JP2001256091A - データ処理装置 - Google Patents

データ処理装置

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JP2001256091A
JP2001256091A JP2000392543A JP2000392543A JP2001256091A JP 2001256091 A JP2001256091 A JP 2001256091A JP 2000392543 A JP2000392543 A JP 2000392543A JP 2000392543 A JP2000392543 A JP 2000392543A JP 2001256091 A JP2001256091 A JP 2001256091A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ノイズを低減し、データ移送の速度を増大す
るためにヘッドの運動回数を少なくするセット・トップ
・ボックスを提供する。 【解決手段】 記憶媒体の複数の領域のアドレスは、動
作中、主メモリに保持される。一つ以上の領域にデータ
を書き込む場合には、ファイルからのデータを記憶して
いる領域の他の領域の位置に関するデータを供給するた
めに、リンクが領域の中の一つに記憶される。上記リン
クは、停電のようなシステムの故障の際に、ファイルを
復旧するために使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ処理装置に
関するものであり、特に、データが記憶媒体に書き込ま
れ、記憶媒体から読み出されるテレビ用のセット・トッ
プ・ボックスのようなマルチメディア装置に適している
が、必ずしもこれに限定されない。
【０００２】
【従来の技術】パソコンのような周知のデータ処理装置
は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）および、読
出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような主メモリに共通のバ
スで接続しているデジタル・プロセッサを含む。ＲＡＭ
は、使用中のプロセッサが行った計算結果を記憶する。
ＲＡＭは揮発性であり、そのため、電源スイッチをオフ
にすると、記憶した情報は失われる。さらに、不揮発性
記憶媒体が、プロセッサの制御の下でデータを書き込ん
だり、読み出したりすることができるバスに接続してい
る。ハードドライブと呼ばれるウィンチェスタ・ディス
クも、通常、不揮発性記憶媒体として使用される。
【０００３】プロセッサとバスに接続している種々の構
成部材との間の情報の交換は、基本的な入／出力システ
ム（ＢＩＯＳ）により行われ、オペレーティング・シス
テム・ソフトウェアがＢＩＯＳの動作を制御する。通
常、オペレーティング・システムは、ファイル・システ
ムと、グラフィカル・ユーザ・インターフェースとを含
む。そのようなオペレーティング・システムの一例とし
ては、ウィンドウズ９８（商標）のような、「マイクロ
ソフト」（商標）社のウィンドウズがある。オペレーテ
ィング・システムを使用することによって、コンピュー
タ上でアプリケーション・プログラムを実行することが
できる。当業者であれば周知のように、プログラムおよ
びデータはファイル内に配置されていて、ファイルは、
フォルダと呼ばれるディレクトリ内でグループ分けられ
ている。オペレーティング・システムのシステム・ファ
イルを使用することにより、ファイルを階層的に編成す
ることができ、ハードドライブからの読出し、およびハ
ードドライブへの書込みの両方を行うことができる。
【０００４】ハードドライブをより詳細に考察すると、
ハードドライブは、通常、磁気材料からできているディ
スクを備え、上記ディスクは、読出し／書込みヘッド組
立体と一緒にモータにより回転し、上記組立体は、ディ
スク上のトラックと呼ばれる同心状のリング内におい
て、データの書込みおよび読出しを行うために、ディス
ク上を半径方向に内側に、また外側に移動することがで
きる。ファイル・システムは、各トラックを多数の個々
の半径方向に延びるセクタとして処理するように構成さ
れている。従来は、各セクタは、５１２バイトのデータ
を記憶することができ、セクタはハードドライブ上にデ
ータを記憶するための基本的な単位として使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、多くの場合、
一つのセクタは、オペレーティング・システムが十分に
取り扱うには小さすぎるので、従来、セクタはクラスタ
内に一緒にグループ分けされていた。通常、クラスタ
は、ハードドライブの全記憶容量により、２、４、８、
１６、３２または６４から構成されている。ハードドラ
イブに書き込まれるファイルは、一つ以上のクラスタを
占めることができ、ファイル・アロケーション・テーブ
ル（ＦＡＴ）と呼ばれるテーブルが、磁気ディスク上の
管理領域内に維持される。管理領域は、ディスク上に記
録したファイル用のルート・ディレクトリを含み、ＦＡ
Ｔは、ファイルを記憶しているクラスタのアドレスのリ
ストを供給する。クラスタは隣接している必要はない。
ＦＡＴは、ディスク上の各クラスタの位置の詳細、クラ
スタが空であるかどうか、損傷してないかどうか、また
はそのファイルの一部を含んでいるかどうか、そのファ
イルの一部を含んでいる次のクラスタの位置を含む。こ
のようにして、ディレクトリおよびＦＡＴを参照するこ
とにより、特定のファイル用のデータを記憶している、
連続しているクラスタを読み出すことができる。
【０００６】ＲＡＭは揮発性であるので、ＦＡＴおよび
ディレクトリは、磁気ディスク自身の上に記録される。
それ故、電源が故障したり、停電した場合には、電源が
復旧した時点で、ファイル構造体および記憶したデータ
の両方を読み出すことができる。この装置の一つの問題
は、ファイルが読み出されたり、書き込まれるたりする
度に、ＦＡＴおよびディレクトリを参照しなければなら
ないために、読出し／書込みヘッドをディスクの管理領
域、およびそのデータを記憶しているクラスタへ、移動
させなければならないことである。ヘッドの運動回数を
少なくするために、ディスク・キャシュ・プログラムが
開発されたが、このプログラムは、ＲＡＭ内にＦＡＴの
写しを供給する。
【０００７】この方法により、ディスク自身からＦＡＴ
を読み出す場合と比較すると、ＦＡＴ内に保持されてい
るディスク・クラスタ・マップをはるかに迅速に読み出
すことができる。しかし、ディスク・キャシュ・プログ
ラムを使用した場合でも、電源が故障した場合に、デー
タを確実に回復することができるように、ディスク自身
上に記録しているＦＡＴを定期的に更新する必要があ
る。ＲＡＭ内のＦＡＴだけに依存することはできない。
何故なら、ＲＡＭは揮発性であり、電源が故障した場
合、そのデータは失われてしまうからである。
【０００８】当業者であれば周知のように、読出し／書
込み動作を行うために、トラック間を移動した場合の読
出し／書込みヘッドの運動は、ある種の状況内において
は、ユーザをイライラさせる恐れがある、あるレベルの
ノイズを発生する。例えば、最近、テレビ用のセット・
トップ・ボックスおよび他のマルチメディア装置にハー
ドドライブを内蔵する案が提案された。当業者であれば
周知のように、セット・トップ・ボックスは、衛星送
信、地上送信、およびケーブル送信を受信し、これら送
信を従来のテレビ受像機が受信するのに適しているフォ
ーマットに処理するために使用することができる。デジ
タル・テレビ信号を運ぶのに適している高速データ・リ
ンクの概略については、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｍｅ
ｒｉｃａｎの１９９９年１０月号の、７３〜７５ページ
掲載の論文集を参照されたい。
【０００９】最近、デジタル衛星送信およびケーブル送
信を記録し、後で再生することができるように、ハード
ドライブをセット・トップ・ボックスに内蔵させようと
する提案が行われた。受信プログラム情報は、ＭＰＥＧ
IIフォーマットであってもよい。セット・トップ・ボッ
クスは、衛星リンクまたはケーブル・リンクから、デジ
タル・データのストリームを受信し、それを分析し、上
記のような動作を行うプロセッサを通して送り、その結
果、プログラム・データが、デジタル的に、ハードドラ
イブ上のファイル内に記録される。その後で、上記プロ
グラム・データは、従来のビデオ・デコーダによりハー
ドディスクから再生され、テレビ受像機に送られる。し
かし、上記プログラム・データの記録および再生中のハ
ードドライブのヘッドの運動は、試聴者をイライラさせ
る恐れがあるノイズを発生する。過去における、ハード
ドライブが発生するノイズを低減しようとするための試
みは、ドライブ自身の機械的構成の変更を含んでいた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ノイズを低減
し、データ移送の速度を増大するためにヘッドの運動回
数を少なくする別の方法を採用している。本発明は、デ
ータ・プロセッサ、プロセッサの動作中に使用するため
の主メモリ、記憶媒体および記憶媒体へデータを書き込
み、記憶媒体からデータを読み出すための読出し／書込
みデバイスを含むデータ記憶デバイス、およびデータの
ファイルを個々にアドレス可能な位置を持つ記憶媒体の
複数の領域に書き込み、上記複数の領域から読み出すこ
とができるようにデータ記憶デバイスを動作させるため
のファイル・システムを含むデータ処理装置を提供す
る。上記領域のアドレスは、プロセッサの動作中、主メ
モリに保持され、ファイル・システムは、ファイル用の
データが、記憶媒体の上記複数の領域内に書き込まれた
場合、そのファイル用のデータを記憶している領域内の
他の領域の位置に関するデータを供給するように、リン
クが領域内のある領域内に記憶される。
【００１１】それ故、本発明の場合には、個々の領域の
アドレスを、プロセッサの動作中、主メモリに保持する
ことができ、そのため、動作中、アドレス情報を求め
て、記憶媒体自身を参照する必要がない。さらに、上記
領域間のリンクは記憶媒体自身の上に記憶されるので、
ファイル構造体は、停電した場合でも、リンクを回復し
使用することによって回復することができる。
【００１２】データ記憶媒体は、記憶媒体内に記憶して
いるファイルのディレクトリ、およびファイル用の領域
の中のそれぞれの領域の位置を含む管理領域を含むこと
ができる。ファイル・システムは、例えば、記憶媒体内
に記憶しているファイルが、使用中に開かれた場合の
「ファイル・ダーティ」マークのような、ディレクトリ
内の予め定めたマークを供給するために、また閉じられ
ているそのファイル、および管理領域内に記録したその
任意の変更に応答して、そのディレクトリから上記マー
クを除去するように動作することができる。
【００１３】ファイル・システムは、ファイル回復手順
を実行するための動作することができる。上記ファイル
回復手順のおいては、停電後、記憶媒体上のディレクト
リから、「ファイル・ダーティ」のマークが付いている
これらのファイルを識別し、発見した各ファイルに対し
ては、ディレクトリから、予め定めたファイル領域の位
置を決定することにより、また、そのファイルのその領
域の位置が回復されるまで、その内部に記憶しているフ
ァイルに対するデータを含む、次の領域の位置を連続的
に決定することにより、そのファイルに対する主メモリ
内の記憶媒体の領域の位置を再度構成する。
【００１４】それ故、本発明の装置は、電源故障のよう
な停電の場合に、回復することができるが、記憶媒体上
の従来のＦＡＴ内の、ファイルに対するすべての領域の
位置およびその関係を供給する必要がなく、発生した各
変更に応じて使用中に記憶媒体上のＦＡＴを継続的に更
新する必要がないという利点を持つ。これにより、使用
中に必要な読出し／書込み動作の回数を実質的に少なく
することができ、同時に、読出し／書込みデバイスの動
作によるノイズを有意に少なくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明をもっとよく理解してもら
うために添付の図面を参照しながら本発明の実施形態に
ついて説明するが、これはあくまで例示としてのものに
過ぎない。図１は、あるプログラムを記録中の、本発明
のデータ処理装置を内蔵するセット・トップ・ボックス
である。セット・トップ・ボックスは、点線の輪郭１内
に位置していて、従来のテレビ受像機２と衛星ディッシ
ュ・アンテナ３との間を接続している。ディッシュ・ア
ンテナ３は、一緒に多重化された多数のプログラムを含
む、輸送ストリームを含む衛星送信を受信する。輸送ス
トリームは、輸送ストリーム分析装置（ＴＰＰ）４に送
られ、この輸送ストリーム分析装置４は、ユーザが選択
したプログラムに対するデジタル信号を濾過する。上記
信号は、通常、ＭＰＥＧIIフォーマットであり、オーデ
ィオ・ストリームおよびビデオ・ストリームを含む。
【００１６】図１に示すように、ビデオ・ストリーム
は、従来のビデオ・デコーダ５に送られ、上記デコーダ
は、デジタル信号を、従来のテレビ受像機２の直列ソケ
ットに供給するのに適当な、ＲＦ変調形式に変換する。
デジタル・オーディオ信号は、同様な方法で、オーディ
オ・デコーダ（図示せず）に送られることを理解するこ
とができるだろう。さらに、プログラム・チャネルが、
ハードドライブ６上のＭＰＥＧIIフォーマット内に記録
される。分析装置４からのデコーダＭＰＥＧII信号は、
セット・トップ・ボックス処理ユニット７により処理さ
れ、以下により詳細に説明する方法で、ハードディスク
６上に記録される。
【００１７】図２は、再生中のセット・トップ・ボック
スの構成を示す。処理ユニット７は、ハードドライブ６
から記憶しているＭＰＥＧデータを読み出し、それをビ
デオ・デコーダ５に送り、その結果、プログラムをテレ
ビ受像機２上で再生することができる。
【００１８】図３は、処理ユニット７および関連ハード
ドライブ６のより詳細な図面である。プロセッサ構成
は、関連ＲＡＭ９、ＲＯＭ１０、および図２の分析装置
４／ビデオ・デコーダ５に信号を送るように構成されて
いる入力／出力インターフェース１１を含むインテル・
ペンティアム・プロセッサのようなデジタル・プロセッ
サ８を含む。これらの構成部材は、それ自身周知の方法
で、共通のバス１２により相互に接続している。
【００１９】また、ハードドライブ６は、バス１２に接
続している。ハードドライブは、読出し／書込みヘッド
１６と一緒に、モータ１５により軸方向に回転する磁気
ディスク１４を含み、上記ヘッドは、当業者であれば周
知のように、矢印１８で概略示すように、上記ディスク
１４上の同心状のトラック内において、データの書込み
および読出しを行うために、矢印１７の方向に、ディス
ク上を半径方向に内側に、また外側に移動することがで
きる。ユーザ入力インターフェース１９は、例えば、記
録モードまたは再生モードを選択目的で、ユーザからの
制御命令を受信するためにバスに接続している。命令
は、遠隔コントローラ（図示せず）によりインターフェ
ース１９に供給することができる。
【００２０】図４は、処理ユニット７用のオペレーティ
ング・ソフトウェアの階層構造体全体を示す。最も低い
レベルにおいて、デバイス・ドライバ２０および他の低
レベルのソフトウェアは、バス１２を通して、図３のプ
ロセッサ構成７内の種々のハードウェア・ユニットの間
で情報の交換ができるように、上記種々のハードウェア
・ユニットの間でインターフェースとして機能する。オ
ペレーティング・システム２１は、デバイス・ドライバ
２０を制御する。このようなオペレーティング・システ
ムの一例としては、例えば、ウィンドウズ９８（商標）
のような、「マイクロソフト（商標）」社の「ウィンド
ウズ」があるが、当業者であれば周知のように、ＤＯＳ
または他のオペレーティング・システムも使用すること
ができる。
【００２１】オペレーティング・システム２１により、
プロセッサ８上でアプリケーション・プログラム２２を
実行することができる。アプリケーション・プログラム
２２は、デジタル・ビデオ・レコーダ（ＤＶＲ）プログ
ラムを含み、このプログラムは、他のユーザが選択する
ことができる制御機能と一緒にハードドライブ６を記録
媒体として使用して、衛星放送からのプログラムを記録
し、再生することができる。ＤＶＲプログラムは、図３
の入力インターフェース１９を通して、ユーザにより制
御される。
【００２２】プログラムおよびデータは、通常の方法
で、フォルダとも呼ばれるディレクトリ内にグループ分
けされているファイル内に配置される。オペレーティン
グ・システム２１は、ファイルを階層構造に編成し、ラ
ベルをつけ、とりわけ、ハードドライブ６へ書き込んだ
り、ハードドライブ６から読み出したりすることができ
るようにファイル・システム２３を含む。オペレーティ
ング・システムは、また、グラフィカル・ユーザ・イン
ターフェース２４を含みが、このグラフィカル・ユーザ
・インターフェースは、図１のテレビ受像機２のセット
・トップ・ボックスの動作構成を表示するために使用す
ることができる。
【００２３】図５は、ハードドライブ６の磁気ディスク
１４をファイル・システム２３と一緒に使用するため
に、フォーマットする方法を示す。すでに説明したよう
に、読出し／書込みヘッド１６は、矢印１７の方向に、
回転ディスク１４を横切って半径方向に移動することが
でき、データを図５に略図で示すディスクの一連の同心
トラックＴ１，Ｔ２，Ｔ３，．．．Ｔｎ上に記録し、そ
こから読み出すことができる。各トラックＴは、一連の
半径方向に延びるセクターＳ１、Ｓ２等を含むものとし
て処理される。通常、各セクターＳは、５１２バイトを
含むことができる。
【００２４】データを読み、書きするために、もっと便
利なディスク・ユニットを供給するために、セクターは
クラスタ状に配置されている。通常、セクターは、ディ
スク１４の全体の記憶容量により、２、４、８、１６、
３２または６４のセクターからなるクラスタ状に配置さ
れている。ディスク１４の記憶容量は区画に分割され、
各区画は、論理的に個々のハードディスクのように機能
する。各区画は、その上に設置された個々のファイル・
システムを持つことができる。
【００２５】ディスク１４の論理組織の一番上のレベル
の構造体は、個々の区画を形成しているクラスタを定義
する区画テーブルを含む。ファイル・システムを含む各
区画に対して、ファイルを定義するデータ・クラスタを
含むデータ領域と一緒に、ＦＡＴ、ルート・ディレクト
リ、サブディレクトリ、およびファイル・システム用の
他の管理データが供給される。それ故、各ファイルは、
管理領域内に関連ファイル・ノードを持ち、上記ファイ
ル用のデータは、データ領域内の一つまたはそれ以上の
クラスタ内に保持される。
【００２６】セット・トップ・ボックス内においては、
従来のパソコンのようにハードドライブ上ではなく、図
示していない個々のフラッシュ・メモリにブーティング
情報が保持される。ＦＡＴは、冗長性を供給し、特定の
ファイルが、ディスクのデータ領域内に記憶されている
クラスタを表示するために二重に記録される。ＦＡＴ
は、例えば、１６ビットのテーブルからなり、各テーブ
ルは、個々のクラスタに関する情報を含む。下記のテー
ブル１に一例を示す。テーブルにおいては、各クラスタ
の入力は、四つの可能性を与える。各入力は、テーブル
に示すように、異なる４デジットの１６進の数値を持
つ。
【００２７】
【表１】 このファイルは、下記のルーチンにより、ディスクから
読み出される。そのファイルの最初のクラスタのアドレ
スは、そのディスク区画用の管理領域内の、対応するフ
ァイル・ノード内に記憶される。このアドレスは、ファ
イルの第一のクラスタを入手するために、直接使用する
ことができる。ファイルの次のクラスタを入手するため
に、このアドレスは、ＦＡＴ内の索引として使用され
る。上記テーブル１に示すように、ファイル内の次のク
ラスタのアドレスは、ＦＡＴ内の索引した位置に記憶さ
れ、このアドレスは、次のクラスタを検索するために使
用することができる。上記アドレスは、次のクラスタの
アドレスを索引するために、再び使用することができ、
ファイルを形成しているすべてのクラスタの検索が終る
まで、このプロセスは反復してを行われる。このプロセ
スにより、ファイルを、ディスク１４からクラスタ単位
で読み出すことができる。
【００２８】ディスクにファイルを書き込まむ度に、Ｆ
ＡＴからそのための空きのクラスタが発見され、検索を
容易にするために新しく記憶したファイル用の情報が、
ＦＡＴ内に記憶される。始動時に、ディスク１４からＲ
ＡＭ９にもＦＡＴがコピーされ、その結果、オペレーテ
ィング・システムが、要求がある度ごとに、ＦＡＴを読
み出さなければならない場合と比較すると、オペレーテ
ィング・システム２１は、遥かに迅速にＦＡＴにアクセ
スすることができる。このことについては、以下にさら
に詳細に説明する。しかし、ＲＡＭ９内に保持されてい
るＦＡＴは、揮発性であるので、停電するとそのデータ
は失われる。
【００２９】この問題を解決するために、本発明の例の
場合には、特定のファイルを記憶しているクラスタの間
の関係は、これらクラスタ間にリンクを形成するため
に、クラスタ自身内に記録される。図６は、ディスク１
４の編成の略図である。ディスク・ボリューム１４は、
ファイル・ディレクトリ構造体２６のレコードを含み、
この構造体は、ルート２７およびディレクトリ・ノード
２８、２９、３０の階層的編成を含む。この図は、ま
た、ファイル３１のようなファイル・ノードも示す。デ
ィスク容量１４は、また略図で示すＦＡＴ３２を含む。
【００３０】又、この図は、ファイル３１を形成してい
るクラスタも示す。この例の場合には、ファイル３１用
のデータは、三つのクラスタＣ１、Ｃ２、Ｃ３内に記録
される。各クラスタは、フッタを備える。それ故、クラ
スタＣ１は、フッタＦ１を備える。同様に、クラスタＣ
２は、フッタＦ２を持ち、クラスタＣ３はフッタＦ３を
持つ。これら各クラスタは、フッッタ上にファイル・デ
ータを含む。図に示すように、空のクラスタＣ４は、フ
ァイル・データを含むクラスタＣ２とクラスタＣ３との
間に位置する。図６に示すように、クラスタ・フッタ情
報Ｆ１は、そのファイル用のデータを記録している次の
クラスタ、すなわち、クラスタＣ２のアドレスに関する
情報を供給する。フッタＦ１および特定のファイル用の
すべての他のフッタは、それらを関連ファイルに対して
有効にすることができる一意の識別番号を含み、この識
別番号は、確認のために、ディレクトリ構造体２６の対
応するファイル・ノード内に記録される。それ故、フッ
タＦ２は、クラスタＣ３に対するアドレス情報と一緒に
一意のコードを含む。
【００３１】クラスタＣ１、Ｃ２およびＣ３は、またフ
ァイルに対する一意の識別コードを含むヘッダＨ１、Ｈ
２およびＨ３を含む。ヘッダは、ファイル用の先行クラ
スタ・ヘッダを参照する。それ故、ヘッダＨ３は、ヘッ
ダＨ２を参照し、ヘッダＨ２はヘッダＨ１を参照する。
これらのヘッダにより、十分なデータ巻き戻し手順を行
うことができるが、ここではこれ以上説明しない。
【００３２】使用中、ファイルに対する書込みが開始す
ると、ディレクトリ構造体２６の対応するファイル・ノ
ード内に、所定の「ファイル・ダーティ」マークが付け
られる。それ故、この場合、クラスタＣ１、Ｃ２、Ｃ３
内に記録したファイルに書込みを行った場合には、「ダ
ーティ」マークがファイル・ノード３１内に付けられ、
ファイルが閉じられ、ディスク１４上でＦＡＴ３２が更
新された時に、始めて、このマークが除去される。それ
により、以下に説明するように、停電またはその他の電
源故障の場合に、ファイルを回復することができる。
【００３３】＜始動ルーチン＞図７について説明する
と、システムを始動すると、ディスク１４上に記録され
ているファイル・システム構造体が、ステップＳ７．１
に示すように、チェックサムによりチェックされる。そ
うすることにより、装着されているディスク１４の区画
上に、有効なファイル・システムがインストールされて
いることが確認される。このチェックの結果が満足すべ
きものであった場合には、このファイル・システム構造
体２６が、ＲＡＭ９内にセットアップされ、ディスク１
４からのＦＡＴ３２が、ＲＡＭ９（図３）内にコピーさ
れる。図７のステップＳ７．２がこのことを示す。それ
故、その後で、データがディスク１４に書き込まれ、デ
ィスク１４から読み出されると、ディスク１４上のハー
ドコピーではなく、ＲＡＭ９内の揮発性ＦＡＴを参照す
ることができ、すでに説明したように、それにより、オ
ペレーティング・システム２１は、ディスク１４への読
出し／書込み動作の回数を実質的に少なくし、同時に以
降の段階で、読出し／書込みヘッド１６の動作によるノ
イズ・レベルを有意に低減することにより、効率的に動
作することができる。
【００３４】ステップＳ７．３においては、ディスク１
４上のファイル・システム・ディレクトリ２６内のファ
イル・ノードが、図１１を参照しながら、以下に詳細に
説明するように、「ファイル・ダーティ」を検出するた
めの走査され、検出された場合には、関連するファイル
の対応するクラスタ用のＦＡＴが、本発明により回復さ
れる。ステップＳ７．４において、始動ルーチンは終了
する。
【００３５】＜書込み動作＞図８は、ファイルをディス
ク１４に書き込む方法を示す。ステップＳ８．１におい
て、ディスクに書き込むために、ファイルが開いている
かどうかを確認するためのチェックが行われる。ファイ
ルが開いていない場合には、ルーチンは放棄され、ステ
ップＳ８．２に示すように、エラー・コードが発生す
る。その後で、ステップＳ８．３においては、ファイル
に「ダーティ」マークがついているかどうかを確認する
ためにチェックが行われる。ついていない場合には、ス
テップＳ８．４において、開いているファイルに「ダー
ティ」マークがつけられる。これにより、すでに説明し
たように、関連ファイル用のファイル・ノード内に、フ
ァイル・ダーティ・マークが確実につけられる。
【００３６】その後で、すでに説明したように、ファイ
ル・データが、ディスク１４上の多数のクラスタ内にク
ラスタ単位で書き込まれる。ステップＳ８．５において
は、書込みプロセスが完了したかどうかを確認するため
に、すなわち、ファイルからディスク上に書き込むデー
タが、残っているかどうかを確認するために、チェック
が行われる。書き込むデータが残っている場合には、空
きのクラスタの位置を発見するために、ステップＳ８．
６において、ＲＡＭ９内のＦＡＴが参照される。適当な
クラスタが見つかった場合には、ステップＳ８．７にお
いて、ディスク１４にクラスタ・ヘッダが書き込まれ
る。すでに説明したように、ヘッダは、関連ファイルの
一意の識別番号を含む。ヘッダは、クラスタの第一のヘ
ッダに書き込まれる。その後で、ステップＳ８．８にお
いて、クラスタの以降のセクターが、ファイルからのデ
ータと一緒に書き込まれる。ステップＳ８．９におい
て、クラスタ・フッタが、関連クラスタの最後のセクタ
ーに書き込まれる。すでに説明したように、クラスタ・
フッタは、ファイルの一意の識別番号を含む。
【００３７】クラスタ内に連続的にデータを書き込んだ
後で、ステップＳ８．１０において、ルーチンは、動作
中、ＲＡＭ９内に保持されている関連ファイル用のファ
イル・ノード内のファイルの長さに関する情報を更新す
る。その後で、ルーチンは、ステップＳ８．３に戻り、
全ファイルが連続してクラスタに書き込まれるまで、デ
ータの他のブロックに対してこのプロセスが反復して行
われる。このプロセスが終了すると、ステップＳ８．１
１において、書き込まれたクラスタの数が送り返され、
それにより、正しい数のクラスタがファイルに対して書
き込まれたかどうかを確認するチェックを実行すること
ができる。
【００３８】ディスクの区画が一杯になり、そのためフ
ァイル・データを書き込むことができる空きのクラスタ
がなくなった場合には、ルーチンは、ステップＳ８．６
を終了し、ステップＳ８．１１に関連するものに対する
類似のチェック手順を行うために、ステップＳ８．１２
において、書き込んだクラスタの数が送り返される。上
記のクラスタ書込みルーチンは、新しいデータ・クラス
タの割当てが成功する度に、ＲＡＭ９内のＦＡＴを更新
する。それ故、ＦＡＴ更新プロセスは、ステップＳ８．
６において、潜在的に含まれている。割り当てたクラス
タの前のクラスタに対するＦＡＴ入力は、新しく割り当
てたクラスタにより更新される。何故なら、それは、新
しく位置したクラスタのアドレスを保持するＦＡＴ内の
前のクラスタ入力であるからである。最初に、書き込ま
れたファイルに対してクラスタが割り当てられ、最初の
クラスタのアドレスがＲＡＭ９内に保持されているファ
イル・ディレクトリの、対応するファイル・ノードに書
き込まれる。
【００３９】＜ファイルを閉じる＞ファイルをディスク
１４に書き込んだ後で、ファイルを閉じなければならな
い。図９は、ファイル閉止ルーチンである。ステップＳ
９．１においては、ファイルが開いているかどうかを判
断するためのチェックが行われる。開いていない場合に
は、ルーチンは放棄され、ステップＳ９．２に示すよう
に、エラー・コードが発生する。
【００４０】ファイルが開いていて、閉じる必要がある
場合には、ステップＳ９．３において、ファイルにダー
ティ・マークがついているかどうかを判断するために、
チェックが行われる。すでに説明したように、ファイル
書込みプロセスのスタートのところで、ステップＳ８．
４において、ファイルにダーティ・マークがつけられて
いる（図８）。ファイルのダーティ・マークは、ファイ
ル・ノードおよびディスク上に記録されたＦＡＴ情報
を、新しく書き込んだファイルに関する情報を含むよう
に更新しなければならないことを意味する。関連ファイ
ルに対するファイル・ノードを含むファイル・ディレク
トリ構造体のコピーは、ＲＡＭ９内に保持されているＦ
ＡＴと一緒に、更新された情報を含み、この更新された
情報は、ノード構造体２６およびディスク１４上のＦＡ
Ｔ３２上に書き戻される。このプロセスは、ステップＳ
９．４において実行される。その後で、ステップＳ９．
５において、ファイルのダーティ・マークが、ディレク
トリ構造体２６内の対応するファイル・ディレクトリか
ら削除される。以下により詳細に説明するように、停電
があった場合に、ファイルが喪失するのを防止するため
に、ファイル・ディレクトリ構造体２６およびＦＡＴ３
２の更新が、ディスク１４上で成功した場合だけ、ファ
イル・ダーティ・ノードは削除される。
【００４１】ステップＳ９．３において、ダーティ・マ
ークをつけるファイルが発見されなかった場合、または
ステップＳ９．５において、ファイルのダーティ・マー
クが除去されている場合には、ステップＳ９．６におい
て、ＲＡＭ９内に維持されている開いたファイルのリス
トからそのファイルへの参照が削除される。このリスト
は、ファイルが開いているか閉じているかについての決
定的なデータを供給する。
【００４２】＜読出し動作＞図１０は、ファイルを読み
出すためのプロセスを示す。ステップＳ１０．１におい
ては、読出しのために、ファイルが開いているかどうか
を確認するために、ＲＡＭ９内の上記のファイル開放／
閉止リストがチェックされる。開いていない場合には、
ルーチンは放棄され、ステップＳ１０．２に示すよう
に、エラー・コードが発生する。
【００４３】読出しのためにファイルが開いている場合
には、そのデータは、クラスタ単位で読み出される。フ
ァイルの最初のクラスタ位置が、ディスク上のディレク
トリ構造体２６内に記録されている、対応するファイル
・ノードに位置づけられ、ステップＳ１０．３において
は、読出し／書込みユニット１６（図３）が、関連クラ
スタの位置に移動する。ステップＳ１０．４において
は、クラスタからデータが読み出される。その後で、読
み出すべきデータ・クラスタが、他にもあるかどうかを
チェックするために、ルーチンはステップＳ１０．５に
戻る。読み出すべきデータ・クラスタが他にも存在する
場合には、ステップＳ１０．３において、ＲＡＭ９内に
保持されているＦＡＴから次のクラスタの位置が探し出
され、関連クラスタに対するデータが、ステップＳ１０
４において読み出される。そのファイルに対するデータ
を含んでいるクラスタからすべてのデータが読み出され
るまで、このルーチンは反復して実行される。読み出す
べきデータがもうない場合には、ステップＳ８．１１お
よびＳ８．１２のところですでに説明したように、ステ
ップＳ１０．６において、統合チェックを実行すること
ができるように、読み出したクラスタの数に関する情報
が供給され、このプロセスは終了する。
【００４４】＜ファイルの回復＞図１１を参照しなが
ら、停電の際に行われるファイル割当て回復プロセスに
ついて説明する。すでに説明したように、動作中、ＲＡ
Ｍ９内に保持されているＦＡＴは揮発性であり、停電の
場合には失われる。ＦＡＴのバージョン、すなわち、図
６のＦＡＴ３２も、ディスク・ボリューム１４上に不揮
発性の形で保持されている。しかし、いくつかのファイ
ルは既に開かれていて、開いているファイルのクラスタ
構成情報は、ディスク１４の上のＦＡＴ３２内において
は、必ずしも更新されていない場合がある。図１１のプ
ロセスは、関連ファイルに対するクラスタ割当てを回復
することができるように、これらのファイルに対するク
ラスタの間のリンクと一緒に注意を必要とするファイル
を表示するために、ディレクトリ構造体２６内に記録し
ているファイルのダーティ・マークを利用する。
【００４５】図１１のステップＳ１１．１においては、
ディレクトリ構造体２６内において、ファイル・ダーテ
ィ・ノードが識別され、ステップＳ１１．２において
は、上記ファイルの最初のクラスタのアドレスが、ファ
イル・ノードから入手される。その後で、ステップＳ１
１．３においては、最初のクラスタのフッタが読み出さ
れ、一意の識別番号が、ディレクトリ構造体２６の、フ
ァイル・ノード内に書き込まれている、対応するコピー
と比較される。フッタ内のファイル識別が有効である場
合には、次のクラスタのアドレスがフッタから入手さ
れ、ステップＳ１１．８において、ＦＡＴ３２内に入力
される。その後で、ステップＳ１１．２においては、読
出し／書込みヘッドは、この次のクラスタのアドレスに
移動し、プロセスが反復して行われる。
【００４６】このようにして、ファイルに対する連続し
ているクラスタのアドレスが回復され、ＦＡＴ３２内に
書き込まれ、それにより、ファイルを回復することがで
きる。例えば、図６のファイル構成を考慮して、ルーチ
ンは、最初、ファイル・ノード２９内のアドレス情報を
使用して、クラスタＣ１を回復する。その後で、フッタ
Ｆ１が回復され、ＦＡＴ３２内に書き込まれているクラ
スタＣ２のアドレスを供給する。その後で、クラスタＣ
２のフッタＦ２が回復され、クラスタＣ３に対するアド
レス情報が与えられる。
【００４７】しかし、クラスタＣ３に到着した場合に
は、フッタＦ３を曖昧に識別することはできない。それ
故、ステップＳ１１．３における試験は失敗し、その結
果、ステップＳ１１．４においては、ファイル終了マー
カＥＯＦが、前のクラスタ（この例の場合には、クラス
タＣ２）のフッタ、およびＲＡＭ９内のクラスタＣ２に
対するＦＡＴ内に挿入される。それ故、プロセスは、フ
ァイルの最後のクラスタを回復しない。従って、図６の
ファイル・ノード２９内のステップ１１．５においてフ
ァイルの長さが更新される。
【００４８】その後で、ステップＳ１１．６において
は、回復したＦＡＴが、ＲＡＭ９からディスク１４、す
なわち、ＦＡＴ３２に移される。それ故、ファイル回復
プロセスが、最後のクラスタを除いてすべてのクラスタ
を回復することを理解することができるだろう。この最
後のクラスタの喪失により、例えば、７メガビット／秒
のような、デジタル・ビデオ放送に現在使用されている
ビット速度に対して記録したビデオ・データのほんの数
秒間だけが喪失する。この用途の場合、喪失したクラス
タは、使用するファイルの残りの部分に対しては必要な
い。それ故、再生した場合、ファイルに対して回復した
データ・クラスタは、記録したビデオ・データを供給す
るするが、最後のクラスタの喪失により記録の最後の数
秒間が失われる。
【００４９】その後で、ステップＳ１１．７において
は、ディレクトリ構造体２６内の対応するファイル・ノ
ードからファイル・ダーティ・マークが除去される。そ
の後で、ディレクトリ構造体２６のノード内の、他のフ
ァイル・ダーティ・マークに対してプロセスが反復して
実行される。このファイル・ダーティ・ノードは、ステ
ップＳ１１．１において発見され、処理すべきファイル
・ダーティ・ノードが存在しない場合には、ステップＳ
１１．９に示すように、プロセスは終了する。
【００５０】回復プロセスは、例えば、８メガビットま
たはそれより上の非常に大きいクラスタ・サイズを使用
しているので優れたものになっている。何故なら、その
ために、連続しているクラスタ間を結ぶリンクの数が少
なくてすむからである。大型のクラスタを使用すると、
図３のハードディスク６の読出し／書込みユニット１６
が必要とする読出し／書込みハウスキーピング動作の回
数が少なくなる。それ故、ハードドライブ６が発生する
ノイズもかなり減少し、それにより、テレビ受像機２上
でプログラムを見る試聴者への妨害も少なくなる。
【００５１】使用するクラスタのサイズは、上記のファ
イル回復プロセス中のデータの喪失の量、すなわち、最
後のクラスタの喪失と、特定の読出し／書込みユニット
により達成することができる、最大クラスタ切換え周波
数との間の折り合いで決まる。一例を挙げると、８メガ
ビットのクラスタ・サイズを使用することができるが、
ファイルを回復しなければならない場合には、いつでも
８メガビットの最大データ喪失が起こる。８メガビット
のクラスタ・サイズは、７メガビット／秒のビット速度
の場合の、約１０秒のビデオに対応し、最大１秒の１／
１０のハッキリしたディスク・ヘッドの運動を生じる。
【００５２】本発明の上記実施形態は、種々様々に修正
および変更することができる。例えば、記憶媒体として
磁気記憶媒体について説明してきたが、ＤＶＤのような
光学的記憶媒体も使用することができることを理解する
ことができるだろう。さらに、例えば、ＦＡＴ１６、Ｆ
ＡＴ３２、ＯＳ／２からのＨＰＦＳ（高性能ファイル・
システム）、ＮＴＦＳ、ＩＳＯ９６６０、ＵＤＦ、およ
びＵＮＩＸ（登録商標）用のファイリング・システムの
ような別のオペレーティング・システムおよびＦＡＴ
を、本発明により使用するように修正することができ
る。さらに、本発明の使用は、セット・トップ・ボック
スに制限されないで、ゲーム・マシンおよびホーム・オ
ートメーション・デバイスのような記憶媒体を内蔵する
他のマルチメディア・デバイスにも使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】あるプログラムを記録中の本発明のデータ処理
装置を内蔵するセット・トップ・ボックスの簡単なブロ
ック図である。
【図２】図１に対応する図面で再生中のものである。
【図３】図１および図２のファイル・システム・プロセ
ッサおよびハードドライブの簡単なブロック図である。
【図４】図３のプロセッサ構成が使用するソフトウェア
階層の略図である。
【図５】ハードドライブのセクタの構成の略図である。
【図６】ハードドライブ上のＦＡＴ、ディレクトリ構造
およびクラスタの編成の略図である。
【図７】セット・トップ・ボックスの始動ルーチンのフ
ローチャートである。
【図８】ハードドライブに、データ・ファイルを書き込
むためのルーチンのフローチャートである。
【図９】ファイルを閉じるためのルーチンのフローチャ
ートである。
【図１０】ハードドライブからデータ・ファイルを読み
出すためのルーチンのブロック図である。
【図１１】電源が故障した場合の、ファイル・クラスタ
割当て情報を回復するためのルーチンのフローチャート
である。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データ・プロセッサ、前記プロセッサの
    動作中に使用するための主メモリ、記憶媒体と、該記憶
    媒体へデータを書き込み又は該記憶媒体からデータを読
    み出すための読出し／書込みデバイスとを含むデータ記
    憶デバイス、およびデータのファイルを個々にアドレス
    可能な位置を持つ記憶媒体の複数の領域に書き込み、前
    記複数の領域から読み出すことができるように、前記デ
    ータ記憶デバイスを動作させるためのファイル・システ
    ムを含むデータ処理装置であって、 前記領域の前記アドレスが、プロセッサの動作中、前記
    主メモリに保持され、前記ファイル・システムが、ファ
    イル用のデータが前記記憶媒体の前記複数の領域内に書
    き込まれた場合、そのファイル用のデータを記憶してい
    る領域内の他の領域の位置に関するデータを供給するよ
    うに、リンクが領域内のある領域内に記憶されるように
    前記ファイル・システムが動作することを特徴とするデ
    ータ処理装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記記憶媒体が、複数のセクタから構成されるように前
    記記憶デバイスが構成され、前記領域が前記セクタのク
    ラスタを含み、前記ファイル用のデータが、前記クラス
    タがフッタを持つように前記クラスタ内に書き込まれ、
    前記クラスタの中の一つのクラスタの前記フッタが、前
    記の記憶したファイル用のデータを含む次のクラスタの
    位置に関するデータを含むことを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、 前記クラスタの中の一つのクラスタの前記フッタが、記
    憶したファイル用のデータを含んでいる次のクラスタの
    フッタ内に同様に含まれている識別コードを含むことを
    特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の装置において、 前記フッタが、前記クラスタを含む各セクタに記憶され
    ることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の装置に
    おいて、 前記データ記憶媒体が、前記領域内に記憶している前記
    ファイルのディレクトリ、およびそれぞれ、前記ファイ
    ル用のデータを記憶している前記領域の中の所定の一つ
    の領域の位置を記憶している管理領域を含むことを特徴
    とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、 前記ファイル・システムが、前記記憶媒体内に記憶して
    いるファイルが既に開かれている場合に、前記ディレク
    トリ内に所定のマークを供給し、閉じているファイルに
    応じて前記ディレクトリから前記マークと、前記記憶媒
    体上に既に書き込まれている前記閉じたファイル用の前
    記領域に関するデータを除去するために動作可能である
    ことを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れかに記載の装置に
    おいて、 前記ファイル・ディレクトリが、前記ファイルが記憶さ
    れている前記記憶媒体の前記領域の中の所定の一つの領
    域に関するデータを含み、使用中の前記主メモリに保持
    されている前記アドレス情報が前記ファイルを記憶して
    いる前記領域の中の他の領域に関するデータを含むこと
    を特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載の装置において、 前記ファイル・システムが、ファイル回復手順を実行す
    るために動作することができ、停電の後で、前記ファイ
    ル・システムが、前記記憶媒体上の前記ディレクトリか
    らダーティとマークされているこれらのファイルを識別
    し、発見した各ファイルに対して、前記ディレクトリか
    ら前記の所定のファイル領域の位置を決定し、また、前
    記ファイルに対する前記領域の位置が回復されるまで、
    その中に記憶している前記リンクから、前記ファイル用
    のデータを含む次の領域の位置を連続して決定すること
    により、前記ファイルに対する前記記憶媒体の前記領域
    の位置を再度構成することを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載の装置に
    おいて、 前記主メモリに保持している前記アドレス情報が、特定
    のファイルを記憶している領域のアドレスを含む前記記
    憶デバイス用のファイル割当てテーブルを含み、ファイ
    ルが前記記憶媒体に書き込まれた場合に、前記テーブル
    が更新されることを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の装置において、 前記ファイル・システムが、前記ファイルが閉じられた
    場合に、それに応じて、前記記憶媒体内に前記ファイル
    割当てテーブルを記憶するために動作可能であることを
    特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０の何れかに記載の装
    置において、 前記領域が少なくとも８メガビットのデータを含むこと
    を特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１の何れかに記載のデ
    ータ処理装置を含むマルチメディア・ターミナル。
  13. 【請求項１３】 請求項１乃至１１の何れかに記載のデ
    ータ処理装置を含むセット・トップ・ボックス。
  14. 【請求項１４】 データ・プロセッサと、前記プロセッ
    サの動作中に使用するための主メモリと、記憶媒体を含
    むデータ記憶デバイスとを含むデータ処理装置にデータ
    を記憶するための方法であって、 ファイルのデータを個々にアドレス可能な位置を持つ前
    記記憶媒体の複数の領域に書き込み、前記複数の領域か
    ら読み出すことができるように前記データ記憶デバイス
    を動作させるステップと、 前記主メモリに、前記ファイル用の前記領域の前記アド
    レスに関する情報を維持するステップと、 データのファイルが前記記憶媒体の前記複数の領域内に
    書き込まれた場合、そのファイル用のデータを記憶して
    いる前記領域内の他の領域の位置に関するデータを供給
    するリンクを前記領域内の中の一つの領域内に記憶する
    ステップとを含むことを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法において、 停電時に、どのファイルが開いていたかを判断し、開い
    ていたと判断した各ファイルに対して、その領域の中の
    一つの領域の位置を発見し、その発見した領域から前記
    ファイルの少なくとも一つのその他の領域の位置を決定
    するために、その内部に記憶している前記リンクを使用
    することにより、停電の後で、ファイル用のデータを含
    む前記領域に関する情報を回復するステップを含むこと
    を特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至１３の何れか１項に記載
    のデータ処理装置を動作させるように構成されているフ
    ァイル・システム。
  17. 【請求項１７】 請求項１４または請求項１５に記載の
    方法により、データ処理装置を動作させるように構成さ
    れているファイル・システムを含むコンピュータ・プロ
    グラム。
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