數據的系統的描述還將被應用到根據本示例性 實施例的輸入和輸出數據的方法。在操作51，虛擬層46從主機OS 42產生用於管理至少一個應用程式45的虛擬OS 47。在操作52，虛擬層46從主機存儲器48產生通過產生的虛擬OS 47可訪問的虛擬 存儲器。在操作53中，虛擬層46響應於虛擬OS 47的用於輸入和輸出數據的請求，選擇性 地將數據存儲在虛擬存儲器49中或可拆卸存儲裝置44中。此外，根據本發明的示例性實施例的輸入和輸出數據的方法還可包括通過使用可 拆卸存儲裝置的唯一信息或包括在可拆卸存儲裝置中的密匙值來加密虛擬存儲器49的過 程。因此，無法通過主機OS 42訪問虛擬存儲器49。僅可通過虛擬OS 47訪問虛擬存儲器 49。此外，根據本發明的示例性實施例的輸入和輸出數據的方法還可包括在可拆卸 存儲裝置從主機斷開連接時，通過使用虛擬層46來刪除虛擬存儲器49中存儲的數據或將數據清理到可拆卸存儲裝置的過程。本發明還可被實施為計算機可讀記錄介質上的計算機可讀代碼。所述計算機可讀 記錄介質可以是任何可存儲其後可以被計算機系統讀取的數據的數據存儲裝置。所述計算 機可讀記錄介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟 盤、光學數據存儲裝置。所述計算機可讀記錄介質也可以被分布在聯網的計算機系統上，從 而所述計算機可讀代碼以分布式方式被存儲和執行。本發明還可被實施為通過載波(例如，通過網際網路的數據傳輸)發送的計算機可 讀代碼。儘管已經參照本發明的示例性實施例具體顯示和描述了本發明，但是本領域的普 通技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對 其進行形式和細節上的各種改變。
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權利要求
一種輸入和輸出數據的方法，所述方法包括基於連接到主機的外部裝置中存儲的虛擬作業系統OS信息，為外部裝置產生虛擬OS；將主機的存儲器的部分區域設置為外部裝置的虛擬存儲器；響應於來自虛擬OS的用於輸出和輸出數據的請求，將數據存儲在外部裝置的存儲器或虛擬存儲器中。
2.如權利要求1所述的方法，其中，存儲數據的步驟包括比較將數據存儲到虛擬存儲器中花費的時間和將數據存儲到存儲器中花費的時間； 基於比較的結果來確定是將數據存儲在虛擬存儲器還是存儲在存儲器中； 基於確定的結果來將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
3.如權利要求1所述的方法，其中，存儲數據的步驟包括 確定數據是否是僅在執行程序時存在的臨時文件；基於確定的結果來將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
4.如權利要求3所述的方法，其中，周期性地刪除虛擬存儲器中存儲的數據，或將虛擬 存儲器中存儲的數據清理到存儲器。
5.如權利要求1所述的方法，其中，存儲數據的步驟包括 確定數據的大小是否小於預定值；基於確定的結果來將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
6.如權利要求5所述的方法，其中，周期性地刪除虛擬存儲器中存儲的數據，或將虛擬 存儲器中存儲的數據清理到存儲器。
7.如權利要求1所述的方法，其中，使用外部裝置的唯一信息或包括在外部裝置中的 密匙值來加密虛擬存儲器，從而所述虛擬存儲器僅能通過虛擬OS被訪問。
8.如權利要求1所述的方法，還包括如果外部裝置將從主機斷開連接，則刪除虛擬存 儲器中存儲的數據，或將虛擬存儲器中存儲的數據清理到外部裝置。
9.如權利要求1所述的方法，其中，所述OS信息包括註冊表、文件系統、組件和動態 連結庫中的至少一個， 其中，在產生虛擬OS的步驟中，基於所述OS信息產生獨立於主機的OS的虛擬OS。
10.一種記錄有用於執行輸入和輸出數據的方法的電腦程式的計算機可讀記錄介 質，所述方法包括基於連接到主機的外部裝置中存儲的OS信息，為外部裝置產生虛擬作業系統OS ； 將主機的存儲器的部分區域設置為外部裝置的虛擬存儲器；響應於來自虛擬OS的用於輸出和輸出數據的請求，將數據存儲在外部裝置的存儲器 或虛擬存儲器中。
11.一種用於輸入和輸出數據的設備，所述設備被連接到包括主機作業系統OS和主機 存儲器的主機，所述設備包括應用程式存儲單元，存儲至少一個應用程式； 虛擬環境單元，存儲用於設置虛擬環境的用戶偏好信息和OS信息； 存儲器；虛擬層，進行操作，從而通過基於OS信息從主機OS產生虛擬0S，以及將主機的存儲器 的部分區域設置為虛擬存儲器，響應於虛擬OS的用於輸入和輸出數據的請求，將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
12.如權利要求11所述的設備，其中，虛擬層比較將數據存儲到虛擬存儲器中花費的 時間和將數據存儲到存儲器中花費的時間，基於比較的結果來確定是將數據存儲在虛擬存 儲器還是存儲在存儲器中，並基於確定的結果來將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
13.如權利要求11所述的設備，其中，虛擬層確定所述數據是否是僅在執行程序時存 在的臨時文件，並基於確定的結果來將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
14.如權利要求11所述的設備，其中，虛擬層確定數據的大小是否小於預定值，並基於 確定的結果來將數據存儲在虛擬存儲器或存儲器中。
15.如權利要求11所述的設備，還包括加密密匙存儲單元，存儲用於加密虛擬存儲器 的密匙值。
16.如權利要求11所述的設備，其中，所述虛擬層周期性地同步虛擬存儲器中存儲的 數據和存儲器中存儲的數據。
17.如權利要求11所述的設備，其中，所述虛擬層周期性地刪除虛擬存儲器中存儲的 數據，或將虛擬存儲器中存儲的數據清理到存儲器中。
18.如權利要求11所述的設備，其中，如果所述設備將從主機斷開連接，則所述虛擬層 刪除虛擬存儲器中存儲的數據，或將虛擬存儲器中存儲的數據清理到存儲器中。
全文摘要
提供了一種用於通過使用虛擬技術輸入輸出數據的方法和設備。所述方法包括基於連接到主機的外部裝置中存儲的虛擬作業系統(OS)信息，為外部裝置產生虛擬作業系統；將主機的存儲器的部分區域設置為外部裝置的虛擬存儲器；響應於來自虛擬OS的用於輸入和輸出數據的請求，將數據存儲在外部裝置的存儲器或虛擬存儲器中。
文檔編號G06F15/17GK101960442SQ200880127145
公開日2011年1月26日 申請日期2008年12月8日 優先權日2008年2月27日
發明者張閔盛, 徐尚範, 樸在珉, 樸成烈, 許成官, 金炳完 申請人:三星電子株式會社