KR20020081696A - 단편화를 감소시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

단편화를 감소시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 디지털 저장 장치(10)의 단편화(파일 단편화 및 자유 공간 단편화 모두)를 감소시키기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 복수의 파일이 삭제를 위해 이용 가능한 이러한 장치에서, 본 발명은 디프래그먼테이션을 최소화하는 파일을 선택적으로 삭제하는 방법을 제안한다. 상기 선택은 파일 및 자유 공간 디프래그먼테이션을 최적화한다.

Description

단편화를 감소시키기 위한 방법 및 장치{Method and system for reducing fragmentation}
디지털 저장 장치는 통상 데이터가 저장되는 디스크이다. 본 발명은 데이터 저장이 잠재적 일시적인, 즉 데이터가 삭제 가능한 기억 장치들에 관련된다.
데이터가 파일들의 형태로 이러한 디스크에 저장될 때는 각 파일이 독립적으로 액세스 가능하도록 저장된다. 파일들은 디스크 상에 동심으로 배치되는 트랙들(tracks) 상에 저장된다. 특정 파일이 위치되는 디스크상의 위치는 디스크 관리 파일(disk management file)의 개별 데이터 구조에 저장된다.
파일들은 1개 또는 그 이상의 단편들(fragments)로 디스크에 저장된다. 단편은 파일의 일부 또는 모두를 포함한다. 큰 파일이 디스크에 저장되는 경우, 몇 개의 단편들이 요구될 수 있다. 디스크 상에서 이용 가능한 공간에 따라, 단편들은 디스크 표면 주위에 분산(scatter)될 수 있다. 디스크 용량이 데이터 저장 용량에 근접한 경우, 비교적 작은 파일을 이격된 단편들로 분할하여야 한다.
파일의 단편들의 이러한 스페이싱(spacing)은 파일 단편화(file tragmentation)라고 칭한다. 단편간의 자유 공간이 단편화되는 경우, 이것은 자유 공간 단편화(free space fragmentation)라고 칭해진다. 고도로 단편화된 디스크는, 판독 장치가 관련 단편들을 찾기 위해 디스크 주변을 헌팅(hunt)해야 하므로 판독하는데 더 오랜 시간이 걸리게 된다. 유사하게는, 기록 장치가 파일들 모두의 상당한 단편들을 찾을 필요가 있으므로 매우 세밀하게 단편화된 디스크에 파일을 저장하는 데에도 오랜 시간이 걸릴 수 있으며, 이 클러스트들(clusters)은 광범위하게 스페이싱될 수 있다. 파일 단편화 및 자유 공간 단편화는 모두 단편화로 칭해진다.
이러한 메모리 장치의 단편화를 감소시키기 위한 다양한 접근법들이 시도되어 왔으며, 이러한 접근법은 예를 들면 US-A-5,930,828호에 기술되어 있다. 종래기술에서 제안 파일들(proposal files)은 단편화를 감소시키기 위해 디스크 주변으로 이동된다. 이것은 시간 소모적이고 프로세서에 집중된다.
파일 시스템을 사용하는 디스크 기반의 디지털 비디오 레코더들과 같은 최근 디지털 장치에서, 파일을 삭제해야 하는 경우가 종종 있다. 예를 들면, 사용자는 삭제용 파일들(WINDOWS(상표명) 동작 시스템 환경의 "리사이클 빈(recycle bin)"과 유사함)을 미리 선택하거나, 또는 파일들은 임의 시간 간격동안에만 유지되도록 주석(annotate)이 부가될 수 있다. 이러한 주석은 통상적으로 마커 플래그(markerflag)에 의해 시스템 파일 관리자에 기록된다. 이 경우에, 예를 들면 새로운 파일을 저장하기 위한 공간을 생성하기 위해 삭제 동작을 실행할 필요가 있는 경우에 삭제를 위해 이용 가능한 복수의 파일들이 있을 수 있다.
삭제 동작이 필요한 경우, (a) 적어도 요구된 양의 자유 공간이 생성되도록, 그리고 (b) 디프래그먼테이션(defragmentation) 및 자유 공간 디프래그먼테이션이 최적화되도록, 최소 개수의 파일들을 영구적으로 삭제하는 것이 바람직하다.
본 발명은 단편화(fragmentation) 감소시키기 위한 방법 및 시스템들에 관한 것이다.
본 발명은 또한 대응하는 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.
도 1은 디지털 비디오 레코더의 개략적인 도면.
도 2는 파일 기록 동작을 기술하는 기능적인 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파일 삭제 동작을 보여주는 기능적인 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파일 선택 동작을 보여하는 기능적인 흐름도.
도 2 내지 도 4에 나타내어진 특징들의 일부는 통상적으로 소프트웨어 엔터티들(software entities), 예를 들면 소프트웨어 모듈들 또는 오브젝트들(objects)을 나타내는 소프트웨어로 구현된다.
도 1을 참조하면, 디지털 비디오 레코더(20)의 메모리 디스크(10)가 개략적으로 도시되어 있으며, 이 디지털 비디오 레코더는 디스크(10)상의 파일들을 제어하는 파일 관리자(30)를 구비한다. 메모리 디스크(10)는 본 발명의 양호한 실시예들에 따른 디지털 비디오 레코더를 동작시키기 위한 관련 컴퓨터 프로그램 제품(40)을 구비한다.
도 2를 참조하면, 파일 기록 동작 단계들이 도시되어 있다. 도 2에서, 흐름도 엔트리들(entries)은 이하와 같이 대응한다.
100 - 디스크에 기록하기 위해 파일을 선택한다.
102 - 디스크의 이용 가능한 공간을 검색한다.
104 - 요구되는 클러스터들(clusters)로 파일을 단편화한다.
106 - 디스크에 클러스터들을 기록한다.
108 - 파일 관리자 엔트리를 생성한다.
110 - 파일에 삭제를 위한 주석이 부가되는가?
112 - 파일 관리자 엔트리에 주석을 부가한다.
114 - 종료
단계 100에서, 디스크(10)에 기록되는 파일(도시되지 않음)이 선택된다.
예를 들면, 사용자에 의해 또는 자동 저장 명령에 의해 디스크(10)에 기록하기 위해 일단 파일이 선택되면(단계 100), 디스크(10)상의 이용 가능한 자유 공간에 대하여 파일 관리자(30)의 검색이 행해진다(단계 102). 이 경우에, 디스크(10) 상에 충분한 공간이 있지만, 어느 정도 단편화된다고 가정하자. 따라서, 기록될 파일은 단편들의 요구되는 수 및 크기로 나누어져서(단계 104), 디스크(10)에 기록된다(단계 106). 파일의 기록을 유지하기 위하여, 파일 관리자 엔트리가 파일 관리자(30)에서 생성된다(단계 108). 이 단계에서 삭제를 위해 파일에 주석을 부가하거나, 또는 나중에 주석을 부가할 수 있다(단계 110). 주석은 통상적으로 파일에 관한 파일 관리자 엔트리의 마커 플래그에 의한 것이다. 주석이 부가된 경우, 대응하는 파일 관리자 엔트리도 그에 따라 주석이 부가된다(단계 112). 파일은 임의 시간 기간 후에 삭제를 위해 주석이 부가되거나, 또는 예를 들면, 리사이클 빈 등(WINDOWS(상표명) 동작 시스템 환경에서)에 배치됨으로써 삭제를 위해 사용자에 의해 선택될 수 있다. 디스크 상의 파일들의 세트 또는 서브세트가 제공되는 경우, 메커니즘은 사용자 프로파일에 따라 삭제를 위한 파일 세트 또는 서브세트의 수를 표시할 수 있다.
따라서, 파일이 삭제될 때 이용 가능한 이러한 파일들이 몇 개 생성될 수 있다. 예를 들면, 명령되는 기록 동작을 위해 디스크 상에 공간(room)을 만들도록 파일을 삭제해야 하는 경우가 있다. 대안으로, 사용자는 약간의 자유 공간을 클리어(clear)하도록 명령할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 삭제 동작을 도시하고 있다. 도 3에서, 흐름도 엔트리들은 이하와 같이 대응한다.
200 - 삭제 동작을 초기화한다.
202 - 복수의 파일이 삭제에 사용 가능한가?
204 - 단일 파일을 삭제한다.
206 - 단편화를 감소시키기 위해 삭제를 위한 파일을 선택한다.
208 - 선택된 파일을 삭제한다.
210 - 파일 관리자를 업데이트한다.
삭제 동작이 초기화될 때(단계 200), 복수의 파일들이 삭제를 위해 이용 가능한지를 결정하기 위해 파일 관리자(30)에게 질의한다(단계 202). 파일에 주석이 부가된 경우에 삭제를 위해 파일이 이용가능하다. 삭제할 때 요구된 기록 동작을 위해 충분한 자유 공간이 제공되는 경우, 파일은 삭제를 위해 이용 가능할 뿐이다. 이것은 복수의 파일 중 몇 개가 삭제될 필요가 있음을 의미한다. 단지 한개 파일만이 삭제를 위해 이용 가능한 경우에는, 그 파일은 삭제되고(단계 204), 파일 관리자(30)는 그에 따라서 업데이트된다(단계 210). 복수의 파일이 사용 가능한 경우에, 단편화를 감소시키기 위해 삭제될 파일이 선택된다(단계 206). 본 발명의상기 실시예에서 삭제될 파일을 선택하기 위한 옵션들이 이하에서 설명된다. 다음, 선택된 파일은 영구적으로 삭제되고(단계 208), 그에 따라서 파일 관리자(30)는 업데이트된다(단계 210).
일단 복수의 파일들이 삭제를 위해 이용 가능하다고 결정되면, 삭제될 특정 파일이 파일 디프래그먼테이션 또는 자유 공간 디프래그먼테이션을 최적화하도록 선택될 수 있다. 삭제될 텍스트 파일을 결정하는기 위해서는 몇 가지 기준이 있을 수 있다. 하나는 삭제를 위해 이용 가능한 후보자들 중 대부분의 단편화된 파일을 삭제함으로써 디스크 상의 파일들의 파일 단편화 수준을 최적화하는 것이다. 보다 나은 하나는 단편화 수준 및 자유 공간 단편화 수준을 최적화하는 것이다. 왜냐하면 디스크에 기록될 다음 파일이 낮은 자유 공간 단편화로 이득을 얻기 때문이다.
이러한 최적화는 단편들의 수뿐만 아니라, 단편들의 크기들도 고려함으로써 개선될 수 있다.
또한, 단편화 및 자유 공간 단편화 레벨 모두를 최적화하도록 시도하는 할당 방법 및 삭제 방법을 선택함으로써 매우 낮은 프래그먼테이션 수준을 달성하는 것이 가능하다.
디스크 상에 3개의 파일들이 있고 약간의 자유 공간이 남아있는 이하의 (간단화된) 파일 시스템을 고려한다.
A C F A A F B C B C B
파일 A는 2개의 단편들로 구성되고, 파일 B는 3개의 단편들로 구성되고, 파일 C는 3개의 단편들로 구성된다. 자유 공간 F는 2개의 단편들로 구성된다. 따라서, 총 10개의 단편들이 있다.
따라서, 파일 A 및 B가 파일 관리자(30)에서 주석이 부가된 삭제용 후보자들이고 , 파일 C가 터치(touch)되지 않은 채로 있다고 하면, 삭제를 위해 파일 A와 B 사이에서 선택할 필요가 있다. 대부분의 파일 단편화된 파일을 삭제할 경우, 그것이 파일 B인 경우, 다음과 같은 결과를 얻는다:
A C F A A F F C F C F
파일 A는 2개 단편들로 구성되고, 파일 C는 3개 단편들로 구성되고, 자유 공간 F는 4개 단편들로 구성된다. 총 9개의 단편이 된다. 자유 공간의 높은(high) 단편화 때문에, 저장될 다음 파일도 높은 단편화 수준을 가질 가능성이 있다. 그보다도 파일 및 자유 공간 모두의 파일 단편화 레벨을 최적화하는 경우, 파일 A를 삭제하고, 그것으로부터 다음과 같은 결과를 얻게 된다.
F C F F F F B C B C B
파일 B는 3개 단편들로 구성되고, 파일 C는 3개 단편들로 구성되고, 자유 공간 F는 2개 단편들로 구성되어, 총 8개의 단편이 된다. 게다가 자유 공간이 낮은(low) 자유 공간 단편화 수준을 가지기 때문에, 저장될 다음 파일은 또한 낮은 단편화 수준을 가지게 된다.
어떠한 선택 옵션이 선택되든지 간에 삭제 파일의 결정은 파일 관리자(30)에게 질의함으로써 실행된다. 삭제 가능한 파일들의 세트에서 도든 파일에 대하여 파일 단편화 및 자유 공간 단편화의 삭제 효과가 산정된다.
선택 처리는 도 4에 도시된다. 흐름도의 엔트리들은 다음과 같이 대응한다.
400 - 각 파일에 대하여 삭제의 파일 단편화 효과를 산정한다.
402 - 각 파일에 대하여 삭제의 자유 공간 단편화 효과를 산정한다.
404 - 각 파일에 대하여 파일 단편화 및 자유 공간 단편화의 합계를 결정한다.
406 - 클러스터들의 수에 따른 합계 산정을 표준화한다.
408 - 최적 파일을 선택한다.
자유 공간 단편화의 효과는 (각 파일에 대한) 삭제가 자유 공간 단편에 미치는 변화들을 산정함으로써 산정된다(단계 402). 새로운 공간 단편들이 나타날 수 있지만(바람직하지 않게) , 몇 개의 자유 공간 단편들은 새로운 공간 단편을 생성하는 삭제에 의해 접속될 수 있다(바람직한). 통상적으로, 자유 공간 단편들의 수는 증가하게 된다(즉, 양의(positive) 변화).
단편화 및 자유 공간 단편화 변화들 둘 모두의 가장 낮은 합계(항상 제로(0) 또는 음(negative))를 초래하는 파일이 결정된다(단계 404).
상기 메커니즘이 (통계적으로 더 많이 합병(coalescing)한) 큰 파일들을 선호하기 때문에, 선택적인 세분화(refinement)는 파일 크기에 대하여 표준화(normalization)된다(단계 406). 이것은 상기 합계를 파일의 클러스터들의 수로 나눔으로써 행해진다. 그 후에, 최적 파일이 선택된다(단계 408).
대안으로, 단계 404로부터의 결과는 삭제용 파일을 선택하는데 사용될 수 있다.
삭제를 위해 이용 가능한 각 파일에 대하여, 파일 단편화에 미치는 삭제 효과가 산정된다(단계 400). 완전한 디스크에 관한 파일 단편화는 삭제될 파일의 단편들의 수만큼 감소하게 된다. 이것은 항상 음의 변화이다.
본 발명의 양호한 실시예들의 목적은 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위한 방법, 시스템 및 대응하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 청구항 제1항 및 제4항은 복수의 파일들이 삭제하기 위해 이용 가능한 경우, 단편화를 감소시키기 위해 파일을 선택적으로 삭제하여 종래의 문제점을 해소한다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
복수의 파일들이 삭제를 위해 이용 가능한 지를 결정하는 단계와;
파일들 중 하나를 선택하는 단계와;
선택된 파일들을 삭제하고, 파일들 중 다른 파일을 삭제하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 디지털 장치의 단편화를 감소하도록 구성되는시스템이 제공되며, 상기 시스템은, 복수의 파일들이 삭제를 위해 이용 가능한 지를 결정하는 수단과; 파일들 중 하나를 선택하는 수단과; 선택된 파일을 삭제하고 파일들 중 다른 파일을 삭제하지 않는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제2항 및 제7항은 파일 디프래그먼테이션을 최소화하는 바람직한 방법을 제공한다.
청구항 제3항 및 제8항은 파일 및 자유 공간 디프래그먼테이션 둘 모두를 최소화하는 바람직한 방법을 제공한다.
청구항 제4항 및 제9항은 파일 및 자유 공간 디프래그먼테이션 둘 모두를 최소화하도록 파일이 검출되었는지를 결정하는 바람직한 방법을 제공한다.
청구항 제5항 및 제10항은 최적의 디프래그먼테이션을 결정할 때 파일 크기들을 고려하는 바람직한 방법을 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 청구항 제11항에서 설명되는 바와 같이 디지털 비디오 레코더로서 구현될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 청구항 제12항에서 설명되는 바와 같이 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다.
삭제를 위한 복수의 파일들에 주석을 다는 디지털 저장 장치로 선택적인 파일 삭제에 의해 단편화를 감소하는 효과적인 경우가 있음이 실현된다.
이하, 본 발명이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로써 기술된다.

Claims (12)

  1. 디지털 저장 장치(digital storage device:10)의 단편화(fragmentation)를 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    복수의 파일들이 삭제를 위해 이용 가능한 지를 결정하는 단계(202)와;
    상기 파일들 중 하나를 선택하는 단계(206)와;
    상기 선택된 파일들을 삭제하고(208), 상기 파일들 중 다른 파일을 삭제하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디지털 저장 장치의 단편화 감소 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택 단계는 삭제를 위해 대부분의 파일 단편화된 파일을 선택하는 단계를 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화 감소 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택 단계는:
    어느 파일 삭제가 파일 디프래그먼테이션(defragmentation) 및 자유 공간(free space) 디프래그먼테이션을 최적화하는 지를 결정하는 단계(400, 402, 404)와;
    삭제를 위해 상기 결정된 파일을 선택하는 단계(408)를 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화 감소 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 선택 단계는,
    (ⅰ) 삭제를 위해 이용 가능한 각각의 파일에 대하여 파일 단편화에 미치는 파일의 삭제 효과를 산정하는 단계(404)와;
    (ⅱ) 삭제를 위해 이용 가능한 각각의 파일에 대하여 자유 공간 단편화에 미치는 파일의 삭제 효과를 산정하는 단계(402)와;
    (ⅲ) 삭제를 위해 이용 가능한 파일이 단계 (ⅰ) 및 (ⅱ)로부터 가장 낮은 합이 되는 지를 결정하는 단계를 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화 감소 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 단계 (ⅲ)의 결과는 파일 크기에 따라 표준화되는(406), 디지털 저장 장치의 단편화 감소 방법.
  6. 디지털 저장 장치(10)의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템에 있어서,
    복수의 파일들이 삭제를 위해 이용 가능한 지를 결정하는 수단과;
    상기 파일들 중 하나를 선택하는 수단과;
    상기 선택된 파일을 삭제하고 상기 파일들 중 다른 파일을 삭제하지 않는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 삭제를 위해 대부분의 파일 단편화된 파일을 선택하는 수단을 더 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 어느 파일 삭제가 파일 디프래그먼테이션 및 자유 공간 디프래그먼테이션을 최적화할 지를 결정하는 수단과,
    삭제를 위해 상기 결정된 파일을 선택하여 삭제하는 수단을 더 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 어느 파일 삭제가 파일 디프래그먼테이션 및 자유 공간 디프래그먼테이션을 최적화할 지를 결정하는 상기 수단은,
    (ⅰ) 삭제를 위해 이용 가능한 각각의 파일에 대하여 파일 단편화에 미치는 파일의 삭제 효과를 산정하는 수단과;
    (ⅱ) 삭제를 위해 이용 가능한 각각의 파일에 대하여 자유 공간 단편화에 미치는 파일의 삭제 효과를 산정하는 수단과;
    (ⅲ) 삭제를 위해 이용 가능한 파일이 상기 (ⅰ) 및 (ⅱ)로부터 가장 낮은 합이 되는 지를 결정하는 수단을 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 파일 크기에 따라 상기 (ⅲ)의 결과를 표준화하는 수단을 더 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템.
  11. 제4항에 있어서, 디지털 비디오 레코더를 포함하는, 디지털 저장 장치의 단편화를 감소시키기 위해 구성된 시스템.
  12. 프로세서가 제1항에 따른 방법을 실행하도록 구성되는 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020027010988A 2000-12-22 2001-12-07 단편화를 감소시키기 위한 방법 및 장치 KR20020081696A (ko)

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