DE10034053A1 - Anordnung von Daten auf einem optischen oder magnetooptischen Datenträger - Google Patents

Anordnung von Daten auf einem optischen oder magnetooptischen Datenträger

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DE10034053A1 DE2000134053 DE10034053A DE10034053A1 DE 10034053 A1 DE10034053 A1 DE 10034053A1 DE 2000134053 DE2000134053 DE 2000134053 DE 10034053 A DE10034053 A DE 10034053A DE 10034053 A1 DE10034053 A1 DE 10034053A1
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Abstract

Auf einem optischen Datenträger im ISO 9660 Format ist eine erste Gruppe (1) der benutzten Sektoren am Anfang des Datenträgers und eine zweite Gruppe (2) der benutzten Sektoren im Bereich maximaler Leserate des Datenträgers angeordnet. Dazwischen befindet sich ein Bereich nicht benutzter Sektoren (3), die mit Platzhalterdaten gefüllt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine Kompatibilität mit dem ISO 9660 Format beibehalten werden kann, indem Systemdaten in den innersten Sektoren gespeichert werden, während die auf den Sektoren im Bereich maximaler Leserate abgespeicherten Daten von höheren Leseraten profitieren können. Um die Leseleistung weiter zu erhöhen, können die längsten Dateien im Bereich der maximalen Leserate angeordnet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anordnen von Nutzdaten auf einem optischen Datenträ­ ger oder in einer binären Vorlage für einen optischen Da­ tenträger, sowie auf ein nach diesem Verfahren herge­ stellten Datenträger und ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Der Standard ISO 9660 (International Organi­ zation for Standardization, "Information processing - volume and file structure of CD-ROM for information in­ terchange", ISO-Referenz ISO 9660, 1. Ausgabe 1988) be­ schreibt ein Format für Daten auf optischen Datenträgern. Ursprünglich wurde dieser Standard für CD-ROMs konzi­ piert, heutzutage findet er aber bei verschiedenen opti­ schen und magneto-optischen Datenträgern, wie z. B. CD-R, CD-RW, WORM, MO und DVDs Einsatz.
Gemäss dem Standard wird der Datenträger in Sektoren aufgeteilt. Den Sektoren werden von innen nach aussen von 0 aufsteigende Nummern zugeordnet. Der Inhalt der innersten Sektoren 0-15 ("System Area") wird von ISO 9660 nicht definiert. Ab Sektor 16 beginnen die soge­ nannten "Volume Descriptors", die den Ausgangspunkt für das Lesen des Datenträgers bilden. Insbesondere enthalten die Volume Descriptors die Position von weiteren Nutzda­ ten, wie "Path Tables", welche ihrerseits die Positionen von Verzeichnissen von Benutzerdateien des Volumens ent­ halten, und einen "Directory Record", der auf das Wurzel- Verzeichnis des Volumes verweist.
Als "Benutzerdateien" werden im folgenden al­ le Dateien bezeichnet, die für den Benutzer bzw. Applika­ tionsprogramme direkt zugreifbare Daten enthalten, also z. B. Text, Programmcode, Multimedia-Daten, usw., nicht aber Daten, die der Organisation des Datenträgers dienen, wie z. B. "Directory Records".
Als "Nutzdaten" bezeichnen wir alle Daten in Dateien, Volume Descriptors, Path Tables, Directory De­ scriptors, der System Area und in weiteren, für die Orga­ nisation des Datenträgers oder den Benutzer relevanten Bereichen.
Nutzdaten enthaltende Sektoren des Speicher­ mediums werden als "benutzte Sektoren" bezeichnet. Wenn der Datenträger nicht bis an seine Kapazitätsgrenzen aus­ geschöpft ist, so werden nicht alle seine Sektoren mit Nutzdaten belegt, d. h. es verbleiben unbenutzte Sektoren. Im folgenden werden als "unbenutzte" Sektoren alle Sekto­ ren bezeichnet, die Nutzdaten enthalten könnten, die aber nicht benötigt werden, unabhängig davon, ob sie tatsäch­ lich im Schreibprozess involviert waren oder nicht.
Der ISO-Standard macht (abgesehen von der An­ ordnung der System Area und der Volume Descriptors) keine Vorschriften darüber, wo benutzte und unbenutzte Sektoren auf dem Datenträger anzuordnen sind. In der Regel werden jedoch alle benutzten Sektoren am Anfang, d. h. beim Zen­ trum des Datenträgers zusammengefasst. Dadurch werden die Wege, die vom Lesekopf, dessen Ruheposition innen liegt, zurückzulegen sind, verkürzt.
In den letzten Jahren wurden grosse Anstren­ gungen unternommen, um die Zugriffs- und Lesegeschwindig­ keit derartiger Datenträger zu erhöhen. Insbesondere wur­ de die Rotationsgeschwindigkeit der Lesegeräte erhöht. Für viele Anwendungen und Anwendungsbereiche ist die Ge­ schwindigkeit jedoch immer noch nicht ausreichend hoch.
Darstellung der Erfindung
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Ver­ fahren, einen Datenträger bzw. ein Computerprogrammpro­ dukt der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine weitere Geschwindigkeitsverbesserung bringen.
Diese Aufgabe wird vom Gegenstand der unab­ hängigen Ansprüche gelöst.
Erfindungsgemäss erfolgt die Anordnung der Nutzdaten auf dem Datenträger im Gegensatz zu konventio­ nellen Lösungen abhängig vom Ort des Bereichs, an welchem eine maximale Leserate erreicht wird. Dies erlaubt es, die Geschwindigkeit zu optimieren.
Meist befindet sich der Bereich höchster Le­ serate am äusseren Rand des Datenträgers. Dies hat damit zu tun, dass die relative Geschwindigkeit zwischen dem Lesekopf und dem Datenträger am äusseren Randbereich grösser ist als im Zentrum des Datenträgers. Dass am äu­ sseren Randbereich eine höhere Geschwindigkeit zwischen dem Lesekopf und dem Datenträger erreicht wird bzw. er­ reichbar ist, ist eine Konsequenz der Tatsache, dass die Drehzahl der Lesegeräte beschränkt ist und nicht beliebig erhöht werden kann, wenn die innersten Sektoren des Da­ tenträgers ausgelesen werden. Eine zu hohe Drehzahl führt zu Vibrationen oder einem unerwünschten Aufheizen des Da­ tenträgers.
In einer bevorzugten Ausführung werden die benutzten Sektoren, abgesehen von den Volume Descriptors, deren Position durch den ISO 9660 Standard festgelegt ist, im Bereich der maximalen Leserate des zu erwartenden Lesegeräts angeordnet. Im Gegensatz hierzu sind die be­ nutzten Sektoren von Datenträgern mit konventioneller An­ ordnung der Nutzdaten in der Regel auf den innersten Sek­ toren angeordnet, wo die Leseraten gering sind.
Vorzugsweise werden im wesentlichen alle un­ benutzten Sektoren zwischen einer inneren, ersten und ei­ ner äusseren zweiten Gruppe der benutzten Sektoren ange­ ordnet. "Im wesentlichen alle unbenutzten Sektoren" be­ zeichnet dabei einen sehr grossen Anteil der unbenutzten Sektoren - so ist es z. B. durchaus möglich, auch dann noch wesentliche Geschwindigkeitsverbesserungen zu errei­ chen, wenn einige wenige Prozent der unbenutzten Sektoren ausserhalb der zweiten Gruppe der benutzten Sektoren an­ geordnet wird. Die zwischen der ersten und zweiten Gruppe der benutzten Sektoren angeordneten unbenutzten Sektoren werden vorzugsweise mit Platzhalterdaten (z. B. 0) ge­ füllt, um ein Auslesen auf allen Gerätetypen sicherzu­ stellen.
In einer bevorzugten Ausführung wird bzw. werden mindestens ein Teil, vorzugsweise alle, der Benut­ zerdateien in der zweiten Gruppe der benutzten Sektoren abgelegt. Während für die übrigen Nutzdaten auf dem Da­ tenträger, wie z. B. für Directory Descriptors und Path Tables, im Betriebssystem des auslesenden Computers in der Regel effiziente Caching-Algorithmen vorgesehen bzw. einfach und effizient realisierbar sind, ist dies für Be­ nutzerdateien normalerweise nicht der Fall, so dass deren Anordnung aussen am Datenträger bzw. im Bereich der maxi­ malen Leserate Geschwindigkeitsverbesserungen bringt.
Auch die Path Tables und Directory Descrip­ tors werden vorzugsweise in der zweiten Gruppe der be­ nutzten Sektoren abgelegt. Dies ist von besonderem Vor­ teil, wenn auch die Benutzerdateien in der zweiten Gruppe abgelegt werden, da sich in diesem Fall, wenn kein Caching verwendet wird, die typische Distanz der Lese­ kopfbewegungen reduzieren lässt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wer­ den die längsten Dateien im Bereich der grössten Leserate angeordnet. Es zeigt sich, dass damit ein besonders gro­ sser Geschwindigkeitsgewinn erzielt wird, da bei grossen Dateien die Leserate für die Geschwindigkeit entscheidend ist, während bei kleineren Dateien die Suchzeit des Lese­ kopfs und ggf. die Aufstartzeit des Laufwerks für die Ge­ schwindigkeit eine wichtigere Rolle spielen.
Erfindungsgemäss können die Daten direkt, "on the fly", auf einen optischen Datenträger geschrieben bzw. überspielt werden, oder zuerst in eine binäre Vorla­ ge ("Binary Image"), welche einem binären Abbild der auf dem Datenträger angeordneten Daten entspricht und die so­ dann von einem Schreibprogramm auf den Datenträger über­ tragen wird.
Die Erfindung lässt sich z. B. als Computer­ programmprodukt implementieren, dessen Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Träger (z. B. einem Modemsignal) aufmoduliert ist. Wird das Com­ puterprogramm von einem Computer ausgeführt, so erzeugt es einen Datenträger oder eine binäre Vorlage für einen Datenträger gemäss obigem Verfahren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwen­ dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An­ sprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 die Anordnung der Daten auf einem op­ tischen oder magneto-optischen Speichermedium gemäss Stand der Technik und
Fig. 2 eine mögliche Ausführung der erfin­ dungsgemässen Anordnung der Daten.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 und 2 werden verschiedene Anordnun­ gen von Daten auf einem optischen Datenträger eines ISO 9660 Dateisystems dargestellt. Dabei ist am linken Ende des Balkens der logische Sektor 0 und am rechten Ende des Balkens der logische Sektor mit der grössten möglichen Adresse angeordnet. Auf dem Datenträger werden die Sekto­ ren des linken Teils des Balkens am Innenrand des Mediums angeordnet und jene am rechten Ende des Balkens ganz au­ ssen.
In Fig. 1 stellt eine konventionelle Anord­ nung der Daten dar. Hier werden in den Sektoren 0-15 die System Area SA und in den Sektoren 16 und folgenden die Volume Descriptors VD abgelegt. Diese Sektoren werden in der Figur mit der Ziffer 1 gekennzeichnet. In den an­ schliessenden Sektoren folgen die mit 2 gekennzeichneten benutzten Sektoren, insbesondere die Directory Records, Path Tables und die Benutzerdateien. Der übrige Teil 3 des Speichermediums bleibt leer. Die Benutzerdateien, de­ ren Grenzen mit Linien 4 angedeutet sind, werden unabhän­ gig von ihrer Grösse angeordnet.
In Fig. 2 wird eine erfindungsgemässe Anord­ nung der Daten gezeigt. Auch hier werden die System Area SA und die Volume Descriptors VD in den Sektoren 0-15 und 16ff abgelegt, da dies von ISO 9660 so vorgeschrie­ ben ist. Alle übrigen Nutzdaten 2 werden jedoch im Be­ reich der grössten Leserate, d. h. am Schluss bzw. aussen am Speichermedium angeordnet. Dazwischen bleibt der Teil 3 der unbenutzten Sektoren.
Wie oben erwähnt hat diese Anordnung den Vor­ teil, dass ein Grossteil Nutzdaten sich in einem äusseren Bereich des Speichermediums befinden, wo sie von den mei­ sten Lesegeräten mit maximaler Rate ausgelesen (und ggf. geschrieben) werden können. (Für Lesegeräte, die ihre ma­ ximale Leserate nicht am Aussenrand sondern in einem be­ stimmten Bereich zwischen Anfang und Ende des Mediums er­ reichen, werden die Nutzdaten in diesem bestimmten Be­ reich angeordnet.)
In der Ausführung nach Fig. 2 sind die be­ nutzten Sektoren in zwei Gruppen aufgeteilt. Gruppe 1 um­ fasst die System Area SA und die Volume Descriptors VD und befindet sich am Anfang, d. h. beim Zentrum des Daten­ trägers. Gruppe 2 umfasst alle übrigen Nutzdaten und be­ findet sich am Ende, d. h. am Randbereich des Datenträ­ gers. Dazwischen sind die unbenutzten Sektoren 3 angeord­ net. Vorzugsweise sind diese beschrieben und mit "dummy"- Daten gefüllt, z. B. 0. Je nach Lesegerät können die Sek­ toren jedoch auch gar nicht beschrieben werden.
Es ist auch denkbar, einen Teil der Nutzdaten in Gruppe 1 anstatt in Gruppe 2 anzuordnen, insbesondere die Directory Records und Path Tables, da diese Daten vom Betriebssystem gepuffert werden können und somit nicht geschwindigkeitsbegrenzend sind.
Weiter ist denkbar, auch ausserhalb der Grup­ pe 2 noch einige wenige unbenutzte Sektoren anzuordnen, ohne dass die Geschwindigkeit stark darunter leiden wür­ de. Die meisten der unbenutzten Sektoren sollten jedoch zwischen Gruppe 1 und Gruppe 2 angeordnet werden.
Wie in Fig. 2 angedeutet, sind die Dateien, gekennzeichnet durch ihre Grenzen 4, ihrer Grösse nach angeordnet. Die grössten Dateien werden vorzugsweise im Bereich der maximalen Leserate, d. h. im vorliegenden Fall aussen auf dem Datenträger, angeordnet. Wie eingangs er­ wähnt, kann dadurch eine Verbesserung der Lesegeschwin­ digkeit erreicht werden, da bei grossen Dateien die Lese­ rate für die Geschwindigkeit entscheidend ist, während für kleinere Dateien bei Einzelzugriff die Zugriffszeit des Lesekopfs und gegebenenfalls auch die Aufstartzeit des Laufwerks grössere Bedeutung haben.
Die Anordnung der grössten Dateien im Bereich maximaler Leserate ist auch dann sinnvoll, wenn auf dem Datenträger keine oder praktisch keine unbenutzten Sekto­ ren 3 mehr vorhanden sind.
Ein Computerprogramm zur Ausführung der Er­ findung kann z. B. eine binäre Vorlage für den Datenträger erzeugen, d. h. ein binäres Abbild der auf dem Datenträger abgespeicherten Bits. Diese Vorlage kann sodann von einem Schreibprogramm auf den Datenträger übertragen werden.
Es ist jedoch auch denkbar, den Datenträger ohne Umweg über eine binäre Vorlage in erfindungsgemässer Weise zu beschreiben.
Das Computerprogramm kann als eigenständige Applikation oder als Teil des Betriebssystems implemen­ tiert werden. Entsprechende Techniken sind dem Fachmann bekannt.
Für Lesegeräte, deren Lesekopf eine "Default- Position" über den innersten Sektoren hat, besteht bei Pufferung der aus Directory Records und Path Table gewon­ nenen Daten in der Regel ausreichend Zeit, um den Lese­ kopf nach aussen zu fahren, während das Speichermedium in Rotation versetzt wird, so dass keine Zeit verloren geht.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbe­ sondere für CD-R und CD-ROMs, sie kann jedoch für jegli­ che optische und magneto-optische Medien mit Dateisyste­ men im ISO 9660 Format verwendet werden, wenn deren Lauf­ werke eine vom Ort abhängige Leserate besitzen, die ihr Maximum nicht am Anfang des Datenträgers erreicht. Eine Abspeicherung in diesem Format sollte jedoch eine auf Wunsch wählbare Option bleiben, damit auch Laufwerke mit Optimierungen für konventionelle Datenanordnung voll aus­ genutzt werden können.
Bezugszeichenliste
SA System Area
VD Volume Descriptors
1
erste Gruppe benutzter Sektoren
2
zweite Gruppe benutzter Sektoren
3
unbenutzte Sektoren
4
Dateigrenzen

Claims (11)

1. Verfahren zum Anordnen von Nutzdaten auf einem optischen oder magneto-optischen Datenträger oder in einer binären Vorlage für einen optischen oder magne­ to-optischen Datenträger, insbesondere einer CD, im ISO 9660 Format, wobei der Datenträger mit vom Ort abhängiger Leserate in einem Laufwerk zugreifbar ist, einen Bereich maximaler Leserate besitzt und Nutzdaten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zur Geschwindigkeitsoptimierung die Anordnung der Nutzdaten auf dem Datenträger abhängig vom Ort des Bereichs maximaler Leserate erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass sich der Bereich maximaler Leserate am äu­ sseren Randbereich des Datenträgers befindet.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Nutzdaten in Dateien gespeichert ist, wobei Dateien grösster Länge im Bereich maximaler Leserate angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger von innen nach aussen in durchnumerierte logische Sektoren aufgeteilt ist, mit benutzten Sektoren (1, 2), auf denen Nutzdaten gespeichert sind, und mit unbenutzten Sektoren (3), auf denen keine Nutzdaten gespeichert sind, wobei mindestens ein Teil der benutzten Sektoren im Bereich ma­ ximaler Leserate angeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im wesentlichen alle unbenutzten Sektoren (3) zwischen einer ersten Gruppe (1) der benutzten Sekto­ ren und einer zweiten Gruppe (2) der benutzten Sektoren angeordnet sind, wobei die erste Gruppe (1) der benutzten Sektoren am Anfang des Datenträgers angeordnet ist und mindestens die "System Area" (SA) und die "Volume De­ scriptors" (VD) gemäss ISO 9660 enthalten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass mindestens ein Teil, vorzugsweise alle, der auf dem Datenträger gespeicherten Benutzerdateien in der zweiten Gruppe (2) der benutzten Sektoren abgespei­ chert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der ersten und der zweiten Gruppe der benutzten Sektoren angeordne­ ten unbenutzten Sektoren (3) mit Platzhalterdaten gefüllt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Path Tables und Di­ rectory Descriptors gemäss ISO 9660 in der zweiten Gruppe (2) der benutzten Sektoren abgespeichert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der unbenutzten Sektoren (3) mit Platzhalterdaten gefüllt wird.
10. Datenträger herstellbar nach dem Verfah­ ren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.
11. Computerprogrammprodukt mit Programmcode- Mitteln, die auf einem computerlesbaren Medium gespei­ chert oder auf einen Träger aufmoduliert sind, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer aus­ geführt wird.
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