JPH0869403A - ファイル管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクセス時間の短いファイル管理装置を提供
すること。 【構成】 外部記憶装置に確保された所定の連続領域に
ファイルを格納していくファイル管理装置において、フ
ァイルを拡張しようとした時に、確保された連続領域に
空きが無い場合には、隣接するデータあるいは自分自身
のデータの内のいずれかの全データをシフトするかある
いは他の領域に移動させる移動手段と、移動により生じ
た連続する空き領域を使用してファイルを拡張する手段
とを有する。また所定の連続領域はディレクトリ単位に
確保され、前記移動手段は、ディレクトリ移動手段であ
り、かつ、移動により生じた連続する空き領域を所望の
ディレクトリに組み込むディレクトリ拡張手段を有して
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ等における
ファイル管理装置に関し、特にファイル管理装置におけ
る外部記憶装置へのページの割り当て制御方式に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク、フロッピディスク、光
ディスク等の外部記憶装置を有するコンピュータにおい
ては、ファイルをページ（外部記憶装置のフォーマット
に基づく所定の長さのデータ）単位で記憶し、管理して
いる。例えばＵＮＩＸにおける外部記憶装置、例えばハ
ードディスク内のデータ構造は、図３に示すように、大
きく４つのブロックに分かれる。まず、ブートブロック
には起動時に読み込まれるプログラムが格納されてい
る。ブロック管理領域（スーパーブロック）には各領域
の大きさ、空きページの管理のための情報等が格納され
ている。ｉノード領域（ｉノードリスト）には複数のｉ
ノードと呼ばれるテーブルが格納されている。ｉノード
には、ファイルの種類、大きさ、ファイルの実際のデー
タが格納されている複数のデータブロックへのアドレス
（ページアドレス）等の情報が格納されており、１つの
ｉノードが１つのファイルに対応する。

【０００３】データ領域には実際のファイルデータおよ
びディレクトリがページ単位で分散して格納されてい
る。ディレクトリには、該ディレクトリ内の複数のファ
イル名およびファイル名に対応するｉノード番号とを記
憶したテーブルが格納されている。ファイルにアクセス
する場合には、まずディレクトリ内の目的とするファイ
ル名を検索し、対応するｉノード番号を求める。つぎに
ｉノード領域中の目的のｉノードを読み出し、ｉノード
中のデータブロックへのアドレス（ページアドレス）を
基にデータ領域からファイルデータを読み出す。

【０００４】このような制御方式においては、データ領
域に離散的に空き領域が存在する場合でも、１つのファ
イルのデータをそれぞれの空き領域に割り当て、各領域
を１つのｉノードに登録することによりファイルを格納
することが可能となる。ところが、ファイルの生成、削
除を繰り返していくと、連続領域にファイルを割り当て
ることができなくなり、ファイルの記憶位置の断片化が
進行する。記憶位置が断片化すると、点在しているペー
ジを読み込むために、ヘッドの移動時間やディスクの回
転待ち時間が多く必要となる。従って、従来の制御方式
においては、アクセス時間が遅くなってしまうという問
題点があった。このような問題点を解決する方法とし
て、例えば、特開平２−１９９３８号公報には、初期化
時に複数の異なるサイズの連続空き領域を設けて、ファ
イルを割り当てる方式が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載されて
いるような従来のファイル管理装置においては、連続す
る空き領域を全て使用してしまった場合には、後続する
データが離れたアドレスに割り当てられる可能性があ
り、従ってアクセス時間が長くなるというという問題点
があった。本発明の目的は、前記のような従来技術の問
題点を解決し、アクセス時間の短いファイル管理装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、外部記憶
装置に確保された所定の連続領域にファイルを格納して
いくファイル管理装置において、ファイルを拡張しよう
とした時に、確保された連続領域に空きが無い場合に
は、隣接するデータあるいは自分自身のデータの内のい
ずれかの全データを移動させる移動手段と、移動により
生じた連続する空き領域を使用してファイルを拡張する
手段とを有することを特徴とする。第２の発明は、第１
の発明において、所定の連続領域はディレクトリ単位に
確保され、移動手段はディレクトリ内の全データを移動
させるディレクトリ移動手段であり、かつ、移動により
生じた連続する空き領域を拡張すべきファイルが含まれ
るディレクトリに組み込むディレクトリ拡張手段を有す
ることを特徴とする。

【０００７】第３の発明は、第２の発明において、移動
手段は、隣接するディレクトリのアクセス頻度チェック
手段と、隣接するディレクトリの空き領域チェック手段
と、アクセス頻度チェック手段および空き領域チェック
手段の少なくとも一方の出力に基づき、移動するディレ
クトリを決定するディレクトリ決定手段を含むことを特
徴とする。第４の発明は、第２の発明において、移動手
段は、隣接するディレクトリのアクセス頻度チェック手
段と、隣接するディレクトリの空き領域チェック手段
と、アクセス頻度チェック手段および空き領域チェック
手段の少なくとも一方の出力に基づき、ディレクトリを
シフトするかあるいは離れた空き領域に移動するかの移
動形式を決定する移動形式決定手段とを含むことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】第１の発明においては、ファイルを拡張しよう
とした場合に、もし連続領域に空きがなければ、前後あ
るいは自分自身のデータをシフトまたは他の空き領域に
移動させることにより、連続領域を拡張する。従って、
ファイルには常に連続する領域が割り当てられているの
で、アクセスが高速になり、スループットが向上する。
第２の発明においては、あるディレクトリにファイルを
追加するかあるいはファイルを拡張しようとした場合
に、もし該ディレクトリに割り当てられた連続領域に空
きがなければ、前後あるいは自分自身のディレクトリを
シフトまたは他の空き領域に移動させることにより、該
ディレクトリの連続領域を拡張する。従って、該ディレ
クトリには常に連続する領域が割り当てられているの
で、アクセスが高速になり、スループットが向上する。

【０００９】第３の発明においては、第２の発明におい
て、アクセス頻度チェック手段および空き領域チェック
手段の少なくとも一方の出力に基づき、移動するディレ
クトリを決定するディレクトリ決定手段を備えたことに
より、最も効率のよいディレクトリ移動処理を選択可能
となり、処理時間が短縮される。第４の発明において
は、第２の発明において、アクセス頻度チェック手段お
よび空き領域チェック手段の少なくとも一方の出力に基
づき、ディレクトリをシフトするかあるいは離れた空き
領域に移動するかの移動形式を決定する移動形式決定手
段を備えたことにより、やはり最も効率のよいディレク
トリ移動処理を選択可能となり、処理時間が短縮され
る。

【００１０】

【実施例】図２は、本発明が適用されるコンピュータシ
ステムの一例を示すブロック図である。ＣＰＵ１は、Ｒ
ＡＭ２内に記憶されるプログラムに基づき各種の処理を
行う中央処理装置である。ＲＡＭ２は、ディスクから読
み出された、ＣＰＵ１が動作するためのプログラムを記
憶する他、各種のバッファやワークエリアとして使用さ
れる。コンソールインターフェース３は、表示信号をＣ
ＲＴや液晶を用いたディスプレイ４に出力し、またキー
ボード５から入力されたコード情報をＣＰＵ１に通知す
る。ハードディスクコントローラＨＤＣ６は、ＣＰＵ１
からの制御に基づき、プログラムあるいはデータのファ
イルを格納しているハードディスクＨＤ７の読み出しあ
るいは書き込み制御を行う。Ｉ／Ｏインターフェース８
は、フロッピィディスク、光ディスク等の各種記憶装
置、あるいはスキャナ、プリンタ、ＬＡＮ等の各種入出
力装置であるＩ／Ｏ９との接続、制御を行う。バス１０
はシステム内の各回路を接続している。

【００１１】図４は、本発明において、ディレクトリ毎
にディレクトリに後続する所定の連続領域を割り当てた
場合のファイルデータの格納状態を示す説明図である。
図４においては、ディレクトリに２つのファイルａ、ｂ
が登録されており、ファイルａ、ｂはそれぞれｉノード
番号１００および２００に対応している。そして、ｉノ
ード１００および２００には、ファイルａの３つのデー
タブロック（ページ）ａ１、ａ２、ａ３に対応するペー
ジアドレスおよびファイルｂの２つのデータブロックｂ
１、ｂ２に対応するページアドレスがそれぞれ記憶され
ている。後続のディレクトリとの間には未使用の空きブ
ロック（５０６〜５０８）が存在する。

【００１２】図５は、本発明におけるディレクトリの詳
細な内容を示す説明図である。ディレクトリ内には、フ
ァイル名とｉノード番号との対応テーブルの他に、ディ
レクトリ内のブロック数（図４の例では８）、ディレク
トリ内の空きブロックリスト、ディレクトリのアクセス
頻度Ｎ、ディレクトリ移動要求フラグの情報が記憶され
ている。ディレクトリのアクセス頻度Ｎは、該ディレク
トリ内の任意のファイルに対する単位時間（例えば１
秒）当たりのアクセス回数の情報であり、ディレクトリ
内にある図示しないカウンタ等によって計測される。デ
ィレクトリ移動要求フラグは、ディレクトリの拡張要求
が発生した時に、ディレクトリのシフトや移動によって
ディレクトリの拡張ができない場合にセットされるフラ
グであり、ディレクトリやファイルの削除、移動等によ
って新たな空き領域が発生した場合に、該フラグのセッ
トされているディレクトリの拡張が試みられる。

【００１３】図６は、本発明におけるディレクトリの生
成処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０に
おいては、ディレクトリの生成に必要な連続した所定ブ
ロックからなる空き領域があるか否かが判定され、結果
が否定であればステップＳ１２に移行するが、肯定であ
ればステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１におい
てはトラック上の前のディレクトリに対して所定の領域
を空けてディレクトリを生成する。ステップＳ１３にお
いては、生成した図５のディレクトリに、ディレクトリ
内のブロック数、ディレクトリ内の空きブロックリスト
を登録する。十分な空き領域が確保出来ない場合には、
ステップＳ１２において確保出来る範囲で最大の領域を
選択してディレクトリを生成する。

【００１４】図１は、前記したような方式で、各ディレ
クトリにトラック上で後続する所定の連続領域を割り当
てた場合に、該領域に空きが無くなった場合のディレク
トリ拡張処理を示す説明図である。各ディレクトリＤ
ｆ、Ｄａ、Ｄｂはそれぞれトラック上で等間隔に配置さ
れており、ディレクトリＤｂの後ろは空いているものと
する。今、図１（ａ）に示すように、ディレクトリＤｆ
には空き領域が無く、更にファイルブロックｆn+1 の追
加が要求されたものとする。

【００１５】この場合の対応策としては、図１（ｂ）に
示すように、後続するディレクトリＤａに空き領域が十
分あれば、ディレクトリＤａおよび該ディレクトリ内の
ファイルブロック（ａ１、ａ２）を後ろにシフトさせ
て、ファイルブロックｆn の後ろに空き領域を生成す
る。そして追加すべきファイルブロックｆn+1 をｆn の
後ろに追加する。シフトする量は、（ｂ）のようにディ
レクトリＤａの空き領域が無くなるまでシフトしてもよ
いし、またディレクトリＤａとＤｆの空き領域が等しく
なるようにするか、あるいはファイルブロックの追加に
必要な最小限のシフトを行うようにしてもよい。図１
（ｃ）は第２の対応策を示しており、後続するディレク
トリＤａを他の空き領域に全て移動させ、空き領域を生
成する。この場合、空き領域の前のディレクトリとは所
定の領域を空けて移動させ、該ディレクトリの領域を確
保するようにする。実際には、後述するように、隣接ブ
ロックの空きの有無、アクセス頻度、他の空き領域の有
無等を考慮して最も処理の速い対応策を採用する。

【００１６】図７はディレクトリ内にファイルブロック
を割り当てる処理を示すフローチャートである。ステッ
プＳ２０においては、図５の空きブロックリストを参照
することによって、ディレクトリにファイルを格納でき
るだけの空き領域があるか否かが判定され、結果が肯定
であればステップＳ３３に移行するが、否定の場合には
ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１において
は、トラック上の後ろのディレクトリのアクセス頻度が
平均値よりも高いか否かが判定される。アクセス頻度の
平均値は、別途カウントした単位時間当たりのファイル
への総アクセス回数をディレクトリ数で除算することに
より算出される。なお、平均値の代わりに領域を拡張す
べきディレクトリのアクセス頻度と比較してもよい。ま
た、アクセス頻度を考慮する理由は、ディレクトリの移
動中はディレクトリ内のファイルへのアクセスが禁止さ
れるので、アクセス頻度の高いディレクトリを移動する
と、アクセス待ちが多発してスループットが低下する可
能性が高いためである。

【００１７】ステップＳ２１の判定結果が否定の場合に
はステップＳ２２に移行し、空きブロックリストを参照
することによって、後ろのディレクトリの空き領域が十
分あるか否かが判定され、結果が肯定であればステップ
Ｓ２３に移行して、図１（ｂ）に示すように、後ろのデ
ィレクトリ全体を後ろにシフトして領域を縮小させる。
また空き領域が十分なければステップＳ２４に移行し、
他に後ろのディレクトリを移動できる空き領域があるか
否かが判定され、結果が否定であればステップＳ２６に
移行するが、肯定の場合にはステップＳ２５に移行し
て、図１（ｃ）に示すように、後ろのディレクトリを他
の空き領域に移動させる。

【００１８】ステップＳ２６においては、トラック上の
前のディレクトリのアクセス頻度が平均値（あるいは自
分のアクセス頻度）よりも高いか否かが判定される。ス
テップＳ２６の判定結果が否定の場合にはステップＳ２
７に移行し、前のディレクトリの空き領域が十分あるか
否かが判定され、結果が肯定であればステップＳ３０に
移行して、自分自身のディレクトリ全体を前にシフトし
て領域を拡張させる。また空き領域が十分なければステ
ップＳ２８に移行し、他に前のディレクトリを移動でき
る空き領域があるか否かが判定され、結果が否定であれ
ばステップＳ３４に移行するが、肯定の場合にはステッ
プＳ２９に移行して、前のディレクトリを他の空き領域
に移動させ、ステップＳ３０に移行して自分自身を前に
シフトさせる。

【００１９】ステップＳ２６における判定結果が肯定の
場合にはステップＳ３１に移行し、自分自身のディレク
トリを移動できる空き領域があるか否かが判定され、結
果が肯定の場合にはステップＳ３２に移行し、自分自身
のディレクトリを他の空き領域に移動させる。そしてス
テップＳ３３においては、ディレクトリに割り当てられ
た領域にファイルブロックを追加し、ディレクトリおよ
び対応するｉノードの情報を更新する。

【００２０】ステップＳ３１の判定結果が否定の場合に
はステップＳ３４に移行し、ディレクトリ内のディレク
トリ移動要求フラグをオンにセットし、ステップＳ３５
においては、とりあえず他の空き領域にファイルブロッ
クを格納し、ディレクトリおよび対応するｉノードの情
報を更新する。オペレーティングシステムのファイル管
理システムにおいては、ファイルやディレクトリの削
除、移動等によりディスクに空き領域が生成された場合
には、ディレクトリ移動要求フラグの立っているディレ
クトリを移動可能か否かが判定され、結果が肯定であれ
ば移動される。以上のような処理により、ディレクトリ
に割り当てられた領域が不足した場合には、なるべく連
続する領域を拡張して割り当てるようにしたので、アク
セス時間が速くなり、スループットが向上する。

【００２１】以上、実施例を説明したが、本発明は以下
に示すような変形例も考えられる。実施例としては、デ
ィレクトリ単位でシフトあるいは移動を行う例を開示し
たが、ディレクトリの代わりにファイル単位で所定の連
続領域を割り当てるようなシステムにおいても本発明を
適用可能である。図７の移動ディレクトリ及び移動方法
の決定処理は一例であって、例えばステップＳ２５にお
ける後ろのディレクトリの移動よりもステップＳ３０の
自分自身のディレクトリのシフトの方が処理が速い場合
には自分自身のシフトを選択するようにしてもよい。即
ち、前後と自分自身のディレクトリのデータ量（ページ
数）および空き容量、アクセス頻度、位置、ディスクの
特性等を考慮して最も短時間で実行可能な処理を選択す
るようにすればよい。更に、２つ以上離れたディレクト
リの空き容量まで考慮して、複数のディレクトリのシフ
トあるいは移動とシフトを行うようにしてもよい。本発
明はハードディスクに適用する例を開示したが、フロッ
ピディスク、光ディスク等任意の動的記憶装置あるいは
磁気バブル、シフトレジスタ等のシーケンシャルな静的
記憶装置に適用可能である。

【００２２】

【発明の効果】第１の発明においては、ファイルを拡張
しようとした場合に、もし連続領域に空きがなければ、
前後あるいは自分自身のファイルデータをシフトするか
あるいは他の空き領域に移動させることにより、連続領
域を拡張する。従って、ファイルには常に連続する領域
が割り当てられるので、アクセスが高速になり、スルー
プットが向上する。第２の発明においては、あるディレ
クトリにファイルを追加するかあるいはファイルを拡張
しようとした場合に、もし該ディレクトリに割り当てら
れた連続領域に空きがなければ、前後あるいは自分自身
のディレクトリをシフトまたは他の空き領域に移動させ
ることにより、該ディレクトリの連続領域を拡張する。
従って、該ディレクトリには常に連続する領域が割り当
てられているので、やはりアクセスが高速になり、スル
ープットが向上するという効果がある。

【００２３】第３の発明においては、第２の発明におい
て、アクセス頻度チェック手段および空き領域チェック
手段の少なくとも一方の出力に基づき、移動するディレ
クトリを決定するディレクトリ決定手段を備えたことに
より、最も効率のよいディレクトリ移動処理を選択可能
となり、処理時間が短縮される。第４の発明において
は、第２の発明において、アクセス頻度チェック手段お
よび空き領域チェック手段の少なくとも一方の出力に基
づき、ディレクトリをシフトするかあるいは離れた空き
領域に移動するかの移動形式を決定する移動形式決定手
段を備えたことにより、やはり最も効率のよいディレク
トリ移動処理を選択可能となり、処理時間が短縮される
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるディレクトリ拡張方式を示す説
明図である。

【図２】本発明が適用される計算機の一例を示すブロッ
ク図である。

【図３】ハードディスク内のデータ構造を示す説明図で
ある。

【図４】ディレクトリ毎に所定の連続領域を割り当てた
場合のファイルデータの格納状態を示す説明図である。

【図５】本発明におけるディレクトリの詳細な内容を示
す説明図である。

【図６】本発明のディレクトリ生成処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明のファイブロック割当処理を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…ＲＡＭ、３…コンソールインターフェ
ース、４…ディスプレイ、５…キーボード、６…ハード
ディスクコントローラ、７…ハードディスク、８…Ｉ／
Ｏインターフェース、９…入出力機器、１０…バス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部記憶装置に確保された所定の連続領
   域にファイルを格納していくファイル管理装置におい
   て、ファイルを拡張しようとした時に、確保された連続
   領域に空きが無い場合には、隣接するデータあるいは自
   分自身のデータの内のいずれかの全データを移動させる
   移動手段と、移動により生じた連続する空き領域を使用
   してファイルを拡張する手段とを有することを特徴とす
   るファイル管理装置。
2. 【請求項２】 前記所定の連続領域はディレクトリ単位
   に確保され、前記移動手段は、ディレクトリ内の全デー
   タを移動させるディレクトリ移動手段であり、かつ、移
   動により生じた連続する空き領域を拡張すべきファイル
   が含まれるディレクトリに組み込むディレクトリ拡張手
   段を有することを特徴とする請求項１に記載のファイル
   管理装置。
3. 【請求項３】 前記ディレクトリ移動手段は、隣接する
   ディレクトリのアクセス頻度チェック手段と、隣接する
   ディレクトリの空き領域チェック手段と、アクセス頻度
   チェック手段および空き領域チェック手段の少なくとも
   一方の出力に基づき、移動するディレクトリを決定する
   移動ディレクトリ決定手段を含むことを特徴とする請求
   項２に記載のファイル管理装置。
4. 【請求項４】 前記移動手段は、隣接するディレクトリ
   のアクセス頻度チェック手段と、隣接するディレクトリ
   の空き領域チェック手段と、アクセス頻度チェック手段
   および空き領域チェック手段の少なくとも一方の出力に
   基づき、ディレクトリをシフトするかあるいは離れた空
   き領域に移動するかの移動形式を決定する移動形式決定
   手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載のファイ
   ル管理装置。