2.5 研究的主要内容和创新点

本书所述研究内容主要是为解决机房公用教学计算机系统维护和系统应用中的难点，经过长期的研究，针对教学用计算机系统设计与实现，依据嵌入式理论，提出这样一个新的观点，如图2-2所示为基于固化操作系统的教学计算机系统模型。

图2-2 基于固化操作系统的教学计算机系统模型

把计算机操作系统从硬盘中剥离出来，固化于可擦写型芯片EEPROM中，安装在计算机主板空闲的PCI扩展槽上，改进计算机启动方案，自检过后，直接由ROM中的操作系统启动，实现自举。应用程序、大量数据文件、特性设置文件依然安装在硬盘中。为适应教学需求，在ROM中同时固化入一段教学系统程序，在操作系统启动完成后，直接跟随操作系统启动，教学系统独立存在，基本不占用或很少占用教师端和学生端系统资源。设计专门与网络相结合的保护系统，可以对计算机CMOS、硬盘应用系统等进行常规维护。固化的操作系统、教学系统和保护系统三者整合成PCI硬件卡，形成免维护的操作系统和易维护的应用系统应用在计算机中，构成功能完备的教学用计算机系统。

这种做法是以嵌入式片上系统加入计算机硬件系统中，实现了教学用计算机操作系统的长久保护。在此基础上，分析研究计算机操作系统“无损修复”和“免维护计算机”的实现。当计算机出现问题时，自身一般不用借助外力或外部程序，由原本自身自带的、完好的操作系统程序进行重新加载重启。计算机能够恢复基本操作系统的功能，如要更新操作系统，可通过留取的USB接口更新。如要更新硬盘应用软件系统或完全重新安装硬盘应用系统，可通过单体计算机安装或网络Ghost硬盘某一分区来实现。

根据这一设想，以目前流行的Windows XP操作系统为研究对象，将XP操作系统封装入可擦写的EEPROM存储体，教学系统、计算机防护系统也分别存入EEPROM存储体，依据嵌入式理论，三者共同集成PCI插卡，插入计算机主板PCI扩展槽上，实现计算机自举。把存入操作系统的EEPROM在不需要更新时，设成只读格式，以防删除程序或被病毒、木马等写入，实现长期保护。