JP2009505197A - コンピュータ装置における書込可能リムーバブル・メディア上のデータ記憶 - Google Patents

Abstract

排出処理の開始を検出してからコンピュータ装置から排出される記憶メディアが動作不能になる位置へ達するまでにかかる最小時間が、排出の開始が検出される前に書き込みが開始する条件で書き込みが完了することが保証される、データ・チャンクのサイズを計算するために使用される。非常に長い書き込み動作全体をこの最小時間の期間内で書き込みが可能なチャンクへ分割することによって、リムーバブル・メディアが破損するリスクとデータが紛失するリスクを回避することができる。

Description

本発明は、リムーバブル・メディアの排出が早すぎることによる、コンピュータ装置上のデータの損傷を防ぐ方法を記述する。

「コンピュータ装置」という用語には、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、ＰＤＡ、移動電話、スマートフォン、デジタルカメラ、および、デジタル音楽プレイヤー等の、パーソナル・デバイスが制限なく含まれる。当該用語には、上述の１以上のクラスの装置の機能を、他の産業用および家庭用電気機器の機能と一緒に組み込んだ統合型装置（converged device）も含まれる。

コンピュータ装置は、典型的には、データを格納するための複数の方策を有している。そのような装置の内部ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）は、動作は高速であるが、揮発性であり、電源を切るとその内容が失われてしまう（非永続的）。一般に用いられている他の種類の記憶装置は永続的であり、その内容は失われない。このような記憶装置には、テープや様々な種類のディスク・ドライブ等の磁気記憶装置、様々な種類のコンパクト・ディスク（ＣＤ）やデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）等の光ドライブ、および、フラッシュ・ドライブ等の他の多くの種類の非揮発性固体装置が含まれる。このような種類の記憶装置の多くは、コンピュータ装置に対して固定しても、あるいは、着脱可能（リムーバブル）としてもよい。

現代のコンピュータ装置は固定された非着脱式で永続的な記憶装置を有していることが多い。多くの人になじみのある例としては、デスクトップまたはラップトップのパーソナル・コンピュータに内蔵されたハード・ディスク・ドライブや、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）や先進的な移動電話の多くで用いられているフラッシュ・メモリ等がある。

しかし、着脱可能で永続的な記憶装置はある利点を有している。大きな利点は、制限の範囲内で、任意のコンピュータ装置の記憶容量を、容易にほぼ無限にアップグレードすることができることである。また、これによって、ソフトウェアや他のデジタル・コンテンツを装置にインストールするという追加のオプションがもたらされる。さらに、これはある装置から他の装置へのデータの移動を容易にするため、固定の記憶装置の使用において、バックアップと安全性の両方のための便利な追加のオプションが提供される。

しかしながら、着脱可能で永続的な記憶装置はいくつかの重大な欠点を有している。主なものは安全性と脆弱性に関するものである。典型的には、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、および、様々な種類のフラッシュ・メモリ記憶装置などの、このような記憶に用いられるリムーバブル・メディアは、コンピュータ装置にマウントされているときよりもコンピュータ装置から排出されているときの方がはるかに損傷を受けやすい。さらに、装置から排出されているときに、リムーバブル・メディアを置き間違えたり、紛失したり、あるいは、リムーバブル・メディアが盗難されたりする可能性は、メディアがコンピュータ装置にマウントされているときと比べて高い。また、メディアをコンピュータ装置から排出したり、コンピュータ装置に挿入したりする物理的な行為は、コンピュータ装置とリムーバブル・メディアの両方を損傷しうるものである。

このような損傷の要因のうち最後のものは、ユーザ側の手際が悪いことや、静電気や水蒸気などの悪い環境条件が存在することを含む多数の理由から発生しうる。コンピュータ装置がリムーバブル・メディアに対して書き込み処理を行っている最中にメディアの排出が早く行われたことによってもそのような損傷が引き起こされうるということを、そのようなリムーバブル・メディアを日々使用するユーザの大多数は理解しておらず、そのようなメディアを早く排出することは実際にしばしば見受けられている。これは現に書き込み中のブロックのデータ破損を招くだけでなく、それが（ファイル等として）一部に含まれるデータの集合をも損傷しうる。最悪の場合、メディア上の機密データ（ルートディレクトリ等）が取り返しがつかないほど破壊されたり、あるいは、リムーバブル・メディアの電子回路それ自体が損傷したりすることもありえ、これによって、リムーバブル・メディアの全ての内容がアクセス不能になることもありうる。

このことは、コンパクト・フラッシュ（ＣＦ）・カード、マルチメディア・カード（ＭＭＣ）、セキュア・デジタル（ＳＤ）・カード、メモリ・スティック（ＭＳ）、エクストリーム・デジタル（ＸＤ）・カード等の、現代のフラッシュ・メモリ装置において、特に、問題になりうる。これらの装置は、今日では、大容量の記憶装置を有して利用可能であり、大容量のデータを記憶するために典型的に用いられるためである。さらに、これらの装置は高速なランダム・アクセス・ファイル格納器としてほとんど連続的に使用されることが頻繁である。これらは購入費が比較的高くもある。

コンピュータ装置の多くは、書き込み動作の最中に早く取り除くことによってリムーバブル・メディアに引き起こされる損傷を最小限にするための対策を全く行っていない。そのような対策を行っているものは、メディアの排出を物理的に防止することに依拠している。このようなカテゴリの例には、イジェクト機構が完全に電子化され、装置上のソフトウェアによって制御されているＣＤドライブ及びＤＶＤドライブや、ソフトウェア・ロックが可能なマニュアル動作のドア・ラッチを有するディスク・ドライブが含まれる。

そのようなロック機構は単純な機構の装置よりも製造コストが高い。さらに、かさばり、重くて、より多くの電力を消費する。これらは、それ自体では、特に、先進的な移動電話やデジタル・カメラ等の、リソースが制約されているマス・マーケット・コンシューマ装置には適していない。これらの装置は、バッテリ寿命が限られていて、できるだけ軽量かつコンパクトであることが必要であり、また、できるだけ安価に製造すべしという強い市場圧力も存在するからである。

確かに、上記のような排出を物理的に防ぐことによっても書き込み動作中にメディアを早く取り除いてしまうことに起因する損傷を防ぐことは可能であるが、それは目的を実現する唯一の方法ではない。

本発明の背後には、書き込み動作中にメディアを早く排出することに起因する損傷を防ぐことは、メディアの排出が発生する前に書き込み動作を確実に完了させることによって論理的に可能であるという認識がある。

本発明の第１の側面によれば、コンピュータ装置上でリムーバブル・メディアにデータを格納する方法であって、データ格納動作を、前記データが格納される前記メディアを前記装置のユーザが前記装置から排出するのにかかる時間よりも短い時間で完了することがそれぞれ知られている、複数のより小さなデータ格納動作へ分割する工程を有する方法が提供される。

本発明の第２の側面によれば、第１の側面に係る方法に基づいて動作するように構成されたコンピュータ装置が提供される。

本発明の第３の側面によれば、コンピュータ装置を第１の側面に係る方法に基づいて動作させるオペレーティング・システムが提供される。

以下、図１を参照して本発明に係る実施形態例を説明する。図１は、本発明に基づいてドライブを安全に排出する方法を示す図である。

リムーバブル・ドライブの安全な排出をどのように実現するかに関して本発明が開示する方法は、リムーバブル・メディアへの全ての書き込み動作を小さな別個のチャンク（かたまり）へ分解するというものである。これが実行された場合、たとえドライブが突然排出された場合でも、ドライブが実際に排出されて書き込み処理が中断する前に、システムが最後の情報チャンクをリムーバブル・ドライブへ書き込むのに十分な時間がある。このようにすることで、読み出しエラーを誘発する領域がリムーバブル・ドライブ上に生成されるリスクが最小限になる。

本発明は、リムーバブル・メディアがコンピュータ装置からいつ引き抜かれそうになるか、あるいは、排出されそうになるかを検出する。これを実現する方法は、メディアの排出は、コンピュータの時間としては、非常に長時間を要する比較的複雑な機構の動作であるという事実に依拠している。典型的にはナノ秒ではなく秒のオーダーであり、そのような時間のかかる動作の発生は、メディアへの書き込みが危険でリスキーな動作になる状況へ達する前に検出可能である。

コンピュータ装置は、メディアがコンピュータ装置から排出可能になる前に開く必要のある扉などの、物理的な障害物でリムーバブル・メディアを保護して保持することがよくある。このような状況では、物理的な障害物が開かれていることは、例えば、障害物が開かれることの初期段階を検出する小さなマイクロスイッチを追加することで、検出可能である。

コンピュータ装置は、その動作が引き金（トリガー）によって開始されるばね仕掛け機構によって装置を排出する必要があるようにしてもよい（引き金は、リムーバブル・メディアそれ自体、あるいは、メディアが排出可能になる前にまず押下しなければならない小さなボタンとしてもよい）。これにより、引き金がリリースされたときに、リムーバブル・メディアを排出するのに十分なエネルギーが、ばねに提供されることになる。このような状況では、引き金の押下は、小さなマイクロスイッチ、または、圧電センサ等の他のセンサを装置に追加することによって検出可能である。

扉も引き金も有しておらず、前述のＣＦ、ＭＭＣ、ＳＤ、ＭＳ、および、ＸＤカード等の、１以上の固体記憶カードを使用するコンピュータ装置は、そのようなメディア上のピンやコネクタは比較的長く、リムーバブル・メディアが装着されていたコンピュータ装置上で協調して動作していたソケット接触子との電気的接触がもはやなくなる位置へピンやコネクタが移動するには、（コンピュータの時間では）比較的長い有限の時間がかかるということを利用することができる。排出のプロセスが開始されたことは、メディアが通常の動作位置から後方へ移動させられるとすぐにトリガーされる、装置内のマイクロスイッチまたは他の好適な移動検出トランスデューサによって検出することができる。あるいは、使用されていない、または、重要でない、ピンまたはコネクタに短く接触したことは、排出の開始を検出可能にするために用いることができる。

上述の全ての場合において、排出イベントの開始を検出してからドライブが実際に排出されるまでにかかる最小時間を実験的に較正することと、リムーバブル・メディアの書き込み速度を知ることによって、装置とその制御ソフトウェアの設計者は、データのチャンクがメディアへ書き込まれる前に実際の排出が行われる危険のない、メディアへ書き込み可能なデータのチャンクの最適なサイズを計算することが可能である。このデータのチャンクのサイズが一度分かると、排出開始イベントが発生しない間は、リムーバブル・メディアへそれを書き込むのは常に安全であろう。たとえ書き込み処理中にそのような排出イベントが発生したとしても、リムーバブル・メディアへの書き込みが継続不可能になる限界状態へ排出が達する前に、書き込み処理を完了可能であることが保証されるためである。

リムーバブル・メディアへの書き込みが不可能になる時点は、リムーバブル・メディアが物理的に排出されるときの速度に依存し、明らかにこれは、ユーザや、メディアの種類の例、装置、さらには、装置の使用期間によっても異なるだろう。ばねの弾性、扉の開閉の滑らかさ、リムーバブル・メディアの工学技術の正確さ、ユーザの指の身体的な器用さはすべて、それらの役割を果たす。採用すべき安全な方針は、確実に再生することが可能な最も早い排出の時点をとることである。

メディアの排出をやや煩わしくする手段を導入して、コンピュータ装置からメディアを排出する時間を少しだけ増加させることによって、本発明を使用する装置の性能は一般に改善されるということを、コンピュータ装置の製造者は知ることができる。このような少しの時間の増加はコンピュータにとっては比較的大きく、これは、リムーバブル・メディアへ安全かつ確実に書き込むことが可能なデータのチャンクのサイズをかなり大きくすることができ、全体として、リムーバブル・メディアへの書き込みをより効率的なものにすることができることを意味するためである。

本発明によれば、排出が早すぎることに起因する、リムーバブル・メディア上でデータが破損することのリスクを大幅に低減化し、あるいは、完全に取り除くことが可能になる。

以下、本発明の実施形態をより詳細に説明する。本実施形態では、コンピュータ装置は移動電話であり、リムーバブル・メディアのハードウェアは上述のメディア・ストレージの扉を備えたＭＭＣカードである。そして、リムーバブル・メディアのハードウェア動作（電力と扉の開放検出）とソフトウェア動作（データ・バス動作）を担うコンピュータ装置内には、ドライブ・コントローラとデバイス・ドライバのコンポーネントが存在することが仮定されている。

ドライバ・コントローラが扉の開放イベントを検出した場合、ドライバ・コントローラはＭＭＣからの電力をできるだけ早く解除することを試みる。ただし、ブロックの書き込みをしている最中にそのようなカードから電力を解除することは、ブロックを破損しうるから得策ではないため、バスの動作が進行中ならばそれは電力をすぐには解除しない。このような場合、ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａＣａｒｄ（マルチ・メディア・カード）のセッションが終了するまで電力切断は延期される。しかし、扉が開放されている間に新たなセッションを結ぼうとする試みはすぐに失敗する。

したがって、コマンドがまだ完了しつつある間にカードが物理的に引っこ抜かれる状況を回避するために、ドライバ要求は十分短く保たれる。これにより、ドアの開放イベントと、カードがコンピュータ装置から電気的に切り離されるようになるまでの実際の時間との間の時間にこれらを常に完了可能であることが保証される。このことは、ブロック転送がより短いことによってデータ転送が改善されるにもかかわらず、複数ブロックの長い書き込みコマンドは避けなければならないことを意味する。このため、移動電話は、潜在的なカード排出を早く警告するための機構と回路構成を備えていることが非常に重要である。

図１は全体の処理を示している。リムーバブル・メディアへのデータの書き込みの要求に応じて、本発明に係る装置は、問題になっている装置とリムーバブル・メディアの種類について、メディアの排出開始の検出とメディアの実際の排出との間にかかる時間に基づいて時間（ｔ）を取得する。時間（ｔ）を決定する方法は本発明の一部ではないが、例えば、特定のユーザ用の装置と様々な形態のメディア・ストレージの種類をセットアップする間に、様々なメディアの種類について装置内に格納されている決定された時間を用いて達成することができる。

次に、書き込みをするデータは、各々（ｔ）の時間以内でメディアに書き込むことが可能な一連のチャンクに分割される。次に、装置は、メディアの排出の開始が検出されているか否かを判定する。その答えが”ｎｏ”の場合は、シーケンス内の次のデータ・チャンクがメディアに書き込まれる。この処理はメディアの全てのチャンクが書き込まれるまで繰り返され、いったん全てのデータ・チャンクが書き込まれると、装置は、書き込み動作が成功したことを示すことが望ましい。

しかし、書き込み処理中の任意の時間に、メディアの排出開始が検出された場合は、書き込み動作の全体を完了させることはできず、書き込み動作が失敗したことがユーザに示される。この場合、書き込まれたデータは不完全であり、ほぼ確実に使用することはできないが、メディアの排出によって引き起こされた書き込みの中断はデータのチャンクを実際に書き込んでいる間に発生したわけではないため、メディアそれ自身は破損しないことは保証される。

したがって、本発明は、排出が早いことによってデータが紛失するリスクを冒すことなく、リムーバブル・メディアをコンピュータ装置上で使用することを可能にし、これは、高価で、かさばり、重く、または、電力を食う機械装置を用いることなく実現される。

リムーバブルな記憶メディアを使用するコンピュータ装置上では、メディアを排出する処理の機械的な特性によって、装置は、リムーバブル・メディアが、もはやそれが動作可能でなくなる程度まで排出される位置へ達する前に、この処理の開始を検出することができる。処理の開始を検出してからこの位置へ達するまでにかかる最小時間は、排出の開始が検出される前に書き込みが開始する条件で書き込みが完了することが保証される、データ・チャンクのサイズを計算するために使用することができる。非常に長い書き込み動作全体をこの最小時間の期間内で書き込みが可能なチャンクへ分割することによって、リムーバブル・メディアが破損するリスクとデータが紛失するリスクを回避することができる。

以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、添付の特許請求の範囲で規定されている本発明の技術的範囲内でならば、修正してもよいことが理解されるだろう。

本発明に基づいてドライブを安全に排出する方法を示す図である。

Claims (10)

1. コンピュータ装置上でリムーバブル・メディアにデータを格納する方法であって、
   データ格納動作を、前記データが格納される前記メディアを前記装置のユーザが前記装置から排出するのにかかる時間よりも短い時間で完了することがそれぞれ知られている、複数のより小さなデータ格納動作へ分割する工程を有する方法。
2. 前記データが格納される前記メディアを前記装置のユーザが前記装置から排出するのにかかる前記時間は、前記メディアの排出が最初に検出される時点から、データ記憶がもはや可能でないと認められる時点まで測定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記メディアの排出が最初に検出される前記時点は、前記メディアへアクセスする前に動かすことが必要な、扉またはカバーの物理的な開放によって決定される、請求項２に記載の方法。
4. 前記メディアの排出が検出される前記時点は、前記メディアを取り外すのに使用されるばねの圧縮がトリガーとなるトランスデューサによって決定される、請求項２に記載の方法。
5. 前記メディアの排出が検出される前記時点は、前記メディアがその通常の動作位置から移動することがトリガーとなるトランスデューサによって決定される、請求項２に記載の方法。
6. 前記メディアの排出が検出される前記時点は、前記メディアがその動作位置にあるときに接触する電気的接触が開放されることよって決定される、請求項２に記載の方法。
7. データ記憶がもはや可能でないと認められる前記時点は、前記コンピュータ装置から前記メディアを排出する間の、ユーザが確実に再生可能な最も早い時点をとることによって決定される、請求項２に記載の方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の方法に基づいて動作するように構成されたコンピュータ装置。
9. 前記データが格納される前記メディアを前記装置のユーザが排出するのにかかる前記時間が、予め定められた閾値を上回ることを保証する手段を備える、請求項８に記載のコンピュータ装置。
10. コンピュータ装置を、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法に基づいて動作させるオペレーティング・システム。

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