JP3564732B2 - ディスク制御方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンピュータの記憶装置に用いて好適なディスク制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータの記憶装置として主流なのは、磁気ディスクや光磁気ディスクといった円盤型の記録面をもつ記憶装置、いわゆるディスク装置である。ディスク装置はその構造上、記録面上の異なる位置に存在する記憶領域をアクセスする際にヘッドの機械的な動作の発生が不可避であり、それに伴う待ち時間が全体の性能を大きく低下させている。
【０００３】
図７（ａ）に示す例では回転するディスク１００の表面上に４本のリング状の記憶用領域（トラックｔ１乃至ｔ４）が存在し、それぞれが円周に沿ってさらに８分割されて３２個の円弧状の記憶領域（セクタ）が形成されている。いま、セクタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順でデータをアクセスする場合を考えると、図７（ｂ）に示すように、データの読み出しまたは書き込み用のヘッド１０１は半径方向に往復運動しなくてはならず、そのための時間（シーク時間）が必要になる。
【０００４】
また所定のトラックに移動した後、所望のセクタがヘッド１０１の位置に回転して来るまでの待ち時間（回転待ち時間）も必要である。
【０００５】
近年、ディジタル回路の処理速度が飛躍的に高まったが、機械的な動作を伴う部分に関しては、機械部品の強度や重量により物理的な制約を受けるため、その処理速度（データ転送速度）はあまり向上していない。そのため、ディスク装置の処理速度が、ディジタル回路の処理速度に比べて相対的にますます低速になり、ディスク装置が、システム全体の性能の向上を妨げる要因となっている。
【０００６】
しかしながら、一方では、動画像データのような大量のデータを、ディスク装置により高速に読み書きすることが必要になってきており、ディスク装置に、より一層の高速性が要求されている。
【０００７】
図８は、ディスク１００の回転に合わせて、連続したセクタＡ乃至Ｄに順にデータを記憶させる従来の方法を示す図である。このように、データを連続した記憶領域に記憶させることにより、ヘッド１０１の移動に伴うシーク時間をなくし、さらに、回転待ち時間も不要にすることができるため、データを高速にアクセスすることができる。
【０００８】
例えば、図示せぬコンピュータが、ディスク１００にデータを格納する場合、連続した記憶領域を使用するようにすれば、このような配置が可能であり、データを高速にアクセスすることができる。しかしながら、動画像データのように、大量データの処理と高速性が要求される場合には、常に連続領域を使用する方法は、コンピュータの負荷が大きくなり実際的ではない。これは後述する理由による。
【０００９】
その第１の理由は、データ再配置の処理により負荷が大きくなることである。例えば図９に示すように、第１データ３００がトラックｔ１の全セクタとトラックｔ２の一部のセクタに配置され、第２データ３０１が、トラックｔ３の全セクタに配置されているとき、第１データ３００と第２データ３０１はそれぞれディスク１００上の連続した領域に配置されているから高速にアクセスすることができる。
【００１０】
ここにさらに１０セクタ分の記憶領域を要する第３データを格納するためには、すでに存在する第２データ３０１を内周または外周寄り（この場合トラックｔ４またはトラックｔ２）にずらし、１０セクタ以上の連続する未使用領域を作らなくてはならない。このような処理はデータの移動を伴い、さらにどのデータがどの記憶領域に存在するかを示す情報（ディレクトリ情報）の更新を必要とする。そのため、データ移動に伴うコンピュータの負荷は大きい。
【００１１】
第２の理由は、データ共有時の再配置の処理により負荷が大きくなることである。実際には多くの場合、所定のデータが格納されている記憶領域の場所（内部アドレス（アドレス））が、ディレクトリ情報の複数の異なる箇所に記入（記憶）される。このような状況は、よく使用する所定の画像を複数の動画像シーケンス（データグループ）の中で共有するときなどに生じる。
【００１２】
図１０（ａ）は、ディスク１００に記憶されている画像データＤ１乃至Ｄ４のディスク１００上での位置を示し、ディスク１００の各記憶領域（セクタ）に付けられた番号は、その記憶領域に対応するアドレスを示している。図１０（ｂ）は、ディレクトリ情報を示している。ディレクトリ情報の中には、例えば、画像データＤ１乃至Ｄ４を所定の順序で読み出すための動画像シーケンス１，２が格納されており、そこには、図１０（ａ）に示した画像データＤ１乃至Ｄ４を読み出す順に、それが記憶されている記憶領域のアドレスが記憶されている。
【００１３】
図１０（ｂ）に示したディレクトリ情報の中の動画像シーケンス１においては、アドレス１，１９，２８に対応する画像データＤ１，Ｄ３，Ｄ４の順にアクセスして一連の画面上の動きを作り、動画像シーケンス２ではアドレス１０，１９，２８に対応する画像データＤ２，Ｄ３，Ｄ４の順にアクセスして動きを作る。
【００１４】
このとき、画像データＤ３，Ｄ４は２つの動画像シーケンス１，２により共有されている。このようなデータの共有は、データが格納されている記憶領域のアドレスを、ディレクトリ情報の中の動画像シーケンス１，２にそれぞれ入れておくことで通常実現されている。即ち、同一のアドレスが複数の動画像シーケンスに記入されているということは、そのアドレスに記憶されているデータが、それらの動画像シーケンスにより共有されていることを意味している。
【００１５】
ここでデータの再配置が行なわれると、それに伴ってディレクトリ情報のなかで、そのデータのアドレスが記入されている部分は、全て変更しなければならない。即ち再配置により移動されるデータに対応するアドレスが記入されている動画像シーケンス全てについて、そこに記入されているそのアドレスを、新しいアドレスに変更しなくてはならない。このように、実際的な状況すなわちデータ共有時にはデータ移動に伴うコンピュータの負荷はさらに大きくなる。
【００１６】
第３の理由は、データの変更、つなぎかえに伴う再配置の処理により負荷が大きくなることである。特に動画像データを処理する場合、数秒分の画像データを別の画像データと置き換えたり、画像データの順序を入れ替える操作が頻繁に発生する。その度に、コンピュータが上述のような再配置処理を行なうのでは負荷が大きく、本来の目的である動画像の編集、修正作業に十分な能力を提供することができない。
【００１７】
第４の理由は、データ転送速度の改善と、データ配置の柔軟性が相反することである。データを連続する記憶領域（連続領域）に格納し、さらに複数のディスク記憶が利用可能であるならば、これらにデータを分割して格納し、並列にアクセスすることで転送速度を上げることができる。
【００１８】
しかしながら、データ全体を連続領域に割り当てるためには、少なくともそのデータの大きさと同一かまたはそれ以上の大きさの連続した未使用の記憶領域が必要であり、それがない場合、小さな未使用領域を集合させて、少なくともそのデータと同一かまたはそれ以上の大きさの未使用領域を確保するための再配置を頻繁に行なうことが必要になる。従って、それに要する時間が増大し、実用には向かない。
【００１９】
一方、連続領域の大きさを所定の大きさに制限し、データを分割して、複数の連続領域にそれぞれ記憶させるようにすれば、個々の未使用領域の大きさが前記の制限以上の大きさでありさえすればよいから、データ配置の柔軟性は向上する。しかしながら、連続領域の境界でシーク時間や回転待ち時間が発生するので性能は低下する。
【００２０】
このように、データの転送速度とデータ配置の柔軟性は相反する課題である。このため、従来は連続領域の大きさを、ディスク装置の性能を満足する範囲内で、大きくなりすぎないような所定の大きさに定めていた。
【００２１】
ところが、これは特にデータ列をアクセスするにあたって、アクセスの開始を早くしようとするときに問題となる。即ちディスクの連続領域の大きさが所定の有限の大きさである場合、連続領域の境界でシーク時間や回転待ち時間が発生し、その間データの転送が一旦途切れる場合がある。
【００２２】
これを防ぐために、図１１（ａ）に示すように、ディスク１００とコンピュータ３００の間にバッファ２００を用意し、コンピュータ３００へのデータの転送を、所定の転送速度で連続して行なえるようにする。この動作は、一方の側からバケツによって間欠的に水を水槽に入れ、他方の側からホースで連続的に水を汲み出すことに例えることができる。
【００２３】
図１１（ｂ）のグラフは、ディスク１００からバッファ２００に転送されるデータの転送速度と時間の関係を示している。横軸は時間を表し、縦軸は単位時間あたりに転送されるデータ量（転送速度）を表している。このように、ディスク１００からバッファ２００に転送されるデータは間欠的となる。
【００２４】
図１１（ｃ）のグラフは、バッファ２００からコンピュータ３００に転送されるデータの転送速度と時間の関係を表している。横軸は時間を表し、縦軸はデータ転送速度を表している。このように、ディスク１００からバッファ２００への転送速度と、バッファ２００からコンピュータ３００への転送速度を所定の大きさに設定することにより、バッファ２００からコンピュータ３００にデータを連続的に転送することができる。
【００２５】
ただし、図１１（ａ）に示した機構がうまく機能するようにするためには、ディスク１００からバッファ２００にデータを転送する場合、データの転送が中断する最も長い時間である最長中断時間（Ｔｗ）と、バッファ２００を介してコンピュータ３００へデータが転送されるときの転送速度（ＴＲｃ）の積、
Ｔｗ × ＴＲｃ
を越える量のデータが蓄積されるまで待ってから、バッファ２００からコンピュータ３００へのデータの転送を開始しなくてはならない。さもなければディスク１００からバッファ２００へのデータの転送が中断している間、バッファ２００からコンピュータ３００へのデータの転送が続けられ、バッファ２００に蓄積されていたデータがなくなり、所謂アンダーフローが発生する。その結果、バッファ２００からコンピュータ３００へのデータの転送が中断してしまう。
【００２６】
このことから、データの転送の開始を早くするためには、データの先頭部分が記憶されるディスク１００の連続領域の大きさを大きくし、データ転送開始時のディスク１００のデータ転送性能を上げる必要がある。一方、上述したように連続領域の大きさを大きくすると、データ配置の柔軟性を損ないデータ管理を困難にする。
【００２７】
特に動画像に対応するデータを記憶させている場合、再生の指示をしてから実際に画像データが出力されるまでの時間が短いことが要求されるため、この問題の解決も重要である。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置においては、このように、データの再配置を行う場合、データの移動とともに、ディレクトリ情報をも変更しなければならず、コンピュータの負荷が増大する課題があった。
【００２９】
また、複数のデータグループにより同一のデータが共有されている場合、共有されているデータの再配置が行われると、そのデータを共有している全てのデータグループのディレクトリ情報を書き換えなければならず、コンピュータの負荷が増大する課題があった。
【００３０】
また、データの順序の変更、データの追加、削除、または置き換え等による再配置を行う場合、それに伴うデータの再配置により、コンピュータの負荷が増大する課題があった。
【００３１】
さらに、データをディスクの比較的大きな連続領域に格納し、データの転送速度を向上させようとすると、その連続領域を確保するために、データの再配置を頻繁に行わなければならず、時間を要する課題があった。
【００３２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、データ転送に伴うコンピュータの負荷を軽減し、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することができるようにするものである。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のディスク制御方法は、データを記憶する複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を外部装置により制御するディスク制御方法において、外部装置により発生される外部アドレスと、記憶領域の位置を示す内部アドレスを対応付け、所定の外部アドレスをそれに対応付けられた内部アドレスに変換してディスク記憶に供給し、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、外部アドレス列のデータに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てることを特徴とする。
【００３６】
内部アドレスを、連続する記憶領域に割り当て、それに基づいて、データの移動を行うようにすることができる。
【００３７】
外部アドレスへの内部アドレスの割り当てとデータの移動は、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に行われるようにすることができる。
【００３９】
請求項４に記載のディスク制御方法は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御方法において、データの先頭部分を、その他の部分より、より大きな連続した記憶領域に割り当てることを特徴とする。
【００４０】
このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てるようにすることができる。
【００４１】
請求項６に記載のディスク制御方法は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御方法において、このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てることを特徴とする。
【００４２】
外部アドレスを内部アドレスに変換し、内部アドレスを連続または近接した記憶領域に割り当て、それに基づいて、データの移動を行うようにすることができる。
【００４３】
内部アドレスにより、複数のディスク記憶のうちの所定のものを指定するとともに、指定したディスク記憶が有する複数の記憶領域のうちの所定のものを指定するようにすることができる。
【００４４】
ディスク装置は、ディスク記憶がアクセスされていない空き時間に、この割り当てとデータの移動を行うようにすることができる。
【００４５】
データに優先度を付け、優先度の高いデータを優先して記憶領域を割り当てるようにすることができる。
【００４６】
請求項１１に記載のディスク制御装置は、データを記憶する複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、外部アドレスと記憶領域の位置を示す内部アドレスの対応付けを管理する管理手段（例えば図１の変換管理部５０４）と、所定の外部アドレスを管理手段により対応付けられた内部アドレスに変換し、ディスク記憶に供給する変換手段（例えば図１の変換部５０１）と、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持するアドレス列保持手段（例えば図１のアドレス列保持部５０３）とを備え、管理手段は、アドレス列保持手段に保持された外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、また、データに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てることを特徴とする。
【００４９】
管理手段は、内部アドレスを、連続する記憶領域に割り当て、それに基づいてデータの移動を行うようにすることができる。
【００５０】
管理手段は、外部アドレスへの内部アドレスの割り当てとデータの移動を、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に行うようにすることができる。
【００５２】
請求項１４に記載のディスク制御装置は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、データの先頭部分を、その他の部分より、より大きな連続した記憶領域に割り当てる割当手段（例えば図１の変換管理部５０４）を備えることを特徴とする。
【００５３】
このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、割当手段は、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、複数のディスク記憶の記憶領域にそれぞれ割り当てるようにすることができる。
【００５４】
請求項１６に記載のディスク制御装置は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、複数のディスク記憶の記憶領域にそれぞれ割り当てる割当手段（例えば図１の変換管理部５０４）を備えることを特徴とする。
【００５５】
外部アドレスを内部アドレスに変換する変換手段（例えば図１の変換部５０１）を設けるようにし、割当手段は、内部アドレスに、連続または近接した記憶領域を割り当て、それに基づいてデータの移動を行うようにすることができる。
【００５６】
内部アドレスは、複数のディスク記憶のうちの所定のものを指定する部分と、指定したディスク記憶が有する複数の記憶領域のうちの所定のものを指定する部分とからなるようにすることができる。
【００５７】
割当手段は、ディスク記憶がアクセスされていない空き時間に割り当てとデータの移動を行うようにすることができる。
【００５８】
割当手段は、データに優先度を付け、優先度の高いデータを優先して記憶領域を割り当てるようにすることができる。
【００５９】
【作用】
請求項１または請求項１１に記載のディスク制御方法または装置においては、内部アドレスに対応付けられた複数の記憶領域にデータを記憶し、外部アドレスと内部アドレスとの対応付けを行い、所定の外部アドレスを内部アドレスに変換する。また、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、保持された外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、さらに、データに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てる。従って、データ転送に伴うコンピュータの負荷を軽減することができる。
【００６０】
請求項２または請求項１２に記載のディスク制御方法または装置においては、内部アドレスを連続する記憶領域に割り当て、それに基づいてデータの移動を行う。従って、ディスク記憶へのアクセスを高速に行うことができる。
【００６１】
請求項３，９，１３または１９に記載のディスク制御方法または装置においては、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に記憶領域の割り当てとデータの移動を行う。従って、ディスク装置が動作を開始した後も、コンピュータに負担をかけることなく、逐次性能を改善することができる。
【００６２】
請求項４または請求項１４に記載のディスク制御方法または装置においては、所定の大きさのデータの先頭部分を連続した記憶領域に格納する。従って、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【００６３】
請求項６または請求項１６に記載のディスク制御方法または装置においては、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、それらの分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てる。従って、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
【実施例】
図１は本発明のディスク制御装置を応用したディスク装置の一実施例の構成を示すブロック図である。コンピュータ５００は、ディスク装置６００を構成するディスク記憶５０２にアクセスするための外部アドレスを、アドレス列保持部５０３に供給する。アドレス列保持部５０３は、コンピュータ５００より予め供給される外部アドレス列を記憶し、保持するようになされている。
【００６５】
変換表５０５は、コンピュータ５００より供給される外部アドレスと、ディスク記憶５０２の記憶領域を物理的に指定する内部アドレスを対応づけて記憶することができるようになされている。
【００６６】
データ配置表５０６は、例えば配列要素を有しこの配列要素は内部アドレスに対応し、内部アドレスは、ディスク記憶５０２の各記憶領域に対応している。そしてこの配列要素に例えば１または０が代入される。値１が代入されていれば、その配列要素に対応する記憶領域にデータが記憶されているものとし、値０が代入されていれば、その配列要素に対応する記憶領域にはデータが記憶されていないものとすることができ、これにより、ディスク記憶５０２の各記憶領域にデータが記憶されているか否かを示すようになされている。
【００６７】
変換管理部５０４は、データ配置表５０６に基づいて、未使用の内部アドレスを認識し、変換表５０５を作成または更新することができるようになされている。
【００６８】
変換部５０１は、変換表５０５に基づいて、コンピュータ５００より外部アドレスバス５１１を介して供給される外部アドレスを内部アドレスに変換し、内部アドレスバス５１２を介してディスク記憶５０２に供給するようになされている。
【００６９】
ディスク記憶５０２は、変換部５０１より内部アドレスバス５１２を介して供給される内部アドレスに対応する記憶領域よりデータを読み出し、データバス５１０、バッファ５１３を介して、コンピュータ５００にデータを出力し、またはコンピュータ５００より、データバス５１０、バッファ５１３を介して供給されるデータをその内部アドレスに対応する記憶領域に書き込むようになされている。
【００７０】
次に、その動作を説明する。最初に、コンピュータ５００は、高速にアクセスしたいデータの順序を、アドレス列保持部５０３に予め記憶させておく。このデータの順序は外部アドレスの列として与える。外部アドレスは後述する内部アドレスを介して、ディスク記憶５０２の所定の記憶領域に対応している。
【００７１】
次に、変換管理部５０４は、アドレス列保持部５０３に格納された外部アドレス列の順序をもとに、その外部アドレスの順序で対応するデータが転送される場合、転送速度が速くなるように、つまり与えられた外部アドレス列に対応するデータが、ディスク記憶５０２の連続した記憶領域（連続領域）に対応するように、実際の記憶領域の場所（内部アドレス）を決定する。
【００７２】
例えば、外部アドレスにより、データ順序（外部アドレス列）［４，１，５］が指示されたとする。変換管理部５０４はデータ配置表５０６を参照して、未使用の内部アドレスの中から連続して利用可能な部分を探し出し、そのアドレスと外部アドレスの対応を変換表５０５に記入する。いま変換管理部５０４が内部アドレス［２，３，４］を選択したとすれば、外部アドレスと内部アドレスの対応を示す３組の変換データ（１，３）、（４，２）、（５，４）が変換表５０５に記入される。図１はすでにこの変換データが記入された後の状態を示している。
【００７３】
このように変換表５０５が更新された後、コンピュータ５００により、外部アドレス列［４，１，５］が外部アドレスバス５１１を介して、変換部５０１に順次供給されると、変換部５０１は、この外部アドレス列を、変換表５０５を参照して内部アドレス列［２，３，４］に変換する。そしてこの内部アドレス列を内部アドレスバス５１２を介してディスク記憶５０２に供給する。
【００７４】
上述したように、変換管理部５０４は、コンピュータ５００よりアドレス列保持部５０３に供給された外部アドレス列に対して、連続した記憶領域に対応する内部アドレス列を設定するから、ディスク記憶５０２へのアクセスは極めて高速であり、コンピュータ５００とディスク記憶５０２の間で、データバス５１０、バッファ５１３を介して高速なデータの書き込みまたは読み出しが可能となる。
【００７５】
このように、コンピュータ５００はディスク記憶５０２の連続領域にデータを置くことを考慮する必要はなく、アクセスしたいデータの順序を外部アドレス列としてアドレス列保持部５０３に予め与えるだけで、変換管理部５０４により、ディスク記憶５０２の最適な場所（記憶領域）にそれらのデータが配置される。そのためコンピュータ５００の計算負荷が軽減されるとともに、コンピュータ５００にとってのディスク記憶５０２の管理を著しく容易にする。
【００７６】
次に、図２を参照して、データ再配置によるコンピュータ５００の負荷を軽減する方法について説明する。いまデータ配置表５０６（斜線部はそこにすでにデータが配置されていることを示す）と変換表５０５が、図２（ａ）に示すような状態になっている場合、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に対応する記憶領域を新たに確保する必要が生じたとする。
【００７７】
図２（ａ）のデータ配置表５０６に示すようなデータ配置では、連続する５個の記憶領域を確保することができないから、変換管理部５０４は内部アドレス１３に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス８に対応する記憶領域に移動させ、それによって空になった内部アドレス列［１１，１２，１３，１４，１５］で示される記憶領域を、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に対応付ける。
【００７８】
即ち、最初に、変換管理部５０４は、内部アドレス１３に対応する記憶領域に格納されているデータを、内部アドレス８に対応する記憶領域に移動させる。次に、データ配置表５０６の内部アドレス８に対応する箇所に使用中のマーク（例えば値１）を記録し、さらに変換表５０５の変換データ（６，１３）（外部アドレス６に内部アドレス１３を対応づけている）を（６，８）に変更する。これにより、外部アドレス６に内部アドレス８が対応付けられる（図２（ｂ））。
【００７９】
次に、新たに確保した内部アドレス１１乃至１５の領域に関しては、データ配置表５０６において、対応する部分に使用中のマークを付け、変換表５０５に変換データ（１，１１）、（２，１２）、（３，１３）、（４，１４）、（５，１５）を記入する。図２（ｂ）はこの操作を行なった後のデータ配置表５０６と変換表５０５を示している。その結果、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に、内部アドレス列［１１，１２，１３，１４，１５］で示される連続領域が対応付けられる。
【００８０】
以上の手順によって、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に対して連続した記憶領域が確保でき、高速なデータ転送が可能となる。さらに、コンピュータ５００は、別の記憶領域に移動されたデータ（内部アドレスが変更されたデータ）に対して、これまでと同一の外部アドレスを用いてアクセスすることができる。
【００８１】
例えば、外部アドレス６に対応する内部アドレス１３に対応する記憶領域に記憶されていたデータは、内部アドレス８に対応する記憶領域に移されたが、それに伴って変換表５０５の外部アドレス６に対応する内部アドレスが８に変更される。従って、データ移動後も、内部アドレス８に移動されたデータへは、同一の外部アドレス６によってアクセスすることができる。
【００８２】
このように、変換表５０５による外部アドレスから内部アドレスへの変換が、データ再配置によるアドレスの変更を吸収してしまう。したがって、データの再配置に伴って、コンピュータ５００側の外部アドレスからなるディレクトリ情報を変更する必要は一切ない。つまり高速化のためのデータ再配置は、コンピュータ５００に何等負担をかけることなく実行することができる。新しい別の外部アドレス列が与えられた場合も同様に、データの再配置を行なうことにより、この新しい外部アドレス列に対して最適な記憶領域を割当てることが可能である。
【００８３】
次に、データ共有時の再配置における処理負荷を軽減するための方法について説明する。例えば図２（ａ）において、外部アドレス６に対応するデータが、次のような３つの外部アドレス列（データグループ）、
［ ６， ７， ８， ９］
［１０， ６， ７，２０］
［１０，１１， ６， ７］
により共有されている場合を考える。
【００８４】
上述したように、従来の場合、この外部アドレスは、直接記憶領域を指定する内部アドレスと同一であるため、データの再配置に伴って、この３つの外部アドレス列すべてについて、その中の外部アドレス６を、データ再配置後の新しいアドレスに置換しなくてはならい。このように、データが多くのデータグループ（外部アドレス列）に共有されているときの置換のコストは特に大きくなる。
【００８５】
しかしながら、この実施例においては、変換表５０５を有しているので、変換表５０５の外部アドレス６に対応する内部アドレスを変更するだけでよく、外部アドレス列を変更する必要がない。従って、データの共有の程度によらず、コンピュータ５００に何等影響を及ぼすことなく、データの再配置を行うことができる。
【００８６】
次に、例えば編集作業のように、データの修正、差し替え、順番の交換が頻繁に発生する場合を考える。
【００８７】
例えば、外部アドレス列［１，２，３，４，５，６，７，８］に対応する動画像データが、図３（ａ）のデータ配置表５０６および変換表５０５に示すように、ディスク記憶５０２の連続領域に格納されているとする。
【００８８】
ここで、外部アドレス２に対応する画像データを新しい画像データに取り替える場合を考える。コンピュータ５００はディスク記憶５０２におけるデータの連続性を考慮する必要はなく、単に未使用の外部アドレス９を選んでそこに新しい画像データを格納し、新しい外部アドレス列［１，９，３，４，５，６，７，８］をディスク装置６００のアドレス列保持部５０３に与えればよい。
【００８９】
次に、ディスク装置６００により、このアドレス列に最適なデータの再配置が自動的に行なわれる。即ち、変換管理部５０４は、まず内部アドレス２に対応する記憶領域に記憶されているデータを他の領域（この場合、内部アドレス１１）に移動し、空いた内部アドレス２に対応する記憶領域に、内部アドレス９に対応する記憶領域に記憶されている新しい画像データを移動する。図３（ｂ）は、画像データを取り替えた後のデータ配置表５０６と変換表５０５を示している。
【００９０】
このように、外部アドレス列［１，９，３，４，５，６，７，８］に対応するデータは、連続する記憶領域に格納されるため、高速なアクセスが可能となる。
【００９１】
さらに、外部アドレス７の画像データを削除して短い動画像データにするためには、コンピュータ５００は単に、外部アドレス７を除いた外部アドレス列
［１，９，３，４，５，６，８］
をディスク装置６００のアドレス列保持部５０３に与えれば良い。
【００９２】
これにより、変換管理部５０４により、まず、外部アドレス７に対応する内部アドレス７の記憶領域のデータが、例えば内部アドレス１２に対応する空の記憶領域に移動され、次に、外部アドレス７に対応する内部アドレスが１２とされる。さらに、外部アドレス８に対応する内部アドレス８の記憶領域に記憶されているデータが、内部アドレス７に対応する記憶領域に移動され、次に、外部アドレス８に対応する内部アドレスが７とされる。
【００９３】
図３（ｃ）は、このようにして、この外部アドレス列に対して最適となるデータの再配置が行なわれた結果を示している。勿論、この再配置はディスク装置６００内部で実行され、コンピュータ５００には一切影響がない。
【００９４】
即ち、コンピュータ５００が、外部アドレスを所望の順番に並べてディスク装置６００のアドレス列保持部５０３に与えると、ディスク装置６００は、その外部アドレスの順序にデータをアクセスする際に、転送速度が最適になるように、データの再配置を行う。従って、ディスク装置６００はあたかも所望のデータを外部アドレス単位で任意の順番にアクセスできる記憶装置、即ちランダムアクセスのできる記憶装置のようにコンピュータ５００からは見える。
【００９５】
このため、コンピュータ５００側では、記憶領域の物理的な場所や連続性を意識することなくデータを格納でき、特に修正、置換が頻繁に発生する用途においては、コンピュータ５００における記憶領域の管理を著しく簡単にすることができる。これにより、データ変更、つなぎ替えに伴う再配置によるコンピュータ５００側の処理負荷を低減することができる。
【００９６】
以上、データを予め再配置してからアクセス（データの読み書き）を開始する場合について説明したが、データの再配置を、ディスク記憶５０２へのアクセスが開始されてから、動的に行なうようにすることも可能である。
【００９７】
例えば図４（ａ）に示したように、外部アドレス列
［１，２，３，４，５］
に対応する内部アドレス列（記憶領域）が、
［２，５，９，１３，１７］
であり、このように分散している状態で、とりあえずディスク記憶５０２へのアクセスを開始し、ディスク装置６００が、ディスク記憶５０２へのアクセスが中断した時間（空き時間）を利用して、内部アドレス２に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス７に対応する記憶領域へ、また内部アドレス１７に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス１１に対応する記憶領域へ、それぞれ移動させることにより、図４（ｂ）に示すように、データが互いに接近し、ディスク記憶５０２へのアクセス速度が改善される。
【００９８】
さらに内部アドレス５に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス８に対応する記憶領域へ、また内部アドレス１３に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス１０に対応する記憶領域へ、それぞれ移動させると、図４（ｃ）に示すように、データが記憶される記憶領域は、与えられた外部アドレス列に対して完全に連続領域となり、最も高速なアクセスが可能となる。
【００９９】
このように、ディスク記憶５０２の空き時間を利用しながら、変換管理部５０４が逐次データを再配置するようにすれば、全てのデータの再配置が完了するまで待たなくとも、逐次改善された転送速度でのデータアクセスが可能となる。この間のデータ再配置に伴なって、コンピュータ５００が外部アドレスを変更する必要が一切ないことは上述した場合と同様である。
【０１００】
次に、例えば一部の外部アドレスが共有されているような複数の外部アドレス列が与えられた場合、その外部アドレス列すべてについて、対応する内部アドレスを連続領域に確保できない場合がある。例えば２つの外部アドレス列
［１，２，３，４，５］
［１，３，５，６，７］
があるとき、第１の外部アドレス列に合わせて連続領域を確保すると、第２の外部アドレス列の先頭部分［１，３，５］に対応する記憶領域は、１つおきの不連続な配置となってしまう。
【０１０１】
逆に、第２の外部アドレス列に合わせて連続領域を確保すると、外部アドレス列［１，３，５］に対応する記憶領域は連続しているが、外部アドレス列［１，２，３，４］は不連続な記憶領域へのアクセスになってしまう。
【０１０２】
このような場合には、コンピュータ５００が外部アドレス列にその高速性の必要度に応じた優先度をつけるようにし、変換管理部５０４が、優先度の高い外部アドレス列に対応する記憶領域を、優先的に連続する記憶領域に配置するようにすることにより、全体的な性能を高めることが可能である。
【０１０３】
さらにまた、この例のように記憶領域の連続性を確保できない場合、一部のデータを複数の記憶領域に重複して格納し、それぞれの記憶領域に対応する異なる外部アドレスを別々の外部アドレス列で使用するようにすることにより、全ての外部アドレス列に対応する記憶領域を連続領域に置くことができる。
【０１０４】
この例においては、まず最初に、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に連続領域を確保し、次に、外部アドレス列［１，３，５］に対応するデータの複製を別の記憶領域に確保し、これと外部アドレス６，７に対応する記憶領域とが連続するようにすれば、第２の外部アドレス列に対しても連続領域を与えることができる。
【０１０５】
以上、データの再配置を１つのディスク記憶５０２により行なう場合について説明したが、ディスク装置６００の中に複数のディスク記憶５０２が存在する場合にも上述した場合と同様の方法が適用できる。この場合、変換表５０５の内部アドレスを、所定のディスク記憶を指定する部分と、所定のディスク記憶内の記憶領域のアドレスを指定する部分によって表すようにすればよい。
【０１０６】
このように、複数のディスク記憶にまたがるデータの再配置を可能にし、特定の外部アドレス列に対して、ディスク記憶を並列に動作させるようにすることにより、一層の高速転送を可能にすることができる。勿論、この再配置はコンピュータ５００には何ら影響を与えずに実行できる。
【０１０７】
上述したように、転送速度を上げるには長い連続領域が必要であるが、連続領域が長くなるほどデータの再配置の処理が困難になる。このため従来は連続領域の大きさを、ディスク装置の性能を満足するような所定の大きさに定めている。
【０１０８】
図５（ａ）は、従来のように、連続領域の大きさを例えば２とし、ディスク記憶５０２上にデータを配置した例である。図５（ａ）の記憶領域１，２，５，６，８，９，１２，１３，１６，１７，２０が連続して読み出すべき記憶領域である。記憶領域１，２は連続であるが記憶領域５，６との間は不連続であるから、上述したようにシーク時間や回転待ち時間が発生し、データ転送は図５（ｂ）に示したグラフのように不連続になる。
【０１０９】
ディスク記憶５０２からの不連続なデータの転送を、コンピュータ５００への連続したデータの転送に変換するために、バッファ５１３（図１１における場合と同様のバッファ）が用いられるが、ディスク記憶５０２からの転送が一時的に中断している間にバッファが空にならないよう、あらかじめ設定したデータ量Ｄ以上のデータがバッファに格納されてから転送を開始する。
【０１１０】
ここで、データ量Ｄは、バッファ５１３からコンピュータ５００へのデータ転送速度をＴＲｃ、ディスク記憶５０２からバッファ５１３へのデータ転送が中断する最長時間をＴｗとすると、データ量Ｄ≧Ｔｗ×ＴＲｃを満たすように選ばれる。即ち、ディスク記憶５０２から、バッファ５１３へのデータ転送が、所定の時間Ｔｗだけ中断しても、その間、バッファ５１３からコンピュータ５００へのデータ転送が持続可能なデータ量である。
【０１１１】
図５（ｃ）に示したグラフは、コンピュータ５００により、ディスク記憶５０２からのデータ転送が指令されてから、バッファ５１３にデータが蓄積されていく様子を示している。コンピュータ５００へのデータ転送は、バッファ５１３内に蓄積されるデータ量が所定の値Ｄに達した後、開始される。それまでの時間を時間Ｔｓ１とする。
【０１１２】
図６（ａ）は、データの先頭部分を３つ以上の連続した記憶領域に配置するようにした図である。即ち、５つの連続する記憶領域１乃至５に、データの先頭部分を記憶させる。そして、先頭部分以外の部分のデータを、２つの連続した記憶領域毎に所定の記憶領域に記憶させるようにしている。
【０１１３】
この場合、データの転送速度と時間の関係は、図６（ｂ）のグラフに示したようになる。ここで、縦軸は転送速度を表し、横軸は時間を表している。このように、データの先頭部分（記憶領域１乃至５に記憶されているデータ）は、所定の時間だけ、所定の転送速度で連続して転送される。
【０１１４】
図６（ｃ）は、バッファ内のデータ量と時間との関係を示している。縦軸はバッファ内のデータ量を表し、横軸は時間を表している。バッファ内のデータ量が所定の設定値Ｄになるまでに要する時間Ｔｓ２は、図５（ｃ）に示したグラフの時間Ｔｓ１より短くなる。
【０１１５】
従って、データ列の先頭部分を、その他の部分よりも大きな連続領域に記憶させることにより、バッファ内のデータ量を、所定の設定量Ｄにより早く達するようにすることができ、コンピュータ５００によりデータ転送が指令されてから、コンピュータ５００へのデータ転送が開始されるまでの時間を短縮することができる。
【０１１６】
データの先頭部分以外のデータについては、従来の場合と同様に、平均のディスク転送速度（ＴＲｄａ）がコンピュータ５００への転送速度（ＴＲｃ）を下回らないような連続領域長（Ｌ）を設定する。
【０１１７】
ディスク記憶５０２の転送速度をＴＲｄ、ディスク記憶５０２からバッファ５１３へのデータ転送の最長中断時間をＴｗとすると、ディスクの連続領域長はＬであるから、少なくとも、ディスク記憶５０２の連続領域長Ｌ分のデータは、ディスク５０２からバッファ５１３へ連続して転送される。
【０１１８】
そして、最悪の場合、最長中断時間Ｔｗだけ、ディスク記憶５０２からバッファ５１３へのデータ転送が中断されるから、その間に本来であれば転送されるべきデータ量、即ち、その最長中断時間Ｔｗと転送速度（ＴＲｄ）を乗じることにより得られるデータ量（Ｔｗ×ＴＲｄ）分のデータの転送が行われなくなる。
【０１１９】
従って、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への平均したデータ転送速度（ＴＲｄａ）と、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への転送速度（ＴＲｄ）との比は、実際に連続して転送されるデータ量（Ｌ）を、実際に連続して転送されるデータ量（Ｌ）に、データが転送されない時間（Ｔｗ）に転送可能なデータ量（Ｔｗ×ＴＲｄ）を加算したデータ量（Ｌ＋Ｔｗ×ＴＲｄ）で除した値とされる。
【０１２０】
このことから、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への平均のデータ転送速度ＴＲｄａは、
で表される。
【０１２１】
従って、バッファ５１３からコンピュータ５００へのデータの転送が中断しないようにするためには、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への平均したデータ転送速度ＴＲｄａが、バッファ５１３からコンピュータ５００への転送速度ＴＲｃより大きいかまたは等しくなるようにしなければならない。即ち、
ＴＲｄａ≧ＴＲｃ ・・・・（式２）
の関係が成り立つようにする必要がある。
【０１２２】
従って、連続領域長Ｌは、式１を式２に代入して得られる次の式
（Ｌ×ＴＲｄ）／（Ｌ＋Ｔｗ×ＴＲｄ）≧ＴＲｃ ・・・・（式３）
を満足する範囲内で最も小さな値となるように設定される。
【０１２３】
また、上述したように、データの先頭部分に関しては、値Ｄ以上の連続領域を確保することにより、転送開始時間の短縮を図っている。このように、データの先頭部分のみを大きな連続領域に割当て、他の部分を従来通りの比較的小さな連続領域に割り当てるようにすることにより、データ配置の柔軟性を損なわずにコンピュータ５００への転送開始時間を短縮することができる。
【０１２４】
さらにまた、ディスク記憶５０２が複数存在する場合には、データの先頭部分を分割し、それぞれを複数のディスク記憶５０２に分散させ、並列に読み出すようにすることにより、データの先頭部分の転送速度をさらに向上させることができる。これにより、転送開始時間を一層短縮することができる。
【０１２５】
例えば、ｎ（ｎは任意の自然数）台のディスク記憶５０２の連続した記憶領域に、データの先頭部分を分散して記憶させる場合、データの先頭部分の所定のデータ量Ｄを記憶させるために必要な各ディスク記憶５０２の連続領域の大きさはそれぞれ、
Ｄ／ｎ
となるから、データの先頭部分を記憶させる各ディスク記憶５０２のそれぞれの連続領域の長さを短くすることができ、先頭部分以外の部分を記憶する記憶領域の連続領域の長さとの差を小さくすることができる。従って、データ配置の柔軟性を増大させることができる。
【０１２６】
また、上述した方法は、コンピュータ５００側の負担がより少ない状態で実現することができる。即ち、外部アドレス列が例えば、
［１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１］
として与えられた場合、変換管理部５０４は、先頭の外部アドレス列［１，２，３，４，５］が連続になるように記憶領域を確保し、残りの外部アドレス列［６，７］、［８，９］、［１０，１１］については、互いに隣接しない連続領域を割り当てることにより、転送開始時間の短縮と、データ配置の柔軟性を両立させることができる。
【０１２７】
このようなデータ配置は、コンピュータ５００側になんら影響を与えずに行なうことができる。
【０１２８】
このように、上記実施例においては、変換部５０１により、外部アドレスが内部アドレスに変換され、変換管理部５０４により、変換部５０１が外部アドレスを内部アドレスに変換する際の変換方法を示す変換表５０５を作成、または変更する。
【０１２９】
従って、変換管理部５０４は、コンピュータ５００より与えられる外部アドレスに変更を加えることなく、ディスク記憶５０２における最適なデータの記憶場所を決定することができる。このため、ディスク装置６００は、データの転送速度を向上させるためなどに実施するデータの再配置を、コンピュータ５００側に一切の手間をかけることなく実行することができる。
【０１３０】
その結果、従来は負荷の大きな処理であったデータ再配置から、コンピュータ５００を解放することができ、例えば動画像処理のように高いデータ転送速度が要求される用途に使用することが可能となる。
【０１３１】
また、データの変更、順序の交換、差し替えが頻繁に発生する用途においても、データ再配置によるコンピュータ５００の負荷を減らすことができる。
【０１３２】
さらに、このデータ再配置は、ディスク記憶５０２の空き時間を利用して逐次実施することも可能であり、この場合はさらに再配置の完了を待たずに、コンピュータ５００はディスク記憶５０２の使用を開始することができる。
【０１３３】
また、データの先頭部分に特に長い連続領域を割り当てるようにすることで、従来と比べ、コンピュータ５００へのデータ転送開始時間を短縮することができる。さらに、ディスク装置６００が自動的に、データ転送開始までの待ち時間を短縮するためのデータ再配置を行うため、コンピュータ５００の負荷を軽減することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１または請求項１１に記載のディスク制御方法または装置によれば、内部アドレスに対応付けられた複数の記憶領域にデータを記憶し、外部アドレスと内部アドレスとの対応付けを行い、所定の外部アドレスを内部アドレスに変換する。また、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、保持された外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、さらに、データに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てるようにしたので、データ転送に伴うコンピュータの負荷を軽減することができる。
【０１３５】
また、請求項２または請求項１２に記載のディスク制御方法または装置によれば、内部アドレスを連続する記憶領域に割り当て、それに基づいてデータの移動を行うようにしたので、ディスク記憶へのアクセスを高速に行うことが可能となる。
【０１３６】
また、請求項３，９，１３または１９に記載のディスク制御方法または装置によれば、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に記憶領域の割り当てとデータの移動を行うようにしたので、ディスク装置が動作を開始した後も、コンピュータに負担をかけることなく、逐次性能を改善することができる。
【０１３７】
また、請求項４または請求項１４に記載のディスク制御方法または装置によれば、所定の大きさのデータの先頭部分を連続した記憶領域に割り当てるようにしたので、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【０１３８】
さらに、請求項６または請求項１６に記載のディスク制御方法または装置によれば、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、それらの分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てるようにしたので、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク制御装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】変換表５０５とデータ配置表５０６の働きを説明するための図である。
【図３】データ再配置について説明するための図である。
【図４】動的に逐次再配置を実施する方法を説明するための図である。
【図５】転送開始時間を説明するための図である。
【図６】転送開始時間を短縮する方法を説明するための図である。
【図７】従来のディスク制御装置におけるディスク上のデータの配置方法を説明するための図である。
【図８】ディスク上の連続領域へのデータの配置を説明するための図である。
【図９】ディスク上でのデータ配置を説明するための図である。
【図１０】ディスク上でのデータ配置とディレクトリ情報を説明するための図である。
【図１１】ディスクからのデータ転送におけるバッファの役割を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ ディスク
１０１ ヘッド
２００ バッファ
３００，５００ コンピュータ
５０１ 変換部
５０２ ディスク記憶
５０３ アドレス列保持部
５０４ 変換管理部
５０５ 変換表
５０６ データ配置表
５１０ データバス
５１１ 外部アドレスバス
５１２ 内部アドレスバス
５１３ バッファ
６００ ディスク装置
【産業上の利用分野】
本発明は、コンピュータの記憶装置に用いて好適なディスク制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータの記憶装置として主流なのは、磁気ディスクや光磁気ディスクといった円盤型の記録面をもつ記憶装置、いわゆるディスク装置である。ディスク装置はその構造上、記録面上の異なる位置に存在する記憶領域をアクセスする際にヘッドの機械的な動作の発生が不可避であり、それに伴う待ち時間が全体の性能を大きく低下させている。
【０００３】
図７（ａ）に示す例では回転するディスク１００の表面上に４本のリング状の記憶用領域（トラックｔ１乃至ｔ４）が存在し、それぞれが円周に沿ってさらに８分割されて３２個の円弧状の記憶領域（セクタ）が形成されている。いま、セクタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順でデータをアクセスする場合を考えると、図７（ｂ）に示すように、データの読み出しまたは書き込み用のヘッド１０１は半径方向に往復運動しなくてはならず、そのための時間（シーク時間）が必要になる。
【０００４】
また所定のトラックに移動した後、所望のセクタがヘッド１０１の位置に回転して来るまでの待ち時間（回転待ち時間）も必要である。
【０００５】
近年、ディジタル回路の処理速度が飛躍的に高まったが、機械的な動作を伴う部分に関しては、機械部品の強度や重量により物理的な制約を受けるため、その処理速度（データ転送速度）はあまり向上していない。そのため、ディスク装置の処理速度が、ディジタル回路の処理速度に比べて相対的にますます低速になり、ディスク装置が、システム全体の性能の向上を妨げる要因となっている。
【０００６】
しかしながら、一方では、動画像データのような大量のデータを、ディスク装置により高速に読み書きすることが必要になってきており、ディスク装置に、より一層の高速性が要求されている。
【０００７】
図８は、ディスク１００の回転に合わせて、連続したセクタＡ乃至Ｄに順にデータを記憶させる従来の方法を示す図である。このように、データを連続した記憶領域に記憶させることにより、ヘッド１０１の移動に伴うシーク時間をなくし、さらに、回転待ち時間も不要にすることができるため、データを高速にアクセスすることができる。
【０００８】
例えば、図示せぬコンピュータが、ディスク１００にデータを格納する場合、連続した記憶領域を使用するようにすれば、このような配置が可能であり、データを高速にアクセスすることができる。しかしながら、動画像データのように、大量データの処理と高速性が要求される場合には、常に連続領域を使用する方法は、コンピュータの負荷が大きくなり実際的ではない。これは後述する理由による。
【０００９】
その第１の理由は、データ再配置の処理により負荷が大きくなることである。例えば図９に示すように、第１データ３００がトラックｔ１の全セクタとトラックｔ２の一部のセクタに配置され、第２データ３０１が、トラックｔ３の全セクタに配置されているとき、第１データ３００と第２データ３０１はそれぞれディスク１００上の連続した領域に配置されているから高速にアクセスすることができる。
【００１０】
ここにさらに１０セクタ分の記憶領域を要する第３データを格納するためには、すでに存在する第２データ３０１を内周または外周寄り（この場合トラックｔ４またはトラックｔ２）にずらし、１０セクタ以上の連続する未使用領域を作らなくてはならない。このような処理はデータの移動を伴い、さらにどのデータがどの記憶領域に存在するかを示す情報（ディレクトリ情報）の更新を必要とする。そのため、データ移動に伴うコンピュータの負荷は大きい。
【００１１】
第２の理由は、データ共有時の再配置の処理により負荷が大きくなることである。実際には多くの場合、所定のデータが格納されている記憶領域の場所（内部アドレス（アドレス））が、ディレクトリ情報の複数の異なる箇所に記入（記憶）される。このような状況は、よく使用する所定の画像を複数の動画像シーケンス（データグループ）の中で共有するときなどに生じる。
【００１２】
図１０（ａ）は、ディスク１００に記憶されている画像データＤ１乃至Ｄ４のディスク１００上での位置を示し、ディスク１００の各記憶領域（セクタ）に付けられた番号は、その記憶領域に対応するアドレスを示している。図１０（ｂ）は、ディレクトリ情報を示している。ディレクトリ情報の中には、例えば、画像データＤ１乃至Ｄ４を所定の順序で読み出すための動画像シーケンス１，２が格納されており、そこには、図１０（ａ）に示した画像データＤ１乃至Ｄ４を読み出す順に、それが記憶されている記憶領域のアドレスが記憶されている。
【００１３】
図１０（ｂ）に示したディレクトリ情報の中の動画像シーケンス１においては、アドレス１，１９，２８に対応する画像データＤ１，Ｄ３，Ｄ４の順にアクセスして一連の画面上の動きを作り、動画像シーケンス２ではアドレス１０，１９，２８に対応する画像データＤ２，Ｄ３，Ｄ４の順にアクセスして動きを作る。
【００１４】
このとき、画像データＤ３，Ｄ４は２つの動画像シーケンス１，２により共有されている。このようなデータの共有は、データが格納されている記憶領域のアドレスを、ディレクトリ情報の中の動画像シーケンス１，２にそれぞれ入れておくことで通常実現されている。即ち、同一のアドレスが複数の動画像シーケンスに記入されているということは、そのアドレスに記憶されているデータが、それらの動画像シーケンスにより共有されていることを意味している。
【００１５】
ここでデータの再配置が行なわれると、それに伴ってディレクトリ情報のなかで、そのデータのアドレスが記入されている部分は、全て変更しなければならない。即ち再配置により移動されるデータに対応するアドレスが記入されている動画像シーケンス全てについて、そこに記入されているそのアドレスを、新しいアドレスに変更しなくてはならない。このように、実際的な状況すなわちデータ共有時にはデータ移動に伴うコンピュータの負荷はさらに大きくなる。
【００１６】
第３の理由は、データの変更、つなぎかえに伴う再配置の処理により負荷が大きくなることである。特に動画像データを処理する場合、数秒分の画像データを別の画像データと置き換えたり、画像データの順序を入れ替える操作が頻繁に発生する。その度に、コンピュータが上述のような再配置処理を行なうのでは負荷が大きく、本来の目的である動画像の編集、修正作業に十分な能力を提供することができない。
【００１７】
第４の理由は、データ転送速度の改善と、データ配置の柔軟性が相反することである。データを連続する記憶領域（連続領域）に格納し、さらに複数のディスク記憶が利用可能であるならば、これらにデータを分割して格納し、並列にアクセスすることで転送速度を上げることができる。
【００１８】
しかしながら、データ全体を連続領域に割り当てるためには、少なくともそのデータの大きさと同一かまたはそれ以上の大きさの連続した未使用の記憶領域が必要であり、それがない場合、小さな未使用領域を集合させて、少なくともそのデータと同一かまたはそれ以上の大きさの未使用領域を確保するための再配置を頻繁に行なうことが必要になる。従って、それに要する時間が増大し、実用には向かない。
【００１９】
一方、連続領域の大きさを所定の大きさに制限し、データを分割して、複数の連続領域にそれぞれ記憶させるようにすれば、個々の未使用領域の大きさが前記の制限以上の大きさでありさえすればよいから、データ配置の柔軟性は向上する。しかしながら、連続領域の境界でシーク時間や回転待ち時間が発生するので性能は低下する。
【００２０】
このように、データの転送速度とデータ配置の柔軟性は相反する課題である。このため、従来は連続領域の大きさを、ディスク装置の性能を満足する範囲内で、大きくなりすぎないような所定の大きさに定めていた。
【００２１】
ところが、これは特にデータ列をアクセスするにあたって、アクセスの開始を早くしようとするときに問題となる。即ちディスクの連続領域の大きさが所定の有限の大きさである場合、連続領域の境界でシーク時間や回転待ち時間が発生し、その間データの転送が一旦途切れる場合がある。
【００２２】
これを防ぐために、図１１（ａ）に示すように、ディスク１００とコンピュータ３００の間にバッファ２００を用意し、コンピュータ３００へのデータの転送を、所定の転送速度で連続して行なえるようにする。この動作は、一方の側からバケツによって間欠的に水を水槽に入れ、他方の側からホースで連続的に水を汲み出すことに例えることができる。
【００２３】
図１１（ｂ）のグラフは、ディスク１００からバッファ２００に転送されるデータの転送速度と時間の関係を示している。横軸は時間を表し、縦軸は単位時間あたりに転送されるデータ量（転送速度）を表している。このように、ディスク１００からバッファ２００に転送されるデータは間欠的となる。
【００２４】
図１１（ｃ）のグラフは、バッファ２００からコンピュータ３００に転送されるデータの転送速度と時間の関係を表している。横軸は時間を表し、縦軸はデータ転送速度を表している。このように、ディスク１００からバッファ２００への転送速度と、バッファ２００からコンピュータ３００への転送速度を所定の大きさに設定することにより、バッファ２００からコンピュータ３００にデータを連続的に転送することができる。
【００２５】
ただし、図１１（ａ）に示した機構がうまく機能するようにするためには、ディスク１００からバッファ２００にデータを転送する場合、データの転送が中断する最も長い時間である最長中断時間（Ｔｗ）と、バッファ２００を介してコンピュータ３００へデータが転送されるときの転送速度（ＴＲｃ）の積、
Ｔｗ × ＴＲｃ
を越える量のデータが蓄積されるまで待ってから、バッファ２００からコンピュータ３００へのデータの転送を開始しなくてはならない。さもなければディスク１００からバッファ２００へのデータの転送が中断している間、バッファ２００からコンピュータ３００へのデータの転送が続けられ、バッファ２００に蓄積されていたデータがなくなり、所謂アンダーフローが発生する。その結果、バッファ２００からコンピュータ３００へのデータの転送が中断してしまう。
【００２６】
このことから、データの転送の開始を早くするためには、データの先頭部分が記憶されるディスク１００の連続領域の大きさを大きくし、データ転送開始時のディスク１００のデータ転送性能を上げる必要がある。一方、上述したように連続領域の大きさを大きくすると、データ配置の柔軟性を損ないデータ管理を困難にする。
【００２７】
特に動画像に対応するデータを記憶させている場合、再生の指示をしてから実際に画像データが出力されるまでの時間が短いことが要求されるため、この問題の解決も重要である。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置においては、このように、データの再配置を行う場合、データの移動とともに、ディレクトリ情報をも変更しなければならず、コンピュータの負荷が増大する課題があった。
【００２９】
また、複数のデータグループにより同一のデータが共有されている場合、共有されているデータの再配置が行われると、そのデータを共有している全てのデータグループのディレクトリ情報を書き換えなければならず、コンピュータの負荷が増大する課題があった。
【００３０】
また、データの順序の変更、データの追加、削除、または置き換え等による再配置を行う場合、それに伴うデータの再配置により、コンピュータの負荷が増大する課題があった。
【００３１】
さらに、データをディスクの比較的大きな連続領域に格納し、データの転送速度を向上させようとすると、その連続領域を確保するために、データの再配置を頻繁に行わなければならず、時間を要する課題があった。
【００３２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、データ転送に伴うコンピュータの負荷を軽減し、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することができるようにするものである。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のディスク制御方法は、データを記憶する複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を外部装置により制御するディスク制御方法において、外部装置により発生される外部アドレスと、記憶領域の位置を示す内部アドレスを対応付け、所定の外部アドレスをそれに対応付けられた内部アドレスに変換してディスク記憶に供給し、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、外部アドレス列のデータに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てることを特徴とする。
【００３６】
内部アドレスを、連続する記憶領域に割り当て、それに基づいて、データの移動を行うようにすることができる。
【００３７】
外部アドレスへの内部アドレスの割り当てとデータの移動は、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に行われるようにすることができる。
【００３９】
請求項４に記載のディスク制御方法は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御方法において、データの先頭部分を、その他の部分より、より大きな連続した記憶領域に割り当てることを特徴とする。
【００４０】
このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てるようにすることができる。
【００４１】
請求項６に記載のディスク制御方法は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御方法において、このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てることを特徴とする。
【００４２】
外部アドレスを内部アドレスに変換し、内部アドレスを連続または近接した記憶領域に割り当て、それに基づいて、データの移動を行うようにすることができる。
【００４３】
内部アドレスにより、複数のディスク記憶のうちの所定のものを指定するとともに、指定したディスク記憶が有する複数の記憶領域のうちの所定のものを指定するようにすることができる。
【００４４】
ディスク装置は、ディスク記憶がアクセスされていない空き時間に、この割り当てとデータの移動を行うようにすることができる。
【００４５】
データに優先度を付け、優先度の高いデータを優先して記憶領域を割り当てるようにすることができる。
【００４６】
請求項１１に記載のディスク制御装置は、データを記憶する複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、外部アドレスと記憶領域の位置を示す内部アドレスの対応付けを管理する管理手段（例えば図１の変換管理部５０４）と、所定の外部アドレスを管理手段により対応付けられた内部アドレスに変換し、ディスク記憶に供給する変換手段（例えば図１の変換部５０１）と、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持するアドレス列保持手段（例えば図１のアドレス列保持部５０３）とを備え、管理手段は、アドレス列保持手段に保持された外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、また、データに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てることを特徴とする。
【００４９】
管理手段は、内部アドレスを、連続する記憶領域に割り当て、それに基づいてデータの移動を行うようにすることができる。
【００５０】
管理手段は、外部アドレスへの内部アドレスの割り当てとデータの移動を、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に行うようにすることができる。
【００５２】
請求項１４に記載のディスク制御装置は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、データの先頭部分を、その他の部分より、より大きな連続した記憶領域に割り当てる割当手段（例えば図１の変換管理部５０４）を備えることを特徴とする。
【００５３】
このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、割当手段は、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、複数のディスク記憶の記憶領域にそれぞれ割り当てるようにすることができる。
【００５４】
請求項１６に記載のディスク制御装置は、データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、このディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、この分割データを、複数のディスク記憶の記憶領域にそれぞれ割り当てる割当手段（例えば図１の変換管理部５０４）を備えることを特徴とする。
【００５５】
外部アドレスを内部アドレスに変換する変換手段（例えば図１の変換部５０１）を設けるようにし、割当手段は、内部アドレスに、連続または近接した記憶領域を割り当て、それに基づいてデータの移動を行うようにすることができる。
【００５６】
内部アドレスは、複数のディスク記憶のうちの所定のものを指定する部分と、指定したディスク記憶が有する複数の記憶領域のうちの所定のものを指定する部分とからなるようにすることができる。
【００５７】
割当手段は、ディスク記憶がアクセスされていない空き時間に割り当てとデータの移動を行うようにすることができる。
【００５８】
割当手段は、データに優先度を付け、優先度の高いデータを優先して記憶領域を割り当てるようにすることができる。
【００５９】
【作用】
請求項１または請求項１１に記載のディスク制御方法または装置においては、内部アドレスに対応付けられた複数の記憶領域にデータを記憶し、外部アドレスと内部アドレスとの対応付けを行い、所定の外部アドレスを内部アドレスに変換する。また、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、保持された外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、さらに、データに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てる。従って、データ転送に伴うコンピュータの負荷を軽減することができる。
【００６０】
請求項２または請求項１２に記載のディスク制御方法または装置においては、内部アドレスを連続する記憶領域に割り当て、それに基づいてデータの移動を行う。従って、ディスク記憶へのアクセスを高速に行うことができる。
【００６１】
請求項３，９，１３または１９に記載のディスク制御方法または装置においては、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に記憶領域の割り当てとデータの移動を行う。従って、ディスク装置が動作を開始した後も、コンピュータに負担をかけることなく、逐次性能を改善することができる。
【００６２】
請求項４または請求項１４に記載のディスク制御方法または装置においては、所定の大きさのデータの先頭部分を連続した記憶領域に格納する。従って、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【００６３】
請求項６または請求項１６に記載のディスク制御方法または装置においては、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、それらの分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てる。従って、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
【実施例】
図１は本発明のディスク制御装置を応用したディスク装置の一実施例の構成を示すブロック図である。コンピュータ５００は、ディスク装置６００を構成するディスク記憶５０２にアクセスするための外部アドレスを、アドレス列保持部５０３に供給する。アドレス列保持部５０３は、コンピュータ５００より予め供給される外部アドレス列を記憶し、保持するようになされている。
【００６５】
変換表５０５は、コンピュータ５００より供給される外部アドレスと、ディスク記憶５０２の記憶領域を物理的に指定する内部アドレスを対応づけて記憶することができるようになされている。
【００６６】
データ配置表５０６は、例えば配列要素を有しこの配列要素は内部アドレスに対応し、内部アドレスは、ディスク記憶５０２の各記憶領域に対応している。そしてこの配列要素に例えば１または０が代入される。値１が代入されていれば、その配列要素に対応する記憶領域にデータが記憶されているものとし、値０が代入されていれば、その配列要素に対応する記憶領域にはデータが記憶されていないものとすることができ、これにより、ディスク記憶５０２の各記憶領域にデータが記憶されているか否かを示すようになされている。
【００６７】
変換管理部５０４は、データ配置表５０６に基づいて、未使用の内部アドレスを認識し、変換表５０５を作成または更新することができるようになされている。
【００６８】
変換部５０１は、変換表５０５に基づいて、コンピュータ５００より外部アドレスバス５１１を介して供給される外部アドレスを内部アドレスに変換し、内部アドレスバス５１２を介してディスク記憶５０２に供給するようになされている。
【００６９】
ディスク記憶５０２は、変換部５０１より内部アドレスバス５１２を介して供給される内部アドレスに対応する記憶領域よりデータを読み出し、データバス５１０、バッファ５１３を介して、コンピュータ５００にデータを出力し、またはコンピュータ５００より、データバス５１０、バッファ５１３を介して供給されるデータをその内部アドレスに対応する記憶領域に書き込むようになされている。
【００７０】
次に、その動作を説明する。最初に、コンピュータ５００は、高速にアクセスしたいデータの順序を、アドレス列保持部５０３に予め記憶させておく。このデータの順序は外部アドレスの列として与える。外部アドレスは後述する内部アドレスを介して、ディスク記憶５０２の所定の記憶領域に対応している。
【００７１】
次に、変換管理部５０４は、アドレス列保持部５０３に格納された外部アドレス列の順序をもとに、その外部アドレスの順序で対応するデータが転送される場合、転送速度が速くなるように、つまり与えられた外部アドレス列に対応するデータが、ディスク記憶５０２の連続した記憶領域（連続領域）に対応するように、実際の記憶領域の場所（内部アドレス）を決定する。
【００７２】
例えば、外部アドレスにより、データ順序（外部アドレス列）［４，１，５］が指示されたとする。変換管理部５０４はデータ配置表５０６を参照して、未使用の内部アドレスの中から連続して利用可能な部分を探し出し、そのアドレスと外部アドレスの対応を変換表５０５に記入する。いま変換管理部５０４が内部アドレス［２，３，４］を選択したとすれば、外部アドレスと内部アドレスの対応を示す３組の変換データ（１，３）、（４，２）、（５，４）が変換表５０５に記入される。図１はすでにこの変換データが記入された後の状態を示している。
【００７３】
このように変換表５０５が更新された後、コンピュータ５００により、外部アドレス列［４，１，５］が外部アドレスバス５１１を介して、変換部５０１に順次供給されると、変換部５０１は、この外部アドレス列を、変換表５０５を参照して内部アドレス列［２，３，４］に変換する。そしてこの内部アドレス列を内部アドレスバス５１２を介してディスク記憶５０２に供給する。
【００７４】
上述したように、変換管理部５０４は、コンピュータ５００よりアドレス列保持部５０３に供給された外部アドレス列に対して、連続した記憶領域に対応する内部アドレス列を設定するから、ディスク記憶５０２へのアクセスは極めて高速であり、コンピュータ５００とディスク記憶５０２の間で、データバス５１０、バッファ５１３を介して高速なデータの書き込みまたは読み出しが可能となる。
【００７５】
このように、コンピュータ５００はディスク記憶５０２の連続領域にデータを置くことを考慮する必要はなく、アクセスしたいデータの順序を外部アドレス列としてアドレス列保持部５０３に予め与えるだけで、変換管理部５０４により、ディスク記憶５０２の最適な場所（記憶領域）にそれらのデータが配置される。そのためコンピュータ５００の計算負荷が軽減されるとともに、コンピュータ５００にとってのディスク記憶５０２の管理を著しく容易にする。
【００７６】
次に、図２を参照して、データ再配置によるコンピュータ５００の負荷を軽減する方法について説明する。いまデータ配置表５０６（斜線部はそこにすでにデータが配置されていることを示す）と変換表５０５が、図２（ａ）に示すような状態になっている場合、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に対応する記憶領域を新たに確保する必要が生じたとする。
【００７７】
図２（ａ）のデータ配置表５０６に示すようなデータ配置では、連続する５個の記憶領域を確保することができないから、変換管理部５０４は内部アドレス１３に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス８に対応する記憶領域に移動させ、それによって空になった内部アドレス列［１１，１２，１３，１４，１５］で示される記憶領域を、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に対応付ける。
【００７８】
即ち、最初に、変換管理部５０４は、内部アドレス１３に対応する記憶領域に格納されているデータを、内部アドレス８に対応する記憶領域に移動させる。次に、データ配置表５０６の内部アドレス８に対応する箇所に使用中のマーク（例えば値１）を記録し、さらに変換表５０５の変換データ（６，１３）（外部アドレス６に内部アドレス１３を対応づけている）を（６，８）に変更する。これにより、外部アドレス６に内部アドレス８が対応付けられる（図２（ｂ））。
【００７９】
次に、新たに確保した内部アドレス１１乃至１５の領域に関しては、データ配置表５０６において、対応する部分に使用中のマークを付け、変換表５０５に変換データ（１，１１）、（２，１２）、（３，１３）、（４，１４）、（５，１５）を記入する。図２（ｂ）はこの操作を行なった後のデータ配置表５０６と変換表５０５を示している。その結果、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に、内部アドレス列［１１，１２，１３，１４，１５］で示される連続領域が対応付けられる。
【００８０】
以上の手順によって、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に対して連続した記憶領域が確保でき、高速なデータ転送が可能となる。さらに、コンピュータ５００は、別の記憶領域に移動されたデータ（内部アドレスが変更されたデータ）に対して、これまでと同一の外部アドレスを用いてアクセスすることができる。
【００８１】
例えば、外部アドレス６に対応する内部アドレス１３に対応する記憶領域に記憶されていたデータは、内部アドレス８に対応する記憶領域に移されたが、それに伴って変換表５０５の外部アドレス６に対応する内部アドレスが８に変更される。従って、データ移動後も、内部アドレス８に移動されたデータへは、同一の外部アドレス６によってアクセスすることができる。
【００８２】
このように、変換表５０５による外部アドレスから内部アドレスへの変換が、データ再配置によるアドレスの変更を吸収してしまう。したがって、データの再配置に伴って、コンピュータ５００側の外部アドレスからなるディレクトリ情報を変更する必要は一切ない。つまり高速化のためのデータ再配置は、コンピュータ５００に何等負担をかけることなく実行することができる。新しい別の外部アドレス列が与えられた場合も同様に、データの再配置を行なうことにより、この新しい外部アドレス列に対して最適な記憶領域を割当てることが可能である。
【００８３】
次に、データ共有時の再配置における処理負荷を軽減するための方法について説明する。例えば図２（ａ）において、外部アドレス６に対応するデータが、次のような３つの外部アドレス列（データグループ）、
［ ６， ７， ８， ９］
［１０， ６， ７，２０］
［１０，１１， ６， ７］
により共有されている場合を考える。
【００８４】
上述したように、従来の場合、この外部アドレスは、直接記憶領域を指定する内部アドレスと同一であるため、データの再配置に伴って、この３つの外部アドレス列すべてについて、その中の外部アドレス６を、データ再配置後の新しいアドレスに置換しなくてはならい。このように、データが多くのデータグループ（外部アドレス列）に共有されているときの置換のコストは特に大きくなる。
【００８５】
しかしながら、この実施例においては、変換表５０５を有しているので、変換表５０５の外部アドレス６に対応する内部アドレスを変更するだけでよく、外部アドレス列を変更する必要がない。従って、データの共有の程度によらず、コンピュータ５００に何等影響を及ぼすことなく、データの再配置を行うことができる。
【００８６】
次に、例えば編集作業のように、データの修正、差し替え、順番の交換が頻繁に発生する場合を考える。
【００８７】
例えば、外部アドレス列［１，２，３，４，５，６，７，８］に対応する動画像データが、図３（ａ）のデータ配置表５０６および変換表５０５に示すように、ディスク記憶５０２の連続領域に格納されているとする。
【００８８】
ここで、外部アドレス２に対応する画像データを新しい画像データに取り替える場合を考える。コンピュータ５００はディスク記憶５０２におけるデータの連続性を考慮する必要はなく、単に未使用の外部アドレス９を選んでそこに新しい画像データを格納し、新しい外部アドレス列［１，９，３，４，５，６，７，８］をディスク装置６００のアドレス列保持部５０３に与えればよい。
【００８９】
次に、ディスク装置６００により、このアドレス列に最適なデータの再配置が自動的に行なわれる。即ち、変換管理部５０４は、まず内部アドレス２に対応する記憶領域に記憶されているデータを他の領域（この場合、内部アドレス１１）に移動し、空いた内部アドレス２に対応する記憶領域に、内部アドレス９に対応する記憶領域に記憶されている新しい画像データを移動する。図３（ｂ）は、画像データを取り替えた後のデータ配置表５０６と変換表５０５を示している。
【００９０】
このように、外部アドレス列［１，９，３，４，５，６，７，８］に対応するデータは、連続する記憶領域に格納されるため、高速なアクセスが可能となる。
【００９１】
さらに、外部アドレス７の画像データを削除して短い動画像データにするためには、コンピュータ５００は単に、外部アドレス７を除いた外部アドレス列
［１，９，３，４，５，６，８］
をディスク装置６００のアドレス列保持部５０３に与えれば良い。
【００９２】
これにより、変換管理部５０４により、まず、外部アドレス７に対応する内部アドレス７の記憶領域のデータが、例えば内部アドレス１２に対応する空の記憶領域に移動され、次に、外部アドレス７に対応する内部アドレスが１２とされる。さらに、外部アドレス８に対応する内部アドレス８の記憶領域に記憶されているデータが、内部アドレス７に対応する記憶領域に移動され、次に、外部アドレス８に対応する内部アドレスが７とされる。
【００９３】
図３（ｃ）は、このようにして、この外部アドレス列に対して最適となるデータの再配置が行なわれた結果を示している。勿論、この再配置はディスク装置６００内部で実行され、コンピュータ５００には一切影響がない。
【００９４】
即ち、コンピュータ５００が、外部アドレスを所望の順番に並べてディスク装置６００のアドレス列保持部５０３に与えると、ディスク装置６００は、その外部アドレスの順序にデータをアクセスする際に、転送速度が最適になるように、データの再配置を行う。従って、ディスク装置６００はあたかも所望のデータを外部アドレス単位で任意の順番にアクセスできる記憶装置、即ちランダムアクセスのできる記憶装置のようにコンピュータ５００からは見える。
【００９５】
このため、コンピュータ５００側では、記憶領域の物理的な場所や連続性を意識することなくデータを格納でき、特に修正、置換が頻繁に発生する用途においては、コンピュータ５００における記憶領域の管理を著しく簡単にすることができる。これにより、データ変更、つなぎ替えに伴う再配置によるコンピュータ５００側の処理負荷を低減することができる。
【００９６】
以上、データを予め再配置してからアクセス（データの読み書き）を開始する場合について説明したが、データの再配置を、ディスク記憶５０２へのアクセスが開始されてから、動的に行なうようにすることも可能である。
【００９７】
例えば図４（ａ）に示したように、外部アドレス列
［１，２，３，４，５］
に対応する内部アドレス列（記憶領域）が、
［２，５，９，１３，１７］
であり、このように分散している状態で、とりあえずディスク記憶５０２へのアクセスを開始し、ディスク装置６００が、ディスク記憶５０２へのアクセスが中断した時間（空き時間）を利用して、内部アドレス２に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス７に対応する記憶領域へ、また内部アドレス１７に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス１１に対応する記憶領域へ、それぞれ移動させることにより、図４（ｂ）に示すように、データが互いに接近し、ディスク記憶５０２へのアクセス速度が改善される。
【００９８】
さらに内部アドレス５に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス８に対応する記憶領域へ、また内部アドレス１３に対応する記憶領域に記憶されているデータを内部アドレス１０に対応する記憶領域へ、それぞれ移動させると、図４（ｃ）に示すように、データが記憶される記憶領域は、与えられた外部アドレス列に対して完全に連続領域となり、最も高速なアクセスが可能となる。
【００９９】
このように、ディスク記憶５０２の空き時間を利用しながら、変換管理部５０４が逐次データを再配置するようにすれば、全てのデータの再配置が完了するまで待たなくとも、逐次改善された転送速度でのデータアクセスが可能となる。この間のデータ再配置に伴なって、コンピュータ５００が外部アドレスを変更する必要が一切ないことは上述した場合と同様である。
【０１００】
次に、例えば一部の外部アドレスが共有されているような複数の外部アドレス列が与えられた場合、その外部アドレス列すべてについて、対応する内部アドレスを連続領域に確保できない場合がある。例えば２つの外部アドレス列
［１，２，３，４，５］
［１，３，５，６，７］
があるとき、第１の外部アドレス列に合わせて連続領域を確保すると、第２の外部アドレス列の先頭部分［１，３，５］に対応する記憶領域は、１つおきの不連続な配置となってしまう。
【０１０１】
逆に、第２の外部アドレス列に合わせて連続領域を確保すると、外部アドレス列［１，３，５］に対応する記憶領域は連続しているが、外部アドレス列［１，２，３，４］は不連続な記憶領域へのアクセスになってしまう。
【０１０２】
このような場合には、コンピュータ５００が外部アドレス列にその高速性の必要度に応じた優先度をつけるようにし、変換管理部５０４が、優先度の高い外部アドレス列に対応する記憶領域を、優先的に連続する記憶領域に配置するようにすることにより、全体的な性能を高めることが可能である。
【０１０３】
さらにまた、この例のように記憶領域の連続性を確保できない場合、一部のデータを複数の記憶領域に重複して格納し、それぞれの記憶領域に対応する異なる外部アドレスを別々の外部アドレス列で使用するようにすることにより、全ての外部アドレス列に対応する記憶領域を連続領域に置くことができる。
【０１０４】
この例においては、まず最初に、外部アドレス列［１，２，３，４，５］に連続領域を確保し、次に、外部アドレス列［１，３，５］に対応するデータの複製を別の記憶領域に確保し、これと外部アドレス６，７に対応する記憶領域とが連続するようにすれば、第２の外部アドレス列に対しても連続領域を与えることができる。
【０１０５】
以上、データの再配置を１つのディスク記憶５０２により行なう場合について説明したが、ディスク装置６００の中に複数のディスク記憶５０２が存在する場合にも上述した場合と同様の方法が適用できる。この場合、変換表５０５の内部アドレスを、所定のディスク記憶を指定する部分と、所定のディスク記憶内の記憶領域のアドレスを指定する部分によって表すようにすればよい。
【０１０６】
このように、複数のディスク記憶にまたがるデータの再配置を可能にし、特定の外部アドレス列に対して、ディスク記憶を並列に動作させるようにすることにより、一層の高速転送を可能にすることができる。勿論、この再配置はコンピュータ５００には何ら影響を与えずに実行できる。
【０１０７】
上述したように、転送速度を上げるには長い連続領域が必要であるが、連続領域が長くなるほどデータの再配置の処理が困難になる。このため従来は連続領域の大きさを、ディスク装置の性能を満足するような所定の大きさに定めている。
【０１０８】
図５（ａ）は、従来のように、連続領域の大きさを例えば２とし、ディスク記憶５０２上にデータを配置した例である。図５（ａ）の記憶領域１，２，５，６，８，９，１２，１３，１６，１７，２０が連続して読み出すべき記憶領域である。記憶領域１，２は連続であるが記憶領域５，６との間は不連続であるから、上述したようにシーク時間や回転待ち時間が発生し、データ転送は図５（ｂ）に示したグラフのように不連続になる。
【０１０９】
ディスク記憶５０２からの不連続なデータの転送を、コンピュータ５００への連続したデータの転送に変換するために、バッファ５１３（図１１における場合と同様のバッファ）が用いられるが、ディスク記憶５０２からの転送が一時的に中断している間にバッファが空にならないよう、あらかじめ設定したデータ量Ｄ以上のデータがバッファに格納されてから転送を開始する。
【０１１０】
ここで、データ量Ｄは、バッファ５１３からコンピュータ５００へのデータ転送速度をＴＲｃ、ディスク記憶５０２からバッファ５１３へのデータ転送が中断する最長時間をＴｗとすると、データ量Ｄ≧Ｔｗ×ＴＲｃを満たすように選ばれる。即ち、ディスク記憶５０２から、バッファ５１３へのデータ転送が、所定の時間Ｔｗだけ中断しても、その間、バッファ５１３からコンピュータ５００へのデータ転送が持続可能なデータ量である。
【０１１１】
図５（ｃ）に示したグラフは、コンピュータ５００により、ディスク記憶５０２からのデータ転送が指令されてから、バッファ５１３にデータが蓄積されていく様子を示している。コンピュータ５００へのデータ転送は、バッファ５１３内に蓄積されるデータ量が所定の値Ｄに達した後、開始される。それまでの時間を時間Ｔｓ１とする。
【０１１２】
図６（ａ）は、データの先頭部分を３つ以上の連続した記憶領域に配置するようにした図である。即ち、５つの連続する記憶領域１乃至５に、データの先頭部分を記憶させる。そして、先頭部分以外の部分のデータを、２つの連続した記憶領域毎に所定の記憶領域に記憶させるようにしている。
【０１１３】
この場合、データの転送速度と時間の関係は、図６（ｂ）のグラフに示したようになる。ここで、縦軸は転送速度を表し、横軸は時間を表している。このように、データの先頭部分（記憶領域１乃至５に記憶されているデータ）は、所定の時間だけ、所定の転送速度で連続して転送される。
【０１１４】
図６（ｃ）は、バッファ内のデータ量と時間との関係を示している。縦軸はバッファ内のデータ量を表し、横軸は時間を表している。バッファ内のデータ量が所定の設定値Ｄになるまでに要する時間Ｔｓ２は、図５（ｃ）に示したグラフの時間Ｔｓ１より短くなる。
【０１１５】
従って、データ列の先頭部分を、その他の部分よりも大きな連続領域に記憶させることにより、バッファ内のデータ量を、所定の設定量Ｄにより早く達するようにすることができ、コンピュータ５００によりデータ転送が指令されてから、コンピュータ５００へのデータ転送が開始されるまでの時間を短縮することができる。
【０１１６】
データの先頭部分以外のデータについては、従来の場合と同様に、平均のディスク転送速度（ＴＲｄａ）がコンピュータ５００への転送速度（ＴＲｃ）を下回らないような連続領域長（Ｌ）を設定する。
【０１１７】
ディスク記憶５０２の転送速度をＴＲｄ、ディスク記憶５０２からバッファ５１３へのデータ転送の最長中断時間をＴｗとすると、ディスクの連続領域長はＬであるから、少なくとも、ディスク記憶５０２の連続領域長Ｌ分のデータは、ディスク５０２からバッファ５１３へ連続して転送される。
【０１１８】
そして、最悪の場合、最長中断時間Ｔｗだけ、ディスク記憶５０２からバッファ５１３へのデータ転送が中断されるから、その間に本来であれば転送されるべきデータ量、即ち、その最長中断時間Ｔｗと転送速度（ＴＲｄ）を乗じることにより得られるデータ量（Ｔｗ×ＴＲｄ）分のデータの転送が行われなくなる。
【０１１９】
従って、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への平均したデータ転送速度（ＴＲｄａ）と、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への転送速度（ＴＲｄ）との比は、実際に連続して転送されるデータ量（Ｌ）を、実際に連続して転送されるデータ量（Ｌ）に、データが転送されない時間（Ｔｗ）に転送可能なデータ量（Ｔｗ×ＴＲｄ）を加算したデータ量（Ｌ＋Ｔｗ×ＴＲｄ）で除した値とされる。
【０１２０】
このことから、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への平均のデータ転送速度ＴＲｄａは、
【０１２１】
従って、バッファ５１３からコンピュータ５００へのデータの転送が中断しないようにするためには、ディスク記憶５０２からバッファ５１３への平均したデータ転送速度ＴＲｄａが、バッファ５１３からコンピュータ５００への転送速度ＴＲｃより大きいかまたは等しくなるようにしなければならない。即ち、
ＴＲｄａ≧ＴＲｃ ・・・・（式２）
の関係が成り立つようにする必要がある。
【０１２２】
従って、連続領域長Ｌは、式１を式２に代入して得られる次の式
（Ｌ×ＴＲｄ）／（Ｌ＋Ｔｗ×ＴＲｄ）≧ＴＲｃ ・・・・（式３）
を満足する範囲内で最も小さな値となるように設定される。
【０１２３】
また、上述したように、データの先頭部分に関しては、値Ｄ以上の連続領域を確保することにより、転送開始時間の短縮を図っている。このように、データの先頭部分のみを大きな連続領域に割当て、他の部分を従来通りの比較的小さな連続領域に割り当てるようにすることにより、データ配置の柔軟性を損なわずにコンピュータ５００への転送開始時間を短縮することができる。
【０１２４】
さらにまた、ディスク記憶５０２が複数存在する場合には、データの先頭部分を分割し、それぞれを複数のディスク記憶５０２に分散させ、並列に読み出すようにすることにより、データの先頭部分の転送速度をさらに向上させることができる。これにより、転送開始時間を一層短縮することができる。
【０１２５】
例えば、ｎ（ｎは任意の自然数）台のディスク記憶５０２の連続した記憶領域に、データの先頭部分を分散して記憶させる場合、データの先頭部分の所定のデータ量Ｄを記憶させるために必要な各ディスク記憶５０２の連続領域の大きさはそれぞれ、
Ｄ／ｎ
となるから、データの先頭部分を記憶させる各ディスク記憶５０２のそれぞれの連続領域の長さを短くすることができ、先頭部分以外の部分を記憶する記憶領域の連続領域の長さとの差を小さくすることができる。従って、データ配置の柔軟性を増大させることができる。
【０１２６】
また、上述した方法は、コンピュータ５００側の負担がより少ない状態で実現することができる。即ち、外部アドレス列が例えば、
［１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１］
として与えられた場合、変換管理部５０４は、先頭の外部アドレス列［１，２，３，４，５］が連続になるように記憶領域を確保し、残りの外部アドレス列［６，７］、［８，９］、［１０，１１］については、互いに隣接しない連続領域を割り当てることにより、転送開始時間の短縮と、データ配置の柔軟性を両立させることができる。
【０１２７】
このようなデータ配置は、コンピュータ５００側になんら影響を与えずに行なうことができる。
【０１２８】
このように、上記実施例においては、変換部５０１により、外部アドレスが内部アドレスに変換され、変換管理部５０４により、変換部５０１が外部アドレスを内部アドレスに変換する際の変換方法を示す変換表５０５を作成、または変更する。
【０１２９】
従って、変換管理部５０４は、コンピュータ５００より与えられる外部アドレスに変更を加えることなく、ディスク記憶５０２における最適なデータの記憶場所を決定することができる。このため、ディスク装置６００は、データの転送速度を向上させるためなどに実施するデータの再配置を、コンピュータ５００側に一切の手間をかけることなく実行することができる。
【０１３０】
その結果、従来は負荷の大きな処理であったデータ再配置から、コンピュータ５００を解放することができ、例えば動画像処理のように高いデータ転送速度が要求される用途に使用することが可能となる。
【０１３１】
また、データの変更、順序の交換、差し替えが頻繁に発生する用途においても、データ再配置によるコンピュータ５００の負荷を減らすことができる。
【０１３２】
さらに、このデータ再配置は、ディスク記憶５０２の空き時間を利用して逐次実施することも可能であり、この場合はさらに再配置の完了を待たずに、コンピュータ５００はディスク記憶５０２の使用を開始することができる。
【０１３３】
また、データの先頭部分に特に長い連続領域を割り当てるようにすることで、従来と比べ、コンピュータ５００へのデータ転送開始時間を短縮することができる。さらに、ディスク装置６００が自動的に、データ転送開始までの待ち時間を短縮するためのデータ再配置を行うため、コンピュータ５００の負荷を軽減することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１または請求項１１に記載のディスク制御方法または装置によれば、内部アドレスに対応付けられた複数の記憶領域にデータを記憶し、外部アドレスと内部アドレスとの対応付けを行い、所定の外部アドレスを内部アドレスに変換する。また、複数の外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、保持された外部アドレス列に基づいて、外部アドレスに内部アドレスを割り当て、さらに、データに優先度を付け、優先度が高いデータを優先して記憶領域を割り当てるようにしたので、データ転送に伴うコンピュータの負荷を軽減することができる。
【０１３５】
また、請求項２または請求項１２に記載のディスク制御方法または装置によれば、内部アドレスを連続する記憶領域に割り当て、それに基づいてデータの移動を行うようにしたので、ディスク記憶へのアクセスを高速に行うことが可能となる。
【０１３６】
また、請求項３，９，１３または１９に記載のディスク制御方法または装置によれば、ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に記憶領域の割り当てとデータの移動を行うようにしたので、ディスク装置が動作を開始した後も、コンピュータに負担をかけることなく、逐次性能を改善することができる。
【０１３７】
また、請求項４または請求項１４に記載のディスク制御方法または装置によれば、所定の大きさのデータの先頭部分を連続した記憶領域に割り当てるようにしたので、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【０１３８】
さらに、請求項６または請求項１６に記載のディスク制御方法または装置によれば、データの先頭部分を複数の分割データに分割し、それらの分割データを、その他の部分より、より多くの複数のディスク記憶にそれぞれ割り当てるようにしたので、データ転送開始までに要する待ち時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク制御装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】変換表５０５とデータ配置表５０６の働きを説明するための図である。
【図３】データ再配置について説明するための図である。
【図４】動的に逐次再配置を実施する方法を説明するための図である。
【図５】転送開始時間を説明するための図である。
【図６】転送開始時間を短縮する方法を説明するための図である。
【図７】従来のディスク制御装置におけるディスク上のデータの配置方法を説明するための図である。
【図８】ディスク上の連続領域へのデータの配置を説明するための図である。
【図９】ディスク上でのデータ配置を説明するための図である。
【図１０】ディスク上でのデータ配置とディレクトリ情報を説明するための図である。
【図１１】ディスクからのデータ転送におけるバッファの役割を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ ディスク
１０１ ヘッド
２００ バッファ
３００，５００ コンピュータ
５０１ 変換部
５０２ ディスク記憶
５０３ アドレス列保持部
５０４ 変換管理部
５０５ 変換表
５０６ データ配置表
５１０ データバス
５１１ 外部アドレスバス
５１２ 内部アドレスバス
５１３ バッファ
６００ ディスク装置
Claims (20)
- データを記憶する複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を外部装置により制御するディスク制御方法において、
前記外部装置により発生される外部アドレスと、前記記憶領域の位置を示す内部アドレスを対応付け、
所定の前記外部アドレスを対応付けられた前記内部アドレスに変換して前記ディスク記憶に供給し、
複数の前記外部アドレスからなる外部アドレス列を保持し、
前記外部アドレス列に基づいて、前記外部アドレスに前記内部アドレスを割り当て、
前記外部アドレス列の前記データに優先度を付け、優先度が高い前記データを優先して前記記憶領域を割り当てる
ことを特徴とするディスク制御方法。 - 前記内部アドレスを、連続する前記記憶領域に割り当て、前記割り当てに基づいてデータの移動を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のディスク制御方法。 - 前記外部アドレスへの前記内部アドレスの割り当てと前記データの移動は、前記ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に行われる
ことを特徴とする請求項２に記載のディスク制御方法。 - データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御方法において、
データの先頭部分を、その他の部分より、より大きな連続した前記記憶領域に割り当てる
ことを特徴とするディスク制御方法。 - 前記ディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、前記データの先頭部分を複数の分割データに分割し、前記分割データを、その他の部分より、より多くの複数の前記ディスク記憶にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とする請求項４に記載のディスク制御方法。 - データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御方法において、
前記ディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、前記データの先頭部分を複数の分割データに分割し、前記分割データを、その他の部分より、より多くの複数の前記ディスク記憶にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とするディスク制御方法。 - 外部アドレスを内部アドレスに変換し、
前記内部アドレスを連続または近接した前記記憶領域に割り当て、前記割り当てに基づいて、データの移動を行う
ことを特徴とする請求項４，５または６に記載のディスク制御方法。 - 前記内部アドレスにより、複数の前記ディスク記憶のうちの所定のものを指定するとともに、前記指定したディスク記憶が有する複数の前記記憶領域のうちの所定のものを指定する
ことを特徴とする請求項７に記載のディスク制御方法。 - 前記ディスク装置は、ディスク記憶がアクセスされていない空き時間に、前記割り当てと前記データの移動を行う
ことを特徴とする請求項４乃至８のいずれかに記載のディスク制御方法。 - 前記データに優先度を付け、優先度の高い前記データを優先して前記記憶領域を割り当てる
ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載のディスク制御方法。 - データを記憶する複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、
外部アドレスと前記記憶領域の位置を示す内部アドレスの対応付けを管理する管理手段と、
所定の前記外部アドレスを前記管理手段により対応付けられた前記内部アドレスに変換し、前記ディスク記憶に供給する変換手段と、
複数の前記外部アドレスからなる外部アドレス列を保持するアドレス列保持手段と、
を備え、
前記管理手段は、前記アドレス列保持手段に保持された前記外部アドレス列に基づいて、前記外部アドレスに前記内部アドレスを割り当て、また、前記データに優先度を付け、優先度が高い前記データを優先して前記記憶領域を割り当てる
ことを特徴とするディスク制御装置。 - 前記管理手段は、前記内部アドレスを、連続する前記記憶領域に割り当て、前記割り当てに基づいて、データの移動を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載のディスク制御装置。 - 前記管理手段は、前記外部アドレスへの前記内部アドレスの割り当てと前記データの移動を、前記ディスク記憶へのアクセスが行われていない空き時間に行う
ことを特徴とする請求項１２に記載のディスク制御装置。 - データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、
前記データの先頭部分を、その他の部分より、より大きな連続した前記記憶領域に割り当てる割当手段
を備えることを特徴とするディスク制御装置。 - 前記ディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、前記割当手段は、前記データの先頭部分を複数の分割データに分割し、前記分割データを、その他の部分より、より多くの複数の前記ディスク記憶の前記記憶領域にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とする請求項１４に記載のディスク制御装置。 - データを記憶する内部アドレスに対応づけられた複数の記憶領域を有するディスク記憶からなるディスク装置を制御するディスク制御装置において、
前記ディスク装置は、複数のディスク記憶からなり、前記データの先頭部分を複数の分割データに分割し、前記分割データを、その他の部分より、より多くの複数の前記ディスク記憶の前記記憶領域にそれぞれ割り当てる割当手段
を備えることを特徴とするディスク制御装置。 - 外部アドレスを前記内部アドレスに変換する変換手段
をさらに備え、
前記割当手段は、前記内部アドレスに、連続または近接した前記記憶領域を割り当て、それに基づいてデータの移動を行う
ことを特徴とする請求項１４，１５または１６に記載のディスク制御装置。 - 前記内部アドレスは、複数の前記ディスク記憶のうちの所定のものを指定する部分と、前記指定したディスク記憶が有する複数の前記記憶領域のうちの所定のものを指定する部分とからなる
ことを特徴とする請求項１７に記載のディスク制御装置。 - 前記割当手段は、前記ディスク記憶がアクセスされていない空き時間に前記割り当てとデータの移動を行う
ことを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載のディスク制御装置。 - 前記割当手段は、前記データに優先度を付け、優先度の高い前記データを優先して前記記憶領域を割り当てる
ことを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれかに記載のディスク制御装置。
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