2.5 研究的主要內容和創新點

本書所述研究內容主要是為解決機房公用教學計算機系統維護和系統應用中的難點，經過長期的研究，針對教學用計算機系統設計與實現，依據嵌入式理論，提出這樣一個新的觀點，如圖2-2所示為基于固化操作系統的教學計算機系統模型。

圖2-2 基于固化操作系統的教學計算機系統模型

把計算機操作系統從硬盤中剝離出來，固化于可擦寫型芯片EEPROM中，安裝在計算機主板空閑的PCI擴展槽上，改進計算機啟動方案，自檢過后，直接由ROM中的操作系統啟動，實現自舉。應用程序、大量數據文件、特性設置文件依然安裝在硬盤中。為適應教學需求，在ROM中同時固化入一段教學系統程序，在操作系統啟動完成后，直接跟隨操作系統啟動，教學系統獨立存在，基本不占用或很少占用教師端和學生端系統資源。設計專門與網絡相結合的保護系統，可以對計算機CMOS、硬盤應用系統等進行常規維護。固化的操作系統、教學系統和保護系統三者整合成PCI硬件卡，形成免維護的操作系統和易維護的應用系統應用在計算機中，構成功能完備的教學用計算機系統。

這種做法是以嵌入式片上系統加入計算機硬件系統中，實現了教學用計算機操作系統的長久保護。在此基礎上，分析研究計算機操作系統“無損修復”和“免維護計算機”的實現。當計算機出現問題時，自身一般不用借助外力或外部程序，由原本自身自帶的、完好的操作系統程序進行重新加載重啟。計算機能夠恢復基本操作系統的功能，如要更新操作系統，可通過留取的USB接口更新。如要更新硬盤應用軟件系統或完全重新安裝硬盤應用系統，可通過單體計算機安裝或網絡Ghost硬盤某一分區來實現。

根據這一設想，以目前流行的Windows XP操作系統為研究對象，將XP操作系統封裝入可擦寫的EEPROM存儲體，教學系統、計算機防護系統也分別存入EEPROM存儲體，依據嵌入式理論，三者共同集成PCI插卡，插入計算機主板PCI擴展槽上，實現計算機自舉。把存入操作系統的EEPROM在不需要更新時，設成只讀格式，以防刪除程序或被病毒、木馬等寫入，實現長期保護。