功耗降低的計算機的製作方法
2023-04-30 02:55:56
專利名稱：功耗降低的計算機的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機，更具體地講，是有關降低計算機的功耗，但不僅僅是，由電池供電而且/或者便攜的計算機。
由電池供電的可攜式計算機的流行使降低計算機系統功耗的需要變得很重要。這是因為電池的容量是有限的，因而人們希望最大限度地延長可攜式計算機的使用時間，而不必與主電源線相連而給電池充電。
另外，對環境和生態問題的重視也相應地要求設計出功耗降低的臺式個人計算機。
由於該類計算機的磁碟子系統有運動的部件，所以它經常佔計算機整體功耗的主要部分。為了節約電能，如果不要求進行磁碟存取，一些現代的磁碟數據存儲裝置有一種低功耗模式，在這些裝置中，比如，磁碟的旋轉被停止了。也可以使用其它一些降低磁碟存儲裝置功耗的方法，比如切斷該裝置中電子線路的電源。只有當寫入數據或從磁碟中讀出數據時磁碟才被啟動。而讓磁碟運動起來所需要的電能要比使磁碟保持正常旋轉速度所需的電能多很多。因此，對採用這種方案的磁碟系統而言，重要的是最大限度地減少啟動驅動器的次數。
本發明是針對降低計算機功耗這一問題，即具有上述類型的磁碟數據存儲裝置的計算機。
本發明提供了一種帶有半導體存儲器；以及一種能在不需要進行磁碟存取時自動轉換到低功耗模式的磁碟數據存儲裝置；還有把應用程式和該應用程式所需使用的大量數據文件相結合的計算機裝置，其特徵在於對計算機進行如下安排在執行某項應用之前先把大量的數據文件從磁碟數據存儲裝置中調到半導體存儲器中，而在執行完該應用程式後至少把修改過的數據文件重新存入磁碟數據存儲裝置中，這樣在應用程式執行的過程中就不需要對磁碟數據存儲裝置進行存取。
把應用程式和大量數據文件結合起來的方法可以是一張表格，或者大量的數據文件可以通過文件名中一個應用程式專用的部分，比如說一個後綴，同該項應用程式相結合，或者任何其它合適的方法。
本發明是基於以下認識，即大多數應用的數據文件的大小都在幾千個字節的量級，而現代的個人計算機的內存都至少有4兆字節。因此在大多數情況下，對計算機進行如下安排是可能的，即在調用某項應用時把該應用所需的所有可能的數據文件都拷貝到半導體存儲器中。另外，在大多數現代個人計算機的作業系統中，在一個窗口中一次只能執行一項應用。所以，在調用新的應用的同時需要完成前一個應用和新的應用之間的文件交換。由於操作中所需的大多數其它信息，比如磁碟目錄或類似的信息已經在IPL時間預先調入到半導體存儲器中，所以系統的安排可以使得在應用程式的執行過程中不再需要進行磁碟存取。
以上所述的安排可以減少磁碟啟動的次數因而可以降低計算機的總功耗。
在一個優選的實施例中，計算機由電池供電而且/或者是可攜式的。
從另一個方面來看，提供了一種在具有半導體存儲器的計算機中執行某項應用程式的方法；一種在不需進行磁碟存取時自動地轉換到低功耗模式的磁碟數據存儲裝置；以及把某項應用程式和該項應用所需的大量數據文件相結合的方法，其構成的步驟是，在執行某項應用之前先把大量的數據文件從磁碟數據存儲裝置調入到半導體存儲器中，而在執行完該應用後至少把修改過的數據文件重新存入磁碟數據存儲裝置，這樣在應用程式執行的過程就不需要對磁碟數據存儲裝置進行存取。
僅參考附圖以舉例的方式給出本發明的一個實施例，其中
圖1是計算機系統的示意圖；圖2是本發明實施例軟體組成部分的示意圖；圖3是通用的輸入程序運行的流程圖。
參照圖1，該圖是與本發明相應的計算機系統的示意圖。計算機系統由CPU100、動態隨機存取半導體存儲器(RAM)110、只讀存儲器(ROM)120和磁碟數據存儲裝置130組成。計算機還包括i/O口和用戶接口部件，如顯示裝置、鍵盤和滑鼠，統一由140示出。要知道計算機也可以包含其它已知類型的部件如通訊適配卡、數據機或諸如此類。多個系統部件由總線系統160互相連接起來。
在優選的實施例中，計算機是可攜式的，由充電電池從已知的方式供電(圖中未示出)。
在該實施例中，RAM110至少有4兆字節的容量，這在現代個人計算機中是普遍的。
圖2是該實施例相關軟體組成部分的示意圖。計算機的全部操作由作業系統200以常規的方式進行管理和控制。該系統還包括一個通用的輸入應用程式，在圖2中由210示出。下面將更詳細地敘述應用程式220對輸入程序和作業系統的服務的使用。
在該實施例中，設想作業系統200是PC-DOS或WINDOWS作業系統，二者分別由IBM公司和微軟公司提供，當然也不排除用其它作業系統來實現。(WINDOWS是微軟公司的註冊商標。)通用的輸入程序用來輸入要執行的應用程式，輸入程序220被激活後，將執行由圖3示出的以下步驟1.在計算機本身的DOS系統下，輸入程序在步驟300將把所有修改過的文件保存到磁碟中，這些文件是做為輸入程序前一次調用的一部分而調入的或生成的。在WINDOWS系統下，輸入程序把同一窗口內所有修改過的文件保存到磁碟中，這些文件是作為輸入程序前一次調用的一部分而調入的或生成的。2.然後輸入程序210在步驟310把應用程式所需使用的一組文件調到RAM110中，應用程式的定義如下所述。3.接著在步驟320，輸入程序調入應用程式並把控制權移交給該應用程式。
在優選的實施例中，與某一特定應用程式相關聯的一組文件保存在文件預調入列表(FPT)230中，該列表是通用的輸入程序的專用表格。每一個應用程式的FPT都有一個入口，其中包含了應用程式名，緊接著是該應用程式可能使用的文件的清單。該文件清單可用許多不同的方法來進行區分，比如，可以調入所有有特定的文件擴展名，如.doc的文件，或者從一指定的目錄調入所有的文件，或者兩種方法同時採用。
另一個辦法是，在FPT中可以給出文件的詳細清單。這種安排適合於那些想對運行環境有更多控制權的用戶。
在某些實施例中，FPT可以由應用程式自己來保存，比如說一份最近使用過的文件的清單，這些文件是該項應用程式專用的，有一個特殊的文件擴展名而且保存在指定的目錄中。
FPT的入口可以做為應用程式安裝過程的一部分來生成，同時也是應用程式所提供的交互更新FPT內容的手段。對那些該領域內的專業人員而言，有許多簡單的辦法來實現這個功能。
在優選的實施例中，作業系統200為輸入程序提供以下支持。在初始化程序調入(IPL)時間內磁碟目錄和FPT被調入到RAM110中。在PC-DOS下，使用了一個專門的停機步驟，把所有修改過的文件存回到磁碟中-這可以是在沒有應用程式的情況下對輸入程序的一次簡單調用。在WINDOWS下，當某一窗口操作關閉時，所有那些在RAM110中被當前窗口操作調入的應用程式所修改過的文件將被保存到磁碟中。而在某項應用程式執行期間，所有當前內存中的文件的讀和寫都在內存中執行而不對磁碟數據存儲裝置進行存取。
需要了解的是，輸入程序的調用意味著將不能利用某些作業系統所具備的虛擬內存技術，因為該技術包括對內存的數據進行交換。顯而易見這意味著該種作業系統的多任務功能將不能得到充分利用。然而，普遍認為這些功能對移動用戶而言不是基本的-大多數用戶只希望在移動時每次只使用一項應用程式，而且用電池為計算機供電。
考慮到內存空間有限以及在執行某項應用程式期間不對修改過的文件進行備份的事實，需要給出一定的處理例外情況的措施。主要考慮兩種例外情況。1.內存滿溢。當沒有空間來調入必要的文件時發生這種情況。相對而言這種例外情況極少發生，因為在現代的存儲系統中，存儲空間缺乏應該不是什麼問題。解決這個問題的最簡單的辦法就是，當一個文件因為內存滿溢而不能預先調入時，那麼就按慣常的方式使用磁碟。然而，該領域的專家會認識到在高速緩衝存儲器管理的範圍內存在其它的解決內存管理問題的辦法。2.電源掉電。不管出於什麼理由，計算機的電源存在著掉電的危險，如果這樣，那麼所有存在RAM110中的數據，包括修改過的文件都會丟失。最簡單的辦法是採用非易失存儲器做RAM110。另一種可能是給電池供電的計算機安裝上可由作業系統檢測到的低電荷指示器。當檢測到低荷電指示信號時，應該還有足夠的電能保證在計算機停止運轉前，輸入程序把所有修改過的文件保存到磁碟中。
本發明適用於計算機工業領域。
權利要求
1.一種帶有半導體存儲器；能在不需要進行磁碟存取時自動轉換到低功耗模式的磁碟數據存儲裝置；以及把某項應用程式和該應用所需使用的大量數據文件相結合的裝置的計算機，其特徵在於對計算機進行如下安排在執行某項應用之前先把大量的數據文件從磁碟數據存儲裝置中調到半導體存儲器中，而在執行完該應用後至少把修改過的數據文件重新存入磁碟數據存儲裝置，這樣在應用程式執行的過程中就不需要對磁碟數據存儲裝置進行存取。
2.權利要求1所述的計算機，其特徵在於大量的文件和應用程式相結合的方法是一張表格。
3.權利要求1所述的計算機，其特徵是大量的文件通過文件名中應用程式專用的一個部分與某項應用結合起來。
4.權利要求3所述的計算機，其特徵是文件名中應用程式專用的部分是後綴。
5.前述任一項權利要求所述的計算機，其特徵是半導體存儲器的容量至少為4兆字節。
6.前述任一項權利要求所述的計算機，該計算機是電池供電的。
7.前述任一項權利要求所述的計算機，該計算機是可攜式的。
8.一種在具有半導體存儲器的計算機中執行某項應用程式的方法；一種在不需要進行磁碟存取時能自動地轉換到低功耗模式的磁碟數據存儲裝置；以及把某項應用程式和該項應用所需使用的大量數據文件相結合的方法，其構成的步驟是在執行某項應用之前先把大量的數據文件從磁碟數據存儲裝置中調到半導體存儲器中，而在執行完該應用之後至少把修改過的數據文件重新存入磁碟數據存儲裝置，這樣在應用程式執行的過程中就不需要對磁碟數據存儲裝置進行存取。
全文摘要
一種帶有半導體存儲器的計算機；一種能在不需要進行磁碟存取時自動轉換到低功耗模式的磁碟數據存儲裝置；以及把某項應用程式和該項應用所需使用的大量數據文件相結合的方法。對計算機進行的安排是在執行某項應用之前先把大量的數據文件從磁碟數據存儲裝置中調到半導體存儲器中而在執行完該項應用之後至少把修改過的數據文件重新存入磁碟數據存儲裝置中。這樣，在執行該項應用程式的過程中就不需要對磁碟進行存取，因而降低了該裝置的功耗。
文檔編號G06F12/00GK1162151SQ9710260
公開日1997年10月15日 申請日期1997年2月5日 優先權日1996年2月20日
發明者A·溫諾柯爾 申請人:國際商業機器公司