JP2013200728A - ハードディスクドライブ装置データ保護システム、その方法およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コンピュータシステムからの書き込み中に電力供給停止が発生しても論理破壊を防ぐ低コストのハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置と略す）データ保護システムを提供する。
【解決手段】オペレーティングシステム１０１はＨＤＤ装置２００への書き込みデータ群１０４に対し連続データからなるデータセットであるか否かを示すデータ保護情報１０６を付加したＨＤＤ書き込みデータ群１０５を生成してＨＤＤ装置２００に送信し、ＨＤＤ装置２００は、受信したＨＤＤ書き込みデータ群１０５を一時データバッファ機構２０２に保持し、電源断を検出すると、蓄電機構２０６からの電力供給に切り替えるとともに、一時データバッファ機構２０２に保持したＨＤＤ書き込みデータ群１０５のデータ保護情報１０６の参照結果として、連続データからなるデータデータセットの場合は、全ての書き込みデータ群１０４を保持している場合に限りディスク２０４に書き込む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハードディスクドライブ装置データ保護システム、ハードディスクドライブ装置データ保護方法およびハードディスクドライブ装置データ保護プログラムに関し、特に、コンピュータシステムからハードディスクドライブ装置へのデータの書き込み中に停電などの予期せぬ電源供給停止が発生した場合にデータの論理破壊を抑止するデータ保護機能に関する。

ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive Device）において、停電等で予期せぬ電源供給の停止が発生した場合にデータを保護する方法としては、例えば、特許文献１の特開２００４−０８６９８２号公報「ディスクアレイ装置」に記載のように、ヘッドとディスクとの接触によるヘッドやデータ記録面（磁性面）の物理破壊を防ぐためにヘッドを退避させる方法や、特許文献２の特開２０１１−０５３８７５号公報「ディスクアレイ装置」に記載のように、ハードディスクドライブ装置の集合体と大容量バッファとバッテリとを搭載し、バッテリ動作中にデータを退避してデータの保護を図る大規模な装置を利用する方法が提案されている。

あるいは、特許文献３の特開２００５−１９６４６４号公報「ディスクアレイ装置」に記載のように、コンピュータ側に大規模バッテリを搭載し、バッテリによる電力保持を行っている間にハードディスクドライブ装置を含んだコンピュータシステムを正常に停止させるという仕組みも提案されている。また、特許文献４の特開２００９−２５９２１０号公報「停電保護のための方法、装置、論理デバイスおよび記憶システム」に記載のように、ハードディスクドライブ装置もフラッシュメモリとバッテリとをさらに搭載し、フラッシュメモリへの一次保存によりデータ保護を行う技術も提案されている。

特開２００４−０８６９８２号公報（第６−８頁） 特開２０１１−０５３８７５号公報（第１１−１５頁） 特開２００５−１９６４６４号公報（第３−５頁） 特開２００９−２５９２１０号公報（第７−９頁）

しかしながら、前記特許文献１に記載の停電時にハードディスクドライブ装置単体でヘッドを退避させるというデータ保護機能においては、ハードディスクドライブ装置のヘッドやデータ記録面の物理的な破壊を防ぐことはできるが、コンピュータシステムのオペレーティングシステムが管理する、ＨＤＤ上に書き込まれたボリューム管理領域などの連続したデータセット（DataSet）の書き込み保障までは制御することができないため、論理的なデータ破壊については、防ぐことができないという問題がある。

また、前記特許文献２に記載のように、大規模ディスク装置システムのようなハードディスクドライブ装置の集合体であるディスクアレイ装置については、停電対策としてバックアップ電源としてバッテリを備えてデータ保護機能を具備するという先行技術もある。しかし、一般的に、大容量なバッテリやバッファが必要になることや、前記特許文献１の場合と同様、ハードディスクドライブ装置単体では、コンピュータシステムのオペレーティングシステムが管理する、ＨＤＤ上に書き込まれたボリューム管理領域などの連続したデータセット（DataSet）の書き込み保障までは制御することができないため、無停電電源装置を付加したコンピュータシステムと連携させる仕組みが必要である。つまり、コンピュータシステムを停止させた後で、ハードディスクドライブ装置内のバッファのデータをディスクに書き込む大規模な仕掛けが必要とされるため、低コストが要求されるシステムでの実現は困難であるという問題がある。

また、前記特許文献３に記載のように、コンピュータ自体を無停電電源装置と連携させて電源をオフするシステムとして、コンピュータに組み込まれたハードディスクドライブ装置のデータ保護を行うという仕組みについては、コンピュータシステムの電源オフへの移行を安全かつ確実に実施することが可能な大規模なバッテリの搭載などが必要とされるため、低コストが要求されるシステムでの実現は困難であるという問題がある。

また、前記特許文献４に記載のように、ハードディスクドライブ装置にフラッシュメモリとバッテリとをさらに搭載するという機構においても、前記特許文献１や前記特許文献２の場合と同様、コンピュータのオペレーティングシステムと連携されていないので、コンピュータシステムのオペレーティングシステムが管理する、ＨＤＤ上に書き込まれたボリューム管理領域などの連続したデータセットの書き込み保障までは制御することができないため、論理的なデータ破壊については、防げないという問題がある。

（本発明の目的）
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、第一に、予期せぬ停電等で電源供給が途絶えた場合であっても、コンピュータシステムのオペレーティングシステムが管理する、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置）上に書き込まれたボリューム管理領域の更新などにおいて、連続したデータからなるデータセットの場合には、該データセットの単位として書き込みの可否を制御することによって、書き込みデータを保護し、論理破壊を防ぐこと、および、第二に、大規模なシステムを必要とせず、低コストが要求されるシステムであってもデータ保護機能を実現することを可能とするハードディスクドライブ装置データ保護システム、ハードディスクドライブ装置データ保護方法およびハードディスクドライブ装置データ保護プログラムを提供することを、その目的としている。

前述の課題を解決するため、本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システム、ハードディスクドライブ装置データ保護方法およびハードディスクドライブ装置データ保護プログラムは、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システムは、オペレーティングシステムを搭載したコンピュータシステムと該コンピュータシステムと接続したハードディスクドライブ装置とからなり、前記ハードディスクドライブ装置に書き込むデータの論理的な破壊を防止するデータ保護機構を備えたハードディスクドライブ装置データ保護システムであって、前記オペレーティングシステムは、連続した１ないし複数の書き込みデータからなるデータセットを前記ハードディスクドライブ装置に書き込む際に、前記データセットを構成する各書き込みデータそれぞれに対して前記データセットを構成する連続データとしての保護対象であるか否かを示すデータ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを生成するデータ保護情報付加機能と、該データ保護情報付加機能により各前記書き込みデータに前記データ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを前記ハードディスクドライブ装置に送信するデータ送信機能と、を少なくとも有し、前記ハードディスクドライブ装置は、前記オペレーティングシステムから送信されてくる前記ＨＤＤ書き込みデータを一時保持する一時データバッファ機構と、前記一時データバッファ機構に一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記データ保護情報の参照結果に基づいて当該ＨＤＤ書き込みデータ中の書き込みデータを取り出してディスクに書き込む書き込み機構と、電源からの電力供給が停止したことを示す電源断を検出する電源断検出部と、前記電源断検出部により電源断を検出した時点からあらかじめ定めた一定時間の間、前記電源に代わって、前記一時データバッファ機構に一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記書き込みデータを前記書き込み機構によりディスクに書き込むための電力を供給する蓄電機構と、を少なくとも備えていることを特徴とする。

（２）本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護方法は、オペレーティングシステムを搭載したコンピュータシステムと該コンピュータシステムと接続したハードディスクドライブ装置とからなり、前記ハードディスクドライブ装置に書き込むデータの論理的な破壊を防止するハードディスクドライブ装置データ保護方法であって、前記オペレーティングシステムは、連続した１ないし複数の書き込みデータからなるデータセットを前記ハードディスクドライブ装置に書き込む際に、前記データセットを構成する各書き込みデータそれぞれに対して前記データセットを構成する連続データとしての保護対象であるか否かを示すデータ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを生成するデータ保護情報付加機能と、該データ保護情報付加機能により各前記書き込みデータに前記データ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを前記ハードディスクドライブ装置に送信するデータ送信機能と、を少なくとも有し、前記ハードディスクドライブ装置は、前記オペレーティングシステムから送信されてくる前記ＨＤＤ書き込みデータを一時保持する一時データバッファリングステップと、前記一時データバッファリングステップにより一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記データ保護情報の参照結果に基づいて当該ＨＤＤ書き込みデータ中の書き込みデータを取り出してディスクに書き込む書き込みステップと、電源からの電力供給が停止したことを示す電源断を検出する電源断検出ステップと、前記電源断検出ステップにより電源断を検出した時点からあらかじめ定めた一定時間の間、前記電源に代わって、前記一時データバッファリングステップにより一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記書き込みデータを前記書き込みステップによりディスクに書き込むための電力を供給する蓄電機構と、を少なくとも有していることを特徴とする。

（３）本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護プログラムは、少なくとも前記（２）に記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法のうち、前記オペレーティングシステムに含まれる各機能をコンピュータにより実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする。

（４）本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護プログラムは、少なくとも前記（２）に記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法のうち、前記ハードディスクドライブ装置に含まれる各ステップをコンピュータにより実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする。

本発明のハードディスクドライブ装置データ保護システム、ハードディスクドライブ装置データ保護方法およびハードディスクドライブ装置データ保護プログラムによれば、以下のような効果を奏することができる。

第一に、コンピュータシステムのオペレーティングシステムが管理する、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置）上に書き込まれたボリューム管理領域の更新などにおいて、書き込みデータにデータ保護情報を付加して、データセットとして連続するデータの書き込みに対してデータ保護を指定することによって、データの書き込み中に予期しない電力供給停止の事態が発生しても、オペレーションシステム側で論理保証が必要となるデータセット単位でのデータ書き込みを行うことが可能となり、従来技術においては不可能であった、論理破壊を避けることができるという効果を得られる。

第二に、ハードウェア構成としては、一時データバッファ機構に一時保持するデータ容量分のデータセット単位でのディスク書き込みに要する時間を保証するだけの最小限の電力容量を備えた蓄電機構をハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置）に実装するだけで実現することができるため、大規模な仕組みを必要とせず、低コストで、データ保護機能を実現することができるという効果を得られる。

本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システムのシステム構成の一例を示すシステム構成図である。 図１のハードディスクドライブ装置データ保護システムのコンピュータシステム側の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１のハードディスクドライブ装置データ保護システムのハードディスクドライブ装置側の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システム、ハードディスクドライブ装置データ保護方法およびハードディスクドライブ装置データ保護プログラムの好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システムおよびハードディスクドライブ装置データ保護方法について説明するが、かかるハードディスクドライブ装置データ保護方法をコンピュータにより実行可能なハードディスクドライブ装置データ保護プログラムとして実施するようにしても良いし、あるいは、ハードディスクドライブ装置データ保護プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、コンピュータのオペレーティングシステムにより制御されるハードディスクドライブ装置における電力供給停止時の書き込みデータ保護に関し、大規模な機構を追加することなく、論理的なデータ破壊を確実に防止することが可能な仕組みを実現していることを主要な特徴としている。

より具体的には、ハードディスクドライブ装置への読み書きを制御し、連続したデータからなるデータセットであるか否かを示すデータ保護情報を、ハードディスクドライブ装置への書き込みデータ群のそれぞれのデータに対して付加したＨＤＤ書き込みデータ群を生成する手段（データ保護情報付加機構）を少なくとも有するオペレーティングシステムと、ハードディスクドライブ装置側の入出力インタフェースとの接続が可能なＨＤＤインタフェースとを少なくとも有するコンピュータシステムと、該コンピュータシステムから送信されてくる前記ＨＤＤ書き込みデータ群を一時保持する一時データバッファ機構と、停電等の電源断を検出する電源断検出部と、電源断時にあらかじめ定めた一定時間の間、データのディスク書き込み動作を行うために必要とする電力を供給するだけの蓄電能力を有する蓄電機構と、前記コンピュータシステムのオペレーティングシステムによって付加されたデータ保護情報を読み取り、データ保護が必要なデータセットであった場合、当該データセットを構成する連続データ（書き込みデータ）の全てが前記一時データバッファ機構に格納されていた場合には、当該データセットを構成する書き込みデータの全てをディスクに書き込み、当該データセットを構成する連続データ（書き込みデータ）の一部のみが前記一時データバッファ機構に格納されていた場合には、当該データセットのデータをディスクに書き込むことなく破棄することを特徴としている。

かくのごとく、コンピュータシステムのオペレーティングシステムによりハードディスクドライブ装置への書き込みデータが連続したデータからなるデータセットであるか否かを示すデータ保護情報を各書き込みデータに付加することによって、停電等の電源断の発生時に、ハードディスクドライブ装置側の一時データバッファ機構に一時保持されている書き込みデータが連続したデータからなるデータセットであった場合には、全ての書き込みデータが揃っている場合に限って、ディスクに書き込むので、論理破壊を確実に防止することができるとともに、一時データバッファ機構に一時保持されているデータ容量の書き込みデータをディスクに書き込むための時間だけ電力供給を継続することができる最小限の蓄電容量を有する蓄電機構をハードウェアとして搭載するだけで、論理的な矛盾が生じないような、データセット単位でのデータ保護機能を低コストで実現することが可能になる。

（実施形態の構成例の説明］
次に、本発明のハードディスクドライブ装置データ保護システムの実施形態の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システムのシステム構成の一例を示すシステム構成図であり、本発明を実施するための最良の形態の構成の一例として、相互に接続されたコンピュータシステムとハードディスクドライブ装置とのそれぞれの内部構成の一例を示している。

図１に示すハードディスクドライブ装置データ保護システムは、コンピュータシステム１００とハードディスクドライブ装置２００とが相互に接続されて構成されており、コンピュータシステム１００は、全体の動作を制御するオペレーティングシステム１０１と、接続されたハードディスクドライブ装置２００との間の情報の送受信を行うＨＤＤインタフェース１０９と、各構成部位やハードディスクドライブ装置２００に対して電力を供給する電源１１０とを少なくとも含んで構成されている。

オペレーティングシステム１０１には、接続されたハードディスクドライブ装置２００に書き込むための書き込みデータ群１０４に対してデータ保護情報１０６を付加してＨＤＤ書き込みデータ群１０５を生成するデータ保護情報付加機能１０２と、生成したＨＤＤ書き込みデータ群１０５をハードディスクドライブ装置２００に対してＨＤＤインタフェース１０９を介して送信するデータ送信機能１０３とが少なくとも具備されている。

そして、ＨＤＤインタフェース１０９を介してハードディスクドライブ装置２００へ書き込みデータ群１０４をデータ送信機能１０３により送信する際に、データ保護情報付加機能１０２により、データセットとして連続したデータであるか否かを示すためのデータ保護情報１０６として、データセットビット１０７と完了ビット１０８とを書き込みデータ群１０４の各データに対して付加したＨＤＤ書き込みデータ群１０５を生成して、生成したＨＤＤ書き込みデータ群１０５を、ＨＤＤインタフェース１０９を介してハードディスクドライブ装置２００へ送信するように構成している。つまり、データ保護情報付加機能１０２は、ハードディスクドライブ装置２００への読み書きを制御し、連続したデータからなるデータセットであるか否かを示すデータ保護情報１０６を書き込みデータ群１０４の各データに付加して、ＨＤＤ書き込みデータ群１０５を生成する機能を有している。

一方、ハードディスクドライブ装置２００は、入出力インタフェース２０１、一時データバッファ機構２０２、書き込み機構２０３、ディスク２０４、ディスク制御部２０５、蓄電機構２０６、電源断検出部２０７を少なくとも含んで構成されている。入出力インタフェース２０１は、コンピュータシステム１００側のＨＤＤインタフェース１０９と接続して、コンピュータシステム１００からの指示に応じてＨＤＤインタフェース１０９との間で情報の送受信を行う部位であり、例えば、コンピュータシステム１００のＨＤＤインタフェース１０９から送信されてくるＨＤＤ書き込みデータ群１０５を受け取る。ここで、ＨＤＤ書き込みデータ群１０５は、前述したように、連続したデータからなるデータセットであるか否かを示すデータ保護情報１０６が書き込みデータ群１０４の各データに付加された状態のデータ群である。

一時データバッファ機構２０２は、コンピュータシステム１００から入出力インタフェース２０１を介して受信したＨＤＤ書き込みデータ群１０５を一時保持する部位である。書き込み機構２０３は、一時データバッファ機構２０２に一時保持されているＨＤＤ書き込みデータ群１０５のデータ保護情報１０６の参照結果に基づいて、当該ＨＤＤ書き込みデータ群１０５の書き込みデータ群１０４を取り出してディスクに書き込む部位である。ディスク２０４は、スピンドルモータによって回転しながら、磁気ヘッドを介して、情報の読み書きを行う記録媒体である。

ディスク制御部２０５は、ハードディスクドライブ装置２００内の各部の制御を司る部位であり、例えば、一時データバッファ機構２０２に一時保持されているＨＤＤ書き込みデータ群１０５の中から、コンピュータシステム１００のオペレーティングシステム１０１より指示されたデータ保護情報１０６を読み取り、読み取った結果として、データセットビット１０７と完了ビット１０８との双方が値'１'に設定されているデータ（つまり、保護対象となる連続データの最終のデータ）が存在していて、連続データからなるデータセットとして保護が必要なデータの全てが一時データバッファ機構２０２に格納されている場合には、書き込み機構２０３を制御して、一時データバッファ機構２０２に格納されている当該データセットを構成する全てのデータをディスク２０４に書き込むというデータ保護機能を有している。

また、蓄電機構２０６は、電力を蓄積する部位であり、停電時であっても、電源１１０からの電力供給の停止を検出した以降、あらかじめ定めた一定時間の間、ハードディスクドライブ装置２００の書き込み機構２０３によってデータの書き込み動作を行うことができる蓄電能力を有している。電源断検出部２０７は、停電等における電源１１０からの電力供給の停止を示す電源断を検出する部位である。

（実施形態の動作の説明）
次に、図１に示したハードディスクドライブ装置データ保護システムの全体的な動作について、その一例を、図２および図３のフローチャートを用いて説明する。図２は、図１のハードディスクドライブ装置データ保護システムのコンピュータシステム１００側の動作の一例を説明するためのフローチャートであり、図３は、図１のハードディスクドライブ装置データ保護システムのハードディスクドライブ装置２００側の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

なお、以下の説明においては、データ保護情報１０６として、前述したように、付加する対象のデータが連続したデータからなるデータセットにあることを示すデータセットビット１０７と連続したデータからなるデータセットの完了を示す完了ビット１０８とを書き込みデータ群１０４の各データに付加した場合について説明するが、本発明におけるデータ保護情報１０６としては、かかる場合のみに限るものではない。すなわち、様々なオペレーティングシステム１０１やコンピュータシステム１００とハードディスクドライブ装置２００との間のＨＤＤインタフェース１０９、入出力インタフェース２０１の仕組みにより、最適なビット構成の情報をデータ保護情報１０６として付加することができる。

まず、図２のフローチャートを用いて、ハードディスクドライブ装置データ保護システムのコンピュータシステム１００側の動作の一例として、書き込みデータ群１０４の各データに対してデータ保護情報１０６を付加して、ＨＤＤ書き込みデータ群１０５を生成する動作について説明する。

コンピュータシステム１００のオペレーティングシステム１０１が起動している状態においては（ステップＡ０）、オペレーティングシステム１０１はハードディスクドライブ装置２００への書き込みデータDataＮが発生したか否かを常時判断している（ステップＡ１）。ハードディスクドライブ装置２００への書き込みデータDataＮが発生した場合には(ステップＡ１のＹＥＳ)、連続したデータからなるデータセットとしてオペレーティングシステム１０１によるデータ保護が必要なデータか否かの判断を行う（ステップＡ２）。

ハードディスクドライブ装置２００への書き込みデータDataＮのデータ保護が必要では無い場合には（ステップＡ２のＮＯ）、連続したデータからなるデータセットでは無い旨を示すために、データ保護情報付加機能１０２により、当該書き込みデータDataＮに対して、データ保護情報１０６のデータセットビット１０７の情報を値'０'として付加する（ステップＡ４）。さらに、データ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報を値'０'として書き込みデータDataＮに対して付加する（ステップＡ８）。しかる後、次なるデータDataＮ＋１があるか否かを確認し（ステップＡ１０）、次なるデータDataＮ＋１が無かった場合には（ステップＡ１０のＮＯ）、処理を終了する（ステップＡ１１）。一方、次なるデータDataＮ＋１があった場合には（ステップＡ１０のＹＥＳ）、次なるデータDataＮ＋１が書き込みデータか否かを判断する動作(ステップＡ１)に戻る。

また、ステップＡ２において、ハードディスクドライブ装置２００への書き込みデータDataＮのデータ保護が必要であると判断した場合には（ステップＡ２のＹＥＳ）、連続したデータからなるデータセットである旨を示すために、データ保護情報付加機能１０２により、書き込みデータDataＮに対して、データ保護情報１０６のデータセットビット１０７の情報を値'１'として付加する（ステップＡ３）。次に、書き込みデータDataＮが、データ保護の必要な連続データの最後のデータか否かの判断を行う（ステップＡ５）。書き込みデータDataＮが連続データの最後のデータでは無かった場合には（ステップＡ５のＮＯ）、データ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報を値'０'として書き込みデータDataＮに対して付加する（ステップＡ６）。しかる後、連続している次なるデータDataＮ＋１の判断を行う動作に戻る（ステップＡ１）。

これに対して、ステップＡ５において、書き込みデータDataＮが連続データの最後のデータであった場合には（ステップＡ５のＹＥＳ）、連続したデータからなるデータセットとして保護すべき最後のデータであることを示すために、データ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報を値'１'として書き込みデータDataＮに対して付加する（ステップＡ７）。しかる後、次なるデータDataＮ＋１があるか否かを確認し（ステップＡ１０）、次なるデータDataＮ＋１が無かった場合には（ステップＡ１０のＮＯ）、処理を終了する（ステップＡ１１）。一方、次なるデータDataＮ＋１があった場合には（ステップＡ１０のＹＥＳ）、次なるデータDataＮ＋１が書き込みデータか否かを判断する動作(ステップＡ１)に戻る。

以上のような手順を踏むことによって、データセットDataSetとしてデータ保護が必要な連続データが存在していた場合には、当該データセットDataSetの連続データのそれぞれには、データ保護情報１０６のデータセットビット１０７の情報が値'１'として付加され、また、当該データセットDataSetの連続データの最後のデータ以外の各データにはデータ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報が値'０'として付加され、当該データセットDataSetの連続データの最後のデータのみにデータ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報が値'１'として付加される。

例えば、ハードディスクドライブ装置２００への３個の書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１、DataＮ＋２のうち、データ保護が必要な連続データとして書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１がデータセットDataSetＮとして存在し、データ保護が必要では無い書き込みデータDataＮ＋２がデータセットDataSetＮ＋１として存在していた場合には、図１のＨＤＤ書き込みデータ群１０５に示すようなデータ保護情報１０６が付与される。すなわち、データ保護が必要な２個の連続データからなるデータセットDataSetＮについては、データ保護情報１０６のデータセットビット１０７の情報は、書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１のいずれも値'１'として付加され、完了ビット１０８の情報は、最初の書き込みデータDataＮには値'０'として付加され、最後の書き込みデータDataＮ＋１には値'１'として付加される。一方、データ保護の必要が無いデータセットDataSetＮ＋１を構成する書き込みデータDataＮ＋２については、データ保護情報１０６のデータセットビット１０７の情報および完了ビット１０８の情報のいずれも値'０'として付加される。

次に、図３のフローチャートを用いて、ハードディスクドライブ装置データ保護システムのハードディスクドライブ装置２００側の動作の一例として、ＨＤＤ書き込みデータ群１０５のデータ保護情報１０６を参照して、データ保護を図りつつ、書き込みデータ群１０４をディスク２０４の記録面に書き込む動作について説明する。

コンピュータシステム１００のオペレーティングシステム１０１からＨＤＤ書き込みデータ群１０５が送信されてきて、ハードディスクドライブ装置２００が起動されると(ステップＢ０)、オペレーティングシステム１０１からのＨＤＤ書き込みデータ群１０５を、一旦、一時データバッファ機構２０２に取り込んで保持する（ステップＢ１）。この際、停電等によって、コンピュータシステム１００の電源１１０からの電力供給が停止しているか否かを電源断検出部２０７によって確認する（ステップＢ２）。

電源１１０から電力が供給されている通常状態であることが電源断検出部２０７によって確認された場合には（ステップＢ２のＮＯ）、ディスク制御部２０５は、一時データバッファ機構２０２に保持されているＨＤＤ書き込みデータ群１０５中の書き込みデータ群１０４を、一般的なデータ書き込みのキャッシュ制御に沿って、必要に応じたタイミングにしたがって、書き込み機構２０３によりディスク２０４へ書き込む動作を行う（ステップＢ４）。しかる後、次のデータの取り込みを行う動作（ステップＢ１）に戻る。

一方、ステップＢ２において、停電等によって電源１１０からの電力供給が停止したことが電源断検出部２０７によって確認された場合には（ステップＢ２のＹＥＳ）、ディスク制御部２０５は、各部位に対する電力供給ルートとして、電源１１０からの電力供給に代わって、蓄電機構２０６による動作に切り替える（ステップＢ５）。そして、コンピュータシステム１００のオペレーティングシステム１０１から新たに送信されてくる新規のＨＤＤ書き込みデータ群１０５の一時データバッファ機構２０２への受付動作を停止する（ステップＢ６）。

次に、一時データバッファ機構２０２に一時保持されているデータセットDataSetＮのＨＤＤ書き込みデータ群１０５の内容を読み込む（ステップＢ７）。しかる後、一時データバッファ機構２０２にデータセットDataSetＮのＨＤＤ書き込みデータ群１０５として一時保持されている、当該データセットDataSetＮを構成する先頭の書き込みデータDataＮに紐付けられたデータ保護情報１０６のデータセットビット１０７の値が、データ保護対象とすべき連続データを示す値'１'か否かの確認を行う（ステップＢ８）。

データセットビット１０７の値が'１'では無かった場合には（ステップＢ８のＮＯ）、データ保護対象すべき連続データでは無いので、当該データセットDataSetＮを構成する書き込みデータDataＮをディスク２０４へ直ちに書き込む（ステップＢ９）。しかる後、次なるデータセットDataSetＮ＋１が一時データバッファ機構２０２に保持されているか否かの確認を行い（ステップＢ１５）、次なるデータセットDataSetＮ＋１が無かった場合には（ステップＢ１５のＮＯ）、処理を終了する（ステップＢ１６）。一方、次なるデータセットDataSetＮ＋１があった場合には（ステップＢ１５のＹＥＳ）、次なるデータセットDataSetＮ＋１を読み込む動作(ステップＢ７)に戻る。

これに対して、ステップＢ８において、当該データセットDataSetＮを構成する先頭の書き込みデータDataＮに紐付けられたデータ保護情報１０６のデータセットビット１０７の値が'１'であった場合には（ステップＢ８のＹｅｓ）、当該データセットDataSetＮを構成する連続データの書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１、…それぞれに紐付けられた各データ保護情報１０６の完了ビット１０８のうち、完了ビット１０８の情報が値'１'になっているものが存在するか否かを確認する（ステップＢ１０）。

一時データバッファ機構２０２にＨＤＤ書き込みデータ群１０５として一時保持されている当該データセットDataSetＮを構成する全ての書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１、…それぞれに紐付けられた各データ保護情報１０６の完了ビット１０８のうち、完了ビット１０８の情報が値'１'になっているものが存在していなかった場合には（ステップＢ１０のＮＯ）、一時データバッファ機構２０２に保持されているデータセットDataSetＮは、データ保護対象とすべき連続データとしては不完全なデータセットであるものと判定して、一時データバッファ機構２０２にＨＤＤ書き込みデータ群１０５として一時保持されている当該データセットDataSetＮを、ディスク２０４に書き込むことなく、全て破棄する（ステップＢ１２）。しかる後、次なるデータセットDataSetＮ＋１が一時データバッファ機構２０２に保持されているか否かの確認を行い（ステップＢ１５）、次なるデータセットDataSetＮ＋１が無かった場合には（ステップＢ１５のＮＯ）、処理を終了する（ステップＢ１６）。一方、次なるデータセットDataSetＮ＋１があった場合には（ステップＢ１５のＹＥＳ）、次なるデータセットDataSetＮ＋１を読み込む動作(ステップＢ７)に戻る。

これに対して、ステップＢ１０において、一時データバッファ機構２０２にＨＤＤ書き込みデータ群１０５として一時保持されている当該データセットDataSetＮを構成する全ての書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１、…それぞれに紐付けられた各データ保護情報１０６の完了ビット１０８のうち、完了ビット１０８の情報が値'１'になっているものが存在していた場合には（ステップＢ１０のＹＥＳ）、一時データバッファ機構２０２に保持されているデータセットDataSetＮは、データ保護対象とすべき連続データとして、全てのデータが揃っている完全なデータセットであるものと判定して、まず、先頭の書き込みデータDataＮを書き込み機構２０３によりディスク２０４に書き込む（ステップＢ１１）。

次いで、ディスク２０４に今書き込んだ書き込みデータDataＮのデータ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報が値'１'であったか否かを確認する（ステップＢ１３）。ディスク２０４に今書き込んだ書き込みデータDataＮのデータ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報が値'１'では無かった場合には（ステップＢ１３のＮＯ）、データ保護対象とすべき連続データとして後続するデータがまだ存在している場合であり、次なるDataＮ＋１の読み込みを行った後(ステップＢ１４)、ディスク２０４への書き込みを行う動作（ステップＢ１１）に戻るという処理を、ディスク２０４に今書き込んだ書き込みデータのデータ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報が値'１'になるまで繰り返す。

ディスク２０４に今書き込んだ書き込みデータDataＮのデータ保護情報１０６の完了ビット１０８の情報が値'１'になった場合には（ステップＢ１３のＹＥＳ）、データセットDataSetＮとしてデータ保護対象とすべき連続データを構成する全ての書き込みデータDataＮ、DataＮ＋１、DataＮ＋２、…をディスク２０４に書き込み済みになった状態であり、当該データセットDataSetＮは論理的に利用可能な状態でディスク２０４に書き込まれていることになる。

しかる後、次なるデータセットDataSetＮ＋１が一時データバッファ機構２０２に保持されているか否かの確認を行い（ステップＢ１５）、次なるデータセットDataSetＮ＋１が無かった場合には（ステップＢ１５のＮＯ）、処理を終了する（ステップＢ１６）。一方、次なるデータセットDataSetＮ＋１があった場合には（ステップＢ１５のＹＥＳ）、次なるデータセットDataSetＮ＋１を読み込む動作(ステップＢ７)に戻る。

なお、ハードディスクドライブ装置２００の蓄電機構２０６は、停電等によって電源１１０からの電力供給が停止したことが電源断検出部２０７によって確認された以降、一時データバッファ機構２０２のバッファ容量に保持されている全ての書き込みデータ群についてディスク２０４への書き込みが終了するまでの時間の間、当該ハードディスクドライブ装置２００の正常な稼動を保証することができるだけの蓄電容量を有しているものとする。ここで、一般的に、ハードディスクドライブ装置２００に搭載する一時データバッファ機構２０２のバッファ容量は、数ＭＢｙｔｅ程度であり、蓄電機構２０６の蓄電容量としては、数ＭＢｙｔｅ程度の書き込みデータをディスク２０４に書き込むための書き込み時間の間の動作を保証する容量があれば十分であるので、低コストで実現することができる。

次に、本発明によるハードディスクドライブ装置データ保護システムの動作の一実施例として、図１ないし図３として前述したハードディスクドライブ装置データ保護システムにおける具体的なファイルシステムの書き込み動作を例に採って、さらに説明する。

まず、データ保護情報付加機能１０２を有していない従来技術におけるファイルシステムの書き込み動作について、図１のブロック構成図における各部位の符号をそのまま用いて説明する。コンピュータシステム１００のオペレーティングシステム１０１のファイルシステムにおいては、ファイルＡの書き込みを行う場合の一例として、データ保護対象とすべきデータセットであるファイルＡの連続データをデータＡ１、データＡ２、データＡ３と３つのデータに分割して書き込むものとし、かつ、データＡ１、データＡ２、データＡ３のそれぞれがハードディスクドライブ装置２００のディスク２０４に書き込まれた際に、書き込んだ領域を示す情報としてディスク２０４のブロックアドレスをボリューム管理領域に登録して管理しているものとする。ここで、以下の説明においては、説明を簡素化するために、仮に、データＡ１、データＡ２、データＡ３の各データの先頭アドレスブロックアドレスを１バイトで表現しているものとする。

例えば、コンピュータシステム１００のオペレーティングシステム１０１が管理するボリューム管理領域の情報例として、ハードディスクドライブ装置２００のディスク２０４上に書き込むファイルＡのデータＡ１の先頭アドレスが'００'、データＡ２の先頭アドレスが'２５'、データＡ３の先頭アドレスが'３０'と仮定すると、'ファイルＡ、００、２５、３０'といった情報がボリューム管理領域に登録されて管理されることになる。

また、ファイルＡの書き換えが行われた場合、例えば、データＡ１の部分の書き換えが行われた場合のデータをデータＡ１'と表現すると、書き換え後の該データＡ１'は、一般に、データＡ１の先頭アドレスが'００'の領域とは別のアドレスへ書き込みが行われる。例えば、書き換え後のデータＡ１'の先頭アドレスは'７６'と仮定する。したがって、書き換え後のボリューム管理領域は、'ファイルＡ、７６、２５、３０'といった情報に置換されて管理されることになる。

次に、ボリューム管理領域の'００'から'７６'への書き換え処理を行っている最中に、電源１１０からの電力供給が絶たれた場合を想定する。'００'から'７６'への書き換え処理の途中の例えば'７'の部分のみの書き換えが終了したタイミングで、電源１１０からの電力供給が中断した場合、ファイルＡに関するボリューム管理領域の情報は'ファイルＡ、７０、２５、３０'と誤って設定された状態になってしまう。したがって、電源１１０が復旧した際には、ファイルＡに関するボリューム管理領域の情報は'ファイルＡ、７０、２５、３０'といった状態になっていて、ファイルＡのデータＡ１'の先頭アドレスは、'７６'ではなく、別のファイルで使用されている可能性もある'７０'のアドレスとなり、論理破壊が起こってしまう。

次に、本発明の一例として図１のブロック構成図に示すように、データ保護情報付加機能１０２を有している場合のファイルシステムの書き込み動作について説明する。ここで、本発明の一例である図１のブロック構成図においては、ボリューム管理情報の書き込みの際にも、データ保護情報付加機能１０２を有効にしていることになる。

したがって、図１のＨＤＤ書き込みデータ群１０５に示すように、前述のファイルＡの書き換えの動作においても、ボリューム管理情報の書き込みデータに対してデータ保護情報１０６を付加することになる。もし、ハードディスクドライブ装置２００の一時データバッファ機構２０２に保持されているファイルＡのデータＡ１'の先頭アドレスの'００'から'７６'の領域への書き換えの最中に、停電等によって電源１１０からの電力供給が絶たれた事態が発生すると、当該ファイルＡのデータセットを構成する書き込みデータのいずれかに紐付けられた完了ビット１０８の情報が値'１'になっているデータが存在している場合には、データ保護対象の書き込みデータが全て揃っている状態にあるので、蓄電機構２０６からの電力供給によってディスク２０４への書き込み動作を行うことになる。つまり、蓄電機構２０６からの電力供給によって、書き込み機構２０３にてディスク２０４への書き換え動作を行い、かつ、ボリューム管理領域の情報についても、書き換え後の正しい情報として'ファイルＡ、７６、２５、３０'に書き換えを行うことになり、ファイルＡの書き換えが正常に終了する。

一方、ハードディスクドライブ装置２００の一時データバッファ機構２０２に保持されているファイルＡのデータＡ１'の先頭アドレスの'００'から'７６'の領域への書き換えの最中に、電源１１０からの電力供給が絶たれた場合において、当該ファイルＡのデータセットを構成する書き込みデータのいずれにも、それぞれに紐付けられた完了ビット１０８の情報が値'１'になっているデータが存在していなかった場合には、ファイルＡとしては不完全なデータになっているものと判定して、途中までの不完全なデータについてはディスク２０４への書き換えを行わず、データ破棄を行う。したがって、かかる場合には、データＡ１'への書き換えは行っていないので、書き換え前のデータＡ１の先頭アドレスとして'００'のままとなり、かつ、ボリューム管理領域の情報は、'ファイルＡ、００、２５、３０'のままとなり、データＡのデータＡ１'への書き換えについては、反映されなくなるものの、論理破壊については確実に防ぐことができる。

以上のように、本発明においては、ボリューム管理領域のデータについてもデータ保護を行うことができ、データ保護対象としてのファイルＡが完了ビット１０８の情報が値'１'のデータを含んでいる完全なファイルの場合であっても、完了ビット１０８の情報が値'１'のデータを含んでいない不完全なファイルの場合であっても、いずれの場合であっても、論理破壊を防ぐことができる。また、アプリケーションとオペレーティングシステムとを連携させて、アプリケーション側で保護が必要なデータについても、前述のようなデータ保護情報１０６を付加することにより、データ保護の対象範囲をさらに拡大することも可能である。

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。

１００ コンピュータシステム
１０１ オペレーティングシステム
１０２ データ保護情報付加機能
１０３ データ送信機能
１０４ 書き込みデータ群
１０５ ＨＤＤ書き込みデータ群
１０６ データ保護情報
１０７ データセットビット
１０８ 完了ビット
１０９ ＨＤＤインタフェース
１１０ 電源
２００ ハードディスクドライブ装置
２０１ 入出力インタフェース
２０２ 一時データバッファ機構
２０３ 書き込み機構
２０４ ディスク
２０５ ディスク制御部
２０６ 蓄電機構
２０７ 電源断検出部

Claims (10)

1. オペレーティングシステムを搭載したコンピュータシステムと該コンピュータシステムと接続したハードディスクドライブ装置とからなり、前記ハードディスクドライブ装置に書き込むデータの論理的な破壊を防止するデータ保護機構を備えたハードディスクドライブ装置データ保護システムであって、
   前記オペレーティングシステムは、連続した１ないし複数の書き込みデータからなるデータセットを前記ハードディスクドライブ装置に書き込む際に、前記データセットを構成する各書き込みデータそれぞれに対して前記データセットを構成する連続データとしての保護対象であるか否かを示すデータ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを生成するデータ保護情報付加機能と、
   該データ保護情報付加機能により各前記書き込みデータに前記データ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを前記ハードディスクドライブ装置に送信するデータ送信機能と、を少なくとも有し、
   前記ハードディスクドライブ装置は、前記オペレーティングシステムから送信されてくる前記ＨＤＤ書き込みデータを一時保持する一時データバッファ機構と、
   前記一時データバッファ機構に一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記データ保護情報の参照結果に基づいて当該ＨＤＤ書き込みデータ中の書き込みデータを取り出してディスクに書き込む書き込み機構と、
   電源からの電力供給が停止したことを示す電源断を検出する電源断検出部と、
   前記電源断検出部により電源断を検出した時点からあらかじめ定めた一定時間の間、前記電源に代わって、前記一時データバッファ機構に一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記書き込みデータを前記書き込み機構によりディスクに書き込むための電力を供給する蓄電機構と、を少なくとも備えていることを特徴とするハードディスクドライブ装置データ保護システム。
2. 前記電源断検出部により電源断を検出した際に、前記一時データバッファ機構に一時保持された前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記データ保護情報の参照結果として、前記データセットを構成する連続データとしてデータ保護の対象であることを示している場合であって、かつ、該データ保護情報が、当該データセットを構成する連続データとして必要とする全ての書き込みデータを前記一時データバッファ機構に保持していることを示していない場合には、ディスクへの書き込みを行うことなく、当該データセットを構成するデータを前記一時データバッファ機構から破棄し、一方、当該データセットを構成する連続データとして必要とする全ての書き込みデータを前記一時データバッファ機構に保持していることを示している場合には、前記データセットを構成する全ての前記書き込みデータを前記書き込み機構によりディスクへ書き込むことを特徴とする請求項１に記載のハードディスクドライブ装置データ保護システム。
3. 各前記書き込みデータそれぞれに対して付加する前記データ保護情報が、前記データセットを構成する連続データとしてデータ保護の対象であるか否かを示すデータセットビットと、前記データセットを構成する連続データの最後の書き込みデータであるか否かを示す完了ビットとから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハードディスクドライブ装置データ保護システム。
4. 前記蓄電機構が電力供給を継続する前記一定時間は、前記一時データバッファ機構のバッファ容量が示す全領域に亘って一時保持された前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記書き込みデータ全てを前記書き込み機構によりディスクへ書き込むことが完了するまでの時間であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハードディスクドライブ装置データ保護システム。
5. オペレーティングシステムを搭載したコンピュータシステムと該コンピュータシステムと接続したハードディスクドライブ装置とからなり、前記ハードディスクドライブ装置に書き込むデータの論理的な破壊を防止するハードディスクドライブ装置データ保護方法であって、
   前記オペレーティングシステムは、連続した１ないし複数の書き込みデータからなるデータセットを前記ハードディスクドライブ装置に書き込む際に、前記データセットを構成する各書き込みデータそれぞれに対して前記データセットを構成する連続データとしての保護対象であるか否かを示すデータ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを生成するデータ保護情報付加機能と、
   該データ保護情報付加機能により各前記書き込みデータに前記データ保護情報を付加したＨＤＤ書き込みデータを前記ハードディスクドライブ装置に送信するデータ送信機能と、を少なくとも有し、
   前記ハードディスクドライブ装置は、前記オペレーティングシステムから送信されてくる前記ＨＤＤ書き込みデータを一時保持する一時データバッファリングステップと、
   前記一時データバッファリングステップにより一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記データ保護情報の参照結果に基づいて当該ＨＤＤ書き込みデータ中の書き込みデータを取り出してディスクに書き込む書き込みステップと、
   電源からの電力供給が停止したことを示す電源断を検出する電源断検出ステップと、
   前記電源断検出ステップにより電源断を検出した時点からあらかじめ定めた一定時間の間、前記電源に代わって、前記一時データバッファリングステップにより一時保持されている前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記書き込みデータを前記書き込みステップによりディスクに書き込むための電力を供給する蓄電機構と、を少なくとも有していることを特徴とするハードディスクドライブ装置データ保護方法。
6. 前記電源断検出ステップにより電源断を検出した際に、前記一時データバッファリングステップにより一時保持された前記ＨＤＤ書き込みデータ中の前記データ保護情報の参照結果として、前記データセットを構成する連続データとしてデータ保護の対象であることを示している場合であって、かつ、該データ保護情報が、当該データセットを構成する連続データとして必要とする全ての書き込みデータを前記一時データバッファリングステップにより保持していることを示していない場合には、ディスクへの書き込みを行うことなく、当該データセットを構成するデータを破棄し、一方、当該データセットを構成する連続データとして必要とする全ての書き込みデータを前記一時データバッファリングステップにより保持していることを示している場合には、前記データセットを構成する全ての前記書き込みデータを前記書き込みステップによりディスクへ書き込むことを特徴とする請求項５に記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法。
7. 各前記書き込みデータそれぞれに対して付加する前記データ保護情報が、前記データセットを構成する連続データとしてデータ保護の対象であるか否かを示すデータセットビットと、前記データセットを構成する連続データの最後の書き込みデータであるか否かを示す完了ビットとから構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法。
8. 前記蓄電機構が電力供給を継続する前記一定時間は、前記一時データバッファリングステップによって一時保持するバッファの容量が示す全領域に亘って一時保持された書き込みデータ全てを前記書き込みステップによりディスクへ書き込むことが完了するまでの時間であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法のうち、前記オペレーティングシステムに含まれる各機能をコンピュータにより実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とするハードディスクドライブ装置データ保護プログラム。
10. 請求項５ないし８のいずれかに記載のハードディスクドライブ装置データ保護方法のうち、前記ハードディスクドライブ装置に含まれる各ステップをコンピュータにより実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とするハードディスクドライブ装置データ保護プログラム。

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