JPH03164924A - 磁気ディスクアクセス方式 - 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〕 本発明は磁気ディスクアクセス力式に関し、特にマルチ
タスクのオペレーティングシステムによる磁気ディスク
アクセス方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の磁気ディスクアクセス方式は、例えば、
第２図に示すような構成で実現されていた（第２図は、
従来の磁気ディスクアクセス方式の一例の構成を示すブ
ロック図である）。

以下に、第２図を参照して従来の磁気ディスクアクセス
方式の動作を説明する。

アプリケーションプロゲラ１．１１〜１ｎ（ｎは正整数
）中のそれぞれのアプリケ−ショップ１コグラム（以下
、アプリケーションプログラム１１〜１ｎ中の任意のア
プリケーションプログラムを示す場合には、［アプリケ
ーションプログラム１」として示す。コマンドブロック
２１〜２ｎとコマンドブロック２との関係についても同
様）は、オペレーティングシステム（図示せず）内のコ
マンド管理部３に対し磁気ディスク（磁気ディスク装置
７上の磁気ディスク）のアクセス要求コマンドを発行す
る（アクセス要求コマンドを内容とするコマンドブロッ
ク２（磁気ディスクアクセス用のコマンドブロック２）
を発行する）。

コマンド′管理部３は、オペレーティングシステム内の
磁気ディスク制御部３１　（従来の磁気ディスクアクセ
ス方式における磁気ディスク制御部）に当り亥コマンド
フ゛ロック２を渡す。

磁気ディスク制御部３１は、アプリケーションプログラ
ム１から発行された当該コマンドプロ・ツク２を受け取
ると、磁気ディスク装置７に必要な１１０（ｉｎｐｕむ
／　ｏ　ｕ　ｔ　ｐ　ｕ　ｔ　）命令を発行し、磁気デ
ィスク装置７から１１０１了割込みがあるまでつ÷イト
　（ｗａｉｔ）する。

磁気ディスク装置７は、磁気ディスク制御部３１から要
求されたｉ　／　ｏ命令に関する処理（磁気ディスクア
クセス）を終了すると、磁気ディスク制御部３１にｉ　
／　ｏ終了割込みを通知する。

磁気ディスク制御部３１は、ｉ　／　ｏ　ｖ！：子側込
みにより起動されると、コマンド管理部３に対してコマ
ンド終了通知を発行する。

これにより、コマンド管理部３は、磁気ディスクアクセ
ス用のコマンドブロック２を発行したアプリケーション
プログラム１にコマンド終了（当該コマンドブロック２
に関する処理の終了）を通知する。

以上のような処理を経るごとにより、アプリケーション
プログラム１は、磁気ディスク装置７上の磁気ディスク
内のデータをアクセスしていた。

なお、磁気ディスク装置７では、その物理的特性より、
磁気ディスク上に記せされているデータを読み出すため
に以下に示す時間力（必要になる。

■　読出しヘッドを必要なデータが格納されているシリ
ンダまで移動する時間（シーク時間）■　必要なデータ
が格納されているセクタが読出しヘッドの下まで回転す
るのに要する時間（回転待ち時間） ここて、シーク時間および回転待ち時間は、データを読
み出すときの磁気ディスク上の読出し対象のデータの位
置とその時蕉の読出し−・ソドの位置との相対関係によ
り大きぐ異なる。そのために、通常は平均ｊ直を用いて
各時間を表現する。現在の磁気ディスク装置における各
時間は、−船釣におよそ次の値である。

■　平均シーク時間・・・・２０〜１００ｍｓ■　平均
回転待ち時間・・・約８ｍ　ｓ〔発明が解決しようとす
る課題〕 上述した従来の磁気ディスクアクセス方式では、複数の
アプリケーションプログラム（例えば、第２図中のアプ
リケーションプログラム１１〜ｌｎ中の複数のアプリケ
ーションプログラム１）から同時に磁気ディスクアクセ
スが行われると、以下に示すような理由により磁気ディ
スクアクセスに要する時間が増大するという欠点がある
。

磁気ディスクアクセスに要する時間が増大する理由につ
いて、第２図ならびに第３図（ａ）および（ｂ）を参照
して説明する。

複数のアプリケーションプログラム１から磁気ディスク
制御部３１に対して磁気ディスクアクセス用のコマンド
ブロック２が発行されると、各コマンドプロ・７り２は
発行された順にコマンド管理部３から磁気ディスク制御
部３１に渡される。

通常、アプリケーションプログラムｌは同一のプロセス
（磁気ディスク制御部３１も１つのプロセスである）に
は１つのコマンドブロック２しか発行しないために、ア
プリケーションプログラム１ｉ（・ｉは１〜ｎの正整数
）がコマンドブロック２１に基づく磁気ディスクアクセ
スを行っている間に他のアプリケーションプログラム１
ｊ（ｊはｉ以外のｌ−ｎの正整数）が磁気ディスクアク
セス用のコマンドブロック２ｊを発行すると、磁気ディ
スク制御部３Ｉはアプリケーションプログラム１１から
の磁気ディスクアクセスが終了するとアブリゲーノヨン
プログラＪ・１」からの磁気ディスクアクセスを行うこ
とになる。

個々のアプリケーションプログラム１は通常異なるファ
イル（磁気ディスク装置７にの磁気ティスフ内のファイ
ル）をアクセスすることか多く、それらのファイルは磁
気ディスク内の異なるシリンダに７１コケートされてい
ることが多いので、」二連のアプリケーションプログラ
ム１ｊからの磁気ディスクアクセスを行うためにはシー
ク時間を必要とずするごとが多い。

したがって、磁気ディスク制御部３１は、複数のアプリ
ケーションプログラム１から渡された複数のコマンドブ
ロック２を順番に処理していく過程で、各コマンドブロ
ック２についてシークを行う必要が生じる可能性が高い
。

ここで、上述したように、平均シーク時間は平均回転待
ち時間の数倍〜１０数倍の大きさであるために、複数の
アプリケーションプログラムｌから同時１すｊに磁気デ
ィスクアクセス用のコマンドブロック２が発行された場
合の、特定のアプリケーションプログラム１の磁気ディ
スクアクセス時間は非常に大きくなる。

例えば、第３図（ａ）に示すような１つのアプリケ−シ
ョップ１：］グラム１からの複数回の磁気ディスクアク
セス（同一のアプリケーションプログラム１からの磁気
ディスクアクセスであるから、同一シリンダのデータの
アクセスである（シーク時間を必要としない）可能性が
高い）と、第３図（ｂ）（第３１習（ｂ）中のｒＡＰ、
ＪおよびｒＡＰ２Ｊは互いに異なるアプリケーションプ
ログラム１を示している）に示すような２つのアプリケ
ジョンプログラム１からのそれぞれ複数回の磁気ディス
クアクセスとを比較すると、各アプリケーションプログ
ラム１の複数回の磁気ディスクアクセスに要する時間は
第３図（ｂ）に示す場合のほうが極めて大きくなる。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、複数のアプリケーシ
ョンプログラムから同時期に複数回の磁気ディスクアク
セスが行われる場合に、各磁気ディスクアクセスを高速
に処理することができる磁気ディスクアクセス方式を提
供することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の磁気ディスクアクセス方式は、アプリケジョン
プログラムが二ｌマント管理部を介しＣ発行する磁気デ
ィスクアクセス用のコマンドブロックを受りイ」けてコ
マンドブロックキューに登録し、連続コマンド処理条件
を満たすコマントブｌ：１ツクがコマンドブロックキュ
ーに存在する場合には当該コマンドブロックに関する磁
気ディスクアクセスを実行し、連続コマンド処理条件を
満たすコマンドブロックがコマンドブロックキューに存
在しない場合にはコマンド待ち時間だけウェイＩ・し連
続コマンド処理条件を満たす磁気ディスクアクセス用の
コマンドブロックを受Ｌｊ付けるのを待ち、コマンド待
ち時間だけウェイトしたにもかかわらず連続コマンド処
理条件を満たすコマンドブロックを受け付けることかで
きないときにはコマンドブロックキューにおいて待ち時
間が最大のコマンドブロックに関する磁気ディスクアク
セスを実行する磁気ディスク制御部と、このルクタ気デ
ィスク制御部により設定され参照されるコマンドブロッ
クキューの管理（磁気ディスクアクセス用のコラン１ζ
ブロツクに関する連続コマンド処理条件の判定を含む）
を行う′：１マン１゛・１−ユーイング部と、前記磁気
ディスク制御部におりるウェイトに係るコマンド待ち時
間の管理を行うタイマ監視部とを有する。

〔作用〕

本発明の磁気ディスクアクセス方式では、磁気ディスク
制御部が磁気ティスフアクセス用のコマンドブロックを
受け付けてコマンドブロックキエに登録し連続コマンド
処理条件を満たすコマンドブロックがコマンドブロック
キューに存在する場合には当該コマンドブロックに関す
る磁気ディスクアクセスを実行し連続コマンド処理条件
を満たすコマンドプロ・νりがコマンドブロックキュー
に存在しない場合にはコマンド待ち時間だりウェイトし
連続コマンド処理条件を満たす磁気ディスクアクセス用
のコマンドブロックを受け付けるのを待ちコマンド待ち
時間だけウェイトしたにもかかわらず連続コマンド処理
条件を満たすコマンドブロックを受け付けることができ
ないときにはコマンドブロックキューにおいて待ら時間
が最大のコマンドブロックに関する磁気ディスクアクセ
スを実行し、コマンドキューインク部が磁気ディスク制
御部により設定され参照されるコマンドブロックキュー
の管理を行い、タイマ監視部が磁気ディスク制御部にお
けるウェイトに係るコマンド待ち時間の管理を行う。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の磁気ディスクアクセス方式の一実施
例の構成を示すブロック図である。本実施例の磁気ディ
スクアクセス方式は、アプリケーションプログラム１１
〜１ｎと、コマンドブロック２１〜２ｎと、コマンド管
理部３と、磁気ディスク制御部４と、コマンドキューイ
ンク部５と、タイマ監視部６と、磁気ディスク装置７と
を含ん１ で構成されている（第２図に示す従来の磁気ディスクア
クセス方式と同一の構成要素は同一の符号で示している
）。

第４図を参照すると、磁気ディスク制御部４の処理は、
ウェイトステップ４０１と、起動要因判定ステップ４０
２と、コマンドブロック登録ステップ４０３と、コマン
ド実行中判定ステンプ４０４と、連続コマンド処理条件
満足コマンドブロック検索ステップ４０５と、コマンド
ブロック取出しステップ４０６と、ｋ（ｋは自然数）加
算ステップ４０７と、コマンドブロック発行ステップ４
０８と、コマンド実行中フラグＯＮステン、プ４０９と
、コマンド終了通知ステップ４１０と、コマンド実行中
フラグＯＦＦステップ４１１と、１ｗ算出ステップ４１
−２と、計時要求ステップ４１３と、ｋおよびｔｗ設定
ステップ４１４と、待ちコマンドブロック有無判定ステ
ップ４１５と、先頭コマンドブロック取出しステップ４
１６とからなる。

第５図を参照すると、コマンドキューインク部２ ５は、コマンド登録手段５１と、コマンド取出し手段５
２と、コマンド検索手段５３と、コマンドブロックキュ
ー５４　（キューヘン１′ポインタ５５およびキューテ
イルポインク５６により待ちコマンドブロックを管理し
ている）とを含んで構成されている（各手段は磁気ディ
スク制御部４により使用される）。

第６図を参照すると、タイマ監視部６は、磁気ディスク
制御部４により使用される１時要求手段６１を含んで構
成されている。

次に、このように構成された本実施例の磁気ディスクア
クナス方式の動作について説明する。

本実施例が適用される計算機システムで動作中のアプリ
ケーションプログラムであるアプリケーションプログラ
ム１１〜１ｎは、磁気ディスク制御部４にコマンドを発
行するために、それぞれ１つのコマンドブロック２１〜
２ｎを持っ′ζいる。

アプリケーションプログラムｌ（アプリケージジンプロ
グラム１１〜ｉｎ中の任意のアプリケーションプログラ
ム）が磁気ディスク制御部４にコマンドブロック２を発
行すると、オペレーティングシステム（図示せず）内の
コマンド管理部３は当該コマンドブロック２をオペレー
ティングシステム内の磁気ディスク制御部４に渡す。

磁気ディスク制御部４は、第４図のステップ４０１に示
すように、通常はウェイト（ｗａｉｔ）している。

ステップ４０１におけるウェイト中に、上述のようにし
てコマンドブロック２の受付けが発生した場合の磁気デ
ィスク制御部４の処理について説明する。

この場合には、磁気ディスク制御部４は、以下に示すよ
うな処理を行う　（第４図ステップ４０３〜４０９参照
）。

ステップ４０２の起動要因（ウェイトの状態から起動す
る要因。コマンドブロック受付け、ｉ１０終了割込みお
よびタイムアウト等が要因となる）の判定において起動
要因がコマンドブロック２の受付けの発生であると判定
されるので、受け付けたコマンドブロック２をコマンド
キューインク部５に渡す。コマンドキューインク部５内
のコマンド登録手段５１は、当該コマンドブロック２を
コマンドブロックキュ−５４に登録する。この登録は、
コマンドブロックキュ−５４の最後尾を示すキューテイ
ルボインク５６により指示されるコマンドブロック２（
第５図中ではコマンドプロ・７り２ｍ（ｍは１〜ｎの正
整数））の後に当該コマンドブロック２を追加すること
により行われる（ステップ４０３）。

次に、現在磁気ディスク装置７がコマンド実行中（磁気
ディスクアクセスの処理中）であるか否かを判定するく
ステップ４０４）。

この判定で磁気ディスク装置７がコマンド実行中であれ
ば、ステップ４０１に戻りウェイトする。

ステップ４０４の判定でコマンド実行中でなければ、磁
気ディスク装置７における現在のシリンダ位置く読出し
ヘッドの位置）と当該コマンドブロック２の内容である
磁気ディスクアクセスに係るシリンダ位置とを比較し、
その比較に基づいてコマンドブロックキュー５４内に連
Ｖｔコマンド処５ 理条件を満たすコマンドブロック２が存在するか否かを
判定するために、コマンドキューインク部５内のコマン
ド検索手段５３に制御を渡す。コマンド検索手段５３は
、連続コマンド処理条件を満たすコマンドブロック２を
キューヘソドボインク５５により指示されるコマンドブ
ロック２（第５図中ではコマンドブロック２１）から順
次検索し、該当するコマンドブロック２が存在すればそ
のコマンドブロック２のコマンド番号を磁気ディスク制
御部４に返し、該当するコマンドブロック２が存在しな
ければエラー通知を磁気ディスク制御部４に返す（ステ
ップ４０５）。

ここで、連続コマンド処理条件とは次式で示される条件
である。

２Δｔｓ　１Ｃ２−Ｃ１ｌ＜ｔｗ ｔｗ＝ｔｍａｘ−２に Δｔｓ・・・１シリンダの平均シーク時間Ｃ１・・・・
現在のシリンダ位置 Ｃ２・・・・受付はコマンドブロックに係るシリンダ位
置 ６ ｔｗ・・・・コマンド待ち時間 ｔｍａ　ｘ・・最大コマンド待ち時間 ｋ・・・・・連続コマンド処理回数 ステップ４０５の検索で連続コマンド処理条件を満たす
二ノマンドブロノク２が存在する場合には、当該コマン
ドブロック２をコマンドキューインク部５内のコマンド
ブロックキュー５４から取り出すためにコマンド取出し
手段５２に制御を渡す。

コマンド取出し手段５２は、コマンド検索手段５３の検
索結果であるコマンド番号で指定されたコマンドブロッ
ク２をコマンドブロックキュー５４から取り出す（ステ
ップ４０６）。

さらに、ｋに１を加算しくステップ４０７）、当該コマ
ンドブロック２を磁気ディスク装置７に発行しくステッ
プ４０Ｂ）、コマンド実行中フラグ（コマンド実行中で
ある場合にＯＮが設定されるフラグ。磁気ディスク制御
部４の内部に存在する）をＯＮにしくステップ４０９）
、ステップ４０１に戻りウェイトする。

ステップ４０５の検索で連続コマンド処理条件を満たす
コマンドブロック２がコマンドブロックキュー５４内に
存在しない場合（コマンド検索手段５３からエラー通知
が返された場合）には、ステップ４０１に戻りウェイト
する。

続いて、ステップ４０１におけるウェイト中に、ｉ　／
　Ｏ終了割込みが発生した場合の磁気ディスク制御部４
の処理について説明する。

この場合には、磁気ディスク制御部４は、以下に示すよ
うな処理を行う（第４図ステップ４１０〜４１３参照）
。

ステップ４０２の起動要因の判定において起動要因がｉ
　／　ｏ終了側込みであると判定されるので、コマンド
管理部３にコマンドブロック２に関する処理の終了を通
知しくステップ４１０）、コマンド実行中フラグをＯＦ
Ｆにする（ステップ４１１）。

次に、コマンド待ち時間ｔｗ　（ｔｗ＝ｔｍａｘ２’）
を計算しくステップ４１２）、そのコマンド待ち時間ｔ
ｗの計時要求をタイマ監視部６に行う。タイマ監視部６
内の計時要求手段６１は、指定された時間（コマンド待
ち時間ｔｗ）が経過すると副時要求元プロセス（磁気デ
ィスク制御部４）をウェイクアップ（ｗａｋｅ　　ｕｐ
）する（ステップ４１３）。

ステップ４１３における計時要求を行った後に、ステッ
プ４０１に戻りウェイトする。

最後に、ステップ４０１におけるウェイト中に、タイム
アウトが発生した場合（計時要求手段６１からウェイク
アップされた場合）の磁気ディスク制御部４の処理につ
いて説明する。

この場合には、磁気ディスク制御部４は、以下に示すよ
うな処理を行う（第４図ステップ４１４〜４１６参照）
。

ステップ４０２の起動要因の判定において起動要因がタ
イムアウトの発生であると判定されるので、連続コマン
ド処理回数ｋを「１」に設定し、コマンド待ち時間ｔｗ
を［ｔｍａｘ−２Ｊに設定する（ステップ４１４）。

次に、コマンドキューインク部５内に待ちコマンドブロ
ック（コマンドブロックキュー５４を構９ 成する未発行のコマンドブロック２）が存在するか否か
を判定する（ステップ４１５）。

この判定で待ちコマンドブロックが存在する場合には、
コマンドキューインク部５内のコマンドブロックキュー
５４から先頭のコマンドブロック２を取り出しくコマン
ド取出し手段５２により取り出される）（ステップ４１
６）、ステップ４０８に制御を移す。

ステップ４１５の判定で待ちコマンドブロックが存在し
ない場合には、ステップ４０１に戻りウェイトする。

磁気ディスク制御部４は、以上のような処理を行うこと
により、アプリケーションプログラム１１〜１ｎから発
行されるコマンドブロック２１〜２ｎの中で連続コマン
ド処理条件を満たすコマンドを優先的に処理していく。

第７図は、連続コマンド処理回数にとコマンド待ち時間
ｔｗとの関係を示す図である。

この図に示すように、コマンド待ち時間ｔｗは連続コマ
ンド処理回数ｋ（連続コマンド処理条件０ を連続的に満たす回数）が多くなるにしたがい急激に小
さくなる。このため、最大コマンド待ち時間ｔｍａｘを
適当に設定することにより、連続コマンド処理条件を満
たすコマンドブロックを連続して実行する回数を調整す
ることができる。これにより、同一のアプリケージ曲ン
プログラムＩからのコマンドブロック２のみが受け付け
られ、他のアプリケーションプログラムｌ　（当該アプ
リケーションプログラムｌのコマンドブロック２）がロ
ックアウトするという事態を回避することができる。

【発明の効果〕

以上説明したように本発明は、アプリケーションプログ
ラムから受り付げたコマンドブロックが連続コマンド処
理条件を満足するか否かの判定に基づいて磁気ディスク
アクセスを行うことにより、以下に示ずような利点■お
よび■が生じ、複数のアプリケーションプログラムから
同時期に複数回の磁気ディスクアクセスが行われても各
磁気ディスクアクセスを高速に処理することができると
いう効果がある。

■　連続コマンド処理条件を満たすコマンドブロックの
発行を一定時間（コマンド待ち時間ｔｗ）だけ待つこと
により、不要なシーク回数を低減できる。

■　最大コマンド待ち時間ｔｍａｘを適正に調整するこ
とにより、同一のアプリケーションプログラムからのコ
マンドブロックのみが実行されて他のアプリケーション
プログラムからのコマンドブロックがロックアウトする
という事態を回避することができる（■に示すシーク回
数の低減を無制限に行おうとすると、上述のようなロッ
クアウトが生じるので、その弊害を防止している）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は従来の磁気ディスクアクセス方式の一例の構成
を示すブロック図、 第３図（ａ）および（ｂ）は従来の磁気ディスクアクセ
ス方式において複数のアプリケーションプロクラムから
同時期に複数回の磁気ディスクアクセスか行われたとき
の態様を説明するだめの図、第４図は第１図中の磁気デ
ィスク制御部の処理を示す流れ図、 第５図は第１図中のコマンドキューインク部の構成を示
づ＝ブロック図、 第６図は第１しＩ中のタイマ監視部の構成を示すブロッ
ク図、 第７図は連続コマンド処理回数とコマンド待ら時間との
関係を示す図である。 図において、 １１〜Ｉｎ・アブリケーソヨンプログラム、２１〜２ｎ
・コマンドブし１ツク、 ３・・・・・コマンド管理部、 ４・・・・・磁気ディスク制御部、 ５・・・・・コマン）・−１−ニーインク部６・・・・
・タイマ監視部、 ７・・・・・磁気ディスク装置、 ５１・・・・コマンド金銭手段、 ５２・・・・コマンド取出し手段、 ３ ５３　・ ４ ５５　・ ５６　・ １ コマンド検索手段、 コマンドブロックキュー ・キューヘソドボインク、 ・キューテイルボインク、 ・計時要求手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アプリケーションプログラムがコマンド管理部を介して
   発行する磁気ディスクアクセス用のコマンドブロックを
   受け付けてコマンドブロックキューに登録し、連続コマ
   ンド処理条件を満たすコマンドブロックがコマンドブロ
   ックキューに存在する場合には当該コマンドブロックに
   関する磁気ディスクアクセスを実行し、連続コマンド処
   理条件を満たすコマンドブロックがコマンドブロックキ
   ューに存在しない場合にはコマンド待ち時間だけウェイ
   トし連続コマンド処理条件を満たす磁気ディスクアクセ
   ス用のコマンドブロックを受け付けるのを待ち、コマン
   ド待ち時間だけウェイトしたにもかかわらず連続コマン
   ド処理条件を満たすコマンドブロックを受け付けること
   ができないときにはコマンドブロックキューにおいて待
   ち時間が最大のコマンドブロックに関する磁気ディスク
   アクセスを実行する磁気ディスク制御部と、 この磁気ディスク制御部により設定され参照されるコマ
   ンドブロックキューの管理を行うコマンドキューインク
   部と、 前記磁気ディスク制御部におけるウェイトに係るコマン
   ド待ち時間の管理を行うタイマ監視部とを有することを
   特徴とする磁気ディスクアクセス方式。