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発明の名称 データ記憶装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−200369
公開日 平成7年(1995)8月4日
出願番号 特願平5−337778
出願日 平成5年(1993)12月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 冠野 欣也 / 梶本 一夫
要約 目的
本発明は、ハードディスクのように、書き込み、読みだし、消去、消去した領域の再利用ができる記憶媒体において、一つのファイルを記憶媒体の連続した領域に格納するようなファイルシステムを構築し、消去した領域の再利用を効率良く行なうことができるファイルシステムを提供することを目的とする。

構成
データ格納部102の使用状況を管理する格納領域/空き領域管理部103と、データ格納部102の使用状況から、必要な大きさの連続した空き領域を確保するための最適なデータの再配置処理を行なうデータ再配置制御部104を備え、必要な大きさの連続した空き領域を確保するために、必要最小限のファイルの移動操作で必要十分な連続空き領域を確保するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】標本化/量子化映像信号を入力し、その内容を所定の位置に記録して保持するデータ格納部と、映像信号を入力し、標本化/量子化して前記標本化/量子化映像信号として出力し、また格納位置信号に応じて前記データ格納部の所定の位置に前記標本化/量子化映像信号を格納するデータ入力部と、前記データ格納部の内部における、データの格納されている格納領域と何もデータが格納されず空いている空き領域とを管理する格納領域/空き領域管理部と、前記格納領域/空き領域管理部を参照し前記データ格納部における格納領域と空き領域の配置情報から連続空き領域を確保するためのデータ再配置方法を複数種類発見してそれらの方法を再配置処理方法信号として出力し、また処理方法選択信号に応じて前記データ再配置方法のうちのひとつを選択的に実行することができ、その再配置処理の結果に合わせて前記格納領域/空き領域管理部を更新するデータ再配置制御部と、前記格納領域/空き領域管理部を参照し、前記データ格納部における格納領域と空き領域の配置情報と前記データ再配置制御部で発見された前記データ再配置方法に基づいてデータ格納部のデータを実際に移動したときに必要となる処理時間を見積り、またその結果確保される最大の連続空き領域の大きさを、映像信号を記録することができる時間に換算し、見積りをした処理時間の値と換算した記録時間の値を再配置処理評価信号として出力する再配置処理評価部と、前記再配置処理評価信号を入力し再配置処理方法毎の処理時間の見積りとそのとき確保される最大空き領域の時間換算した値を提示し、また同時に一切の再配置処理を行なわなかった時の最大空き領域の時間換算した値を提示し、そのなかから実際に実施する再配置処理方法を選択させた選択結果を前記処理方法選択信号として出力する再配置処理方法選択部とを具備したことを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項2】標本化/量子化映像信号を入力し、その内容を所定の位置に記録して保持するデータ格納部と、前記データ格納部に格納したい映像信号について、その時間区間を一度に複数個指定できる入力データ指定部と、前記データ格納部の内部における、データの格納されている格納領域と何もデータが格納されず空いている空き領域とを管理する格納領域/空き領域管理部と、前記入力データ指定部からの出力信号に基づいてデータ入力するときに、各々のデータ入力指定に対して、前記データ格納部に必要な連続した空き領域があるかどうかを前記格納領域/空き領域管理部を参照して調べ、存在しなかった場合にはデータ格納領域を適当に移動し、分散している空き領域をひとつにまとめることによって大きな連続した空き領域を確保しかつ、データ格納領域の再配置処理時間の総和が最小になるような再配置処理を行ない、その再配置処理の結果に合わせて前記格納領域/空き領域管理部を更新し、またその結果確保された連続した空き領域の位置指定を前記入力データ指定信号と対応付けて格納位置信号として出力するデータ再配置制御部と、前記入力データ指定信号によって指定された区間の映像を入力して標本化/量子化し、また前記格納位置信号に応じて前記データ格納部の所定の位置に標本化/量子化映像信号を格納するデータ入力部とを具備したことを特徴とするデータ記憶装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一つのファイルを記憶媒体の連続した領域に格納するようなファイルシステムを実現するデータ記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一つのファイルを記憶媒体の連続した領域に格納するようなファイルシステムの例として、追記型光ディスク装置上のファイルシステムの例がある(例えば特開平4−52737号公報)。この従来例では、一つのファイルのデータをつねに連続領域に格納することによって領域管理を簡単化することが目的であるが、不要となったデータを格納している領域を再度新たなデータの格納に利用するということができない追記型光ディスク装置を想定しているので、不要領域の再利用については一切考えられていない。
【0003】また、一つのファイルを連続した領域に格納しかつ、不要となった領域の再利用を行なうファイルシステムとしては、メモリ装置での例ではあるが、特開平1−51868号公報に記載の装置がある。この従来例では、不要となった領域が発生した時に、それ以降の領域のデータをすべて前方に移動して詰合せを行い、常に不要領域をその後ろにひと固まりにして管理する方法が考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来の追記型光ディスク装置上のファイルシステムの例(特開平4−52737号公報)のような構成では、不要となったデータを格納している領域を再度新たなデータの格納に利用するということができないので、ハードディスクのような不要領域の再利用可能な媒体については、その利点を十分に利用できないという問題点を有していた。
【0005】また、不要となった領域の再利用を行なうファイルシステムのメモリ装置での例(特開平1−51868号公報)のように、不要となった領域が発生した時に直ちにデータの移動をして不要領域をひと固まりにして管理する方法を、ハードディスク上のファイルシステムに適用すると、データの移動のためにメモリの場合と異なり膨大な時間が必要となり実用的ではないという問題点を有していた。
【0006】本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ハードディスクのように、書き込み、読みだし、消去、消去した領域の再利用ができる記憶媒体において、一つのファイルを記憶媒体の連続した領域に格納するようなファイルシステムを構築し、消去した領域の再利用を効率良く行なうことができるファイルシステムのデータ記憶装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明は、データ格納部の使用状況を管理する格納領域/空き領域管理部とデータ格納部の使用状況から、必要な大きさの連続した空き領域を確保するための最適なデータの再配置処理を行なうデータ再配置制御部を備えた構成を有している。
【0008】
【作用】この構成によって本発明は、必要な大きさの連続した空き領域を確保するために、必要最小限のファイルの移動操作で必要十分な連続空き領域を確保するようにしたことにより、使用者の待ち時間を減らし、応答性のよいシステムを実現する。
【0009】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の第1の実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例におけるデータ記憶装置の構成を示すブロック図である。
【0010】図1において、101はデータ入力部、102はデータ格納部、103は格納領域/空き領域管理部、104はデータ再配置制御部、105は再配置処理評価部、106は再配置処理方法選択部である。以上のように構成されたデータ記憶装置について図1をもちいてその動作を説明する。
【0011】まず、データ入力部101では、カメラやもしくはビデオテープレコーダやレーザーディスクのような映像再生機器からの映像信号aを入力し、その映像信号を標本化/量子化して標本化/量子化映像信号bを出力し、格納位置信号dに応じてデータ格納部102の所定の位置に標本化/量子化映像信号bを記録する。
【0012】データ格納部102は、ハードディスクや光磁気ディスクのようにランダムアクセスが可能で、データの書き込み、読みだし、消去が自由に行なえる記憶媒体をもちい、標本化/量子化映像信号bを順次入力し、それを所定の位置に連続して記憶し保持する。
【0013】ここで、標本化/量子化映像信号bは単位時間当たりのデータ量が非常に大きいためデータ格納部102内では時間的に連続して入力された標本化/量子化映像信号bは、必ず物理的に連続した領域を割り当てられ、それによって、データの書き込み、読み出しの高速化をはかるものである。この連続して書き込まれたデータ領域をファイルとよぶ。
【0014】格納領域/空き領域管理部103では、データ格納部102の内部の、標本化/量子化映像データの格納されている領域(格納領域)と、何もデータが格納されず空いている領域(空き領域)を管理しており、データ再配置制御部104や再配置処理評価部105からその情報が参照される。
【0015】以下に図3(a)(b)をもちいてデータ格納部102と格納領域/空き領域管理部103の内部の様子と動作を説明する。図3(a)はデータ格納部102の内部の様子を摸式的に表したものである。図3(a)では、ハードディスクのような本来円盤状のものの上に円周方向にならんでいるデータを長方形を用いて一次元的に表している。
【0016】図中のD1、D2..はデータが格納されている領域を表し、それぞれがひとつのファイルである。A1はデータが格納されていない空き領域をあらわす。データは、格納する時も、読み出す時も左から右にむかって順次行なわれるものとする。個々の領域の上側に表示されている数字は、ファイル毎のデータ量を映像信号の時間に換算したものを示している。
【0017】図3(b)は、格納領域/空き領域管理部103の内部における管理方法の例を摸式的に表したものである。格納領域管理テーブルは、データ格納部102に格納されているファイルの開始位置とそのファイルの大きさを対に記憶している。また同様に空き領域管理テーブルはデータ格納部102内の空き領域の開始位置とその大きさを対に記憶している。
【0018】このように管理されているデータ格納部102において、いまたとえば、D2とD4のファイルを消去したとすると、データ格納部102及び格納領域/空き領域管理部103の内部の様子はそれぞれ図4(a)(b)のようになる。このように、データは必ず連続した領域に格納され、管理されている。
【0019】データ再配置制御部104は、格納領域/空き領域管理部103を参照し、データ格納部102における格納領域と空き領域の配置情報から、データ格納部102内でもっとも大きい空き領域を捜し出したり、できるだけ大きな連続空き領域を確保するためにデータ格納部102内でのファイルの移動をする方法を発見することができるものである。
【0020】これは、新たな標本化/量子化映像信号bを入力しそのデータを格納したいときに必要となることで、一つのファイルを物理的に連続した領域に格納し、かつデータ格納部102の容量を有効に利用したいときに必ず起こる問題である。例えば、データ格納部102が図4のような状態の時には、もっとも大きい空き領域はA2で、その大きさは7である。ここで、10の大きさのデータを新たに格納したい時には、このままでは連続した領域がないので、格納できない。そこで、既に格納されているファイルを移動して空き領域をまとめ、連続した空き領域を作らなければならない。
【0021】図5(a)〜(e)では、データ格納領域D1、D3、D5を斜線つきの矩形で空き領域A1〜A9を白地の矩形で表し、データ再配置制御部104の行なう再配置処理について説明する。移動を行なったファイルについては、濃い斜線つきの矩形で表している。
【0022】できるだけ大きな連続空き領域を確保したい時には、図5(b)のようにすべてのファイルを順番に前に詰め合わせていけばよいことは明白であるが、ファイルの移動処理は現在のハードディスクや光磁気ディスクの性能を考慮すると、非常に時間のかかる処理なので、装置全体の操作性を考えるとなるべく行ないたくないものである。使用者が要求している空き領域の大きさがおおよそでも予めわかっている場合には、すべてのファイルの移動をするまでもなくその必要な大きさの連続空き領域が確保できる場合もあるので、必要最小限のファイルの移動で済ませることができる。
【0023】例えば、大きさ10の連続空き領域がほしい時には、図5(c)(d)(e)のように、どれか一つのファイルだけを移動することによって確保できることがわかる。データ再配置制御部104で発見されたファイル移動の方法は、再配置処理方法信号eとして再配置処理評価部105に出力される。再配置処理評価部105は、再配置処理方法信号gを入力し、それぞれの方法についてデータ格納部102でファイルを実際に移動したときに必要となる処理時間を見積もる。処理時間の見積りはデータ格納部102におけるデータの読みとり速度、書き込み速度、読みとりヘッド、書き込みヘッドの移動速度等を考慮し、格納領域/空き領域管理部103を参照してデータ格納部102における格納領域と空き領域の配置情報を得ることによって見積もることができる。
【0024】またその方法でファイル移動処理をした時に確保できる最大連続空き領域の大きさを、映像信号を記録することができる時間に換算する。このようにして得られた、各再配置処理方法ごとの確保できる空き領域の時間換算値と、そのために必要な処理時間を再配置処理評価信号hとして出力する。
【0025】再配置処理方法選択部106は、再配置処理評価信号hを入力し再配置処理方法毎の空き領域時間換算値と処理時間を使用者に提示し、その中から実際に行なう再配置処理方法を選択させ、その選択結果を処理方法選択信号eとして出力する。
【0026】図3(b)のときの再配置処理方法選択部106における表示の例を、図5(f)に示す。図5(f)では、ファイルの移動方法と、その移動処理にかかる時間、その結果得られる連続空き領域の大きさを時間に換算したものをそれぞれ表示している。ここでは簡単のために、移動処理にかかる時間の見積り方法として移動対象となるファイルの大きさの総和を時間換算したものとしている。
【0027】なお、ファイルの移動方法aは、図4(a)のそのままの状態であり、再配置処理を一切行なわない場合を表している。
【0028】ここで必要な大きさが10の時には、方法b、c、d、eから選択することができるが、処理時間のもっとも短いもので選ぶならば、cまたはdということになる。このようにして使用者の意思により選択された再配置処理方法は処理方法選択信号eとして出力され、データ再配置制御部104において実際にデータ格納部102の再配置処理が実行される。もし、このような再配置処理時間評価部105と再配置処理方法選択部106がなければ、再配置方法としてbを実行することとなり、そのための処理時間5を待たなければならない所を、この実施例では2で押えることができた。
【0029】このように、使用者が必要とする領域の大きさに応じて、必要十分なファイルの再配置処理のみを行なうことにより、使用者に待たせる時間を短縮し、応答性のよいデータ記憶装置を実現することができるものである。
【0030】なお、図3において、データ格納部102の内部を簡単な例で示したが、実際には、データ格納部102の中のファイルの数と空き領域の数は非常に多いのでファイルの移動方法の場合の数は非常に多くなり、それを管理することは非常に複雑になる。また、再配置処理方法選択部106において各々の処理方法について評価結果を、使用者に提示することは現実的ではない。そこで、たとえば移動するファイルの数について制限を設けることによってファイルの移動方法を分類し、それぞれの制限のもとで最大の連続空き領域を確保する方法についてのみ再配置処理評価することを考える。
【0031】たとえば、データ格納部102の内部が図6(a)のようになっている時について、具体的に説明する。図6(b1)〜(b5)は、移動するファイルの数で分類し、それぞれの分類の中で最大の連続空き領域が作られた時の結果を示している。図6(b1)〜(b5)では、図5と同様に、データ格納領域D1〜D5を斜線つきの矩形で、空き領域A1〜A12を白地の矩形で表し、移動を行なったファイルについては、濃い斜線つきの矩形で表している。
【0032】図6(b1)では、データ格納領域D4を1つだけ空き領域A2に移動することによって大きさ10の連続空き領域A7を得ている。図6(b2)では、データ格納領域D2、D3の2つを空き領域A5に移動することによって大きさ14の連続空き領域A8を得ている。
【0033】図6(b3)では、データ格納領域D2をまず空き領域A1に移動し、次にD4、D5を空き領域A2に移動することによって大きさ17の連続空き領域A10を得ている。
【0034】図6(b4)では、データ格納領域D3を空き領域A1に移動し、次にD2、D4、D5を空き領域A2に移動することによって大きさ18の連続空き領域A10を得ている。
【0035】図6(b5)では、すべてのデータ格納領域を順次前に詰めていくことによって大きさ18の連続空き領域A12を得ている。また以上の処理にもとづいて処理時間の見積りをすると、図6(c)のようになる。これを再配置処理方法選択部106において使用者に提示し、選択させることによって同じ効果を達成することができる。
【0036】ここでは、移動するファイルの数をもとに再処理方法を分類したが、移動するファイルの数を増やしていくと、確保することのできる空き領域の最大値は確実に増加するが、この例のように処理時間が逆転する場合があるので、注意する必要があることがわかる。
【0037】なお、これ以外の方法で再配置処理を分類し、使用者に効率良く選択される方法を用いても良い。なお、データ入力部101において映像信号を標本化/量子化したのちに、データの圧縮を行なっても良い。
【0038】(実施例2)以下本発明の第2の実施例について、図面を参照しながら説明する。図2において、101はデータ入力部、102はデータ格納部、103は格納領域/空き領域管理部、201はデータ再配置制御部、202は入力データ指定部である。以上のように構成されたデータ記憶装置について図2をもちいてその動作を説明する。
【0039】なお、図2に示す第2の実施例のデータ入力部101、データ格納部102、格納領域/空き領域管理部103は、基本的には図1に示した第1の実施例と同じ構成要素であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0040】入力データ指定部202では、使用者は入力したい映像信号の時間区間を指定する。ここでは複数の時間区間について同時に指定することができる。入力データ指定部202で指定された複数の映像信号の区間は、入力データ指定信号jとして出力される。
【0041】データ再配置制御部201は、基本的に第1の実施例におけるデータ再配置制御部104と同じであるが、入力データ指定信号jを入力し、指定された時間長の空き連続領域を最小の再配置処理時間で得られるような方法を自動的に選択し、実行するところが異なっている。
【0042】再配置処理方法を自動的に選択するときの、データ再配置制御部201の内部の動作について、第1の実施例とは異なる場合について、図7を用いて以下に説明する。図7(a)〜(c2)では、前記実施例と同様に、データ格納領域を斜線つきの矩形で、また空き領域を白地の矩形で、移動を行なったファイルについては、濃い斜線つきの矩形で表している。
【0043】データ格納部102の内部の状態が図7(a)のようになっている時に、時間長が14のデータと4のデータを格納するような要求が、入力データ指定部202によって指定された時について考える。まず時間長の大きい方のデータから格納することを考える。
【0044】図7(b1)、(b2)では大きさ14のデータを格納するための連続空き領域を確保し、そののち、大きさ4のデータのための連続空き領域を確保して格納する場合の手順を示している。このような場合について処理時間を考えてみると、再配置処理にかかる時間の総和が非常に大きくなってしまう。
【0045】一方、図7(c1)のように、14と4の合計である18の大きさの連続空き領域を一度に確保する場合を考えてみると、このほうが、再配置処理時間の総和が少なくて済むことがわかる。図7(d)にこの時の再配置処理時間の見積りの比較結果を示す。
【0046】このように、使用者が必要とする領域の大きさが複数個あらかじめ正確に与えられている場合には、第1の実施例のときとは異なり、再配置処理時間の総和を考えてそれが最小になるようにファイルの再配置処理を行なうことにより、使用者に待たせる時間を短縮し、応答性のよいデータ記憶装置を実現することができる。
【0047】
【発明の効果】以上のように本発明のデータ記憶装置は、一つのファイルを格納するために記憶媒体上の連続した空き領域を必要とするようなファイルシステムにおいて、必要な大きさの空き領域を確保するために行なう、データの移動の処理時間が最小になるように工夫することにより、使用者の操作中の待ち時間を減らすことができ応答性のよいシステムを実現できる。




 

 


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