本发明涉及处理系统，特别是在共享同一资源条件下进行多任务操作的处理系统。 技术上有两类数据处理系统。一类有单工作站，它具有可与自己的单独的处理机通信的输入/输出设备。另一类有多工作站，它们共享同一处理机。
这两类系统的用户都面对这样的问题：在用户命令中不能完成中断驱动的任务。例如，当用户正用系统的编辑程序准备一报告时，用户可能需要中断字处理功能，而暂时转到其它程序工作，比如，查阅常驻在与用户正用的编辑程序不同的另一程序中的电话号码。
已对这一问题提出这样一种解决办法：系统允许同时有多个程序的输出显示共享其屏面。为此，把屏面划分，使每一程序被显示到其自己的输出显示屏部分。这通常称为屏面共享。
但是，这种屏面共享是一种代价昂贵的办法，因为它要求大量的CPU工作时间。屏面共享的高代价是因为必须维持一个屏面上包含的全部多个窗口。而且，其附加代价是要对应用的输出显示进行剪辑使其适合于子屏范围。
屏面共享的另一问题是编制在屏面共享环境中可执行的应用程序要化费大量的开发时间。並且每一应用必须要记住它是工作在多业务环境的。
屏面共享也对应用提出了附加要求。通常应用必须要共享屏面显示这类资源。应用也必须与每一应用中收到屏面的大小相适应。因此，应用必须了解它工作在比整个屏面部分要小的环境中。
当采用使用UNIX（UNIX是AT&T贝尔实验室的商标）操作系统的处理系统中还会出现另一个问题。UNIX操作系统允许多业务（multiPle activities）操作，从而创造一个多处理系统。这称为多头（multi-thread）环境。这可使用户同时运行几个应用程序。但只有一个应用程序可真正地与终端对话。当多于一个应用程序同时与终端对话时，就会出现不希望有的输出混乱。用户必须从背景的其它应用程序中来控制输出。这称为盲背景处理，它很难监测。
解决这种多头问题的一种方法是在工作站中加入物理设备。但每一任务以及/或者虚机器都有一单独的物理终端也是不便利的。多显示器、键盘、定位器及其它对话资源的造价也阻止这类设备大量增加。工作站的设备数目一般受其接插件槽的数目或电源极限的限制。办公室或工作台的空间及电源插口等也限制了用户有效使用的设备的数目。多个设备的搬动也不方便。同时，多个对话设备同时使用，也要求人们的注意力非常集中。
因此，本发明的目的是奉献给用户一种接口，使用口可以在多头处理系统中方便地进入或退出多种业务的任一个。
本发明的另一目的是减小多业务环境的处理开销。
本发明的再一目的是在处理系统中运行时，消除应用程序必须记住它是在多道业务环境中运行这种必要。
本发明的再一目的是控制多头处理系统中多个应用程序的输出显示。
本发明的另一目的是使系统价格最低並提供操作人员以最大的便利。
在本发明的处理系统中，通过虚终端，使物理对话资源为多头环境中的多个应用程序所共享。虚终端为在一个虚机器以及/或多个虚机器上运行的多任务操作系统提供终端输入/输出支援。虚终端一词的含义是，对一个或多个虚机器来说，其外表上的终端数比该工作站实际上物理存在的终端数要多。
虚终端分时共享物理显示器，就产生了全屏面虚终端管理子系统。但时分共享的实现並不排除多重处理中单个虚拟终端空间分割显示屏软件包的使用。
因而本发明的处理系统，可根据仿真自己的实际硬件输入/输出设备的需要，来使虚终端打开，关闭、有效及无效。所以，应用中可认为他们处于可使用全部资源的环境中。这包括显示器、存贮器、键盘及定位器输入等资源。换句话说，可以使用整个屏面而不象其它应用中那样只使用屏面的一部分。
在使用时，应用程序可使用所有这些资源。但不用时，处理系统不必让应用程序知道，就收回了这些资源。做法是替换虚拟输出资源以允许应用程序继续执行，直到它要求用户输入为止。
图1给出处理系统的层。
图2给出了虚终端子系统的构成。
图1给出了本发明的处理系统的层。应用程序50在操作系统10（比如UNIX操作系统）下运行。下一层是虚拟机器接口（VMI）20。再下是虚拟资源管理程序60，它管理所有输入/输出设备40。虚终端子系统30是虚拟资源管理程序60的一部分。
在本发明的处理系统中，驱动用户接口的用户通过用户命令可从一种业务转换到另一业务。该处理系统使资源的利用虚拟化，它把全部资源给一用户业务使用。这由虚终端子系统30来完成。虚终端子系统为虚机器环境提供终端支持。
虚终端提供了使用的自由，就如他拥有整个真实终端一样。虚终端给虚机器一种印象，它有具有比实际存在的要多的显示设备，其输入设备也比实际存在的多，且这些设备的性能也与实际设备不同。同时，通过虚拟终端，写程序时可以不考虑实际终端设备的特性，比如显示缓冲器的组织结构、任选输入设备的存在等。此外，虚终端还解除了为处理实际资源限制而开发具体机能的程序装置。
本处理系统可以在系统设计的最低层进行多道程序工作，与此相反，本申请前面的背景文敢中讨论的系统是在应用层。终端的虚拟化就是在处理系统的这个基础上进行的。以这种方法，系统中使用的任何应用程序可利用多道工作而不管该特定程序的内部结构如何。程序可不必考虑终端的实现方法，也不必知道正以什么方式使用它。虚拟化是在处理系统的基本层而不是在应用层实现的。
虚拟化是在操作系统下面的称为虚拟资源管理程序的基本层内实现的。虚拟资源管理程序负责管理磁盘、存贮器及终端的虚拟化。
许多不同的虚拟机器可在虚拟资源管理程序上运行，每一虚拟机器可运行不同的操作系统。
本发明的虚拟终端模型利用glass电传打字机仿真，比如用键盘发送/接收（KSR）电传打字机，当然也可用其它型号的。
该特定装置的终端模型支持虚拟机器环境中UNIX操作系统对终端的要求。UNIX操作系统要求glass电传打字机仿真，比如数字设备公司（DEC）VT100，或者IBM3101（它是原键盘发/收（KSR）电传打字机的改进型。
KSR终端模型是一种按ANS13。64标准的ASCII终端仿真，它用PCASC11的集而不是ANSI3.4/3.41码集。ANSI3.64数据流按标准规定是一种扩充和型式，以支持声音发生能力和增强、处理定位器事件流、並为切换物理显示器、字形及终端特性提供各种控制。
每一虚终端体现了单个键盘发/收终端的特性。即，它识别並处理从虚拟机来的数据流，使出现要求的动作。这包括移动光标或者取出一个字符送到虚显示器，插入或抹除一行，清除屏面或者改变送出字符的属性。除这些动作之外，出局数据可使产生一系列连续单音，或者使虚显示的功能在任何可用的物理显示器上显示出来。
虚终端从虚键盘以及/或虚定位器接收信息，其输出接虚显示器。因而虚终端总可从其虚输入设备得到输入信息，並总可以 其虚输出设备输出。这些虚设备处，可以有/也可没有相应的物理设备。因此，虚终端不能真实地输入或者对物理显示器写。当每一虚终端识别並处理从键盘来的入局数据流时，若需要，它可以自动回波各种字符而只简单地把它送回其虚显示器。这一特性可使用应用程序的运行就好象它用真实KSR终端的效果一样。因而，应用程序的大部分可不必修改就可在这种虚终端环境下运行。
图2给出了虚资源管理程序下的虚终端管理程序的构成。虚机器接口（VMI）20位于完全支持虚资源管理程序的所有虚拟机器的上部。在虚拟机器接口层20下面是虚终端管理程序的各部分。
虚终端管理程序包括资源控制器310，屏面管理320，键盘设备驱动器410，定位器装置驱动器420，发声设备驱动器430、显示器设备驱动器440，及多个虚终端330。
资源控制器310启动並终止子系统。它也可使虚拟机器询问並修改对话设备、实终端的配置及特性，以便用户使用。並且，当虚终端打开及关闭，即，建立或无效时，资源控制器可以分配给虚终端工作所需的系统资源以及将其收回。
屏面管理器320实现将物理设备与配给虚终端所用的虚设备。屏面管理器与键盘及定位器设备驱动器一起，实现使这些输入设备虚拟化所要求的时分共享及空间共享。以类似方法，屏面管理器与虚拟显示驱动器一起，实现显示虚拟化所要求的时分共享。在任一时刻，显示器只能分配一个且只能一个给被虚终端使用的虚显示器。
屏面管理器将所有物理设备一起分配给有效虚终端的虚设备。有效的虚终端是用户可与对话的终端。有效虚终端可以真正到输入並可将产生的输出送到显示器。
屏面管理器也可进行物理资源的再分配。再分配的原因或者是应用户请求或者是应用请求。用户请求是通过分配给屏面管理器的逻辑键盘或者类似的逻辑鼠标器发生的。它包括从现行有效的虚终端把资源收回，並分配给一新的有效虚终端。这种分配要求涉及到的两个虚终端的合作。如上所述，设备驱动器的参加可保证敲击键盘及工作请求应答之间的同步。
虚终端管理子系统的另一部件是键盘设备驱动器410。键盘设备驱动器根据屏面管理器来的指令，把从真实键盘来的信息送给虚终端。
虚终端管理子系统的选件是定位设备驱动器420及声响设备驱动器430。定位设备驱动器根据屏面管理器的指令把从真实定位器来的信息送给虚终端。声响设备驱动器给予系统提供声响信号。
此外，还有一到四个显示设备驱动器440，它对显示适配器来的中断进行服务。
虚终端管理子系统包括一到三十二个虚终端。每一虚终端都具有虚终端方式处理器340。虚终端方式处理器使虚终端具有类似KSR的特性。每一虚终端还具有虚显示驱动器350。虚显示驱动器350是所有虚终端方式处理器显示器输出的目的地並使显示器虚拟化。每一虚终端也有一公共装置。通过它，虚终端方式处理器把自己对资源的请求送给资源控制器。
虚终端子系统的初始化。
虚终端子系统的初始化由资源控制器来实现。首先资源控制程序必须收到一个表。它包括各种其它子系统部件、字型及虚终端空缺值、实设备（显示、键盘等）的识别符。初始化要求：1）检查上述初始化信息是否完整及正确。2）实输入设备初始化。3）处理所提供的字型。4）建立屏面管理器。5）建立与屏面管理器通信的必要途径。6）把输入设备连到屏面管理器。7）把屏面管理器接到虚资源程序检查处理程序。8）某些部件间共用的通用数据结构的初始化。
资源控制程序以下述方式对子系统初始化。下述程序是以能导出源程序及机器码的程序设计语言来编写的。
INITIALIZE GLOBAL DATA STRUCTURE（通用数据结构初始化）
IF THE INITIALEATION INFORMATION NOT
COMPLETE AND CORRECT（若初始信息不完整或不正确）
THEN（则）
PRESENT ERROR INDICATION（给出错误指示）
ELSE（否则）
CALL INIT DEVICES（调用设备初始化程序）
CALL CREATE SM（调用建立屏面管理程序）
PRESET SUCCESS INDICATION（给出成功显示）
PREPARE TO SERVICE RESOURCE COMMANDS
FROM THE OPERATING SYSTEM（准备对操作
系统来的资源命令服务）
程序INIT DEVICES初始化系统的各设备驱动器，並把必须的信息放入通用数据结构供各部件使用。它也导出参数初始化中系统使用的识别根所 的信息。该程序也在设备到资源控制程序（RC）间建立通信路径。
程序CREAT SM建立屏面管理程序（SM）並建立从屏面管理程序到资源控制程序（RC），键盘及定位设备驱动器以及操作系统的通信路径。
打开虚终端
初始化之后，资源控制程序就可以接收资源请求了。当从操作系统收到一打开（建立）虚终端的请求时，资源控制程序取如下步骤：1）建立虚终端进程，2）完成虚终端方式处理器建立功能进程必须的功能（烤贝、连结），3）建立虚终端方式处理器与存在的设备驱动器之间的通信路径，4）给虚终端以外部识别符，5）把虚机器接到虚终端上，6）启动虚终端进程，把必要信息送到进程初始化参数中。
资源控制程序用下述程序把上述虚终端打开：
IF MAXIMUM NUMBER OF VIRTUAL TERMINALS
OPEN THEN（则）
INDICATE NO SUCCESS（指示不成功）
ELSE（否则）
CREATE VT（建立虚终端）
CREATE PATHS（建立路径）
INITIALZE THE VIRTUAL TERMINAL（见下面
说明）
（初始化虚终端）
TELL SM（告诉屏面管理程序）
INDICATE SUCCESS（指示成功）
程序CREATE VT复制虚终端方式处理器（VTMP）的码。这可使每一虚终端都有自己的数据及空间。程序然后建立虚终端进程。它也建立虚终端的内部名字及外部（操作系统）识别符。
程序CREATE PATHS建立虚终端与存在的设备驱动器之间以及与操作系统间的通信路径。它也建立屏面管理程序到虚终端的通信路径。而CREATE VT及CREATE PATHS都把信息保存在通用数据结构内。
程序TELL SM告诉屏面管理程序（SM）：打开一新的虚终端。它发出该虚终端的名字（及索引号到通用数据结构），这可使屏面管理程序（SM）推导出必须的信息。屏面管理程序开始使虚终端生效（见下述）。在TELL SM程序等待屏面管理程序完成之后，才允许资源控制器继续工作。
程序INDICATE SUCCESS返回虚终端一外部标识符，並使从操作系统到虚终端的通信路径返回到操作系统。
虚终端方式处理器必须实现对虚终端的初始化。在虚终端被初始化之后，虚终端方式处理器完成下述程序：
QUERY DEVICES（询问设备）
SELECT DISPLAY（选择显示器）
SELECT INPUT（选择输入）
程序QUERY DEVICES返回可用设备的识别符。程序SELECT DISPLAY可使虚终端方式处理器选择一个可用显示器来使用。SELECT DISPLAY为所选显示器复制一虚显示驱动器。並使其与虚终端方式处理器结合在一起。这可使该虚终端与其它虚终端独立地使用该虚显示器。当虚终端生效之后，虚终端就可开始与用户对话了。
程序SELECT INPUT可使虚终端方式处理器（VTMP）选择从键盘及/或定位器接收或不接收输入。
到此，操作系统就能与虚终端通信了。若接上屏面管理程序的话，操作系统也可发出关于虚终端的屏面管理命令。
虚终端关闭
为了关闭用上述步骤打开的虚终端，操作系统或者虚终端都可发出关闭请求。
资源控制器（RC）接收命令並完成下述动作：
TELL SM（CLOSE）（告诉屏管理程序关闭）
RECOVER RESOURCES（恢复资源）
INDICATE COMPLETION（指示完成）
程序TELL SM发一命令到屏 管理程序（SM），通过内部标识符，识别要关闭的虚终端。它等待屏管理程序（SM）完成其任务（见下述）。程序RECOVER RESOURCES恢复被关闭虚终端所用的全部资源（存贮器、控制块等），並从通用数据结构中去除该虚终端。程序INDICATE COMPLETION通知操作系统（若是它请求关闭的话）：关闭已完成;不必通知虚终端，因它已不存在了。
当资源控制程序（RC）等待时，屏面管理程序完成下述动作：
COMMAND MP（close）
NEW VT ACTIVE
ACK RC
程序COMMAND MP通过它们之间的通信路径发一关闭命令到虚终端，並等待虚终端（VTMP）来响应。程序NEW-VT-ACTIVE使另一虚终端有效，即，给该新虚终端分配其实输入及输出设备（见下述）。程序ACK RC通知RC，使RC继续进行其关闭处理。
虚终端方式处理器（VTMP）接收关闭命令並实现下述动作：
RELEASE DISPLAY
ACK SM
TERMINATE
RELEASE DISPLAY程序告诉虚显示驱动程序（VDD）：它可以释放其资源。ACK SM使屏面管理程序（SM）继续其关闭处理。TERMINATE不是程序;虚终端方式处理器（VTMP）用返回来结束其虚终端进程。
使虚端生效/失效
由于使虚终端打开或关闭，或因用户请求使另一虚终端生效，都可发生使虚终端有效的动作。它要求屏管理程序（SM），现行有效虚终端的虚终端方式处理器（VTMP）（或其等效装置）、下一有效虚终端的虚终端方式处理器（VTMP）（或其等效装置）、下一有效虚终端的虚终端方式处理器（VTMP）以及输入设备驱动器共同操作。屏管理程序完成下述动作：
FIND-VT
COMMAND KDD（NEW-VT）
COMMAND-LDD（NEM-VT）
COMMAND VT（DEACTIVAE）
COMMAND-VT（ACTIVATE）
UPDATE-DATA（NEW-VT）
FIND-VT程序确定要有效的是哪个虚终端。结果取决于屏面管理的原则及收到的实际命令。
程序COMMAND-KDD把一命令送到从键盘接收输入的虚终端新标识的键盘设备驱动器（KDD）。程序COMMAND-LDD发出一命令到从该定位器接收输入的虚终端所标识的定位器设备驱动器（LDD）。这些程序在返回前要等待设备驱动器完成其动作。设备驱动器完成相同的动作（见下述）。
带无效选项的COMMAND VT程序使现行有效的虚终端完成必要的动作（见下述）。带有效选项的COMMAND VT程序使现正有效的虚终端完成必须的动作（见下述）
程序UPDATE DATA对屏管理程序的内部结构进行运算，以使它知道什么样的虚终端是有效的。
键盘设备驱动器（KDD）以及/或定位器设备驱动器（LDD）完成下述动作。
SET NEW-PATH-MDES
SEND STATUS
ACK-SM
程序SET NEW PATH MODES把与新有效的虚终端的通信路径的标识符放到一内部结构中。它也为终端的设备建立一正确的工作方式。
程序SEND-STATUS告诉虚终端现行设备状态，比如，当虚终端变为有效时，已按下了哪些相应的键（或按钮）。
程序ACK-SM使屏管理程序（SM）以同步方式继续进行其处理。
下述程序可使虚终端的虚终端方式处理器（VTMP）变成无效：
DEACTIVATE VDD
NO SOUND
程序DEACTIVATE-VDD告诉虚终端的虚显示设备驱动器（VDD）：它不能写显示器，必须对虚终端来的输出信息进行缓存。程序NO-SOUND使虚终端方式处理器（VTMP）的内部标志位置，使它不能把操作系统的发声请求送到声响设备驱动器（SDD）。
下述程序可使虚终端的虚终端方式处理器（VTMP）生效：
ACTIVATE-VDD
SOUND-OK
程序ACTIVATE-VDD告诉虚终端的虚显示驱动器（VDD）它可以写显示，但虚显示驱动器首先要把其缓存内保存的信息送到显示上。这样用户就可看到其应用中的最新有用信息。程序SOUND-OK使虚终端方式处理器的内部标志置位，以便它可把操作系统的发声请求送到声响设备驱动器（SDD）。
到此，用户就可与新有效的虚终端对话了。
虚终端以送到真实显示终端的形式从虚机器取 输入。它被虚拟化成 例的样子。若虚终端是有效终端，即用户现正与之对话的终终，终端就拥有它需要的那么真正资源。它从定位设备驱动器及键盘设备驱动器取得全部输入。而且从驱动器来的输入将被送到该终端。它产生的任何声音将送到声响设备驱动器，产生的任何显示将被送到显示驱动器，並在显示设备的真实屏上呈现给用户。
其它被打开但不是现行有效的虚终端可以从虚机器得到输出信息。当它们得取这些输出时，不管虚终端是否有效，虚机器接口电平与它们的虚机器的完全一样。因此，当无效虚终端得到向显示器输出的请求时，它不把该请求送到设备驱动器，它使之虚化而送到设备驱动器缓冲存贮器。
这种缓冲存贮器是存贮器（RAM）的一部分，用来保存显示器的现行状态。无论何时，虚终端的虚图象空间缓冲器都包含了送到虚终端的所有输出请求的屏面累积正面显示的内容。若终端由用户使之生效。虚设备缓存的内容将显示在实显示屏上。
当给特定虚终端以真实物理显示资源时，它必须把虚图象空间累积数据变成实显示设备命令。这使用户可看到现行信息的近况。换句话说，当强迫虚终端放 其真实显示资源时，这从概念上类似于用户把其目光从其实显示终端移开一定时间。当他返回来看它时。它可以看见到这时为止累加的修改过的显示。
即使在不分配给其真实设备时，图象定间缓存也能被更新这一点是很重要的。在虚终端管理子系统显示设备驱动器内，这些虚拟化的图象缓存以与设备相依存的方式被维持。
屏管理程序以下述方式与用户对话。有这样一种终端环：每次打开虚终端时，它被放入该环内。当用户要同指定终端对话固而在特定应用中，用户可在键盘上敲打某一键序列。该键序列被键盘设备驱动器送到屏管理程序。通过检查环的结构，屏管理程序决定现在用户可用的终端中的哪一个应变成有效状态。以这种方式，用户可以决定在某一给定时间它可选择与哪种业务或者哪种应用对话。
改变终端业务状态所涉及的部门包括屏管理程序，设备驱动器及虚终端。事件序列如下，某一时刻，告诉屏管理程序：一新终端要成为有效终端，它就送出一新的路由信息给输入设备驱动器。键盘或定位设备驱动器接收该信息。並决定它需要改变路由，使输入信息送到该新的有效的虚终端。
这是输入设备的情况。输出设备以稍稍不同的方式进行处理。屏管理程序通知虚终端将要变成无效。在有声响设备驱动器的情况下，虚终端自己应负责来决定它不再向声响设备驱动器发出声响请求使其产生用户可听到的声响信号。
对虚显示驱动器，有完全不同的机理。在这种情况下，虚显示驱动器对于虚终端来说是一系列可被虚终端调用以产生显示输出的程序。在使终端无效时，它调用虚显示驱动程序使终端无效。在此情况下，当虚机器想通过其虚终端向显示输出时，虚显示驱动程序把应送到设备中的任何信息都送到虚图象空间。这可使正使用虚终端的应用程序继续与虚终端通信。就象它仍然有效一样。想变为有效的终端调用虚显示驱动程序可使终端有效。虚终端可以如同它无效时一样的方式使用虚显示驱动程序，但其虚显示驱动程序现在可自由地真正向显示适配器写入。
因此，使用虚终端的应用程序可以不必知道它是不是有效的虚终端。任何时候他都可以与其虚终端通信。当其虚终端再度变成有效时，就可看到对其显示器作的修改。应用程序完全不知道虚终端是无效的。