專利名稱：用于對在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間進行隱分區(qū)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于用于對在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間進行隱分區(qū)的方法，一種用于存儲用戶數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)和一種用于將用戶數(shù)據(jù)存儲在一存儲介質(zhì)上的記錄設(shè)備。
根據(jù)如UDF規(guī)格(光學存儲技術(shù)協(xié)會OSTA，1998)中描述的通用盤片格式標準(UDF標準)，文件系統(tǒng)將也被稱為元數(shù)據(jù)的卷和目錄信息保持在描述符中。許多這種描述符被保存在一個分離的邏輯扇區(qū)中。邏輯扇區(qū)的大小被限定為可以由軟件層尋址到的最小單元。
本發(fā)明所指出的主要問題區(qū)域為隨機順序排列的，分散在整個介質(zhì)中的目錄信息。
如果介質(zhì)很大和/或?qū)ふ蚁鄬^慢，則這將產(chǎn)生大量的尋找開銷。因此，隨著UDF卷尺寸的增加和在具有相對較長尋找時間或相對較大物理扇區(qū)的設(shè)備上的UDF的實現(xiàn)，對目錄信息的管理將變得更加困難。
因此，本發(fā)明的目的是提供一個對在一個存儲介質(zhì)上可用的存儲空間進行分區(qū)的方法和一個用于在存儲介質(zhì)上保存用戶信息的方法，其中上述問題得到解決，具體地，其中卷的(卸裝)安裝時間和在讀取過程中的總尋找次數(shù)被限制。此外，還可以提供相應(yīng)的存儲介質(zhì)和相應(yīng)的記錄設(shè)備。
通過權(quán)利要求1所述的用于對在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間進行隱分區(qū)的方法和權(quán)利要求7所述的用于將用戶數(shù)據(jù)保存在一個存儲介質(zhì)中的方法可以實現(xiàn)這一目的。此外，在權(quán)利要求8所述的存儲介質(zhì)和權(quán)利要求11所述的記錄設(shè)備給出了實現(xiàn)此目的的一個方案。
本發(fā)明的一般構(gòu)思是將必須保存在介質(zhì)中的數(shù)據(jù)集中在一些確定區(qū)域，而不是將數(shù)據(jù)分散在整個介質(zhì)上。所有的元數(shù)據(jù)，即卷，目錄和其他文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)被匯集在一個被稱為目錄區(qū)的區(qū)域中，它未被限定于一個UDF分區(qū)且不必是介質(zhì)的一個鄰近部分。用戶數(shù)據(jù)被匯集在一個被隱再分為一個或多個子區(qū)域的數(shù)據(jù)區(qū)中，該子區(qū)域也被稱為隱分區(qū)。在上下文中的“隱”一詞意指這些分區(qū)的邊界未被明確限定，即這些數(shù)據(jù)子區(qū)的形狀、邊界和大小未被描述但是可以被動態(tài)改變的。這些數(shù)據(jù)子區(qū)還可以重疊且不能覆蓋所有可用空間。此外，對于每個數(shù)據(jù)子區(qū)，一個分離的目錄子區(qū)或者被提供在目錄區(qū)中，或者被提供在數(shù)據(jù)區(qū)中。這些目錄子區(qū)包含對于這些文件的所有文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而所述文件被包含在相應(yīng)數(shù)據(jù)子區(qū)中。
數(shù)據(jù)子區(qū)的形狀和大小未被描述，這是為實施提供一定的選擇自由以符合所想要的要求。用于確定目錄子區(qū)數(shù)目的方法包括預先確定(例如，根據(jù)介質(zhì)容量)在介質(zhì)初始化期間由用戶限定(例如，根據(jù)預期的用途，諸如硬盤備份，多媒體文件存儲)，在實際使用期間由用途來限定。
優(yōu)選地，在目錄區(qū)中提供有用于保存介質(zhì)的一般數(shù)據(jù)，即，其中包括關(guān)于卷以及根結(jié)構(gòu)的所有一般信息的根區(qū)。該根區(qū)包括首先將由文件系統(tǒng)讀取的那些扇區(qū)。因此，這些區(qū)應(yīng)該被分配到一個可識別，易于訪問的位置使得可以快速恢復信息。這個區(qū)不需要包括由設(shè)備訪問的第一扇區(qū)。后面的扇區(qū)可以位于文件系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域之外的，邏輯地址空間。
根據(jù)由從屬權(quán)利要求所述的本發(fā)明的有利部分，在目錄子區(qū)中存在兩種分配方式順序地跟隨在根區(qū)之后，即，在讀取根區(qū)之后直接讀取這些區(qū)，或順序位于響應(yīng)的目錄子區(qū)中，從而產(chǎn)生目錄區(qū)而不是子目錄區(qū)自身的碎片。
固定空間是否和如何被分配給目錄子區(qū)將留給具體實施時考慮。目錄信息應(yīng)盡可能地連續(xù)放置。在任何情形中，該元信息應(yīng)以這樣一種方式來保存，使得目錄信息可以一次被讀取或?qū)懭氲揭粋€目錄子區(qū)中。一個具體例子，例如，是在根區(qū)中為每個數(shù)據(jù)子區(qū)精確限定一個子目錄。
原理上，在目錄區(qū)中不允許有文件數(shù)據(jù)，然而，并不明確排除在目錄區(qū)中放置“橫向”數(shù)據(jù)的選項。這只對不屬于UDF文件系統(tǒng)并不被識別為UDF文件數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)許可?！皺M向”數(shù)據(jù)文件將為小并由用戶來隱藏。
隱分區(qū)的物理邊界沒有預先限定。根據(jù)一個有利的進一步的發(fā)展，隱分區(qū)通過將具有在數(shù)據(jù)子區(qū)內(nèi)部分配寬度的文件的文件條目(FE′s)分組來獲得形狀。這些文件條目將被分組為對應(yīng)于數(shù)據(jù)子區(qū)的目錄子區(qū)。數(shù)據(jù)的形狀、尺寸和物理映射都不是正式設(shè)定的。不存在要對數(shù)據(jù)子區(qū)執(zhí)行的規(guī)則。沒有將在數(shù)據(jù)子區(qū)中要執(zhí)行的預定分配策略。一個實施例具有形成數(shù)據(jù)子區(qū)的完全自由度，從而最佳地實現(xiàn)實施例的目的。此外，對于數(shù)據(jù)子區(qū)的選擇形式，原則上，但是動態(tài)的，這意味著形式只有在被選擇時才是固定的。
該結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點時可以非常有效地安裝卷。此外，這使得易于只讀取目錄信息的實際所需信息，例如，為了響應(yīng)用戶的請求。此外，隱分區(qū)便于只刷新目錄信息中實際上改變的部分。在具體例子中，后者明顯地降低了卸裝時間。使用隱分區(qū)，即使在非相關(guān)文件同時被保存時，將相關(guān)文件簇化的原則也可以為介質(zhì)的更高利用水平而被維持。對于數(shù)據(jù)碎片的抵抗性優(yōu)化了讀取操作。這個結(jié)果是對于具有海量存儲容量和/或相對較差尋找時間的介質(zhì)可能的最交互的存取，同時保留了對于UDF標準的兼容。
然而，應(yīng)理解的是本發(fā)明不限于與UDF標準兼容的方法和介質(zhì)。本發(fā)明也不限于類似CDs的光學存儲介質(zhì)(例如，CD-R或CD-RW)或DVDs，還可以用于類似用于先進數(shù)字記錄(ADR)的磁帶或固定盤的其他存儲介質(zhì)中，尤其是可以用于隨機存取存儲器中。
本發(fā)明的這些和另外的方面和優(yōu)點將在下面結(jié)合優(yōu)選實施例，并具體參照附圖來更詳細地討論。


圖1顯示了本發(fā)明的第一實施例，圖2顯示了本發(fā)明的第二實施例，圖3顯示了應(yīng)用于ADR上的UDF的本發(fā)明的實施例的圖表表示，圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)分配的靈活性，圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的為目錄高速緩存(a)和按需存取(b)進行優(yōu)化的分配結(jié)構(gòu)的實例，圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有分離的目錄子區(qū)的分配結(jié)構(gòu)和圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的記錄設(shè)備的框圖。
在圖1和2中示出了根據(jù)本發(fā)明的隱分區(qū)。圖1示出一個連續(xù)的目錄區(qū)1，其中介質(zhì)的一個分離扇區(qū)被單獨設(shè)置出來用于目錄信息。在圖1中由文件組描述符(FSD)101所表示的所有卷級UDF描述符被定位在根區(qū)10中。還有，在根區(qū)10中的為對于定位在根目錄中的每一個文件的每一個目錄子區(qū)11，12的，包括一個文件標識描述符(FID)103的根文件條目(FE)102。位于都是數(shù)據(jù)區(qū)2的一部分的數(shù)據(jù)子區(qū)21，22中的文件的文件條目位于其相應(yīng)的目錄子區(qū)11，12，它包括數(shù)據(jù)子區(qū)21，22的所有文件組數(shù)據(jù)。目錄子區(qū)11包括文件條目111，114，它們包括文件標識描述符113，115，這些描述符包括一個到目錄子區(qū)11的文件條目112的指針。這些文件條目112指向相應(yīng)的數(shù)據(jù)子區(qū)21，即每個文件條目112指向數(shù)據(jù)子區(qū)21的數(shù)據(jù)塊的一個集合。以相同方式，目錄子區(qū)12包括包含文件標識描述符123的文件條目121，這些描述符包括一個到其他文件條目122的指針。這些文件條目122指向在數(shù)據(jù)子區(qū)22中的一個數(shù)據(jù)塊集合。
在圖2中示出一個為非連續(xù)目錄區(qū)的隱分區(qū)。與圖1相比較，目錄區(qū)1被分成一些片段，而所有的目錄子區(qū)11，12現(xiàn)在位于數(shù)據(jù)區(qū)2中的數(shù)據(jù)子區(qū)21，22內(nèi)部。
應(yīng)注意到，文件組保持與UDF完全兼容，因此可以訪問現(xiàn)在和將來的UDF讀取實例。UDF的寫入實例需要認識到在目錄空間中的元數(shù)據(jù)的密度。
一個建議的措施是將目錄信息分類。該分類使得可以在控制返回操作系統(tǒng)之后可以快速恢復根目錄。如果，例如，目錄信息被緩存在一張硬盤或在需要時，剩余的目錄信息可以立刻用背景任務(wù)來恢復。這使得可以節(jié)省許多的安裝時間。節(jié)省的大小主要取決于根目錄的尺寸，因此不需要計算。
需要考慮的另一因素是文件系統(tǒng)的老化。應(yīng)注意的，只要空閑空間并不缺乏，則文件數(shù)據(jù)和目錄信息的分類就可以防止分片。當空閑空間變得缺乏時，不再需要進行分類而數(shù)據(jù)的分片就不可避免。這可以通過分配比最壞情形下所需要的更多的空間給這個區(qū)來對該目錄區(qū)進行先占，從而取?？臻e空間的缺乏不會發(fā)生在這個區(qū)中。
在圖3中，顯示了對于在ADR磁帶上動態(tài)隱分區(qū)實例的分配結(jié)構(gòu)的例子。在最左端是驅(qū)動頭的磁頭停放區(qū)L，剩余的是空閑空間。在底部左端，空閑空間被分為數(shù)據(jù)區(qū)2和目錄區(qū)1。緊接著主圖下給出目錄區(qū)1的詳細視圖。記錄道寫入的方式由灰色箭頭給出。在目錄區(qū)1中，數(shù)據(jù)被線性寫入，而一條記錄道轉(zhuǎn)向，起始和終結(jié)都在磁頭停放區(qū)L。在該實例中，為了穩(wěn)健性原因，目錄信息被寫入兩次。在數(shù)據(jù)區(qū)2中，數(shù)據(jù)以一種蜿蜒的方式來寫入，并且起始和終結(jié)都在磁頭停放區(qū)L。在此，所謂“列模式”的寫入過程確保在邏輯地址空間中靠近的扇區(qū)在物理地址上也彼此靠近。然而，這帶來在數(shù)據(jù)傳輸速率持續(xù)不變的代價。最后，圖3中灰色區(qū)域示出所占據(jù)的空間。
當安裝一個磁帶時首先被讀取的是目錄區(qū)1的起始區(qū)。該部分包括磁帶帶頭3，UDF卷結(jié)構(gòu)4和UDF根結(jié)構(gòu)5。該部分是應(yīng)表現(xiàn)在一個空的UDF格式化磁帶上的所有信息。該實例被優(yōu)化用于通過將目錄區(qū)線性寫入磁帶來將所有目錄信息高速緩存到硬盤，這最大化了持續(xù)不變的數(shù)據(jù)傳輸速率。
在圖3中，一些數(shù)據(jù)已經(jīng)被寫入。圖中示出三個隱分區(qū)(數(shù)據(jù)子區(qū))21，22。23，每個隱分區(qū)具有各自的目錄子區(qū)11，12，13。該連接由一個箭頭示出。在圖6a中示出如果添加數(shù)據(jù)會發(fā)生什么。當將數(shù)據(jù)寫入三個隱分區(qū)21，22，23中的每個隱分區(qū)時，在這些隱分區(qū)之間的空閑空間量保持為均勻分配，這意味著一些時候?qū)懭氲椒謪^(qū)最初起始位置的左端而一些時候?qū)懭氲接叶?。此外，這些分區(qū)的目錄信息維持為分離的。圖4b示出了如果空閑空間變得更加缺乏時可能發(fā)生什么。兩個隱分區(qū)21，22共享一大塊空閑空間以分配接近于已有文件的空間20，從而限制了分片。
在動態(tài)隱分區(qū)方案中的一些可選的分配結(jié)構(gòu)如圖5和6中所示。如果要求多個起始點或數(shù)據(jù)傳輸速率比尋找開銷更優(yōu)先，則不希望以如圖3和4所示的蜿蜒方式來寫入。圖5a示出了一個可以用于，例如，一組具有高速緩存目錄數(shù)據(jù)的視頻流的分配。該目錄數(shù)據(jù)可以有效地讀取并且在數(shù)據(jù)空間2中有十個進入點(entry point)以使在開始指令和回放一個視頻流的實際開始點之間的時間最小化。圖5b示出了一個在目錄信息在需要時可由磁帶獲得的情形中更適合的可比較情況。所有的進入點位于目錄區(qū)1的內(nèi)部以使得到目錄信息的訪問時間最小化。
圖6給出一個具有分離的目錄子區(qū)11，12和13的動態(tài)隱分區(qū)的例子。雖然圖5b和圖6看似相近，在兩者之間存在明顯的不同。在圖7b中，目錄子區(qū)11，12，13位于一個目錄分區(qū)1的內(nèi)部，該分區(qū)的扇區(qū)尺寸可以獨立地選擇。在圖6中，目錄子區(qū)11，12，13位于數(shù)據(jù)空間2中。然而，應(yīng)注意到許多更多的分配是可能的。
圖7示出了一個用于將信息寫入一個根據(jù)本發(fā)明的可重寫類型記錄介質(zhì)32上的記錄設(shè)備。在寫入操作中，表示信息的標記形成在記錄介質(zhì)32上。用于記錄在光盤上的信息的寫入和讀取和用于格式化，誤差校正和信道編碼的可用規(guī)則是由，例如CD或DVD系統(tǒng)已知的。標記可以通過由激光二極管發(fā)出的電磁發(fā)射束24在記錄層產(chǎn)生的點33來形成。記錄設(shè)備包括更基本的元件，例如，一個控制單元30，驅(qū)動裝置31，定位裝置40和一個有特色的寫入頭39。將被保存在介質(zhì)上的信息，例如音頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)或任何其他數(shù)據(jù)出現(xiàn)在壓縮裝置35的輸入端，該壓縮裝置可放置于一個分離的外罩中。在壓縮裝置35輸出端的壓縮數(shù)據(jù)被傳到緩存器36并且其后被傳到數(shù)據(jù)組合裝置37用于添加填充數(shù)據(jù)和另外的控制數(shù)據(jù)?？偟臄?shù)據(jù)流其后進入到寫入裝置38用于記錄。寫入頭39被連接到寫入裝置38，該寫入裝置38包括例如一個格式化器，一個誤差編碼器和一個信道編碼器。出現(xiàn)在寫入裝置38輸入端的數(shù)據(jù)根據(jù)格式和編碼規(guī)則被分配在整個邏輯和物理扇區(qū)并被轉(zhuǎn)換為用于寫入頭39的寫入信號。單元30被配置用于經(jīng)由控制線41控制緩存器36，數(shù)據(jù)組合裝置37和寫入裝置38并用于執(zhí)行定位過程。數(shù)據(jù)組合裝置37和寫入裝置38被開發(fā)使得數(shù)據(jù)被記錄在根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)32上。
通過使用本發(fā)明，在具有相當大的存儲空間，例如，一個ADR磁帶，和/或相當大的扇區(qū)尺寸的介質(zhì)上的UDF文件組的安裝/卸裝時間被降至可接受的水平。引入一些對存儲碎片的抵抗力。而且，所提出的方案可以實現(xiàn)這些目的同時保持與UDF的完全兼容。
權(quán)利要求
1.用于對存儲介質(zhì)中可用空間進行隱分區(qū)的方法，其中a)在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間被劃分為一個目錄區(qū)和一個數(shù)據(jù)區(qū)，b)元數(shù)據(jù)被保存在目錄區(qū)，c)用戶數(shù)據(jù)被保存在被隱再分區(qū)為數(shù)據(jù)子區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)中，d)用于保存在數(shù)據(jù)子區(qū)中的用戶數(shù)據(jù)的文件組被保存在分配給該數(shù)據(jù)子區(qū)的相應(yīng)目錄子區(qū)，和e)數(shù)據(jù)子區(qū)的邊界和尺寸是可變的。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中目錄子區(qū)位于目錄區(qū)中，優(yōu)選地在目錄區(qū)中用于保存一般數(shù)據(jù)的根區(qū)之后。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中目錄子區(qū)位于數(shù)據(jù)區(qū)中，每個目錄子區(qū)位于相應(yīng)的數(shù)據(jù)子區(qū)中。
4.前面任意一個權(quán)利要求所述的方法，其中目錄子區(qū)的文件組數(shù)據(jù)被盡可能連續(xù)地保存。
5.前面任意一個權(quán)利要求所述的方法，其中數(shù)據(jù)子區(qū)的邊界和尺寸通過將對于在所分配的目錄子區(qū)中的數(shù)據(jù)子區(qū)的用戶數(shù)據(jù)的文件組數(shù)據(jù)分組來確定。
6.前面任意一個權(quán)利要求所述的方法，其中該存儲介質(zhì)根據(jù)通用盤格式標準來格式化。
7.將用戶數(shù)據(jù)保存在根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求所述方法來隱分區(qū)的存儲介質(zhì)上的方法，其中用戶數(shù)據(jù)被保存在各自的數(shù)據(jù)子區(qū)中而其中該數(shù)據(jù)子區(qū)的邊界和分配給該數(shù)據(jù)子區(qū)的空間是根據(jù)將要保存的用戶數(shù)據(jù)量，在其他數(shù)據(jù)子區(qū)和/或某個分配策略中可用的空間而變化的。
8.用于保存數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)，其中該存儲介質(zhì)根據(jù)如權(quán)利要求1到7中任何一個權(quán)利要求所述的方法來格式化。
9.權(quán)利要求8所述的存儲介質(zhì)，其中存儲介質(zhì)為一個光盤，具體為一個CD或一個DVD，一個磁帶，具體為一個先進數(shù)字記錄，或一個固定盤片。
10.權(quán)利要求8或9中所述的存儲介質(zhì)，其中存儲介質(zhì)根據(jù)通用盤格式標準來格式化。
11.用于將數(shù)據(jù)保存在一個存儲介質(zhì)上的記錄設(shè)備，它包括用于將存儲介質(zhì)上可用的存儲空間進行隱分區(qū)的裝置，其中a)在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間被劃分為一個目錄區(qū)和一個數(shù)據(jù)區(qū)，b)元數(shù)據(jù)被保存在目錄區(qū)，c)用戶數(shù)據(jù)被保存在被隱再分區(qū)為數(shù)據(jù)子區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)中，d)用于保存在數(shù)據(jù)子區(qū)中的用戶數(shù)據(jù)的文件組被保存在分配給該數(shù)據(jù)子區(qū)的相應(yīng)目錄子區(qū)，和e)數(shù)據(jù)子區(qū)的邊界和尺寸是可變的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間進行隱分區(qū)的方法,一種用于存儲用戶數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)和一種用于將用戶數(shù)據(jù)存儲在一存儲介質(zhì)上的記錄設(shè)備。為了限制在對于ADR的磁帶上類似UDF卷的卷的安裝/卸裝時間和為了限制在讀取過程中總的尋找時間,根據(jù)本發(fā)明提出:a)在存儲介質(zhì)上可用的存儲空間被劃分為一個目錄區(qū)和一個數(shù)據(jù)區(qū),b)元數(shù)據(jù)被保存在目錄區(qū),c)用戶數(shù)據(jù)被保存在被隱再分區(qū)為數(shù)據(jù)子區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)中,d)用于保存在數(shù)據(jù)子區(qū)中的用戶數(shù)據(jù)的文件組被保存在分配給該數(shù)據(jù)子區(qū)的相應(yīng)目錄子區(qū),和e)數(shù)據(jù)子區(qū)的邊界和尺寸是可變的。
文檔編號G06F12/00GK1383563SQ01801659
公開日2002年12月4日 申請日期2001年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月9日
發(fā)明者W·F·J·豐蒂恩 申請人:皇家菲利浦電子有限公司