JPH03191421A - ディスク装置を備えたコンピュータシステム - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、記憶装置としてディスク装置を備えたコンピ
ュータシステムに関する。

（従来の技術） 近年、産業プラントの監視や制御のためにコンピュータ
システムが広く利用されている。このようなコンピュー
タシステムでは、そのプラントを構成する各機器の状態
、あるいは系統内の温度、圧力、流量等の状態変数の監
視を常時行うことによって、監視結果に基づいた制御を
行う一方、警報表示等を行っている。

上記の仕事を行わせる為に、アプリケーション・ソフト
ウェアとしては、複数のプログラム単位（以降′タスク
′と称す）を用意し、それらを並行に動作させる事によ
ってリアルタイムに処理している。その為に、リアルタ
イム・マルチタスク・オペレーティング・システム（以
降′Ｏ８′　と称す）を用いる。

プラント規模が大きくなり、タスク数が増え、タスク間
の制御も複雑になってくるにつれ、Ｏ８自身も種々の制
御機能を備えた大規模なものが要求されるし、アプリケ
ーション・プログラムも大規模で拡張性、柔軟性を備え
たものが作られる様になってきた。

その様なシステムにおいては、Ｏ８を含めたソフトウェ
アは、規模の面、デバッグ効率、拡張性の面から通常ラ
ンダム・アクセス・メモリ（以降’　ＲＡＭ　’　と称
す）上で動作させており、その為に二次記憶装置として
ディスク装置を備え、プログラムをディスク装置からＲ
ＡＭにロードして実行する。という形態を採っている。

また、プラント監視制御において、種々のデータの参照
や保存は欠かせない機能であり、その為にもディスク装
置が活用されている。

ここで、ディスク装置へのアクセスの過程について、第
６図に沿って説明する。

ディスクに対して、ファイルやデータをリード又はライ
トする場合、まずアプリケーション・タスク１からシス
テムコールを発行する。システムコールは、システムコ
ール・インタフェース・ルーチン２を介して、Ｏ３３の
中の入出カシステム４（以降’　ＩＯＳ　’　と称す）
に要求される。

ｌ０Ｓ４は、システムコールを受けて、主メモリ上に要
求・結果ブロック５と呼ばれるエリアを作成して、その
中にアプリケーションからの要求内容を格納した上でデ
ィスク・ドライバ６の中の要求サービス・ルーチン７を
コールする。

ディスク・ドライバ６というのは、ｌ０５４とディスク
装置８とのインタフェースとなるソフトウェアで、実際
にディスク装置８をコントロールする部分である。

要求サービス・ルーチン７に渡される要求・結果ブロッ
ク５の中には、ディスク上のどのブロックからどれだけ
のサイズのデータをリード又はライトするか、といった
情報が格納されている。

要求サービス・ルーチンが、その要求内容に従ってディ
スク・コントローラ９に対し、コマンドを発行すること
により、ディスク装置の動作が開始し、ディスク本体１
０に対するリード又はライトが実行される。

ディスク装置の動作が完了すると、その時点で完了割込
みが発生して、ディスク・ドライバ内の割込処理ルーチ
ン１１に制御が移る。

割込処理ルーチン１１では、割込要因を分析し。

ディスク・コントローラ９からのステータス情報を入力
することにより、動作結果の良否を判定し、その結果を
要求・結果ブロック５へ格納後、ＩＯ３４に伝える。

１０Ｓ４では、アプリケ−シコンタスク１からの要求が
完了したか否かを判定した後、完了していれば、動作結
果の情報をシステムコール・インタフェース・ルーチン
２を経由してアプリケーション・タスク１へ通知する。

（発明が解決しようとする課題） 上述の様に、ディスク・アクセスを行なう場合、最初に
アプリケーション・タスク１からの要求システムコール
が発行される訳であるが、通常、システムコールによっ
て要求される内容は、ディスク上のファイル名とサイズ
、及びリードかライトか、ということである。

実際にディスク内のデータをリード／ライトする為には
、指定されたファイルがディスク内のどの位置に格納さ
れているかを知ってそのブロック番号をディスク・コン
トローラ９に教えてやる必要があり、その様にアプリケ
ーションからの要求を分解してディスク内のファイル構
成に合わせた要求を生成する役目を持つのがｌ０５４で
ある。

即ち、アプリケーションから例えば、あるファイルへの
書き込み要求を行なったとしても、実際のディスクの動
作は、そのファイルの格納位置を知る為のリードが何回
か行なわれたり、又書き込み量が多い場合には、数回に
分割されてライト動作が行なわれたりする。

その様な状況において、次の様な問題が生じ得る。

ディスク装置に何らかの異常が生じた場合、アプリケー
ションタスクに対して確かにエラー・ステータスは返っ
てくるであろうが、実際にディスク上のどこに欠陥が生
じたのか、又リードがおかしいかライトがおかしいか、
ということや、ディスク・コントローラからの詳細なス
テータス情報など一斉わからない為、故障解析が困難で
ある。

つまり、従来、これらの故障解析を行うに当たっては、
異常発生時点での最後の状態についてのみ、メモリ内容
やＩＯボートからの情報を知り、オペレーションによっ
てディスクのコマンドを出力し動作チエツクを行なう必
要があった。

又、性能分析の面からみて、アプリケーションからのシ
ステムコールの発行から復帰迄の時間は確かにアプリケ
ーション・レベルで測定可能であるが、実際にディスク
が動作した回数や動作時間、或いはｌ０５４やディスク
・ドライバ・ルーチンのオーバヘッドについての情報は
一切得ることができない。

つまり、アプリケーション・タスクにとって真の負荷率
がつかめない。

この様に性能、負荷に関しては、従来、アプリケーショ
ンタスク１と０５３内部のルーチンとの両方を含んだ形
でしか測定不可能であり、ドライバ・ルーチンのプログ
ラム・コード実行時間を机上で求めて補正していた。

そこで本発明は、ディスク・アクセスが異常となった場
合にその原因究明を助ける情報、及びディスク・アクセ
スの実際の動きをビジュアルにすることにより、保守性
の向上および性能の評価、向上を行なうことのできる情
報を提供する手段を備えたコンピュータ・システムを提
供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明のシステムは、アプリケーションプログラムから
のディスク・アクセス要求に対し、要求の種類、アクセ
ス結果、及び時刻を保存する手段と、ディスクをコント
ロールするディスクドライバにて、実際にディスクに対
して発行するコマンド内容、ディスク装置からのステー
タス情報。

及び時刻を保存する手段と、上記保存データを編集して
出力する手段とを備え、ディスク・アクセスが異常とな
った場合にその原因究明を助ける情報、及びディスク・
アクセスの実際の動きをビジュアルにし保守性の向上お
よび性能の評価、向上が図れるようにしたものである。

（作　用） システムコール・インタフェース・ルーチンにおいて、
システムコール・トレース・エリアに情報を格納するこ
とによって、アプリケーション・タスクからいつ、どん
なシステムコールが発行され、システムコール実行にど
れだけの時間を費やし、実行結果がどうであったかを記
録する。

又、ドライバ・ルーチンにおいて、ドライバ・トレース
・エリアにＩＯ５からの要求内容とディスク・コントロ
ーラからのステータス情報等を保存することによって、
実際にディスク上のどのブロックをいつどの様なコマン
ドでアクセスし、そのアクセスがいつ完了して、その結
果、もしもエラーが生じていればコントローラからの詳
細な情報を記録する。

更に、トレース出力ユーティリティを起動することによ
って、上記で記録したトレース情報を例えば時系列的に
編集して見易い形でコンソールデイスプレィ等の端末装
置又はプリンタ装置等に出力する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図である
。図中、第６図と同一符合は同−又は相当部分を示す。

アプリケーション部分として、アプリケーション・タス
ク１とシステムコール・インタフェース・ルーチン２、
及びシステムコール・トレース・エリア１２が含まれる
。

Ｏ３ａ内で関連する要素として、ｌ０５４、ディスク・
ドライバ６があり、ディスク・ドライバ６内には要求サ
ービス・ルーチン７及び割込処理ルーチン１１が含まれ
る。更にデータエリアとして、要求・結果ブロック５及
びドライバ・トレース・エリア１３が含まれる。

以上がソフトウェア構成であり、ハードウェアとしては
、ディスク装Ｎ８があり、それは、ディスク・コントロ
ーラ９及びディスク本体１０から成っている。

また、システムコール・トレース・エリア１２゜ドライ
バ・トレース・エリア１３に保持された情報を端末装置
１４やプリンタ１５に出力するため、トレース出力ユー
ティリティが設けられる。

第２図はシステムコール・インタフェース・ルーチンの
処理手順を示すフローチャート図である。

アプリケーション・タスク１からディスク・アクセスの
システムコールが発行されると、システムコール・イン
タフェース・ルーチン２では、第２図のフローチャート
に示す様に、まず、システムコールの要求の種類と時刻
をシステムコール・トレース・エリア１２に格納しく２
１）、通常のシステムコール・サービスの実行へ移る（
２２）。サービス完了後、結果と時刻を上記システムコ
ール・トレース・エリア１２に格納２３する。

上記のシステムコール・サービスは０５３において実行
される。まず、ｌ０５４が要求を受け、そこでは実際の
ディスク上のファイル・システムに応じた要求内容に作
り変え、その内容を要求・結果ブロック５の中に格納し
た上で、ディスク・ドライバ６の中の要求サービス・ル
ーチン７をコールする。

第３図はディスク・ドライバの処理手順を示すフローチ
ャート図である。

要求サービス・ルーチン７では、第３図（ａ）のフロー
チャートに示す様に１時刻の格納３１、要求内容の格納
（３２）を行ない、ディスクコントローラ９に対してコ
マンドを発行しく３３）、処理終了時刻を格納して（３
４）リターンする。格納された要求内容には、要求機能
、ディスク上のブロック番号、リード／ライトサイズ、
リード／ライトバッファポインタ等の情報が含まれる。

ディスクコントローラ９がディスク本体１０をアクセス
してその実行が完了すると、Ｏ３３へは割込みによって
通知され、割込処理ルーチン１１が起動される。

割込処理ルーチン１１では、第３図（ｂ）のフローチャ
ートに示す様に、時刻の格納（３５）、ディスクコント
ローラからのステータスのリード（３６）、結果の格納
（３７）及び終了時刻の格納（３８）を行なった上でｌ
０５４ヘリターンする。

ｌ０Ｓ４では、アプリケーションタスク１からのシステ
ムコールから分解された要求内容が全て完了する迄上記
のドライバへの要求コールを繰り返し、最後にシステム
コール・インタフェース・ルーチン２を介してアプリケ
ーション・タスク１へ制御を戻す。

第４図は、トレース出力ユーティリティ１６の処理手順
を示すフローチャート図である。

システムコール・トレースエリア１２及びドライバ・ト
レースエリア１３に格納された情報は、トレース出力ユ
ーティリティ１６によって第４図のフローチャートに示
す様に、システムコール・トレース・エリア１２及びド
ライバ・トレースエリア１３からデータをリードしく４
１）、それらのデータを時系列で帳票形式となるように
編集しく４２）、出力光を選択しく４３）、指定された
端末装置やプリンタ装置等の出力光へ編集結果を出力す
る（４４）。

第５図はプリンタ装［１５に出力されたトレース出力例
を示す図である。トレース出力ユーティリティ１６で編
集された出力結果は、第５図で示されるように、システ
ムコールエリア１２から得られるアプリケーション・タ
スク１から発行された要求の種類とその時刻等の情報を
表すアプリ・タスク項目５１と、ドライバ・トレースエ
リア１３から得られる要求サービスルーチン７にもとす
く要求内容、時刻、ディスク上のブロック番号、リード
／ライトサイズ、リード／ライト・バッファ・ポインタ
等の情報及び割込処理ルーチン１１にもとずく時刻及び
結果等の情報を表すドライバ・ルーチン項目５２から構
成されている。

以上により、ディスク・アクセスに関して何らかの異常
が発生した場合、実際にディスク装置に対して、どの様
なコマンドでどのブロックをアクセスした時にどんなエ
ラーが発生したという情報をトレース・データより知る
ことができ、トラブルシュートの効率アップとなる。

また、システムコールの実行時間と、その中でＩＯ５や
ドライバ更にディスク装置が動作した時間を正確にトレ
ースすることができるため、それらの情報からアプリケ
ーション・タスクの真の負荷率を分析することができる
。

［発明の効果コ 以上に説明したように本発明によれば、プラント監視用
コンピュータシステムの動作上、必須でかつ重要なディ
スク装置の異常に対して、容易にその原因を追求できる
情報を得ることができるため、保守性の向上が図れると
共に、ディスク・アクセスに関するアプリケーション・
タスクの負荷率分析という性能評価上有効なデータが得
られ、そのデータを基にアプリケーションプログラムに
よる性能向上の改良を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を表すコンピュータシステ
ムのブロック構成図、第２図はシステムコール・インタ
フェース・ルーチンの処理手順を示すフローチャート図
、第３図（ａ）および（ｂ）はディスク・ドライバの処
理手順を示すフローチャート図、第４図はトレース出力
ユーティリティの処理手順を示すフローチャート図、第
５図はトレース出力例を示す図、第６図は従来のコンピ
ュータシステムのブロック構成図である。 １・・・アプリケーション・タスク、２・・・システム
コール・インタフェース・ルーチン、３・・・オペレー
ティングシステム、４・・・入出カシステム、５・・・
要求結果ブロック、６・・・ディスクドライバ、７・・
・要求サービスルーチン、８・・・ディスク装置、９・
・・ディスクコントローラ、１０・・・ディスク本体、
１１・・・割込処理ルーチン、１２・・・システムコー
ル・トレース・エリア、１３・・・ドライバ・トレース
エリア、１４・・・端末装置、１５プリンタ装置、１６
・・・トレース出力ユーティリティ。 （７３１７）　　代理人　弁理士　　則　近　　憲　佑
（８８６９）　　代理人　弁理士　　第　子　丸　　健
第２図 第１図 第 ３ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リアルタイム・マルチタスク・オペレーティングシステ
   ムを基本ソフトウェアとしてアプリケーションプログラ
   ムを実行する中央処理装置と、そのアプリケーションプ
   ログラムの実行に伴って必要なデータを入出力するディ
   スク装置とを備えたコンピュータシステムにおいて、ア
   プリケーションプログラムからのディスク・アクセス要
   求に対し、要求の種類、アクセス結果、及び時刻を保存
   する手段と、ディスクをコントロールするディスクドラ
   イバにて、実際にディスクに対して発行するコマンド内
   容、ディスク装置からのステータス情報、及び時刻を保
   存する手段と、上記保存データを編集して出力する手段
   とを備えていることを特徴とするディスク装置を備えた
   コンピュータシステム。