解讀多系統(tǒng)啟動(dòng)的背后

技術(shù)宅

微軟最近申請了一項(xiàng)專利，即“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”，這種技術(shù)號稱可以在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)的分階段啟動(dòng)。下面就讓來解析一下什么是“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”，看看它和我們常見的多系統(tǒng)啟動(dòng)有什么區(qū)別。

專利起底——認(rèn)識移動(dòng)設(shè)備下的多系統(tǒng)啟動(dòng)

說到多系統(tǒng)的啟動(dòng)，可能很多朋友會(huì)想到我們電腦上的Windows 7+Windows 8雙系統(tǒng)，或者平板上的Android+Windows的組合。多系統(tǒng)的啟動(dòng)大家似乎都已經(jīng)很熟悉了，微軟的“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”為何能夠成為專利，它和上述常見的多系統(tǒng)啟動(dòng)有什么區(qū)別呢？

實(shí)際上，微軟的“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”專利并非多系統(tǒng)的獨(dú)立啟動(dòng)，嚴(yán)格來說它是一款系統(tǒng)的分階段啟動(dòng)，但是每個(gè)階段啟動(dòng)的都是一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行相關(guān)程序的子系統(tǒng)，多階段啟動(dòng)后每個(gè)子系統(tǒng)可以共存在一個(gè)硬件平臺(tái)，并且各自執(zhí)行不同的后臺(tái)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)、多進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行。這里可以把每個(gè)子系統(tǒng)看作是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，因此它和常規(guī)的多系統(tǒng)非常類似，最大的不同則是多系統(tǒng)的分階段啟動(dòng)和共存性（圖1）。

專利探秘——深入了解移動(dòng)設(shè)備下的多系統(tǒng)啟動(dòng)

如上所述，微軟的“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”實(shí)際上是一款系統(tǒng)的分階段啟動(dòng)。那么這種分階段的啟動(dòng)是怎么實(shí)現(xiàn)的？

根據(jù)微軟方面的透漏，這種專利將在運(yùn)行Windows 10系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。不過實(shí)際上在同一款設(shè)備上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)，微軟早在之前發(fā)布的Xbox One就已經(jīng)率先使用類似的多系統(tǒng)啟動(dòng)技術(shù)了。熟悉Xbox One設(shè)備的朋友都知道，它和我們常見的PC不同，在這個(gè)設(shè)備上有三個(gè)操作系統(tǒng)，分別是Xbox OS、定制版Windows 8和一款過渡系統(tǒng)。其中Xbox OS是最基本的系統(tǒng)，它主要用于運(yùn)行For Xbox的各種游戲應(yīng)用；定制版的Windows系統(tǒng)是運(yùn)行Skype等非游戲類應(yīng)用；而最后一個(gè)系統(tǒng)則是讓Xbos OS和Windows實(shí)現(xiàn)來回切換。這樣在一臺(tái)Xbox One上就實(shí)現(xiàn)了三系統(tǒng)的啟動(dòng)和共存（圖2）。

從啟動(dòng)原理上來說，微軟現(xiàn)在申請的“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”專利就和Xbox One極為類似。在Xbox One啟動(dòng)后，設(shè)備會(huì)依次加載上述三個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)加載的服務(wù)和硬件資源各不相同。對于“移動(dòng)設(shè)備下多系統(tǒng)啟動(dòng)”專利，原理也是通過分步加載不同組件實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的不同功能。

對于使用過PE的朋友都知道，PE是精簡的Windows系統(tǒng)，通過在后臺(tái)加載最基本的后臺(tái)服務(wù)，我們可以使電腦只運(yùn)行精簡Windows，這樣既節(jié)省資源，又能夠提供基本功能。微軟這項(xiàng)多系統(tǒng)啟動(dòng)專利就類似PE系統(tǒng)和完整版Windows 10的結(jié)合體。

使用這項(xiàng)專利的Windows 10移動(dòng)設(shè)備，當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)候，設(shè)備會(huì)首先加載輕量級的Windows 10系統(tǒng)，這個(gè)子系統(tǒng)可以擁有一些定制功能，比如提供最基本的通訊功能，或者提供聽歌、看電影的基本娛樂功能，滿足用戶一些基本需求，同時(shí)達(dá)到節(jié)省資源（電量）的目的。而當(dāng)用戶需要使用更為豐富的功能（如需要使用Windows 10手機(jī)處理文檔、玩游戲）時(shí)，手機(jī)則可以繼續(xù)加載其他組件，同時(shí)啟動(dòng)到完整版的Windows 10來滿足用戶的需求，當(dāng)然這兩個(gè)系統(tǒng)可以共存于后臺(tái)，方便用戶隨時(shí)進(jìn)行切換。這樣通過分階段的啟動(dòng)就實(shí)現(xiàn)類似傳統(tǒng)多系統(tǒng)啟動(dòng)的功效（圖3）。

當(dāng)然了，如果要實(shí)現(xiàn)更多系統(tǒng)的啟動(dòng)，微軟還可以借助類似Windows Embedded（一種嵌入式操作系統(tǒng)）系統(tǒng)的方法，通過組件化形式提供各種定制Windows子系統(tǒng)功能，或者利用微軟先進(jìn)的虛擬化技術(shù)（Hyper-V），通過加載實(shí)體系統(tǒng)+各種虛擬化子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更多定制子系統(tǒng)的啟動(dòng)（圖4）。

不僅僅是啟動(dòng)——新專利給我們帶來的便利

對于現(xiàn)在的移動(dòng)設(shè)備，無論是硬件還是軟件（操作系統(tǒng)）層面，相對于用戶的普通需求來說都已經(jīng)出現(xiàn)性能“富余”的狀況。

比如很多時(shí)候（如外出坐車或者步行狀態(tài)下），我們對于手機(jī)的要求只要其提供最基本的通訊功能即可。但是硬件和軟件的強(qiáng)大功能卻不會(huì)由于我們只要使用簡單功能而“放下身段”，系統(tǒng)仍會(huì)加載全部硬件驅(qū)動(dòng)，依舊會(huì)在后臺(tái)運(yùn)行全部所需的后臺(tái)服務(wù)，最終的結(jié)果則是很快耗盡我們寶貴的電量。

而微軟的這項(xiàng)新專利則可以為我們帶來一種全新的體驗(yàn)。據(jù)微軟工程師介紹，移動(dòng)設(shè)備多系統(tǒng)啟動(dòng)可以讓多款操作系統(tǒng)提供不同功能的模式。如在安裝Windows 10系統(tǒng)的手機(jī)上，多系統(tǒng)的啟動(dòng)技術(shù)可以讓手機(jī)優(yōu)先啟動(dòng)到一個(gè)輕量系統(tǒng)，在這個(gè)子系統(tǒng)中用戶可以使用最基本的通訊功能，同時(shí)系統(tǒng)也是占用最少的硬件資源，從而達(dá)到既為用戶提供基本功能，又可以節(jié)省資源的目的。而如果用戶要使用更多的功能，則可以讓手機(jī)繼續(xù)啟動(dòng)到正常的Windows 10系統(tǒng)（圖5）。

同樣的，多系統(tǒng)啟動(dòng)技術(shù)也可以為企業(yè)解決很多棘手難題。對于一些安全性較高的公司，可以通過為分階段啟動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)置密碼保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)不同階段啟動(dòng)的系統(tǒng)擁有對不同資源的訪問權(quán)限。比如可以將公司PC啟動(dòng)到只允許訪問公司服務(wù)器主頁權(quán)限的子系統(tǒng)，這樣無需像原來PC那樣進(jìn)行繁雜的權(quán)限設(shè)置，通過定制的子系統(tǒng)就可以在系統(tǒng)層面輕松實(shí)現(xiàn)特定的安全控制。