[发明专利]积木式计算机和操作系统

权利要求书

1.积木式计算机和操作系统，它所有的硬件、软件和接口都被设计和制造成模块——积木块，人们可以根据不同的用途和需要选择积木块，然后将它们组合在一起，就如同搭积木一样构成适应用户需求的计算机，积木式计算机的操作系统在逻辑上将这些积木连接在一起，并且控制和操作它们的运行，实现计算机的全部功能。其特征是：积木式计算机系统中有多个内存储器；每一个内存储器都是独立的；每一个内存储器中固化一个(也可以将几个合并在一起)独立运行的应用程序，程序类型不受限制；内存储器可以有属于本身的接口与其他设备连接，并且利用该内存储器中固化的程序对连接的设备进行控制和操作；CPU可以单独访问每一个存储器，并且与它建立独立的逻辑关系；积木式计算机由以下8个部分组成：主板模块(MBM——Main Board Model)，中央处理器模块(CPUM——CPU Model)，高速缓存模块(CacheM——Cache Model)，菜单操作系统模块(MOSM——Menu Operation SystemModel)，内存、程序和接口模块(MPIM——Memory，Program and Interface Model)，扩展主板模块(EBM——Extended Board Model)，电源模块(PAM——Power Adapter Model)机箱模块(BM——Box Model)；积木式计算机的控制由菜单操作系统(MOS)的整体控制和MPIM的应用程序控制两部分构成。

2.根据权利要求1所述的积木式计算机和操作系统，其特征是：主板模块是一块高密度印刷电路板，它是积木式计算机的主电路，它的作用是在机械和电气上将积木式计算机的各个模块连接起来；对地址、数据和控制3类信号进行传输；对于32位数据采用总线式系统结构；对于64位数据采用总线式系统结构或者通道式系统结构；对于128位数据采用通道式系统结构；主板模块上有若干电路插槽，每一个插槽与总线或者通道连接，插槽是其他模块构成和连接计算机的接口，插槽采用统一的机械、电气和数据标准；主板模块上有一个总线扩展插槽，用于连接扩展主板；主板模块上有专门的供电插槽，连接标准的电源模块。

3.根据权利要求1所述的积木式计算机和操作系统，其特征是：中央处理器模块由CPU和数据统一转换电路组成，CPU可以是32位、64位和128位，不同系列的CPU通过数据统一转换电路形成统一的数据格式和指令集，中央处理器模块通过标准插槽连接到主板模块上，构成计算机的主体部分。

4.根据权利要求1所述的积木式计算机和操作系统，其特征是：高速缓存采用高速随机存储器，用来存放当前执行的程序中的活跃部分，它通过标准插槽连接到主板上，构成计算机的主体部分；高速缓存模块的大小和类型可以根据需要选择。

5.根据权利要求1所述的积木式计算机和操作系统，其特征是：内存、程序和接口模块是积木式计算机的功能模块，所有的应用程序或者需要程序驱动的I/O设备都通过MPIM连接到计算机上；MPIM与主板的接口采用积木式计算机的标准结构；MPIM采用只读存储器(ROM)，应用程序预先存储固化在内，而且应用程序必须是该程序的全集；MPIM可以有自己独立标准的接口连接其他外部设备(包括传统意义上的外设)；可以有不需要指令就直接运行的MPIM(如连接人工输入初始指令的设备)；MPIM也可以有属于自己的随机存储器(RAM)，用来存放自身在运行过程中的临时程序和数据；这类随机存储器也可以有自己独立的供电(如电池)系统，用于长久保存数据(如在控制过程中的用户参数和数据)。

6.根据权利要求1所述的积木式计算机和操作系统，其特征是：菜单操作系统模块中的ROM固化了菜单操作(MOS)，它是积木式计算机的核心部分之一，它通过标准插槽连接到主板上，构成计算机的主体部分；菜单操作系统是一个面向多任务的实时操作系统，它有一个菜单式操作过程，其他所有的应用程序都链接在它的上面；针对不同的需求它可以有不同的版本；它的主要功能是：识别安装于计算机上的模块，并在它们之间建立起相应的联系；启动、运行和终止应用程序；在MPIM与CPUM之间、不同的MPIM之间传输指令和数据；处理计算机运行过程中出现的非正常事件。

7.根据权利要求1所述的积木式计算机和操作系统，其特征是：扩展主板模块是积木式计算机的主电路延伸，当主板的插槽不能满足需要时，将扩展主板模块通过总线扩展插槽连接到主板模块上，也可以将多个扩展主板模块连接在一起，扩大主板的规模。