JPH0268639A - ディスクキャッシュ制御方式および情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスクキャッシュ制御技術および情報処理
システムに関し、特に、情報処理システムを構成する上
位処理装置とディスク装置との間におけるデータの授受
に際しての所要時間の低減に効果のある技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、回転するディスクなどを記憶媒体とするディ
スク装置を外部記憶装置として用いる汎用の電子計算機
システムなどにおいては、高速に動作する中央処理装置
と、記憶媒体の回転待ちゃシーク動作などのためにアク
セス動作の遅いディスク装置との間に、ディスク装置よ
りも高速なアクセスが可能な半導体メモリなどからなる
キャッシュメモリを備えたディスクキャッシュ制御装置
を介在させ、ディスクキャッシュ制御装置は、ディスク
装置に記録されているデータの一部を随時キャッシュメ
モリに複写するとともに、中央処理装置からの入出力要
求に対しては可能な限りキャッシュメモリ中のデータを
用いて応答することにより、高速なデータアクセスを可
能にすることが知られている。

すなわち、このようなディスクキャッシュ制御装置は、
中央処理装置から入出力命令があると、目的のデータが
キャッシュメモリ内にある場合は、キャッシュメモリか
らアクセスし、キャッシュメモリ内にない場合は、ディ
スク装置からアクセスし、アクセスしたデータの写しを
キャッシュメモリに格納するとともに、該データの近辺
のデータをある大きさでキャッシュメモリに格納する動
作を行う。これは、後で実行される入出力命令のデータ
要求に備えるためである。

入出力命令により要求されたデータがキャッシュメモリ
内にない場合、ディスク装置からデータをアクセスする
ため、ディスクキャッシュ制御装置は、ディスク装置に
位置付けを指示する。ディスク装置が位置付は動作中、
通常、ディスクキャッシュ制御装置は、ディスク装置を
切り離し、中央処理装置からの入出力命令ふよびディス
ク装置の位置付は完了等を待つ。そして、位置付は完了
を検出すると、ディスク装置と結合してデータを転送す
る。

しかし、ディスクキャッシュ制御装置が他の入出力命令
を受付け、実行すると、ディスク装置の位置付は完了を
検出できないため、この間に位置付けが完了したディス
ク装置からのデータアクセスは、入出力命令が実行され
た後、ディスク装置が再び目的のデータに位置付くまで
待たなければならなかった。

従来、このようなディスク装置の無駄な回転待ちを少な
くするため、たとえば特開昭６０−１０１６５４号公報
に開示されている技術が知られている。

すなわち、中央処理装置と磁気ディスク装置との間に介
在する磁気ディスク制御装置内に、磁気ディスク装置の
位置決め完了割り込み右よび回転待ち完了割り込みを検
出する磁気ディスク制御部とは独立した割り込み検出機
構を設け、磁気ディスク装置から主記憶装置（中央処理
装置側）へのデータ転送中は、他の磁気ディスク装置か
ら発せられた上記割り込みを受は付けず、主記憶装置へ
のデータ転送を完了し、キャッシュメモリへのステージ
ング（次に発行される入出力命令のデータ要求に備え、
データ転送が完了した以降のデータをたとえばトラック
単位にキャッシュメモリに格納する動作）だけが残って
いる期間に割り込みを受は付け、割り込みを検出したと
きは、ステージングを中断するようにして無駄な回転待
ちを少なくしようとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のような従来技術では、ディスクキャッ
シュ制御装置において、主記憶装置とのデータ転送と、
ディスク装置とのデータ転送とをそれぞれ独立に非同期
に制御することについては考慮されておらず、入出力命
令により要求されたデータをキャッシュメモリから転送
している期間にディスク装置が位置付けを完了しても、
ディスク装置からのデータ転送は、キャッシュメモリか
らのデータ転送が終了しないと開始できず、ディスク装
置からデータをアクセスするとき、再位置付けのために
無駄な回転待ちが発生するという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上位処理装置とディスク装置
との間におけるデータの授受に際して、ディスク装置側
の無駄な回転待ちを少なくすることが可能なディスクキ
ャッシュ制御技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、上位処理装置とディスク装置との
間におけるデータの授受に際して、ディスク装置側の無
駄な回転待ちを少なくして、データ転送の所要時間を短
縮することが可能な情報処理システムを提供することに
ある。

本発明のさらに他の目的は、入出力命令により要求され
たデータをディスク装置からアクセスするとき、入出力
命令がディスク装置に対するデータアクセス動作に間に
合わないために発生する回転待ちを少なくすることが可
能なディスクキャッシュ制御技術を提供することにある
。

本発明のさらに他の目的は、入出力命令により要求され
たデータをディスク装置からアクセスするとき、入出力
命令がディスク装置に対するデータアクセス動作に間に
合わないために発生する回転待ちを少なくして、データ
転送の所要時間を短縮することが可能な情報処理システ
ムを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

水頭において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になるディスクキャッシュ制御方式は
、上位処理装置とディスク装置との間に介在し、ディス
ク装置に格納されているデータの写しを保持するキャッ
シュメモリを有するディスクキャッシュ制御装置におい
て、上位処理装置からの入出力命令により要求されたデ
ータをディスク装置からアクセスするためにディスク装
置に記録されているデータに位置付けたときに、当該デ
ータを所定の期間内にアクセスできるか否かを判別し、
このデータに所定の期間内にアクセスできないことが判
明した場合には、少なくとも当該データをキャッシュメ
モリに格納し、その後、当該キャッシュメモリに格納さ
れているデータを用いて上位処理装置からの入出力命令
に応答するようにしたものである。

また、本発明になるディスクキャッシュ制御方式は、上
位処理装置とディスク装置との間に介在し、ディスク装
置に格納されているデータの写しを保持するキャッシュ
メモリを有するディスクキャッシュ制御装置において、
上位処理装置からの入出力命令に基づくディスク装置へ
のアクセスに際して、入出力命令がディスク装置に対す
るアクセス動作に間に合わない場合には、少なくとも当
該入出力命令により要求されるデータをキャッシュメモ
リに格納し、その後、当該キャッシュメモリに格納され
たデータを用いて入出力命令に応答するようにしたもの
である。

また、本発明になる情報処理システムは、上位処理装置
と、ディスク装置と、上位処理装置とディスク装置との
間に介在し、ディスク装置に格納されているデータの写
しを保持するキャッシュメモリを備えたディスクキャッ
シュ制御装置とからなる情報処理システムにおいて、デ
ィスクキャッシュ制御装置に、互いに独立に動作し、上
位処理装置との情報の授受を制御する少なくとも一つの
第１のインタフェース制御部と、ディスク装置との間の
情報の授受を制御する少なくとも一つの第２のインタフ
ェース制御部とを設け、上位処理装置からの入出力命令
によりディスク装置に格納されているデータにアクセス
するとき、第２のインタフェース制御部は、ディスク装
置における目的のデータに対する位置付けに際して当該
データを所定の期間内にアクセスできるか否かを判別し
、当該所定の期間内にデータにアクセスできないことが
判明した場合には、少なくとも当該データをキャッシュ
メモリに格納するとともに、第１のインタフェース制御
部に該データがキャッシュメモリ内に存在することを通
知し、第１のインタフェース制御部は、第２のインタフ
ェース制御部からの通知により、キャッシュメモリに保
持されているデータを用いて上位処理装置から入出力命
令に応答するようにしたものである。

また、本発明になる情報処理システムは、上位処理装置
と、ディスク装置と、上位処理装置とディスク装置との
間に介在し、ディスク装置に格納されているデータの写
しを保持するキャッシュメモリを備えたディスクキャッ
シュ制御装置とからなる情報処理システムにふいて、デ
ィスクキャッシュ制御装置に、互いに独立に動作し、上
位処理装置との情報の授受を制御する少なくとも一つの
第１のインタフェース制御部と、ディスク装置との間の
情報の授受を制御する少なくとも一つの第２のインタフ
ェース制御部とを設け、第２のインタフェース制御部は
、上位処理装置からの入出力命令に基づくディスク装置
へのアクセスに際して、入出力命令がディスク装置に対
するアクセス動作に間に合わない場合には、少なくとも
当該入出力命令により要求されるデータをキャッシュメ
モリに格納し、第１のインタフェース制御部は、当該キ
ャッシュメモリに格納されたデータを用いて入出力命令
に応答するようにしたものである。

〔作用〕

上記した、前者のディスクキャッシュ制御方式によれば
、たとえば、中央処理装置とディスクキャッシュ制御装
置との間、およびディスクキャッシュ制御装置とディス
ク装置との間におけるデータの授受を非同期に行う場合
において、ディスク装置側における目的のデータに対す
る位置付けの完了と、上位処理装置とキャッシュメモリ
との間における他のデータの授受とが競合した場合でも
、せっかく位置付けしたデータを放棄することなく、デ
ィスク装置からキャッシュメモリに格納し、上位処理装
置とキャッシュメモリとの間における他のデータの授受
が完了した後に、上位処理装置をキャッシュメモリに格
納されている目的のデータにアクセスさせることで、デ
ィスク装置のデータにアクセスするための再位置付けに
要する無駄な回転待ちを少なくすることができる。

また、上記した後者のディスクキャッシュ制御方式によ
れば、たとえば、中央処理装置とディスク装置との間に
おけるデータの授受に際して、中央処理装置から発行さ
れる一連の入出力命令の一部がディスク装置側における
位置付は操作に間に合わない、いわゆるコマンドオーバ
ーランを生じた場合でも、該当データをキャッシュメモ
リに格納しておき、コマンドオーバーランを生じた入出
力命令の再試行には、キャッシュメモリ内のデータを用
いて応答することにより、ディスク装置のデータにアク
セスするための再位置付けに要する無駄な回転待ちを少
なくすることができる。

また、上記した前者の情報処理システムによれば、たと
えば、中央処理装置とディスクキャッシュ制御装置との
間、およびディスクキャッンユ制御装置とディスク装置
との間におけるデータの授受を第１および第２のインタ
フェース制御部の各々によって非同期に行う場合におい
て、第２のインタフェース制御部によるディスク装置側
における目的のデータに対する位置付けの完了と、第１
のインタフェース制御部による上位処理装置とキャッシ
ュメモリとの間における他のデータの授受とが競合した
場合でも、第２のインタフェース制御部が、せっかく位
置付けしたデータを放棄することなく、ディスク装置か
らキャッシュメモリに格納するとともに、目的のデータ
がキャッシュメモリにあることを第１のインタフェース
制御部に通知し、第１のインタフェース制御部は、この
通知に基づいて、上位処理装置とキャッシュメモリとの
間にふける他のデータの授受が完了した後に、上位処理
装置をキャッシュメモリに格納されている目的のデータ
にアクセスさせるので、ディスク装置のデータにアクセ
スするための再位置付けに要する無駄な回転待ちを少な
くすることができる。

これにより、上位処理装置とディスク装置との間におけ
るデータの授受の所要時間を短縮することができる。

また、本発明になる後者の情報処理システムによれば、
たとえば、中央処理装置とディスク装置との間に右ける
データの授受に際して、中央処理装置から発行される一
連の入出力命令の一部がディスク装置側における位置付
は操作に間に合わない、いわゆるコマンドオーバーラン
を生じた場合でも、第２のインタフェース制御部は、該
当データをキャッシュメモリに格納するとともに、目的
のデータがキャッシュメモリに存在することを第１のイ
ンタフェース制御部に通知し、第１のインタフェース制
御部は、この通知に基づいて、コマンドオーバーランを
生じた入出力命令の再試行に対して、キャッシュメモリ
内のデータを用いて応答するので、ディスク装置のデー
タにアクセスするための再位置付げに要する無駄な回転
待ちを少なくすることができる。

これにより、上位処理装置とディスク装置との間におけ
るデータの授受の所要時間を短縮することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図は本発明の一実施例である情報処理
システムにおけるディスクキャッシュ制御動作の一例の
概要を説明する説明図であり、第３図は本発明の情報処
理システムの一例である電子計算機システムの構成の一
例を示すブロック図である。

本実施例の電子計算機システムは、中央処理装置１と、
主記憶装置２と、チャネル装置３と、ディスクキャシニ
制御装置４と、外部記憶装置としてのディスク装置５と
から構成されている。

前記中央処理装置１は計算機システム全体の制御を行う
とともに、主記憶装置２には中央処理装置１およびチャ
ネル装置３で処理するデータやコマンドなどの情報が格
納されており、チャネル装置３は中央処理袋Ｗ１の１旨
令に基づいて、主記憶装置２と外部とのコマンドおよび
データなどの授受などを行うように構成されている。

チャネル族Ｗ３とディスク装置５との間に介在するディ
スクキャッシュ制御装置４は、ディスク装置５に格納さ
れているデータの一部が、随時、当該ディスク装置５に
おける格納形式と全く等価な形式で複写されて格納され
るキャッシュメモリ４１と、このキャッシュメモリ４１
内に複写されたデータの管理情報などが格納されるディ
レクトリ４２とを備えている。

そして、ディスクキャッシュ制御装置４は、チャネル装
置３からのディスク装置５のデータに対するアクセス要
求に対して、当該データがキャッシュメモリ４１内にあ
るか否かをディレクトリ４２の管理情報などに基づいて
判断し、キャッシュメモリ４１に存在する場合には、キ
ャッシュメモリ４１に格納されているデータを用いて前
記アクセス要求に応答するとともに、存在しない場合に
は、ディスク装置５に対す直接的なアクセスを行わせる
制御動作を行うものである。

この場合、ディスクキャッシュ制御装置４には、たとえ
ばマイクロプロセッサなどからなる複数の上位インタフ
ェース制御部４３および上位インクフェース制御部４４
と、複数の下位インタフェース制御部４５および下位イ
ンタフェース制御部４６と、これらの制御情報などが格
納される共用メモリ４７とが設けられている。

そして、上位インタフェース制御部４３と４４はそれぞ
れ独立に動作して、チャネル装置３とのインタフェース
を制御するとともに、チャネル族Ｗ３とキャッシュメモ
リ４１との間のデータ転送を制御するように構成されて
いる。

また、下位インタフェース制御部４５および４６はそれ
ぞれ独立に動作して、ディスク族［５の動作を制御する
とともに、キャッシュメモリ４１とディスク装置５と間
のデータ転送を制御する動作を行うものである。

さらに、上記上位インタフェース制御部４３゜４４は下
位インタフェース制御部４５と４６の動作を制御し、中
央処理装置１からの入出力命令によりディスク装置５を
アクセスする場合、下位インタフェース制御部４５ある
いは４６のいずれかにディスク装置ｔ５における位置付
けを指示する動作を行うように構成されている。

一方、チャネル装置３とディスク装置５との間でデータ
転送を行う場合は、上記上位インタフェース制御部４３
．４４と下位インタフェース制御部４５．４６とは連携
して上記データ転送を制御する動作を行うものである。

この場合、ディスク装置５の動作の制御を行う下位イン
タフェース制御部４５右よび４６の各々には、第４図に
示されるように、任意のディスク装置５における目的の
データに対する位置付けを完了してから、上位インタフ
ェース制御部４３または４４からのデータ転送要求を待
っている時間を計測するタイマカウンタ１２と、当該タ
イマカウンタ１２を作動させて上記データ転送要求待ち
にあるディスク装置５の有無を示すタイマ監視フラグ１
０と、データ転送要求待ちの状態にある当該ディスク装
置５を識別するデバイス番号が格納されるデバイス番号
領域１１とが設けられており、後述のような種々の制御
動作に適宜用いられるように構成されている。

次に、本実施例におけるキャッシュ制御動作の一例を第
１図および第２図を用いて説明する。

まず、第１図を用いて、チャネル装置３から任意の一つ
のディスク装置５における目的のデータを直接にアクセ
スする際において、ディスク装置５における目的のデー
タに対する位置付けの完了と、上位インタフェース制御
部４３および４４における他の入出力処理とが競合する
場合の動作を説明する。

中央処理装置１からチャネル装置３に入出力命令が発行
されると、チャネル装置３は主記憶装置２からコマンド
群を読み出してきて、ディスクキャッシニ制御装置４に
起動をかける。

この起動は上位インタフェース制御部４３と４４どちら
も受は付けられるが、第１図の例では、上位インタフェ
ース制御部４４はすでにコマンド処理中のため、上位イ
ンタフェース制御部４３が受は付ける。

上位インタフェース制御部４３は起動を受は付け、チャ
ネル装置３から送られてくるコマンドを解析して要求さ
れたデータがキャッシュメモリ４１にあるか否かをディ
レクトリ４２に格納されている管理情報より調べ、キャ
ッシュメモリ４１になければ、ディスク装置５からデー
タをアクセスするため、下位インタフェース制御部４５
あるいは４６に共用メモリ４７を介して、ディスク装置
５における目的のデータに対する位置付けを依頼する。

その後、上位インタフェース制御部４３は受領したコマ
ンドの処理を中断することをチャネル装置３に報告する
。

上記位置付は依頼は下位インタフェース制御部４５およ
び４６のどちらも実行できるが、ここでは下位インタフ
ェース制御部４５が実行することとする。下位インタフ
ェース制御部４５は位置付は依頼に基づきディスク装置
５に位置付けを指示し、ディスク装置５との結合を切り
離す。

ディスク装置５が位置付けを完了すると、下位インタフ
ェース制御部４５と４６はいずれもこれを検出し、上位
インタフェース制御部４３と４４にディスク装置５が位
置付けを完了したことを共用メモリ４７を介して通知す
る。それから下位インタフェース制御部４５と４６は、
上位インタフェース制御部４３あるいは４４からデータ
転送要求が下位インタフェース制御部４５あるいは４６
に発せられるのをタイマカウンタ１２を働かせて待つ。

下位インタフェース制御部４５あるいは４６はデータ転
送要求を契機に、データ転送要求を発した上位インタフ
ェース制御部４３あるいは４４と連携してチャネル装置
３とディスク装置！５間のデータ転送を制御する。

この場合、前記タイマカウンタ１２の設定時間は上位イ
ンタフェース制御部４３あるいは４４からデータ転送要
求が発せられ、下位インタフェース制御部４５あるいは
４６がディスク装置５に対しリード／ライト指示を行っ
たとき、目的のデータを回転待ちせずにアクセスできる
ディスク装置５のディスク媒体上の限界位置にディスク
装置５の図示しないリード／ライトヘッドが達するまで
の時間としている。

本例では、上位インタフェース制御部４３と４４はいず
れもコマンド処理中（主記憶装置２とキャッシュメモリ
４１との間におけるデータ転送中）で、上記タイマカウ
ンタ１２がタイムアウトになったことを示している。

従って、タイマカウンタ１２がタイムアウトになると、
目的のデータをアクセスするには一回転以上の回転待ち
が必要となる。

そこで、このような回転待ちの発生を回避するため、次
のような動作を行う。

まず、タイムアウトを検出した下位インタフェース制御
部４５と４６は、位置付けを完了したディスク族［５と
結合を試みる。ディスク族Ｗｔ５と結合が成功した下位
インタフェース制御部４６は、ディスク装置５から目的
のデータおよび当該トラック末尾までのデータをキャッ
シュメモリ４１に格納するロード動作を行う。

その後、下位インタフェース制御部４６は、目的のデー
タがキャッシュメモリ４１内にあることを共用メモリ４
７を介して上位インタフェース制御部４３と４４に通知
する。なお、ディスク装置５と結合が失敗した下位イン
タフェース制御部４５は、上記ロード処理を断念する。

コマンド処理が終了した上位インタフェース制御部４４
は、共用メモリ４７を介してディスク装置５からアクセ
スしようとしたデータがキャッシュメモリ４１内にある
ことを知り、チャネル装置３に対してコマンド再試行を
行い、要求されたデータをキャッシュメモリ４１からア
クセスする。

それから一連のコマンド群を処理して終了報告を行う。

次に、第２図により、チャネル装置３と任意の一つのデ
ィスク装Ｍ５との間における、一連の複数のコマンドの
実行によるデータ転送中に、記憶媒体において個々のデ
ータの間に設けられたギャップをリード／ライトヘッド
が通過する準備期間中に、チャネル装置３の側からの目
的のコマンドの受領が間に合わない、いわゆるコマンド
オーバーランを生じた場合の動作を説明する。

中央処理装置ｌからチャネル装置３に入出力命令が発行
されると、チャネル装置３は主記憶装置２からコマンド
群を読み出してきて、ディスクキャッシュ制御部′＃ｔ
４に起動をかける。この起動は上位インタフェース制御
部４３と４４どちらも受付けられるが、本例では、上位
インタフェース制＃邪４３が受付けたこととする。

上位インタフェース制御部４３は起動を受付け、チャネ
ル装置ｉｆ３から送られてくるコマンドを解析して、要
求されたデータがキャッシュメモリ４１にあるか否かを
ディレクトリ４２に格納されている管理情報より調べ、
キャッシュメモリ４１になければ、ディスク装置５から
データをアクセスするため、下位インタフェース制御部
４５あるいは４６に共用メモリ４７を介して位置付けを
依頼する。

その後、上位インタフェース制御部４３は受領したコマ
ンドの処理を中断することをチャネル装置３に報告する
。

上記の位置付は依頼は下位インタフェース制御部４５と
４６どちらも実行できるが、ここでは、下位インタフェ
ース制御部４５が実行することとする。

下位インタフェース制御部４５は位置付は依頼に基づき
ディスク装置５に位置付けを指示し、ディスク装置５と
の結合を切り離す。

ディスク装置５が位置付けを完了すると、下位インタフ
ェース制御１１１Ｂ４５と４６はいずれもこれを検出し
、上位インタフェース制御部４３と４４にディスク装置
５が位置付けを完了したことを共用メモリ４７を介して
通知する。

それから下位インタフェース制御部４５と４６は、上位
インタフェース制御部４３あるいは４４からデータ転送
要求が発せられるのを待つ。

この時、空き状態にあり、位置付は完了を検出した上位
インタフェース制御部４４は、チャネル装置３に対して
コマンド再試行するとともに、下位インタフェース制御
部４Ｇにデータ転送要求を発する。なお、このデータ転
送要求の動作は図示されていないが、たとえば、上位イ
ンタフェース制御部４４と下位インタフェース制御部４
６の制御情報連絡用の図示しないレジスタを用いて行わ
れる。

データ転送要求が指示された下位インタフェース制御部
４６は、ディスク装置５と結合し、上位インタフェース
制御部４３と連携して、データ転送を行う。一方、デー
タ転送要求待ちの下位インタフェース制御部４５は、デ
ータ転送要求待ちのタイムアウトになり、ロード処理を
行うために、位置付けが完了したディスク装置５と結合
しようとする。しかし、すでに下位インタフェースＭ？
１１部４６が該ディスク装置５と結合しているため、デ
ィスク装置ｔ５との結合を失敗し、ロード処理を断念す
る。

下位インタフェース制御部４６は、コマンド再試行によ
り受領したコマンドで要求されたデータを転送後、上位
インタフェース制御部４４に、データ転送が正常に終了
したことを前記制御情報連絡用のレジスタを介して報告
する。それから、上位インタフェース制御部４４から次
のデータ転送要求が発せられるのを図示しないハードウ
ェアタイマを（動かせて待つ。

一方、上位インタフェース制御部４４は、下位インタフ
ェース制御部４６からデータ転送が正常に終了した通知
を受けて、チャネル装置３に該コマンドの終了を報告し
、次のコマンドを待つ。

下位インタフェース制御部４６が設定するハードウェア
タイマの時間は、データ転送終了直後から、後続のコマ
ンドによる次のデータへのアクセス指示が、ぎりぎり間
に合う時間とされている。

従って、ハードウェアタイマがタイムアウトになってか
ら、上位インタフェース制御部４３あるいは４４のデー
タ転送要求を受領し、それを解析してディスク装置５に
対してアクセス指示を出しても、目的のデータはアクセ
スできない。

第２図の例では、データ転送後、チャネル装置３からコ
マンドが遅れて発行され、下位インタフェース制御部４
６のデータ転送要求待ちにおいてハードウェアタイマが
タイムアウトになった、すなわちコマンドオーバーラン
になったことを示しており、通常では、目的のデータを
アクセスするには、再位置付けのため、少なくとも一回
転以上の回転待ちが必要となる。

そこで、本例の場合には、次のようにして上記のような
回転待ちを回避する。

まず、タイムアウトを検出した下位インタフェース制御
部４６は、目的のデータ及び該トラックの末尾までのデ
ータをキャッシュメモリ４１に格納し、その後、目的の
データがキャッシュメモリ４１内にあることを共用メモ
リ４７を介して上位インタフェース制御８ｆ！４４に通
知する。

この間、上位インタフェース制御部４４から、下位イン
タフェース制御部４６に対し、データ転送要求が発せら
れるが、これに対し、下位インタフェース制御部４６は
、チャネル装置３からのコマンドが次のデータアクセス
動作に間に合わなかったことを示すコマンド・オーバラ
ンを報告する。

これを受けた上位インタフェース制御部４３は、下位イ
ンタフェース制御部４６が、目的のデータがキャッシュ
メモリ４１内に格納されるまで待つため、チャネル装置
３にコマンド処理の中断を報告する。

その後、上位インタフェース制御部４４は、目的のデー
タがキャッシュメモリ４１内に格納されたことを共用メ
モリ４７を介して知ると、チャネル装置３に対してコマ
ンド再試行を行い、要求されたデータをキャッシュメモ
リ４１からアクセスする。それから一連のコマンド群を
処理して終了報告を行う。

ここで、上述の一連の動作における下位インタフェース
制御部４５と４６によるデータ転送要求待ち処理、ロー
ド処理およびデータ転送処理の各々の詳細について第５
図、第６図、第７図の流れ図を用いて説明する。

まず、第５図を用いて、下位インタフェース制御部４５
と４６におけるデータ転送要求待ち処理の一例を説明す
る。

同図において、まず、ディスク装置５の状態を刈り取り
（ステップ１００）、刈り取った状態からディスク装Ｗ
５が位置付けを完了しているか調べる（ステップ１１０
）。

位置付けが完了していたら、これより先に発行されたコ
マンドのパラメータから、引き続いて実行されるコマン
ドが書き込み系のコマンド等のように、キャッシュメモ
リ４１内に目的のデータがあっても、ディスク装置５ヘ
アクセスすることがあるか調べる（ステップ１２０）。

すなわち、書き込み系コマンドのようにデータの更新処
理を伴うコマンドでは、揮発性のキャッシュメモリ４１
における電源障害などにふける信頼性を確保するため、
たとえ目的のデータがキャッシュメモリ４１に存在して
も、不揮発性のディスク装置５に格納されているデータ
に対してアクセスを行うので、キャッシュメモリ４１へ
のロード処理が無駄になるためである。

そして、ディスク装置５にアクセスすることがない、す
なわち、ロード処理が有効であると判断できるときは、
次に、すでにデータ転送要求待ちを行っている他のディ
スク装置５がないかタイマ監視フラグ１０を調べ（ステ
ップ１３０）、タイマ監視フラグ１０が“Ｑ”、すなわ
ち、データ転送要求待ちのディスク装置５がなければ、
タイマ監視フラグを“１″にセットしくステップ１４０
）、該ディスク装置５の機番をデバイス番号領域１１に
格納しくステップ１５０）、タイマカウンタ１２に所定
のタイマ値をセットする（ステップ１６０）。

前記ステップ１２０において、ロード処理が有効と判断
できないときは、ステップ１２０〜ステツプ１６０をス
キップする。

また、ステップ１３０において、タイマ監視フラグが“
１”、すなわち、データ転送要求待ちのディスク装置５
があれば、ステップ１４０〜ステツプ１６０をスキップ
する。

次に、上位インタフェース制＊１％４３と４４に対し、
ディスク装置５が位置付けを完了したことを、共用メモ
リ４７を介して通知する（ステップ１７０）。

一方、前記ステップ１１０において、ディスク装置５が
位置付けを完了していない、あるいは、位置付は動作中
と判断された場合には、上記ステップ１２０〜ステツプ
１７０をスキップする。

次に、上位インタフェース制御部４３あるいは４４から
データ転送要−求が発せられているか調べ（ステップ１
８０）、データ転送要求があれば、データ転送要求を発
した上位インタフェース制御部４３あるいは４４と連携
して、データ転送処理を行い（ステップ１９０＞　、上
位インタフェース制御部４３あるいは４４から発せられ
る種々の指令の有無を監視するスキャン処理の先頭にも
どる。

データ転送要求がなければ、再びタイマ監視フラグｌＯ
を調べ（ステップ２００）、タイマ監視フラグ１０が“
１”ならば、タイマカウンタ１２が所定の値に達してい
るか、すなわち、タイムアウトになっているか調べる（
ステップ２１０）。

タイムアウトになっていれば、位置付けたディスク装置
５のデータをキャッシュメモリ４１に格納するロード処
理を行い（ステップ２２０）、スキャン処理の先頭にも
どる。また、タイムアウトになっていなければ、タイマ
カウンタ１２を更新する。ステップ２００において、タ
イマ監視フラグｌＯが“０″ならば、ステップ２１０〜
ステツプ２３０をスキップする。

次に、ステップ２２０のロード処理の詳細の一例を第６
図を用いて説明する。

まず、タイマ監視フラグ１０を“０”にして、データ転
送要求待ちであることをリセットする（ステップ３００
）。

それから、デバイス番号領域１１に格納されているディ
スク装置５の機番を用いて、該ディスク装置と結合を試
み（ステップ３２０）、該ディスク装置と結合が成功す
れば、位置付けた該ディスク装置に記録されているデー
タおよび該データ以降トラック末尾までのデータを、キ
ャッシュメモリ４１に格納する（ステップ３３０）。

なお、ディスク装置５からキャッシュメモリ４１へのデ
ータのロード処理は、レコード単位やトラック単位のい
ずれであっても良い。

データを格納した後、上位インタフェース制御部４３と
４４に入出力命令により要求されたデータがキャッシュ
メモリ４１内にあることを、共用メモリ４７を介して通
知する（ステップ３４０）。

一方、ステップ３２０において、目的のディスク装置と
結合が失敗したことが判明し場合には、ステップ３３０
．３４０をスキップする。

次に、ステップ１９０のデータ転送処理の内容の詳細の
一例を第７図で説明する。

スキャン処理において、上位インタフェース制御部４３
あるいは４４からデータ転送要求を受は付けると、まず
、受は付けたデータ転送要求が、ディスク族［５に対し
、データを読み出すのか、あるいは、データを書き込む
のか、の何れであるかを判別し、ディスク装置５および
キャッシュメモリ４１にデータ転送に必要なデータ転送
バイト数、読み出しまたは書き込みの指示を、ディスク
装置５およびキャフンユメモリ４１にそれぞれ設けられ
ている図示しないデータ転送回路に指示しくステップ１
９０ａ）、さらに、それぞれのデータ転送回路に対し、
データ転送開始を指示する（ステップ１９０　ｂ）。

その後、データ転送が終了するのを待ち（ステップ１９
０ｃ）、データ転送が終了したら、下位インタフェース
制御部４５．４６が備えている図示しないハードウェア
タイマに所定の時間を設定し、該ハードウェアタイマを
スタートさせる（ステップ１９０ｄ）。

続いて、現在連携中の上位インタフェース制御部４３あ
るいは４４にデータ転送処理の結果（正常終了か異常終
了）を報告する。それから、上位インタフェース制御部
４３あるいは４４からの次のデータ転送要求を待つ（ス
テップ１９Ｏｆ）。

データ転送要求がなければ、データ転送を終了する要求
が発せられているか調べ（ステップ１９０ｇ）、上記要
求が発せられていなければ、ハードウェアタイマがタイ
ムアウトになっているか調べる（ステップ１９０　ｈ）
。

上記ステップ１９０ｆ〜１９０ｈを、データ転送要求、
データ転送終了要求あるいは、ハードウェアタイマのタ
イムアウトのいずれか１つの要因が発生するまで繰り返
す。

そして、データ転送要求があれば、ステップ１９０ａよ
りデータ転送処理を行う。データ転送終了要求があれば
、データ転送処理を終了し、スキャン処理に戻る。

また、ハードウェアタイマがタイムアウトになったら、
当該ハードウェアタイマをリセットしくステップ１９０
ｉ）、次にデータ転送要求によりアクセスされるであろ
うデータおよび該データ以降トラック末尾までのデータ
をキャッシュメモリ４１に格納する（ステップ１９０ｊ
）。

なお、ディスク装置５からキャッシュメモリ４１へのデ
ータの格納は、レコード単位やトラック単位のいずれで
あってもよい。

データを格納した後、上位インタフェース制御部４３あ
るいは４４に目的のデータがキャッシュメモリ４１内に
あることを、共用メモリ４７を介して通知しくステップ
１９０ｋ）、スキャン処理の先頭にもどる。

この間、連携中の上位インタフェース制御部４３あるい
は４４からデータ転送要求があれば、コマンド・オーバ
ラン報告を行い、データ転送終了要求があれば、何もせ
ず、いずれの場合も前記ディスク装置５からデータをキ
ャッシュメモリ４１に格納する処理は続行する。なお、
データ転送終了要求を受けたとき、前記処理を中止して
もよい。

このように、本実施例によれば、たとえば、第１図に示
されるように、上位インタフェース制御部４３および４
４が入出力命令により要求されたデータをチャネル装置
３とキャッシュメモリ４１間で転送中のため、位置付け
を完了したディスク装置５からデータをアクセスできな
いような場合には、下位インタフェース制御部４５ある
いは４６のいずれかが、位置付けを完了したディスク装
置５から目的のデータをキャッシュメモリ４１に格納し
、上位インタフェース制御部４３あるいは４４のいずれ
かがデータ転送を完了したのちは、直ちにキャッシュメ
モリ４１から目的のデータをアクセスできるので、ディ
スク装置５に無駄な回転待ちが発生することが少なくな
くなる。

さらに、ディスク装置５からキャッシュメモリ４１への
データのロード処理は、当該ロード処理が有効である場
合にのみ行われるので、無駄なロード処理が行われるこ
ともない。

また、第２図に示されるように、上位インタフェース制
御部４３あるいは４４と下位インタフェース制御部４５
あるいは４６と連携して、チャネル装置ｆ３とディスク
装置５間のデータ転送を行っているとき、チャネル装置
３からのコマンドが下位インタフェース制御部４５ある
いは４６のディスク装置５に対するアクセス動作に間に
合わないコマンドオーバーランの場合には、下位インタ
フェース制御部４５あるいは４６が、該コマンドでアク
セスされるデータをディスク装置からキャッシュメモリ
４１に格納し、上記コマンドにより要求されたデータは
上位インタフェース制御部４３あるいは４４がキャッシ
ュメモリ４１からアクセスできるので、目的のデータを
アクセスするためにディスク装置５に対し位置付けする
必要がなくなり、この位置付けに伴うディスク装置５の
回転待ちを不要にすることができる。

さらに、上位インタフェース制御部４３あるいは４４は
入出力命令により要求されたデータをキャッシュメモリ
４１からアクセスできるので、迅速なデータアクセスを
行うことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕 本願に右いて開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になる前者のディスクキャッシュ制御
方式によれば、上位処理装置とディスク装置との間に介
在し、前記ディスク装置に格納されているデータの写し
を保持するキャッシュメモリを有するディスクキャッシ
ュ制御装置において、前記上位処理装置からの入出力命
令により要求されたデータを前記ディスク装置からアク
セスするために前記ディスク装置に記録されているデー
タに位置付けたときに、該データを所定のＭ閣内にアク
セスできるか否かを判別し、前記データに所定の前記期
間内にアクセスできないことが判明した場合には、少な
くとも前記データを前記キャッシュメモリに格納し、当
該キャッシュメモリに格納されている前記データを用い
て前記上位処理装置からの前記入出力命令に応答するよ
うにしたので、たとえば、中央処理装置とディスクキャ
ッシュ制御装置との間、およびディスクキャッシュ制御
装置とディスク装置との間におけるデータの授受を非同
期に行う場合において、ディスク装置側における目的の
データに対する位置付けの完了と、上位処理装置とキャ
ッシュメモリとの間における他のデータの授受とが競合
した場合でも、せっかく位置付けしたデータを放棄する
ことなく、ディスク装置からキャッシュメモリに格納し
、上位処理装置とキャッシュメモリとの間における他の
データの授受が完了した後に、上位処理装置をキャッシ
ュメモリに格納されている目的のデータにアクセスさせ
ることで、ディスク装置のデータにアクセスするだめの
再位置付けに要する無駄な回転待ちを少なくすることが
できる。

また、本発明になる後者のディスクキャッシュ制御方式
によれば、上位処理装置とディスク装置との間に介在し
、前記ディスク装置に格納されているデータの写しを保
持するキャッシュメモリを有するディスクキャッシュ制
御装置において、前記上位処理装置からの入出力命令に
基づく前記ディスク装置へのアクセスに際して、前記入
出力命令が前記ディスク装置に対するアクセス動作に間
に合わない場合には、少なくとも前記入出力命令により
要求されるデータを前記キャッシュメモリに格納し、当
該キャッシュメモリに格納された前記データを用いて前
記入出力命令に応答するようにしたので、たとえば、中
央処理装置とディスク装置との間におけるデータの授受
に際して、中央処理装置から発行される一連の入出力命
令の一部がディスク装置側におけるアクセス動作に間に
合わない、いわゆるコマンドオーバーランを生じた場合
でも、該当データをキャッシュメモリに格納しておき、
コマンドオーバーランを生じた入出力命令の再試行には
、キャッシュメモリ内のデータを用いて応答することに
より、ディスク装置のデータにアクセスするための再位
置付けに要する無駄な回転待ちを少なくすることができ
る。

また、本発明になる前者の情報システムによれば、上位
処理装置と、ディスク装置と、前記上位処理装置とディ
スク装置との間に介在し、前記ディスク装置に格納され
ているデータの写しを保持するキャッシュメモリを備え
たディスクキャッシュ制御装置とからなる情報処理シス
テムにおいて、前記ディスクキャッシュ制御装置は、互
いに独立に動作し、前記上位処理装置との情報の授受を
制御する少なくとも一つの第１のインタフェース制御部
と、前記ディスク装置との間の情報の授受を制御する少
なくとも一つの第２のインタフェース制御部とを備え、
前記上位処理装置からの入出力命令により前記ディスク
装置に格納されているデータにアクセスするとき、前記
第２のインタフエ−ス制御部は、前記ディスク装置にお
ける目的のデータに対する位置付けに際して該データを
所定の期間内にアクセスできるか否かを判別し、当該所
定の期間内に前記データにアクセスできないことが判明
した場合には、少なくとも前記データを前記キャッシュ
メモリに格納するとともに、前記第１のインタフェース
制御部に該データが前記キャッシュメモリ内に存在する
ことを通知し、前記第１のインタフェース制御部は、前
記第２のインタフェース制御部からの前記通知により、
前記キャッシュメモリに保持されている前記データを用
いて前記上位処理装置から入出力命令に応答するように
したので、たとえば、中央処理装置とディスクキャッシ
ニ制御装置との間、およびディスクキャッシュ制御装置
とディスク装置との間におけるデータの授受を第１およ
び第２のインタフェース制御部の各々によって非同期に
行う場合において、第２のインタフェース制御部による
ディスク装置側における目的のデータに対する位置付け
の完了と、第１のインタフェース制御部による上位処理
装置とキャッシュメモリとの間における他のデータの授
受とが競合した場合でも、第２のインタフェース制御部
が、せっかく位置付けしたデータを放棄することなく、
ディスク装置からキャッシュメモリに格納するとともに
、目的のデータがキャッシュメモリにあることを第１の
インタフェース制御部に通知し、第１のインタフェース
制御部は、この通知に基づいて、上位処理装置とキャッ
シュメモリとの間にふける他のデータの授受が完了した
後に、上位処理装置をキャッシュメモリに格納されてい
る目的のデータにアクセスさせるので、ディスク装置の
データにアクセスするための再位置付けに要する無駄な
回転待ちを少なくすることができる。

これにより、上位処理装置とディスク装置との間におけ
るデータの授受の所要時間を短縮することができる。

また、本発明になる後者の情報処理システムによれば、
上位処理装置と、ディスク装置と、前記上位処理装置と
ディスク装置との間に介在し、前記ディスク装置に格納
されているデータの写しを保持するキャッシュメモリを
備えたディスクキャッシュ制御装置とからなる情報処理
システムにおいて、前記ディスクキャッンユ制御装置は
、互いに独立に動作し、前記上位処理装置との情報の授
受を制御する少なくとも一つの竿１のインタフェース制
御部と、前記ディスク装置との間の情報の授受を制御す
る少なくとも一つの第２のインタフェース制御部とを備
え、前記第２のインタフェース制御部は、前記上位処理
装置からの入出力命令に基づく前記ディスク装置へのア
クセスに際して、前記入出力命令が前記ディスク装置に
対するアクセス動作に間に合わない場合には、少なくと
も前記入出力命令により要求されるデータを前記キャッ
シュメモリに格納し、前記第１のインタフェース制御部
は、当該キャッシュメモリに格納された前記データを用
いて前記入出力命令に応答するようにしたので、たとえ
ば、中央処理装置とディスク装置との間におけるデータ
の授受に際して、中央処理装置から発行される一連の入
出力命令の一部がディスク装置側におけるアクセス動作
に間に合わない、いわゆるコマンドオーバーランを生じ
た場合でも、第２のインタフェース制御部は、該当デー
タをキャッシュメモリに格納するとともに、目的のデー
タがキャッシュメモリに存在することを第１のインタフ
ェース制御部に通知し、第１のインタフェース制御部は
、この通知に基づいて、コマンドオーバーランを生じた
入出力命令の再試行に対して、キャッシュメモリ内のデ
ータを用いて応答するので、ディスク装置のデータにア
クセスするための再位置付けに要する無駄な回転待ちを
少なくすることができる。

これにより、上位処理装置とディスク装置との間におけ
るデータの授受の所要時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるディスクキャッシュ
制御方式の動作の一例を説明する図、第２図は、同じく
本発明の一実施例であるディスクキャッシュ制御方式の
動作の一例を説明する図、 第３図は、本発明の一実施例であるディスクキャッシュ
制御方式が実施される情報処理システムの一例を示す構
成図、 第４図は、下位インタフェース制御部の一部を構成する
部位の概念図、 第５図は、本発明の一実施例であるディスクキャッシュ
制御方式の動作の一例を示す流れ図、第６図は、本発明
の一実施例であるディスクキャッシュ制御方式の動作の
一部をさらに詳細に説明する流れ図、 第７図は、同じく、本発明の一実施例であるディスクキ
ャッシュ制御方式の動作の一部をさらに詳細に説明する
流れ図である。 １・・・中央処理装置（上位処理装置）、２・・・主記
憶装置、３・・・チャネル装置（上位処理装置）、４・
・・ディスクキャッシュ制御装置、４１・・・キャッシ
ュメモリ、４２・・・ディレクトリ、４３．４４・・・
上位インタフェース制御部、４５．４６・・・下位イン
タフェース制御部、４７・・・共用メモリ、５・・・デ
ィスク装置、１０・・・タイマ監視フラグ、１１・・・
デバイス番号領域、１２・・・タイマカウンタ。 代理人　弁理士　筒　井　大　和

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上位処理装置とディスク装置との間に介在し、前記
   ディスク装置に格納されているデータの写しを保持する
   キャッシュメモリを有するディスクキャッシュ制御装置
   において、前記上位処理装置からの入出力命令により要
   求されたデータを前記ディスク装置からアクセスするた
   めに前記ディスク装置に記録されているデータに位置付
   けたときに、該データを所定の期間内にアクセスできる
   か否かを判別し、前記データに所定の前記期間内にアク
   セスできないことが判明した場合には、少なくとも前記
   データを前記キャッシュメモリに格納し、当該キャッシ
   ュメモリに格納されている前記データを用いて前記上位
   処理装置からの前記入出力命令に応答するようにしたこ
   とを特徴とするディスクキャッシュ制御方式。 ２、位置付けを完了した前記ディスク装置から、前記上
   位処理装置からの入出力命令により要求されたデータを
   決められた期間にアクセスできないことが判明した場合
   、前記入出力命令が前記ディスク装置に対する直接的な
   アクセスを要求しないと判断されるときにのみ、前記デ
   ィスク装置から前記キャッシュメモリへの前記データの
   格納操作を行うことを特徴とする請求項１記載のディス
   クキャッシュ制御方式。 ３、上位処理装置とディスク装置との間に介在し、前記
   ディスク装置に格納されているデータの写しを保持する
   キャッシュメモリを有するディスクキャッシュ制御装置
   において、前記上位処理装置からの入出力命令に基づく
   前記ディスク装置へのアクセスに際して、前記入出力命
   令が前記ディスク装置に対するアクセス動作に間に合わ
   ない場合には、少なくとも前記入出力命令により要求さ
   れるデータを前記キャッシュメモリに格納し、当該キャ
   ッシュメモリに格納された前記データを用いて前記入出
   力命令に応答するようにしたことを特徴とするディスク
   キャッシュ制御方式。 ４、上位処理装置と、ディスク装置と、前記上位処理装
   置とディスク装置との間に介在し、前記ディスク装置に
   格納されているデータの写しを保持するキャッシュメモ
   リを備えたディスクキャッシュ制御装置とからなる情報
   処理システムにおいて、前記ディスクキャッシュ制御装
   置は、互いに独立に動作し、前記上位処理装置との情報
   の授受を制御する少なくとも一つの第１のインタフェー
   ス制御部と、前記ディスク装置との間の情報の授受を制
   御する少なくとも一つの第２のインタフェース制御部と
   を備え、前記上位処理装置からの入出力命令により前記
   ディスク装置に格納されているデータにアクセスすると
   き、前記第２のインタフェース制御部は、前記ディスク
   装置における目的のデータに対する位置付けに際して該
   データを所定の期間内にアクセスできるか否かを判別し
   、当該所定の期間内に前記データにアクセスできないこ
   とが判明した場合には、少なくとも前記データを前記キ
   ャッシュメモリに格納するとともに、前記第１のインタ
   フェース制御部に該データが前記キャッシュメモリ内に
   存在することを通知し、前記第１のインタフェース制御
   部は、前記第２のインタフェース制御部からの前記通知
   により、前記キャッシュメモリに保持されている前記デ
   ータを用いて前記上位処理装置からの入出力命令に応答
   するようにしたことを特徴とする情報処理システム。 ５、位置付けを完了した前記ディスク装置から、前記上
   位処理装置からの入出力命令により要求されたデータを
   決められた期間にアクセスできないことが判明した場合
   、前記第２のインタフェース制御部は、前記入出力命令
   が前記ディスク装置に対する直接的なアクセスを要求し
   ないと判断されるときにのみ、前記ディスク装置から前
   記キャッシュメモリへの前記データの格納操作を行うこ
   とを特徴とする請求項４記載の情報処理システム。 ６、上位処理装置と、ディスク装置と、前記上位処理装
   置とディスク装置との間に介在し、前記ディスク装置に
   格納されているデータの写しを保持するキャッシュメモ
   リを備えたディスクキャッシュ制御装置とからなる情報
   処理システムにおいて、前記ディスクキャッシュ制御装
   置は、互いに独立に動作し、前記上位処理装置との情報
   の授受を制御する少なくとも一つの第１のインタフェー
   ス制御部と、前記ディスク装置との間の情報の授受を制
   御する少なくとも一つの第２のインタフェース制御部と
   を備え、前記第２のインタフェース制御部は、前記上位
   処理装置からの入出力命令に基づく前記ディスク装置へ
   のアクセスに際して、前記入出力命令が前記ディスク装
   置に対するアクセス動作に間に合わない場合には、少な
   くとも前記入出力命令により要求されるデータを前記キ
   ャッシュメモリに格納し、前記第１のインタフェース制
   御部は、当該キャッシュメモリに格納された前記データ
   を用いて前記入出力命令に応答するようにしたことを特
   徴とする情報処理システム。