JP3509285B2 - 圧縮データ管理方式 - Google Patents

圧縮データ管理方式

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JP3509285B2
JP3509285B2 JP11450095A JP11450095A JP3509285B2 JP 3509285 B2 JP3509285 B2 JP 3509285B2 JP 11450095 A JP11450095 A JP 11450095A JP 11450095 A JP11450095 A JP 11450095A JP 3509285 B2 JP3509285 B2 JP 3509285B2
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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、圧縮データの管理方式
に関する。近年、文字コードやベクトル情報、画像情報
など様々な種類のデータがコンピュータ等で扱われるよ
うになっており、それに伴って扱われるデータ量も急速
に増加している。このような大量のデータを扱うときに
は、データ中の冗長な部分を省いてデータ量を圧縮する
ことによって、記憶容量を減らしたり、データ伝送を高
速化できるようにされてきている。
【０００２】様々なデータを一つの方式で圧縮可能とす
る方法として、以前よりユニバーサル符号化が提案され
ている。ユニバーサル符号化の、データ種類を問わずデ
ータの圧縮が可能であるという特徴を利用して、ハード
ディスク（ディスク）の容量を増大させるためのソフト
ウェアが市販されている（米国Stac社Stacker 等）。こ
れらのディスク圧縮ソフトは、ユーザがデータ圧縮機能
を意識することなく、圧縮が行われない場合のディスク
と同じものを、容量が倍増したディスクとして利用でき
る機能を提供している。
【０００３】
【従来の技術】従来の圧縮ファイルの格納方法は、大き
くわけて以下に示す２通りがあった。これらの方法を、
図２６に示す。第一の方法は、ディスク上に圧縮ファイ
ルと通常ファイル（圧縮されていないファイル）を混在
させて格納する方法である（図２６（１））。この方法
では、個々のファイルに対して圧縮をかける方法を用い
ている。図中、白抜きの四角は通常ファイル、黒の四角
は圧縮ファイルが格納される位置を示している。
【０００４】第一の方法の場合には、図に示されるよう
に、ディスク上に通常ファイルと圧縮ファイルとが混在
して格納される。この方法では、圧縮ファイルを格納す
る媒体種類には制限がないという特徴がある。この方法
では、デバイスドライバに組み込む、常駐プログラムを
起動させる、付属コマンドによってユーザが個別のファ
イル毎に圧縮／復元を行なう、といった方法によりファ
イルの圧縮が行われる。
【０００５】第一の方法では、ユーザにファイル圧縮の
使用を意識させないために、ディスクの圧縮ファイル・
アクセスのシステムコールで自動的に圧縮／復元う行な
うようにもできる。この方法では、ファイル全体のシー
ケンシャル圧縮復元に基づいているため、システムコー
ルで圧縮ファイル全体を通常ファイルとして復元し、ユ
ーザプログラムの終了時に通常ファイルを消去、圧縮し
たファイルをディスクに書き込むという手順が用いられ
る。第二の方法は、ディスクの特定領域に圧縮ファイル
のみを格納する方法である（図２６（２））。この方法
は、ディスク上に特定領域（以下仮想ドライブと称す）
を確保して、圧縮されたファイルは全て仮想ドライブ内
に配置させる。この方法では、ユーザにデータの圧縮を
意識させることがなく、仮想ドライブの容量を見かけ上
実際の２倍とし、仮想ドライブ上の全てのファイルに対
して自動的に圧縮／復元を行なう。仮想ドライブ領域
は、物理的にはディスク上の一つの隠しファイルとして
存在している。
【０００６】仮想ドライブ上の圧縮ファイルは、ＬＦＳ
(Log structured File System)等の方法によって管理さ
れ、例えばＢＡＴ(Block Allocation Table)と呼ばれる
テーブルを用いて管理されている。図２７はこれを説明
する図面である。仮想ドライブは、アプリケーションプ
ログラムからは８ＫＢ／クラスタのディスクとして見え
る。また通常のドライブと同じように、ＦＡＴ(File Al
locationTable) とディレクトリエントリも保持してい
る。
【０００７】仮想ドライブ内では、２ＫＢの論理的なセ
クタを設置し、これを管理している。一つのクラスタに
書き込まれたデータを圧縮し、これを１〜４個のセクタ
に格納する。ＢＡＴには、あるクラスタの先頭のデータ
が、どのセクタに格納されているかを記録している。そ
して、１セクタ内に圧縮データが収まりきらない場合に
は、ＳＣＴ(Sector Chain Table)をたどることによっ
て、後続のセクタを探している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、以下のような問題が生じていた。第一の方法の場合
には、圧縮済みのファイルと通常ファイルとを一つのデ
ィスクドライブ内に混在させることができるため、例え
ば画像ファイル、音声ファイル等属性の異なるファイル
と共存させることが可能であり、圧縮ファイルを格納す
る媒体に制限がないという利点がある。しかし、元デー
タファイルを一度復元するためには、元データと同じサ
イズの作業用領域を必要とする。また、ユーザプログラ
ムの起動と終了時にファイル全体の復元／圧縮操作が入
るため、このオーバーヘッドの時間の分だけユーザを待
たせる時間が長くなってしまうという欠点があった。そ
のため、例えば数１００ＫＢ〜数MB程度の容量の、大き
なファイルでの使用には向いていない。
【０００９】一方、第二の方法では、ディスクのクラス
タ単位で圧縮／復元が行われるため、第一の方法に対し
てプログラムの起動／終了時に、全体の圧縮／復元に要
する大きなオーバーヘッド時間が生じないという利点が
ある。しかし、仮想ドライブが圧縮を実装したドライブ
に付随されているため、フロッピーディスクのような交
換可能な媒体やネットワークドライバには適用すること
ができないという欠点があった。
【００１０】また、圧縮領域である仮想ドライブは、圧
縮ファイルの各クラスタの格納位置情報が集中的に管理
されているため、管理テーブルや圧縮データに障害が生
じた場合には仮想ドライブ内の全てのファイルを読みだ
すことができなくなるという危険が伴う。本発明は、上
記の問題点に鑑み、従来の２通りの圧縮方法の互いの長
所をいかし、それぞれの欠点を解決する手段を実現する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記問題点は、圧縮ファ
イルを各レコードの圧縮データと、圧縮データの圧縮フ
ァイル内での格納位置を示す格納位置情報と、格納位置
情報の位置を格納したヘッダ部とにより構成した圧縮デ
ータ管理方式により解決できる。更に、本発明は圧縮フ
ァイルを、ヘッダ、圧縮データ、格納位置情報の順に並
べて構成し、圧縮ファイルが更新されて圧縮データが増
加した場合には、増加した圧縮データを各レコードの圧
縮データに続けて格納するとともに、格納位置情報を、
増加した圧縮データが追加された圧縮データに続けて格
納し、ヘッダ内の格納位置情報の格納位置を更新するこ
とを特徴とする。
【００１２】また、レコードに含まれる圧縮データは、
原レコードの整数分の一の大きさを持つブロックに分割
され、圧縮データの管理は分割されたブロック単位で行
われることを特徴とする。更に、格納位置情報は各レコ
ードに対応する圧縮データの先頭ブロック番号と、先頭
ブロックに続く後続ブロック番号のブロック接続情報と
を保持する。
【００１３】また、圧縮ファイルの更新時に、格納位置
情報内のブロック接続情報を検索し、空きブロックが存
在する場合これを空きブロック線形リストとして管理す
ることを特徴とする。そして本発明は、圧縮ファイルを
更新中に空きブロックが発生した場合、新たに発生した
空きブロックを前記空きブロック線形リストに登録する
ことを特徴とする。
【００１４】また、圧縮ファイルの更新中に、書込対象
レコードの圧縮データが圧縮データ格納ブロックに収ま
らない場合、空きブロック線形リストより空きブロック
を外して割り当て、圧縮データを格納することを特徴と
する。また、本発明では、圧縮ファイルに、原レコード
の大きさよりも大きい所定のサイズを持つブロックが設
定され、前記ブロックに各レコードの圧縮データを複数
個まとめて格納されるよう構成したことを特徴とする。
【００１５】そして、本発明では更に、圧縮ファイルに
設定されるブロックが、原レコードサイズの整数倍の大
きさを持つ。また、格納位置情報は、各レコードに格納
されている圧縮データのブロック番号と、圧縮データが
格納されているブロック内での格納位置と、圧縮データ
の格納長とが保持されていることを特徴とする。
【００１６】そして、本発明は、圧縮ファイルの更新時
にデータが格納されない未使用ブロックが発生する場
合、未使用ブロックを圧縮ファイルの終端に位置するブ
ロックと交換する処理を行なうとともに、格納位置情報
をブロック交換処理に応じて更新することを特徴とす
る。
【００１７】
【作用】本発明は、圧縮ファイルを各レコードの圧縮デ
ータと、圧縮データの圧縮ファイル内での格納位置を示
す格納位置情報と、格納位置情報の位置を格納したヘッ
ダ部とにより構成することにより、圧縮データと通常フ
ァイルとの混在を可能とするとともに、圧縮ファイル毎
に圧縮データの格納位置が管理されているため、一部に
障害が発生したとしても、全てのファイルが読み出せな
いという問題の発生がなくなる。
【００１８】更に、圧縮ファイルをヘッダ、圧縮デー
タ、格納位置情報の順に並べて構成し、圧縮ファイルが
更新されて圧縮データが増加した場合には、増加した圧
縮データを各レコードの圧縮データに続けて格納すると
ともに、格納位置情報を、増加した圧縮データが追加さ
れた圧縮データに続けて格納し、ヘッダ内の格納位置情
報の格納位置を更新することによって、圧縮データの増
加にも容易に対応することができる。
【００１９】また、レコードに含まれる圧縮データは、
原レコードの整数分の一の大きさを持つブロックに分割
され、圧縮データの管理は分割されたブロック単位で行
われ、特に格納位置情報は各レコードに対応する圧縮デ
ータの先頭ブロック番号と、先頭ブロックに続く後続ブ
ロック番号のブロック接続情報とを保持するようにす
る。
【００２０】また、圧縮ファイルの更新時に、格納位置
情報内のブロック接続情報を検索し、空きブロックが存
在する場合これを空きブロック線形リストとして管理
し、特に圧縮ファイルを更新中に空きブロックが発生し
た場合、新たに発生した空きブロックを前記空きブロッ
ク線形リストに登録、また、圧縮ファイルの更新中に書
込対象レコードの圧縮データが圧縮データ格納ブロック
に収まらない場合、空きブロック線形リストより空きブ
ロックを外して割り当て、圧縮データを格納するように
する。これによって空きブロックの管理を容易とする。
【００２１】また、圧縮ファイルに原レコードの大きさ
よりも大きい所定のサイズを持つブロックが設定され、
前記ブロックに各レコードの圧縮データを複数個まとめ
て格納されるよう構成することで、圧縮データを詰めて
圧縮ファイルに格納することができるようになる。特
に、圧縮ファイルに設定されるブロックが、原レコード
サイズの整数倍の大きさを持つ。
【００２２】また、格納位置情報は、各レコードに格納
されている圧縮データのブロック番号と、圧縮データが
格納されているブロック内での格納位置と、圧縮データ
の格納長とが保持され、圧縮データのアクセスを容易な
ものとする。そして、圧縮ファイルの更新時にデータが
格納されない未使用ブロックが発生する場合、未使用ブ
ロックを圧縮ファイルの終端に位置するブロックと交換
する処理を行なうとともに、格納位置情報をブロック交
換処理に応じて更新して、未使用ブロックが圧縮ファイ
ルの終端に位置するようにする。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明の一実施例による圧縮ファイ
ルと通常ファイルとの切換を示す図面である。本実施例
では、従来のディスク圧縮の場合と同様に、ファイルの
各レコード単位に圧縮データを自動的に圧縮／復元す
る。ファイル毎の圧縮復元機能は、ディスクの入出力関
数のライブラリ、即ち圧縮ファイルオープン、圧縮ファ
イル読出、圧縮ファイル書込、圧縮ファイルクローズ、
として構成する。通常ファイルと圧縮ファイルとをディ
スクの同一領域内に共存させるために、新たな入出力関
数は従来より用いられている入出力関数との互換性が必
要となる。
【００２４】図１ａはファイルオープン時の処理手順を
示す図面である。切換設定が行われると、ステップＳ１
でファイル名またはそのファイルの属性情報、ファイル
内の最初のレコード等に基づいて、そのファイルが通常
ファイルか圧縮ファイルかを識別する。例えば、ファイ
ル名に基づいて識別を行なうならば、ファイル名の最初
の文字が特定文字である場合、あるいは拡張子が特定な
ものならば、それが圧縮ファイルであると取り決めてお
けばよい。
【００２５】対象ファイルが通常ファイルである場合、
Ｓ２においてメモリ上のファイル管理情報に、このファ
イルが通常ファイルである旨が設定される。そして、通
常ファイルオープンの処理を行なう。一方、対象ファイ
ルが圧縮ファイルである場合には、Ｓ３にてメモリ上の
ファイル管理情報にそのファイルが圧縮ファイルである
旨設定される。ついで、後述する圧縮ファイルオープン
の処理を実行する。
【００２６】図１ｂは、ファイル読出／ファイル書込／
ファイルクローズ時の処理手順を示す図面である。ファ
イルの読出／書込／クローズが設定された場合には、ま
ずＳ１にてメモリ上のファイル管理情報を調べ、対象フ
ァイルが通常ファイルか圧縮ファイルかが識別される。
【００２７】対象ファイルが通常ファイルである場合に
は、Ｓ２において上位アプリケーションプログラムで指
定された通常ファイルの入出力機能（読出／書込／クロ
ーズのいずれか）を実行する。一方、対象ファイルが圧
縮ファイルである場合には、Ｓ３において上位アプリケ
ーションプログラムで指定される圧縮ファイルの入出力
機能を実行する。圧縮ファイルの入出力機能についての
詳細は後述する。図２は、圧縮データ管理にＬＦＳ法を
用いた場合の、ファイル管理方法を示す図面である。
【００２８】本実施例では、圧縮前の原レコードサイズ
を４ＫＢとして、圧縮レコードのクラスタサイズを１Ｋ
Ｂにとった例について説明する。また、圧縮ファイルは
図２に示されるように、ヘッダ、原レコードの圧縮符
号、圧縮管理テーブルの３つの領域より構成される。図
２の場合には、原レコード番号１のレコードに対応する
圧縮レコードが圧縮クラスタ番号１、２、４の圧縮クラ
スタに、原レコード番号２の原レコードに対応する圧縮
レコードが圧縮クラスタ番号３、５の圧縮クラスタに、
原レコード番号３の原レコードに対応する圧縮レコード
が圧縮クラスタ番号６の圧縮クラスタにそれぞれ格納さ
れている例が示されている。
【００２９】ヘッダには、原レコード長、原レコード
数、圧縮クラスタ数の情報が含まれている。また、圧縮
管理テーブルには、図３に示されるように、圧縮符号開
始位置テーブル（圧縮クラスタ開始位置テーブル）と圧
縮クラスタチェーンテーブルとが記録されている。圧縮
符号開始位置テーブルは、原レコード番号に対応する圧
縮クラスタの開始位置を、原レコード番号をアドレスと
して求めるものである。例えば、原レコード番号１の原
レコードの対応する圧縮レコードが格納される圧縮クラ
スタの開始一は、圧縮クラスタ番号１の圧縮クラスタで
あることが示されている。
【００３０】また、圧縮クラスタチェーンテーブルに
は、クラスタ番号をアドレスとして他のクラスタ番号を
引くためのものである。原レコードの圧縮データが一つ
のクラスタで終了せず、他のクラスタまで続くような場
合には、前のクラスタ番号から後続するクラスタ番号を
求める。例えば、原レコード番号１の原レコードに対応
する圧縮データは、圧縮クラスタ１に続いて圧縮クラス
タ２に格納される点が示される。
【００３１】また、原レコードの圧縮データが一つのク
ラスタで終了するような場合には、圧縮クラスタチェー
ンテーブルには０が書き込まれる。この場合には、原レ
コードの圧縮符号は１〜４個のクラスタに格納される。
また、４個分のクラスタを要する場合には、生データ
（圧縮しないデータ）が格納される。図４〜図７は、Ｌ
ＦＳ法によって圧縮データ管理を行った場合の、一実施
例による手順を示したフローチャートである。図４はフ
ァイルオープン時、図５はファイルリード時、図６はフ
ァイルライト時、図７はファイルクローズ時の処理手順
をそれぞれ示すものである。
【００３２】図４を用いて、本実施例の圧縮ファイルオ
ープン処理について説明する。ファイルオープンが設定
された場合には、Ｓ１において指定されたファイルに対
応する圧縮ファイルのヘッダを圧縮ファイルから読みだ
す。続いて、Ｓ２によってヘッダ内に記録されている原
ファイルのレコード長、レコード数を読みだし、このデ
ータより圧縮ファイル中の圧縮型テーブルのレコード長
を求め、圧縮型テーブルをメモリ上に読み込む。
【００３３】続いて、Ｓ３において圧縮管理テーブルの
バックアップファイルを、ディスク上に作成する。これ
は、万一ファイル更新の途中で電源等に不測の事態が生
じた場合に、可能な限り原データを復旧できるようにす
るために行われる。次いで、Ｓ４において圧縮管理テー
ブルのうち、クラスタチェーンテーブルを参照して、空
きクラスタを探し、空きクラスタ番号を線形リストの待
ち行列に登録する。次に、図５を用いてファイルリード
について説明する。
【００３４】まず、ファイルリードが指示された場合に
は、Ｓ１においてメモリ上の圧縮管理テーブルのうち、
圧縮クラスタ開始位置テーブルより次の原レコード番号
に対応する圧縮符号開始位置を読み取る。そして、読み
取られた圧縮符号開始位置から、クラスタチェーンテー
ブルに従って原レコードの圧縮符号をディスク上に読み
込む。
【００３５】次いで、Ｓ２において読み込まれた圧縮符
号を復元し、Ｓ３において原レコード番号を一つインク
リメントする。このため、圧縮レコードの位置決めシー
クが呼び出されなければ、デフォルトでは次の原レコー
ドがアクセスされる。続いて、Ｓ４において復元された
原レコードデータを、上位アプリケーションプログラム
に渡し、処理を終了する。続いて、図６に基づいて、本
実施例によるファイルライト処理について説明する。
【００３６】ファイルライトが指示された場合には、ま
ずＳ１において上位のアプリケーションプログラムから
受け取った原レコードデータを圧縮する。続いて、Ｓ２
においてメモリ上の圧縮型テーブルの圧縮クラスタ開始
位置テーブルから、その原レコードが格納されるクラス
タ開始位置を読み取る。次に、Ｓ３において原レコード
の圧縮データを、圧縮クラスタ開始位置テーブルから読
みだされたクラスタ開始位置からディスクに書き込む。
【００３７】次いで、Ｓ４において、クラスタチェーン
テーブルを繰りながら圧縮データをディスクに書き込ん
でいき、新たに圧縮された符号データが元の圧縮符号の
クラスタ長と等しいか否かが判定される。もし、新たに
圧縮された符号データが元の圧縮符号のクラスタ長と等
しい場合には、Ｓ６において原レコード番号を一つイン
クリメントして処理を終了する。これにより、圧縮レコ
ードの位置決めシークが呼び出されなければ、デフォル
ト時には次の原レコードがアクセスされることになる。
【００３８】一方、Ｓ４にて新たに圧縮された符号デー
タが元の圧縮符号クラスタ長と等しくない場合には、Ｓ
５にて新圧縮符号が元の圧縮符号クラスタ長より小さい
か否かが判定される。新圧縮符号が元の圧縮符号のクラ
スタ長より小さい場合には、クラスタチェーンテーブル
の最終クラスタ位置に０を書き込むとともに、余ったク
ラスタを空きクラスタ待ち行列に登録、Ｓ６に進む。
【００３９】一方、Ｓ５にて新圧縮符号が元の圧縮符号
のクラスタ長よりも大きいと判定された場合には、Ｓ８
において待ち行列に空きクラスタが登録されているか否
かを調べる。登録されている場合には、Ｓ９て空きクラ
スタ待ち行列を一つずつはずし、圧縮符号をディスク上
のそのクラスタに書き込む。また、クラスタチェーンテ
ーブルには、このクラスタ同士の接続関係が記録され
る。
【００４０】続いて、Ｓ１０にて圧縮符号の書込によっ
て空きクラスタが不足するか否かが判定される。不足す
る場合には、Ｓ１１に進む。不足しない場合には、Ｓ６
に進み、処理を終了する。一方、Ｓ８で待ち行列に空き
クラスタが登録されていないと判定された場合、あるい
はＳ１０にて空きクラスタが不足すると判定された場合
には、Ｓ１１にて圧縮符号領域の後方に新たなクラスタ
を割り当て、それに応じてクラスタチェーンテーブルも
新たに作成した後、ディスク上に圧縮符号を書き込んで
いく。ここで、圧縮ファイルをシークする場合には、ア
プリケーションプログラムから指定された原レコード番
号を、次のレコード番号として設定する。次に、図７に
より圧縮ファイルクローズ処理について説明する。
【００４１】圧縮ファイルのクローズが指示された場合
には、Ｓ１において圧縮管理テーブルを圧縮符号の最終
レコードの次の位置に続けてディスク上に書き込む。続
いてＳ２においてヘッダ内の原レコード数、圧縮クラス
タ数を更新し、これらをディスクに書き込む。次いでＳ
３にて圧縮管理テーブルのバックアップファイルをディ
スクから消去し、処理を終了する。このように、ＬＦＳ
法を用いた場合には、圧縮データの管理は比較的容易で
ある。しかし、圧縮ファイルの更新時に新たなデータは
旧データより圧縮がかかるようになっても圧縮符号領域
中に空きクラスタが残るだけであり、圧縮符号領域を詰
めて取り、圧縮ファイル更新時の領域の縮小を反映させ
るのが難しくなっている。また、ファイル更新が進むに
つれて、原レコードのクラスタが分散されるため、アク
セス速度の低下が生じることがある。これに対しては、
圧縮ファイルの更新を数回実行するたびに定期的に空き
クラスタを詰める処理を行なうとともに、原レコードの
圧縮クラスタを連続的に整理するクリーニング処理を実
行すればよい。次に、ＰＦＳ(Packed File System)を用
いた場合の本発明の一実施例を説明する。
【００４２】まず、ＰＦＳ法について説明する。図８は
ＰＦＳ法によるファイル圧縮を説明する図面である。図
において、ａは容量倍増仮想ディスク、ｂはバッファメ
モリ、ｃは圧縮管理テーブル、ｄは実ディスクをそれぞ
れ示す。図示されるように、ＰＦＳ法ではまずａのよう
な、圧縮によって容量が元のものから倍増された仮想デ
ィスクが仮定される。この仮想ディスクでは、アクセス
の単位である論理セグメントが１〜ｍ個であるとする。
【００４３】ｂのバッファメモリ上には、実際にディス
クをアクセスする複数個のセグメント（実セグメント）
が保持されている。実セグメントは論理セグメントの２
〜４倍程度のサイズが取られる。そして，実セグメント
はｄの実ディスク上に１〜ｍ／２個取られる。それぞれ
の実セグメントには、論理セグメントを圧縮したデータ
が複数個格納される。
【００４４】仮想ディスクで論理セグメントがリードさ
れたときには、実ディスクより読みだされた論理セグメ
ントに対応する圧縮データが格納されている実セグメン
トを読みだして、圧縮データを復元して出力する。ま
た、仮想ディスクで論理セグメントがライトされる場合
には、論理セグメントを圧縮し、バッファメモリ上の複
数個の実セグメントの空き領域に格納する。ここで、も
しバッファメモリ上に空き領域がない場合には、最も詰
まった実セグメントをディスクに書き出して、ディスク
上の空いている実セグメントをバッファメモリ上に確保
し、ここに圧縮データを書き込む。即ち、論理セグメン
トの圧縮データは複数個の実セグメントの中の空き部分
に詰められて、複数個の実セグメント毎に空き領域のパ
ッキングを最適化していることとなる。このため、実デ
ィスク全体で空き領域をパッキングする作業に比較し
て、少ない作業量で準最適化を図ることができる。
【００４５】ｃの圧縮管理テーブルは、論理セグメント
と実ディスクでの格納場所のマッピングテーブルとなっ
ている。実ディスクは例えば５１２Ｂのクラスタ単位に
管理されており、圧縮管理テーブルには論理セグメント
が格納されている実セグメント、実セグメント中の格納
クラスタ位置、圧縮クラスタ長などが格納される。例え
ば、実ディスクが５１２ＭＢであり、仮想ディスクは１
ＧＢと仮定し、論理セグメントを８ＫＢ、実セグメント
を６４ＫＢとしたとき、バッファメモリを６４０ＫＢに
とり実セグメントを１０個格納して圧縮データを割りつ
け、圧縮管理テーブルは５１２ＫＢと設定する。全体実
容量に対して、圧縮型テーブルの容量は０．１パーセン
トと、問題にならない程度の容量で実現することができ
る。
【００４６】図９は、ＰＦＳ法の仮想ディスクリード手
順と、仮想ディスクライト手順を示すフローチャートで
ある。仮想ディスクリードの場合には、Ｓ１においてホ
ストより仮想ディスクの論理レコード単位のリード命令
が与えられる。これに応じて、Ｓ２にて該当する論理レ
コードがまとめられている論理セグメントを割り出し、
Ｓ３にて圧縮管理テーブル上の該当する論理セグメント
番号の一語を読み取る。次いで、Ｓ４にて実ディスク上
の実セグメントをディスクから読み込み、実セグメント
内開始クラスタから圧縮データを復元する。そしてＳ５
にて復元した論理セグメントより、該当する論理レコー
ド部分をホストに渡して処理を終了する。
【００４７】一方、仮想ディスクライトの場合には、ま
ずＳ１にてホストより仮想ディスクの論理レコード単位
のライト命令が与えられる。つづいて、Ｓ２にて論理レ
コードを複数個まとめ、これらより論理セグメントを構
成する。次いで、Ｓ３にて論理セグメントを圧縮し、圧
縮データを作成する。ここで、Ｓ４にて実セグメントに
割り付け領域が残っているかどうかが判定される。実セ
グメントの割り付け領域が残っていない場合には、Ｓ５
にて実セグメントをディスクに書き込む。
【００４８】一方、Ｓ４にて実セグメントの割り付け領
域が残っていると判定された場合、あるいはＳ５に続い
て、Ｓ６にて論理セグメントを複数個集め、実セグメン
トをこれに割り付け、処理を終了する。図１０は、ＰＦ
Ｓ法を用いた場合の圧縮データ管理を示す図面である。
図に示されるように、本実施例では原レコードのサイズ
を４ＫＢ、圧縮レコードサイズを１６ＫＢにとった場合
について説明する。
【００４９】圧縮ファイルは、図示されるように、ヘッ
ダ、原レコードの圧縮符号、圧縮管理テーブルの３つの
領域から構成される。ヘッダ内には、原レコード長、原
レコード数、圧縮クラスタ数などの情報が含まれてい
る。図１１は、圧縮管理テーブル内部を示す。圧縮管理
テーブルは、原レコード番号に基づいて、格納されてい
る圧縮レコード番号、圧縮レコード内開始クラスタ、ク
ラスタ長を検索することができる。圧縮符号はクラスタ
長１〜４個で表現されており、圧縮符号が４個分のクラ
スタを必要とする場合には、生データが格納される。図
１２〜図１５は、ＰＦＳ法を用いた場合の圧縮データ管
理手順を示したフローチャートである。ここでは、原フ
ァイルが圧縮ファイルに変換されてディスクに書き込ま
れ、この圧縮ファイルを更新する場合を想定する。圧縮
ファイルのオープン／リード／ライト／シーク／クロー
ズはライブラリとして上位アプリケーションプログラム
より呼び出される。図１２は、本実施例の圧縮ファイル
オープン処理を示すフローチャートである。
【００５０】ファイルオープンが指定された場合には、
Ｓ１において指定された圧縮ファイルのヘッダをディス
クより読み取る。次いで、Ｓ２においてヘッダ中に記述
されている原レコードのレコード長、レコード数の情報
により、圧縮データ中の圧縮管理テーブルのレコード位
置を求め、このテーブルをメモリ上に読み込む。続い
て、Ｓ３において圧縮管理テーブルのバックアップ・フ
ァイルをディスク上に作成する。これはＬＦＳ法のとき
と同様に、ファイル更新の途中での不測の事態に備える
ために行なう。図１３は、本実施例による圧縮ファイル
リード処理を示すフローチャートである。
【００５１】圧縮ファイルリードが指示されると、Ｓ１
においてメモリ上の圧縮管理テーブルのうち、圧縮クラ
スタ開始位置テーブルより次の原レコード番号に対応す
る圧縮符号開始位置を読み取る。ついでＳ２にて、読み
取られた圧縮符号開始位置から、原レコードの圧縮符号
をディスクから読みだし、圧縮データを復元する。次
に、Ｓ３にて原レコード番号を一つインクリメントす
る。続いて、復元された原レコードデータを上位のアプ
リケーションプログラムに渡し、処理を終了する。図１
４は、本実施例による圧縮ファイルライト処理を示すフ
ローチャートである。
【００５２】圧縮ファイルのライトが指示されると、Ｓ
１にて上位アプリケーションプログラムより受け取った
原レコードデータを圧縮する。続いて、Ｓ２においてメ
モリ上の圧縮管理テーブルの圧縮クラスタ開始位置テー
ブルから、その原れこーとに対応する圧縮符号位置およ
びクラスタ長を読み取る。次に、Ｓ３にてＰＦＳ法を用
いて圧縮符号を圧縮レコードにパッキングしながらディ
スクに書き込んでいく。もし新規圧縮レコードが必要な
場合には、圧縮符号領域の後方に新規の圧縮レコードを
確保する。
【００５３】続いて、Ｓ４ にて原レコード番号を一つ
インクリメントし、処理を終了する。このため、圧縮レ
コード位置決めシークが呼び出されなければ、デフォル
ト時には次の原レコードがアクセスされるようになる。
図１５は、本実施例による圧縮ファイルのクローズ処理
を示すフローチャートである。
【００５４】圧縮ファイルのクローズが指示されると、
Ｓ１において空き圧縮レコードがあるか否かが調べられ
る。空きレコードがある場合には、Ｓ２において最終の
圧縮レコードから順にその内容を空きレコードに移して
いき、圧縮管理テーブル内の対応する圧縮レコード番号
のみを更新、Ｓ３に進む。一方、Ｓ１にて空きレコード
がなかった場合には、Ｓ３にて圧縮管理テーブルを圧縮
符号領域の最終レコードの次に続けて書き込む。
【００５５】Ｓ３に続いて、Ｓ４にてヘッダ内の原レコ
ード数、圧縮クラスタ数を更新し、これらをディスク低
に書き込む。続いて、Ｓ５にて圧縮管理テーブルのバッ
クアップファイルをディスクから消去し、処理を終了す
る。図２８は、本実施例による圧縮レコード位置決めシ
ークの手順を示す図面である。
【００５６】圧縮ファイルのリード／ライトルーチンが
呼び出される度に、レコード番号を一つインクリメント
して次のレコード番号をポイントし、リード／ライトの
シーケンシャルアクセスができるようになっている。圧
縮レコード位置決めシークは次にアクセスするレコード
番号を外から与えてやり、これに基づいてランダムアク
セスを行なうものである。
【００５７】図２８に示されるように、圧縮レコード位
置決めシークが実行される場合、アプリケーションプロ
グラムから指定されたレコード番号を、次にアクセスす
る原レコードとして設定する。このように、ＰＦＳ法に
よる圧縮データ管理は、圧縮レコード（実セグメント）
にまとめられているため、処理はやや複雑となるが、圧
縮ファイル更新時に新たなデータのサイズが圧縮されて
旧データよりも小さくなった場合には、圧縮符号領域を
詰めて取り、領域の縮小を反映させることができる。ま
た、原レコードの圧縮データは連続したクラスタに格納
されるため、アクセス速度が速くなるというメリットが
ある。図１６は、読出専用ファイルにおける圧縮データ
管理の一実施例を示す図面である。本実施例における圧
縮ファイルは、ヘッダ、原レコードの圧縮符号、圧縮管
理テーブルの３つの領域より構成される。ただし、読出
専用ファイルであるため、圧縮符号領域が拡大すること
はないため、圧縮管理テーブルはヘッダの後ろに置くよ
うにしてもよい。
【００５８】ヘッダには、これまでの実施例と同様に、
原レコード長、原レコード数、圧縮クラスタ数などの情
報が含まれる。図１７は、圧縮管理テーブルを示す図面
である。図に示されるように、圧縮管理テーブルには、
それぞれの原レコードに対応する圧縮符号の開始位置と
クラスタ長情報とが含まれている。この場合、クラスタ
長２ビットで１〜４個のクラスタを必要とするかどうか
が表示されている。また、４個分のクラスタが必要な場
合は生データが格納されている。図１８、図１９は本実
施例における圧縮ファイルのオープン、リード処理手順
をそれぞれ示す図面である。
【００５９】図１８を用いて、本実施例における圧縮フ
ァイルオープン処理の手順について説明する。圧縮ファ
イルオープンの指示がなされた場合には、Ｓ１において
指定されたファイルに対応する圧縮ファイルのヘッダを
読み取る。つづいてＳ２においてヘッダに記録されてい
る原レコード長、原レコード数を読出、このデータに基
づいて圧縮ファイル中の圧縮型テーブルのレコード位置
を求め、圧縮管理テーブルをメモリ上に読み込む。
【００６０】読出専用ファイルの場合にはディスク上の
データの書き替えは発生しないため、バックアップファ
イルは特に作成されない。次に、図１９を用いて圧縮フ
ァイルリード処理について説明する。
【００６１】圧縮ファイルリードが指示された場合に
は、まずＳ１においてメモリ上の圧縮管理テーブル中、
圧縮符号のクラスタ開始位置からクラスタ長を読み取
り、原レコード番号に対応する圧縮符号を読み取る。続
いて、Ｓ２において原レコードの圧縮符号を復元する。
次に、Ｓ３において原レコード番号を一つインクリメン
トする。続いて、復元された原レコードデータを上位ア
プリケーションプログラムに渡すことによって、処理が
終了する。図２０は、読出・追加書込ファイルにおける
圧縮データ管理を示す図面である。この実施例では、通
常の読出・書込ファイルと同様に、圧縮ファイルがヘッ
ダ、原レコードの圧縮符号、圧縮管理テーブルの３つの
領域から構成される。
【００６２】ヘッダ内には、原レコード長、原レコード
数、更新用最終レコード番号、圧縮クラスタ数の情報が
含まれている。このうち、更新用最終レコード番号の詳
細については後述する。図２１は本実施例の圧縮管理テ
ーブルを示す図面である。図に示されるように、本実施
例による圧縮管理テーブルには、各々の原レコードに対
して、圧縮符号の開始位置、クラスタ長、更新情報が格
納されている。圧縮ファイルの変更は、新たな原レコー
ドが追加される場合、あるいは既に登録されている原レ
コードが更新される場合に行われる。
【００６３】新たな原レコードが追加登録される場合に
は、圧縮管理テーブルに追加分のレコード数を想定して
追加予備レコードを予め確保しておき、予備レコードを
割り当てる。追加用予備レコードのレコード番号は、既
に登録されている原レコード番号に続けて与えられる。
一方、既に登録されている原レコードが更新される場合
には、追加用予備レコード番号以降の番号を更新用レコ
ード番号として割り当てる。従って、更新用レコード番
号は原レコードよりも大きい番号が与えられる。この場
合、圧縮管理テーブル内の更新情報には、ここで与えら
れた更新用のレコード番号が書き込まれる。これによっ
て、原レコード番号から始まって、もし原レコードの更
新があれば、それに対応する更新用レコード番号を順次
チェーンを辿って最新版の原レコードデータに対応する
圧縮符号位置を獲得することができる。最新の原レコー
ドに対応する圧縮符号は、更新情報に例えば０を書き込
んでおくことによって識別することができる。更新の履
歴は全て保存されているため、任意時点での更新レコー
ドデータを参照することができる。図２２〜図２５は、
ＬＦＳ法を用いて、読出・追加書込型の圧縮ファイルの
圧縮データ管理を行なう場合の手順を示すフローチャー
トである。図２２は圧縮ファイルオープン、図２３は圧
縮ファイルリード、図２４は圧縮ファイルライト、図２
５は圧縮ファイルクローズの手順をそれぞれ示すもので
ある。図２２を用いて、圧縮ファイルオープンの処理手
順を説明する。
【００６４】圧縮ファイルのオープンが指示された場合
には、まずＳ１において指定されたファイルに対する圧
縮ファイルのヘッダを読み取る。次いでＳ２において、
ヘッダ内の原ファイルのレコード長、レコード数をよみ
とり、これらのデータに基づいて圧縮ファイル内の圧縮
管理テーブルのレコード位置を求め、圧縮管理テーブル
をメモリ上に読み込む。
【００６５】続いて、Ｓ３において圧縮管理テーブルの
バックアップファイルを、ディスク上に作成し、処理を
終了する。次に、図２３を用いて圧縮ファイルリード処
理の手順について説明する。圧縮ファイルのリードが指
示された場合には、まずＳ１においてメモリ上の圧縮管
理テーブル内の圧縮クラスタ開始位置テーブルを読み取
り、次の原レコード番号に対応する最新の圧縮符号開始
位置とそのクラスタ長を読み取る。そして、読みだされ
た圧縮符号開始位置から圧縮符号をディスク上に読み込
む。ここで、原レコード番号に基づいて圧縮管理テーブ
ルを参照すると、元の圧縮符号の位置を求めることがで
きる。
【００６６】原レコードのデータに更新がある場合に
は、更新情報として更新用レコード番号を繰り返し圧縮
管理テーブルから引くことによって、最新の圧縮符号開
始位置とそのクラスタ長を探すことが可能となる。次
に、Ｓ２において読みだされた圧縮符号を復元し、Ｓ３
において原レコード番号を一つインクリメントする。こ
れによって、圧縮レコードの位置決めシークが呼びださ
れなければ、デフォルト時には次の原レコードがアクセ
スされる。
【００６７】続いて、Ｓ４にて復元された原レコードデ
ータを上位のアプリケーションプログラムに渡し、処理
を終了する。続いて、図２４にて圧縮ファイルライトの
処理手順を説明する。圧縮ファイルライトが指示された
場合、まずＳ１にて上位のアプリケーションプログラム
より受け取った原レコードデータを圧縮する。続いて、
圧縮符号領域の後方に圧縮された原レコードデータのた
めに新たなクラスタを割り当て、ディスクに圧縮符号を
書き込む。
【００６８】次に、Ｓ３にて原レコードが既に登録され
てるデータの更新であるかどうかを調べる。もし既に登
録されているデータの更新である場合には、Ｓ４にて圧
縮符号に更新レコード番号を割り当て、メモリ上の圧縮
管理テーブルの原レコードの番号に対する最新の圧縮符
号の更新情報として、割り当てられた更新レコード番号
を書き込む。
【００６９】続いて、Ｓ５においてメモリ上の圧縮管理
テーブルの新たな更新番号の位置に、圧縮符号開始位置
とそのクラスタ長を書き込む。この場合更新情報は０と
し、最新データであることを示す。一方、Ｓ３にて既に
登録されているデータの更新ではないと判定された場合
には、これは追加レコードであるため、Ｓ６において追
加レコード用の予備レコード番号を割り当て、圧縮管理
テーブルの追加レコードの場所に、圧縮符号開始位置と
クラスタ長を書き込む。
【００７０】そして、Ｓ７で原レコード番号を一つイン
クリメントして、処理を終了する。また、圧縮ファイル
のシークを行なう場合には、アプリケーションから指定
された原レコード番号を次のレコード番号として設定す
る。図２５は圧縮ファイルクローズの処理手順を示した
図面である。
【００７１】圧縮ファイルのクローズが指示された場合
には、まずＳ１にて圧縮管理テーブルを圧縮符号領域の
最終レコードのつぎに続けてディスクに書き込む。続い
て、Ｓ２にてヘッダの原レコード数、圧縮クラスタ数を
更新し、ディスクに書き込んだ後、Ｓ３にて圧縮型テー
ブルのバックアップファイルをディスクから消去し、処
理を終了する。これらの実施例で扱えるファイルの大き
さは、各レコードの圧縮符号の開始位置を表すビット数
に制約されるが、これは扱うファイルのサイズが大きい
場合にビット数を増やすことによって対応することがで
きる。
【００７２】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、ファ
イルの圧縮をユーザに意識させることなく、通常ファイ
ルと圧縮ファイルとを混在させつつ、クラスタ単位の圧
縮／復元を行なうことによるオーバーヘッド時間の短縮
を実現することができる。また、圧縮ファイルの媒体種
別は問われず、圧縮管理情報のファイル単位の分散管理
を行なうことによって、障害等による被害の発生をアク
セス対象ファイルのみに止めることができ、信頼性を向
上させることができる。
【００７３】さらに、従来の通常ファイルと圧縮ファイ
ルを、同時に扱うことが可能となり、互換性を持たせる
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による圧縮ファイルと通常
ファイルとの切換説明図
【図２】 ＬＦＳ法によるファイル管理方法
【図３】 一実施例による圧縮管理テーブル
【図４】 一実施例によるファイルオープン手順
【図５】 一実施例によるファイルリード手順
【図６】 一実施例によるファイルライト手順
【図７】 一実施例によるファイルクローズ手順
【図８】 ＰＦＳ法によるファイル圧縮方法
【図９】 ＰＦＳ法による仮想ディスクリード・ライト
手順
【図１０】ＰＦＳ法を用いた場合の圧縮データ管理の一
実施例
【図１１】ＰＦＳ法を用いた一実施例の圧縮管理テーブ
ル
【図１２】ＰＦＳ法を用いた一実施例のファイルオープ
ン手順
【図１３】ＰＦＳ法を用いた一実施例のファイルリード
手順
【図１４】ＰＦＳ法を用いた一実施例のファイルライト
手順
【図１５】ＰＦＳ法を用いた一実施例のファイルクロー
ズ手順
【図１６】読出専用ファイルにおける圧縮データ管理の
一実施例
【図１７】読出専用ファイルにおける圧縮管理テーブル
【図１８】読出専用ファイルにおける圧縮ファイルオー
プン手順
【図１９】読出専用ファイルにおける圧縮ファイルリー
ド手順
【図２０】読出・追加書込ファイルにおける圧縮データ
管理の一実施例
【図２１】読出・追加書込ファイルにおける圧縮管理テ
ーブル
【図２２】読出・追加書込ファイルにおけるファイルオ
ープン手順
【図２３】読出・追加書込ファイルにおけるファイルリ
ード手順
【図２４】読出・追加書込ファイルにおけるファイルラ
イト手順
【図２５】読出・追加書込ファイルにおけるファイルク
ローズ手順
【図２６】従来の圧縮ファイル格納方法を示す図面
【図２７】従来の仮想ドライブを説明する図面
【図２８】ＰＦＳ法を用いた一実施例の圧縮レコード位
置決めシーク手順
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−69400（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−161842（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−193236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74054（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−115239（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−87398（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−274279（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−145596（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−182948（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 5/00 G06F 12/00 511

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原レコードのデータを圧縮し、１乃至複数
    の圧縮データから圧縮ファイルを作成し、前記圧縮ファ
    イルにより圧縮データを管理する圧縮データ管理装置で
    あって、前記圧縮ファイルは、前記各レコードの圧縮データと、
    該圧縮データの該圧縮ファイル内での格納位置情報と、
    を有し、 前記レコードに含まれる圧縮データは、原レコードの整
    数分の一の大きさを持つブロックに分割されており、 前記格納位置情報は、前記各レコードに対応する圧縮デ
    ータの先頭ブロック番号と、該先頭ブロックに続く後続
    ブロック番号のブロック接続情報と、を保持しており、 前記圧縮ファイルの更新時に、前記格納位置情報内のブ
    ロック接続情報を検索し、空きブロックが存在する場合
    これを空きブロック線形リストとして管理することを特
    徴とする、圧縮データ管理装置。
  2. 【請求項２】前記圧縮データ管理装置であって、 前記圧縮ファイルを更新中に空きブロックが発生した場
    合、該新たに発生した空きブロックを前記空きブロック
    線形リストに登録することを特徴とする、請求項１記載
    の圧縮データ管理装置。
  3. 【請求項３】前記圧縮データ管理装置であって、 前記圧縮ファイルの更新中に、書込対象レコードの圧縮
    データが圧縮データ格納ブロックに収まらない場合、前
    記空きブロック線形リストより空きブロックを外して割
    り当て、該圧縮データを格納することを特徴とする、請
    求項２記載の圧縮データ管理装置。
  4. 【請求項４】原レコードのデータを圧縮し、１ないし複
    数の圧縮データより圧縮ファイルを作成し、前記圧縮デ
    ータにより圧縮ファイルを管理し、前記圧縮ファイルに
    原レコードの大きさよりも大きい所定のサイズを持つブ
    ロックが設定され、前記ブロックに各レコードの圧縮デ
    ータを複数個まとめて格納されるよう構成したことを特
    徴とする、圧縮データ管理装置。
  5. 【請求項５】前記圧縮データ管理装置であって、 前記圧縮ファイルに設定されるブロックは、前記原レコ
    ードサイズの整数倍の大きさを持つことを特徴とする、
    請求項４記載の圧縮データ管理装置。
  6. 【請求項６】前記圧縮データ管理装置であって、 前記圧縮ファイルの更新時にデータが格納されない未使
    用ブロックが発生する場合、該未使用ブロックを該圧縮
    ファイルの終端に位置するブロックと交換する処理を行
    なうとともに、 前記格納情報を、前記ブロック交換処理に応じて更新す
    ることを特徴とする、請求項５記載の圧縮データ管理装
    置。
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