解读多系统启动的背后

技术宅

微软最近申请了一项专利，即“移动设备下多系统启动”，这种技术号称可以在移动设备上实现多个系统的分阶段启动。下面就让来解析一下什么是“移动设备下多系统启动”，看看它和我们常见的多系统启动有什么区别。

专利起底——认识移动设备下的多系统启动

说到多系统的启动，可能很多朋友会想到我们电脑上的Windows 7+Windows 8双系统，或者平板上的Android+Windows的组合。多系统的启动大家似乎都已经很熟悉了，微软的“移动设备下多系统启动”为何能够成为专利，它和上述常见的多系统启动有什么区别呢？

实际上，微软的“移动设备下多系统启动”专利并非多系统的独立启动，严格来说它是一款系统的分阶段启动，但是每个阶段启动的都是一个可以独立运行相关程序的子系统，多阶段启动后每个子系统可以共存在一个硬件平台，并且各自执行不同的后台进程，实现多系统、多进程同时运行。这里可以把每个子系统看作是一个独立的系统，因此它和常规的多系统非常类似，最大的不同则是多系统的分阶段启动和共存性（图1）。

专利探秘——深入了解移动设备下的多系统启动

如上所述，微软的“移动设备下多系统启动”实际上是一款系统的分阶段启动。那么这种分阶段的启动是怎么实现的？

根据微软方面的透漏，这种专利将在运行Windows 10系统的移动设备上实现。不过实际上在同一款设备上同时运行多个系统，微软早在之前发布的Xbox One就已经率先使用类似的多系统启动技术了。熟悉Xbox One设备的朋友都知道，它和我们常见的PC不同，在这个设备上有三个操作系统，分别是Xbox OS、定制版Windows 8和一款过渡系统。其中Xbox OS是最基本的系统，它主要用于运行For Xbox的各种游戏应用；定制版的Windows系统是运行Skype等非游戏类应用；而最后一个系统则是让Xbos OS和Windows实现来回切换。这样在一台Xbox One上就实现了三系统的启动和共存（图2）。

从启动原理上来说，微软现在申请的“移动设备下多系统启动”专利就和Xbox One极为类似。在Xbox One启动后，设备会依次加载上述三个系统，每个系统加载的服务和硬件资源各不相同。对于“移动设备下多系统启动”专利，原理也是通过分步加载不同组件实现各个子系统的不同功能。

对于使用过PE的朋友都知道，PE是精简的Windows系统，通过在后台加载最基本的后台服务，我们可以使电脑只运行精简Windows，这样既节省资源，又能够提供基本功能。微软这项多系统启动专利就类似PE系统和完整版Windows 10的结合体。

使用这项专利的Windows 10移动设备，当设备启动的时候，设备会首先加载轻量级的Windows 10系统，这个子系统可以拥有一些定制功能，比如提供最基本的通讯功能，或者提供听歌、看电影的基本娱乐功能，满足用户一些基本需求，同时达到节省资源（电量）的目的。而当用户需要使用更为丰富的功能（如需要使用Windows 10手机处理文档、玩游戏）时，手机则可以继续加载其他组件，同时启动到完整版的Windows 10来满足用户的需求，当然这两个系统可以共存于后台，方便用户随时进行切换。这样通过分阶段的启动就实现类似传统多系统启动的功效（图3）。

当然了，如果要实现更多系统的启动，微软还可以借助类似Windows Embedded（一种嵌入式操作系统）系统的方法，通过组件化形式提供各种定制Windows子系统功能，或者利用微软先进的虚拟化技术（Hyper-V），通过加载实体系统+各种虚拟化子系统实现更多定制子系统的启动（图4）。

不仅仅是启动——新专利给我们带来的便利

对于现在的移动设备，无论是硬件还是软件（操作系统）层面，相对于用户的普通需求来说都已经出现性能“富余”的状况。

比如很多时候（如外出坐车或者步行状态下），我们对于手机的要求只要其提供最基本的通讯功能即可。但是硬件和软件的强大功能却不会由于我们只要使用简单功能而“放下身段”，系统仍会加载全部硬件驱动，依旧会在后台运行全部所需的后台服务，最终的结果则是很快耗尽我们宝贵的电量。

而微软的这项新专利则可以为我们带来一种全新的体验。据微软工程师介绍，移动设备多系统启动可以让多款操作系统提供不同功能的模式。如在安装Windows 10系统的手机上，多系统的启动技术可以让手机优先启动到一个轻量系统，在这个子系统中用户可以使用最基本的通讯功能，同时系统也是占用最少的硬件资源，从而达到既为用户提供基本功能，又可以节省资源的目的。而如果用户要使用更多的功能，则可以让手机继续启动到正常的Windows 10系统（图5）。

同样的，多系统启动技术也可以为企业解决很多棘手难题。对于一些安全性较高的公司，可以通过为分阶段启动的系统设置密码保护，从而实现不同阶段启动的系统拥有对不同资源的访问权限。比如可以将公司PC启动到只允许访问公司服务器主页权限的子系统，这样无需像原来PC那样进行繁杂的权限设置，通过定制的子系统就可以在系统层面轻松实现特定的安全控制。