JP2642050B2 - Ｃｄ−ｒｏｍ上にデータを配置する方法 - Google Patents

Ｃｄ−ｒｏｍ上にデータを配置する方法

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JP2642050B2 JP6001520A JP152094A JP2642050B2 JP 2642050 B2 JP2642050 B2 JP 2642050B2 JP 6001520 A JP6001520 A JP 6001520A JP 152094 A JP152094 A JP 152094A JP 2642050 B2 JP2642050 B2 JP 2642050B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ−ＲＯＭのアクセ
ス応答時間を改善するために、対称的な構造と、複写方
式（replication scheme）と、アクセス頻度に基づいた
ファイル配置（割り振り）技法とを用いるようにしたＣ
Ｄ−ＲＯＭのデータ編成方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル化したオーディオ信号や、ビ
デオ又はイメ−ジ信号のようなディジタル信号を記録す
るコンパクト・ディスク（以下「ＣＤ」と略記）は、か
なり一般的になってきており、最近ではコンピュ−タ用
のＲＯＭとしても用いられるようになってきた。
【０００３】ＣＤの表面上には、高密度のディジタル・
データを、螺旋状のビット・ストリングの形式で記録
し、そしてレーザ・ビ−ムを用いる光学ピックアップの
ようなピックアップ手段でこのビット・ストリングを読
み取って、これを再生するようになっている。ＣＤ再生
装置の光学ピックアップは、トラッキング制御システム
の制御下で、このビット・ストリングに追随する。ＣＤ
は、１２ｃｍの直径及び１．２ｍｍの厚さを有するのが
普通である。その構造について云えば、ＣＤは、合成樹
脂製の透明なディスクの表面を、環状に配置したピット
を有する金属薄膜で覆われている。これらのピットは、
例えばアナログ形式のオーディオ信号をパルス・コード
変調（ＰＣＭ）して得られるようなディジタル信号を表
す。ＣＤは、２００〜５００ｒｐｍの回転速度で回転す
る。ＣＤを駆動するためには、ＣＬＶ（Constant Linea
r Velocity：線速度一定）機構を用いる。ＣＤからデー
タを再生するため、光学ピックアップ（半導体レーザ、
光電変換素子等を含む）を、ＣＤの内周側から外周側に
直線的に移動させる。ピックアップの移動には、トラッ
キング・システムを用いる。１．６μｍのトラック・ピ
ッチを有するＣＤは、大量の情報を記憶することができ
る。
【０００４】このようなＣＤとともに用いられる特定の
ＣＤ再生装置は、可能な最高の速度で、大量のデータか
ら所望のデータを探索しなければならない。従って、か
かる探索機能は、ＣＤ再生装置の不可欠な手段となる。
【０００５】最初、ＣＤ再生装置は、音楽データを再生
するために開発された。しかし、ＣＤの大きな記録容量
は、ＣＤ−ＲＯＭ複製装置のようなＣＤの新たな用途を
提供するに至った。ＣＤ−ＲＯＭ複製装置において、Ｃ
Ｄは、ＲＯＭとして用いられる。オーディオ・データを
記録するために一般に用いられるＣＤ上の記録領域に
は、多種類のディジタル・データを記録できる。かかる
ディジタル・データを記録し且つ複製するため、ＣＤ−
ＲＯＭ複製装置は、通常の記録／再生フォ−マットを用
いていた。また、次に説明するように、新しいフォ−マ
ットも用いられていた。
【０００６】ＣＤ再生装置では、２チャネル（Ｌ及び
Ｒ）のアナログ・オーディオ信号を、４４．１ｋＨｚで
サンプルする。このサンプル・データをディジタル化し
た後、これを１６ビットのディジタル・データとしてＣ
Ｄ上に記録する。これに対し、ＣＤ−ＲＯＭ複製装置で
は、両チャネルの１６ビットのディジタル・データを、
各々が８ビット（１バイト）を含む２つのデータに分割
する。このディジタル・データを、２３５２バイトのデ
ータ・ブロックとして記録する。各データ・ブロック
は、当該ブロックの先頭部分を検査する同期パターン
（１２バイト）と、当該ブロックのアドレス・データと
してのヘッダ・アドレス（ｒバイト）と、ユ−ザ・デー
タ（２ｋバイト）と、誤り検出及び訂正用のデータ（モ
−ドＩ）又はユ−ザ・データ（モ−ドＩＩ：２８８バイ
ト）とを含んでいる。
【０００７】モ−ドＩを用いるのは、再生フォ−マット
において、両チャネルＣ１及びＣ２のパリティ訂正によ
ってデータの誤りが訂正できない場合である。もし、モ
−ドＩを用いるのであれば、誤り率は１０-12 まで改善
できる。この低い誤り率は、ＣＤをコンピュ−タ用の記
録媒体として用いることを可能にする。
【０００８】モ−ドＩＩは、ユーザが２８８バイトの記
録領域を用いることを可能にする。モ−ドＩＩを用いる
場合、誤り率は多くても１０-9 であるが、１つのブロ
ック内で使用できるデータの量は、次のように増加す
る。
【０００９】
【数１】 ２０４８ ＋ ２８８ ＝ ２３３６ バイト １／７５秒毎に、１ブロックのデータが再生される。モ
−ドＩでは、これはブロック当り２ｋバイトのデータで
ある。ＣＤ−ＲＯＭ複製装置のデータ転送速度は、次の
ようになる。
【００１０】
【数２】 ２ｋ × ７５ ＝ １５０ｋバイト／秒 従って、ＣＤ−ＲＯＭ複製装置で用いられ且つ各表面上
で１時間の連続動作を可能にするＣＤの記録容量は、次
のようになる。
【００１１】
【数３】 １５０ｋバイト × ６０ × ６０ ＝ ５４０Ｍバイト ＣＤの記録容量は、５００〜１０００枚の通常のフロッ
ピ・ディスク、即ち１文書当りの文字数２００を有する
総計２７００００種類の文書に相当する記録容量に達す
る。かくて、ＣＤ−ＲＯＭは、低い誤り率及び非常に大
きな記録容量を特徴とするデータ記録媒体である。
【００１２】ＣＤ−ＲＯＭはデータ記録媒体であるか
ら、そこに記録されるデータを処理するためには、ホス
ト・コンピュータが必要となる。使用時に、ユーザは、
ホスト・コンピュータのキーボードを操作して、ホスト
・コンピュータからＣＤ−ＲＯＭ複製装置にコマンドを
送らせることができる。ＣＤ−ＲＯＭ複製装置は、この
コマンドに応答して、所望のデータのアドレスを探索す
る。この探索に続いて、ＣＤ−ＲＯＭ複製装置は、探索
済みのアドレスによって指定されたデータをホスト・コ
ンピュータに返送する。
【００１３】ＣＤ−ＲＯＭ複製装置は、データ・メモリ
装置として用いられるので、その内部で高速データ・ア
クセスを行えることが望ましい。
【００１４】米国特許第４９３７８０３号には、ＣＤ−
ＲＯＭのデータ・アクセスに対する幾つかの方法が記述
されている。即ち、ＣＤ再生装置内で用いるのに適した
データ読み取り装置は、ＣＤからデータを読み取るピッ
クアップ装置と、速度制御信号に応答してピックアップ
をＣＤの半径方向に移動するピックアップ移動モータ
と、ピックアップの半径方向の速度を検出し且つこの速
度を表す速度信号を生成するピックアップ移動速度検出
器と、ＣＤ上の所望の半径位置に対応する目標位置信号
を生成する目標位置信号生成器と、ＣＤに関するピック
アップの実位置を計算し且つこの実位置に対応する実位
置信号を生成するマイクロコンピュ−タと、目標位置信
号及び実位置信号を用いてピックアップの実位置と所望
の目標位置との間の距離を表す距離信号を生成する比較
器と、速度信号の値に基づいてこの速度信号を非線形的
に減衰させる非線形減衰器と、距離信号及び減衰された
速度信号から速度制御信号を生成し且つ速度制御信号を
ピックアップ移動モータに加えてピックアップを移動さ
せるピックアップ駆動回路とを含んでいる。
【００１５】米国特許第４９４９３２３号には、目標位
置のアドレス・データをホスト・コンピュータから受け
取るとき、制御装置が、ヘッダ検出器としてのサブコー
ドＱ検出器を用いて、ピックアップの現在のアドレス・
データを読み取るようにしたシステムが開示されてい
る。この制御装置は、読み取られた現在のアドレス・デ
ータと既に読み取られ且つＲＡＭに記憶されている先行
するフレ−ム（１ブロック）のアドレス・データとの間
の相違を計算した後、この相違がプリセット値の範囲内
にあるか否かを検査する。もし、この値が前記範囲内に
なければ、この制御装置は、ホスト・コンピュータによ
り指定された目標位置のアドレス・データと現在のアド
レス・データとの間の相違を計算した後、この相違がプ
リセット値の範囲内にあるか否かを検査する。もし、こ
の相違が前記範囲内にあれば、現在のアドレス・データ
は正しく、従ってデータ・アクセス動作で用いられる。
【００１６】シーク時間は、ＣＤ−ＲＯＭのアクセス応
答時間における主要な要素である。なぜなら、ＣＤ−Ｒ
ＯＭのヘッドがその１／３の距離を移動するに要するシ
ーク時間が３８０〜６０ｍｓの範囲にあるのに対し、平
均的な回転待ち時間は５６〜１５０ｍｓの範囲にあるか
らである。マルチメディア・アプリケ−ションでは、媒
体の連続性のために、シーク時間を短縮することが特に
重要となる。例えば、マルチメディア・システムでは、
一のオーディオ又はビデオ・クリップを取り出すために
全てのトラックを横切る際の１秒のシーク遅延が深刻な
性能低下をもたらすことがあるからである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ＣＤ−ＲＯＭ用のデータ編成方法を提供することに
ある。
【００１８】本発明の他の目的は、ディレクトリ、パス
及びファイル情報の配置について対称的な構造を用いる
処の、ＣＤ−ＲＯＭ用のデータ編成方法を提供すること
にある。
【００１９】本発明の他の目的は、アクセス頻度に基づ
いてデータを配置する処の、ＣＤ−ＲＯＭ用のデータ編
成方法を提供することにある。
【００２０】本発明の他の目的は、データの複写を用い
る処の、ＣＤ−ＲＯＭ用のデータ編成方法を提供するこ
とにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明に従ったデータ編
成方法は、ＣＤ−ＲＯＭの平均シーク時間及び最大距離
シークの確率を少なくするため、対称的な構造と、アク
セス頻度に基づいたデータの配置と、データの複写とを
組み合わせることを特徴とする。これらの技法は、ＣＤ
−ＲＯＭの２つの特性を考慮している。即ち、第１の特
性は、ＣＤ−ＲＯＭが読取専用である、ということにあ
る。一般に、アプリケ−ションの作成（authoring ）と
編集は、書き込み可能なハード・ディスク上で行われ、
そしてその編集結果が、ＣＤ−ＲＯＭレコーディング
（マスタリング）の製造業者に渡されるようになってい
る。従って、ファイル・システムの再編成に関連するオ
ーバヘッド（追加の作業）は、マスタリング手順の間に
吸収されることになる。第２の特性は、ＣＤ−ＲＯＭの
６００ＭＢ程度の記録容量が、多くのアプリケ−ション
にとっては大き過ぎるばかりか、その未使用の部分をど
れも再使用できない、ということにある。従って、ＣＤ
−ＲＯＭ上の未使用の空間を、ペナルティなしにデータ
の複写に使用できる。応答時間が重要なアプリケ−ショ
ンについては、必要に応じてその性能を改善するため
に、ＣＤ−ＲＯＭの記録容量の一部を犠牲にすることが
できる。
【００２２】
【実施例】図１には、本発明に従ったデータ配置の最適
化ステージを含む、ＣＤ−ＲＯＭの製造技法が概略的に
示されている。
【００２３】最初のステージ１では、データ・プロセッ
サ上で、データが設計され、作成・準備され、ハード・
ディスク上に記憶される。通常のＣＤ−ＲＯＭ製造装置
では、ハード・ディスク上にデータを配置する方法は、
作成者の能力に依存するのが普通である。データは、ス
テージ１の一時記憶として機能するハード・ディスクか
ら、テープ記憶ステージ２に転送される。
【００２４】ステージ２のデータは、ステージ３への入
力として用いられ、ステージ３ではテープの内容に基づ
いて、大量のＣＤ−ＲＯＭをプレスするのに用いられる
処の、マスタＣＤ−ＲＯＭのモールド内に複数の孔が焼
きつけられる。
【００２５】本発明の原理に従って、ステージ１とステ
ージ２の間に、データ配置の最適化ステージ４が設けら
れる。
【００２６】ステージ４は、ディレクトリのアクセス頻
度の統計に基づいて、ステージ１から受け取ったデータ
の最良の配置を決定し、これをステージ２に転送してＣ
Ｄ−ＲＯＭをマスタできるようにするためのものであ
る。このようにすれば、ＣＤ−ＲＯＭ上の異なった半径
位置にあるデータを検索するのに必要なシーク時間と、
それに関連するシーク距離が最小になるのである。
【００２７】長いシーク時間及び長いシーク距離は、記
録すべきデータが不均一なアクセス頻度（確率）を有す
るという事実に関係している。かかる不均一なアクセス
頻度を克服するための本発明のデータ編成方法の特徴
は、最も頻繁にアクセスされる領域を、ＣＤ−ＲＯＭ上
の他の全てのデータの中央に相当する指定領域に割り振
ることにある。図２には、代表的なトラックを有するＣ
Ｄ−ＲＯＭの一の表面セクション１０が示されている。
一般に、ＣＤ−ＲＯＭ上に記録されるデータは、複数の
ファイル・システム構造を含んでおり、これらのファイ
ル・システム構造は、ディレクトリ、パス及びファイル
割り振り情報のための頻繁にアクセスされるデータを保
持している。かかる情報用のデータは、図２に示すよう
に、ＣＤ−ＲＯＭの中央トラック１４に記録されるよう
になっている。以下では、かかる情報を保持する諸トラ
ックによって占有された領域を、「ホットスポット」と
呼ぶことにする。
【００２８】本発明の方法は、アクセス頻度に基づいて
データを配置するという、データ編成上の他の特徴を含
んでいる。ディレクトリ、パス及びファイル割り振りの
ための情報がＣＤ−ＲＯＭの中央トラックに記録された
後、シーク距離が統計的に減少されるように、頻繁にア
クセスされるデータが中央トラックの近傍に配置され
る。
【００２９】図３には、トラック１〜９内に配置された
データを有する一のセグメントが示されている。図３に
関連する図４には、図３のトラック１〜９内に位置する
データのアクセス頻度が、各トラックごとに示されてい
る。図４から明らかなように、ホットスポット・データ
は、図３のトラック１内に保持されている。なお、一の
ＣＤ−ＲＯＭ上に記録されるファイルの数は極めて多
く、それぞれのファイルについて統計を収集するのは困
難であるために、ファイル単位ではなくディレクトリ単
位の再配置を行う方が一層容易であるから、図４に示さ
れているアクセス頻度値は、ディレクトリに基づく統計
を用いていることに留意されたい。即ち、図４は、ＣＤ
−ＲＯＭ上に記録されるディレクトリに基づいて、図３
のトラック１〜９の各々ごとのアクセス頻度値を棒グラ
フの高さで示すものである。
【００３０】アクセス頻度に基づいてＣＤ−ＲＯＭ上の
データを再編成するために、当該技術分野において「欲
張り」アルゴリズムとして公知の簡単なアルゴリズムを
使用できる。図５及びこれに関連する図６には、アクセ
ス頻度に基づく再配置が示されている。図６において、
最大のアクセス頻度は、図５に示すようにＣＤ−ＲＯＭ
の中央部に位置するホットスポット・トラック１（以下
「ホットスポット」と略記）のものである。残りの配置
は、図示のようにアクセス頻度の統計に従って分類さ
れ、その結果、次に高いアクセス頻度のディレクトリ
が、中央のホットスポットの両隣のうち自由空間の多い
方の側に配置される。かくて、次に高いアクセス頻度で
用いられるディレクトリであるトラック６及び２は、中
央のホットスポットの直ぐ左及び右に配置される。同様
に、残りのディレクトリが、それぞれのアクセス頻度に
従って左側のディレクトリ・セット及び右側のディレク
トリ・セットに配置される（図５及び図６を参照）。
【００３１】本発明の再配置技法に用いるアクセス頻度
の統計の収集は、所望の精度に応じて、オンライン又は
オフラインで実行することができる。
【００３２】図１２には、オンライン技法の流れ図が示
されている。最初に、アクセス頻度テ−ブルが入力さ
れ、記憶装置内に記憶される。このアクセス頻度テ−ブ
ルは、既知のユ−ザ要求の頻度に基づいて収集されたデ
ータである。次に、ユ−ザ・アプリケ−ションは、プロ
セッサに搭載されているオペレ−ティング・システムの
ファイル・システムに対し、ディスクＩ／Ｏ要求を発行
する。通常のプロセッサでは、ファイル・システムがデ
バイス・ドライバにＩ／Ｏ要求を発行し、そしてこのデ
バイス・ドライバが記憶装置をアクセスするのが普通で
ある。
【００３３】本発明において、このファイル・システム
は、オンラインの「アクセス頻度テ−ブル更新」ステッ
プを与える。即ち、ＣＤ−ＲＯＭのデータをアクセスす
るためにユ−ザ・アプリケ−ションによって生成された
全ての要求を捕捉するように、ファイル・システムが変
更される、ということである。このようにして、アクセ
ス頻度テ−ブルが更新される。
【００３４】次に、このファイル・システムは、デバイ
ス・ドライバが記憶装置をアクセスするように、このデ
バイス・ドライバに対し必要なＩ／Ｏ要求を継続的に発
行する。
【００３５】他方、オフライン技法では、バッファ記憶
空間を用いる必要がある。図１３には、ユ−ザ・アプリ
ケ−ションからファイル・システムへ、ファイル・シス
テムからデバイス・ドライバへ、そしてデバイス・ドラ
イバから記憶装置へと進行する通常の各ステップが示さ
れている。しかし、バッファ記憶手段が設けられてい
て、関連する全てのＩ／Ｏ要求がこのバッファ内にダン
プされるようになっている。このバッファの状況が検査
され、このバッファが一杯であることが検知される場
合、その内容がディスク又はテープのような２次記憶装
置に送られる。
【００３６】各ディレクトリ及び各ファイルのアクセス
頻度並びに遷移確率を得るために、これらのＩ／Ｏ要求
の履歴が走査される。
【００３７】本発明の重要な特徴は、複写方式にある。
前述のように、ＣＤ−ＲＯＭは極めて大きな記録容量を
有しているために、データの記録には用いられない自由
空間を有するのが普通である。本発明の方法では、ＣＤ
−ＲＯＭ上の自由空間が、データの複写のために割り振
られる。これに関連して、図７〜図１１には、データの
複写シーケンスが概略的に示されている。
【００３８】先ず、図７を参照するに、そこには記録さ
れる元（オリジナル）のディレクトリのアクセス頻度
と、ディスク空間との関係が示されている。これらの曲
線は、ホットスポット（トラック１）と、その左右にあ
るディレクトリ・セットに配置された残りのディレクト
リをそれぞれ示している。中央のホットスポットから最
も遠くに記録されたディレクトリのアクセス頻度は、ゼ
ロに近づくように示されている。これに対し、図８に示
されている最初の複写の例の場合、ＣＤ−ＲＯＭ上の自
由空間の量は左側のディレクトリ・セットによって占有
されている空間の量よりも少ない。この場合、左側のデ
ィレクトリ・セットからのデータが、その最初のシリン
ダから開始して自由空間が使い尽くされるまで、複写さ
れるようになっている。
【００３９】図９に示されている２番目の複写の例の場
合、自由空間の量は、左側のディレクトリ・セット及び
ホットスポットの両者だけを記憶するのに十分である。
この場合、先ずホットスポットが複写され、そして左側
のディレクトリ・セットの複写が、ホットスポットから
逆方向に順次に行われる。図１０に示されている３番目
の複写の場合、右側のディレクトリ・セットの一部を複
写するに十分な自由空間があるから、この複写シーケン
スは、最初のシーケンスに戻って、左側のディレクトリ
・セット、ホットスポット及び右側のディレクトリ・セ
ットの一部をその順序で複写する。図１１には、図７の
データを完全に複写するに十分な自由空間がある場合の
４番目の複写の例が示されている。
【００４０】ここで留意すべきは、図９に示すように、
左側のディレクトリ・セットの複写方向を反転させる
と、両端にあるシリンダ間でヘッドが移動する確率が小
さくなるために、平均シーク距離が減少することにな
る。ホットスポットのアクセス頻度が高い場合は、この
ように複写方向を反転させることが一層効率的である。
【００４１】以下では、複写シーケンスに応じてシーク
距離がどのように減少するかを例示する。生成された５
０００個のサンプルのランダムなアクセス・シーケンス
が、データ複写の諸ステージについて検査された。これ
らの例では、全てのデータが同じサイズであるものと仮
定する。
【００４２】表１及び表２に記述されている最初の例
は、均等に分布したアクセス頻度（確率）及び直截的な
複写についての、平均シーク距離を示している。
【００４３】
【表１】データ・アイテムの確率 データ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 確率 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111
【００４４】
【表２】平均シーク距離のシミュレ−ション結果 平均シーク 複写シーケンス 距離 2.9740 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.7634 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2.6474 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 2.5662 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 2.5250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 2.4854 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 2.4454 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 2.4370 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 1.4042 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 1.3962 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表３及び表４に記述されている次の例では、全てのデー
タが同じサイズで不均一のアクセス頻度（確率）を有し
且つトラック５がホットスポットに相当すると仮定す
る。
【００４５】
【表３】データ・アイテムの確率 データ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 確率 0.036 0.071 0.107 0.143 0.286 0.143 0.107 0.071 0.036
【００４６】
【表４】平均シーク距離のシミュレ−ション結果 平均シーク 複写シーケンス 距離 3.3882 5 1 9 2 8 3 7 4 6 3.0386 5 1 6 8 2 7 4 3 9 2.6194 5 4 6 3 7 2 8 1 9 2.1272 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.0850 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2.0774 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 2.0850 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 2.0994 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 2.0716 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 4 3 2 1 （シーケンス反転） 2.0658 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 2.0318 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 1.9974 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 ＣＤ−ＲＯＭドライブはＣＬＶ機構を用いるから、１ト
ラック当たりの記録容量は半径方向の位置に応じてそれ
ぞれ異なっていることに留意されたい。従って、前述の
数値は概念的なものであって、実際の数値を表すもので
はない。
【００４７】本発明の性能を更に改善するためには、頻
繁にアクセスされるファイルを複数のクラスタにグルー
プ化して、平均シーク距離を減少させるようにすればよ
い。また、シーク距離を更に減少させるために、ホット
スポットの複数のコピーを用いることができる。一の要
求が与えられると、ＣＤ−ＲＯＭドライブは、ヘッドの
現位置に最も近い処の、要求データの１つのコピーを常
に選択することができる。
【００４８】Ｎ個のシリンダを有するハード・ディスク
の場合、Ｎ個のシリンダの各々がそれぞれ独立にアクセ
スされ且つアクセスされるシリンダの数がシリンダ１〜
Ｎに亘って均一に分布しているものと仮定すると、その
平均シーク距離はＮ／２となる。しかし、ファイル・シ
ステムの構造と、各ファイルに対する不均一なアクセス
頻度とは、この仮定を無効にする。例えば、高いアクセ
ス頻度を有するホットスポットが、ＦＡＴ（ファイル割
り振りテ−ブル）及びＦＡＴに基づくファイル・システ
ムを有するＤＯＳのル−ト・ディレクトリ領域内に見出
される。ＦＡＴ及びル−ト・ディレクトリは、ディスク
の最初のシリンダ上に常駐するから、ＦＡＴ＋ル−ト・
ディレクトリのアクセスが２５％に相当する場合には、
平均シーク距離がほぼ１２.５％だけ増大することにな
る。
【００４９】前述のように、データ編成方法の改良点
は、ホットスポットを中心とする対称構造にある。も
し、各シーク動作の後にヘッドをシリンダＮ／２上で停
止させるようにすれば、平均シーク距離はＮ／３又はＮ
／４に減少されることになる。
【００５０】前述のデータ編成方法の他の改良点は、平
均シーク距離が更に減少されるように、頻繁にアクセス
されるデータほど、これを中央のホットスポットに近い
位置に配置することにある。アクセス頻度の降順に従っ
て、データをハード・ディスク上で再編成することは、
非常に時間を要するけれども、ハード・ディスク上の内
容をテープに転送する場合にこれを実行することができ
る。
【００５１】図１４には、アクセス頻度に基づくデータ
配置の利点が示されている。図１４の縦軸は平均シーク
距離であり、横軸はアクセス頻度（確率）である。図１
４において、「均一」と表記されているのは、ランダム
なアクセス頻度のパターンに従ったデータ配置を示し、
「線形」と表記されているのは、厳密な降順に並べ替え
られたアクセス頻度のパターンに従ったデータ配置の例
を示している。図１４を参照すると、「線形」と表記さ
れているデータ配置の方が、「均一」と表記されている
データ配置よりも、平均シーク距離が小さいことが分か
る。
【００５２】前述のシーク時間性能の更なる改良点は、
ホットスポットとデータとを複写することにある。も
し、少なくともデータの半分が複写されるのであれば、
最大のシーク距離となる確率は、およそ半分にカットさ
れる。平均シーク距離の減少は、データ配置及びアクセ
ス頻度に依存する。
【００５３】通常のＣＡＶ（Constant Angular Velocit
y： 角速度一定）機構を用いるＣＤ−ＲＯＭは、それぞ
れ等しい容量の同心トラック上にデータを配置するか
ら、最外周トラックは最内周トラックよりも低い記録密
度を有する。従って、最外周トラックを読み取るための
待ち時間は、最内周トラックを読み取るための待ち時間
よりも長くなる。データの位置がＣＤ−ＲＯＭの中心か
ら離れるにつれて、同じ量のデータが占有するトラック
の数は少なくなる。
【００５４】ＣＬＶ機構を用いる場合は、平均シーク時
間及び回転待ち時間がデータの半径位置に依存すること
になる。一定数のセクタを横切る場合のシーク距離は各
トラック内のセクタ数が増すにつれて減少するが、平均
回転待ち時間は長くなる。例えば、一のデータ・バンド
が半径位置Ｒ０からＲ１に移動される場合、バンド内の
シーク距離をｓとし、半径位置Ｒ０における平均回転待
ち時間をｒとすると、半径位置Ｒ１における新しいシー
ク距離はｓ×Ｒ０／Ｒ１となり、新しい回転待ち時間は
ｒ×Ｒ１／Ｒ０となる。従って、両端のトラックに対す
るシーク時間及び回転待ち時間の合計が等しくなるよう
に、ＣＤ−ＲＯＭのデータ・セット全体のホットスポッ
トの中央位置を調整しなければならない。また、最も近
いデータのコピーの選択も、同じ原理に基づかなければ
ならない。
【００５５】以上の説明は、マルチメディア用ＣＤ−Ｒ
ＯＭの有効且つ体系的なデータ編成を提供する方法に関
するものである。対称的な構造、アクセス頻度に基づく
データ配置及び体系的な複写方式を含む３つの特徴は、
ＣＤ−ＲＯＭのデータに対するアクセス応答時間を著し
く減少させる。前述の例では、４０％を越える改善が可
能である。前述の特徴のどんな組み合わせでも実現でき
る。この方法は、ＣＬＶ機構を用いるＣＤ−ＲＯＭだけ
ではなく、ＣＡＶ機構を用いるＣＤ−ＲＯＭにも当ては
まる。ユ−ザには如何なるオーバヘッドも課されず、作
成者に対する１回のオーバヘッドはマスタリング手順で
吸収される。このデータ再編成は、ユ−ザに対して透明
であり、しかもファイル・システムから独立している。
【００５６】以上は、ディレクトリを基本単位とする本
発明のデータ編成技法を説明したものである。本発明の
方法は、基本単位がファイルである場合にも、ディレク
トリ内のデータの配置について使用できる。
【００５７】また、図１３に示されているようなオフラ
インの統計収集技法が用いられる場合には、１つのデー
タ・アイテムから他のデータ・アイテムに移る遷移確率
を計算することが可能である。かかる計算済みの遷移確
率に基づいて、最良のデータ編成を決定するために標準
的な最適化を用いることができる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、本発明のデータ配置編成
方法によれば、対称的な構造、アクセス頻度に基づいた
データ配置及びデータの複写を組み合わせることによっ
て、ＣＤ−ＲＯＭの平均シーク時間及び最大のシーク距
離を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】データを処理し且つそれをＣＤ−ＲＯＭ上に配
置するシステムの概要ブロック図である。
【図２】最も頻繁にアクセスされるデータがＣＤ−ＲＯ
Ｍ上に配置される態様を示す図である。
【図３】アクセス頻度に従って、ＣＤ−ＲＯＭ上にデー
タが配置される態様を示す図である。
【図４】アクセス頻度に従って、ＣＤ−ＲＯＭ上にデー
タが配置される態様を示す図である。
【図５】アクセス頻度に従って、ＣＤ−ＲＯＭ上にデー
タが配置される態様を示す図である。
【図６】アクセス頻度に従って、ＣＤ−ＲＯＭ上にデー
タが配置される態様を示す図である。
【図７】ＣＤ−ＲＯＭ上にデータが複写される態様を示
す図である。
【図８】ＣＤ−ＲＯＭ上にデータが複写される態様を示
す図である。
【図９】ＣＤ−ＲＯＭ上にデータが複写される態様を示
す図である。
【図１０】ＣＤ−ＲＯＭ上にデータが複写される態様を
示す図である。
【図１１】ＣＤ−ＲＯＭにデータを複写する本発明の方
法を示す図である。
【図１２】本発明で用いられるオンラインの統計収集技
法を示す概略流れ図である。
【図１３】本発明で用いられるオフラインの統計収集技
法を示す概略流れ図である。
【図１４】本発明の原理を用いて達成された性能上の改
善を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャウチ・オン アメリカ合衆国カリフォルニア州、マウ ンテン・ヴュー、コンチネンタル・サー クル 70番地 アパートメント・922 (56)参考文献 特開 平２−49274（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162574（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−161657（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−370567（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−370566（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−339363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285376（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに等しい容量を有する複数の同心トラ
    ックにデータが記録されるタイプのＣＤ−ＲＯＭ上にデ
    ータを配置する方法であって、 （ａ）パス・データ及び複数のディレクトリにおける複
    数のデータ・ファイルの割り振りを指定するデータを含
    む、前記複数のディレクトリ内に配列された前記複数の
    データ・ファイルの形式を有する所定量のデータを、第
    １の記憶手段内で編集するステップと、 （ｂ）前記編集された所定量のデータを、前記第１の記
    憶手段からデータ配置最適化ステージに転送するステッ
    プと、 （ｃ）前記データ配置最適化ステージにおいて、前記所
    定量のデータがユ−ザによってアクセスされた頻度を表
    すディレクトリ単位のアクセス頻度統計値に基づいて、
    前記複数の同心トラック上における前記所定量のデータ
    の配置割り振りを決定するとともに、前記所定量のデー
    タを前記配置割り振りに従って再配置するステップであ
    って、 （ｃ１）前記所定量のデータのうち、ユーザによって最
    も頻繁にアクセスされたデータを、前記ＣＤ−ＲＯＭ上
    の最初のトラック位置と最後のトラック位置の中間にあ
    る、ホットスポット・トラックに割り当てることと、 （ｃ２）前記所定量のデータのうち、ユーザによって２
    番目以降に最も頻繁にアクセスされたデータを、そのア
    クセス頻度に関係する距離だけ前記ホットスポット・ト
    ラックから離れた位置にある前記ホットスポットの両側
    のトラックに交互に且つ連続的に割り当てることと、 （ｃ３）前記所定量のデータが複数のトラックに完全に
    割り当てられた後に、どのデータも割り当てられていな
    い使用可能なトラックが前記ＣＤ−ＲＯＭ上に残ってい
    るか否かを判定するとともに、使用可能なトラックが残
    っている場合には、前記所定量のデータの一部又は全部
    を前記使用可能なトラックに複写するために、前記使用
    可能なトラックが用い尽くされるまで、前記所定量のデ
    ータを前記使用可能なトラックに再び割り当てることを
    含んでいるステップと、 （ｄ）前記配置割り振りに従って再配置された前記所定
    量のデータを、前記データ配置最適化ステージから第２
    の記憶手段に転送するステップと、 （ｅ）前記所定量のデータを前記配置割り振りに従って
    ＣＤ−ＲＯＭ上に配置するために、前記再配置された前
    記所定量のデータを前記第２の記憶手段からＣＤ−ＲＯ
    Ｍマスタリング及び複製手段に転送するステップとから
    なる、ＣＤ−ＲＯＭ上にデータを配置する方法。
JP6001520A 1993-02-11 1994-01-12 Ｃｄ−ｒｏｍ上にデータを配置する方法 Expired - Lifetime JP2642050B2 (ja)

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