JPH04225441A

JPH04225441A - 連続割付ファイル装置

Info

Publication number: JPH04225441A
Application number: JP2407724A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Miki; 匡三木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報処理装置のソフトウ
ェア制御、とくにオペレーティングシステムなどによる
記憶媒体へのデータ記録を行う連続割付ファイル装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、計算機ではデータの蓄積や交換に
ハードディスクなどの記憶媒体を用いている。この計算
機の資源管理を行うプログラムであるオペレーティング
システム内のファイル管理部では、データをファイルと
してファイル名とその記録位置を対応させて管理する方
法が一般的である。

【０００３】ファイルを構成する各データをどのような
配置で記録するか、その割り付け方法には、大まかに分
類して２つの方法がある。順次ブロック割付方法と連続
領域割付方法である。順次ブロック割付方法は、記録媒
体内を数百バイト〜数キロバイトの固定長のブロックに
区切り、ファイルを構成するデータの記録領域として、
未使用ブロックを順次割り付けていく方法である。未使
用ブロックの割り付けはブロック単位に行われ、通常ブ
ロック間の位置関係は考慮されない。この方法では、フ
ァイルの位置情報は、データを記録したブロックのアド
レスを羅列したリストによって管理するのが一般的であ
る。

【０００４】一方、連続領域割付方法は、記録するデー
タを優先的に連続領域に割り付ける方法である。この方
法では、ファイルのデータを記録する先頭アドレスとそ
の長さで管理するのが一般的である。

【０００５】近年、計算機とその周辺技術の進歩、光デ
ィスクなどの大容量媒体の実用化などに伴い、計算機で
音声データ、動画データなどのマルチメディアデータを
扱うことが可能になりつつある。この種のデータは、デ
ータ量が膨大な上、時間軸に沿ったリアルタイム性が必
要とされる。このため、これらを扱う計算機システムで
は、記憶媒体からの高速なデータ読出速度が要求される
。

【０００６】記憶媒体からのデータ読出速度（以下、転
送レートと記す）の面から上述の割り付け方法を比較す
ると、シーク時間や回転待ち時間が省けるという利点か
ら連続領域割付方法の方が有利であることが周知とされ
ている。

【０００７】しかし、たとえばＭＳ−ＤＯＳ（マイクロ
ソフト社の登録商標）やＵＮＩＸ（ＡＴ＆Ｔ社が開発し
てオペレーティングシステム）などの汎用オペレーティ
ングシステムを用いるファイル装置では、通常順次ブロ
ック割付方法が採用されている。これは、データ量の小
さいテキストファイルの記録を想定して、記録領域の利
用率を最適化する目的からである。

【０００８】図３に従来の順次ブロック割付方法による
ファイル装置のブロック図を示す。その構成要素として
１０はオペレーティングシステム、２はユーザプログラ
ム、３は記憶媒体である。オペレーティングシステム１
０内の１０１はファイル管理部、１０２はファイル記録
領域割付部、１０３は記憶媒体管理部である。また、４
０はファイル記録領域割付部１０２で順次ブロック割付
方法による割付けを行った場合の、記憶媒体３内のデー
タ配置を示す概略パターン図である。データ配置４０内
の４０１は、ＶＴＯＣ４１と同様に記憶媒体の総括情報
である。

【０００９】つぎに上記構成要素の関連動作について説
明する。通常、オペレーティングシステムでは、ユーザ
プログラムから記憶媒体にファイルを記録する場合の命
令として、システムコールと呼ばれる３つの指示を備え
ている。ファイル作成を指示するＣＲＥＡＴＥ、ファイ
ルデータの記録を指示するＷＲＩＴＥ、ファイルデータ
の書込終了を指示するＣＬＯＳＥである。ＷＲＩＴＥは
、複数回に分けて指示することができる。たとえば、フ
ァイルを２つに分割して記録する場合には、ＣＲＥＡＴ
Ｅ（ファイル名）→ＷＲＩＴＥ（前部分、ファイル名）
→ＷＲＩＴＥ（後部分、ファイル名）→ＣＬＯＳＥ（フ
ァイル名）、の順にユーザプログラム２からオペレーテ
ィングシステム１または１０に指示される。

【００１０】図３ではユーザプログラム２から並列に、
ファイルＡ〜Ｃの３つのファイルを記録する場合の例を
示している。各ファイルは、Ｐａｒｔ（ａ）〜（ｊ）に
分割されて記録されるとし、ａ，ｂ，ｃ，〜ｊとアルフ
ァベットの順番で記録されるとする。

【００１１】すなわち、シーケンスとしてはＣＲＥＡＴ
Ｅ（ファイルＡ）→ＣＲＥＡＴＥ（ファイルＢ）→ＣＲ
ＥＡＴＥ（ファイルＣ）→ＷＲＩＴＥ（Ｐａｒｔ（ａ）
、ファイルＡ）→ＷＲＩＴＥ（Ｐａｒｔ（ｂ）、ファイ
ルＢ）→ＷＲＩＴＥ（Ｐａｒｔ（ｃ）、ファイルＣ）→
（途中、Ｐａｒｔ（ｄ）〜（ｉ）省略する）→ＷＲＩＴ
Ｅ（Ｐａｒｔ（ｊ）、ファイルＣ）→ＣＬＯＳＥ（ファ
イルＡ）→ＣＬＯＳＥ（ファイルＢ）→ＣＬＯＳＥ（フ
ァイルＣ）となる。順次ブロック割付方法では、未使用
ブロックはそのアドレスを記録した未使用ブロックリス
トに登録されている。ファイルの削除により不要になっ
たブロックはこのリストに追加登録される。ファイル記
録領域割付部１０２では、要求されたブロック数だけ、
この順次未使用ブロックリストから未使用ブロックを割
り付ける。このとき、１ブロックが割当単位であるため
、ブロックの割当・開放が頻繁に行われる場合には、Ｗ
ＲＩＴＥ１回分のＰａｒｔでも連続とは限らない。

【００１２】ＷＲＩＴＥの指示があるごとに順次未使用
ブロックリストから未使用ブロックが割り付けられ、各
ファイルの割り付け状態は、データ配置４０のようにＷ
ＲＩＴＥの指示された順となる。このため、たとえばフ
ァイルＡはＰａｒｔ（ａ），（ｄ），（ｇ）の３つに分
割されて記録される。Ｐａｒｔ（ａ）と（ｄ）の間には
、Ｐａｒｔ（ｂ），（ｃ）が、またＰａｒｔ（ｄ）と（
ｇ）の間には、Ｐａｒｔ（ｅ），（ｆ）が記録される。このように、順次ブロック割付方法では、同じファイル
データでも複数のファイルが並列して記録される場合に
は、連続に割り付けられない。これを防止する方法とし
て、Ｐａｒｔ（ｄ）が記録される際に、間に挟まれるＰ
ａｒｔ（ｂ），（ｃ）を移動させ、Ｐａｒｔ（ｄ）をＰ
ａｒｔ（ａ）と連続に割り付けることも可能だが、この
方法ではＷＲＩＴＥが指示されるごとにデータの移動を
行う必要が発生し、処理速度の面からは実用的ではない
。

【００１３】連続領域割付方法を用いるファイル装置の
例としては、必要に応じて未使用領域を統合するガーベ
ージコレクションを行いながら、指示されたサイズの未
使用領域を確保するファイル装置などがある。こういっ
たファイル装置の用途は、画像データにキーワードを付
与して蓄積しておき、後から必要な画像を検索して取り
出す画像ファイル装置、などの専用装置が代表的であっ
た。これらの専用装置では、あらかじめ蓄積する画像が
分かり、そのデータサイズに合わせて必要な連続領域を
一括して割り付けることができる。このため、このよう
な連続領域割付方法が有効であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが近年では、こ
うした専用装置に加えて対話的にマルチメディアデータ
を扱うファイル装置が普及しつつある。対話型の用途に
用いるファイル装置では、あらかじめファイルのサイズ
が定まらず、編集処理や合成処理などのユーザの使い方
により、記録データの種類やサイズが異なる。その上、
複数ユーザや同一ユーザから同時に並列して複数のファ
イルデータの記録指示が発生する。このため、対話型用
途のファイル装置では、ユーザプログラムが処理内容や
順序により記録データを動的に変更できるように、ファ
イルデータを複数に分割して記録できるシステムコール
と呼ばれる指示群を持つことが必要となる。たとえば、
上述の順次ブロック割付方法を採る汎用オペレーティン
グシステムを用いるファイル装置では、ファイル作成指
示（ＣＲＥＡＴＥ）の後、ファイル内容の書込指示（Ｗ
ＲＩＴＥ）を必要なだけ繰り返し、最後にファイル終了
指示（ＣＬＯＳＥ）でファイルサイズが決定されるとい
う指示群を提供している。

【００１５】したがって、対話的にマルチメディアデー
タを扱う用途には、このような指示群を有し、かつ転送
レートの面で有利な連続領域割付が可能なファイル装置
が要望される。しかし、対話型用途のファイル装置に従
来の連続領域割付方法をそのまま適用するのは適当では
ない。なぜなら、ファイルサイズがあらかじめ分からな
いため、従来方法の如く一括して必要なサイズ分の連続
領域を割り付けることができない。かといって、個々の
ＷＲＩＴＥごとに順次連続領域を割り付けていたのでは
、途中に別ファイルのＷＲＩＴＥで記録されるデータが
挿入されてしまい、ファイル内容が複数の連続領域に分
割されてしまう。これを避けるためには、ｎ回目のＷＲ
ＩＴＥの際には、（ｎ−１）回目までの内容と合計サイ
ズの連続領域を新たに再割付けする必要がある。しかし
、実際は、このデータ移動を伴う再割付けは時間がかか
り、これをＷＲＩＴＥごとに頻繁に行うのは、ほとんど
実用的でない。

【００１６】本発明は、上記課題に留意し、記録データ
の種類やサイズが異なってもデータ書き込み読みだしが
高速で、記録媒体の有効活用ができる連続割付ファイル
装置を提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
するために、ファイル作成宣言をする開始指示と、ファ
イル内容の一部または全部の記録指示と、ファイル内容
の記録の終了指示によりデータを記憶媒体内のファイル
として記録するファイル管理部と、記憶媒体の記録領域
を複数の連続ゾーンに分割管理するファイル記録領域割
付部と、このファイル記録領域割付部により指定された
記憶媒体内の割付領域にデータを記録する記憶媒体管理
部を有した連続割付ファイル装置であって、ファイル記
録領域割付部が、あるファイルの開始指示ごとに他ファ
イルに占有されていない連続ゾーンを占有し、データの
記録指示ごとにこのファイル用に占有した連続ゾーン内
の前回割付領域に隣接する連続領域を割付け、終了指示
でこのファイル用に占有した連続ゾーンの占有を開放す
る構成となっている。

【００１８】

【作用】上記の構成の本発明の連続割付ファイル装置は
、複数のファイルが並列に作成指示された場合でも、フ
ァイル記録領域割付部によりファイルごとに別々の連続
ゾーンが占有される。このため、各ファイルのデータは
複数に分割して記録指示されても、占有されたゾーンに
他ファイルのデータが混在して記録されることは無く、
単一ファイルのデータのみが連続して割り付けられる。この結果、複数のファイルを分割および並列して記録す
るためのファイル作成指示、記録指示、終了指示の指示
群を有し、かつ連続領域割付の可能なファイル装置を実
現できる。

【００１９】

【実施例】図１に本発明の一実施例の連続割付ファイル
装置の構成を示すブロック図を示す。その構成要素とし
て１は、ファイル装置の資源管理を行うプログラムであ
るオペレーティングシステム、２はこのオペレーティン
グシステム１で動作するユーザプログラム、３はファイ
ルを記録しておく記憶媒体である。オペレーティングシ
ステム１内の１１はファイル名とその記録位置の対応を
管理するファイル管理部、１２はファイル管理部１１か
らの指示によりデータを記録するゾーンを決定し連続領
域を割付けるファイル記録領域割付部、１３はファイル
記録領域割付部１２で割り付けされた連続領域にデータ
を記録する記憶媒体管理部である。２１〜２３は、ユー
ザプログラム２が記憶媒体３に記録するファイルの例で
ある。また、４は記憶媒体３０内のデータ配置を示す概
略パターン図であり、本発明の連続領域割付方法による
割付けを行った場合の例を示している。データ配置４の
４１は記憶媒体の識別子や未使用領域情報など記憶媒体
の総括情報を記録するＶＴＯＣ、４２〜４４は記憶媒体
４内の記録領域を分割したゾーンを示す。連続領域の割
り付けは、バイト単位の割り付けも可能であるが、本実
施例では説明の簡略化のために、ブロック単位の割り付
けを行うとして説明する。なお、ユーザプログラム２が
記憶媒体３に記録するファイル内容については従来例と
同様なので詳細説明は省略する。

【００２０】本発明では、複数のファイルが並列に記録
される場合にも、連続領域の割り付けが可能なように、
記録領域を複数のゾーンに分割して管理する。図２は本
発明で図１に示すファイルＡ〜Ｃを分割して並列に記録
する場合のシーケンスを示すフローチャートである。ま
た表１と表２には本発明に使用するテーブル類を示す。以下、これらの図と表を用いて本発明の連続領域割付方
法について説明する。

【００２１】

【表１】

【００２２】（表１）は、記録または読込中のファイル
状態を示すファイルテーブルの一例である。（表１）に
は、記録されるファイルのファイル名と、ファイルデー
タが記録される先頭ブロックを示すスタートアドレス、
その時点までに記録されたファイルデータの記録サイズ
、ファイルが割付けられるゾーン番号がファイルごとに
表示されている。

【００２３】

【表２】

【００２４】（表２）は、記憶媒体３の記録領域を分割
した各ゾーンの情報を記録するゾーンテーブルの一例で
ある。（表２）にはゾーン番号、各ゾーンの開始ブロッ
クアドレスである開始アドレス、終了ブロックアドレス
である終了アドレス、各ゾーン内での未使用ブロックの
先頭ブロックアドレス、つまり次に領域割付けを行うブ
ロックアドレスである次割付アドレスおよびゾーン状態
をゾーン番号ごとに示している。ゾーン状態の（ＦＦ）
はこのゾーン内に記録中のファイルがある占有状態を、
（００）は逆に記録中のファイルのない開放状態を示す
。（表２）のゾーンテーブルは記憶媒体３内のＶＴＯＣ
４１に記録され、通常はファイル記録領域割付部１２に
キャッシュされて参照され、一定期間ごとにＶＴＯＣ４
１内に書き戻されて更新される。

【００２５】つぎに、図２のシーケンスについて説明す
る。ユーザプログラム２から、先ずＣＲＥＡＴＥ（ファ
イルＡ）が指示される（指示５０１）と、ファイル管理
部１１では、ファイル記録領域割付部１２に対しゾーン
の割当を要求する（指示５０２）。まだ、この段階では
どのゾーンも開放状態であるとする。ファイル記録領域
割付部１２では、（表２）のゾーンテーブルから開放状
態のゾーン１を割り当て、それに相当する次割付アドレ
スとゾーン番号１を返す（指示５０３）。このとき、ゾ
ーン１のゾーン状態の該当欄には開放状態（００）から
占有状態（ＦＦ）をセットする。ファイル管理部１１で
は、返された次割付アドレスとゾーン番号１を、（表１
）のファイルテーブルのファイルＡ該当欄のスタートア
ドレスとゾーン番号にセットする。以下、ＣＲＥＡＴＥ
（ファイルＢ）とＣＲＥＡＴＥ（ファイルＣ）について
も同様である。

【００２６】つぎに、ファイルＡのデータの書込指示、
ＷＲＩＴＥ（Ｐａｒｔ（ａ）、ファイルＡ）が指示され
る（指示５０４）。ファイル管理部１１では、ゾーン番
号１と記録するデータＰａｒｔ（ａ）のサイズを、ファ
イル記録領域割付部１２に渡し、連続領域の割り付けを
指示する（指示５０５）。ファイル記録領域割付部１２
は、（表２）のゾーンテーブル内の指示されたゾーン番
号１の次割付アドレスから指定サイズの領域を予約し、
次割付アドレスを返し、この値を予約サイズ分インクリ
メントする（指示５０６）。ファイル管理部１１では、
記憶媒体管理部１３に指示して、返された次割付アドレ
スから始まる連続ブロックにデータＰａｒｔ（ａ）を記
録する（指示５０７）。以下、ＷＲＩＴＥ（Ｐａｒｔ（
ｂ）、ファイルＢ）〜ＷＲＩＴＥ（Ｐａｒｔ（ｊ）、フ
ァイルＣ）についても同様である。

【００２７】最後に、ファイルＡの終了指示、ＣＬＯＳ
Ｅ（ファイルＡ）が指示される（指示５０８）。ファイ
ル管理部１１では、（表１）のファイルテーブルのファ
イルＡ該当欄の情報を、作成日時など他の必要な情報と
伴に、ファイル情報として記憶媒体３に記録する（指示
５０９）。その後、（表１）のファイルテーブルのファ
イルＡ該当欄を、他のファイルに使用できるよう開放す
る（たとえば０で初期化する）。合わせて、（表２）の
ゾーンテーブルのゾーン番号１のゾーン状態欄を開放状
態（００）にリセットする。以下、ＣＬＯＳＥ（ファイ
ルＢ）〜ＣＬＯＳＥ（ファイルＣ）についても同様であ
る。このような動作を繰り返すことによりゾーン内で占
有せず使用していない領域については、次のファイル作
成開始指示のときに有効活用されることになる。

【００２８】ファイル情報の記録位置は、ディレクトリ
による階層構造の有無などファイル管理部１１に依存す
るため限定できない。一般的には、ルートと呼ばれる最
上位階層のファイル情報はＶＴＯＣ４１に、それ以下の
階層はそこに属するファイル情報をまとめたディレクト
リファイルとして、他のデータファイルと同様に扱い何
れかのゾーンに記録する。

【００２９】以上のように、本発明ではファイルごとに
ゾーンが占有されるため、複数のファイルが分割されて
並列に記録されても、各ファイルのＰａｒｔ間には他の
ファイルのＰａｒｔが挿入されて記録されず、ファイル
ごとに連続領域を割り付けができるのである。

【００３０】なお、ここではゾーンの割当アルゴリズム
として、ＣＲＥＡＴＥ順に開放状態のゾーン１から順に
割当てる例を示している。しかし、この方法では番号の
若い上位ゾーンに使用が集中する。このため実際には、
各ゾーンの使用頻度を均一化するために、前回使った最
後のゾーン番号をＶＴＯＣ４１内に記録しておき、その
続き番号のゾーンから割り当てを始め、最後ゾーンまで
到達すれば、また先頭ゾーン１から割り当てるアルゴリ
ズムを採る方法が有効である。この他、未使用領域の最
も多いゾーンから割り当てるアルゴリズムや、ファイル
名をキーとしてその拡張子やハッシュにより割当ゾーン
を決定するアルゴリズムも可能である。また、ファイル
が削除された際には、不要になったデータ部分に同一ゾ
ーン内の残りデータを移動させて詰めるガーベージコレ
クションを行うこともできる。本実施例では、移動する
データ量は同一ゾーン内に限定でき、移動するデータが
少なくて済み効率的にガーベージコレクションができる
。

【００３１】この他、図１ではファイル記録領域割付部
１２の割り付けによる第１，第２の連続ゾーンであるゾ
ーン１，２共にアドレス順に連続領域を割り付ける例を
示している。この他の方法として、ゾーン１は、開始ア
ドレスからアドレス順に、またゾーン１に隣接するゾー
ン２は、終了アドレスから逆アドレス順にして、双方の
次割付アドレスがぶつかるまで連続領域を割り付ける方
法をとれば、双方の隣接部分を共用できるため、より大
きな連続領域が可能となる。

【００３２】さらに、本実施例のファイル管理部１１，
ファイル記録領域割付部１２および記憶媒体管理部１３
は、ＵＮＩＸなどの汎用オペレーティングシステムのフ
ァイルシステムと呼ばれる部分に相当する。とくにＵＮ
ＩＸなどでは、ＵＮＩＸ固有のファイルシステムの他に
、異なるファイルシステムを実装できる機構を有してい
る。本実施例の実装方法として、このような機構を利用
して汎用オペレーティングシステムに実装する形態をと
れば、汎用オペレーティングシステムの有する機能や、
アプリケーションソフトウェア資産を利用でき、非常に
有効である。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の連続割付ファイル装置はファイルごとに記憶媒体にあ
る領域を占有する専用のゾーンを割り付けるファイル記
録領域割付部を設け、割付終了後にその占有を開放する
。これによりファイルデータの連続領域割付が可能とな
り、記憶媒体の有効活用とともに高速処理が可能となり
、とくに高いデータ転送レートの必要とされる、対話的
にマルチメディアデータを扱うシステムにも適用可能な
連続割付ファイル装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の連続割付ファイル装置の構
成例を示すブロック図

【図２】同実施例のシーケンス動作を示すフローチャー
ト

【図３】従来のファイル装置の構成例を示すブロック図

【符号の説明】

１　　オペレーティングシステム２　　ユーザプログラム３　　記憶媒体４　　データ配置１１　　ファイル管理部１２　　ファイル記録領域割付部１３　　記憶媒体管理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファイル作成宣言をする開始指示と、ファ
イル内容の一部または全部の記録指示と、ファイル内容
の記録の終了指示によりデータを記憶媒体内のファイル
として記録するファイル管理部と、前記記憶媒体の記録
領域を複数の連続ゾーンに分割管理するファイル記録領
域割付部と、前記ファイル記録領域割付部により前記記
憶媒体内の指定された割付領域にデータを記録する記憶
媒体管理部を有し、前記ファイル記録領域割付部が、前
記開始指示ごとに他ファイルに占有されていない連続ゾ
ーンを占有し、記録指示ごとに占有した前記連続ゾーン
内の前回割付領域に隣接する連続領域を割付け、前記終
了指示で前記連続ゾーンの占有を開放するようにしてな
る連続割付ファイル装置。
【請求項２】ファイル記録管理部が連続領域の割付けを
アドレスの増加順に行う第１の連続ゾーンと、アドレス
逆順に行う第２の連続ゾーンを隣接するように分割管理
するようにしてなる請求項１記載の連続割付ファイル装
置。