CN1748257A - 具有用于文件系统数据和应用启动数据的保留区域的存储介质 - Google Patents

Abstract

根据本发明的第一个方面，启动存储介质的应用所需要的数据被存储在存储介质的保留区域中。当存储介质被用于操作系统时，在单个操作中读取并高速缓存存储在保留区域中的数据。因此启动应用所需要的读取头的搜索和旋转操作被限制到最小。根据本发明的第二个方面，创建新的应用文件的程序表明该应用文件是否应当被分配到保留区域中。如果是的话，则文件系统实现程序将该应用文件分配到保留区域中。

Description

具有用于文件系统数据和应用启动数据 的保留区域的存储介质

发明领域

本发明涉及数据存储领域。更特别地，本发明涉及一种存储被组织在文件中的数据的存储介质，所述文件依从于在操作系统下可用的文件系统，所述数据包含文件系统数据和应用数据。本发明还涉及一种制造这种存储介质的方法。

本发明还涉及一种通过读取存储在存储介质上的数据来执行应用程序的装置和一种用于在存储介质上写入文件的装置。

更特别地，本发明涉及一种设备，该设备包含用于存储并执行操作系统以及实现在所述操作系统下可用的文件系统的文件系统实现程序的装置，和用于从存储介质上读取和/或在其上写入数据的装置，该介质对应于在所述文件系统实现程序控制下的所述操作系统。

本发明还涉及一种实现这种文件系统的文件系统实现程序。

本发明还涉及一种应用程序，该应用程序具有用于生成一个准备由一个应用使用的应用文件的指令，在用于从与所述操作系统相应的存储介质上进行读取和/或在其上进行写入的设备中，该应用文件依从于在操作系统下可用的文件系统。

本发明容许减少启动时间以及功率消耗。其有利地应用于固定和便携式装置。

发明背景

德国专利申请DE4127518描述了一种系统，该系统包含具有用于存储启动系统所需要的启动数据的启动区域的磁性存储单元。为了减少系统启动时间，一旦对系统施加偏置就读取该启动区域并将其存储在一个存储器中。

这一现有技术所提及的启动数据是启动系统所需要的参数。

本发明的一个目的是优化存储介质上的数据存储，以减少访问时间和该访问所消耗的功率。

发明概要

可这样实现本发明的目的：

—如权利要求1至4所述的一种存储介质，

—如权利要求5所述的一种用于通过读取存储介质上的应用数据而执行应用的装置，

—如权利要求6所述的一种用于将文件写入到存储介质上的装置，

—如权利要求7所述的一种制造存储介质的方法，

—如权利要求8所述的一种实现文件系统的文件系统实现程序，以及如权利要求9所述的一种包含用于存储并执行这种文件系统实现程序的装置的设备，

—如权利要求10所述的一种具有用于生成应用文件的指令的应用程序，以及如权利要求11所述的一种包含用于存储并执行这种应用程序的装置的设备。

除了在上述现有技术中处理的系统启动数据之外，本发明还考虑到存储介质中还存储着在能够启动应用之前需要读取的多种类型的数据这一实际情况。

本发明的存储介质与特定文件系统兼容。其存储文件系统数据和应用数据。文件系统数据描述作为一个整体的存储介质以及存储在存储介质上的各单独文件。在启动时读取该文件系统数据。应用数据是用于执行一个应用的数据。可能需要部分应用数据来启动该应用。依照本发明，在存储介质上保留一个区域以存储启动一个应用所需要的文件系统数据和应用数据(使得保留区域中应当具有足够的空间)。当存储介质被用于操作系统时，自动读取并高速缓存该保留区域。本发明可以将启动应用所需要的数据收集到存储介质的一个独立区域中，存储介质为所述应用存储数据。当存储介质被用于操作系统时，在单个操作中读取存储在保留区域中的数据。因此启动应用所需要的读取头的搜索和旋转(spinning-up)操作可被限制到最小。这样可以节省在时间和功率方面的消耗。

通常沿具有内侧部分和外侧部分的螺旋线进行数据存储。依据读取装置所采用的读取技术，以及依据将要被存储到保留区域中的数据量，在存储介质的内侧部分或外侧部分中定位保留区域可能是最佳的做法。

例如如果读取装置使用恒定角速度，那么内侧和外侧部分之间的比特率差值大约为2。这意味着在外侧部分读取相同数量的数据所花费的时间和功率都是在内侧部分的一半。但是在现有的装置中，当存储介质被插入到读取装置中时，读取头总是从内侧部分开始。因此在存储介质的外侧部分中定位保留区域将需要最大的搜索时间。从上文中可以看出，如果要存储到保留区域中的数据量足够大的话，则对于CAV来说将保留区域定位在外侧部分中是有利的。

在本发明的第一实施例中，保留区域的位置是预先确定的。

在本发明的第二实施例中，保留区域的位置是通过在存储介质内侧部分中的一个特定区域中存储一个锚(anchor)来指示的。该存储有锚的特定区域可以是存储介质的内侧部分中的一个预先确定的位置。可选择地，该特定区域可以是一已知的地址范围，其中包含该锚的结构通过一个特征报头来标识(例如盘导航区域DN)。在该第二实施例中，一个存储介质和另一个存储介质上的保留区域的位置可以不同。

保留区域的尺寸可以预先确定也可以在一个存储介质和另一个存储介质上各不相同。当没有预先确定时，有利地将保留区域的尺寸与所述锚一起存储在存储介质的内侧部分中。

根据本发明的另一方面，所述文件系统定义了一种随时都可以分配到所述存储介质的保留区域中的特定文件类别。当应用程序生成了一个准备用于启动一个应用的应用文件时，其将该应用文件指定为所述特定类别。这样设计该文件系统实现程序以便识别那些被指定为所述特定类别的文件并且尝试将这些文件分配到保留区域中。实际上，如果保留区域中的剩余空间充足，那么这些文件将被分配到保留区域中。

附图的简要说明

下面将通过非限定性的示范性实施例来描述本发明，附图中：

—图1示意性地表示存储介质的一个实施例，

—图2表示存储介质中的数据组织，

—图3为根据本发明的存储介质中的数据组织的一个实施例，

—图4为根据本发明的用于从依照本发明的存储介质上读取数据和/或在其上写入数据的装置的示意性功能表示，

—图5为根据本发明的装置的硬件框图，

—图6为表示当所述程序被微处理器执行时由根据本发明的应用程序和文件系统实现程序所执行的步骤的框图。

优选具体实施例的描述

图1所示的存储介质为光盘1。沿起始于盘中心3的螺旋线2将数据写入到光盘1上。

图2表示数据是如何被组织在盘上的。箭头W指示螺旋形的读取方向。该盘包含一般被划分为三个区域的信息区，即导入区、数据区以及导出区。导入区10是信息区的最内侧区域。导出区12是信息区的最外侧区域。数据区14被定位在导入区和导出区之间。

导入区10包含在盘被插入到读取装置中后被读出的启动数据。基本上这些启动数据是读取装置进行操作所需要的控制数据(例如用于调整读取装置的均衡器的数据，诸如盘类型、盘尺寸、盘结构、记录密度等等的有关盘的信息)。

导出区12存储平稳读出所需要的数据。

数据区14包括主数据，特别是文件系统数据和应用数据。

文件系统数据是描述盘的文件结构和盘上存储的各单独文件的所有数据。盘被插入到读取装置中后，文件系统数据在导入区的数据之后被读出。

应用数据是执行一个应用所需要的全部数据。可能有部分应用数据需要被用于启动一个应用。这些应用数据被称为应用启动数据。在将控制权交给用户以前，应用一启动就读取它们。当某个应用与特定盘相关联时(例如一个视频播放应用)，通常在盘被插入到读取装置后紧跟在导入区的数据和文件系统数据之后立即读取应用启动数据。

举例来说，应用启动数据可以是一个菜单、已登记的视频重放设置、内容表、特定浏览器、用于控制用户权限的数字权限管理数据等等。

区域16被保留在数据区14中。文件系统数据和应用启动数据被存储在该保留区域16中。

数据区中的保留区域的位置取决于以下因素：

a)读取盘上的数据所使用的技术；

b)被存储到保留区域中的数据量

读取盘上数据包括：旋转盘，搜索待读取位置，以及读取数据。

当盘被插入到读取装置中时，读取头开始读取导入区。因此，从原理上讲，为了限制搜索操作而将保留区域16定位到数据区的最内侧部分是有利的。

然而，在盘的中间区域存储在给定角度的扇区中的数据量比在外围的要少。这意味着，如果盘以恒定角速度(CAV)旋转，那么读取相同数据量所需要的时间和功率将随着到盘中心的距离的增加而减小。这意味着在使用CAV的情况下，当超过某一尺寸时，保留区域优选地被定位在数据区的最外侧部分。

保留区域16的位置可以是预先确定的固定位置。如果保留区域的位置不是预先确定的，那么指向保留区域的锚18将被存储在一个特定的区域中，优选地是在盘的内侧部分。该锚例如被存储在导入区10中。

依据盘的情况，保留区域的尺寸可以是固定的也可以是变化的。如果不是预先确定的，那么将保留区域16的尺寸20存储在一个特定的区域中，优选地与锚一起存储到盘的内侧部分。

图3表示一个实例。在图3中，保留区域16被定位在数据区的最外侧部分。锚18和保留区域16的尺寸20被存储到导入区10中。

图4是根据本发明的用于从上述图1至3所描述类型的盘24上读取数据和/或在其上写入数据的装置22的功能性框图。图5是同一装置22的硬件框图。如图5所示，装置22包括用于在盘24上读取/写入数据的光学单元26。盘24依从于某个文件系统。装置22包括用于存储操作系统34的存储器装置28、盘驱动器36、文件系统实现程序38以及至少一个应用程序39。该装置22还包括用于执行这些程序的处理装置40。盘驱动器36、文件系统实现程序38以及所述应用程序在操作系统34下是可用的。盘驱动器36用于控制对盘24的访问(在读取和/或写入过程中)。文件系统实现程序38用于实现文件系统。应用程序39用于执行应用。

根据本发明的第一个方面，这样设计驱动器36：当盘被用于操作系统34(其通常在盘被插入到光学单元26时自动地执行)时，读取并高速缓存存储于保留区域中的数据。所述数据既可以被告诉缓存在光学单元26中也可以被高速缓存在存储器装置28中。

根据本发明的另一个方面，文件系统特别为将要被分配到保留区域的文件定义一个特定文件类别(称为启动类别)。

这样设计应用程序：当生成一个启动应用所需要的新的应用文件时，将该新应用指定为该启动类别。

文件系统实现程序38包括用于识别属于该特定类别的文件的指令，以及用于当在盘上写入文件时尝试将这类文件分配到保留区域的指令。

结果，新生成的应用启动文件被指定为启动类别，从而它们被自动分配到保留区域中(只要保留区域具有充足的空间)。

同样地，在盘的制造过程中被指定为启动类别的文件将被分配到保留区域中。

这些处理过程在图6中说明。

框50至56描述了一个应用文件创建过程。在框50中，一个应用程序创建一个新的应用文件APPL。在框52中，该应用程序确定该文件APPL对于启动一个应用是否是需要的。如果答案为是(箭头Y1)，那么该应用程序将应用文件APPL和一个表示该应用被指定为启动类别的指示(可以在应用文件的名称中指示；在此处所描述的例子中，通过应用文件APPL.X的名称的扩展名X来指示；这个例子不具有限制性)一起传送到文件系统实现程序(框54)。如果答案为否(箭头N1)，该应用程序将应用文件APPL和一个表示该应用没有被指定为启动类别的指示(例如，可以通过使用不带扩展名或通过使用不同于上述扩展名X的扩展名Y)一起传送到文件系统实现程序(框56)。

框58至66描述了一个文件分配过程。在框60中，文件系统实现程序接收被分配到盘的数据区中的文件APPL。在框62中，文件系统实现程序检查该文件是否被指定为启动类别(例如通过检查文件名称的扩展名)。如果该文件被指定为启动类别(箭头Y2)，那么文件系统实现程序试着将文件APPL分配到保留区域16中(框64)。如果保留区域中有足够的空间，则分配成功并且该处理过程终止。如果保留区域中没有足够的空间(箭头F)，或者如果在框62中判断出该文件没有被指定为启动类别(箭头N2)，则文件系统实现程序将应用文件APPL分配到数据区的任何其它区域中(框66)。

在不脱离本发明的范围的前提下，可以提出对所描述的存储单元、装置以及程序的修改或改进。因此本发明并不局限于所提供的实施例。

特别地，在以上所描述的实施例中，存储单元为具有单个层的单面光盘。从中心到外围读取螺旋线。所述信息区包括由导入区/数据区/导出区构成的单个集合。

如果存储介质具有多个层或多个由导入区/数据区/导出区构成的集合，那么所有的层或集合共用单个保留区域是可能的。每个层或集合各有一个保留区域也是可能的。

“包括”一词不排除存在权利要求中所列举的之外的其它元件或步骤的情况。

Claims (11)

1、一种存储被组织在文件中的数据的存储介质，所述文件依从于在操作系统下可用的文件系统，所述数据包含文件系统数据和应用数据，所述应用数据将由一个应用使用，所述应用数据中的一部分是启动所述应用所需要的，所述存储介质具有保留区域，所述保留区域用于存储当该存储介质被用于所述操作系统时要被读取并高速缓存的数据，所述保留区域至少包含启动该应用所需要的所述文件系统数据和所述应用数据。

2、如权利要求1所述的存储介质，其中沿具有内侧部分和外侧部分的螺旋线存储数据，以及所述保留区域被定位在所述外侧部分中。

3、如权利要求1或2所述的存储介质，其中沿具有内侧部分和外侧部分的螺旋线存储数据，以及一个表示所述保留区域的位置的锚被存储在所述内侧部分中。

4、如权利要求3所述的存储介质，其中所述保留区域的尺寸和所述锚一起被存储在所述内侧部分中。

5、一种通过读取存储在如权利要求1或2所述的存储介质中的应用数据来执行一个应用的装置，所述装置具有一个操作系统，并且被设计成当所述存储介质用于所述操作系统时读取和高速缓存包含在所述存储介质的保留区域中的数据。

6、一种用于将文件写入到如权利要求1所述的存储介质上的装置，其中所述文件系统定义一个文件类别，如果可能的话将该类别的文件分配到所述保留区域中，所述装置被设计用于识别属于所述文件类别的文件，以及用于试着将这样的文件分配到所述保留区域中。

7、一种制造存储介质的方法，包括以下步骤：

-提供被组织在文件中的数据，所述文件依从于在操作系统下可用的文件系统，所述数据包含文件系统数据和应用数据，所述应用数据将由一个应用所使用，所述应用数据中的一部分是启动所述应用所需要的；

-将所提供的数据写入所述存储介质，将启动该应用所需的所述文件系统数据和所述应用数据写入所述存储介质的保留区域，当存储介质被用于所述操作系统时，将读取和高速缓存所述保留区域。

8、一种用于实现文件系统的文件系统实现程序，所述文件系统在一个设备中的操作系统下可用，以便从用于所述操作系统的存储介质读取数据和/或在其上写入数据，所述文件系统对所述存储介质上的数据组织进行定义，并且特别定义在可能的情况下被分配到所述存储介质的保留区域中的文件类别，所述文件系统实现程序包括用于识别属于所述类别的文件的指令，以及用于在将文件写入到所述存储介质上时尝试将这样的文件分配到所述保留区域中的指令。

9、一种设备，包括用于存储和执行一个操作系统以及实现在所述操作系统下可用的文件系统的文件系统实现程序的存储器装置，以及用于将数据写入到被用于在所述计算机程序控制下的所述操作系统的存储介质上的装置，

所述文件系统定义了所述存储介质上的数据组织，所述文件系统特别定义了在可能的情况下被分配到所述存储介质的保留区域中的文件类别，

所述文件系统实现程序包括用于识别属于所述类别的文件的指令，以及用于在将文件写入到所述存储介质上时尝试将这样的文件分配到所述保留区域中的指令。

10、一种具有用于生成将被一个应用使用的应用文件的指令的应用程序，所述应用文件依从于一个在设备的操作系统下可用的文件系统，以便将数据写入被用于所述操作系统的存储介质上，所述文件系统定义所述存储介质上的数据组织，并且特别定义了在可能的情况下被分配到所述存储介质的保留区域中的文件类别，所述应用文件将被写入到所述存储介质上，所述应用程序被设计成用于在所述应用文件是启动所述应用所需要的文件的情况下将所述应用文件指定为所述文件类别。

11、一种设备，包括用于存储如权利要求10所述的计算机程序的存储装置和用于执行所述应用程序的处理装置。

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