JPH10143406A

JPH10143406A - ファイル管理装置

Info

Publication number: JPH10143406A
Application number: JP8318823A
Authority: JP
Inventors: Kumiko Yagi; 久美子八木; Nozomi Hirose; 望廣瀬; Yoji Yamashita; 洋史山下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高速な実時間アクセスを行う必要のある映像
用ファイルシステムの性能を低下させることなく、ま
た、システム障害時の復旧処理を効率よく行う。【解決手段】ユーザからのファイル操作要求をプログ
ラム100が受け付け、操作要求内容に応じてプログラム1
01を起動する。ファイルオープン時、作成時、クローズ
時には、プログラム113を起動し、更新済みのオープン
ファイルリスト(以下、更新リスト)および更新済みのフ
ァイル管理情報テーブル(以下、更新テーブル)の前記デ
ィスク内への書き込みを行い、ファイル読み出し時、フ
ァイル書き込み時には、プログラム100を起動しても、
更新リストおよび更新テーブルのディスク内への書き込
みは行わない。障害時復旧操作時には、プログラム113
を起動し、ディスクからリストを読み出し、該リストに
記入されているファイル番号を持つファイルのテーブル
のみをプログラム113を起動して読み出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク内のファ
イル操作におけるファイル管理装置に関し、特に高速な
実時間アクセスを必要とする映像ファイルへのファイル
操作に好適なファイル管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの処理速度の高速化とディ
スクの大容量化によって、テキストデータだけでなく映
像や音声などの大容量データを、コンピュータで処理す
ることが出来るようになってきた。そのため、Video On
Demandシステムやノンリニア映像編集システムなどマ
ルチメディア分野でのコンピュータの利用が増えてきて
いる。これらのシステムで扱うデータは高速で実時間性
を保証するアクセスを必要とするため、通常のファイル
システムでは対応できず、映像用に性能向上を図り、実
時間でのアクセスが可能なファイルシステムが要求され
る。また、データの編集中にシステム障害が発生する
と、例えばファイル新規作成時には、ディスク内の親デ
ィレクトリには新規作成ファイルがエントリされている
が、新規ファイル自体がディスク上で存在しない等の、
ディスク内の書き込み済み内容と更新中内容に不整合が
発生するので、ディスク内の整合性を取り戻す復旧機能
を持った高信頼ファイルシステムが要求される。

【０００３】そのため、これらの要求を満たすようなフ
ァイルシステムの開発が行われている。高速で実時間で
のアクセスを保証する映像用のファイルシステムとして
は、ビデオ・サーバ・ソフトウェア「Video NFS」（松
下電器産業開発本部情報通信研究所「日経エレクト
ロニクス」、pp.133-141、日経BP社、平成7年）があ
る。Video NFSはレート制御機能を付加し、ブロックサ
イズを拡大し、TCP/IP処理を一括することによって、フ
ァイルシステムの高速化を図っている。

【０００４】また、高信頼ファイルシステムとしては次
に挙げるディスク再構築による復旧方法を行うファイル
システムと、ログファイルによる復旧方法を行うファイ
ルシステムの二種類がある。まず、一つめのディスク再
構築による復旧方法（Helen Custer著、小畑喜一、五十
嵐宰監訳、大西照代訳「INSIDE Windows NTファイ
ルシステム」、pp.52、アスキー出版局、平成7年）を行
うファイルシステムでは、キャッシュ上でのファイルの
更新終了後に、更新したファイルそのものをすぐにディ
スクに書き込まずキャッシュ上に残しておき、その間は
ディスク内の書き込み済み内容と更新中内容との間で不
整合が起きていることを示すフラグを設定する。障害発
生後の復旧時には、ディスク内の書き込み済み内容と更
新中内容との間で不整合が起きていることを示すフラグ
が設定されている場合には、ディスク内のすべてのファ
イルを検索して整合性をチェックしてディスクを再構築
し、ディスクを整合性のとれた状態に戻すことが出来
る。次に、ログファイルによる復旧方法（Helen Custer
著、小畑喜一、五十嵐宰監訳、大西照代訳「INSIDE
Windows NTファイルシステム」、pp.49-66、アスキー出
版局、平成7年）を行うファイルシステムは、キャッシ
ュ上のファイルへの編集作業内容と、そのロールバック
内容をサブオペレーションごとにログファイルに記録し
ておく。ファイル操作中に、キャッシュ上のログファイ
ルがいっぱいになると、ファイルへの他の編集要求の受
け付けを中断して、ログファイルをディスクに書き出
す。障害発生後の復旧時に、ログファイルとディスク内
のファイルを用いてREDO（再実行）/ UNDO（取消し）を
行い、ディスクを整合性のとれた状態に戻すことが出来
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した前者のディス
ク再構築による復旧方法を用いた場合には、復旧時には
ディスク内のすべてのファイルに対して検索し整合性の
チェックを行うので、ファイル数が多い場合には、復旧
処理に時間がかかる。また、後者のログファイルによる
復旧方法を用いた場合には、ログファイルのディスクへ
の書き込み中にはディスク内のファイルへの高速で実時
間性を保証するアクセスをすることが出来なくなる。

【０００６】本発明の目的は、上述した問題点を解決
し、高速な実時間アクセスを行う必要のある映像用ファ
イルシステムに対しても、ファイルの読み出し処理と書
き込み処理の性能を低下させず、また、システム障害時
の復旧処理を効率よく行えるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ディスク内のファイルを管理するファイ
ル管理装置において、ディスク内のオープン中のファイ
ルの番号を記入するオープンファイルリストと、ディス
ク内のファイル一つ一つの管理情報を格納するファイル
管理情報テーブルと、ファイルオープン操作手段、ファ
イル作成操作手段、ファイル削除操作手段、ファイル読
み出し操作手段、ファイル書き込み操作手段、ファイル
クローズ操作手段および障害時復旧操作手段からなるフ
ァイル操作手段と、前記ファイル操作手段に呼び出さ
れ、前記ファイル管理情報テーブルに管理情報を設定す
るファイル管理情報テーブル操作手段と、前記ファイル
操作手段に呼び出され、前記オープンファイルリストに
ファイル番号を記入／削除するオープンファイルリスト
操作手段と、前記ファイル操作手段から呼び出され、デ
ィスクへの入出力を行うディスクＩ／Ｏ手段とを備える
ようにしている。

【０００８】前記ファイルオープン操作手段とファイル
作成操作手段とファイルクローズ操作手段は、前記ディ
スクＩ／Ｏ手段を起動し、更新済みの前記オープンファ
イルリストおよび更新済みの前記ファイル管理情報テー
ブルの前記ディスク内への書き込みを行い、前記ファイ
ル読み出し操作手段とファイル書き込み操作手段は、前
記ディスクＩ／Ｏ手段を起動しても、更新済みの前記オ
ープンファイルリストおよび更新済みの前記ファイル管
理情報テーブルの前記ディスク内への書き込みは行わな
いようにしている。

【０００９】前記障害時復旧操作手段は、前記ディスク
Ｉ／Ｏ手段を起動し、前記ディスクからオープンファイ
ルリストを読み出し、該オープンファイルリストに記入
されているファイル番号を持つファイルのファイル管理
情報テーブルのみを前記ディスクＩ／Ｏ手段を起動して
読み出すようにしている。

【００１０】前記オープンファイルリストに替えて、デ
ィスク内のオープン中のファイルとクローズ中のファイ
ルをビットで区別するオープンファイルビットマップを
用い、前記オープンファイルリスト操作手段に替えて、
前記オープンファイルビットマップのビット操作を行う
オープンファイルビットマップ操作手段を用いるように
している。

【００１１】前記オープンファイルビットマップ操作手
段は、ファイルのオープン時およびファイルの作成時に
は前記オープンファイルビットマップのビットを立て、
ファイルのクローズには前記オープンファイルビットマ
ップのビットを倒し、オープン中、クローズ中のファイ
ルを区別可能とするようにしている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1実施例を説
明する。図１は、この発明の一実施例の構成を示す図で
ある。この実施例の装置は、ファイル115の記録保管場
所としてのディスク114と、そのディスクに接続してい
るコンピュータ116と、コンピュータ116上で演算処理を
行うCPU118と、プログラムやデータを一時的にコンピュ
ータ116上において置くメモリ119がある。メモリ119に
は図示を省略しているが、キャッシュが設けられてい
る。メモリ119上には、クライアントからファイルへの
操作要求を受け付けるファイル操作要求受け付けプログ
ラム100と、ファイルのオープンを行うファイルオープ
ンプログラム102と、ファイルの作成を行うファイル作
成プログラム103と、ファイルの削除を行うファイル削
除プログラム104と、ファイルの読み出しを行うファイ
ル読み出しプログラム105と、ファイルへの書き込みを
行うファイル書き込みプログラム106と、ファイルのク
ローズを行うファイルクローズプログラム107と、障害
時の復旧作業を行う障害時復旧プログラム108と、受け
付けた要求から上のどのプログラムを実行するかを解析
するファイル操作プログラム101が設けられている。さ
らに、メモリ119には、オープン中のファイルのファイ
ル番号122を記録したオープンファイルリスト110と、フ
ァイルオープンプログラム102やファイル作成プログラ
ム103やファイルクローズプログラム107や障害時復旧プ
ログラム108から呼ばれ、オープンファイルリスト110を
操作するオープンファイルリスト操作プログラム109
と、ファイル115ごとに、図１０に示すように、ファイ
ル番号123、ファイルの状態124、ファイルへの参照数12
5、ファイルのサイズ120、ファイルを構成するブロック
のブロック番号121等の管理情報を記録したファイル管
理情報テーブル112と、ファイルオープンプログラム102
とファイル作成プログラム103とファイル削除プログラ
ム104とファイル書き込みプログラム106とファイルクロ
ーズプログラム107と障害時復旧プログラム108から呼ば
れ、ファイル管理情報テーブルを操作するファイル管理
情報テーブル操作プログラム111と、ファイルオープン
プログラム102とファイル作成プログラム103とファイル
削除プログラム104とファイル読み出しプログラム105と
ファイル書き込みプログラム106とファイルクローズプ
ログラム107と障害時復旧プログラム108から呼ばれ、デ
ィスクへの入出力を行うディスクI/Oプログラム113が備
えられている。

【００１３】図１０は、上記のファイル管理情報テーブ
ル112の構成例を示す図であり、123はファイル番号、12
4はファイルの状態を示す情報、125は参照数、120はフ
ァイルサイズ、121はブロック番号である。図１１は、
上記のオープンファイルリスト110の構成例を示す図で
あり、122はファイル番号である。

【００１４】次に、実施例の装置の動作について、図１
〜図１１に基づいて説明する。コンピュータ116のファ
イル操作要求受け付けプログラム100が、ユーザからの
ファイル操作要求を受け取ると、操作要求内容に応じて
ファイル操作プログラム101内のファイルオープンプロ
グラム102、ファイル作成プログラム103、ファイル削除
プログラム104、ファイル読み出しプログラム105、ファ
イル書き込みプログラム106、ファイルクローズプログ
ラム107、障害時復旧プログラム108のどれかを起動す
る。ファイル操作要求がファイルオープンの時には、図
２に示すように、ファイルオープンプログラム102を起
動する。図３に示すように、ファイルオープンプログラ
ム102はオープンファイルリスト操作プログラム109を起
動して、キャッシュ上のオープンファイルリストにファ
イル番号122を記入し、ディスクI/Oプログラム113を起
動して、更新済みのキャッシュ上のオープンファイルリ
スト110をディスクに書き込む。その後、ファイルオー
プンプログラム102は、ファイル管理情報テーブル操作
プログラム111を起動し、キャッシュ上のファイル管理
情報テーブル112のファイルの状態124や参照数125等の
情報を更新する。この時、キャッシュ上にファイル管理
情報テーブル112がない場合には、ディスクI/Oプログラ
ム113を起動して、ディスク114からファイル管理情報テ
ーブル112を読み出し、上記の更新を行う。そしてディ
スクI/Oプログラム113を起動して、キャッシュ上の更新
済みのファイル管理情報テーブル112をディスクに書き
込み、オープン処理を終了する。なお、ファイルオープ
ン時にファイルオープンプログラムによりディスク114
中の該当ファイルの最初のブロックをメモリ（または、
キャッシュ）に転送格納することは従来と同様であるの
で、この点の説明は省略した。

【００１５】ファイル操作要求がファイル作成の時に
は、図２に示すように、ファイル作成プログラム103を
起動する。図４に示すように、ファイル作成プログラム
103はオープンファイルリスト操作プログラム109を起動
して、キャッシュ上のオープンファイルリストにファイ
ル番号122を記入し、ディスクI/Oプログラム113を起動
して、更新済みのキャッシュ上のオープンファイルリス
ト110をディスクに書き込む。その後、ファイル作成プ
ログラム103は、ファイル管理情報テーブル操作プログ
ラム111を起動し、キャッシュ上のファイル管理情報テ
ーブル112のファイル番号100、ファイルの状態124、フ
ァイルの参照数125、等の情報を更新する。

【００１６】ディスクI/Oプログラム113を起動して、キ
ャッシュ上の更新済みのファイル管理情報テーブル112
をディスクに書き込み、作成処理を終了する。

【００１７】ファイル操作要求がファイル削除の時に
は、図２に示すように、ファイル削除プログラム104を
起動する。図５に示すように、ファイル削除プログラム
104はファイル管理情報テーブル操作プログラム111を起
動し、キャッシュ上のファイル管理情報テーブル112の
ファイルサイズ120やブロック番号121等を更新しながら
削除処理を行う。なお、削除処理の場合、事前にファイ
ルオープン処理が行われ、事後にファイルクローズ処理
が行われる。

【００１８】ファイル操作要求がファイル読み出しの時
には、図２に示すように、ファイル読み出しプログラム
105を起動する。図６に示すように、ファイル読み出し
プログラム105はディスクI/Oプログラム113を起動し、
ファイル内のデータをブロック単位にメモリ119に転
送、格納し、読み出し処理を行う。この読み出し処理で
は、その処理中にファイル管理情報等をディスクに書き
込むことはしない。

【００１９】ファイル操作要求がファイル書き込みの時
には、図２に示すように、ファイル書き込みプログラム
106を起動する。図７に示すように、ファイル書き込み
プログラム106はファイル管理情報テーブル操作プログ
ラム111を起動し、キャッシュ上のファイル管理情報テ
ーブル112のファイルサイズ120やブロック番号121の更
新を行い、ディスクI/Oプログラム113を起動し、キャッ
シュ上の書き込みデータをディスク114上のファイル115
へ書き込む、書き込み処理を行う。この書き込み処理で
は、上記読み出し処理と同様に、その処理中にファイル
管理情報等をディスクに書き込むことはしない。

【００２０】ファイル操作要求がファイルクローズの時
には、図２に示すように、ファイルクローズプログラム
107を起動する。図８に示すように、ファイルクローズ
プログラム107は、ファイル管理情報テーブル操作プロ
グラム111を起動して、キャッシュ上のファイル管理情
報テーブル112のファイルの状態124や参照数125を更新
し、ディスクI/Oプログラム113を起動して、キャッシュ
上の更新済みのファイル管理情報テーブル112をディス
ク114に書き込む。その後、オープンファイルリスト操
作プログラム109を起動し、キャッシュ上のオープンフ
ァイルリスト110から、ファイル番号122を削除し、再び
ディスクI/Oプログラム113を起動し、キャッシュ上の更
新済みのオープンファイルリスト110をディスク114に書
き込む。

【００２１】上記のように、本実施例では、ファイルの
オープン時、作成時にオープンファイルリストへのファ
イル番号記入、ファイル管理情報テーブルの更新を行
い、クローズ時にファイル管理情報テーブルの更新、オ
ープンファイルリストからのファイル番号削除を行い、
ファイルのオープン時、作成時、クローズ時にのみ、そ
れぞれ、そのオープンファイルリストとファイル管理情
報テーブルをディスクに書き込むようにし、実時間アク
セスを行う必要のあるファイルの読み出しと書き込み処
理中にオープンファイルリストやファイル管理情報テー
ブルのディスクへの書き込みが発生しないようにしてい
る。

【００２２】次に、ファイル操作要求が障害時復旧の場
合について説明する。障害が発生し、電源がＯＦＦにな
った後、障害が復旧して電源がＯＮになったとき、障害
時復旧のファイル操作要求がされた場合には、図２に示
すように、障害時復旧プログラム108を起動する。図９
に示すように、障害時復旧プログラム108は、ディスクI
/Oプログラム113を起動し、ディスク114からオープンフ
ァイルリスト110を読み出す。その後、再び、ディスクI
/Oプログラム113を起動し、オープンファイルリスト110
に記入されているファイル番号122のファイル管理情報
テーブル112をディスク114から読み出し、ファイル115
の整合性を保つ処理を行う。この処理は本発明とは直接
に関係がないので説明を省略する。該整合性を保つ処理
の終了後、ファイル管理情報テーブル操作プログラム11
1を起動し、キャッシュ上のファイル管理情報テーブル1
12のファイルの状態124や参照数125、ファイルサイズ12
0、ブロック番号121を更新し、ディスクI/Oプログラム1
13を起動して、ディスクに書き込む。オープンファイル
リスト操作プログラム109も起動し、オープンファイル
リスト110から、ファイル番号122を削除し、再び、ディ
スクI/Oプログラム113を起動して、オープンファイルリ
スト110をディスク114に書き込み、障害時復旧処理を終
了する。上記のように、障害復旧時にはディスクから該
ディスクに格納されているオープンファイルリストを読
み出すことにより、復旧処理対象ファイルの絞り込みを
オープンファイルリストを参照することにより短時間で
行うことができる。

【００２３】以上のように、ファイルのオープン時、作
成時、クローズ時にオープンファイルリストやファイル
管理情報テーブルをディスクに書き込み、読み出し処理
および書き込み処理時にはディスクに対してオープンフ
ァイルリストやファイル管理情報テーブルのアクセスを
しないようにしたので、実時間アクセスを行う必要のあ
るファイルの読み出し処理と書き込み処理を連続して行
うことができ、処理性能を低下させることはない。ま
た、障害復旧時にはディスク内のオープンファイルリス
トを検索することにより、復旧処理対象のファイルを短
時間で見つけることが出来る。

【００２４】前記実施例において、オープンファイルリ
スト110は、オープンしているファイルのファイル番号1
22を記入して、障害復旧時にオープン中のファイルとク
ローズ中のファイルを識別しているが、オープン中のフ
ァイルとクローズ中のファイルをビットで区別するオー
プンファイルビットマップを用いて、障害復旧時にオー
プン中のファイルとクローズ中のファイルをビットで識
別してもよい。

【００２５】この場合も、ファイルのオープン時、作成
時、クローズ時にオープンファイルビットマップとファ
イル管理情報テーブルをディスクに書き込むので、実時
間アクセスを行う必要のあるファイルの読み出しと書き
込み処理の性能を低下させることはない。

【００２６】また、障害復旧時にはディスク内のオープ
ンファイルビットマップを検索することにより、復旧処
理対象のファイルを短時間で見つけることが出来る。

【００２７】

【発明の効果】ファイルのオープン時、作成時、及びク
ローズ時にだけ、オープン中のファイル番号が書いてあ
るオープンファイルリストとファイル管理情報テーブル
をディスクに書き込むので、実時間アクセスを行う必要
のあるファイルの読み出し処理と書き込み処理の性能を
低下させることはない。また、システム障害による復旧
作業時には、ディスクからオープンファイルリストを読
み出し、復旧処理対象ファイルを短時間で見つけること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１におけるファイル要求受け付けプログラム
のパッド図である。

【図３】図１におけるファイルオープンプログラムのパ
ッド図である。

【図４】図１におけるファイル作成プログラムのパッド
図である。

【図５】図１におけるファイル削除プログラムのパッド
図である。

【図６】図１におけるファイル読み出しプログラムのパ
ッド図である。

【図７】図１におけるファイル書き込みプログラムのパ
ッド図である。

【図８】図１におけるファイルクローズプログラムのパ
ッド図である。

【図９】図１における障害時復旧プログラムのパッド図
である。

【図１０】ファイル管理情報テーブルの構成を示す図で
ある。

【図１１】オープンファイルリストの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００ファイル操作要求受け付けプログラム１０１ファイル操作プログラム１０２ファイルオープンプログラム１０３ファイル作成プログラム１０４ファイル削除プログラム１０５ファイル読み出しプログラム１０６ファイル書き込みプログラム１０７ファイルクローズプログラム１０８障害時復旧プログラム１０９オープンファイルリスト操作プログラム１１０オープンファイルリスト１１１ファイル管理情報テーブル操作プログラム１１２ファイル管理情報テーブル１１３ディスクＩ／Ｏプログラム１１４ディスク１１５ファイル１１６コンピュータ１１８ＣＰＵ１１９メモリ１２０ファイルのサイズ１２１ファイルを構成するブロックのブロック番号１２２オープン中のファイルのファイル番号１２３ファイル番号１２４ファイルの状態１２５ファイルの参照数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク内のファイルを管理するファイ
ル管理装置において、ディスク内のオープン中のファイルの番号を記入するオ
ープンファイルリストと、ディスク内のファイル一つ一つの管理情報を格納するフ
ァイル管理情報テーブルと、ファイルオープン操作手段、ファイル作成操作手段、フ
ァイル削除操作手段、ファイル読み出し操作手段、ファ
イル書き込み操作手段、ファイルクローズ操作手段およ
び障害時復旧操作手段からなるファイル操作手段と、前記ファイル操作手段に呼び出され、前記ファイル管理
情報テーブルに管理情報を設定するファイル管理情報テ
ーブル操作手段と、前記ファイル操作手段に呼び出され、前記オープンファ
イルリストにファイル番号を記入／削除するオープンフ
ァイルリスト操作手段と、前記ファイル操作手段から呼び出され、ディスクへの入
出力を行うディスクＩ／Ｏ手段とを備えることを特徴と
するファイル管理装置。
【請求項２】請求項１記載のファイル管理装置におい
て、前記ファイルオープン操作手段とファイル作成操作手段
とファイルクローズ操作手段は、前記ディスクＩ／Ｏ手
段を起動し、更新済みの前記オープンファイルリストお
よび更新済みの前記ファイル管理情報テーブルの前記デ
ィスク内への書き込みを行い、前記ファイル読み出し操作手段とファイル書き込み操作
手段は、前記ディスクＩ／Ｏ手段を起動しても、更新済
みの前記オープンファイルリストおよび更新済みの前記
ファイル管理情報テーブルの前記ディスク内への書き込
みは行わないことを特徴とするファイル管理装置。
【請求項３】請求項２記載のファイル管理装置におい
て、前記障害時復旧操作手段は、前記ディスクＩ／Ｏ手段を
起動し、前記ディスクからオープンファイルリストを読
み出し、該オープンファイルリストに記入されているフ
ァイル番号を持つファイルのファイル管理情報テーブル
のみを前記ディスクＩ／Ｏ手段を起動して読み出すこと
を特徴とするファイル管理装置。
【請求項４】請求項１記載のファイル管理装置におい
て、前記オープンファイルリストに替えて、ディスク内のオ
ープン中のファイルとクローズ中のファイルをビットで
区別するオープンファイルビットマップを用い、前記オ
ープンファイルリスト操作手段に替えて、前記オープン
ファイルビットマップのビット操作を行うオープンファ
イルビットマップ操作手段を用いることを特徴とするフ
ァイル管理装置。
【請求項５】請求項４記載のファイル管理装置におい
て、前記オープンファイルビットマップ操作手段は、ファイ
ルのオープン時およびファイルの作成時には前記オープ
ンファイルビットマップのビットを立て、ファイルのク
ローズには前記オープンファイルビットマップのビット
を倒し、オープン中、クローズ中のファイルを区別可能
とすることを特徴とするファイル管理装置。