JP2010257301A - データ転送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】少ないキャッシュバッファ容量の環境下においても、データの先読みを好適に行うことができるようにする。
【解決手段】操作を受信する受信手段と、第1の記憶媒体から前記第1の記憶媒体とは異なる第2の記憶媒体にデータを転送する転送手段と、前記操作に基づき、前記転送手段で転送するデータを決定する決定手段と、前記決定手段で決定されたデータに基づき、前記第1の記憶媒体に記憶されたデータの蓄積情報を取得する取得手段と、前記蓄積情報に基づいて前記第2の記憶媒体の容量を変更する変更手段とを具備している。
【選択図】図2

Description

本発明はデータ転送装置に関し、特に、データの先読みを行う際に用いて好適な技術に関する。
大容量記憶装置として用いられるハードディスクドライブをはじめとしたディスク記憶装置は、ディスクからデータを読み出す際に、データが書き込まれた位置に読み出し用のヘッドを移動させて、ディスクの回転に合わせてデータの読み出しを行う。このため、ディスク記憶装置からデータ読み出す際に掛かる所要時間は、シーク時間と言われる半径方向へのヘッドの移動時間、データ読出し位置まで回転するのを待つ回転待ち時間、データアクセス時間、及び転送時間からなる。このうち、データを読み出す準備期間にあたる平均シーク時間と平均回転待ち時間との合計は数ミリ秒から十数ミリ秒を要し、高速なデータ読み出しの弊害となっている。
このため、データの読み出しの高速化を図るために、様々な技術が存在する。例えば、特許文献1では、ディスク記憶装置内に備えたキャッシュバッファを用いている。このキャッシュバッファにキャッシュするデータを統計的に管理することで、キャッシュ内のデータのヒット率を高め、高速化を実現している。また、特許文献2では、ディスク記憶装置にデータを書き出す際に、書き出すデータの木構造を解析して、データ読み出しの際のシーク時間を短くする提案がなされている。さらに、一般的なコンピュータ機器に搭載された高級なオペレーティングシステムでは、潤沢なメモリ容量を背景に一度読み出されたデータを指定したキャッシュバッファ容量の範囲内で保持し、同一データの読み出しの高速化を図っている。
特開平8−272689号公報 特開2003−281816号公報
ところで、特許文献1では、アプリケーションレベルで指定された条件に合致したデータを読み出すには、読み出すデータの予測が必要であり、単純な統計的処理ではキャッシュのヒット率の向上は限定されてしまう。また、特許文献2では、木構造に関係なく、全てのデータを更新日時順に並べて表示するなどの、アプリケーションレベルで指定された条件に合致したデータを読み出すには、読み出し用ヘッドのシークが発生してしまうため、高速化可能な適用範囲が狭い。さらに、大容量のメモリの確保が困難な組み込み機器では、一般的なコンピュータ機器の高級オペレーティングシステムのようなキャッシュバッファを用意し、高速化を図ることは困難である。
本発明は前述の問題点に鑑み、少ないキャッシュバッファ容量の環境下においても、データの先読みを好適に行うことができるようにすることを目的としている。
本発明のデータ転送装置は、操作を受信する受信手段と、第1の記憶媒体から前記第1の記憶媒体とは異なる第2の記憶媒体にデータを転送する転送手段と、前記操作に基づき、前記転送手段で転送するデータを決定する決定手段と、前記決定手段で決定されたデータに基づき、前記第1の記憶媒体に記憶されたデータの蓄積情報を取得する取得手段と、前記蓄積情報に基づいて前記第2の記憶媒体の容量を変更する変更手段とを具備したことを特徴とする。
本発明によれば、少ないキャッシュバッファ容量の環境下においても、ユーザ操作に対して、如何にキャッシュバッファの効率的に制御してデータの先読みを行うことが可能になり、ユーザにインタラクティブ性の高いUIを提供することができる。
本発明の第1の実施形態のデータ表示システムの構成例を示す図である。 データ表示装置の構成例を示すブロック図である。 リモートコントローラの構造の一例を示す図である。 ディスプレイに表示される表示画面の一例を示す図である。 キャッシュバッファの配分方法を概念的に示す図である。 起動から終了までの処理手順の一例を示すフローチャートである。 先読み制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。 データのディレクトリ構造の一例を示す図である。 ディレクトリ構造におけるFATファイルシステムの概念を示す図である。 本発明の第2の実施形態のデータ表示システムの構成例を示す図である。 データ表示装置の構成例を示すブロック図である。 キャッシュバッファの配分方法を概念的に示す図である。 先読み制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
(第1の実施形態)
以下、本発明における第1の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係るデータ表示システムの構成例を示す図である。
図1において、101は、データ表示装置である。102は、ユーザが操作を行う操作入力装置であり、データ表示装置101の内蔵された入力ボタンでも、リモートコントローラに代表される操作入力装置でもよい。103は、ディスプレイやテレビジョン放送受像表示機に代表される表示装置であり、操作入力装置102同様、データ表示装置と別体であってもよい。104は、データ表示を行うためコンテンツデータを記憶した記憶媒体であり、データ表示装置が解読可能なファイルシステムでデータを記憶しており、表示装置103と同様、データ表示装置101と別体であってもよい。
データ表示装置101は記憶装置104からデータを読み出し、表示装置103に読み出したデータの表示を行う。ユーザは表示装置103に映し出された表示内容を見て、操作入力装置102で操作を行う。
図2は、本実施形態のデータ表示装置101の構成例を示すブロック図である。
図2において、200は、図1に示したデータ表示装置101の本体である。リモートコントローラ220は、図1に示した操作入力装置102であり、ディスプレイ230は、図1に示した表示装置103である。また、ハードディスクドライブ240は、図1に示した第1の記憶媒体としての記憶装置104であり、FATファイルシステムによってデータを記録する。
201は、リモートコントローラ220から受信した操作入力を検出する操作入力検出部である。202は、操作入力検出部201で検出された操作に基づいて、ハードディスクドライブ240から読み出すデータを決定し、データを一時的に記憶する第2の記憶媒体であるキャッシュバッファ203に読み出したデータを記録する先読み制御部である。
203は、転送手段として先読み制御部202で読み出されたデータを一時的に記憶する一時記憶領域であって、高速データアクセスが可能なランダムアクセスメモリ(RAM)上に存在するキャッシュバッファである。205は、操作入力検出部201で検出した操作に基づいて、キャッシュバッファ203からデータを読み出して、ディスプレイ230で表示する表示画像を生成してディスプレイ230に表示出力する表示制御部である。204は、先読み制御部202から得たデータの蓄積情報に基づいて、キャッシュバッファ203の容量および配分を決定するキャッシュバッファ配分部である。各々の処理の詳細な説明は図6及び図7の説明で後述する。また、ハードディスクドライブ240はディスク状の記憶媒体にデータを記憶させるものである。
図3は、図2におけるリモートコントローラ220の構造の一例を示す図である。
図3において、300は図2に示したリモートコントローラ220の本体である。電源ボタン301は、データ表示装置200の起動および終了を指示する入力ボタンである。また、条件1左ボタン311、条件1右ボタン312、条件2左ボタン321,条件2右ボタン322は、ディスプレイ230に表示するデータを切替えるボタンである。
図4は、図2におけるディスプレイ230に表示される表示画面の一例を示す図である。
図4において、400は表示画面全体である。401、402は、表示するデータの順序条件を示す情報であり、条件1をデータの日時順、条件2をデータの場所順としている。ここで、上述のデータおよびデータの順序を決定する情報に関して具体的に説明する。
例えば、データはデジタルスチルカメラ(DSC)等で撮影された静止画像や動画像の映像データである。この場合、日付や場所は、Exif(Exchangeable Image File Format)情報に記載された撮影日時情報、及びGPS(Global Positioning System)情報を用いることが可能である。順序を決定する方法はこれに限らず、Exif情報に記載された他の情報や、画像を解析した結果得られる情報、ユーザが付けた点数などでもよい。また、データについても、映像データに限らず、テキスト等、その種類は問わない。
411〜413、421〜423は、操作入力に応じて順序条件ごとに表示されたコンテンツである。また、403〜406は、図3に示したデータを切替えるボタンに対応したユーザ操作を補助するための操作ガイド情報である。図3で示した条件1左ボタン311を押下するとコンテンツ411からコンテンツ413が右にスクロールして、条件1の順序条件に従ったコンテンツがコンテンツ411の左からスクロール表示される。同様に他のデータを切替えるボタンを押下すると条件に合致したコンテンツ列がスクロールして表示するコンテンツの切替え表示を行う。
図5は、条件1と条件2とに関するキャッシュバッファの配分方法を概念的に示す図である。
図5において、501はデータ表示装置101のRAM上に確保されたキャッシュバッファであり、それぞれの四角は一つのデータが一時記憶される領域を示している。キャッシュバッファ501は、条件1用キャッシュバッファ502及び条件2用キャッシュバッファ503に配分されている。504は、後述する方法で決定された配分に従い、使用せずに領域を開放するキャッシュバッファ領域である。505は、同様に決定された配分に従い、開放されたキャッシュバッファ領域504を新たに取得したキャッシュバッファ領域である。
511は、図2に示したハードディスクドライブ240であり、512はハードディスクドライブ240内のデータ領域を概念的に示したクラスタ構造である。513は条件1の順序条件と条件1用キャッシュバッファ502に一時記憶されたデータとから決定された、今後先読みを行う複数のデータの候補である。514は、同様に条件2の先読みを行うデータの候補である。
図5に示したように、条件1の複数のデータは連続したクラスタに蓄積され、条件2の複数のデータは蓄積されているクラスタが分散している。このため、条件2のデータ読出しは条件1のデータ読み出しより、シーク時間および回転待ち時間が多いことが予測されるため、キャッシュバッファの配分を多くすることで、高速はデータ切替え表示が可能になる。読み出すデータの蓄積情報を読み出す方法は図8及び図9を用いて後述する。
図6は、本実施形態のデータ表示装置101の起動から終了までの処理手順の一例を示すフローチャートである。
電源ボタン301が押下されると、データ表示装置101の処理が開始される。まず、ステップS601において、後述する先読み制御処理スレッドを開始する。次に、ステップS602において、操作入力検出部201がデータの切替え操作入力を検出したか否かを判断する。この判断の結果、データの切替え操作入力を検出した場合は、ステップS611に進み、表示制御部205はキャッシュバッファ203からデータを読み出し、ステップS612において、表示画面を生成してディスプレイ230に出力する。
一方、ステップS602の判断の結果、データの切替え操作入力を検出していない場合は、ステップS603に進み、再度、電源ボタン301が押下されたか否かを判断する。この判断の結果、電源ボタン301が押下されていない場合はステップS602に戻り、電源ボタン301が押下された場合は、ステップS699において、処理を終了する(S699)。
図7は、先読み制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
先読み制御処理スレッドが開始されると処理を開始する。そして、ステップS701において、操作入力検出部201がデータの切替え操作入力を検出したか否かを判断する。この判断の結果、検出した場合は、ステップS711において、後述する方法で、第一の順序条件に関する先読みするデータの記憶媒体上の物理的な分散情報を取得する。
そして、ステップS712において、同様に第二の順序条件に関する先読みするデータの記憶媒体上の物理的な分散情報を取得し、ステップS713において、取得した第一および第二の順序条件に関する先読みするデータの分散情報を比較する。次に、ステップS714において、上述したキャッシュバッファの配分方針に従い、定量的にキャッシュバッファの配分を決定する。
次に、ステップS715において、キャッシュバッファの配分が変更されたか否かを判断する。この判断の結果、変更された場合は、ステップS721において、キャッシュバッファを減量される順序条件のキャッシュバッファのうち、ヒット率が低いデータを一時記憶したキャッシュバッファを開放する。ここで、ヒット率とは、一時記憶されたデータが実際に表示等に使用させる確率を示すもので、例えば、ある順序条件に従った先読みの場合、現在表示しているデータから先読みしているデータを表示するまでの操作回数で判断することが可能である。次に、ステップS722において、開放されたキャッシュバッファを増量される順序条件に割り当て、最後尾に加える。そして、ステップS716に進む。
一方、ステップS715の判断の結果、変更されなかった場合は、ステップS716において、第一および第二の順序条件に従い、割り当てられたキャッシュバッファ分のデータを読み出してキャッシュバッファに詰める。そして、ステップS702に進む。一方、ステップS701の判断の結果、データの切替え操作入力を検出しなかった場合は、ステップS702において、電源ボタン301が押下されたか否かを判断する。この判断の結果、電源ボタン301が押下されなかった場合は、ステップS701に戻り、押下された場合は、ステップS799において、処理を終了する。
図8は、ハードディスクドライブ240に記録されたデータのディレクトリ構造の一例を示す図である。また、図9は、図8に示したディレクトリ構造におけるFATファイルシステムの概念を説明する図である。この図8及び図9を基に、一般的なFATファイルシステムについて説明し、上述したデータの蓄積状態および物理的な分散情報を取得する一例を説明する。
図8において、D0からD12はディレクトリを示し、F3からF121は映像データ等のデータファイルを示している。また、図9において、901はハードディスクドライブ240におけるFATファイルシステムのデータ構造である。902は、FATシステムの中のルートディレクトリエントリのデータ構造であり、903は、ファイルアロケーションテーブル(FAT)のデータ構造である。また、904は、データ領域の構造である。
例えば、図8に示すデータファイルF13を読み出す場合、ルートディレクトリエントリに記載されたディレクトリD1のエントリ情報を読み出す。そして、エントリ情報に記載されたクラスタの始点情報から、FATを参照して読み出すクラスタの順序と終点とを読み出す。ファイルシステムはFATから得たクラスタ情報を基にハードディスクドライブ240のクラスタを読み出す。読み出したディレクトリD1の情報には、ディレクトリD11、ディレクトリD12及びデータファイルF13のエントリ情報が記載されている。データファイルF13のエントリ情報を基にFATを参照して、読み出すクラスタの順序と終点を読出し、ファイルシステムはこの順序に従ってクラスタにアクセスし、データファイルF13のデータを読み出す。このようにFATを参照することで、読み出すデータファイルに関するアクセスするクラスタの始点、順序、終点が得られる。
本実施形態のデータ表示装置101は、例えば、FATファイルシステムの場合、データ本体を読み出す前に、上記の方法でハードディスクドライブ内の物理的な蓄積状態を取得し、複数のデータに関する蓄積状態から分散情報を生成することが可能である。
以上のようにこれまで異なる二つの順序条件に関して、ハードディスク内のデータの分散情報に応じて、先読みしたデータを一時記憶するキャッシュバッファの配分を決定する具体的な方法を説明してきた。しかしながら、この手法は二つの順序条件の場合に限られたものではなく、3つ以上の順序条件について先読み制御およびキャッシュバッファの配分を行う場合に適応可能であることは言うまでもない。また、先読み制御を行う順序条件が一つの場合でも、データの分散情報に応じてキャッシュバッファの容量を決定し、使用しないキャッシュバッファを解放し、データ表示装置で動作するアプリケーションプログラムやオペレーションシステムに利用可能である。
さらには、本実施形態では、複数のデータファイルに関する分散情報によりキャッシュバッファの配分を行う例を示したが、データファイル間の分散情報に限るものではない。すなわち、FATファイルシステムの説明から明らかなように単一のデータファイルが複数のクラスタに記憶され、そのクラスタが物理的に分散している場合も存在する。このような場合にも、読み出すデータに関するクラスタ情報から分散情報を生成して、キャッシュバッファの配分を変更することが可能である。
(第2の実施形態)
以下、本発明における第2の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、上記の第1の実施形態と同様の個所については、説明を割愛する。
図10は、本実施形態に係るデータ表示システムの構成例を示す図である。
図10において、第1の実施形態で用いた図1と異なる点は、第1の記憶装置1004と第2の記憶装置1005と複数存在する点である。
図11は、図10におけるデータ表示装置1001の構成例を示すブロック図である。
図11において、1100は、図10に示したデータ表示装置1001の本体である。また、1101〜1105は、図2の201〜205と同様であり、1120、1130はそれぞれ、図1の220、230と同様である。図2と異なる点は、第1のハードディスクドライブ1140と第2のハードディスクドライブ1141と複数存在する点である。
図12は、本実施形態に係るデータ表示装置1001における条件1と条件2に関するキャッシュバッファの配分方法を概念的に示す図である。
図12において、1201〜1205は、図1の501〜505と同様である。図5と異なる点は、第1のハードディスクドライブ1211及び第2のハードディスクドライブ1221に先読みするデータが存在する点である。第1の実施形態では、単一のハードディスクドライブ内でのデータの分散情報に基づいて、各条件で用いるキャッシュバッファの配分を決定した。本実施形態では、複数のハードディスクドライブ環境下でのデータファイルの分散情報により、キャッシュバッファの配分を決定する。
図12において、1213は、第1のハードディスクドライブ1211に蓄積された順序条件1に係る先読みすべきデータ群のクラスタアドレスを示している。同様に、1214は第1のハードディスクドライブ1211に蓄積された順序条件2に係る先読みすべきデータ群のクラスタアドレスを示している。また、1224は第2のハードディスクドライブ1221に蓄積された順序条件2に係る先読みすべきデータ群のクラスタアドレスを示している。また、1212、1222は各ハードディスクドライブ内のデータ領域を概念的に示したクラスタ構造である。
順序条件2に係る先読みすべきデータ群は、同順序条件1に係る先読みすべきデータ群に対して、複数のハードディスクドライブに対して物理的に分散していることが分かる。この場合、キャッシュバッファの配分を上記の分散情報に基づいて決定し、条件1用キャッシュバッファの容量を減量し、条件2用キャッシュバッファに先ほど減量したキャッシュバッファを付加する。
図13は、本実施形態における先読み制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
先読み制御処理スレッドが開始されると処理を開始する。そして、ステップS1301において、操作入力検出部1101がデータの切替え操作入力を検出したか否かを判断する。この判断の結果、検出した場合は、ステップS1311において、第一の順序条件に関する先読みするデータの記憶媒体間の物理的な分散情報を取得する。そして、ステップS1312において、同様に第二の順序条件に関する先読みするデータの記憶媒体間の物理的な分散情報を取得する。
次に、ステップS1313において、取得した第一および第二の順序条件に関する先読みするデータの分散情報を比較し、ステップS1314において、上述したキャッシュバッファの配分方針に従い、定量的にキャッシュバッファの配分を決定する。次に、ステップS1315において、キャッシュバッファの配分が変更されたか否かを判断する。この判断の結果、変更された場合は、ステップS1321において、キャッシュバッファを減量される順序条件のキャッシュバッファのうち、ヒット率が低いデータを一時記憶したキャッシュバッファを開放する。そして、ステップS1322において、開放されたキャッシュバッファを増量される順序条件に割り当て、最後尾に加える。そして、ステップS1316に進む。
一方、ステップS1315の判断の結果、変更されていない場合は、ステップS1316において、第一および第二の順序条件に従い、割り当てられたキャッシュバッファ分のデータを読み出してキャッシュバッファに詰める。そして、ステップS1302に進む。
一方、ステップS1301の判断の結果、検出しなかった場合は、ステップS1302において、電源ボタン301が押下されたか否かを判断する。この判断の結果、押下されていない場合は、ステップS1301に戻り、押下された場合は、ステップS1399に進み、処理を終了する。
以上のようにこれまで示した第1の実施形態及び第1の実施形態は相反する方法ではない。したがって、双方を組み合せることで、より効率的なキャッシュバッファ制御が可能となる。
(本発明に係る他の実施形態)
前述した本発明の実施形態におけるデータ転送装置を構成する各手段、並びにデータ転送方法の各工程は、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録(記憶)したコンピュータ読み取り可能な記録媒体(記憶媒体)は本発明に含まれる。
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体(記憶媒体)等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム(実施形態では図6、図7、図13に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システムまたは装置に直接、または遠隔から供給する場合も含む。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
プログラムを供給するための記録媒体(記憶媒体)としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。さらに、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM、DVD−R)などもある。
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する方法がある。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体(記憶媒体)にダウンロードすることによっても供給できる。
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。
また、その他の方法として、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記録媒体(記憶媒体)に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
さらに、その他の方法として、まず記録媒体(記憶媒体)から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
201 操作入力検出部、202 先読み制御部、203 キャッシュバッファ、キャッシュバッファ配分部、240 ハードディスクドライブ

Claims (4)

  1. 操作を受信する受信手段と、
    第1の記憶媒体から前記第1の記憶媒体とは異なる第2の記憶媒体にデータを転送する転送手段と、
    前記操作に基づき、前記転送手段で転送するデータを決定する決定手段と、
    前記決定手段で決定されたデータに基づき、前記第1の記憶媒体に記憶されたデータの蓄積情報を取得する取得手段と、
    前記蓄積情報に基づいて前記第2の記憶媒体の容量を変更する変更手段とを具備したことを特徴とするデータ転送装置。
  2. 前記取得手段は、前記第1の記憶媒体における前記データのクラスタ情報を取得することを特徴とする請求項1記載のデータ転送装置。
  3. 前記第1の記憶媒体は、ディスク状の記憶媒体であることを特徴とする請求項2記載のデータ転送装置。
  4. 前記操作に基づいて前記第2の記憶媒体に記憶されたデータを出力する出力手段をさらに具備することを特徴とする請求項1記載のデータ転送装置。
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