DE69308790T2

DE69308790T2 - Dateienverwaltungsverfahren, Aufzeichnungsmedium und Rechnersystem dafür

Info

Publication number: DE69308790T2
Application number: DE69308790T
Authority: DE
Inventors: Remi Cayuela; Michel Villette
Original assignee: Bull SAS
Current assignee: Bull SAS
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2013-12-22
Also published as: JP2711066B2; JPH076068A; US5613107A; FR2699708B1; FR2699708A1; DE69308790D1; EP0604311B1; EP0604311A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verwaltung von Dateien. Sie bezieht sich allgemein auf Datenverarbeitungssysteme für die Verwaltung von Computerdateien und insbesondere für die Verbesserung der Dateienverfügbarkeit. Weitere Gegenstände sind das Aufzeichnungsmedium, das eine Software zur Durchführung des Verfahrens umfaßt, sowie das Datenverarbeitungssystem zu dessen Durchführung.
Die Computerdateien sind im allgemeinen auf magnetischen Medien, Disketten oder Bändern, abgespeichert. Keines dieser Medien kann eine völlige Garantie der Verfügbarkeit gewähren. Die Unverfügbarkeit eines Mediums kann verschiedene Ursachen haben, vom einfachen Fehler, den man reparieren kann, um die ganze Datei, die im Medium enthalten ist, wiederherzustellen bis zur definitiven Zerstörung des physikalischen Mediums und seiner Dateien. Selbst wenn z.B. die optischen nichtüberschreibbaren digitalen Platten eine Garantie für die Wiedergabetreue und die Haltbarkeit ihrer Dateien verschaffen, kann das physikalische Medium immer beschädigt werden, z.B. bei seiner Handhabung. Es ist daher notwendig, ein Verfahren zur Verwaltung der Dateien zur Verfügung zu haben, bei dem ihre Daten nicht verloren gehen.
Die Druckschrift "Software practice & experience", Vol. 16, Nr. 8, August 1986, Chichester GB S. 772-780, Brereton O.P., "Management of replicated files in an Unix environment" beschreibt ein System zur Verwaltung von Dateien.
Die laufende Verwaltung der Dateien und ihre Archivierung besteht zur Zeit darin, eine oder mehrere Kopien in ihren entsprechenden Aufzeichnungsmedien zu machen, um ihre Verfügbarkeit zu erhöhen. Jedoch sind die Dateien erweiterbar und erfahren, ausgehend von ihrer Erstellung, dann oft verschiedene Versionen. Diese Entwicklung wirft im Fall der Störung der Anlage, die die Dateien verarbeitet, oder im Fall der teilweisen oder völligen Beschädigung ihres Mediums ein großes Problem auf.
Ein Fehler auf einer Platte kann behoben werden und die Platte kann ganz oder teilweise wieder verfügbar werden. Ebenso kann eine Störung der Anlage einen neuen Teil der Datei auslöschen und ihre Reparatur kann den Benutzer in eine sichere Situation oder in einen unsicheren Zustand versetzen. Das Problem wird viel schlimmer, wenn die Dateien von mehreren Personen über mehrere voneinander entfernte Anlagen verarbeitet werden können. Für diese Personen wird es unerläßlich, die Verfügbarkeit der Dateien und ihrer verschiedenen Versionen zu verwalten, ohne daß ein Risiko besteht, ihre aktualisierte Form zu verlieren oder wegen der Existenz verschiedener verfügbarer Versionen zu einer Zusammenhangslosigkeit zu führen.
Die aktuelle Lösung einer Verwaltung der Dateien wirft jedoch im Falle einer vorübergehenden Störung auf wenigstens einem ihrer Medien ein beträchtliches Problem auf. Die klassische Lösung besteht darin, die Nummern der aufeinanderfolgenden Versionen um eine Einheit zu erhöhen. Also genügt es, wenn eines der Medien ausfällt, sich auf die Nummern der verfügbaren Versionen auf den anderen Medien zu beziehen, um herauszubekommen, welches die letzte Version ist. Aber diese Lösung erweist sich wegen der vorübergehenden Ausfälle wenigstens eines der Medien in der Praxis schnell als unzulänglich. Man nehme zum Beispiel an, daß fünf identische Kopien der Version Nr. 1 auf fünf entsprechenden Medien zur Verfügung stehen. Ein Benutzer führt auf einem der Medien eine Änderung durch, um die Version Nr. 2 zu erzeugen. Wenn dieses Medium unverfügbar wird, werden der Benutzer oder andere Benutzer derselben Anlage oder anderer Anlagen sich auf die vier gleichen Versionen Nr. 1 stützen, um eine Aktualisierung daran durchzuführen und eine neue Version zu erzeugen, die folglich die Nr. 2 tragen wird. In der Zwischenzeit wurde die gestörte Platte zur Reparatur geschickt, und die reparierte Platte kehrte zurück, wobei sie die erste Version wieder verfügbar macht, die ebenfalls die Nr. 2 trägt, aber normalerweise von der zweiten Version Nr. 2 abweicht, die auf den anderen Medien erzeugt wurde. Ein Durcheinander wird entstehen, und verschiedene Mischungen unter den gleichen Versionsnummern der produzieren. Außerdem wird ein weiterer vorübergehender Ausfall eines der Medien eine neues Durcheinander produzieren. Daraus ergibt sich, daß in der Praxis die Kopien schnell zusammenhangslos werden.
Die Erfindung löst dieses Problem, an dem die vorübergehenden Ausfälle schuld sind, und bietet ein Verfahren zur Verwaltung der Kopien an, das den Vorteil besitzt, leicht ausführbar zu sein besitzt und dies bei großer Anwendungssicherheit und automatischem Funktionieren in den meisten Fällen.
Der Gegenstand der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, ist ein Verfahren zur Verwaltung einer Datei, enthaltend das Aktualisieren der Datei durch Inkrementierung von Nummern der aufeinanderfolgenden Versionen der Dateien um eine Einheit, wobei die Datei wenigstens auf zwei Medien verfügbar ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es darin besteht, im Normalbetrieb die Gesamtheit der verfügbaren Medien nach Auswahl einer Mehrheitsversion (MV) zu aktualisieren und die Mehrheitsversion auf die Medien neu zu schreiben, die diese nicht enthalten und, infolge einer Nichtverfügbarkeit eines Mediums, die Gesamtheit der verfügbaren Medien nach Auswahl und Neuschreiben der Mehrheitsversion und Inkrementierung seiner Nummer um zwei Einheiten zu aktualisieren.
Ein Aufzeichnungsmedium und ein Datenverarbeitungssystem, die dieses Verfahren ausführen, sind daher ebenfalls Gegenstände der Erfindung.
Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die als Beispiel gegeben ist und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
In den Zeichnungen zeigen:
- die Figuren 1A-1J ein Beispiel einer Verwaltung von fünf Exemplaren einer Datei gemäß dem Verfahren der Erfindung; und
- die Figuren 2A und 2B zwei Diagramme, die für das Schreiben und das Lesen von Dateien, entsprechend dem Verfahren zur Verwaltung der in der Figur 1 dargestellten fünf Exemplare, repräsentativ sind.
Die Figur 1A zeigt eine Anzahl n von fünf Medien S0-S4 zur Aufzeichnung einer Datei, die unter der Versionsnummer VN = 0 neu erzeugt wurde. Die Medien können aus gleichen oder voneinander verschiedenen Typen bestehen, zum Beispiel aus Festplatten, magnetischen Disketten, optischen Platten und Magnetbändern.
Die Figuren 1B-1J zeigen verschiedene Stufen während der Verwaltung der Datei nach dem Verfahren gemäß der Erfindung. Der Modus des Schreibens der Datei zu ihrer Aktualisierung und der Modus des Lesens der Datei gemäß dem Verfahren der Erfindung sind als entsprechende Funktionsdiagramme in den Figuren 2A und 2B dargestellt. Nach der Erfindung definiert man eine Mehrheitsversion MV der in der Menge der n zugänglichen oder nicht zugänglichen Medien gespeicherten Datei. Nach der Definition des gewählten Beispiels ist eine Version mit einer Nummer VN dann und nur dann die Mehrheitsversion MV, wenn im strengen Sinne mehr als die Hälfte der Menge der n Medien verfügbar ist und diese Version enthält. Im gezeigten Beispiel wird eine Version daher dann mehrheitlich sein, wenn sie in wenigstens drei der fünf Medien enthalten ist.
In den Figuren 1A und 2A ist als Ziel gesetzt, in die Datei einer Version VN = 0 für deren Aktualisierung zu schreiben. Das Schreibverfahren beginnt mit dem Absperren des Zugangs zu den Medien S0-S4, entsprechend dem exklusiven Zugangsmodus (Block 10 des Diagramms). Das Schreibverfahren besteht anfangs darin, zu untersuchen, ob alle Medien S0-S4 zugänglich sind (Block 11 des Diagramms). Angenommen, daß im vorliegenden Fall alle Medien S0-S4 der Figur 1A zugänglich sind, besteht das Schreibverfahren dann darin, die Mehrheitsversion MV unter den fünf Medien auszuwählen (Block 12). In dem in der Figur 1A gezeigten Beispiel trägt die Mehrheitsversion MV die Versionsnummer VN = 0. Das Verfahren wird fortgesetzt, indem untersucht wird, ob alle Medien die Mehrheitsversion MV = 0 enthalten (Block 13). Da diesem in dem in der Figur 1A dargestellten Fall so ist, wird die neue Version unter der Versionsnummer VN = MV + 1 in alle Medien S0-S4 geschrieben, wobei MV die Nummer der Mehrheitsversion bezeichnet, hier VN = 1 (Block 14). Das Schreiben wird durch die Entriegelung des Zugangs zu den Medien beendet (Block 15).
Vorzugsweise wird das Schreiben der neuen Version der Datei in alle Medien nacheinander durchgeführt. Wenn das Schreiben in die Menge der Medien parallel erfolgt, und wenn es z.B. wegen einer Stromabschaltung unterbrochen wird, sind in der Tat alle Medien von diesem Vorfall betroffen. Es ergibt sich, daß die Originalversion VN = 0 nicht mehr verfügbar ist und, daß die neue Version, die die folgende Nummer VN = 1 tragen würde, tatsächlich nichts anderes wäre als ein Teil der neuen Version. Das nacheinander erfolgende Schreiben bietet im Gegensatz dazu den Vorteil, daß vor dem Schreiben der neuen Version der Datei in das letzte Medium stets eine ganze Kopie der Originalversion zur Verfügung steht und ebenfalls wenigstens eine Kopie der neuen Version aufbewahrt wird, wenn sich eine Störung nach dem Schreiben der neuen Version in wenigstens einem der Medien ereignet.
Die Figur 1C zeigt ein Beispiel einer unterbrochenen Aktualisierung der Datei bei einer neuen Version mit der Nummer VN = 2. Gemäß diesem Beispiel haben die zwei Medien S0 und S1 die neue Version erhalten, während die anderen Medien S2- S4 die vorhergehende Version mit der Nr. 1 beibehalten.
In der Figur 1D hat man angenommen, daß außerdem das Medium S0 bei einem neuen Versuch der Aktualisierung zum Schreiben einer neuen Version nicht verfügbar geworden ist. Unter Bezug auf die Figur 2A stellt die nach der Verriegelung des Zugangs zu den Medien durchgeführte Untersuchung in Block 11 die Nichtverfügbarkeit des Mediums S0 fest und liefert ein negatives Ergebnis, das zum Block 16 des Diagramms führt. In diesem Block wählt man die Mehrheitsversion unter den vier noch verfügbaren Medien S1-S4 aus. In dem in der Figur 1D gezeigten Beispiel ist die Version Nr. 1 in den Medien S2, S3 und S4 enthalten, während die Version Nr. 2 lediglich in dem Medium S1 enthalten ist. Die Mehrheitsversion MV trägt daher die Nummer VN = 1. Da das Ergebnis der Untersuchung, die am Block 16 durchgeführt wurde, positiv ist, führt es zum Block 17 des Diagramms. Auf dieser Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Mehrheitsversion MV in alle verfügbaren Medien S1-S4 unter der Nummer MV = MV + 2 neu geschrieben. Da im vorliegenden Fall die Mehrheitsversion die Nummer 1 aufweist, wird diese Version folglich unter der Nummer 3 neu geschrieben, wie es in der Figur 1E gezeigt ist. Aus den gleichen Gründen wie vorher erfolgt das Neuschreiben vorzugsweise nacheinander. Das Verfahren der Erfindung führt dann zum Block 14 des Diagramms. Auf dieser Stufe wird die neue Version, die man in allen verfügbaren Medien S1-S4 speichern will, in diese unter der Nummer VN = MV + 1, hier VN = 4, geschrieben, wie es in der Figur 1F gezeigt ist.
In der Figur 1G hat man angenommen, daß das nichtverfügbare Medium S0 repariert worden und wieder zwischen die anderen Medien S1-S4 eingefügt worden ist. Das Medium S0 trägt die Versionsnummer VN = 2, während die anderen Medien S1-S4 die Versionsnummer 4 tragen. Eine neue Aktualisierung vollzieht sich gemäß dem in der Figur 2A dargestellten Verfahren der Erfindung. Nach der Sperrung des Zugangs zu den Medien stellt die auf der Stufe des Blocks 11 durchgeführte Untersuchung fest, daß alle Medien verfügbar sind und führt daher zum Block 12. Auf dieser Stufe trägt die ausgewählte Mehrheitsversion MV die Versionsnummer VN = 4. Das Verfahren führt daher zum Block 13, wo festgestellt wird, daß nicht alle Medien die Mehrheitsversion enthalten. Das Verfahren führt daher zu einem neuen Schritt, der in dem Block 18 des Diagramms enthalten ist. Dieser Schritt besteht darin, die Mehrheitsversion MV in die Medien zu schreiben, die diese nicht enthalten. Im vorliegenden Fall wird die Mehrheitsversion MV = 4 in das Medium S0 geschrieben, wobei die Version mit der Nummer 2 ersetzt wird, wie es in der Figur 1 H gezeigt ist. Das Verfahren kommt dann zur Stufe des Blocks 14. Die neue Version wird dann in alle Medien S0-S4 unter der Nummer VN = MV + 1 geschrieben, hier VN = 5, wie es in der Figur 11 gezeigt ist. Das Schreiben wird dann im Block 15 durch die Entriegelung des Zugangs zu den Speichern beendet.
Eine erneute Aktualisierung ohne Nichtverfügbarkeit der Medien vollzieht sich dann in der gleichen Weise wie die unter Bezug auf die Figur 1A beschriebene und führt zu dem in der Figur 1J dargestellten Zustand, wo alle Medien die Version mit der Nummer 6 besitzen.
Es ist zu erkennen, daß, wenn sich die Auswahl einer Mehrheitsversion MV in den Blöcken 12 und 16 als unmöglich erweist, das Verfahren hierauf in einen Abbruchzustand gesetzt wird und in den entsprechenden Blöcken 19 des Diagramms stoppt. Jedoch ist das Fehlen einer Mehrheitsversion im Prinzip ein seltener Fall, da es sich jedesmal ereignet, wenn mehr als die Hälfte der Medien quasi zur gleichen Zeit nicht verfügbar sind oder gewesen sind. Wenn es sich trotzdem ereignet, ist ein Eingriff notwendig, um eine oder mehrere Kopien definitiv zu entfernen, so daß erneut eine Version mehrheitlich wird.
Die Figur 2B zeigt ein Beispiel eines Diagramms des Lesens der Datei, das nach dem Verfahren zur Verwaltung einer Datei gemäß der Erfindung erfolgt. Das Verfahren beginnt am Block 20 durch die Entriegelung des Zugangs zu den Medien im gemeinsamen Modus. Es kommt dann zum Block 21, um die Mehrheitsversion MV auszuwählen. Bei Nichtvorhandensein dieser Version wird das Lesen wegen des Dilemmas, das sich durch die Existenz zweier rivalisierender Versionen ergibt, unmöglich. Das Verfahren stoppt daher am Block 22, um zum menschlichen Eingriff für die Bestimmung, welche der zwei Versionen die mehrheitliche ist, aufzufordern. Wenn andererseits eine Mehrheitsversion ausgewählt worden ist, vollzieht sich das Lesen in irgendeinem der Medien, das die Mehrheitsversion enthält (Block 23). Das Leseverfahren geht beim Block 24 durch die Entriegelung des Zugangs zu den Medien zu Ende.
Im allgemeinen hat das dargestellte Beispiel deutlich hervorgehoben, daß der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Verwaltung einer Datei ist, enthaltend, nach dem klassischen Verfahren, die Aktualisierung der Datei durch Inkrementieren der Nummern der aufeinanderfolgenden Versionen der auf wenigstens zwei Medien verfügbaren Datei, um eine Einheit und gemäß der Erfindung darin bestehend, gemäß der Erfindung, im Normalbetrieb, die Gesamtheit der verfügbaren Medien zu aktualisieren, nachdem eine Mehrheitsversion ausgewählt wurde, und die Mehrheitsversion neu in die Medien zu schreiben, die diese nicht enthalten, und, infolge einer Nichtverfügbarkeit eines Mediums, die Gesamtheit der verfügbaren Medien zu aktualisieren, nachdem eine Mehrheitsversion ausgewählt und unter einer um zwei Einheiten erhöhten Nummer neu geschrieben wurde.
Es war anhand des dargestellten Beispiels zu erkennen, daß das Verfahren darin besteht, als Mehrheitsversion MV die Version auszuwählen, die in mehr als der genauen Hälfte der Gesamtzahl der Medien enthalten ist. Es geht ebenfalls aus dem beschriebenen und dargestellten Beispiel hervor, daß das Verfahren der Erfindung in dem Fall nicht wirksam sein kann, wenn die Gesamtzahl n der Medien nicht wenigstens drei beträgt. Bei Verwendung dreier Medien erlaubt das Versagen eines Mediums nämlich, eine Mehrheitsversion festzulegen, wenn die beiden anderen Medien die gleiche Version aufweisen. Mit n = 2 erlaubt das Versagen des einen der Medien nicht die Wahl einer Auswahl der Mehrheitsversion und diese entspricht der genauen Hälfte der Anzahl 2 an Medien, und nicht mehr als der genauen Hälfte, wie es in der oben erwähnten Definition verlangt wird. Jedoch ist zu erkennen, daß eine Definition, die in bezug auf die Mehrheitsversion weniger restriktiv ist, möglich ist, aber ihre Anwendung weniger wirksam sein könnte als diejenige, die hierin gegeben wurde. Es ist zu erkennen, daß die minimale Anzahl an Medien zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung insbesondere von der Definition der Mehrheitsversion abhängt. Für eine nichtrestriktive Definition sind zwei erforderlich, und es können mehr als drei erforderlich sein, wenn man eine noch restriktivere Definition gibt. Das dargestellte Beispiel macht einen guten Kompromiß und bildet die bevorzugte Ausführungsart der Erfindung.
Man hat ebenfalls gesehenn, daß beim beschriebenen Beispiel die Aktualisierung gemäß dem Verfahren der Erfindung darin besteht, während der Stufe des Blocks 11 vor dem Auswählen der Mehrheitsversion zu untersuchen, ob alle Medien verfügbar sind. Diese Lösung vereinfacht den Ablauf des Verfahrens, wie es aus der Figur 2A hervorgeht.
Überdies wird gemäß diesem Beispiel das Verfahren unterbrochen, wenn eine Mehrheitsversion nicht ausgewählt werden kann. Jedoch ist es klar, daß andere Lösungen möglich sind, wie zum Beispiel diejenige, die darin besteht, die Version zu nehmen, die die höchste Nummer VN trägt.
Das dargestellte Beispiel hat ferner den Vorteil hervorgehoben, die Aktualisierung der Gesamtheit der Medien wie auch das Neuschreiben der Mehrheitsversion nacheinander durchzuführen.
Schließlich hat die Figur 2B des dargestellten Beispiels gezeigt, daß das Lesen der Datei in vorteilhafter Weise darin besteht, die Mehrheitsversion zu suchen und eines der diese enthaltenden Medien zu lesen.
Es ist klar, daß die Erfindung außerdem alle Aufzeichnungsmedien zum Gegenstand hat, die eine Software zur Verwaltung einer Datei für die Durchführung des eben in seiner allgemeinen Form beschriebenen Verfahrens enthalten, ebenso wie das Datenverarbeitungssystem, das dieses Verfahren ausführt. Es ist aus der vorhergehenden Beschreibung zu erkennen, daß die Erfindung zu allen Datenverarbeitungssystemen mit Einfach- oder Mehrfachprozessor paßt, und daß sie in einem Mehrfachprozessorsystem besonders vorteilhaft ist.

Claims

1. Verfahren zur Verwaltung einer Datei, von der mehrere durch eine Nummer unterschiedene Versionen existieren, das die Aktualisierung der Datei durch Inkrementierung der Nummern der aufeinanderfolgenden Versionen der Datei um eine Einheit enthält, wobei die Datei auf wenigstens zwei Medien (S0-S4) verfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, im Normalbetrieb die Gesamtheit der verfügbaren Medien nach Auswahl einer Mehrheitsversion (MV) zu aktualisieren und die Mehrheitsversion auf die Medien neu zu schreiben, die diese nicht enthalten und, infolge einer Nichtverfügbarkeit eines Mediums, die Gesamtheit der verfügbaren Medien nach Auswahl und Neuschreiben der Mehrheitsversion und Inkrementierung seiner Nummer um zwei Einheiten zu aktualisieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine minimale Medienanzahl verwendet, die durch die Definition der Mehrheitsversion bestimmt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, als Mehrheitsversion (MV) die Version auszuwählen, die in mehr als der genauen Hälfte der Gesamtzahl der Medien enthalten ist, und eine minimale Anzahl von drei Medien einzurichten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, vor dem Auswählen der Mehrheitsversion zu untersuchen, ob alle Medien verfügbar sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es unterbrochen wird, wenn eine Mehrheitsversion nicht ausgewählt werden kann.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierung in der Gesamtheit der Medien nacheinander erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Neuschreiben der Mehrheitsversion nacheinander erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesen der Datei darin besteht, die Mehrheitsversion zu suchen und eines der Medien, das diese enthält, zu lesen.

9. Datenverarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß es das Verfahren, das in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiert ist, durchführt.