快速存取數據系統和方法
2023-04-23 14:17:41
專利名稱:快速存取數據系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種快速存取數據系統與方法，特別涉及一種快速存取硬碟常用數據的系統與方法。
背景技術：
傳統上，對於一電子計算機系統而言，所有的數字數據均存放於硬磁碟驅動器中，所有數字數據的存取必須經過硬式磁碟驅動器的反覆搜尋，再將標的數據予以取出，傳送至中央處理器。因此數字數據的存取時間，事實上包含了數據存取時間及數據搜尋時間，而這段資料存取時間，對中央處理器而言是沒有效率的待命時間。因此透過硬式磁碟的數據存取程序，對電子計算機而言是浪費時間，造成系統整體效能降低。
故，目前有另一種隨機存取內存技術，因具有高速數據存取的特性，即其存取數據速度遠大於一般的硬式磁碟驅動器，而逐漸受到重視。然而，現有的作業系統常用程序，皆是儲存在硬式磁碟中。另外，目前有一種快取(cache)磁碟技術，計算機系統為了減少讀取硬式磁碟驅動器的次數，所以在計算機系統的硬式磁碟驅動器中，通過硬體或軟體來控制來定義出一存取區塊，虛擬為一高速緩存。其功用為可將最近常用的數據儲存，以提升磁碟讀取與寫入的效率，故數據存取速度可獲得大幅提升。然由於可定義的動態內存容量的受到限制，對於電子計算機系統整體運行速度的提升仍然有限。
發明內容本發明的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一兼顧速度與容量的快速存取數據系統與方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種快速存取數據系統，其包含一第一存取裝置，具有一存取區塊，用以儲存多個第一數字數據；一第二存取裝置，用以儲存一第二數字數據，該第二存取裝置為揮發性內存的儲存裝置；一接口控制器，其分別連接該第一與該第二存取裝置，用以控制該第二存取裝置作為該第一存取裝置的一快取存取區塊；一中央處理器，用以通過該接口控制器自該第二存取裝置快速存取該第二數字數據。
其中，該第一存取裝置系包含一非揮發性內存。
其中，該第一存取裝置為一硬磁碟。
其中，當計算機為關機狀態時，仍提供所需電力至該第二存取裝置，以維持該第二數字數據的存在。
其中，該第二數字數據為該多個第一數字數據中的至少一個。
其中，該接口控制器使用SATA、USB、IDE或SCSI接口，或其組合，分別連接於該中央處理器、該第一存取裝置以及該第二存取裝置。
其中，該第二數字數據為一作業系統頻繁存取的應用程式、指令和數據。
其中，該第二數字數據為一作業系統的多個開機文件、多個登錄文件、多個執行文件或多個關聯文件。
其中，該作業系統為Windows系統、OS2系統或Linux系統。
其中，該第二數字數據為一開機影像文件。
本發明還包括一種快速存取數據方法，應用於一快速存取數據系統中，其特徵在於，該方法包括下列步驟提供一磁碟，其具有一第一存取區塊，用以儲存多個第一數字數據；至少提供一揮發性內存，通過該揮發性內存組成該磁碟的一第二存取區塊，用以儲存一第二數字數據；將該第二存取區塊預設為該磁碟的數據優先存取區塊，以便快速存取該第二數據。
其中，該方法還包括複製該多個第一數字數據中的至少一個，並將其儲存至該第二存取區塊成為該第二資料。
其中，該方法還包括步驟在計算機關機狀態時，仍提供該揮發性內存所需的電力，以維持該第二數字數據的存在。
其中，通過使用SATA、USB、IDE、SCSI接口或其組合，該將內存虛擬成該磁碟的第二存取區塊。
其中，該第二數字數據為一作業系統中頻繁存取的應用程式、指令和數據。
其中，該第二數字數據為一作業系統的多個開機文件、多個登錄文件、多個執行文件或多個關聯文件。
其中，該作業系統為Windows系統、OS2系統或Linux系統。
其中，該第二數字數據為一開機影像文件。
本發明的積極進步效果在於本發明所提供的快速存取數據系統與方法，通過一接口控制器以及內存模擬技術，將揮發性內存儲存裝置虛擬成一現有磁碟的一虛擬存取區塊，在利用設定將該虛擬存取區塊設為該現有磁碟的高速緩存，使得利用內存存取速度較快且容量不受限的優點，在其中快速存取檔案，克服了該硬碟存取速度較慢且高速緩存容量受限的缺陷，故數據存取速度可獲得大幅提升，進而對於繪圖動畫製作、伺服器資料庫處理而言，是極有價值的。
圖1為本發明的一種快速存取數據系統較佳實施例示意圖。
圖2本發明的快速存取數據方法的應用示意圖。
具體實施方式下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。
如圖1所示，為本發明的一種快速存取數據系統較佳實施例示意圖。快速存取數據系統10包含一硬式磁碟11、一揮發性內存儲存裝置14、一接口控制器15、一中央處理器16，以及一電源17。
該硬式磁碟11具有一存取區塊12，用以儲存多個第一數字數據121、122、123，例如作業程序開啟文件、應用程式、開機文件等等。
該揮發性內存儲存裝置14，用以儲存一第二數字數據141，其中該第二數字數據141為該多個第一數字數據121、122、123其中任一頻繁存取數字數據的複製文件，例如作業系統的頻繁存取的應用程式、指令、數據、開機文件、登錄文件、執行文件、關聯文件或是開機影像文件。
該接口控制器15，其分別連接該硬式磁碟11與該揮發性內存儲存裝置14，用以控制該揮發性內存儲存裝置14作為該硬式磁碟11的一快取存取區塊13，也就是形成一新的磁碟11』(包含該揮發性內存儲存裝置14與該硬式磁碟11)，其具有兩個存取區塊(包含該存取區塊12與快取存取區塊13)，較佳情況下，該接口控制器15，使用SATA、USB、IDE、SCSI接口或其組合來分別連接該中央處理器、該第一存取裝置以及該第二存取裝置。該中央處理器16，用以透過該接口控制器15，自該揮發性內存儲存裝置14快速存取該第二數字數據141。該電源17，用以當計算機關機狀態仍提供該揮發性內存儲存裝置14所需電力，以維持該第二數字數據141的存在。本系統所適用的作業系統(未顯示)可為Windows系統、OS2系統或是Linux系統。
目前新式計算機的電源系統在關機狀態(非無電力狀態)下，某些外圍或接口上仍提供有電力，例如USB接口的電力，而本發明即利用此種特性，在計算機關機狀態下，獲取仍有電力之外圍或接口上的額外電力，以提供該快取存取區塊13維持儲存所需電力。
目前計算機在開機或是啟動作業系統或是應用程式時，都是由軟盤機、硬碟機、光碟機或網絡卡等裝置啟動，而無法由本發明虛擬成一硬式磁碟的快取存儲區塊的揮發性內存儲存裝置14直接開啟，因此可將該揮發性內存儲存裝置14設定成該硬式磁碟11的優先讀取區塊，為該計算機開機或是常用指令、程序等時之開啟裝置。
綜上說明，傳統計算機系統大都是以硬碟機作為計算機作業系統以及用程序的開啟裝置，而本發明主要是通過一接口控制器以及內存模擬技術，將內存虛擬成一現有磁碟的一虛擬存取區塊，在透過設定將該虛擬存取區塊設為該現有磁碟的高速緩存，使得利用內存存取速度較快且容量不受限的優點，在其中快速存取檔案，以解決該硬碟機存取速度較慢且高速緩存容量受限的缺失，作為計算機作業系統與常用應用程式的開啟裝置，該計算機系統可以為一般桌上型計算機、筆記型計算機或者是大型之伺服器主機。
本發明還提供了一快速存取數據的一方法，該方法步驟如下首先提供一磁碟，其具有一第一存取區塊，用以儲存多個第一數字數據；再提供一內存，將該內存虛擬成該磁碟的一第二存取區塊；複製該多個第一數字數據至少其一，並將其儲存至該第二存取區塊成為該第二資料202；將該第二存取區塊預設為該磁碟的數據優先存取區塊，以快速存取該第二數據；以及在計算機關機狀態下仍提供該內存所需電力，以維持該第二數字數據的存在。
如圖2所示，為本發明快速存取數據方法的應用示意圖。於計算機開機、開啟作業系統式或是應用程式時，中央處理器會發出一讀取指令200，先去L1/L2快取磁碟區尋找數據201，如果有數據的話，中央處理器會從L1/L2高速緩存讀取數據，進行作業201a。而通常該開機或是開啟作業系統的程序，或是應用程式不存於該L1/L2高速緩存，因此，中央處理器會再從系統內存讀取數據202，如果有數據的話，中央處理器會從系統內存讀取數據202a，進行作業，而通常該開機或是開啟作業系統的程序，或是應用程式不存於該系統內存202b，因此，中央處理器會再從本案虛擬成硬式磁碟的快取磁碟區的一揮發性內存儲存裝置讀取數據203，在先前關機後都不中斷電力供給給揮發性內存儲存裝置的情況下，虛擬成硬式磁碟的快取磁碟區的該揮發性內存儲存裝置具有大部分常用程序，例如開機程序、常用作業系統程序與應用程式，當此次開機的同時，可在該揮發性內存儲存裝置找到大部分的數字數據，縮短由硬式磁碟讀取與尋找數字數據的時間203a。若在先前關機後曾中斷電力供給給揮發性內存儲存裝置的情況，或是開啟一不常用應用程式情況下，中央處理器會再從硬式磁碟讀取數據204，以利後續作業。
權利要求
1.一種快速存取數據系統，其特徵在於，其包含一第一存取裝置，具有一存取區塊，用以儲存多個第一數字數據；一第二存取裝置，用以儲存一第二數字數據，該第二存取裝置為揮發性內存的儲存裝置；一接口控制器，其分別連接該第一與該第二存取裝置，用以控制該第二存取裝置作為該第一存取裝置的一快取存取區塊；一中央處理器，用以通過該接口控制器自該第二存取裝置快速存取該第二數字數據。
2.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該第一存取裝置系包含一非揮發性內存。
3.根據權利要求
2所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該第一存取裝置為一硬磁碟。
4.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，當計算機為關機狀態時，仍提供所需電力至該第二存取裝置，以維持該第二數字數據的存在。
5.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該第二數字數據為該多個第一數字數據中的至少一個。
6.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該接口控制器使用SATA、USB、IDE或SCSI接口，或其組合，分別連接於該中央處理器、該第一存取裝置以及該第二存取裝置。
7.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該第二數字數據為一作業系統頻繁存取的應用程式、指令和數據。
8.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該第二數字數據為一作業系統的多個開機文件、多個登錄文件、多個執行文件或多個關聯文件。
9.根據權利要求
8所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該作業系統為Windows系統、OS2系統或Linux系統。
10.根據權利要求
1所述的快速存取數據系統，其特徵在於，該第二數字數據為一開機影像文件。
11.一種快速存取數據方法，應用於一快速存取數據系統中，其特徵在於，該方法包括下列步驟提供一磁碟，其具有一第一存取區塊，用以儲存多個第一數字數據；至少提供一揮發性內存，通過該揮發性內存組成該磁碟的一第二存取區塊，用以儲存一第二數字數據；將該第二存取區塊預設為該磁碟的數據優先存取區塊，以便快速存取該第二數據。
12.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，該方法還包括複製該多個第一數字數據中的至少一個，並將其儲存至該第二存取區塊成為該第二資料。
13.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，該方法還包括步驟在計算機關機狀態時，仍提供該揮發性內存所需的電力，以維持該第二數字數據的存在。
14.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，通過使用SATA、USB、IDE、SCSI接口或其組合，該將內存虛擬成該磁碟的第二存取區塊。
15.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，該第二數字數據為一作業系統中頻繁存取的應用程式、指令和數據。
16.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，該第二數字數據為一作業系統的多個開機文件、多個登錄文件、多個執行文件或多個關聯文件。
17.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，該作業系統為Windows系統、OS2系統或Linux系統。
18.根據權利要求
11所述的快速存取數據方法，其特徵在於，該第二數字數據為一開機影像文件。
專利摘要
本發明公開了一種快速存取數據系統，包含一第一存取裝置、一第二存取裝置、一接口控制器以及一中央處理器，該第一存取裝置，具有一存取區塊，用以儲存多個第一數字數據，該第二存取裝置為一揮發性內存的儲存裝置，用以儲存一第二數字數據；該接口控制器，其分別連接該第一與該第二存取裝置，用以控制該第二存取裝置作為該第一存取裝置的一快取存取區塊；而該中央處理器，用以通過該接口控制器自該第二存取裝置快速存取該第二數字數據。
文檔編號G11B20/10GK1991787SQ200510132915
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發明者高定國, 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