JP3089637B2 - データ管理装置とデータ管理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像、音声、その他大容量のデータをファ
イルとして管理するデータ管理装置とデータ管理方法に
関するものである。

従来の技術 近年、情報処理システムはディジタルオーディオデー
タの処理やディジタル動画データの処理等にも用いら
れ、大容量のデータをコンピュータ上においてファイル
として管理し編集などの処理を高速で行ないたいという
要求が高まっている。この場合特に重要となるのはデー
タを高速で処理可能な形態で管理するデータ管理装置と
データの管理方法であり、これらの開発が強く望まれて
いた。

以下図面を参照しながら、上述したデータ管理装置と
データ管理方法の従来例について説明する。

第２図は従来のデータ管理装置とデータ管理方法を説
明するための従来のデータ管理装置の構成の概念図であ
る。

第２図で21はデータを記憶する記憶手段、22は記憶手
段21にデータを入出力する入出力手段、23は入出力手段
22を介して記憶手段21上のデータを管理する管理手段で
ある。管理手段23中の24は記憶手段21上を一定サイズの
複数個のブロックに分割して管理するデータ管理手段、
25は複数個のブロックを１個のファイルとして管理する
ブロック管理手段である。

以上のように構成された従来のデータ管理装置につい
てその動作と従来のデータ管理方法について説明する。

管理手段23中のデータ管理手段24は記憶手段21上に連
続した領域をブロックとして管理している。ブロック管
理手段25はデータ管理手段24から各ブロックの記憶手段
21上の格納位置等の情報を得、１ファイルを１個以上の
複数のブロックから構成するようその論理的な連結情報
等を管理している。

１ファイルにアクセスしこれを出力する場合、管理手
段23は、まずブロック管理手段25が管理しているファイ
ルごとのブロック連結情報を参照する。次に、各ブロッ
クの記憶手段21上における位置情報をデータ管理手段24
から得、入出力手段22を駆動して、記憶手段21上の各ブ
ロックに順次アクセスし、記憶手段21からファイルを構
成する各ブロックのデータを順次出力させる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような装置では、ディジタルオー
ディオデータやディジタル動画データなど入出力時に途
切れなく処理を行なうことが強く要求されるデータを扱
う場合についてはいくつかの問題点を有している。

まず、記憶手段21として一般的によく用いられるのは
磁気ディスクや光ディスクなどであるが、これらの記憶
手段はデータへのアクセス時にシークを必要とする。フ
ァイルを複数個のブロックで構成し、これを編集し出力
する場合、最悪の場合を想定すると、編集された単位ご
とにデータがディスク上の任意の位置に物理的に離散し
て、ディスクからの読み出し時に頻繁にシークが発生す
ることが予想される。そのため、ディジタルオーディオ
データやディジタル画像データなど入出力時に途切れな
く処理を行なうことが強く要求されるデータを扱う場
合、出力の連続性を保証するために、最小の編集単位ご
とにシークが入ることを想定し、これを吸収するための
大容量のバッファを、入出力手段22に必要とするという
問題点があった。ブロックサイズをある程度以上大きく
するかブロックを物理的に連続に配置することにより、
相対的にシーク時間を小さくし、途切れなく入出力させ
ることも可能であるが、この場合、記憶手段21上におけ
るデータの物理的な配置の連続性を維持したままファイ
ルの１部を修正、変更することは非常に困難であり、定
期的にデータを並べ直すか、修正、変更時に時間をか
け、最適な連続領域を記憶手段21上に再び確保し、デー
タを並べ直すしかないという問題点があった。

本発明は上記課題に鑑み、入出力時にとぎれることな
く処理を行うことが要求されるデータに対し、出力時の
連続性を保証しつつ、かつ、編集の容易性を確保するた
めのデータ管理装置とデータ管理方法とを提供するもの
である。

課題を解決するための手段 本発明のデータ管理装置は、データを記憶する記憶手
段と、記憶手段に対しデータを入出力する入出力手段
と、記憶手段上におけるデータの記憶位置を管理する管
理手段で構成され、管理手段はさらに、入出力手段を介
し記憶手段上の連続した任意のサイズの領域をブロック
として管理し、かつ、ブロック内を論理的に複数個の領
域に分割して管理するデータ管理手段と、記憶手段上の
任意の位置に記憶された１個以上のブロックで１ファイ
ルを構成するよう管理するブロック管理手段と、ブロッ
ク管理手段とデータ管理手段からの情報を受け、入出力
手段を駆動し論理的に隣接したブロックのデータを移動
する調整手段とで構成している。

作用 上記の構成に基づき本発明は、データ管理手段が記憶
手段上の連続した領域をブロックとして管理し、さらに
ブロック内をデータ記憶領域と空き領域とに分割して管
理している。ブロック管理手段はデータ管理手段から記
憶手段上におけるブロックの格納位置等の情報を受け、
１個以上のブロックから１ファイルを構成するよう連結
情報等を管理している。さらに、調整手段はデータ管理
手段より任意のブロックのデータ記憶領域のサイズを調
べる。もし、このブロックのデータ記憶領域のサイズが
あらかじめ設定した値よりも小さければ、ブロック管理
手段からファイルを構成する隣接ブロックの記憶手段上
における格納位置情報等の情報を受け取るとともに、デ
ータ管理手段からこれら隣接ブロックのデータ記憶領域
と空き領域のサイズに関する情報を受けとる。しかるの
ちに、調整手段は入出力手段を駆動し、１個以上の隣接
ブロックからデータの１部もしくは全部を該当ブロック
に移動することにより、該当ブロック内のデータ記憶領
域のサイズを常にあらかじめ設定された値以上に調整す
るものである。

これにより大容量でかつ入出力時に途切れることなく
処理を行なうことが要求されるデータをコンピュータ上
でファイルとして管理し、これを高速にかつ容易に処理
するためのデータ管理装置とデータ管理方法とを提供す
ることが可能となる。

実 施 例 以下に本発明の１実施例のデータ管理装置とデータ管
理方法について図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の１実施例におけるデータ管理装置の
構成を示す概念図である。

第１図において、１はデータを記憶する記憶手段、２
は記憶手段１にデータを入出力する入出力手段、３は入
出力手段２を介して記憶手段１上のデータを管理する管
理手段である。管理手段３中の４は記憶手段１上のデー
タを一定サイズの複数個のブロックとして管理するデー
タ管理手段、５は複数個のブロックを１個のファイルと
して管理するブロック管理手段、６はデータ管理手段４
とブロック管理手段５からの情報を受け、入出力手段２
を駆動し論理的に隣接したブロックのデータを移動する
調整手段である。

第３図は第１図の記憶手段１上でファイルの１部を構
成する複数個のブロックの概念図を示すものである。

第３図において、31から34及び35から37はそれぞれ記
憶手段１上に離散的に配置されたブロックを表わしてい
る。これらは論理的に隣接しファイルの１部を構成して
いる。ブロックはその内部が複数個の領域に分割されて
おり、38から41のように色づけされている部分はデータ
が記憶されているデータ記憶領域、42から45のように空
白で示されている部分はデータの記憶されていない空き
領域を表わしている。46は調整手段６が一定値に調整す
るデータ記憶領域のサイズを示している。

第４図は第１図の記憶手段１上でファイルの１部を構
成する複数個のブロックのもう一つの概念図を示すもの
である。

第４図において、51から54及び55から57はそれぞれ記
憶手段１上に離散的に配置されているブロックで、論理
的に隣接しファイルの１部を構成している。ブロックは
その内部が複数個のレコードに分割されており、58のよ
うに色づけされているレコードはデータが記憶されてい
るデータ記憶レコード、59のように空白で示されている
レコードは空きレコードを意味している。60は調整手段
６が一定値に調整するデータ記憶レコードの数を示して
いる。

第１図及び第３図に基づいて本発明のデータ管理装置
の動作とデータ管理方法について説明する。

管理手段３中のデータ管理手段４は記憶手段１上の連
続した領域をブロックとして管理し、それらの１部はブ
ロック31から37のように概念的に示される。

データ管理手段４はブロック内をさらにデータ記憶領
域と空き領域とに論理的に分割して管理している。ブロ
ック31は、ブロック内をデータが記憶されているデータ
記憶領域38とデータの記憶されていない空き領域42に分
割している例を示している。この図ではデータ記憶領域
がブロックの先頭から始まっているが、ブロックの途中
から始まっていてもよい。また、データ記憶領域及び空
き領域がブロック内に複数個存在してもよい。

また、空き領域のサイズは０であってもよい。

ブロック管理手段５はデータ管理手段４から各ブロッ
クの記憶手段１上の位置等の情報を得、１ファイルを１
個以上の複数のブロックから構成するようその論理的な
連結情報等を管理する。

第５図は調整手段６の動作フローの一例を示す。以下
第５図を参照しながら説明する。

調整手段６はデータ管理手段４より任意のブロックの
データ記憶領域のサイズに関する情報を受け取り、この
ブロックのデータ管理領域のサイズが一定値よりも小さ
ければ、ブロック管理手段５からファイルを構成する隣
接ブロックの情報を得、データ管理手段４から隣接ブロ
ックのデータ記憶領域と空き領域のサイズに関する情報
を受け取る。しかるのちに調整手段６は１個以上の隣接
ブロックからデータの１部もしくは全部を該当ブロック
に移動するよう入出力手段２を駆動し、該当ブロック内
のデータ記憶領域のサイズを常に一定値以上に調整す
る。

いま、ブロックのサイズを16kバイトとし、調整手段
６が調整しようとするブロック内のデータ記憶領域のサ
イズの一定値を12kバイトに設定しているととする。第
３図（ａ）はファイルの変更によってデータ記憶領域の
サイズが一定値にみたないブロックが発生した状態を示
す。ブロック31のデータ記憶領域のサイズは4kバイト、
ブロック32のデータ記憶領域のサイズは14kバイト、ブ
ロック33のデータ記憶領域のサイズは12kバイト、ブロ
ック34のデータ記憶領域のサイズは12kバイトである。
ブロック31のデータ記憶領域は4kバイトであり設定され
た一定値12kバイトをみたしていないため、調整手段６
は論理的に隣接したブロック32以降のブロックに関する
情報をデータ管理手段４及び、ブロック管理手段５から
得る。調整手段６は隣接したブロックのデータ記憶領域
のサイズを加算し、その加算結果が設定された一定値の
倍数より大きくかつブロックサイズの倍数より小さいと
いう条件をみたすまで隣接ブロックを順次検査する。第
３図に示す例では、ブロック33まで検査するとデータ記
憶領域のサイズの加算結果は、4k＋14k＋12k＝30kとな
り、12k×２＝24kより大きくかつ16k×２＝32kより小さ
いという条件をみたす。調整手段６はブロック32からブ
ロック31へ11kバイトのデータを移動しブロック35を作
成する。また、ブロック33からブロック32に12kバイト
移動しブロック36を作成する。ブロック34以降は変更す
る必要がない。このように調整手段６は第３図（ａ）で
例示した複数個のブロックを第３図（ｂ）のように変更
し、ブロック内のデータ記憶領域のサイズが一定値以上
になるよう調整する。

第１図及び第４図に基づいて本発明のもう一つの実施
例におけるデータ管理装置の動作とデータ管理方法につ
いて説明する。

管理手段３中のデータ管理手段４は記憶手段１上の連
続した領域をブロックとして管理し、その１部はブロッ
ク51から57のように概念的に示される。

データ管理手段４はブロック内をさらに１個以上のデ
ータ記憶レコードと０個以上の空きレコードとに論理的
に分割して管理している。レコード58のように色づけさ
れているものはデータが記憶されているレコードで、レ
コード59のように空白のレコードはデータの記憶されて
いない空きレコードである。

この図では固定長のレコードをイメージして図示して
いるが、可変長でも可能である。また、データ記憶レコ
ードはブロックの途中から始まっていてもよいし、ブロ
ック内で連続していなくてもよい。

ブロック管理手段５はデータ管理手段４から各ブロッ
クの記憶手段１上の位置等の情報を得、１ファイルを１
個以上の複数のブロックから構成するようその論理的な
連結情報等を管理する。

第６図は調整手段６の動作フローのもう一つの例を示
す。以下第６図を参照しながら説明する。

調整手段６はデータ管理手段４より任意のブロックの
データ記憶レコードの数に関する情報を受け取り、この
ブロックのデータ記憶レコードの数が一定値よりも小さ
ければ、ブロック管理手段５からファイルを構成する隣
接ブロックの情報を得、データ管理手段４から隣接ブロ
ックのデータ記憶レコードと空きレコードの数に関する
情報を受け取る。しかるのちに、調整手段６は１個以上
の隣接ブロックからレコードを該当ブロックに移動する
よう入出力手段２を駆動し、該当ブロック内のデータ記
憶レコードの数を常に一定値以上に調整する。

いま、ブロック中のレコード数を12とし、調整手段６
が調整しようとするブロック内のデータ記憶レコードの
数を８レコードに設定しているとするとする。第３図
（ａ）はファイルの変更によってデータ記憶レコードの
数が一定値にみたないブロックが発生した状態を示して
いる。ブロック31のデータ記憶レコードの数は４、ブロ
ック32のデータ記憶レコードの数は10、ブロック31のデ
ータ記憶レコードの数は８、ブロック31のデータ記憶レ
コードの数は８である。

ブロック31のデータ記憶レコード数は４で設定された
一定値８をみたしていないため、調整手段６は論理的に
隣接したブロック32以降のブロックに関する情報をデー
タ管理手段４及び、ブロック管理手段５から得る。調整
手段６は隣接したブロックのデータ記憶レコードの数を
加算し、その加算結果が設定された一定値の倍数より大
きくかつブロックサイズの倍数より小さいという条件を
みたすまで隣接ブロックを順次検査する。例では、ブロ
ック33まで検査するとデータ記憶レコードの数の加算結
果は、４＋10＋８＝22となり、８×２＝16より大きくか
つ12×２＝24より小さいという条件をみたす。調整手段
６はブロック32からブロック31へ７レコードのデータを
移動しブロック35のようにする。また、ブロック33から
ブロック32に８レコード移動しブロック36のようにす
る。ブロック34以降は変更しない。このように調整手段
６は第３図（ａ）で例示した複数個のブロックを第３図
（ｂ）のように変更し、ブロック内のデータ記憶レコー
ドの数が一定値以上になるよう調整する。

ブロック中を複数個の固定長レコードに分割した場合
ブロック間のデータ移動単位はレコードに制限される
が、データ管理手段４が管理する情報は少なくてすむ。

記憶手段１には磁気ディスクや光ディスクなど一般的
に用いられている２次記憶装置を用いる。これらの装置
は、各ブロックへのアクセス時にシークを必要とする
が、本発明のデータ管理装置とデータ管理方法のように
調整手段６によりブロック中のデータ量を適当なサイズ
の一定値に管理し、入出力手段２に適当なサイズ、例え
ば２ブロック分のバッファを持つことにより入出力時に
途切れることなくデータを入出力することが可能とな
る。

調整手段６が調整するブロック中のデータ記憶領域の
サイズ及びデータ記憶レコードの数、つまりブロック中
のデータ量は任意に設定することができるが、記憶手段
１の性能と、必要なデータ出力速度等の仕様によって式
（１）のように決定することも可能である。

Lb＝Vo・Vr・Ta/（Vr−Vo） （１） 式（１）でLbはデータ記憶領域のサイズ（バイト）、
Voはデータ出力速度、Vrはディスク転送速度（バイト／
秒）、Taはディスクアクセス時間（秒）である。

記憶手段１にディスクアクセス時間が52ms、ディスク
転送速度960Kバイトのごく標準的な磁気ディスクを用い
ると仮定し、入出力手段２からのデータの連続出力速度
に170Kバイト／秒が必要とした場合、データ記憶領域の
サイズは11Kバイト以上あればよいことになる。

本実施例では記憶手段１への１アクセスで１ブロック
のデータを入出力することを想定しているが、２個以上
のブロックを入出力してもよい。

また、本発明のデータ管理装置とデータ管理方法で
は、データ管理手段４が管理するブロック内に空き領域
の存在を許しているため、ファイルの編集によって生じ
るデータの増減をファイルの１部を変更するだけで容易
に吸収することができ、定期的にデータを並べなおした
りする必要はない。

データ記憶領域が一定値にみたないブロックのデータ
記憶領域のサイズをE0とし、このブロックに論理的に続
くブロックのデータ記憶領域のサイズをE1,E2、・・Ej
とし、これらを加算したものをSjで表わす。調整手段６
が調整する一定値をRmin、ブロックサイズをRmaxとする
と、すべてのブロック中のデータ記憶領域のサイズをRm
in以上でかつRmax以下にすればよいから、式（２）をみ
たす最小のｊを求めると、データ記憶領域のサイズが一
定値Rminにみたないブロックを調整するために必要なブ
ロックの個数ｊ＋１を求めることができる。

Ｎ×Rmin≦Sj≦Ｎ×Rmax （２） 式（２）はＮで１以上の整数である。

０＜Rmin＜Rmax、０≦S0＜Rminであるので、式（２）
から式（３）を証明することは可能である。

ｊ≦Rmax/（Rmax−Rmin） （３） 式（３）より、データ記憶領域のサイズRminとブロッ
クサイズRmaxから求められるｊは有限個を表わすので、
調整手段６は有限個のブロックからデータを移動するこ
とによりすべてのブロックのデータ記憶領域のサイズを
一定値以上に保つことが可能である。

なお、ファイルを構成する最終のブロックについて
は、次のブロックへのシーク時間を考慮しなくてもよい
ためデータ記憶領域のサイズは一定値以下でもよい。

また、調整手段が調整するデータ記憶領域のサイズ及
びデータ記憶レコードの数は、ファイルごとに異なって
いてもよく、その場合はブロック管理手段５がこれらの
情報を保持する。

発明の効果 以上のように本発明のデータ管理装置とデータ管理方
法によれば、入出力時にとぎれることなく処理を行うこ
とが要求されるデータをファイルとしてコンピュータ上
で管理する際、無用に大容量の入出力バッファを必要と
しないにもかかわらず、出力時の連続性を保証しつつ、
かつ、編集の容易性を確保することが可能となる。

また、編集時に必要な最大処理時間をあらかじめ有限
値として求めることができ、編集時とは別に、定期的に
データを並べなおしたりする必要がない。

また、画像と音声のように入出力時の速度が異なるデ
ータに対しても、それぞれの特性にあわせたブロックサ
イズとなるよう分離して管理し、メディア種に依存せず
に、出力時の連続性を保証しつつ、かつ、編集の容易性
を確保することが可能となる。

さらに、固定サイズのレコード長から構成されるデー
タに対しては、レコード数で管理することにより、より
効率の良いファイル管理を実現できるという格別の効果
を発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるデータ管理装置とデ
ータ管理方法を説明する構成概念図、第２図は従来のデ
ータ管理装置とデータ管理方法を説明する構成概念図、
第３図は１実施例が管理しているブロックを説明するた
めの概念図、第４図はもう一つの実施例が管理している
ブロックを説明するための概念図、第５図は本発明にお
ける調整手段の動作フローの一例を示すフローチャー
ト、第６図は本発明の調整手段の動作フローのもう一つ
の例を示すフローチャートである。 １……記憶手段、２……入出力手段、３……管理手段、
４……データ管理手段、５……ブロック管理手段、６…
…調整手段、21……記憶手段、22……入出力手段、23…
…管理手段、24……データ管理手段、25……ブロック管
理手段、31、32、33、34、35、36、37……ブロック、3
8、39、40、41……データ記憶領域、42、43、44、45…
…空き領域、46……調整する記憶領域のサイズ、51、5
2、53、54、55、56、57……ブロック、58……データ記
憶レコード、59……空きレコード、60……調整するデー
タ記憶レコードの数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 美裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−16274（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/76 - 5/956

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク状記録媒体に記録される少なくと
   も１つ以上の映像情報を含むデータのデータ管理装置で
   あり、 前記記録媒体に対し映像情報を含むデータを記録再生す
   る入出力手段と、 前記記録媒体上におけるデータを管理する管理手段とで
   構成され、 前記管理手段はさらに、 前記記録媒体上の映像情報が連続して配置される任意の
   サイズの領域を前記ブロックとして管理するとともに、
   前記ブロックが有する前記映像情報のデータ量を管理す
   るデータ管理部と、 連続して再生される１個以上の前記ブロックの論理的な
   連結状態を管理するブロック管理部と、 前記記録媒体からデータを読み出す速度をVr（バイト／
   秒）、前記入出力手段がデータを出力する速度をVo（バ
   イト／秒）、前記記録媒体上でブロックからブロックへ
   シークが発生した際にデータ読み出しが途切れる時間を
   Ta（秒）とするとき、 論理的に隣接した前記ブロック間で、前記ブロックが有
   する映像情報の一部もしくは全部を移動して、前記ブロ
   ックが有する映像情報量を、論理的に隣接する前記ブロ
   ックの再生の切り替えにより映像再生が途切れることが
   無い、 Vo×Vr×Ta（Vr−Vo）以上に調整する調整部と を備えたことを特徴とするデータ管理装置。
2. 【請求項２】前記調整部は、論理的に連結する前記ブロ
   ックの終端のブロックを除いて、前記ブロックが有する
   映像情報のデータ量を調整することを特徴とする請求項
   １記載のデータ管理装置。
3. 【請求項３】前記ディスク状記録媒体に記録されるデー
   タはファイル単位で管理され、前記ブロック管理部は、
   ファイル毎に前記調整部により調整される前記ブロック
   の映像情報量のサイズを保持することを特徴とする請求
   項１記載のデータ管理装置。
4. 【請求項４】ディスク状記録媒体に記録される少なくと
   も１つ以上の映像情報を含むデータのデータ管理方法で
   あり、 前記記録媒体上で映像情報が連続して配置される任意の
   サイズの領域をブロックとして管理するステップと、 各前記ブロックが有する前記映像情報のデータ量を管理
   するステップと、 前記記録媒体上の１個以上の前記ブロックの論理的な連
   結状態を管理するステップと、 前記記録媒体からデータを読み出す速度をVr（バイト／
   秒）、前記入出力手段がデータを出力する速度をVo（バ
   イト／秒）、前記記録媒体上でブロックからブロックへ
   シークが発生した際にデータ読み出しが途切れる時間を
   Ta（秒）とするとき、 論理的に隣接した前記ブロック間で、前記ブロックが有
   する映像情報量を、論理的に隣接する前記ブロックの再
   生の切り替えにより映像再生が途切れることが無い、 Vo×Vr×Ta（Vr−Vo）以上に調整するステップとを包含
   するデータ管理方法。