【转载】RAMOS (内存操作系统)-无忧百科

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内存操作系统(RAMOS)是全内存运行,启动后不依赖硬盘的Windows系统。它的原理是利用特殊的软件把多余的内存虚拟为内存盘,然后将制作好的操作系统镜像释放到这个虚拟内存盘中运行,让Windows操作系统和应用软件完全工作于内存之中,从而让操作系统和应用软件获得极快的打开和运行速度,因为操作系统和软件全部是在内存中运行的,所以重启后针对系统盘的操作都会被还原,避免了病毒和恶意软件对系统的损坏,但也可以对操作系统和软件进行热备份操作,确保对操作系统和软件的设置及安装重启生效。

一、RAMOS的分类

        按照是否全部加载进入内存,可以分为非全内存运行和全内存运行RAMOS。
按照RAMOS虚拟磁盘的压缩方式可以分为NTFS压缩模式、Wimboot压缩模式、Compact压缩模式、无压缩模式RAMOS。
按照RAMOS所采用的驱动可以分为Ramdisk驱动、firadisk/winvblock/SVBus驱动、Vsuite/Primo Ramdisk/PrimoCache驱动、混合驱动模式RAMOS。


二、RAMOS的发展历史


其实早在Windows 98时代我们就接触过,使用Windows 98启动光盘通过config.sys加载Ramdrive.sys驱动,Ramdrive.sys会创建一个随机虚拟磁盘,它利用内存虚拟出一个磁盘存放常用的DOS工具例如attrib、format、sys、chkdsk等。
在Win9x时代,通常采用微软自带的一个ramdisk.sys驱动,来实现将内存中划分出一块空间来作为磁盘来使用,但是这个方式所映射磁盘一般只能作为逻辑盘来使用,用户可以把系统临时文件或一些小型常用软件放在这个磁盘空间中以提高运行速度。
从Windows XP开始,微软安装光盘开始提供Windows PE,即Windows预安装环境,是带有有限服务的最小Win32子系统,基于以保护模式运行的Windows XP Professional及以上内核,后来的Windows Server 2003、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10安装盘均提供了PE内核。WIN PE采用Ramdisk.sys创建内存盘,并从该内存盘启动,启动后会把所有文件加载到内存运行,这样不仅速度快,而且能够更好地保护系统核心文件不受破坏,无忧启动论坛有把WIN8 WIN10PE转为RAMOS的。
微软的Ramdisk除了可用于WIN PE,也可以用来做操作系统的RAMOS,在xp和2003中,ntldr引导ramdisk制作的img的大小限制是488M,破解ntldr后这个限制变为1.75G;在win7和win8以及8.1update1以上系统中,x86约是900M,x64跟电脑有关,为可用的低端内存,大概3.25g左右,因为ramdisk 有很多限制,单纯使用ramdisk不实用,放不了整个系统文件,很难保持较完整的功能。
第三方开源的内存盘驱动winvblock、firadisk和SVBus也为RAMOS的发展提供了很大的帮助,winvblock是2009年6月份由加拿大的Shao Miller编写的,firadisk是2009年8月份由泰国的karyonix编写的,SVBuss是德国的Kai Schtrom于2018年6月10日发布的,其功能和速度方面比微软的ramdisk.sys都有了很大的改进,winvblock、firadisk和SVBus都可以把grub4dos在实模式下创建的仿真内存盘带入Windows,grub4dos引导虚拟内存盘中的NTLDR/BOOTMGR,进而启动内存盘中的Windows,就可以实现操作系统从内存启动运行。firadisk和SVBus支持加载镜像到高位内存。
2009年,Romex Software软件开发商推出的的商业软件VSuite Ramdisk及后来的Primo Ramdisk给RAMOS带来了很大的提升,内存虚拟硬盘软件Primo Ramdisk是VSuite Ramdisk的第二代产品,相比VSuite Ramdisk,它实现了更多的功能,更好的性能,以及更友好的用户界面。和VSuite Ramdisk同样,Primo Ramdisk 提供了对传统硬盘性能瓶颈问题的有效解决方案。它采用独特的软件算法,高效率地将物理内存虚拟成物理硬盘,使得对硬盘文件的数据读写转化为对内存的数据访问。由于物理内存的访问速度远远超过传统硬盘,因此可以极大的提高数据读写速度,从而突破硬盘瓶颈,飞速提升计算机性能。Primo Ramdisk同时提供了强大的镜像文件功能,支持关机时将虚拟硬盘的内容自动保存到镜像文件以及开机时自动从镜像文件加载内容到虚拟硬盘等功能,使内存虚拟硬盘的内容在计算机开关机时仍可继续存在。Primo Ramisk 支持诸多高级镜像功能,如定时保存、 实时保存、快速保存以及延迟加载等,可以更好地满足用户多种需求。此外,Primo Ramdisk 提供了独特的内存管理特性,更有效地利用物理内存。它支持动态内存管理,可以根据需要动态地分配或释放内存,从而更合理地使用物理内存,避免长期无意义地占用内存。Primo Ramdisk 同时实现了未识别内存管理接口 (UIMMI),可以使用未识别内存创建虚拟硬盘,从而间接地支持在32位操作系统上使用超过4GB的物理内存,避免物理内存的浪费。
2015年2月,无忧启动论坛的zhchsgdtc大神(论坛图像是个机器猫,所以江湖人称“机器猫大侠”)经过较长时间的研究总结,在无忧启动论坛发布了一篇《所有系统制作Primo单镜像RamOS详细图文教程(教你一步步做成ramos,多图,手机慎入)》的制作教程,从此拉开了广大RAMOS爱好者研究制作基于Primo驱动RAMOS的热潮。Primo Ramdisk是一款优秀的ramdisk软件,用它制作RamOS有几个优势:
1、性能优秀,连续读写和4k读写能力是firadisk的2倍以上。
2、32位系统中可利用未识别内存,并能自己设置安全的内存区域,避免蓝屏。
3、能够跨高低位内存分界线(3.25g左右)建立ramdisk,最大程度利用内存,也可免除打4G补丁带来的蓝屏问题。Firadisk建立的ramos不能同时使用低位和高位内存。
4、建立的ramos还有许多高级玩法,比如延时加载、动态扩容等。
5、Primo内存盘启动速度要比firadisk内存盘速度快。Primo内存盘用grub4dos的map –read-only载入内存就可以直接启动,firadisk内存盘需要grub4dos用map –mem载入内存,载入内存的时间较长,而且占用内存比Primo启动方式大一个磁盘镜像的大小,这是Primo驱动的另一个优势。
每个阶段的驱动都较上一阶段的传输速度有了很大的提升,基于以上种种优势,Primo Ramdisk基本可以完全取代微软的Ramdisk驱动和Firadisk/Winvblock驱动。Romex Software软件开发商还推出了虚拟缓存软件PrimoCache,PrimoCache是一款可以将物理内存、SSD硬盘或闪存盘等虚拟成硬盘缓存的软件。PrimoCache也支持缓写功能,可以将系统请求写入的数据先存入缓存设备中,在一定时间后再将数据从缓存设备写入物理硬盘中。缓写功能使系统的写入请求可以快速完成,从而极大地提升硬盘的写入性能。此外,PrimoCache支持使用系统未识别内存作为缓存设备,从而克服部分Windows操作系统对内存总量的限制(例如32位桌面Windows系统最大仅支持4GB内存),充分利用全部物理内存。PrimoCache也可用于制作RAMOS。
2005年,英特尔公司联合微软、AMD、联想等11家公司成立了Unified EFI Forum,负责制定统一的EFI标准。第一个UEFI标准——UEFI 2.0在2006年1月发布。最新的UEFI标准是UEFI 2.8。UEFI是一个用以取代BIOS的新型固件,UEFI仅支持64位Vista及以上系统(32位的UEFI主板及固件较少)。随着英特尔和微软的硬件软件推广,UEFI必然逐渐取代BIOS,因此UEFI下RAMOS是未来的发展方向。Grub4dos只能从传统BIOS启动,因此采用与之搭配的firadisk、winvblock、SVBus、primo单一驱动的方法,就不能在UEFI系统下启动RAMOS了,微软的Ramdisk则支持UEFI启动,用它来进行启动中转,用Ramdisk+primo SCSI内存盘或者Ramdisk+primo IO内存盘混合驱动是现阶段解决UEFI下RAMOS的主要手段,无忧启动论坛的RAMOS爱好者们正在研究更可靠的抛弃限制较多的Ramdisk来实现UEFI启动的支持。


       2019-11-3日,wintoflash大神修改了grub2,支持iso、img、wim格式的PE启动,支持类似grub4dos的map –mem pe.iso功能,可以map –mem xxx.vhd,但是缺乏类似firadisk/winvblock/SVBus这一类的与grub2匹配的驱动,windows不认识grub2 map出来的内存盘,所以暂时无法从grub2 map出来的内存盘启动windows操作系统,期待有大神们编写grub2内存盘配套的驱动。

三、RAMOS的优缺点


1、现在的电脑磁盘性能是整机的瓶颈,由于内存读写速度比普通硬盘快,因此RAMOS的运行速度也就更快,而且成功加载到内存后,可以脱离本机硬盘运行,极大地提升计算机性能。因此对于此类用户,使用RAMOS不仅可以提高运行速度,而且还可以大大提高电池续航能力(硬盘耗电量远比内存大)。把系统装进内存,可轻轻松松秒各类优化软件,也可断盘高速运行。任一模式都比顶级的ssd更快,效率更高。
2、网络安全形势严峻,即使安装杀毒软件也可能会中毒。由于RAMOS在内存中运行,而内存在电脑重启或断电后不会保存任何数据,因此即使RAMOS中毒了,重启后也可以自动复原,所以可以说,RAMOS是永不中毒的“金刚系统”!
3、常规的情况下如果要安装多系统,我们不但要为新系统规划安装分区,还要维护它,而多系统的维护也是一个让人头痛的问题。而RAMOS就是一个或多个镜像文件,可以放在本机的任意位置,因此非常便于维护和管理。比如可以在预装Windows 7电脑上安装RAM Windows XP(以下简称RamXP)组成双系统(当然也可以制作RamWin7)。只要你愿意,安装再多的系统也没关系,而且只要删除镜像文件就可以完成卸载。
4、由于内存条价格上涨,导致制作RAMOS成本上升,对于小内存用户,可能需要采用精简版Windows系统来制作,有些精简版系统功能缺失,导致使用上的一些问题,不过这可以通过寻找适合自己的精简版系统来解决。
四、RAMOS的应用场景
适用于对速度及性能有较高要求的个人极客用户,它可以代替影子系统、虚拟机,做各类测试也方便,可以跟正常系统一样使用,兼容性非常好,实现起来也非常方便。还适用于千兆网无盘RAMOS,无盘RAMOS客户机启动完毕后,不依赖服务器的支持,客户机和服务器之间网络没有必须的数据交换,服务器关闭后不影响下面的客户端的运行。


五、RAMOS的制作方法


早期的RAMOS多采用手工制作,制作流程繁杂,步骤太多,随着RAMOS届的前辈及RAMOS爱好者不断地研究和摸索,无忧启动论坛的芈员外(论坛ID:y7y007)于2017年6月,集合了众多爱好者的成就,实现了RAMOS批处理一键制作,经过不断地完善与更新,该批处理驱动模式包括了Ramdisk驱动、Firadisk驱动、Primo/ Primo Cache驱动以及Ramdisk+Primo SCSI/IO混合驱动多种驱动,支持BIOS和UEFI启动模式,压缩模式支持NTFS压缩模式、Wimboot压缩模式、Compact压缩模式、无压缩模式,支持了从单机版操作系统Winodws XP到VISTA、WIN7、8、10,从服务器版系统Windows server 2003到2008、2012、2016、2019主流的Windows操作系统,而且可以一键热备份RAMOS系统(悠远模式除外)。至此,RAMOS制作不再繁杂,一键完成,在满足RAMOS制作的软硬件条件下,你只需要学习掌握

《【RAMOS一键批处理多合一 V3.7.2】在线制作P驱R驱F驱内存系统工具【win系列通用】》的使用即可,这大大地降低了RAMOS制作的门槛,加快了RAMOS的大众化普及。
当然除了无忧启动论坛中除了芈员外的

RAMOS一键批处理多合一 V3.7.2】、

【一键Primo Cache只缓读 + FBWF只缓写】(Cache型半内存RAMOS)之外,还有路飞mysxbg2000、小乐一键IO RAMOS工具、外卖仔、坏坏小生等制作的一键RAMOS制作工具,以及深度一键RAMOS制作工具。
【一键Primo Cache只缓读 + FBWF只缓写】2.2适用于小内存用户,对于硬盘空间也没有要求,软件首次启动时是从硬盘加载到内存盘,因为内存盘是预先设定好的大小,内存盘里的数据先进先出,所以这种类型的RAMOS属于Cache型半内存RAMOS,它的速度和性能上跟全内存运行的RAMOS有一定的差距,特别是软件首次启动的时候。


《【RAMOS一键批处理多合一 V3.7.2】
在线制作P驱R驱F驱内存系统工具【win系列通用】》简要制作说明:
1.软硬件要求:
①对于WIN7及以上操作系统,32/64位均可,可以安装在物理C盘或者VHD中,物理内存比C盘已用空间大3G或更多,推荐用精简系统。推荐用WINNTSETUP安装在VHD中。现在新电脑支持XP越来越少,一般要安装WIN7以上的系统,对于内存的要求也相应高点,RAMOS制作,8G内存是温饱,16G内存是小康,32G内存是土豪。
②对于XP/2003操作系统,32/64位均可,只能选择NTFS压缩模式,系统可以安装在物理C盘,物理内存比C盘已用空间大2G或更多,推荐用精简系统。注意vdf所在的盘符不能被NTFS压缩,否则grub4dos引导时会提示碎片过多的错误。
WINNTSETUP安装系统与正常安装操作系统略有区别,详见论坛置顶帖:WINNTSETUP安装系统教程(RAMOS新手入门帖) http://bbs.wuyou.net/forum.php?m … 1864&extra=page%3D1
2.模式选择:传统BIOS+MBR硬盘推荐傻瓜模式制作,UEFI+GPT硬盘+64位系统推荐模式2-Ramdisk+primo SCSI-wimboot。推荐BIOS+MBR硬盘模式,兼容性稳定性较好。
3.制作流程:
①在原系统中用工具软件把我的文档、收藏夹、桌面等永久性地转移至非C盘自定义文件夹,避免RAMOS的C盘桌面存放文件过多导致内存占用。关闭原系统虚拟内存和休眠文件(推荐),正常重启电脑。建议把电脑待机时间设置为一小时以上避免中途因为自动待机影响制作。
把【一键批处理多合一 】批处理整个文件夹放到系统C盘以外的盘符,并确保该盘符有足够的硬盘空间用于存放C盘已用空间的镜像备份ramos.sna和compact.wim临时文件(大概需要C盘已用空间的3倍,以确保消除文件碎片),在重启之后的原系统中右击【P驱RAMOS一键批处理多合一】批处理,以管理员身份运行,批处理会自动安装primo或ramdisk驱动或Firadisk驱动,并制作相关vdf镜像。
BIOS启动,傻瓜模式选择Y关机不保存,保存VDF到D盘或E盘,输入路径例如VDF\CPRAMOS,批处理会全自动制作好RAMOS,自动重启即可。

4.测速确认是在RAMOS中运行。用CrystalDiskMark或者AS SSD Benchmark进行速度测试,对C盘和物理D盘进行速度比较,确认进入了RAMOS中。RAMOS连续读写Seq最低1000MB/s,下图连续读取速度17GB/S,连续写入速度10GB/S,WIN7X64-DDR3内存,傻瓜模式。 
5.开始→所有程序→Backup→backup批处理可以用来进行一键热备份(悠远模式除外)。
6.尽可能在原系统装好该装的驱动,安装驱动后热备份可能会导致RAMOS无法启动,当RAMOS重启进入不了的时候,重新制作即可。
7.某些模式qq启动不了,可以用绿色版qq代替即可。推荐把QQ的历史记录保存在非C盘,避免关机后丢失。
8.欢迎大家踊跃测试批处理、反馈bug和问题,更加欢迎懂得批处理及编程技巧的高手提供UEFI下primo驱动等前沿技术、思路,共同完善【RAMOS一键批处理多合一】。



更详细的说明可以参考以下地址:
无忧启动论坛【RAMOS一键批处理多合一 V3.7.2】在线制作P驱R驱F驱内存系统工具【win系列通用】(链接地址附后)

总体制作分为傻瓜模式、高级模式、土豪模式、NTFS压缩模式、精简模式五大类。
RAMOS新手选择傻瓜模式即可;高级模式适用于有一定基础的用户;土豪模式适用于大内存,制作速度较快;NTFS压缩模式对XP/03支持较好;精简模式精简了驱动等文件,对稳定性有一定影响,适用于小内存用户。
以下为【RAMOS一键批处理多合一】高级模式,根据本机配置进行选择,内存大的推荐最稳定的土豪模式2:



0、R驱 + P驱IO模式
1、P驱  SCSI IO RAMOS【三镜像,IO智能盘为主,理论上IO快点】
2、P驱  土豪双镜像模式【无压缩智能镜像,内存动态分配,制作较快】
3、P驱  土豪单镜像模式【完整单镜像,无动态分配,需要大内存,制作较快】
4、P驱  COMPACT RAMOS【完整单镜像,无动态分配】
5、R驱 + P驱SCSI模式【WIMBOOT,WIM放内存盘】支持win7、8、10
6、P驱  COMPACT RAMOS【双镜像,悠远模式,延时加载,无法热备份】
7、P驱  WIMBOOT RAMOS【双镜像,WIM放内存盘】
8、P驱  NTFS压缩模式【双镜像,兼容性稳定性较好,占用内存稍大】
9、F驱  Firadisk【COMPACT 模式】
10、R驱  微软Ramdisk【WIMBOOT,WIM放硬盘】
11、P驱  WIMBOOT RAMOS【双镜像,WIM放硬盘】



以上制作说明出处——ramos群友 心心相印(贡献了XP/2003一键制作源码)
六、RAMOS界名人录(待完善)
向给予RAMOS制作、使用、测试,探索RAMOS前沿知识并提出解决思路,解决RAMOS之各种疑难问题等等作出杰出贡献的人表示感谢!排名不分先后:
        不点、bean、chenall、2011yaya2007777(grub4dos开发者们),Pauly(bootice写引导工具作者),zhchsgdtc(pirmo驱动探索应用先驱之一)、芈员外(y7y007,RAMOS一键批处理多合一作者)、2012wuzhong——虎大、2012hongrui(Vsuite及Primo驱动应用先驱之一)、浮生梦(一键批处理工具的原型)、路飞(mysxbg2000)、小乐(2010p212937)、小脚(原号被封)、鸭子、外卖仔(leenchan)、毛利(NSudo提权工具的作者),坏坏小生、悠远(2013llss)、SR(xman00)、xyzy1008飞天舞、原罪、心心相印(精简系统DIY),baosheng00(XP~win10一键系统文件转移作者),sairen139(ramdisk及PrimoCache+fbwf手动教程作者)、2010hook(单VHD(Compact+Ramdisk+FBWF)一键工具作者)、点到为止、无味咖啡、浩、东胜神周、衣雨、观道如画、李望亭、/^_^/神马都是浮云、小小白、felix.y、沒參軍的兵 、忆往情深、GaoSir、虚拟软路由、猪刚鬣、风声、时有时无 、我心即我佛、Light、对方正在偷人、BS、行者、群里的LEGOU、叶落归根、★無名氏、妇科神兽、心情随风/mg、slore(winxshell及wimbuilder2作者)…
七、参考资料:
1、【RAMOS一键批处理多合一】http://bbs.wuyou.net/forum.php?m … 8107&extra=page%3D1
2、【一键Primo Cache只缓读 + FBWF只缓写】2.2
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=404716
3、内存虚拟硬盘软件 Primo Ramdisk (VSuite Ramdisk II)
http://www.romexsoftware.com/zh-cn/primo-ramdisk/index.html
4、Primo单镜像RamOS详细图文教程http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=360399
5、分享2款离线Primo_ramos 的工具 (更新修正版及说明)
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=372883
6、P驱动一键制作IO模式-RAMOS 3.0小乐win7X64专版
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=384043
7、P驱动IO类型+支持UEFI+不整理VDF碎片+不依赖G4D和VSS 小乐2.8.3
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=373430
8、文件转移2.9(支持XP~WIN10)
http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=404432
9、UEFI最新标准:
https://uefi.org/specifications

10、GRUB2 UEFI 下的磁盘仿真 – GRUB2 – 无忧启动论坛 – Powered by Discuz! http://wuyou.net/forum.php?mod=v … 7233&extra=page%3D1

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