用于分层存储管理的基于事件的协调操作

背景技术

本发明一般涉及数据存储的领域，并且更具体地说，涉及在分层存储管理(HSM)中自动协调数据而不影响系统性能。

磁带(magnetic tape)数据存储是一种使用数字记录在磁带上存储数字信息的系统。磁带通常存储在盒式磁带上，但对于用作数据存储磁带备份的驱动器，磁带通常缠绕在卷轴上。线性磁带开放单卷轴磁带盒于1997年发布，容量为100兆字节，现在是第八代，在相同大小的磁带盒中支持12tb。磁带驱动器今天仍在使用的原因，尤其是作为离线数据备份，是因为长期的存档稳定性和非常有利的单位成本。

发明内容

本发明的实施例公开了一种用于在HSM中自动协调数据而不影响系统性能的方法、计算机程序产品和系统。在一个实施例中，响应于将分层存储系统上的文件从主存储器(main storage)迁移到一个或多个磁带驱动器，一个或多个文件迁移记录被记录在协调数据库中。响应于主存储器上的文件事件的发生，协调数据库中的一个或多个文件迁移记录被更新。响应于接收到卸载(unmount)一个或多个磁带驱动器之一上的第一安装的磁带的命令，在第一安装的磁带上执行协调功能，其中协调功能用协调数据库中的一个或多个文件迁移记录更新第一安装的磁带。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的分布式数据处理环境的功能框图。

图2a是根据本发明的实施例的自动协调程序(automatic reconciliationprogram)的过程图。

图2b是根据本发明的实施例的协调数据库的说明。

图3是描述根据本发明的实施例的在卸载之前，在图1的分布式数据处理环境中的计算设备上，自动协调程序协调磁带的操作步骤的流程图。

图4是描述根据本发明的实施例的在图1的分布式数据处理环境中的计算设备上，当磁带驱动器空闲时，自动协调程序协调磁带的操作步骤的流程图。

图5描绘了根据本发明的实施例的在图1的分布式数据处理环境中执行自动协调程序的计算设备的组件的框图。

具体实施方式

数据管理应用程序编程接口(DMAPI)是系统管理：数据存储管理(XDSM)规范使用的接口，它允许对存储系统中的文件使用特殊接口。该接口独立于文件系统，这意味着创建使用DMAPI的数据管理应用的人可以在任何DMAPI文件系统上使用它。最初实现DMAPI也是为了允许未使用的文件离线存储，通常存储在磁带上，直到文件被请求。一旦被请求，文件被检索以供请求用户使用。DMAPI的一个重要特性是使用事件来通知数据管理应用关于文件的操作。事件是DMAPI的基础之一。在事件范例中，当特定事件发生时，操作系统通知在用户空间中运行的数据管理应用。例如，用户空间中的数据管理应用可以请求在读取文件的某个区域时通知它。当操作系统决定从目标区域读取数据时，它会通过DMAPI事件通知数据管理应用。通过这种方式，数据管理应用可以监控和管理文件以及这些文件中的特定区域。

分层存储管理(HSM)是一种在高成本和低成本存储介质之间自动移动数据的数据存储技术。HSM技术的概念类似于计算机中的存储器缓存，其中最常用的数据存储在昂贵的静态随机存取存储器中，不太常用的数据存储在速度慢得多的动态随机存取存储器中。

HSM系统之所以存在，是因为固态硬盘(SSD)阵列和硬盘驱动器等高速存储设备的每字节存储成本高于磁带驱动器等低速设备。虽然让所有数据始终在高速设备上可用是最理想的，但这对许多组织来说过于昂贵。相反，HSM系统将大部分数据存储在较慢的设备上，然后在需要时将数据复制到较快的磁盘驱动器上。实际上，HSM把快速磁盘驱动器变成了速度较慢的大容量存储设备的缓存。HSM系统监控数据的使用方式，并对哪些数据可以安全地移动到较慢的设备以及哪些数据应该保留在较快的设备上做出最佳猜测。

在典型的HSM场景中，经常使用的数据文件存储在主存储器中，诸如磁盘驱动器，包括基于闪存的SSM驱动器，但如果在一定时间内不使用，最终会迁移到磁带。如果用户重新使用磁带上的文件，该文件会自动移回主存储器。这样做的好处是，存储的数据总量可以比可用的磁盘存储容量大得多，但由于只有很少使用的文件存储在磁带上，大多数用户通常不会注意到速度有任何下降。将存储在主存储器上的文件移动到磁带的操作称为迁移(migrate)，而将文件从磁带移回主存储器的操作称为撤回(recall)。迁移操作的结果是，主存储器上的文件被替换为包含少量信息的存根文件(stub file)。

当存根文件本身被删除或重命名时，需要在记录有对应于该存根文件的文件的磁带上再现这样的事件。此操作称为协调(reconcile)，包括存根文件的元数据与磁带的同步。协调操作通常与存根文件的修改异步执行。在现有技术中，需要手动执行协调操作，这需要扫描整个文件系统以检索所有存根文件和与存根文件相关联的元数据(例如，文件路径和扩展属性)，将扫描的结果与关于磁带上的文件的信息进行比较，并最终执行元数据同步。本发明的实施例允许自动化协调功能而不影响系统性能。

协调操作的典型实现从扫描整个文件系统开始，以检索所有存根文件和存根文件的相关联的元数据(例如，文件路径和扩展属性)。接下来，将扫描的结果与磁带上的文件信息进行比较，并执行元数据同步。最后，基于比较的结果，删除磁带上与扫描中未找到的存根文件相关的文件，因为存根文件已从主存储器中删除，并且对于在主存储器上找到的每个存根文件，将通过扫描存根文件获得的元数据与磁带上对应的文件的元数据进行比较，并用主存储器上的存根文件的元数据更新磁带上对应的文件的元数据。

这种基于扫描的协调操作的问题在于，它需要很长的执行时间，因为每次协调操作都需要扫描整个文件系统。此外，它的效率很低，因为当只需要协调某个磁带时，即使与该磁带相关的存根文件没有发生改变，也需要扫描整个文件系统。更糟糕的是，当需要协调多个磁带时，诸如当多个磁带的剩余空闲空间变短时，需要协调多个磁带以增加剩余空闲空间。当使用协调的扫描方法在多个磁带上执行协调操作时，由于协调操作需要扫描整个文件系统并在文件系统跨越多个磁带的情况下更换磁带，因此需要过多的时间。

本发明的实施例介绍了一种在不影响系统性能的情况下自动执行协调的方法。该实现不是扫描文件系统，而是将需要由协调功能处理的元数据事件存储到称为协调数据库的数据库中。在本发明的实施例中，HSM中的每个磁带都有自己的协调数据库。

在这种基于事件的协调的实施例中，在以下情况下处理自动协调：(1)当磁带将要卸载并且在对应的协调数据库中发现至少一个事件时；(2)当磁带被安装到驱动器，并且驱动器处于空闲状态达预定时间段，并且在对应的协调数据库中发现至少一个事件时；以及(3)当磁带驱动器没有安装磁带并且驱动器处于空闲状态达预定时间段时。在后一种情况下，系统会选择其协调数据库中协调事件数量最多的磁带。使用这种自动协调操作应该不再需要手动协调操作，或者，如果仍然需要手动协调操作，则手动协调操作的执行时间应该会短得多。此外，由于自动协调仅在不需要更换磁带或系统资源处于空闲状态时进行，因此这种方法可以最大限度地降低对系统性能的影响。

本发明的实施例使用基于事件的协调操作的实现。在实施例中，基本协调操作用主存储器上存根文件的删除和/或重命名来更新磁带。删除和重命名操作被称为事件。为了实现该操作，在实施例中，每当存根文件上发生删除或重命名事件时，该删除或重命名事件被记录在诸如图2a的协调数据库232的协调数据库中，并且当执行协调功能时，记录在数据库中的删除和重命名事件被写入对应的磁带。这种协调功能被称为基于事件的协调功能。

在使用DMAPI的HSM的实施例中，可以通过将挂钩函数(hook function)与事件相关联来监控这些事件。挂钩函数是一种在现有代码之前、之后或代替现有代码执行定制代码的手段。在实施例中，挂钩函数可以获得协调操作所需的信息(例如，删除的存根文件的文件路径，以及重命名之前和之后的文件路径)。协调数据库用于记录挂钩的事件的信息。在实施例中，协调数据库具有用于每个磁带的表。在实施例中，每个表至少具有图2b所示的列。

本发明的实施例的一个关键方面是能够监控对协调数据库的操作和对磁带驱动器和/或安装的磁带的操作，并在适当的时间对磁带自动执行协调操作，如下所述。

图1是示出了根据本发明的至少一个实施例的适用于自动协调程序112的操作的分布式数据处理环境的功能框图，该环境通常被指定为100。本文使用的术语“分布式”描述了包括作为单个计算机系统一起操作的多个物理上不同的设备的计算机系统。图1仅提供了一种实现的说明，并不意味着对可以实施不同实现的环境的任何限制。本领域技术人员可以对所描述的环境进行许多修改，而不脱离权利要求所述的本发明的范围。

分布式数据处理环境100包括连接到网络120的计算设备110和计算设备130。网络120可以是例如电信网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)，诸如因特网，或者这三者的组合，并且可以包括有线、无线或光纤连接。网络120可以包括一个或多个有线和/或无线网络，其能够接收和发送数据、语音和/或视频信号，包括包含语音、数据和视频信息的多媒体信号。一般而言，网络120可以是将支持分布式数据处理环境100内的计算设备110、计算设备130和其他计算设备(未示出)之间的通信的连接和协议的任何组合。

计算设备110可以是独立的计算设备、管理服务器、网络服务器、移动计算设备或能够接收、发送和处理数据的任何其他电子设备或计算系统。在实施例中，计算设备110可以是膝上型计算机、平板计算机、上网本计算机、个人计算机(PC)、台式计算机、个人数字助理(PDA)、智能电话或者能够经由网络120与分布式数据处理环境100内的其他计算设备(未示出)通信的任何可编程电子设备。在另一个实施例中，计算设备110可以表示利用多个计算机作为服务器系统的服务器计算系统，诸如在云计算环境中。在又一个实施例中，计算设备110代表利用集群计算机和组件(例如，数据库服务器计算机、应用服务器计算机)的计算系统，当在分布式数据处理环境100中被访问时，集群计算机和组件充当无缝资源的单个池。

在实施例中，计算设备110包括自动协调程序112。在实施例中，自动协调程序112是用于跨多个逻辑端口的智能连接放置的程序、应用或较大程序的子程序。在替代实施例中，自动协调程序112可以位于计算设备110经由网络120可访问的任何其他设备上。

在实施例中，计算设备110包括信息储存库114。在实施例中，信息储存库114可以由自动协调程序112管理。在替代实施例中，信息储存库114可以由设备的操作系统单独管理，或者与自动协调程序112一起管理。信息储存库114是可以存储、收集、比较和/或组合信息的数据储存库。在一些实施例中，信息储存库114位于计算设备110的外部，并且通过诸如网络120的通信网络来访问。在一些实施例中，信息储存库114存储在计算设备110上。在一些实施例中，如果信息储存库114可由计算设备110访问，则信息储存库114可以驻留在另一个计算设备(未示出)上。信息储存库114包括但不限于系统配置数据、存储系统(HSM)配置数据、文件系统数据以及由自动协调程序112接收的其他数据。

例如，信息储存库114可以用磁带库、光库、一个或多个独立硬盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)中的多个硬盘驱动器、固态驱动器(SSD)或随机存取存储器(RAM)来实现。类似地，信息储存库114可以用本领域已知的任何合适的存储架构来实现，诸如关系数据库、面向对象的数据库或一个或多个表。

在实施例中，计算设备110包括协调数据库116。在实施例中，协调数据库116可以由自动协调程序112管理。在替代实施例中，协调数据库116可以由设备的操作系统单独管理，或者与自动协调程序112一起管理。协调数据库116是可以存储HSM的事件信息的数据储存库。在一些实施例中，协调数据库116位于计算设备110的外部，并且通过诸如网络120的通信网络来访问。在一些实施例中，协调数据库116存储在计算设备110上。在一些实施例中，假如协调数据库116可由计算设备110访问，协调数据库116可以驻留在另一个计算设备(未示出)上。

分布式数据处理环境100包括计算设备130。计算设备130可以是存储设备，诸如磁带驱动器或磁带驱动器系统、结合了存储设备的独立计算设备、结合了存储设备的管理服务器、或者能够接收、发送和处理HSM事件数据并且能够经由网络120与分布式数据处理环境100内的其他计算设备(未示出)通信的任何其他存储设备。例如，信息储存库114可以用磁带库、光库、一个或多个独立硬盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)中的多个硬盘驱动器、固态驱动器(SSD)或随机存取存储器(RAM)来实现。类似地，计算设备130上的存储可以用本领域已知的任何合适的存储架构来实现，诸如关系数据库、面向对象的数据库或一个或多个表。

图2a是根据本发明的实施例的自动协调程序112的过程图，通常指定为200。

过程图200包括文件系统(FS)210，它是HSM的文件系统。FS 210还包括DMAPI 220，它是由HSM使用的API，并且其包括由本发明的实施例使用的事件特征。DMAPI 220包括本发明所必需的两个事件，删除事件222和重命名事件224。正如事件名称所暗示的，删除事件222跟踪何时从主存储器中删除存根文件，而重命名事件224跟踪何时重命名主存储器上的存根文件。DMAPI 220还包括挂钩函数226。挂钩函数226是可以连接或“挂钩”到DMAPI 220事件、删除事件222和重命名事件224的函数，以通知自动协调程序112事件已经发生，从而使自动协调程序112能够用文件系统事件的文件迁移记录更新协调数据库116。这允许自动协调程序112保持协调数据库116与HSM上的文件事务状态一致，以便在不影响系统性能的情况下执行HSM磁带驱动器上的数据的自动协调。

过程图200包括HSM 230。这是上述系统的HSM。HSM 230包括如上所述的协调数据库232(与图1的协调数据库116相同)和磁带驱动器/盒式磁带234，物理磁带驱动器。HSM230包括如上所述的协调功能240。在本发明的实施例中，下面在图3和图4中描述了确定自动执行协调操作的定时的机制。这些机制是图3中详细描述的卸载功能236和图4中详细描述的监控后台程序(daemon)238。

图3是工作流300的流程图，描绘了自动协调程序112的卸载功能236的操作步骤，用于在不影响系统性能的情况下自动协调HSM磁带驱动器上的数据。在替代实施例中，工作流300的步骤可以由任何其他程序在与自动协调程序112一起工作时执行。在实施例中，自动协调程序112在通过DMAPI220监控HSM 230的同时，检测到已经向HSM 230上的磁带驱动器发出了卸载当前安装的磁带的命令。在实施例中，自动协调程序112确定在协调数据库216中是否存在针对当前安装的将要被卸载的磁带的条目。在实施例中，如果自动协调程序112确定在协调数据库216中存在关于将要卸载的磁带的条目，则自动协调程序112对已安装的磁带执行协调功能240。在实施例中，如果协调数据库232中没有该磁带的条目，或者协调功能240已经完成，则自动协调程序112卸载当前安装在磁带驱动器中的磁带。

应该理解，本发明的实施例至少提供了自动协调HSM磁带驱动器上的数据的卸载功能236部分，而不影响系统性能。然而，图3仅提供了一种实现的说明，并不意味着对可以实现不同实施例的环境的任何限制。本领域技术人员可以对所描述的环境进行许多修改，而不脱离权利要求所述的本发明的范围。

应当理解，图3中所示的过程示出了自动协调程序112的一种可能的迭代，每次对连接到HSM的磁带驱动器，诸如磁带驱动器/盒式磁带234发出卸载命令时，该自动协调程序重复。

自动协调程序112检测卸载磁带的命令(步骤302)。在实施例中，自动协调程序112在通过DMAPI 220监控HSM 230的同时，检测到已经向HSM230上的磁带驱动器发出了卸载当前安装的磁带的命令。

自动协调程序112确定协调数据库232中是否有条目(判定框304)。在实施例中，自动协调程序112确定在协调数据库216中是否存在针对当前安装的将要被卸载的磁带的条目。在实施例中，如果自动协调程序112确定在协调数据库216中没有关于将要被卸载的磁带的条目(判定框304的“否”分支)，则自动协调程序112进行到步骤308，以卸载当前磁带。

自动协调程序112对安装的磁带执行协调功能240(步骤306)。在实施例中，如果自动协调程序112确定在协调数据库216中存在关于将要被卸载的磁带的条目(判定框304的“是”分支)，则自动协调程序112对已安装的磁带执行协调功能240。

自动协调程序112卸载所选择的磁带(步骤308)。在实施例中，如果协调数据库232中没有该磁带的条目，或者协调功能240已经完成，则自动协调程序112卸载当前安装在磁带驱动器中的磁带。

图4是工作流400的流程图，描绘了自动协调程序112的监控后台程序238的操作步骤，用于在不影响系统性能的情况下自动协调HSM磁带驱动器上的数据。在替代实施例中，工作流400的步骤可以由任何其他程序在与自动协调程序112一起工作时执行。在实施例中，自动协调程序112选择可用的磁带驱动器，例如图2a中的磁带驱动器/盒式磁带234，它是HSM 230的一部分。在实施例中，自动协调程序112确定所选择的磁带驱动器当前是否空闲。在实施例中，如果自动协调程序112确定所选择的磁带驱动器当前空闲，则自动协调程序112确定磁带是否安装在当前驱动器中。在一个实施例中，如果自动协调程序112确定磁带安装在当前驱动器中，则自动协调程序112确定在协调数据库232中是否存在当前安装在磁带驱动器中的磁带的条目。在实施例中，如果自动协调程序112确定当前没有磁带安装在所选择的磁带驱动器中，则自动协调程序112扫描当前磁带驱动器可用的磁带，以确定是否有任何磁带在协调数据库232中具有条目。在实施例中，自动协调程序112确定当前磁带驱动器是否有在协调数据库232中具有条目的任何可用磁带。在实施例中，如果自动协调程序112确定在协调数据库232中具有条目的当前磁带驱动器有可用的磁带，则自动协调程序112选择在协调数据库232中具有最多条目的磁带。在实施例中，自动协调程序112安装在步骤414中选择的协调数据库232中具有最多条目的磁带。在实施例中，自动协调程序112对当前安装在所选择的磁带驱动器中的磁带执行协调功能240。

应当理解，本发明的实施例至少为监控后台程序238部分提供了HSM磁带驱动器或多个驱动器上的数据的自动协调，而不影响系统性能。然而，图4仅提供了一种实现的说明，并不意味着对可以实现不同实施例的环境的任何限制。本领域技术人员可以对所描述的环境进行许多修改，而不脱离权利要求所述的本发明的范围。

应当理解，图4中描绘的过程示出了自动协调程序112的一种可能的迭代，该迭代连续重复。

自动协调程序112选择磁带驱动器(步骤402)。在实施例中，自动协调程序112选择可用的磁带驱动器，例如图2a中的磁带驱动器/盒式磁带234，它是HSM 230的一部分。

自动协调程序112确定磁带驱动器是否空闲(判定框404)。在实施例中，自动协调程序112确定所选择的磁带驱动器当前是否空闲。如果自动调节程序112确定所选择的磁带驱动器当前不是空闲的(判定框404的“否”分支)，则自动调节程序112返回到步骤402，以选择HSM 230中的下一个磁带驱动器。

自动协调程序112确定是否安装了磁带(判定框406)。在实施例中，如果自动协调程序112确定所选择的磁带驱动器当前空闲(判定框404的“是”分支)，则自动协调程序112确定磁带是否安装在当前驱动器中。如果自动协调程序112确定磁带没有安装在当前驱动器中(判定框406的“否”分支)，则自动协调程序112前进到步骤410，扫描该磁带驱动器的可用磁带。

自动协调程序112确定协调数据库232中是否有条目(判定框408)。在实施例中，如果自动协调程序112确定磁带被安装在当前驱动器中(判定框406的“是”分支)，则自动协调程序112确定在协调数据库232中是否有当前安装在磁带驱动器中的磁带的条目。如果自动协调程序112确定在协调数据库232中存在当前安装在磁带驱动器中的磁带的条目(判定框408的“是”分支)，则自动协调程序112前进到步骤418，以对当前安装在磁带驱动器中的磁带执行协调功能240。如果自动协调程序112确定在协调数据库232中没有当前安装在磁带驱动器中的磁带的条目(判定框408的“否”分支)，则自动协调程序112返回到步骤402，以选择HSM 230中的下一个磁带驱动器。

自动协调程序112扫描可用的磁带(步骤410)。在实施例中，如果自动协调程序112确定当前没有磁带安装在所选择的磁带驱动器中(判定框406的“否”分支)，则自动协调程序112扫描当前磁带驱动器可用的磁带，以确定是否有任何磁带在协调数据库232中具有条目。

自动协调程序112确定是否有任何磁带在协调数据库232中具有条目(判定框412)。在实施例中，自动协调程序112确定当前磁带驱动器是否有在协调数据库232中具有条目的任何可用磁带。如果自动协调程序112确定没有在协调数据库232中具有条目的磁带可用于当前磁带驱动器(判定框412的“否”分支)，则自动协调程序112结束该循环。

自动协调程序112选择协调数据库232中具有最大数量事件的磁带(步骤414)。在实施例中，如果自动协调程序112确定存在可用于当前磁带驱动器的、在协调数据库232中具有条目的磁带(判定框412的“是”分支)，则自动协调程序112选择在协调数据库232中具有最多条目的磁带。

自动协调程序112安装所选择的磁带(步骤416)。在实施例中，自动协调程序112将在步骤414中选择的在协调数据库232中具有最多条目的磁带安装在所选择的磁带驱动器中。

自动协调程序112对安装的磁带执行协调功能240(步骤418)。在实施例中，自动协调程序112对当前安装在所选择的磁带驱动器中的磁带执行协调功能240。自动协调程序112随后结束该循环。

图5是描绘根据本发明的至少一个实施例的适用于自动协调程序112的计算设备110的组件的框图。图5显示了计算机500、一个或多个处理器504(包括一个或多个计算机处理器)、通信结构502、包括随机存取存储器(RAM)516和高速缓存518的存储器506、永久存储器508、通信单元512、I/O接口514、显示器522和外部设备520。应当理解，图5仅提供了一个实施例的说明，并不意味着对可以实现不同实施例的环境的任何限制。可以对所描述的环境进行许多修改。

如图所示，计算机500在通信结构502上操作，通信结构502提供计算机处理器504、存储器506、永久存储器508、通信单元512和I/O接口514之间的通信。通信结构502可以用适于在处理器504(例如，微处理器、通信处理器和网络处理器)、存储器506、外部设备520和系统内的任何其他硬件组件之间传递数据或控制信息的架构来实现。例如，通信结构502可以用一条或多条总线来实现。

存储器506和永久存储器508是计算机可读存储介质。在所示实施例中，存储器506包括RAM 516和高速缓存518。通常，存储器506可以包括任何合适的易失性或非易失性计算机可读存储介质。高速缓存518是快速存储器，其通过保存来自RAM 516的最近访问的数据和最近访问的数据来增强处理器504的性能。

自动协调程序112的程序指令可以存储在永久存储器508中，或者更一般地，存储在任何计算机可读存储介质中，用于由一个或多个相应的计算机处理器504经由存储器506的一个或多个存储器来执行。永久存储器508可以是磁硬盘驱动器、固态盘驱动器、半导体存储设备、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或能够存储程序指令或数字信息的任何其他计算机可读存储介质。

永久存储器508使用的介质也可以是可移动的。例如，可移动硬盘驱动器可以用于永久存储器508。其他示例包括光盘和磁盘、拇指驱动器和智能卡，它们被插入到驱动器中以传输到也是永久存储器508的一部分的另一计算机可读存储介质上。

在这些示例中，通信单元512提供与其他数据处理系统或设备的通信。在这些示例中，通信单元512包括一个或多个网络接口卡。通信单元512可以通过使用物理和无线通信链路之一或两者来提供通信。在本发明的一些实施例的上下文中，各种输入数据的源可以在物理上远离计算机500，使得可以接收输入数据，并且类似地经由通信单元512发送输出。

I/O接口514允许与可连接到计算机500的其他设备输入和输出数据。例如，I/O接口514可以提供到外部设备520的连接，诸如键盘、小键盘、触摸屏、麦克风、数码相机和/或一些其他合适的输入设备。外部设备520还可以包括便携式计算机可读存储介质，例如拇指驱动器、便携式光盘或磁盘以及存储卡。用于实践本发明的实施例的软件和数据，例如自动协调程序112，可以存储在这样的便携式计算机可读存储介质上，并且可以经由I/O接口514加载到永久存储器508上。I/O接口514也连接到显示器522。

显示器522提供向用户显示数据的机制，并且可以是例如计算机监视器。显示器522也可以用作触摸屏，诸如平板电脑的显示器。

本文描述的程序是基于在本发明的特定实施例中实现它们的应用来识别的。然而，应该理解的是，本文的任何特定程序术语仅仅是为了方便而使用的，因此本发明不应该局限于仅在由这种术语所标识和/或暗示的任何特定应用中使用。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的(一个或多个)计算机可读存储介质，用于使处理器执行本发明的各方面。

计算机可读存储介质可以是能够保留和存储指令以供指令执行设备使用的任何有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述设备的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷尽列表包括以下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备，例如穿孔卡或其上记录有指令的凹槽中的凸起结构，以及前述的任何合适的组合。如本文所使用的，计算机可读存储介质不应被解释为本身是瞬时信号，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或通过导线传输的电信号。

本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者通过网络下载到外部计算机或外部存储设备，所述网络例如是因特网、局域网、广域网和/或无线网络。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微码、固件指令、状态设置数据，或者是以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，包括诸如Smalltalk、C++等面向对象的编程语言，以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的传统过程编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户计算机上执行，部分在用户计算机上执行，作为独立软件包，部分在用户计算机上执行，部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令，以个性化电子电路，从而执行本发明的方面。

本文参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各个方面。将会理解，流程图和/或框图的每个块以及流程图和/或框图中的块的组合可以由计算机可读程序指令来实现。

这些计算机可读程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置件(mean)。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以引导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式运行，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括一种制造品，该制造品包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的各方面的指令。

计算机可读程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。

附图中的流程图和框图说明了根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个块可以表示模块、指令段或指令的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实现中，方框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图说明中的每个框以及框图和/或流程图说明中的框的组合可以由基于专用硬件的系统来实现，该系统执行指定的功能或动作或者执行专用硬件和计算机指令的组合。

本发明的各种实施例的描述是为了说明的目的而给出的，但并不旨在穷举或局限于所公开的实施例。在不脱离本发明范围的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场上发现的技术的技术改进，或者使本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。