JPH07152624A

JPH07152624A - 二重化ファイル書き込み方法

Info

Publication number: JPH07152624A
Application number: JP5299790A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Matsuzawa; 寿典松沢; Tomoji Takehisa; 友二竹久; Junichi Kikuchi; 淳一菊池
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】システムを停止せずにファイルの再配置を行
って連続した二重化したファイルを作成すること。【構成】二次記録媒体上に格納された全てのファイル
の書き込み状況、すなわち、ファイル毎に、そのファイ
ルが有効に格納されている二次記録媒体を指定する有効
ディスク番号（有効ＤＫ）、ファイルの格納が連続領域
にあるかを指定する情報（連続）、そのファイルが二次
記録媒体上の何番目のファイルかを示す情報（順序）、
そのファイルがアクセス完了しているものかアクセスの
途中であるかを示す情報（状態）を管理しておき、上記
ファイルの書き込み状況を参照することによって、二重
書き込みを実行する際にファイルの再配置もあわせて行
うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二重化ファイル書き込
み方法に関し、特に、ブロック単位の二重化制御をファ
イル単位の二重化制御に変更することによって、システ
ムを停止することなくファイルを再配置し連続したファ
イルを生成する二重化書き込み方法にに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子計算機システムは、入力装
置、主記憶装置、外部記憶装置、ＣＰＵ（中央処理装
置）、出力装置からなり、入力装置または外部記憶装置
から取り入れたデータを主記憶装置に格納しておき、Ｃ
ＰＵ（中央処理装置）でそのデータを読み出して処理
し、処理結果を再び主記憶装置に格納し、必要に応じて
外部記憶装置、または、表示装置やプリンタなどの出力
装置に出力するようになっている。主記憶装置としては
高速アクセスが可能な半導体記憶装置が用いられている
が、半導体記憶装置の容量は制限されているため、それ
を補助するための外部記憶装置として大容量の磁気や光
を利用したディスク装置が用いられている。半導体記憶
装置からなる主記憶装置は電源をoffにすると記憶内容
が消えてしまう揮発性でありが、ディスク装置は電源を
offにしても記憶内容が保持される不揮発性である。

【０００３】ディスク上のデータは、入出力単位である
ブロック単位でアクセスしなければならないが、ブロッ
ク単位でアクセスするためにはディスク上の物理的な位
置をいちいち指定する必要があり、非常に煩雑である。
そのため、ＯＳ（オペレーティングシステム）側でブロ
ックとファイルの対応関係を管理（以下、ファイル管理
という））しておくことによって、アプリケーションプ
ログラムから物理的な位置を示すブロックを意識せずに
仮想的なファイルという概念でデータの入出力ができる
ようしている。この事情を図１に示す。図１において、
１はアプリケーションプログラム、２はファイルＡ、３
はファイルＢ、４はディスク、５はファイル／ブロック
の対応を管理している管理域、６はファイルＡが格納さ
れるブロック、７はファイルＢが格納されるブロックを
表している。アプリケーションプログラム１によりファ
イルＡ（またはファイルＢ）に対して読み込みまたは書
き込みする際には、ＯＳの管理域５を参照し、ファイル
Ａ（またはファイルＢ）のディスク上の位置を示すブロ
ックポインタを取り出し、そのポインタが指し示すブロ
ック６（またはブロック７）にアクセスするようにして
いる。

【０００４】ファイル管理を行っているＯＳでは、新規
ファイルの作成や削除があった場合には、ディスク上の
空き領域を新規ファイルとして割り当てたり、使用して
いたファイルの領域を空き領域とする処理を行い、この
状態を内部の管理情報として、ディスク上の特定な領域
に記録している。この方式では、ファイルの新規作成や
削除を繰り返すことによって、フラグメンテーションを
引き起こす可能性がある。

【０００５】フラグメンテーションとは、ファイルの削
除／生成を繰り返した場合に多数の細切れな空き領域が
生じてしまい、新たなファイルを生成する場合に不連続
なファイルしか生成できない。この例を図２に示す。ま
ず、ディスク上に、ファイルＡ、ファイルＢ、ファイル
Ｃが連続して存在し、その後に空き領域がある状態
（１）を考える。この状態（１）からファイルＢを削除
すると、ファイルＢがあった領域が空き領域の状態
（２）になる。この状態（２）にファイルＤを生成しよ
うとしたとき、ファイルＤの大きさがファイルＢの大き
さ、空き領域の大きさより大きい場合には、ファイルＤ
を分割してファイルＢのあった領域と空き領域に分散し
て格納しなければならない。このときの状態は状態
（３）のようになり、ファイルＤが不連続な領域に分散
してしまい、いわゆるフラグメンテーションが生じる。
１つのファイルが複数の領域に分散して格納されている
と、ファイルアクセス時の性能劣化を引き起こす。

【０００６】これを回避するために、ファイルの再配
置、すなわち、状態（３）において、ファイルＣをファ
イルＡの連続した領域に移動することによって分散され
ている空き領域を一箇所にまとめる。この状態は状態
（４）のようになる。状態（４）では空き領域がファイ
ルＤの大きさより大きくなるため、ファイルＤを連続し
た領域に格納することができる。この状態を状態（５）
に示す。この場合、上記のようなフラグメンテーション
によるファイルアクセス時の性能の劣化を防ぐことがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、フ
ァイルの再配置をすることによってフラグメンテーショ
ンによるファイルアクセス時の性能の劣化は防止できる
が、再配置中（ファイルＣの移動中）はそのファイルへ
のアクセスが不可能になり、システムを一旦停止しなく
てはならず、結局、フラグメンテーションによる性能劣
化とは別の性能劣化が新たに発生してしまう。また、シ
ステムを停止させずにファイルの再配置を行うために
は、予備のディスクを用意しておき、予備ディスクとの
間でコピーを行いながら再配置をする方法が考えられる
が、再配置のためだけに予備ディスクを用意するので
は、装置の有効利用が図れない。そこで、信頼性向上の
ために従来から使用されているディスクのミラー方式を
利用することが考えられる。従来のミラー方式は、ファ
イル／ブロック管理とは独立したものであり、ファイル
という概念は存在しない。この方式では、実際にブロッ
ク単位で読み込み／書き込みを行う場合には２つのディ
スクにアクセスするようになっており、２つのディスク
とも全く同じブロック配置になる。また、一方のディス
ク上のブロックが破壊された場合、他方のディスクから
コピーすることによって復旧される。このようなミラー
方式を利用して二重化を行いながら再配置を行うように
すると、一応予備ディスクの有効利用が図れる。しかし
ながら、前述のブロックとファイルの対応を管理してい
る部分と従来のミラー方式で二重化制御を行っている部
分は全く独立しているため、単純にミラー方式を利用し
て再配置を行うだけでは、システムを停止せずにファイ
ルの再配置を行うことは不可能である。本発明の目的
は、これらの問題点を解消し、システムを停止せずにフ
ァイルの再配置を行って連続した二重化したファイルを
作成することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、論理的な単位であるファイルと二次記録
媒体上の物理的な位置を表すブロックとの対応関係およ
びファイルの有効性を管理しておくことによってファイ
ル単位でデータの入出力を行うとともに、一方の二次記
録媒体のファイルに障害が発生した場合に他方の二次記
録媒体をもとにして障害を発生した二次記録媒体上のフ
ァイルを復旧するようにした二重化ファイル書き込み方
法において、上記二次記録媒体上に格納された全てのフ
ァイルの書き込み状況を管理しておき、上記ファイルの
書き込み状況を参照することによって、二重書き込みを
実行する際にファイルの再配置もあわせて行うようにし
ている。すなわち、従来の二重化制御方法を応用し、従
来ファイル管理とは独立して行っていたブロック単位の
二重化制御をファイル単位の二重化制御に変更し、ファ
イル管理内で行うことにより、ファイルの再配置を行
い、システムを停止せずに連続したファイルを作成する
ようにしている。

【０００９】

【作用】本発明は、二次記録媒体上に格納された全ての
ファイルの書き込み状況を管理しておき、上記ファイル
の書き込み状況を参照することによって、二重書き込み
を実行する際にファイルの再配置もあわせて行うように
したため、システムを停止せずにファイルの再配置を行
って連続した二重化したファイルを作成することができ
る。

【００１０】

【実施例】本発明の具体的な例を図３〜図１５を用いて
説明する。図３および図４は本発明におけるファイル再
配置処理と障害時の回復処理を含む二重化ファイル書き
込み方法を説明するためのフローチャート、図５〜図１
４は図３および図４のフローチャートの各ステップにお
けるディスク上のファイル配置の状態図とディスク上の
ファイルの管理状態を保持する管理表を示す図である。
管理表は、ファイル毎に、そのファイルが存在するディ
スクはどれか（「有効ＤＫ」情報）、そのファイルの前
に空き領域がない（「連続」情報）か、そのファイルが
先頭から何番目のファイルか（「順序」情報）、そのフ
ァイルの状態は書き込み中か書き込み完了か（「状態」
情報）などの各種管理情報を格納する。管理表にファイ
ル毎の「有効ＤＫ」情報と「状態」情報を管理しておく
ことにより、処理の途中で何らかの障害が発生した場合
に１つ前の状態に戻して処理を再開することが可能にな
る。また、「連続」情報と「順序」情報を同時に管理し
ておくことにより、再配置の必要性や再配置対象になる
ファイルを判断できる。

【００１１】次に、本発明の二重化ファイル書き込み方
法を、図３および図４のフローチャートに沿って詳細に
説明する。まず、図３のステップ１１の状態は、ディス
ク１及びディスク２にファイルＡ、Ｂ、Ｃが連続した領
域に割り当てられており、その後に空き領域が割り当て
られている状態である（図５（ａ）参照）。このときの
管理表は図５（ｂ）のようになる。図５（ｂ）はファイ
ルＡ、Ｂ、Ｃが“両方”のディスクにあり、それらが連
続配置され、かつ書き込み完了状態であり、その順序は
ファイルＡが“１”番目、ファイルＢが“２”番目、フ
ァイルＣが“３”番目であることを意味している。な
お、図５〜図１４のディスク上のファイル配置図におけ
るファイルの状態表示の仕方は図５の凡例に示す通りで
ある。

【００１２】次のステップ１２の状態は、ファイルＢが
削除され、ファイルＡとファイルＣの間に空き領域が生
じ、空き領域が２箇所に存在する状態である（図６
（ａ）参照）。このときの管理表は図６（ｂ）のように
なる。すなわち、ファイルＡに関する管理情報は変わら
ないが、ファイルＢが削除されたため、ファイルＣは不
連続な領域（「連続」情報が“×”）に変わり、順序は
“２”番目に変わる。この状態では、ファイルＣの前に
空き領域があるので、ファイルＤを連続して作成するた
めに、ファイルＣ以下の再配置を行う必要がある。すな
わち、この状態で、例えば、削除したファイルＢより大
きなファイルＤを新たに作成しようとすると、再配置を
行わない場合には、ファイルＤをファイルＢのあった領
域と空き領域に分散して不連続に作成しなくてはならな
い。本発明では上述した管理表を参照して以下のステッ
プ１３〜ステップ２４の処理を経てディスクの再配置を
行うことによって、最終的に、ステップ２５に示したよ
うにファイルＡ、Ｃ、Ｄを連続した領域に割り当てるこ
とが可能になる。

【００１３】以下、ステップ１３〜ステップ２５につい
て詳細に説明する。ステップ１３は、ディスク上にファ
イルＤを入れる連続した空き領域がないため、ディスク
１上の以前にファイルＢがあった空き領域とファイルＣ
の領域の一部をつぶし、ファイルＡに連続した領域にフ
ァイルＤを作成しつつある状態（図７（ａ）参照）であ
り、このときの管理表は図７（ｂ）のようになる。すな
わち、ファイルＡについては変わらないが、ファイルＣ
については、ディスク１のファイルＣはつぶされるので
「有効ＤＫ」情報が“両方”から“ディスク２”に変わ
り、またファイルＤについては、まだ書き込み中である
ので「有効ＤＫ」情報は無し“×”に、「状態」情報は
書き込み中を示す“書中”に変わる。

【００１４】ステップ１３におけるファイルＤの書き込
み中に障害が発生した場合は、まずステップ１４におい
てファイルＤ作成中につぶされたディスク１上のファイ
ルＣをディスク２から同一位置にコピーし、ステップ１
５において管理表のファイルＤの行を削除し、ファイル
Ｃの「有効ＤＫ」情報を“両方”にした後、ステップ１
３の処理を最初からやり直す。

【００１５】ステップ１６はステップ１３でのファイル
Ｄの作成が正常に完了した状態である。このときの管理
表は図８のようになる。すなわち、ファイルＣの「順
序」情報が“３”に変わり、ファイルＤについては、
「有効ＤＫ」情報が“ディスク１”に、「連続」情報が
“○”に、「順序」情報が“２”に、「状態」情報が
“完了”に変わる。

【００１６】ステップ１３の処理でディスク１上にファ
イルＤを作成したことにより、二重化されているファイ
ルＣのうちディスク１上のファイルはつぶれてしまった
ので、ディスク２からコピーする必要がある。ステップ
１７は、ファイルＣをディスク２からディスク１上のフ
ァイルＤの後方にコピーしている状態である（図９
（ａ）参照）。このときの管理表は図９（ｂ）に示した
ように、ファイルＣの「状態」情報が“書中”に変わ
る。

【００１７】ステップ１７におけるファイルＣのコピー
中に障害が発生した場合は、ステップ１８において、管
理表のファイルＣの「状態」情報を“書中”から“完
了”に戻してファイルＣのコピー前の状態にした後、ス
テップ１７におけるファイルＣのコピー処理を最初から
やり直す。ステップ１９は、ステップ１７におけるファ
イルＣのコピーが正常に終了した状態である。このと
き、管理表は図１０のようになる。すなわち、ファイル
Ｃについて、「有効ＤＫ」情報が“ディスク１”に、
「連続」情報が“○”に、「状態」情報が“完了”に変
わる。

【００１８】図４のステップ２０は、ディスク１上の１
重化のファイルＤを二重化にするためにディスク２上へ
コピーしている状態を示している。ディスク２へのコピ
ー先はファイルＡの後方の領域である（図１１（ａ）参
照）。このときの管理表は、図１１（ｂ）のようにな
る。すなわち、ファイルＤについて、「状態」情報が
“完了”から“書中”に変わる。ステップ２０における
ファイルＤのコピー中に障害が発生した場合は、ステッ
プ２１において、管理表のファイルＤの「状態」情報を
“書中”から“完了”に戻してファイルＤのコピー前の
状態にした後、ステップ２０におけるファイルＤのコピ
ー処理を最初からやり直す。

【００１９】ステップ２２はステップ２０におけるファ
イルＤのコピーが正常に終了した状態である。このとき
の管理表は図１２のようになる。すなわち、ファイルＤ
について、「有効ＤＫ」情報が“ディスク１”から“両
方”に、「状態」情報が“書中”から“完了”に変わ
る。

【００２０】ファイルＤの２重化時につぶされてしまっ
たファイルＣを再度二重化するために、ファイルＣをデ
ィスク１からディスク２へコピーする必要がある。ステ
ップ２３は、ファイルＣをディスク１からディスク２の
ファイルＤの後方へコピーしている状態である（図１３
（ａ）参照）。このときの管理表は図１３（ｂ）のよう
になる。すなわち、ファイルＣについて、「状態」情報
が“完了”から“書中”に変わる。

【００２１】ステップ２３におけるファイルＣのコピー
中に障害が発生した場合は、ステップ２４において、管
理表のファイルＣの「状態」情報を“書中”から“完
了”に戻し、ファイルＣのコピー前の状態にした後、ス
テップ２３におけるファイルＣのコピー処理を最初から
やり直す。ステップ２５は、ステップ２３におけるファ
イルＣのコピーが正常に終了した状態である。このとき
のディスク上のファイル配置は、ファイルＡ、ファイル
Ｄ、ファイルＣがディスク１及び２上に連続的に、全て
が二重化されて配置される（図１４（ａ）参照）。この
ときの管理表は図１４（ｂ）のようになる。すなわち、
ファイルＣについて、「有効ＤＫ」情報が“ディスク
１”から“両方”に、「状態」情報が“書中”から“完
了”に変わる。本発明によると、管理表の「有効ＤＫ」
情報により該当ファイルのどちらのディスクにアクセス
すべきかがわかるので、たとえ、再配置中であってもア
プリケーションプログラムからのアクセスが可能にな
る。したがって、本発明では、システムを停止させず
に、連続した二重化したファイルを作成することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、ファイルの二重化制御を応用
してファイルを管理することによって、システムを停止
することなく、連続ファイルのための再配置が行えるの
で、ファイルへのアクセス性能の低下を大幅に抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アプリケーションプログラムからディスク上の
ファイルをアクセスする場合の模式図である。

【図２】フラグメンテーションとその回避策を説明する
ための図である。

【図３】本発明の二重化ファイル書き込み方法を説明す
るためのフローチャートである（その１）。

【図４】本発明の二重化ファイル書き込み方法を説明す
るためのフローチャートである（その２）。

【図５】図３のステップ１１におけるディスクの状態を
表す図および図５〜図１４中のファイルの表記法を表す
図である。

【図６】図３のステップ１２におけるディスクの状態を
表す図である。

【図７】図３のステップ１３におけるディスクの状態を
表す図である。

【図８】図３のステップ１６におけるディスクの状態を
表す図である。

【図９】図３のステップ１７におけるディスクの状態を
表す図である。

【図１０】図３のステップ１９におけるディスクの状態
を表す図である。

【図１１】図４のステップ２０におけるディスクの状態
を表す図である。

【図１２】図４のステップ２２におけるディスクの状態
を表す図である。

【図１３】図４のステップ２３におけるディスクの状態
を表す図である。

【図１４】図４のステップ２５におけるディスクの状態
を表す図である。

【符号の説明】

１アプリケーションプログラム２ファイルＡ３ファイルＢ４ディスク５管理域６、７ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】論理的な単位であるファイルと二次記録
媒体上の物理的な位置を表すブロックとの対応関係およ
びファイルの有効性を管理しておくことによってファイ
ル単位でデータの入出力を行うとともに、一方の二次記
録媒体のファイルに障害が発生した場合に他方の二次記
録媒体をもとにして障害を発生した二次記録媒体上のフ
ァイルを復旧するようにした二重化ファイル書き込み方
法において、上記二次記録媒体上に格納された全てのファイルの書き
込み状況を管理しておき、上記ファイルの書き込み状況
を参照することによって、二重書き込みを実行する際に
ファイルの再配置もあわせて行うようにしたことを特徴
とする二重化ファイル書き込み方法。
【請求項２】請求項１記載の二重化ファイル書き込み
方法において、上記ファイルの書き込み状況は、ファイ
ルが有効に格納されている二次記録媒体を指定する有効
記録媒体番号、ファイルの格納が連続領域にあるかを指
定する情報、そのファイルが二次記録媒体上の何番目の
ファイルかを示す情報、そのファイルがアクセス完了し
ているものかアクセスの途中であるかを示す情報からな
っていることを特徴とする二重化ファイル書き込み方
法。