KR20070109732A - 블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 장치 및 방법 - Google Patents

블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

블록 가상 할당을 이용한 파일시스템 및 파일 관리 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록 가상 할당을 이용한 파일시스템에는 데이터 블록에 대한 정보를 저장한 매핑 블록들의 집합인 블록 맵, 상기 매핑 블록의 확장 시에 그 로그를 기록하는 로그영역, 동일한 파일에 대해 다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되는 경우에 상기 블록 맵을 검색하여 빈 매핑 블록들을 가상으로 할당하여 생성되며, 상기 할당된 블록들에 대응하는 로그를 상기 로그영역에 기록하는 가상할당부 및 상기 가상할당부에 가상으로 할당된 매핑 블록을 사용하여 파일을 확장하는 블록할당부가 포함된다.
파일시스템, FAT(File Allocation Table), 데이터 블록, 블록 맵, 블록할당부, 로그영역, 가상할당부

Description

블록 가상 할당을 이용한 파일시스템 및 파일 관리 방법{File system and File management method using assignment of virtual blocks}
도 1은 블록 맵과 데이터 블록 간의 관계를 보여주는 개념도이다.
도 2는 블록의 연결 확장 시 로그를 기록하는 종래의 파일시스템을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 가상 할당을 이용한 파일시스템을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 가상 할당이 적용된 파일의 확장을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 방법의 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 블록 맵 200: 데이터 블록
300: 블록할당부 400: 로그영역
500: 가상할당부
본 발명은 파일시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 블록 가상 할당을 이용한 파일시스템 및 파일 관리 방법에 관한 것이다.
파일은 데이터의 집합, 모음으로 하드디스크, 메모리 카드, CD-ROM 등에 저장되는 것을 의미한다. 파일은 컴퓨터, PDA, 휴대폰과 같은 시스템에 정보를 제공하거나, 어떤 기능을 동작시키거나 혹은 사용자에게 정보를 제공하는 등의 다양한 기능을 한다.
컴퓨터와 같은 디지털 장치에는 FAT(File Allocation Table), NTFS(New Technology File System), HPFS(High Performance File System) 등의 파일시스템이 존재한다. 파일시스템(File System)은 파일을 쓰고, 읽고, 사용하기 위한 방법과 기능을 제공한다. 파일시스템은 파일의 효율적인 관리를 위한 기능을 수행하며, 데이터의 빠른 검색, 복구, 대용량 데이터의 지원 등을 제공하고 있다. 파일시스템은 CPU와 같은 프로세서에 비해 상대적으로 느린 처리 속도를 가진 저장 매체가 시스템에 가져다주는 병목 현상을 줄이고, 파일의 처리를 원활하게 하여, 전체 시스템의 성능 향상을 목적으로 한다.
FAT, HPFS, NTFS와 같은 파일시스템은 파일을 블록 맵을 통해 관리하며, 하드 디스크 또는 메모리 카드 등은 크게 데이터 블록과 블록 맵으로 나뉘어진다. 데이터 블록은 데이터를 저장하기 위한 하나의 단위가 되며, 저장 공간에서 데이터가 저장되는 하나의 단위가 될 수 있다. 512 byte 혹은 1024 byte와 같이 데이터를 저장하는 단위가 되며, 이보다 큰 데이터들은 저장 단위의 크기에 따라 나누어 저장 하게 된다. FAT을 사용하는 파일시스템에서는 이러한 데이터 블록을 클러스터(cluster)라고 부른다.
블록 맵은 데이터 블록에 대한 정보들의 모음이다. 블록 맵(100)과 데이터 블록(200)은 저장 장치에 저장될 수 있으며, 블록 맵(100)과 데이터 블록(200)간의 매핑과 파일을 관리하는 블록할당부(300)가 존재한다.
도 1은 블록 맵과 데이터 블록간의 관계를 보여주는 개념도이다.
블록 맵을 구성하는 각 블록들(101, 102)은 해당 데이터 블록의 상태를 보여준다. 즉, 데이터 블록에 파일이 저장되어 있는지, 혹은 데이터 블록이 저장 가능한지를 알려주는 정보를 가지고 있다. 블록 맵을 구성하는 블록들의 정보를 검토하면, 전체 데이터 블록을 직접 살펴보지 않고 해당 데이터 블록의 상태를 알 수 있다.
FAT 파일시스템에서 블록 맵의 한 예로서 FAT 테이블을 들 수 있다.
한편 데이터가 저장장치에 저장되는 경우 항시 순차적으로 데이터가 저장될 수는 없다. 파일들이 삭제되고 저장되는 과정에서 사용할 수 있는 저장 공간은 저장 매체의 곳곳에 산발적으로 존재할 수 있다. 블록 맵은 하나의 파일을 구성하는 여러 데이터 블록에서 순차적으로 데이터를 읽을 수 있도록 블록의 위치를 연결 리스트로 구성한다. 이러한 연결은 블록 맵의 블록을 통해 이루어진다.
이하 본 명세서에서는 블록 맵을 구성하는 블록을 매핑 블록이라 한다.
도 2는 블록 확장 시 로그를 기록하는 종래의 파일시스템을 나타내는 블록도이다.
파일시스템에서 파일의 확장 즉, 데이터 블록의 연결을 확장하는 경우에 블록 맵에서 연결의 마지막 매핑 블록과 할당되는 매핑 블록을 수정한다. 이러한 2단계 수정은 갑작스러운 전원 꺼짐 등에 대하여 안전하지 못하므로 안전성을 보장하기 위하여, 수정 전에 블록할당부(300)는 연결의 마지막 데이터 블록과 할당되는 데이터 블록을 로그영역(400)에 기록한 후 블록 맵(100)을 수정한다. 그러나, 쓰기 연산 등 다수의 데이터 블록의 확장이 필요한 경우 각 데이터 블록의 확장마다 일일이 한 번씩 로그를 기록하는 것은 전체 연산의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 로그를 기록하는 파일시스템에서 파일 확장시 로그를 기록하는 회수를 줄임으로써 로그를 기록함으로 인한 연산 속도의 감소를 최소화하고 유효 로그의 개수를 줄임으로써, 로그영역이 차지하는 공간을 줄이는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 블록 가상 할당을 이용한 파일시스템 및 파일 관리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 과제를 실현하기 위한 블록 가상 할당을 이용한 파일시스 템은 데이터 블록에 대한 정보를 저장한 매핑 블록들의 집합인 블록 맵, 상기 매핑 블록의 확장 시에 그 로그를 기록하는 로그영역, 동일한 파일에 대해 다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되는 경우에 상기 블록 맵을 검색하여 빈 매핑 블록들을 가상으로 할당하여 생성되며, 상기 할당된 블록들에 대응하는 로그를 상기 로그영역에 기록하는 가상할당부 및 상기 가상할당부에 가상으로 할당된 매핑 블록을 사용하여 파일을 확장하는 블록할당부를 포함한다.
본 발명의 기술적 과제를 실현하기 위한 블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 방법은 데이터 블록 연결의 확장을 요청 받은 단계, 동일한 파일에 대해 다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되는 경우에 블록 맵을 검색하여 일정 수의 빈 매핑 블록들을 가상으로 할당하는 단계, 상기 가상으로 할당된 블록들에 대응하는 로그를 로그영역에 기록하는 단계 및 상기 가상으로 할당된 매핑 블록을 사용하여 파일을 확장하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 가상 할당을 이용한 로그 정보 관리 장치에 대한 블록도이다. 도 3과 같이, 본 발명의 실시예는 블록 맵(100), 블록할당부(300), 로그영역(400), 가상할당부(500)로 구성된다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어, 즉 '~모듈'은 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 기능들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어 드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록 가상 할당이 적용된 파일의 확장을 보여주는 개념도이다.
도 4(a)와 같이 2번 데이터 블록을 소유하고 있는 파일에 대하여 순차적으로 3, 4, 5번 데이터 블록으로 확장되는 경우에 파일시스템에서 블록 가상 할당을 이용한 로그 정보를 어떻게 관리하는 지를 살펴보기로 한다.
데이터 블록의 확장 요청이 있는 경우 도 4(b)와 같이 블록할당부(300)는 블록 맵(100)을 검색하여 빈 매핑 블록을 가상할당부(500)로 할당한 후, 도 4(c)와 같이 로그영역(400)에 2번 데이터 블록의 확장으로 3번 데이터 블록, 4번 데이터 블록, 5번 데이터 블록, 6번 데이터 블록, 7번 데이터 블록 중 하나가 될 수 있음을 기록한다.
2번 데이터 블록이 3번 데이터 블록으로 확장되는 경우에, 도 4(d)와 같이 가상할당부의 버퍼에서 3번을 읽은 후 블록 맵의 2번 매핑 블록에 "3"을 기록하고 3번 매핑 블록에 "-1"을 기록한다.
그 다음 3번 데이터 블록이 4번 데이터 블록으로 확장되는 경우 가상할당부의 버퍼에서 4번 매핑 블록을 읽은 후 블록 맵의 3번 매핑 블록에 "4"를 기록하고 4번 매핑 블록에 "-1"을 기록한다.
마찬가지로 4번 데이터 블록이 5번 데이터 블록으로 확장되는 경우 가상할당부의 버퍼에서 5번 매핑 블록을 읽은 후 블록 맵의 4번 매핑 블록에 "5"를 기록하고 5번 매핑 블록에 "-1"을 기록한다.
이때 각 연결 과정에서 있어 매핑 블록에 기재되는 "-1"은 꼬리 마크로서 연결의 마지막 데이터 블록에 대응하는 매핑 블록을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 FAT 파일시스템에서 블록 가상 할당을 이용한 로그 정보 관리 장치는 FAT 테이블, 가상할당부, 블록할당부, 로그영역을 포함한다.
FAT 파일시스템에서 관리되는 하나의 단위가 되는 블록을 클러스터라고 하며 하나의 파일은 클러스터들의 연결로 표현된다. 또한, FAT 파일시스템에서 클러스터들에 대한 정보의 모음을 FAT 테이블이라고 하며 이는 FAT 파일시스템에서 블록 맵에 해당한다.
따라서 본 발명은 FAT 테이블, 매핑 클러스터들을 가상으로 할당하여 생성된 가상할당부, 매핑 클러스터들을 할당하는 FAT 할당부, 로그영역으로 실시될 수 있 고, 이러한 FAT 호환 파일시스템에서 로그 정보를 어떻게 관리하는 가는 상기 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 방법의 순서도이다.
파일시스템은 어플리케이션으로부터 데이터 블록 연결의 확장요청을 수신한다(S101). 이러한 어플리케이션은 운영체제(Operating System)일 수 있고, 또는 사용자가 사용하는 프로그램일 수 있다. 요청을 받은 파일 시스템은 블록 맵에서 빈 매핑 블록이 있는 지를 검색한다(S102). 빈 매핑 블록의 검색에 실패한 경우에는 파일 에러를 송신하고 종료한다(S130).
검색 결과 빈 매핑 블록을 찾게 되면, 다수의 데이터 블록의 확장의 예상이 되는지를 판단한다(S103). 이러한 판단은 데이터 블록의 연결 확장 요청의 빈도 등으로 판단할 수 있고, 사용자가 지정할 수도 있을 것이다.
다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되는 경우, 가상할당부의 존재 여부를 검색한다(S110).
존재하지 않는 경우 블록 맵을 검색하여 일정 수의 빈 매핑 블록을 찾아 가상할당부로 할당한다(S111). 그 후, 할당된 매핑 블록에 대응하는 로그를 로그영역에 기록한다(S112). 그리고 가상할당부에서 하나의 비어있는 매핑 블록을 가져와서(S113), 기존 연결의 마지막 매핑 블록 엔트리에 빈 매핑 블록 값을 기록한다(S121). 그런 후에 빈 매핑 블록 엔트리에 꼬리 마크인 "-1"을 기록하고(S122), 종료한다.
가상할당부가 존재하는 경우, 바로 가상할당부에서 하나의 비어있는 매핑 블록을 가져와서(S113), 기존 연결의 마지막 매핑 블록 엔트리에 빈 매핑 블록 값을 기록한다(S121). 그 후 빈 매핑 블록 엔트리에 꼬리 마크인 "-1"을 기록하고(S122), 종료한다.
이러한 방법으로 다수의 데이터 블록 연결을 확장하는 경우에 로그의 회수를 줄임으로써 연산의 속도를 향상시키고 유효 로그의 수를 줄임으로써 로그영역의 공간을 줄일 수 있다.
다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되지 않은 경우에는, 기존 연결의 마지막 데이터 블록과 빈 데이터 블록의 로그를 로그영역에 기록한다(S120). 그리고 기존 연결의 마지막 매핑 블록 엔트리에 빈 매핑 블록 값을 기록한 후(S121), 빈 매핑 블록 엔트리에 꼬리 마크인 "-1"을 기록하고(S122), 종료한다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 FAT 파일시스템에서 블록 가상 할당을 이용한 로그 정보 관리 방법은 FAT 테이블, 가상할당부, 블록할당부, 로그영역을 포함한다.
FAT 파일시스템에서 관리되는 하나의 단위가 되는 블록을 클러스터라고 하며 하나의 파일은 클러스터들의 연결로 표현된다. 또한, FAT 파일시스템에서 클러스터들에 대한 정보의 모음을 FAT 테이블이라고 하며 이는 FAT 파일시스템에서 블록 맵에 해당한다.
따라서 본 발명은 FAT 테이블, 매핑 클러스터들을 가상으로 할당하여 생성된 가상할당부, 매핑 클러스터들을 할당하는 FAT 할당부, 로그영역으로 실시될 수 있 고, 이러한 FAT 호환 파일시스템에서 로그 정보를 어떻게 관리하는가는 상기 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 파일시스템과의 호환성을 지원하며, 동일한 파일의 확장이 예상되는 경우에 로그의 회수를 줄여 연산의 속도 저하를 방지할 수 있고, 이 때 유효 로그의 수를 줄임으로써 로그영역에 사용되는 저장 공간 등을 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 데이터 블록에 대한 정보를 저장한 매핑 블록들의 집합인 블록 맵;
    상기 매핑 블록의 확장 시에 그 로그를 기록하는 로그영역;
    동일한 파일에 대해 다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되는 경우에 상기 블록 맵을 검색하여 빈 매핑 블록들을 가상으로 할당하여 생성되며, 상기 할당된 블록들에 대응하는 로그를 상기 로그영역에 기록하는 가상할당부; 및
    상기 가상할당부에 가상으로 할당된 매핑 블록을 사용하여 파일을 확장하는 블록할당부를 포함하는 블록 가상 할당을 이용한 파일시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 블록은 파일의 데이터가 저장된 클러스터이고,
    상기 블록 맵은 상기 클러스터에 대한 매핑 클러스터들의 집합인 FAT 테이블인 블록 가상 할당을 이용한 파일시스템.
  3. 데이터 블록 연결의 확장을 요청 받은 단계;
    동일한 파일에 대해 다수의 데이터 블록 연결의 확장이 예상되는 경우에 블록 맵을 검색하여 일정 수의 빈 매핑 블록들을 가상으로 할당하는 단계;
    상기 가상으로 할당된 블록들에 대응하는 로그를 로그영역에 기록하는 단계; 및
    상기 가상으로 할당된 매핑 블록을 사용하여 파일을 확장하는 단계를 포함하는 블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 블록은 파일의 데이터가 저장된 클러스터이고,
    상기 블록 맵은 상기 클러스터에 대한 매핑 클러스터들의 집합인 FAT 테이블인 블록 가상 할당을 이용한 파일 관리 방법.
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