JPH063577B2 - 記億媒体管理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はコンピュータ外部記憶装置として応用される記
憶媒体、特にシーク時間が問題となる記憶媒体のデータ
管理システムに関する。

従来の技術 従来、外部記憶装置としてはフロッピーディスク等の書
換可能な磁気記憶媒体が利用されてきたが、近年では追
記型光ディスク等のライトワンスの媒体も利用され始め
ている。特にこういった可搬型の媒体では、その可搬性
の生かすため、媒体内のデータの管理情報もデータと同
時に記憶媒体内に記録しておく場合が多い。

こういった管理情報はデータの追加等の更新に伴い、頻
繁に更新されるため、更新された管理情報全体をいちい
ち媒体に書き戻していたのでは、媒体の容量効率が悪化
する。そこで、一般には次のような管理方式が用いられ
ている。管理情報の更新は、その変更内容を表す更新履
歴情報の形や、更新部分のみの差分情報の形で媒体内に
記録しておき、媒体の交換時の初期設定時に、内部記憶
装置（メモリ又はメモリとその補助記録媒体）に読出
し、更新履歴情報や差分情報の内容を参照して最新の管
理情報を内部記憶装置内に復元する。

またライトワンスの媒体に限らず、頻繁な書変により媒
体の劣化する可能性のある書換型光ディスク等にもこう
いった管理方式が用いられる場合がある。以下に、この
様な更新履歴情報を用いた管理方式の例を紹介する。

(1)交代セクタ方式 磁気媒体の管理方式を追記型記憶媒体に持ち込むことに
より、オペレーティングシステムから追記型記憶媒体を
磁気媒体と同様に扱うことを可能にする互換方式として
用いられる方式である。

例えば一例としては、ＭＳ−ＤＯＳ（マイクロソフト社
が開発したオペレーティングシステム／登録商標）等の
汎用オペレーティングシステムに実装する例がある。Ｍ
Ｓ−ＤＯＳでは磁気媒体をクラスタと呼ばれる固定物理
サイズのブロックに分割し、ＦＡＴ(File Allocation T
able)により、クラスタごとに使用状況や他のクラスタ
間のデータとの連続性を管理している。ＭＳ−ＤＯＳか
ら磁気媒体への記憶再生はこのクラスタに割り振られた
クラスタ番号により指示される。交代セクタ方式では、
このクラスタ番号ごとに光ディスク内の記録セクタとの
対応を記録した変換表を管理情報として持ち、初期設定
時にメモリ内に読み出して管理している。

ＭＳ−ＤＯＳからのクラスタ番号での再生指示に対して
は、この変換表を用いて、実際にデータが記録された光
ディスク上のセクタを読み出し、既にデータの記録され
たクラスタへの書換が指示された場合には光ディスク内
に新しく交代用のセクタを割当て記録し、メモリ内の変
換表の該当クラスタ番号の変換先をこの新しいセクタへ
書き換えるとともに、記憶媒体へはこの変換表の変更を
示す履歴情報を記録している。

(2)ＨＳＦ互換方式 再生専用光ディスクの管理方式としては、ＨＳＦ（ハイ
・シェラ・フォーマット：参考文献スタンダード イー
シエムエー１１９ ボリューム アンドストラクチャー
オブ ＣＤ−ＲＯＭ フォー インフォーメーション
インターチェンジ（Standard ECMA-119 Volume and f
ile strtuctre of CD-ROM for information interchang
e））がある。ＨＳＦは、5.25インチ再生専用型光ディ
スク（ＣＤ−ＲＯＭ）の標準論理フォーマットであり、
ディレクトリファイルを使ったディレクトリ構造の管理
の他に、ＣＤ−ＲＯＭのシーク時間の遅さを考慮してバ
ステーブルと呼ばれるディレクトリの一括管理テーブル
を導入している。

このＨＳＦのファイルシステムとの互換性を追記型光デ
ィスク上に実現する方式が互換方式として提案されてい
る（参考文献：情報処理学会第３６回全国大会、４Ｓ−
６『ＣＤ−ＲＯＭ（ＨＳＦ）との互換性を汎用ＯＳ上で
実現した追記型光ディスクの記憶管理方式1)』、４Ｓ−
７『ＣＤ−ＲＯＭ（ＨＳＦ）との互換性を汎用ＯＳ上で
実現した追記型光ディスクの記憶管理方式2)』）。この
方式では、初期設定時に管理情報であるパステーブルを
メモリ内に復元して管理するとともに、パステーブルの
変更情報は履歴情報として、追記型記憶媒体内に記録す
る方式を取っている。

(3)検索情報による文書データの管理方式 追記型記憶媒体を用いた文書ファイリングシステムで
は、文書データを光ディスク内に登録すると共に、この
文書に付加するキーワード等の検索情報を光ディスク内
に記録し、この検索情報を管理情報として文書を管理す
る方式が採用されている。

この方式では、初期設定時に検索情報を媒体内の文書デ
ータの管理情報としてメモリ内に読出、文書データの管
理を行っている。初期設定以後の検索情報の変更や削除
等の情報は、検索情報の変更内容を示す履歴情報として
媒体内に記録している。

発明が解決しようとする課題 履歴情報や差分情報は管理情報の更新の度に記録される
上、バラバラなタイミングで記録される。このため、物
理セクタ単位での記録に限られる記憶媒体、特に書換が
できない追記型記憶媒体では、履歴情報が記録された多
数の物理セクタ媒体内に散在することになる。

この散在な抑える方法としては、内部記憶装置に数回分
の履歴情報を記録しておき、記憶媒体の交換時にまとめ
て記録する方式も提案されている。しかしこの方式で
は、不慮のシステムダウンの場合などに内部記憶装置内
の最新の管理情報やその履歴情報が記憶媒体内に反映さ
れない（記録されてない）ため、記憶媒体内のデータと
管理情報に不整合が起こり、次の使用時にデータが読み
出せなくなる等、信頼性の問題が大きい。

従って、従来の方式では初期設定時には、このような履
歴情報の記録された多数の物理セクタを全て読みだす必
要があり、特にシークタイムの遅い光ディスクなどの媒
体を使用する場合には、初期設定時の管理情報の復元処
理時間に大きく影響を及ぼす原因となる。

しかし通常履歴情報は追記型記憶媒体の物理セクタサイ
ズに比べて、かなり小さいあことが多い。例えば交代セ
クタ方式では、１つの交代セクタの変更当たり１０バイ
トも有れば、十分である。ところが、追記型光ディスク
では、最小の記録再生単位である物理セクタサイズが５
１２バイトや１ＫＢと履歴情報に比べてはるかに大きい
場合が多い。このため、１つの物理セクタ内に数十〜数
百の履歴情報をパッキングして記録すれば、初期設定時
の管理情報復元の場合の履歴情報の読出しに必要なオー
バーヘッドを軽減し、復元処理速度を大幅に改善するこ
とが可能である。

本発明は上記オーバーヘッドの軽減、復元処理速度の大
幅な改善が可能な記憶媒体管理システムを提供すること
を目的とする。

課題を解決するための手段 本発明では上記課題を解決するために、データと管理情
報及びその更新履歴情報を同一の媒体に記録する記憶媒
体と、この記憶媒体に記録再生を行う記憶媒体制御部
と、前記更新履歴情報を用いて管理情報を復元する変換
ロード部と、復元された管理情報を格納する内部記憶装
置と、復元された管理情報を用いてデータの記録再生を
指示するデータ管理部と、復元された管理情報を処理す
る更新処理部を備え、前記更新処理部は前記記憶媒体の
複数の物理セクタ内に記録された更新履歴情報を１つの
セクタにパッキングして再記録する機構を有している。

また、上記の更新処理部及び変換ロード部を、一定の時
点で内部記憶装置内に復元された管理情報を記憶媒体内
にバックアップする機構を持つ更新処理部と、バックア
ップされた管理情報を起点としバックアップ以後の履歴
情報から最新の管理情報を復元する機構をもつ変換ロー
ド部とする構成もできる。

作用 本発明では、更新処理部により複数のセクタに記録され
た履歴情報を１つの物理セクタにパッキングして記録す
る、または一定の時点で管理情報をバックアップするこ
とにより、変換ロード部による管理情報再生時の履歴情
報の読み出しに要するオーバーヘッドを軽減し、管理情
報の復元処理の高速化を実現できる。

実施例１ 第１図は本発明における実施例の基本構成を示し、第３
図〜第５図は同実施例の説明図である。

第１図において、１０は記憶媒体管理部、１はデータ管
理部、２は記憶媒体内のデータを管理する管理情報を格
納する内部記憶装置であり、通常は内部メモリを使用す
るが管理情報が特に大きい場合には、スワップ用として
ハードディスクなどの補助記憶媒体が併用されることも
ある。３は記憶媒体内に記録された管理情報とその履歴
情報を読み出し内部記憶装置２に復元する変換ロード
部、４は複数のセクタに分散して記録された履歴情報を
パッキングした形で記録する更新処理部、５は記憶媒体
へ記録再生を行う記憶媒体制御手段、６は記憶媒体でそ
の内部のデータ配置を示している。

第１図の太実線は更新処理部４の履歴情報まとめる場合
の指示とデータの流れを示し、細実線は初期設定時の変
換ロード部３による管理情報の復元時のデータの流れを
示している。

以下、本実施例では特にこういった管理方式を用いるこ
とによる効果が大きい記憶媒体である追記型光ディスク
を記憶媒体として例に挙げて説明する。

第３図は交代セクタ方式を行う場合の管理情報（以下、
変換表と略記）の一例を示すものであり、第４図は１件
ごと個別の履歴情報を記録した物理セクタ４０の概略図
を示している。

第３図の３１はクラスタ番号、３２は物理セクタ番号で
あり、この変換表は初期設定時に内部記憶装置２内に復
元ロードされている。クラスタ番号３１はデータ管理部
１が光ディスク６への記録指示を識別するための論理ア
ドレスであり、光ディスク内での実際のアドレスである
記録セクタ番号は物理セクタ番号３２に記録されてい
る。例えば、クラスタ番号１３の内容は実際には物理セ
クタ番号０１ＦＦに記録されていることを示す。データ
管理部１からの再生指示はこの変換表により、物理セク
タ番号３２に変換され、実際の記録位置がアクセスされ
る。また記録指示の場合は光ディスク内に新しい物理セ
クタを割当、変換表内の該当クラスタ番号がこの新しい
物理セクタ番号を指すよに内部記憶装置２内の変換表を
書き換える。また、変換表の書換内容を表す履歴情報を
光ディスク６に記録する（例えば、履歴情報は第４図４
１の様になる）。

変換表自体は内部記憶装置２内に最新の状態で管理され
ているため、変更毎に必ずしも変換情報を６に記録する
必要はなく、記憶媒体６の交換時やシステムの電源を落
とす場合等にまとめて記録することも可能であるが、シ
ステムの障害時や電源異常など不慮の場合には、内部記
憶装置２内の変換表が光ディスク内に反映されず、光デ
ィスク内のデータと管理情報に食い違いが発生し、次回
の使用時にこの記憶媒体が読めなくなるなどの信頼性の
上で問題が多い。このため、一般的な方式ではこの問題
点を防止するために、変換表は内部記憶装置内の変換表
を更新すると同時に光ディスクにも履歴情報を記録する
方式が採られている。しかし通常の光ディスクに対して
は、物理セクタ単位での書き込みが行われるため、こう
いった履歴情報は個々の物理セクタにバラバラに記録さ
れることになり、逆に以下の様な問題点が発生する。

履歴情報が多数の物理セクタにばらばらに記録されてい
る場合には、初期設定時の変換表の復元時に読みださね
ばならないセクタ数が非常に多くなり、処理時間の悪化
する原因となる。特に回転待ちが必要なためシーク時間
が他の記憶媒体よりも遅いとされる光ディスクなどの記
憶媒体では、この多数のセクタ読み出しに要するオーバ
ーヘッドは極めて大きなものとなる。履歴情報を記録さ
れたセクタが連続的に記録されている場合には、複数セ
クタの一括読出しなどにより幾分読み出しのオーバーヘ
ッドを改善することは出来るが、この方法ではバッファ
リング用に大容量のメモリを必要とするため、メモリの
制約により実現が困難である場合や効果が制限される場
合が多い。

本実施例では、複数の物理セクタに散在して記録された
個別の履歴情報を１つの物理セクタにまとめて記録（以
下、パック履歴情報セクタと略記）することにより、こ
の初期設定時の処理速度の低下を防止する。

第５図の５０にこのパック履歴情報セクタの例を示す。
５１は複数の物理セクタに記録された履歴情報４１をま
とめたものであり、５２は次の履歴情報の位置を記録し
た位置情報である（履歴情報やパック履歴情報セクタを
連続したアドレスに記録する場合や、履歴情報の中に次
の履歴情報へのポインタを持つような場合には、５２の
ような情報は持つ必要がない）。

また、個別の履歴情報やパック履歴情報セクタを記録す
る一定のアドレス範囲を設けて連続したセクタに記録す
れば、更に読み出しのオーバーヘッドは改善できる。

このようなパック履歴情報セクタの例として、例えば本
実施例の交替セクタ方式では、クラスタ番号及び物理セ
クタ番号にそれぞれ４バイトもあれば十分であり、記憶
媒体の物理セクタが５１２バイトの場合には、パック履
歴情報セクタには、６０個以上の履歴情報が記録できる
ことになる。このため単純計算では、初期設定時のセク
タ再生に要するオーバーヘッドが1/60以下に軽減でき
る。

また、このパック履歴情報セクタを用いる方法に加え
て、一定時点で内部記憶装置２内に復元されている最新
の変換表をそのままバックアップの形で記憶媒体内に記
録（以下、ソート変換表と略記）する方法もある。この
場合、変換表のサイズなど若干のヘッダ情報が付加され
る場合もある。このソート変換表の記録後の変換表の変
更の際には、このソート変換表を起点として履歴情報が
記録される。

この場合の初期設定時には、まずこのソート変換表が読
みだされ、次にパック履歴情報セクタを読み出し、最後
にまだパックされていない個別の履歴情報を順次読み出
し、内部記憶内に管理表を復元する。

本実施例において、第２図のように記憶媒体制御手段５
への指示を仮想的な論理アドレスとして扱い、実際の記
憶媒体内での記録位置へ変換するようなページングマッ
プ７を利用すれば、パック履歴情報セクタ・個別の履歴
情報を記録したセクタ・ソート変換表の記録位置をそれ
ぞれ一定の記録アドレス範囲に設定した場合でも、記憶
媒体上に予め設定領域全体を確保しておく必要がなくな
り、使用状況に応じてページングを動的に変えて領域を
光ディスク上にマッピングすることができ、そのため、
領域管理が簡単となる上、記録領域の無駄がなくなる。
記録アドレス範囲は使用状況により、どの程度必要とす
るかが不明であるが、この方法では大きめのアドレス範
囲を設定しても、領域の無駄は無い（例えば、パック履
歴情報セクタの記録アドレス範囲として、１００００セ
クタ分のアドレスを設定した場合でも、光ディスク上に
は１００００セクタ分を確保しておく必要はない）。

実施例２ 第６図にＨＳＦ互換方式に本発明を適用した場合の構成
図を示す。第６図において、１０は記憶媒体管理部、１
はデータ管理部、２は内部記憶装置であり、この内には
ＨＳＦとの互換性を実現するための管理情報であるパス
テーブル（以下、ＰＴと略記）２１及びディレクトリフ
ァイルアドレス変換テーブル（以下、ＤＴと略記）２２
が格納される。３はＰＴ２１及びＤＴ２２を光ディスク
６内の履歴情報から読出して再生する変換ロード部、４
は複数のセクタに分散して記録された履歴情報をまとめ
た形で記録する更新処理部、５は記憶媒体へ記録再生を
行う記憶媒体制御手段、６は追記型光ディスクとその内
部のデータ配置、７は記憶媒体管理部１０が扱う論理ア
ドレスを光ディスク上の物理アドレスにページ単位に動
的にマッピングするためのページングマップである。第
６図中の破線矢印は、管理情報及びデータファイルの再
生時のアクセス経路を示している（実線については、実
施例１の第１図、第２図と同様）。

ＤＴ２２はディレクトリファイル（以下、ＤＦと略記）
の更新を効率的に行うために導入されたテーブルであ
る。これは次ない説明するＤＦの更新時の問題点を回避
する目的で導入されている（参考文献：日経エレクトロ
ニクス『光ディスクの上位レベル・フォーマット、標準
化への挑戦』、1988年７月25日号）。

ＨＳＦのディレクトリ構造ではＤＦ内に親ディレクトリ
ＤＦやサブディレクトリＤＦの位置情報である論理ブロ
ック番号を記録している。ＨＳＦのファイルシステム
（第６図ではデータ管理部１の再生処理機能に相当す
る）では、このＤＦ内の位置情報によりディレクトリ間
の階層構造を参照している。追記型光ディスク６では書
換が出来ないため、ファイルの追加等の場合のＤＦの更
新は、未使用の別のブロックに追記することにより行わ
れる。このためＤＦのアドレスが変化することになる。
ところが、ＨＳＦのＤＦでは親ディレクトリＤＦやサブ
ディレクトリＤＦは、この更新されたＤＦに対する位置
情報として変更前のアドレスを記録しているため、この
アドレスを付け替えるためにこれらのＤＦも連鎖的に更
新する必要が生じ、ＤＦの更新がディレクトリ全体に波
及するという問題が生ずる。そこでこれを解決する方法
として、ディレクトリのアドレスとして仮想のアドレス
を割り振り、ディレクトリ間の参照関係は、この仮想の
ＤＦアドレスにより構成する。実際にＤＦが記録された
実アドレスとの対応はＤＴに記録する。この方法を用い
れば、ＤＦの更新が起こった場合でも、仮想のＤＦアド
レスは変化しないため、ＤＴ２２内のアドレスを更新し
たＤＦを記録したアドレスを指すように書換えるだけで
すむため、先の様な問題が発生せずＤＦの更新を効率よ
く実現できるのである。

ファイルの追加やディレクトリの作成等の場合の、管理
情報であるＰＴやＤＴの更新は内部記憶装置２内のＤＴ
２２及びＰＴ２１を更新すると共に、光ディスク６内に
は履歴情報を記録する。初期設定時には、変換ロード部
３により、この両テーブルの履歴情報を記録した多数の
セクタを読出して、ＤＴ２２及びＰＴ２１を復元する必
要があるため、実施例１の交替セクタ方式の場合と同様
に大きなオーバーヘッドとなる。

本実施例では更新処理部により、個別のブロックに記録
されたこれら両テーブルの履歴情報をパッキングしてま
とめて１つのセクタに記録することにより、初期設定時
の両テーブルの復元処理を高速化している（履歴情報の
中にどちらのテーブルの履歴情報かを識別するフラグが
あれば、履歴情報を混在させることが可能で、本実施例
の場合の様に、ＰＴの履歴情報の様に比較的データ量の
多い履歴情報とＤＴの履歴情報の様に比較的少ない履歴
情報を同一セクタ内に効率よくパッキングすることが可
能である）。また、規定個数の履歴情報が作成された時
点や特にデータ管理部から指示を発した時点で、内部記
憶装置２内のＰＴ２１及びＤＴ２２をバックアップする
形で光ディスク６に記録する（実施例１でのソート変換
表に対応する）ことにより、この処理をさらに高速化す
ることが可能である。

発明の効果 本発明により、管理情報とその履歴情報を記録する記憶
媒体の管理システムにおいて、初期設定時の管理情報復
元処理の高速化が実現でき、こういった管理システムが
使用される文書ファイリングシステムや計算機の内部記
憶装置の利用上の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は交代セクタ方式に用いた場合の本発明における
１実施例の構成図、第２図は同実施例の変形例を示す構
成図、第３図〜第５図は同実施例の説明図、第６図はＨ
ＳＦ互換方式に用いた場合の本発明の実施例の構成図で
ある。 １０・・・記憶媒体管理部、１・・・データ管理部、２
・・・内部記憶装置、３・・・変換ロード部、４・・・
更新処理部、５・・・記憶媒体制御手段、６・・・記憶
媒体、７・・・ページングマップ、３０・・・変換表、
３１・・・クラスタ番号、３２・・・物理セクタ番号、
４１・・・履歴情報、４２・・・履歴情報、４３・・・
次位置情報、２１・・・パステーブル、２２・・・ディ
レクトリファイルアドレス変換テーブル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データと管理情報及びその更新履歴情報を
   同一の媒体に記録する記憶媒体と、前記記憶媒体に記録
   再生を行う記憶媒体制御部と、前記更新履歴情報を用い
   て管理情報を復元する変換ロード部と、復元された管理
   情報を格納する内部記憶装置と、復元された管理情報を
   用いてデータの記録再生を指示するデータ管理部と、復
   元された管理情報を処理する更新処理部を備え、前記更
   新処理部は前記記憶媒体の複数の物理セクタ内に記録さ
   れた更新履歴情報を１つのセクタにパッキングして再記
   録する機構を有することを特徴とする記憶媒体管理シス
   テム。
2. 【請求項２】履歴情報を記録したセクタ又はパッキング
   して再記録したセクタの少なくとも１種のセクタの記録
   アドレスを、一定の連続したアドレス範囲に設定するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記憶媒体管
   理システム。
3. 【請求項３】データと管理情報及びその更新履歴情報を
   同一の媒体に記録する記憶媒体と、前記記憶媒体に記録
   再生を行う記憶媒体制御部と、前記更新履歴情報を用い
   て管理情報を復元する変換ロード部と、復元された管理
   情報を格納する内部記憶装置と、復元された管理情報を
   用いてデータの記録再生を指示するデータ管理部と、復
   元された管理情報を処理する更新処理部を備え、前記更
   新処理部は、一定の時点で前記内部記憶装置内に復元さ
   れた管理情報を前記記憶媒体内にバックアップする機構
   を有し、前記変換ロード部はバックアップされた管理情
   報を起点とし、前記バックアップ以後の履歴情報から最
   新の管理情報を復元する機構を有することを特徴とする
   記憶媒体管理システム。
4. 【請求項４】更新処理部が、記憶媒体の複数の物理セク
   タ内に記録された更新履歴情報を１つのセクタにパッキ
   ングして再記録する機構をもつことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の記憶媒体管理システム。
5. 【請求項５】履歴情報を記録したセクタ又はバックアッ
   プする管理情報を記録するセクタの少なくとも１種のセ
   クタの記録アドレスを、一定の連続したアドレス範囲に
   設定することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   記憶媒体管理システム。
6. 【請求項６】履歴情報を記録したセクタ、パッキングし
   て再記録したセクタ又はバックアップする管理情報を記
   録するセクタの少なくとも１種のセクタの記録アドレス
   を、一定の連続したアドレス範囲に設定することを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の記憶媒体管理システ
   ム。