CN1529843A - 用于减少碎片的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于减少数字存储装置(10)的碎片(文件碎片和可用空间碎片)的方法和系统。在这样一个装置中多个文件可供删除，本发明提出选择性地删除使碎片整理最大化的文件。这种选择可使文件碎片和可用空间碎片最优化。

Description

用于减少碎片的方法和系统
本发明涉及用于减少碎片的方法和系统。本发明还涉及相应的计算机程序产品。
数字存储装置通常是其中存有数据的储存盘。本发明涉及这样的存储装置，即所述存储装置中数据存储可是临时的，也就是说，数据是可删除的。
当以文件的形式将数据存储在这样的储存盘中时，各个文件是可独立存取的。文件被存储在同心布置在储存盘上的磁道上。一个具体的文件在储存盘上所处的位置被存储在储存盘管理文件中一个独立的数据结构中。
文件以一个或者多个片段的形式保存在储存盘中。一个片段包含部分文件或者所有文件。当一个大文件被存储在储存盘上时，可需要几个片段。根据储存盘上的可用空间，片段会被分散在储存盘表面周围。如果储存盘接近其存储数据的容量，那么即使一个较小的文件也不得不被分裂成间隔的片段。
文件的片段的间隔被称为文件碎片。当片段之间的可用空间被分割时，被称为可用空间碎片。由于读取装置需要围绕该储存盘进行搜索以查找相关的片段，因此读取高分段的储存盘通常需要较长的时间。类似地，由于写装置需要查找用于所有文件的足够片段，其簇可能具有较大的间隔，因此将一个文件保存在高分段的储存盘通常也需要较长的时间。文件碎片和可用空间碎片被统称为碎片。
为了减少一个存储装置中的碎片，人们已经进行了各种尝试，例如在US-A-5930828中所披露的。在该现有技术方案中，文件围绕储存盘移动以减少碎片。这是费时并且需要功能强大的处理器。
在新近出现的数字装置中，诸如使用文件系统的基于盘的数字录像机，通常文件将被删除。例如，用户可预先选择需要删除的文件(与在WINDOWS(商标)操作系统环境中的“回收站”类似)或者文件会被注解仅保留一段特定的时间。通常利用一种标志符标记将该注解记录在系统文件管理器中。在这种情况下，例如为了形成用于保存一个新文件所需空间，而必须执行一个删除操作时，可删除多个需要删除的文件。
当需要一个删除操作时，需要永久地删除最小数量的文件以使(a)产生至少所需数量的可用空间；以及(b)使碎片碎片整理和可用空间碎片整理得到优化。
本发明的优选实施例的一个目的是，提供一种用于减少一个数字存储装置的碎片的方法、系统和相应的计算机程序产品。
本发明权利要求1和4所涉及的技术方案通过当多个文件可供删除时选择性地删除文件以减少碎片来解决问题。
根据本发明的第一方面，提供一种减少数字存储装置的碎片的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
确定多个需要删除的文件；
选择其中一个文件；以及
删除所选择的文件并且不删除其它的文件。
根据本发明的第二方面，提供用于减少数字存储装置的碎片的系统，其特征在于，所述系统包括：用于确定多个需要删除的文件的装置；用于选择其中一个文件的装置；以及用于删除所选择的文件并且不删除其它的文件的装置。
权利要求2和7的特征提供一种使文件碎片整理最大化的有利方式。
权利要求3和8的特征提供一种使碎片碎片整理和可用空间碎片整理最大化的有利方式。
权利要求4和9的特征提供一种确定应该被检测以使碎片碎片整理和可用空间碎片整理最大化的文件的有利方式。
权利要求5和10的特征提供一种当确定最佳的碎片整理时考虑文件大小的有利方式。
如权利要求11所述的，本发明有利地作为一种数字录像机的形式实施。
如权利要求12所述的，本发明有利地作为一种计算机程序产品的形式实施。
应该理解的是，对于注解了多个需要删除的文件的数字存储装置，通过选择文件删除，存在一有效机会以减少碎片。
现将参照以下附图只通过实施例来描述本发明，其中：
图1是数字录像机的一个示意图。
图2是表示文件写操作的一个功能流程图。
图3是表示本发明的一个实施例所涉及的文件删除操作的功能流程图。
图4是表示本发明的一个实施例所涉及的文件选择操作的功能流程图。
在图2到图4中所示的一些特征通常在软件中执行，因此表示软件实体，诸如软件模块或软件对象。
参考附图1，其中示意性地示出了数字录像机20的存储盘10，其中所述数字录像机具有用于控制储存盘10上文件的文件管理器30。该储存盘10具有相关的计算机程序产品40，所述计算机程序产品40用于操作本发明的优选实施例所涉及的数字录像机。
参考附图2，其中示出了文件写操作的步骤。在图2中，流程图的条目对应以下相应内容：
100    -    选择写到储存盘上的文件
102    -    在储存盘上搜索可用的空间
104    -    将文件分割成所需的簇
106    -    将簇写到储存盘上
108    -    产生文件管理器条目
110    -    被注解的文件是否要删除？
112    -    注解文件管理器条目
114    -    完成
在步骤100中，选择一个文件(未示出)以写到储存盘10中。
例如由用户或自动保存指令一旦选择一个文件写到储存盘10中(步骤100)后，将执行文件管理器30的搜索以在储存盘10上寻找可用的自由空间(步骤102)。在这种情况下，我们假定在储存盘10上有足够的空间，但是在某种程度上被分割成片段。因此，将要写的文件分割成所需数量和大小的片断(步骤104)，然后将其写到储存盘10上(步骤106)。为了保存文件的记录，在文件管理器30中产生文件管理器条目(步骤108)。在该阶段可将文件注解以便删除，或可在以后进行这样的注解(步骤110)。通常用标志符在文件的文件管理器条目上标记注解。如果文件被注解，随后对相应的文件管理器条目进行了相应的注解(步骤112)。可在经过一段特定的时间后对文件注解以便删除，或由用户选择删除，例如通过放入回收站等(在WINDOWS(商标)操作系统环境中)进行删除。根据用户的态度，通过储存盘上设定文件集或子集，一个机构可根据用户概况标注出多个需要删除的文件。
因此，当要删除一个文件时，可能有几个这样的可供删除的文件。例如为了在储存盘上为已指示的写操作腾出空间而可能需要删除一个文件。或者，用户可指令清除以获得大量的可用空间。
参考附图3，其中示出了本发明的一个实施例所涉及的文件删除操作。在图3中，流程图的条目对应以下相应内容：
200    -    开始删除操作
202    -    多个文件可供删除？
204    -    删除单个文件
206    -    选择文件删除以减少碎片
208    -    删除所选择的文件
210    -    更新文件管理器
当开始删除操作(步骤200)时，询问文件管理器30(步骤202)以判断是否多个文件可供删除。如果一个文件已被注解，那么它可被删除。如果在这种情况下，能够为所要求的写操作提供足够的可用空间，那么仅一个文件可供删除。这可能意味着需要删除多个文件。如果只有一个文件可供删除，则将其删除(步骤204)并因此更新文件管理器30(步骤210)。如果多个文件需要可供，那么选择要删除的文件以减少碎片(步骤206)。下面描述了在本发明的这个实施例中选择所要删除的文件的选项。然后将所选择的文件永久性地删除(步骤208)，并相应地更新文件管理器30(步骤210)。
一旦确定多个文件可供删除后，可选择要删除的具体文件以便使整理文件碎片或整理可用空间碎片得到优化。可有几种标准来确定要删除的文本文件。一种标准是通过在可用的候选删除项中删除分段程度最高的文件来优化储存盘上文件的文件碎片程度。较好的标准是优化碎片程度和可用空间的碎片程度，这是因为需要写到储存盘上的下一个文件将得益于程度低的可用空间碎片。
通过不仅考虑片段的数量而且还考虑片段的大小可提高优化程度。
通过选择设法同时使碎片程度和可用空间的碎片程度的分配策略和删除策略还可达到更低的碎片程度。
假定下面(简化)的文件系统带有三个文件，并留有一些可用空间。
A  C  F  A  A  F  B  C  B  C  B
文件A包括2个片段、文件B包括3个片段，文件C包括3个片段。可用空间F包括2个片段。因此总共有10个片段。
假定文件A和B是在文件管理器30中已被相应注解的用于删除的选项，而文件C应该是不可触及的，我们需要在要删除的文件A和B之间选择。如果我们删除了文件片段程度最高的一个文件，即文件B，我们得到以下结果：
A  C  F  A  A  F  F  C  F  C  F
文件A包括2个片段、文件C包括3个片段，可用空间F包括4个片段。因此总共有9个片段。由于高的可用空间碎片，接下来储存的文件也具有高碎片程度。如果不是那样，而是我们对文件和可用空间两者的文件碎片程度优化，我们应删除文件A，我们从中得到以下结果：
F  C  F  F  F  F  B  C  B  C  B
文件B包括3个片段、文件C包括3个片段，可用空间F包括2个片段。因此总共有8个片段。而且，由于可用空间具有低的碎片程度，接下来储存的文件也具有低的碎片程度。
无论选择哪个选项都通过询问文件管理器30来执行对所删除文件的确定。对于一个可删除文件集中的每一个文件来说，删除该文件对于文件碎片和可用空间碎片的影响都被计算。
附图4示出了选择过程。流程图的条目对应以下相应内容：
400    -    对于每个文件计算文件碎片的删除影响
402    -    对应每个文件计算可用空间碎片的删除影响
404    -    对于每个文件确定文件碎片和可用空间碎片的总数
406    -    根据簇的数量对总数的计算进行规范化
408    -    选择最佳的文件
通过计算(对于每一个文件)的删除对可用空间片段的改变，计算出对可用空间碎片的影响(步骤402)。新的可用空间片段可能出现(不希望的)，但是可通过删除形成的新可用空间片段(所希望的)，使几个可用空间片段得到连接。一般说来，可用空间片段的数量将增加(即，一个正变化)。
确定产生碎片和可用空间碎片的改变的最小和(总为零或者为负数)的文件(步骤404)。
由于该机构有利于大的文件(在统计学上更多合并的)，一种任选的求精方法(optional refinement)将对文件大小进行规范化(步骤406)。这可通过将该总和除以文件中的簇的数量来完成。接着选择最佳文件(步骤408)。
或者，可利用步骤404的结果来选择需要删除的文件。
对于每一个可供删除的文件，计算删除对文件碎片的影响(步骤400)。在完成的储存盘上的文件碎片减去将删除的文件的碎片的数量。这总是一个负变化。

Claims (12)

1.一种减少数字存储装置(10)的碎片的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
确定多个可供删除的文件(202)；
选择其中一个文件(206)；以及
删除该被选择的文件(208)并且不删除其它的文件。
2.如权利要求1所述的减少数字存储装置的碎片的方法，其特征在于，所述选择步骤包括选择文件片段程度最高的文件，以便删除。
3.如权利要求1所述的减少数字存储装置的碎片的方法，其特征在于，所述选择步骤包括下列步骤：
确定使文件碎片整理和可用空间碎片整理最优化的文件删除(400，402，404)；以及
选择该所确定的文件，以便删除(408)。
4.如权利要求3所述的减少数字存储装置的碎片的方法，其特征在于，所述选择步骤a)包括下列子步骤：
对于每一个可供删除的文件，计算其删除对文件碎片的影响(404)；
对于每一个可供删除的文件，计算其删除对可用空间碎片的影响(402)；以及
确定产生(i)和(ii)的最小和的可供删除的文件(404)。
5.如权利要求4所述的减少数字存储装置的碎片的方法，其特征在于，根据文件大小对(iii)的结果进行规范化(406)。
6.一种布置成用于减少数字存储装置(10)的碎片的系统，其特征在于，所述系统包括：用于确定多个可供删除的文件的装置；用于选择其中一个文件的装置；以及用于删除该被选择的文件并且不删除其它的文件的装置。
7.如权利要求6所述的布置成用于减少数字存储装置(10)的碎片的系统，其特征在于，所述系统包括用于选择文件片段程度最高的文件以便删除的装置。
8.如权利要求6所述的布置成用于减少数字存储装置(10)的碎片的系统，其特征在于，所述系统包括：
用于确定使文件碎片整理和可用空间碎片整理最优化的文件删除；以及
选择该所确定的文件以便删除的装置。
9.如权利要求8所述的布置成用于减少数字存储装置(10)的碎片的系统，其特征在于，所述用于确定使文件碎片整理和可用空间碎片整理最优化的文件删除的装置包括：
用于对于每一个可供删除的文件，计算其删除对文件碎片的影响；
对于每一个可供删除的文件，计算其删除对可用空间碎片的影响；以及
确定产生(i)和(ii)的最小和的可供删除的文件的装置。
10.如权利要求9所述的布置成用于减少数字存储装置(10)的碎片的系统，其特征在于，所述系统还包括用于根据文件大小对(iii)的结果进行规范化的装置。
11.如权利要求4所述的布置成用于减少数字存储装置的碎片的系统，其特征在于，所述系统包括一数字信号记录器。
12.一种用于使处理器执行如权利要求1所述的方法的计算机程序产品。
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