JPH04307643A - 高信頼性ファイルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機の二次記憶装置
を扱うファイルシステムにおいて、ファイルへ情報書き
込み中に電源断等の事故により該二次記憶装置が停止し
た場合でも、ファイルの情報を更新前の状態、もしくは
更新が終了した状態に保つことを可能としたファイルシ
ステムの信頼性の向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の高信頼性ファイルシステム
としては、例えば特開昭６１−２０８５５２「データ管
理装置」がある。これを図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ
、図５Ｄ、図６、図７により説明する。

【０００３】図４は構成図を示し、計算機１は二次記憶
装置２に接続している。二次記憶装置２内部には、ファ
イルの内容の情報を保持するためのデータ部３、ファイ
ルの構造に関する情報を保持するファイル管理部９、が
存在する。またデータ部３にはファイルＤＡＴＡ１、Ｄ
ＡＴＡ２、ＤＡＴＡ３の内容を保持する領域としてデー
タ領域１０、１１、１２が存在する。

【０００４】一方計算機１はファイル更新手段７及びフ
ァイル読み取り手段１３を有する。ファイル更新手段７
はファイルへ情報を書き込むために、またファイル読み
取り手段１３はファイルの情報を読み取るために、それ
ぞれデータ部３及びファイル管理部９を操作する。

【０００５】次に動作について図５、図６、図７を参照
して説明する。図５は情報書き込みの動作を示す。図６
、図７はそれぞれファイル更新手段７、ファイル読み取
り手段１３についてのフローチャートを示す。ファイル
の通常の状態は図５Ａに示される。ここで、計算機１が
ファイルＤＡＴＡ１に情報を書き込む場合、ファイル更
新手段７は、まず、その該被変更ファイルのファイル名
ＤＡＴＡ１から一意に定まる更新作業用の一時ファイル
名＊＊ＤＡＴＡ１を作成し（図６の過程Ｐ１）、次に該
被変更ファイルＤＡＴＡ１の変更後と同じ内容を保持す
るデータ領域１４を作成し、これをファイル＊＊ＤＡＴ
Ａ１の内容とすることで、被変更ファイルＤＡＴＡ１の
変更後と同じ内容を持つファイル＊＊ＤＡＴＡ１を作成
する（図６の過程Ｐ２、図５Ｂ）。図５Ａ、図５Ｂ、図
５Ｃ、図５Ｄにおけるデータ領域１０およびデータ領域
１４において空白部が置換前の旧データ、斜線部が置換
後の新データを表す。その後書き込みが完了した時点で
、ファイル管理部９から該被変更ファイルＤＡＴＡ１を
削除し（過程Ｐ３、図５Ｃ）、続いてファイル管理部９
に登録されている該一時ファイル＊＊ＤＡＴＡ１の管理
情報を書き換えてそのファイル名を該被変更ファイル名
ＤＡＴＡ１とし（過程Ｐ４）、変更終了後の該被変更フ
ァイルＤＡＴＡ１を作成する（図５Ｄ）。

【０００６】一方、計算機１がファイルＤＡＴＡ１から
情報を読み出す場合、ファイル読み取り手段１３は、該
読みだしファイルＤＡＴＡ１とそのファイル名から一意
に定まる更新作業用の一時ファイル＊＊ＤＡＴＡ１の有
無を調べ（図７の過程Ｐ５）、操作対象である該読みだ
しファイルＤＡＴＡ１が存在し、かつ該読みだしファイ
ルに対応した一時ファイル名を持つファイル＊＊ＤＡＴ
Ａ１がなければ（図５Ａまたは図５Ｄ）、そのまま該読
みだしファイルＤＡＴＡ１の内容を読み取り（過程Ｐ６
）、該読みだしファイルＤＡＴＡ１と該一時ファイル＊
＊ＤＡＴＡ１が共に存在した場合（図５Ｂ）は、該一時
ファイル＊＊ＤＡＴＡ１を削除後（過程Ｐ７）、該読み
だしファイルＤＡＴＡ１の内容を読み取り（過程Ｐ６）
、該読みだしファイルＤＡＴＡ１が存在せず該一時ファ
イル＊＊ＤＡＴＡ１のみが存在する時（図５Ｃ）は、フ
ァイル管理部９の管理情報を書き換えて該一時ファイル
＊＊ＤＡＴＡ１のファイル名を該読みだしファイル名Ｄ
ＡＴＡ１へ変更した後（過程Ｐ８）、ファイルＤＡＴＡ
１の内容を読み取る（過程Ｐ６）。

【０００７】以上の動作によりファイルへ情報を書き込
むためファイル更新手段７の実行中に二次記憶装置２の
動作が停止し、ファイル更新手段７の処理が中断された
場合でも、ファイル読み取り手段１３により書き込み前
、あるいは書き込み後のどちらかのファイル内容を読み
取ることが可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記に示す従来の高信
頼性ファイルシステムは、ファイル更新手段７における
図６の過程Ｐ４およびファイル読み取り手段１３におけ
る図７の過程Ｐ８について、更新作業用の一時ファイル
についてそのファイル名を変更するため、ファイル管理
部９の管理情報を書き換える必要がある。この際、新し
い管理情報を古い管理情報へ重ね書きする必要が出てく
るが、同作業中に二次記憶装置２の動作が停止した場合
は、古い管理情報も新しい管理情報も保存されないため
、該一時ファイルの存在が保全されず、データ部３内に
あった該一時ファイルの内容を保持する領域はどのファ
イルにも属さない状態即ちアクセスが不能でファイルの
破壊状態に陥ることとなる。また、ファイル管理部９の
変更に上記従来手法をさらに適用する場合、ファイル管
理部９自体の変更を扱うための新たな管理機構が必要と
なり、同様の問題が発生することとなる。

【０００９】またファイル管理部９の保持するファイル
の構造に関する情報は、ファイルシステムの一貫性を保
つために極めて重要であるが、上記に示す従来手法では
ファイル管理部は一箇所であり、二次記憶装置２の故障
によりファイル管理部９の情報の一部が読めなくなった
場合は、単に１つのファイルの内容が損なわれるという
だけでなく、ファイルシステム全体に亘る損傷を引き起
こす恐れがある。

【００１０】本発明はこれらのような問題点を解決する
ため、単一の二次記憶装置を用いながら、ファイル更新
中に電源断等の事故により該二次記憶装置が停止した場
合でも、ファイルの更新前の状態、もしくは更新が終了
した状態のどちらかの状態へ回復することができ、また
該二次記憶装置の故障によりその保持する一部が損なわ
れた場合でもファイル管理部９を二重化することでファ
イルシステム全体に亘る損傷発生の危険性を低減し、か
つ通常の二重化されていないファイルシステムと同程度
の二次記憶装置の利用効率を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高信頼性フ
ァイルシステムは、ファイルの内容の情報を保持するた
めに用いるデータ部と、ファイルの構造に関する情報を
保持する主ファイル管理部と、主ファイル管理部と同一
の情報を保持する副ファイル管理部と、データ部内でフ
ァイルの内容を保持していない未利用領域の情報を保持
する空き領域管理部と、ファイルを更新するファイル更
新手段と、事故等による稼動停止後の該計算機の再稼動
に先立ちファイルシステムの構造を回復させるファイル
回復手段を備え、ファイル更新手段は、ファイルへ情報
を書き込む際に、まず空き領域管理部からデータ部内の
未利用領域を得、該領域へ更新された新しい情報を書き
込み、副ファイル管理部に次いで主ファイル管理部にも
それぞれ該領域を、更新前の古い該情報を保持するデー
タ部の領域に代えて、新たなファイルの構成要素として
登録し、その後更新前の古い該情報を保持するデータ部
の領域を未利用領域として空き領域管理部への登録を行
い、ファイル回復手段は主ファイル管理部及び副ファイ
ル管理部がそれぞれ正しく更新されているかを検出して
、主ファイル管理部、副ファイル管理部及び空き領域管
理部のそれぞれが保持する情報の一貫性を保つよう更新
するものである。

【００１２】

【作用】本発明における高信頼性ファイルシステムはフ
ァイルを更新するファイル更新手段実行中に電源断等の
事故により二次記憶装置が停止した場合に、ファイルの
内容をファイル更新手段実行前あるいは実行後のどちら
かと同等の状態を保持することを可能とすると共にファ
イル管理部の二重化により該二次記憶装置の保持する情
報の一部が損なわれた場合でもファイルシステム全体に
亘る損傷発生の危険性を低減し、かつ通常のファイルシ
ステムと同程度の二次記憶装置の利用効率を得るもので
ある。

【００１３】

【実施例】実施例１．以下、本発明の一実施を図１、図
２、及び図３を用いて詳細に説明する。図１は構成図を
示し、計算機１は二次記憶装置２に接続されている。二
次記憶装置２には、データ部３、主ファイル管理部４、
副ファイル管理部５及び空き領域管理部６を記憶する。 データ部３はファイルの内容の情報を保持する領域とし
て用いられ、主ファイル管理部４はデータ部３内でのフ
ァイルの情報の配置などファイルの構造に関する情報を
保持する。副ファイル管理部５は主ファイル管理部と同
一の情報を保持する。また空き領域管理部６は、データ
部３内でファイルの内容を保持せず利用されていない未
利用領域の情報を保持しており、この情報は主ファイル
管理部４あるいは副ファイル管理部５の情報から作成し
直すことが可能である。

【００１４】一方計算機１はファイル更新手段７及びフ
ァイル回復手段８を有する。ファイル更新手段７はファ
イル更新するために、またファイル回復手段８はファイ
ルシステムの障害発生後ファイルの構造を回復するため
に、それぞれデータ部３、主ファイル管理部４、副ファ
イル管理部５及び空き領域管理部６を操作する。

【００１５】次に本発明でファイル更新における情報の
書き込みの例を示す。ファイルへの情報の書き込みはフ
ァイル更新手段７により行う。図２はファイル更新手段
７のフローチャートを示し、これを用いて説明する。ま
ず新しい情報を書き込むファイルの管理情報を検索した
後（図２第１の過程Ｓ１）、該ファイルへ書き込もうと
する情報の量に見合うデータ部３内の有効なファイルの
情報を保持していない未利用領域の情報を、空き領域管
理部６から得る（過程Ｓ２）。その後、該領域を空き領
域管理部６の登録から削除し（過程Ｓ３）、該領域に該
ファイルへ書き込もうとする新しい情報を書き込む（過
程Ｓ４）。次に副ファイル管理部５に該領域を、更新前
の古い該データ部の領域に代えて、該ファイルの構成要
素として登録し（過程Ｓ５）、そののち主ファイル管理
部４へ同様にして該領域を該ファイルの構成要素として
登録する（過程Ｓ６）。このとき、主ファイル管理部４
及び副ファイル管理部５に保持される該ファイルの管理
情報はその量が十分に小さいため、過程Ｓ５および過程
Ｓ６における二次記憶装置２内のデータの更新作業は、
セクタあるいはブロックと呼ばれる１単位の更新により
行われる。最後に、該ファイルの古い情報を保持するデ
ータ部３内の領域があれば（過程Ｓ７）、不要となった
古い情報を持つ領域を未利用領域として空き領域管理部
６への登録する（過程Ｓ８）。

【００１６】続いて、ファイルに書き込み中に電源断な
どの事故の発生により二次記憶装置２が停止した場合、
その後の該計算機１の再稼動に先立ちファイルの内容を
回復させるファイル回復手段８の動作を同手段のフロー
チャートを示す図３により説明する。

【００１７】まず主ファイル管理部４及び副ファイル管
理部５それぞれにおいて、正常にデータが更新されてい
るかどうかを調べる（図３の過程Ｓ９）。副ファイル管
理部５が正しく更新されていなければ（過程Ｓ１０）、
主ファイル管理部４の内容を副ファイル管理部５に複写
し（過程Ｓ１１）、一方主ファイル管理部４が正しく更
新されていないか（過程Ｓ１２）、あるいは主ファイル
管理部４と副ファイル管理部５の内容を比較し（過程Ｓ
１３）両者が一致しない場合には、副ファイル管理部５
を主ファイル管理部４に複写する（過程Ｓ１４）。その
後主ファイル管理部４の内容を元にデータ部３内の未利
用領域の情報を作成し直し、空き領域管理部６の内容を
更新する（過程Ｓ１５）。

【００１８】二次記憶装置２中のデータの書き込みは、
ファイル更新手段７では、過程Ｓ３、過程Ｓ４、過程Ｓ
５、過程Ｓ６及び過程Ｓ８に行われ、またファイル回復
手段８では、過程Ｓ１１、過程Ｓ１４および過程Ｓ１５
に行われるが、これらが正常に処理されたか否かは例え
ば読み取り時のチェックサム等により判定できる。ファ
イル更新手段７を実行する際、過程Ｓ３、過程Ｓ４ある
いは過程Ｓ５の実行中に事故が発生し二次記憶装置２が
停止した場合、主ファイル管理部４の内容はまだ更新さ
れていないので、主ファイル管理部４の内容とそれを元
に得られる空き領域管理情報はファイル更新手段７実行
前の状態と一致している。このためファイル回復手段８
の実行によりファイル更新手段７実行前と同じファイル
システムの状態が回復する。一方、過程Ｓ６の実行中に
二次記憶装置２が停止した場合では、主ファイル管理部
４に記録されているファイル管理が正しく更新されない
ため、ファイル回復手段８の過程Ｓ１４により、副ファ
イル管理部５に記録されているファイル管理情報が主フ
ァイル管理部４に複写された後に、該ファイル管理情報
を元としてファイル更新手段７が正常に実行された後と
同じファイルシステムの状態が回復する。さらに過程Ｓ
８の実行中の事故では空き領域管理部６の空き領域管理
情報が正しく更新されないが、これもファイル回復手段
８の過程Ｓ１５によりファイル管理情報を元に復元する
ことで、ファイル更新手段７が正常に実行された後と同
じファイルシステムの状態が回復する。

【００１９】ファイル回復手段８を実行する際、過程Ｓ
１１、過程Ｓ１４あるいは過程Ｓ１５の実行中に事故が
起きた場合は、主ファイル管理部４または副ファイル管
理部５のどちらか一方のファイル管理情報は破壊される
ことなく残っているため、再びファイル回復手段８を実
施することで、最後になされたファイル更新手段７にお
いて、過程Ｓ５までが実行されていればファイル更新手
段７が完全に実行された場合と同じファイルシステムの
状態が、そうでなければファイル更新手段７が実行され
る前と同じ状態が回復する。

【００２０】従って、本方式によれば単一の二次記憶装
置２のみを用いて、ファイル更新手段７の実行中に二次
記憶装置２が電源断等の事故によりその動作を停止して
も、ファイル回復手段８により、ファイル更新手段７の
実行前か、あるいはファイル更新手段７が正常に実行さ
れた場合のどちらかの状態に回復することが可能である
。

【００２１】また一般に二次記憶装置２は装置自体の故
障により正しいデータを読み書きできなくなる可能性よ
りも、データの更新中に電源断等の事故によりその動作
が停止したためにデータを失う可能性の方が高いため、
本方式により実用上十分に高い信頼性を得ることができ
る。さらに、同一のファイルの構造に関する情報を主フ
ァイル管理部４及び副ファイル管理部５の２箇所で保持
するため、二次記憶装置２の故障によりどちらか一方が
保持する情報が損なわれた場合でも、ファイルの構造に
関する情報は保全され、これによるファイルシステム全
体に亘る損傷の発生を防ぐことができる。

【００２２】さらに、本方式では二次記憶装置２に記録
されるデータ全体の複製を行うのではなく、ファイル管
理情報のみを複製する。一般にファイルの管理情報の量
はファイルのデータを保持するデータ部３に必要とされ
る容量に比べて極めて小さいため、従来の方式に比べ通
常のファイルシステムとほぼ同等の高い二次記憶装置２
の利用効率が得られる。

【００２３】なお、上記実施例では空き領域管理部６を
二次記憶装置２内に記録するとしたが、空き領域管理情
報は主ファイル管理部４あるいは副ファイル管理部５に
あるファイル管理情報から作成することが可能であるた
め、空き領域管理部６を二次記憶装置２内に記録せず計
算機１内の一次記憶装置内に保持することとし、本ファ
イルシステムの使用に先立ち常にファイル回復手段８を
行うようにすることで、ファイル更新手段７の過程Ｓ２
、過程Ｓ３および過程Ｓ８で二次記憶装置２のアクセス
が不要になり、本ファイルシステムの動作の高速化を図
ることが可能である。また、上記実施例ではファイル回
復手段８の過程Ｓ１３で主ファイル管理部４と副ファイ
ル管理部５の内容を比較し、両者が一致しない場合は過
程Ｓ１４を実行するとしたが、過程Ｓ１４に代え過程Ｓ
１１を実行するように変更した場合でも、ファイル更新
手段７において、過程Ｓ６までが実施されていればファ
イル更新手段７が完全に実施された場合と同じファイル
システムの状態が、そうでなければファイル更新手段７
が実施される前と同じ状態が回復することとなり、上記
実施例と同様の効果を奏する。なお、主ファイル管理部
４、副ファイル管理部５は同じ情報の保持を目的とする
ので、ファイルシステムの中で相互に入れ換えてもよい
ことは言うまでもない。また、上記実施例ではファイル
への情報書き込み処理のファイル更新、回復について述
べたがファイル中の情報を削除する場合は例えばファイ
ル更新手段７において過程Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ
６の処理をファイル中の当該情報を抹消し副ファイル管
理部４を更新する処理に代えるだけで同様の効果を実現
できる。又、ファイルに新規のデータを追加する場合で
ファイル中に対応する既存のデータが存在しないときは
、更新前のデータ領域の処理が発生しないのみで他は上
記と同様である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる方式では
、電源断等の事故により二次記憶装置の動作が停止して
も、該二次記憶装置２内部に記録されているファイルの
情報を失わないようにし、また、該二次記憶装置２の保
持する情報の一部が損なわれた場合でもファイルシステ
ム全体に亘る損傷発生を低減することができ、かつ通常
のファイルシステムと同程度の二次記憶装置の利用効率
を得られる効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
である。

【図３】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
である。

【図４】従来の実施例を示す構成図である。

【図５】Ａは従来の実施例の動作を説明するための図で
ある。Ｂは従来の実施例の動作を説明するための図であ
る。Ｃは従来の実施例の動作を説明するための図である
。Ｄは従来の実施例の動作を説明するための図である。

【図６】従来の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】従来の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１　　計算機 ２　　二次記憶装置 ３　　データ部 ４　　主ファイル管理部 ５　　副ファイル管理部 ６　　空き領域管理部 ７　　ファイル更新手段 ８　　ファイル回復手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　計算機の二次記憶装置を扱うファイル
   システムにおいて、ファイルの内容の情報を保持するた
   めに用いるデータ部と、ファイルの構造に関する情報を
   保持する主ファイル管理部と、該主ファイル管理部と同
   一の情報を保持する副ファイル管理部と、上記データ部
   内でファイルの内容を保持していない未利用領域の情報
   を保持する空き領域管理部を設け、ファイルの情報を更
   新するファイル更新手段と、ファイルシステムの構造を
   回復させるファイル回復手段を備え、上記ファイル更新
   手段は、ファイルを更新する際に、まず上記空き領域管
   理部から上記データ部内の未利用領域を得、該領域へ更
   新された新データを書き込み、上記副ファイル管理部に
   次いで上記主ファイル管理部にそれぞれ該領域を、更新
   前の古い該情報を保持するデータ部の領域に代えて、新
   たなファイルの構成要素として登録し、同更新前の古い
   該情報を保持するデータ部の領域を未利用領域として上
   記空き領域管理部へ登録し、上記ファイル回復手段は、
   上記主ファイル管理部及び上記副ファイル管理部に保持
   される情報がそれぞれ正常に更新されているかを検出し
   、上記主ファイル管理部、上記副ファイル管理部及び上
   記空き領域管理部のそれぞれが保持する情報の一貫性を
   保つよう更新することを特徴とする高信頼性ファイルシ
   ステム。