KR100883651B1

KR100883651B1 - 파일을 저장할 디스크의 공간을 할당하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100883651B1
Application number: KR1020060044657A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 키르나소브; 황주영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2009-02-18
Also published as: CN101075212A; US20070271436A1; KR20070111626A; JP2007310878A; US7797485B2; EP1858018A3; EP1858018A2

Abstract

본 발명은 파일을 기록하기 위한 디스크의 공간을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 소정 기준값 이상의 크기를 가지는 빈 구간들을 조합하여 구성할 수 있는 집합들 중 총 크기가 기록하려는 데이터의 크기 이상인 집합들을 검색하고, 검색된 집합들 중 소정 기준점으로부터의 탐색 시간이 가장 짧은 집합을 상기 데이터에 할당함으로써, 디스크에 존재하는 빈 구간들을 기준점으로부터의 거리 뿐만 아니라 크기에 따라 달라지는 탐색 시간을 고려하여 빈 공간을 할당하므로 단순히 기준점으로부터의 거리만을 고려하여 할당하는 경우보다 탐색 시간을 줄일 수 있다.

Description

파일을 저장할 디스크의 공간을 할당하는 방법 및 장치{Method and apparatus for allocating free space of disc for a file to be written on the disc}

도 1은 종래 기술에 따라 빈 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명에 따라 디스크의 공간을 할당하는 과정을 나타낸 순서도,

도 3은 본 발명에 따른 제 1 알고리즘을 수행하는 과정을 나타낸 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 제 2 알고리즘을 수행하는 과정을 나타낸 순서도,

도 5는 본 발명에 따라 디스크의 공간을 할당하는 장치의 구조도,

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 파일 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파일을 기록하기 위한 디스크의 공간을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

FAT, XFS, Ext2 등 현존하는 다양한 파일 시스템들이 지향하는 목적들 중 하나는 디스크에 파일을 저장할 때 그 파일을 구성하는 데이터들이 최대한 가까운 곳에 위치하도록 하는 것에 있다. 이는 디스크 헤드가 파일을 읽을 때 소요되는 탐색 시간(seek time)을 최소화하기 위해서인데, 하나의 파일을 구성하는 데이터가 근접성을 가지고 저장되기 위해서는 디스크의 빈 공간을 적절하게 할당(allocate)해야 할 필요가 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 빈 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 a 내지 j는 각각 하나의 블록(block)을 나타내는데, 블록의 크기는 파일 시스템에 따라 가변적이다. 도 1에서 어두운 블록은 이미 다른 데이터가 할당된 블록을 나타내며, 밝은 블록은 빈 블록을 나타낸다. 기준점은 지금부터 저장하려고 하는 데이터(이하 목적 데이터라고 칭함)와 관련된 데이터가 마지막으로 저장된 위치를 나타내는데, 다시 말하면, 목적 데이터가 저장된 경우 디스크 헤드가 목적 데이터를 읽기 직전에 위치하는 장소가 된다.

직관적으로, 또한 경험적으로 거리가 멀수록 탐색 시간이 길어지므로, 종래 기술에서는 기준점으로부터 가까운 곳에 위치한 빈 블록부터 할당하기 시작하여 목적 데이터의 크기를 커버할 수 있을 때까지 빈 블록들을 차례로 할당하기 시작한 다. 따라서, 도 1에서와 같이 빈 블록들이 위치할 경우, 종래 기술에 의하면 d, f, j, j순으로 할당하기 시작한다.

그러나, 다수의 블록들을 읽는 경우, 총 거리와 총 탐색 시간이 반드시 정비례하는 것은 아니다. 이는 동일한 크기의 파일을 저장하더라도 다수의 떨어진 블록들에 분산하여 저장하는 것보다 하나의 연속된 블록에 저장하는 경우 그 파일을 읽기 위한 탐색 시간이 더 단축되므로, 기준점에서부터의 거리 뿐만 아니라 이러한 요인도 고려해야 하기 때문이다. 다수의 블록들에 하나의 파일과 관련된 데이터가 분산되어 저장된 경우, 정확한 탐색 시간은 파일 시스템에 따른 탐색 곡선(seek curve)에 따라 결정된다. 따라서, 종래 기술에 의하면, 도 1에서와 같은 경우, 예를 들어 목적 데이터의 크기가 두 블록 크기라고 할 때, 탐색 곡선에 따라 i 및 j를 할당하는 것이 가장 짧은 탐색 시간을 가지게 되는 경우에도 기준점에서의 거리만을 고려하여 빈 공간을 할당하므로 결국 d, f를 할당하게 되어 최적화된 결과를 얻지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 할당되는 빈 구간들의 크기에 따른 실제 탐색 시간을 고려하여 디스크의 공간을 할당하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,　데이터를 기록하기 위해 디스크의 공간을 할당하는 방법에 있어서, (a) 소정 기준값 이상의 크기를 가지는 빈 구간들을 조합하여 구성할 수 있는 집합들 중 총 크기가 상기 데이터의 크기 이상인 집합 들을 검색하는 단계; 및 (b) 상기 검색된 집합들 중 소정 기준점으로부터의 탐색 시간이 가장 짧은 집합을 상기 데이터에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 (a)단계에서 검색된 집합이 없는 경우, (c) 상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간을 상기 데이터에 할당하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, (d) 상기 기준점으로부터 상기 소정 범위 내에 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 존재하지 않는 경우, 상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간을 상기 데이터에 할당하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, (e) 상기 소정 범위 외에도 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 없는 경우 상기 디스크의 빈 구간(들) 중 최대 구간을 상기 데이터에 할당하고, 상기 디스크에 빈 구간이 존재하지 않는 경우 에러 메시지를 출력하는 단계; 및 (f) 상기 (d)단계에서 상기 최대 구간이 할당된 경우, 상기 최대 구간이 끝나는 점을 새로운 기준점으로 하고, 상기 데이터의 크기에서 상기 최대 구간의 크기를 뺀 값을 새로운 데이터의 크기로 하여 상기 (a)단계 내지 상기 (e)단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (a)단계 내지 상기 (f)단계는 상기 에러 메시지가 출력되거나 상기 데이터가 성공적으로 할당될 때까지 반복하여 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (c)단계에서 상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 복수인 경우, 그 중 상기 기준점으로부터 가장 가까운 구간을 상기 데이터에 할당하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (d)단계에서 상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간이 복수인 경우, 그 중 상기 기준점으로부터 가장 가까운 구간을 상기 데이터에 할당하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 디스크 공간 할당 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.

또한, 본 발명은 데이터를 기록하기 위해 디스크의 공간을 할당하는 장치에 있어서, 소정 기준값 이상의 크기를 가지는 빈 구간들을 조합하여 구성할 수 있는 집합들 중 총 크기가 상기 데이터의 크기 이상인 집합들을 검색하고, 상기 검색된 집합들 중 소정 기준점으로부터의 탐색 시간이 가장 짧은 집합을 상기 데이터에 할당하는 제1알고리즘을 수행하는 제1알고리즘수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 디스크 공간 할당 장치는 상기 제1알고리즘에 의해 검색된 집합이 없는 경우, 상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간을 상기 데이터에 할당하고, 상기 기준점으로부터 상기 소정 범위 내에 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 존재하지 않는 경우 상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간을 상기 데이터에 할당하고, 상기 소정 범위 외에도 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 없으면 상기 디스크의 빈 구간(들) 중 최대 구간을 상기 데이터에 할당하며, 상기 디스크에 빈 구간이 존재하 지 않는 경우 에러 메시지를 출력하는 제2알고리즘을 수행하는 제2알고리즘수행부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2알고리즘에 의해 상기 최대 구간이 할당된 경우, 상기 최대 구간이 끝나는 점을 새로운 기준점으로 설정하고, 상기 데이터의 크기에서 상기 최대 구간의 크기를 뺀 값을 새로운 데이터의 크기로 설정하여 상기 제1알고리즘수행부가 상기 제1알고리즘을 수행하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 디스크의 공간을 할당하는 과정을 나타낸 순서도이다.

단계 210에서는 제 1 알고리즘을 수행하는데(210), 제 1 알고리즘은 기준점으로부터 일정 거리 내에 있는 일정 크기 이상의 빈 구간들을 이용하여 할당을 시도하는 방법으로, 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다. 여기서, 구간은 하나의 블록 또는 연속되는 복수 개의 블록들을 의미하며, 이하 동일하다.

단계 220에서는 제 1 알고리즘에 의해 목적 데이터를 위한 빈 공간이 모두 할당되었는지를 판단하는데, 할당이 완료되지 않은 경우 단계 230에서 제 2 알고리즘을 수행한다. 제 2 알고리즘은 크기가 큰 빈 구간을 우선적으로 할당하는 방법으로, 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.

단계 240에서는 제 2 알고리즘에 의해 목적 데이터의 할당이 성공적으로 완 료되었는지를 판단하고, 단계 250에서는 할당이 성공적으로 완료되지 않은 경우 디스크에 아직도 빈 공간이 존재하는지를 판단하며, 단계 260에서는 단계 250에서의 판단 결과 디스크에 아직도 빈 공간이 존재하는 경우 기준점 및 목적 데이터 크기를 재설정하여 제 1 알고리즘을 다시 수행하기 위한 새로운 입력값을 생성한다. 이러한 제 1 알고리즘 및 제 2 알고리즘은 목적 데이터를 위한 빈 공간이 성공적으로 할당되거나 디스크에 더 이상 목적 데이터를 저장할 수 있는 공간이 없게 될 때까지 교대로 반복되어 수행된다.

도 3은 본 발명에 따른 제 1 알고리즘을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.

일반적으로, 대부분의 파일 시스템은 빈 공간에 대한 메타 데이터를 관리하는데, 예를 들면 XFS에서는 B+트리를 이용하여 빈 공간을 그 위치 및 크기에 따라 정렬하여 관리한다. 본 발명에서는 이 외에도 L_i라는 메타 데이터를 사용하는데, L_i는 소정 범위의 값을 가지는 i에 대하여 상기 디스크의 빈 구간들 중 크기가 2ⁱ개의 블록 수 이상인 구간들로 구성된 집합이다. 즉, L₁에는 디스크 내에서 2¹개의 블록 수 이상의 크기를 가지는 빈 구간들이 포함된다. 다만, 모든 i에 대하여 Li를 생성하지 않고, 제한된 범위의 값을 가지는 i에 대해 Li를 생성하는 것이 경제적인 측면에서 바람직한데, 본 발명에서는 i₁≤ i ≤i₂인 i에 대하여만 Li를 생성한다.

단계 310에서는 이러한 Li를 생성하는데, 여기에는 i₁ 및 i₂를 결정하는 과 정이 포함된다. i₁ 및 i₂는 i의 범위, 즉, 제 1 알고리즘에서 목적 데이터를 할당하기 위해 조합할 빈 구간의 최소 크기를 결정한다.

예를 들면, i₂ = min(N, ]log₂(req_len)[), i₁ = max([log₂(req_len)]-C, 0)와 같이 결정할 수 있는데, req_len은 목적 데이터의 크기, C는 상수, N=[log₂(V/B)]이며, V는 상기 디스크 전체의 용량, B는 파일 시스템의 블록 크기이다. 한편, ][는 올림, []는 내림을 나타내는 수학 연산자이다. 즉, 목적 데이터의 크기에 따라 i의 최대값이 정해지며, 상수 C에 따라 i의 최소값이 정해진다.

단계 320에서는 W_i, Z_i, Mi를 결정한다.

Wi는 각 i에 대하여 L_i에 속한 빈 구간들 중 소정 개수의 구간들로 구성된 집합인데, L_i에 속한 빈 구간들 중에서 왼쪽에 위치한 u개의 구간 및 오른쪽에 위치한 v개의 구간으로 구성된다. 각 i에 대해 L_i의 모든 빈 구간을 검색하는 것은 경제적이지 못하므로 그 검색 범위를 제한한 것인데, 예를 들면, u는 다음 조건을 따르도록 할 수 있다.

(1) u ≤ ]req_len/2ⁱ[

(2) l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u) ≥req_len인 동시에 l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u-1) < req_len 이거나, 또는 l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u) < req_len

마찬가지로, v도 다음 조건을 따르도록 할 수 있다.

(1) v ≤ ]req_len /2ⁱ[

(2) l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v) ≥ req_len인 동시에 l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v-1) < req_len 이거나, 또는 l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v) < req_len

상기 수학식들에서, l(x)는 구간 x의 크기를 나타내는 함수이다.

즉, 상기 수학식들에 의하면, L_i에서 기준점을 중심으로 왼쪽에 위치한 구간들 중 목적 데이터의 크기 이상이 되도록 하는 최소 개수인 u개의 구간들인 l₁, l₂, l₃,...,l_u 및 기준점의 오른쪽에 위치한 구간들 중 목적 데이터의 크기 이상이 되도록 하는 최소 개수인 v개의 빈 구간들인 r₁, r₂, r₃,..,r_v가 W_i를 구성한다. 이 때, l_k보다는 l_k ₊₁이 기준점에서 더 멀리 떨어진 구간이다. 한편, L_i에서 기준점의 왼쪽에 존재하는 구간들의 총 합의 크기가 목적 데이터의 크기보다 작도록 u를 정할 수도 있으며, 이는 기준점의 오른쪽에 존재하는 빈 구간들에 대하여도 마찬가지이다. 왜냐하면, 제 1 알고리즘은 W_i에 속하는 구간들을 조합하여 목적 데이터 이상의 빈 공간을 확보하여 목적 데이터를 할당하는 것이 목적인데, u개의 구간들의 합이 목적 데이터의 크기보다 작더라도, 기준점의 오른쪽에 있는 v개의 구간들과 조합하면 그 총합의 크기가 목적 데이터의 크기보다 커질 수도 있기 때문이다.

Z_i는 각 i에 대하여, W_i에 속한 구간들 중 w개의 연속적으로 위치한 구간들인 z_i1 _, z_i2 _,...,z_iw로 구성할 수 있는 집합들의 집합이다. Wi에는 u+v개의 구간들이 있는데, 이들 중 연속적으로 위치한 w개의 구간들로 조합 가능한 집합들을 모두 포함하는 것이 Z_i인 것이다. 다시 말하면, Z_i는 집합들의 집합이다. 이 때 w는 목적 데이터의 크기 이상인 빈 공간의 크기를 확보하기 위한 최소값이다. 즉, l(z_i1)+l(z_i2)+...+l(z_iw) ≥ req_len이고, l(z_i1)+l(z_i2)+...+l(z_i _(w-1)) < req_len 이다.

M_i는 각 i에 대하여 Z_i에 속한 집합들 중 최소의 탐색 시간을 가지는 집합이다. 즉, 전술한 바와 같이 Z_i에는 복수 개의 집합들이 있을 수 있는데, 그 중 기준점으로부터의 탐색 시간이 가장 짧은 집합이 M_i가 된다. 다시 말하면, 각 i에 대하여, W_i에 속한 구간들을 조합하여 목적 데이터 모두를 할당할 때 최적의 조합이 곧 M_i가 되는 것이다.

단계 330에서는 각 i에 대하여 결정한 M_i중에서 최소의 탐색 시간을 가지는 집합을 결정한다. 단계 340에서는 M_i의 최소값이 존재하는지의 여부를 판단하고, 단계 350에서는 M_i의 최소값이 존재하는 경우 해당 집합에 속하는 구간들을 목적 데이터에 할당한다. M_i의 최소값이 존재하지 않는 경우는 W_i에 속한 모든 구간들의 총합이 목적 데이터의 크기보다 작은 경우일 것이다. 본 발명에 따르면 M_i의 최소값이 존재하지 않는 경우, 제 1 알고리즘이 종료되고 제 2 알고리즘이 수행된다. 이하에 서 제 2 알고리즘에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 제 2 알고리즘을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.

단계 410에서는, 소정 범위 내에서 목적 데이터 크기 이상인 빈 구간을 검색한다. 여기서, 소정 범위는 기준점으로부터 일정 거리 내로 한정하는 것이 바람직하다. 단계 420에서는 단계 410에서의 검색이 성공하였는지의 여부를 판단하고, 단계 470에서는 단계 410에서의 검색이 성공한 경우 검색된 구간을 목적 데이터에 할당한다(470). 이 때, 검색된 구간이 복수 개인 경우에는, 탐색 시간을 단축하기 위해 기준점으로부터 가장 가까운 곳에 위치한 구간을 할당하는 것이 바람직하다.

단계 430에서는, 단계 410에서의 검색이 실패한 경우 디스크 전체에 목적 데이터 크기 이상인 빈 구간이 존재하는지의 여부를 판단하며, 단계 470에서는 단계 430에서의 판단 결과 디스크 전체에 목적 데이터 크기 이상인 빈 구간이 존재하는 경우 해당 구간을 목적 데이터에 할당한다. 이 때에도 목적 데이터 크기 이상인 빈 구간이 복수 개인 경우에는, 탐색 시간을 단축하기 위해 기준점으로부터 가장 가까운 곳에 위치한 구간을 할당하는 것이 바람직하다.

단계 440에서는, 단계 430에서의 판단 결과 디스크 전체에 목적 데이터 크기 이상인 빈 구간이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우, 디스크 전체에 구간의 크기와 관계없이 빈 구간이 존재하는지의 여부를 판단한다. 단계 460에서는 단계 440에서의 판단 결과 빈 구간이 없는 경우 에러메시지를 출력한다. 단계 450에서는 단계 440에서의 판단 결과 빈 구간이 존재하는 경우 존재하는 구간들 중 최대 구간을 선 택하며, 단계 470에서는 단계 450에서 선택한 최대 구간을 목적 데이터의 일부에 할당한다.

한편, 410에서는 소정 범위 내에서 목적 데이터 크기 이상인 빈 구간을 찾기 위해 각 블록을 실제로 검사해야 하지만, 단계 430 및 단계 440에서는 직접 검사하지 않고 파일 시스템에서 관리하는 목록을 참조하여 쉽게 알아낼 수 있다. 예를 들면, XFS에서는 빈 공간에 관한 정보를 위치 및 크기에 따라 B+트리로 관리하므로, 이를 참조하여 검색할 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명에 따라 디스크의 공간을 할당하는 장치의 구조를 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 디스크 공간 할당 장치는 제1알고리즘수행부(510), 제2알고리즘수행부(520) 및 제어부(530)를 포함한다.

제1알고리즘수행부(510)는 전술한 제1알고리즘을 수행하여 목적 데이터를 위한 빈 공간을 할당한다.

이러한 제1알고리즘수행부(510)는 L_i생성부(511), W_i생성부(512), Z_i생성부(513), 제1선택부(514), 제2선택부(515) 및 할당부(516)을 포함한다.

L_i생성부(511)는 i₁ 및 i₂를 결정하고, 이에 따라 L_i를 생성하며, W_i생성부(512)는 L_i로부터 W_i를 생성한다.

Z_i생성부(513)는 W_i로부터 Z_i를 생성하고, 제1선택부(514)는 각 Zi에 속한 집합들 중 최소 탐색 시간을 가지는 집합을 선택한다.

제2선택부(515)는 제1선택부(514)에서 선택된 집합들 중 최소 탐색 시간을 가지는 집합을 선택하며, 할당부(516)는 제2선택부(515)에서 선택한 집합에 속한 구간들을 목적 데이터에 할당한다.

각 파라미터에 대한 설명은 이미 전술한 바 있으므로 여기서는 생략한다.

제2알고리즘수행부(520)는 제1알고리즘수행부(510)에 의한 할당이 실패한 경우 제2알고리즘을 수행하여 목적 데이터를 위한 빈 구간의 할당을 시도하며, 디스크에 더 이상 빈 공간이 없는 경우 에러 메시지를 출력한다.

제어부(530)는 제2알고리즘수행부(520)가 목적 데이터 전체에 대해 구간을 할당하지 못하고, 목적 데이터의 일부에 대한 구간을 할당한 경우 목적 데이터의 크기에서 할당한 구간의 크기를 뺀 값을 새로운 목적 데이터의 크기로 설정하고, 할당한 구간이 끝나는 위치를 새로운 기준점으로 설정하여 제1알고리즘수행부(510)에게 전달함으로써 제1알고리즘수행부(510)가 새로운 입력값들을 기초로 제1알고리즘을 수행하도록 한다. 또한, 제어부(530)는 제1알고리즘수행부(520)에 의해 에러메시지가 출력되거나 목적 데이터 전체를 위한 빈 공간이 성공적으로 할당될때까지 상기의 설정 동작을 반복함으로써 제1알고리즘 및 제2알고리즘이 교대로 수행되도록 한다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 어두운 부분은 이미 할당된 공간을 나타내고, 밝은 부분은 빈 공간을 나타내며, 도 6에 도시된 부분 외의 모든 부분은 이미 할당된 것으로 가정한다.

도 6을 참조하면, 기준점의 왼쪽으로 그 크기가 1(블록)인 빈 구간 a, b가 있고, 기준점의 오른쪽으로 각각 크기가 2,4,3(블록)인 빈 구간 c,d,e가 있다. 본 실시예에서는 목적 데이터의 크기가 4(블록), C=2, N=20이라 가정한다.

우선 i₂ = min(20, ]log₂4[)이므로 2가 되고, i₁ = max([log₂4]-2, 0)이므로 0이 된다. 따라서, L0, L1, L2를 생성해야 하며, 그 결과는 다음과 같다.

L2: {d}

L1: {c, d, e}

L0: {a, b, c, d, e}

여기서, W_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

W2: {d}

W1: {c, d}

W0: {a, b, c, d}

다음으로, W_i로부터 Z_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

Z1: {d}

Z2: {c, d}, {d}

Z3: {a, b, c}, {b, c, d}, {c, d}, {d}

이제, 각 i별로 Z_i에 속한 집합들 중 최소의 탐색 시간을 가지는 집합을 선택하여 M_i를 결정하고, M_i들 중에서 최소의 탐색 시간을 가지는 집합을 결정하여 결 정된 집합에 속한 구간(들)을 목적 데이터에 할당하면 된다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 어두운 부분은 이미 할당된 공간을 나타내고, 밝은 부분은 빈 공간을 나타내며, 도 7에 도시된 부분 외의 모든 부분은 이미 할당된 것으로 가정한다.

또한, 본 실시예에서는 목적 데이터의 크기가 8, C= 2, N=20인 것으로 가정한다.

i₂ = min(20, ]log₂8[)이므로 3이 되고, i₁ = max([log₂8]-2, 0)이므로 1이 된다. 따라서, L1, L2, L3를 생성해야 하며, 그 결과는 다음과 같다.

L3: empty

L2: {d}

L1: {d}

여기서, W_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

W3: empty

W2: {d}

W1: {d}

다음으로, W_i로부터 Z_i를 결정하여야 하는데, W2 및 W1에서 선택할 수 있는 유일한 구간인 d의 크기는 목적 데이터의 크기보다 작으므로, 결국 제 1 알고리즘에 따른 할당은 실패하였다. 따라서, 제 2 알고리즘이 수행된다.

도시된 바와 같이, 디스크 내에 목적 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 존재하지 않으므로, 빈 구간들 중 최대 구간인 구간 d가 목적 데이터의 일부에 할당된다. 구간 d가 목적 데이터의 일부에 할당되었으므로 아직 할당되지 않은 목적 데이터의 부분은 1(블록)의 크기를 가진다. 따라서, 구간 d가 끝나는 지점을 새로운 기준점으로 설정하고, 1(블록)을 새로운 목적 데이터의 크기로 설정하여 제 1 알고리즘을 수행하면, i₂ = min(20, ]log₂1[)이므로 0이 되고, i₁ = max([log₂1]-2, 0)이므로 0이 된다. 따라서, L0을 생성하면 다음과 같다.

L0: {a, b, c}

이로부터 W0을 결정하면 다음과 같다.

W0: {c}

이로부터 Z0을 결정하면 다음과 같다.

Z0: {c}

따라서, 추가적으로 할당할 구간은 구간 c가 되므로, 결국 본 발명에 따라 초기의 목적 데이터에는 {c, d}가 할당된다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라 디스크의 공간을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 디스크의 상태는 도 7에서와 동일하나 상수 C가 도 7에서와는 달리 3의 값을 가진다.

제 1 알고리즘을 수행하면, i₂ = min(20, ]log₂8[)이므로 3이 되고, i₁ = max([log₂8]-3, 0)이므로 0이 된다. 따라서, L0, L1, L2, L3를 생성해야 하며, 그 결과는 다음과 같다.

L3: empty

L2: {d}

L1: {d}

L0: {a, b, c, d}

여기서, W_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

W3: empty

W2: {d}

W1: {d}

W0: {a, b, c, d}

다음으로, W_i로부터 Z_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

Z3: empty

Z2: empty

Z1: empty

Z0: {a, b, c, d}

결국, 본 실시예에서는 {a, b, c, d}가 목적 데이터에 할당된다.

도 7의 실시예에 대한 결과와 도 8의 실시예에 대한 결과를 비교하면, 도 8에서는 C의 값을 2가 아닌 3으로 하여 i의 범위를 넓혔으며, 그에 따라 다른 결과를 얻게 되었다. 따라서, C의 값에 따라 결과가 달라질 수 있으며, C의 값을 적절 히 조절함으로써 최적화된 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

본 실시예에서는 목적 데이터의 크기가 12(블록), C=2, N=20이라 가정한다.

어두운 부분은 이미 할당된 공간을 나타내고, 밝은 부분은 빈 공간을 나타내며, 도 9에 도시된 부분 외의 모든 부분은 이미 할당된 것으로 가정한다.

우선 i₂ = min(20, ]log₂12[)이므로 4가 되고, i₁ = max([log₂12]-2, 0)이므로 2가 된다. 따라서, L2, L3, L4를 생성해야 하며, 그 결과는 다음과 같다.

L4: empty

L3: {c}

L2: {c}

여기서, W_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

W4: empty

W3: {c}

W2: {c}

다음으로, W_i로부터 Z_i를 결정하면 그 결과는 다음과 같다.

Z4: empty

Z3: empty

Z2: empty

따라서, 제 1 알고리즘에 의한 할당은 실패하였으므로 제 2 알고리즘이 수행된다.

빈 구간들 중 최대 구간인 구간 c가 목적 데이터의 일부에 할당된다. 구간 c가 목적 데이터의 일부에 할당되었으므로 아직 할당되지 않은 목적 데이터의 부분은 4(블록)의 크기를 가진다. 따라서, 구간 c가 끝나는 지점을 새로운 기준점으로 설정하고, 4(블록)을 새로운 목적 데이터의 크기로 설정하여 다시 제 1 알고리즘을 수행하면, i₂ = min(20, ]log₂4])이므로 2가 되고, i₁ = max([log₂4]-2, 0)이므로 0이 된다. 따라서, L0, L1, L2를 생성해야 하며, 그 결과는 다음과 같다.

L2: empty

L1: {b}

L0: {a, b}

이로부터 W_i를 결정하면 다음과 같다.

W2: empty

W1: {b}

W0: {a, b}

이 때, a와 b의 총합이 새로운 목적 데이터의 크기인 4(블록)보다 작으므로 제 1 알고리즘에 의한 할당은 실패하였다. 따라서, 또다시 제 2 알고리즘을 수행하는데, 구간 c는 이미 할당되었으므로 남아있는 빈 구간들 중 최대 구간인 구간 b가 할당된다. 구간 b가 할당되면, 새로운 목적 데이터의 크기는 2가 되며, 남아있는 유일한 빈 구간은 a인 상태에서 제 1 알고리즘이 수행된다. a 구간의 크기는 새로운 목적 데이터의 크기인 2보다 작으므로 또다시 제 2 알고리즘이 수행된다. 그리고, 제 2 알고리즘에 의해 구간 a가 할당된 후 제 1 알고리즘이 수행되는데, 더 이상 빈 공간이 없으므로 제 2 알고리즘이 수행되며, 제 2 알고리즘에 의해 결국 에러 메시지가 출력된다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 디스크에 존재하는 빈 구간들을 기준점으로부터의 거리 뿐만 아니라 크기에 따라 달라지는 탐색 시간을 고려하여 빈 공간을 할당하므로 단순히 기준점으로부터의 거리만을 고려하여 할당하는 경우보다 탐색 시간을 줄일 수 있다.

Claims

데이터를 기록하기 위해 디스크의 공간을 할당하는 방법에 있어서,

(a) 소정 기준값 이상의 크기를 가지는 빈 구간들을 조합하여 구성할 수 있는 집합들 중 총 크기가 상기 데이터의 크기 이상인 집합들을 검색하는 단계; 및

(b) 상기 검색된 집합들 중 소정 기준점으로부터의 탐색 시간이 가장 짧은 집합을 상기 데이터에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a)단계에서 검색된 집합이 없는 경우,

(c) 상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간을 상기 데이터에 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,

(d) 상기 기준점으로부터 상기 소정 범위 내에 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 존재하지 않는 경우, 상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간을 상기 데이터에 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

(e) 상기 소정 범위 외에도 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 없는 경우 상기 디스크의 빈 구간(들) 중 최대 구간을 상기 데이터에 할당하고, 상기 디스크에 빈 구간이 존재하지 않는 경우 에러 메시지를 출력하는 단계; 및

(f) 상기 (e)단계에서 상기 최대 구간이 할당된 경우, 상기 최대 구간이 끝나는 점을 새로운 기준점으로 하고, 상기 데이터의 크기에서 상기 최대 구간의 크기를 뺀 값을 새로운 데이터의 크기로 하여 상기 (a)단계 내지 상기 (e)단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 에러 메시지가 출력되거나 상기 데이터가 성공적으로 할당될 때까지 상기 (a)단계 내지 상기 (f)단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a)단계는,

(a1) 소정 범위의 값을 가지는 i에 대하여 상기 디스크의 빈 구간들 중 크기가 2ⁱ개의 블록 수 이상인 구간들로 구성된 집합인 L_i를 생성하는 단계;

(a2) 상기 각 i에 대하여, 각 L_i에 속한 구간들 중 소정 개수의 구간들로 구성된 집합인 W_i를 생성하는 단계; 및

(a3) 상기 각 i에 대하여, 각 W_i에 속한 구간들 중 w개의 연속적으로 위치한 구간들인 z_i1 _, z_i2,_...,z_iw로 구성할 수 있는 집합들의 집합인 Z_i를 생성하는 단계를 포함하며,

상기 (b)단계는,

(b1) 상기 각 i에 대하여 각 Z_i에 속한 집합들 중 최소 탐색 시간을 가지는 집합을 선택하는 단계;

(b2) 상기 선택된 집합들 중 최소 탐색 시간을 가지는 집합을 선택하는 단계; 및

(b3) 상기 (b2)단계에서 선택된 집합에 속하는 빈 구간들을 상기 데이터에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

이때, l(z_i1)+l(z_i2)+...+l(z_iw) ≥ req_len이고, l(z_i1)+l(z_i2)+...+l(z_i _(w-1)) < req_len이며, l(x)는 구간 x의 크기, req_len은 상기 데이터의 크기이다.
삭제
제6항에 있어서,

상기 각 W_i는 상기 생성된 각 L_i에 속한 구간들 중 상기 기준점의 왼쪽에 위치한 u개의 구간들인 l₁, l₂, l₃,...,l_u 및 오른쪽에 위치한 v개의 구간들인 r₁, r₂, r₃,...,r_v로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.

이 때, u ≤ ]req_len/2ⁱ[ 를 만족한다. 또한, l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u) ≥req_len인 동시에 l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u _-1) < req_len 이거나, 또는 l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u) < req_len 이다.

v ≤ ]req_len /2ⁱ[ 를 만족한다. 또한, l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v) ≥ req_len인 동시에l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v-1) < req_len 이거나, 또는 l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v) < req_len 이다.

l(x)는 구간 x의 크기, req_len은 상기 데이터의 크기이다.
제2항에 있어서,

상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 복수인 경우, 그 중 상기 기준점으로부터 가장 가까운 구간을 상기 데이 터에 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간이 복수인 경우, 그 중 상기 기준점으로부터 가장 가까운 구간을 상기 데이터에 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제8항, 제9항, 제10항 중 어느 한 항에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
데이터를 기록하기 위해 디스크의 공간을 할당하는 장치에 있어서,

소정 기준값 이상의 크기를 가지는 빈 구간들을 조합하여 구성할 수 있는 집합들 중 총 크기가 상기 데이터의 크기 이상인 집합들을 검색하고, 상기 검색된 집합들 중 소정 기준점으로부터의 탐색 시간이 가장 짧은 집합을 상기 데이터에 할당하는 제1알고리즘을 수행하는 제1알고리즘수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서,

상기 제1알고리즘에 의해 검색된 집합이 없는 경우, 상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간을 상기 데이터에 할당 하고, 상기 기준점으로부터 상기 소정 범위 내에 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 존재하지 않는 경우 상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간을 상기 데이터에 할당하고, 상기 소정 범위 외에도 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 없으면 상기 디스크의 빈 구간(들) 중 최대 구간을 상기 데이터에 할당하며, 상기 디스크에 빈 구간이 존재하지 않는 경우 에러 메시지를 출력하는 제2알고리즘을 수행하는 제2알고리즘수행부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서,

상기 제2알고리즘에 의해 상기 최대 구간이 할당된 경우, 상기 최대 구간이 끝나는 점을 새로운 기준점으로 설정하고, 상기 데이터의 크기에서 상기 최대 구간의 크기를 뺀 값을 새로운 데이터의 크기로 설정하여 상기 제1알고리즘수행부가 상기 제1알고리즘을 수행하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서,

상기 제어부는 상기 에러 메시지가 출력되거나 상기 데이터가 성공적으로 할당될 때까지 상기 제어를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서,

상기 제1알고리즘 수행부는,

소정 범위의 값을 가지는 i에 대하여 각 i마다 상기 디스크의 빈 구간들 중 크기가 2ⁱ 개의 블록 수 이상인 구간들로 구성된 집합인 L_i를 생성하는 L_i생성부;

상기 각 i에 대해 각 L_i에 속한 구간들 중 소정 개수의 구간들로 구성된 집합인 W_i를 생성하는 W_i생성부;

상기 각 i에 대해 각 W_i에 속한 구간들 중 w개의 연속적으로 위치한 구간들인 z_i1, z_i2,...,z_iw로 구성할 수 있는 집합들의 집합인 Z_i를 생성하는 Z_i생성부;

상기 각 i에 대해 각 Z_i에 속한 집합들 중 최소 탐색 시간을 가지는 집합을 선택하는 제1선택부;

상기 제1선택부에서 선택된 집합들 중 최소 탐색 시간을 가지는 집합을 선택하는 제2선택부; 및

상기 제2선택부에서 선택된 집합에 속하는 빈 구간들을 상기 데이터에 할당하는 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

이때, l(z_i1)+l(z_i2)+...+l(z_iw) ≥ req_len이고, l(z_i1)+l(z_i2)+...+l(z_i(w-1)) < req_len이며, l(x)는 구간 x의 크기, req_len은 상기 데이터의 크기이다.
삭제
제16항에 있어서,

상기 각 W_i는 상기 생성된 각 Li에 속한 구간들 중 상기 기준점의 왼쪽에 위치한 u개의 구간들인 l₁, l₂, l₃,...,l_u 및 오른쪽에 위치한 v개의 구간들인 r₁, r₂, r₃,...,r_v로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

이 때, u ≤ ]req_len/2ⁱ[ 를 만족한다. 또한, l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u) ≥req_len인 동시에 l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u _-1) < req_len 이거나, 또는 l(l₁)+l(l₂)+...+l(l_u) < req_len 이다.

v ≤ ]req_len /2ⁱ[ 를 만족한다. 또한, l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v) ≥ req_len인 동시에 l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v-1) < req_len 이거나, 또는 l(r₁)+l(r₂)+...+l(r_v) < req_len 이다.

l(x)는 구간 x의 크기, req_len은 상기 데이터의 크기이다.
제13항에 있어서,

상기 제2알고리즘수행부는 상기 기준점으로부터 소정 범위 내에 존재하며 상기 데이터의 크기 이상인 빈 구간이 복수인 경우, 그 중 상기 기준점으로부터 가장 가까운 구간을 상기 데이터에 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13항에 있어서,

상기 제2알고리즘수행부는 상기 소정 범위 외의 빈 구간(들) 중 상기 데이터의 크기 이상인 구간이 복수인 경우, 그 중 상기 기준점으로부터 가장 가까운 구간을 상기 데이터에 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.