JPH0332820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は情報処理装置におけるページ履歴メモ
リ装置に関し、特にその処理方式に関する。

（従来の技術） 従来、この種の情報処理装置においては主記憶
装置の大容量化と、中央処理装置の高速化とに対
応できるだけの、大容量で、しかも高速度のペー
ジ履歴メモリを実現するために、低速大容量のメ
モリと、高速小容量のメモリとを組合わせたキヤ
ツシユ方式のページ履歴メモリが使用されてき
た。例えば、特公昭58−47784には斯かる技術が
記載されている。

キヤツシユ方式のページ履歴メモリにおいて
は、要求元からの主記憶装置へのアクセスに伴う
ページ履歴メモリの更新の際に、対応する参照ビ
ツトおよび変更ビツトが高速のキヤツシユメモリ
に存在した時、すなわちヒツトした時には、キヤ
ツシユメモリ内のみで更新処理を行い、存在しな
かつた時、すなわちミスヒツトした時には、低速
のページ履歴メモリ本体をアクセスしてから内容
を要求元のアクセスに応じて更新し、キヤツシユ
メモリへ書込むように構成されていた。

従来のページ履歴メモリにおいて、低速のペー
ジ履歴メモリ本体へアクセスしている間は、次の
更新を行うことができず、アクセスが終了してか
らでないと次の更新処理ができないように構成さ
れていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の従来技術によるページ履歴メモリ処理方
式では、連続した主記憶装置へのアクセスは、た
とえ同一ページへのものであつても先のアクセス
に伴うページ履歴メモリの更新においてミスヒツ
トを起すと、処理の終了までは次のページ履歴メ
モリの更新ができず、結局、次の主記憶装置への
アクセスが待たされてしまうという欠点があつ
た。

本発明の目的は、中央処理装置およびチヤネル
装置から主記憶装置への連続したアクセスに伴う
キヤツシユ方式のページ履歴メモリへの連続した
更新要求に対して、先の更新要求がミスヒツトし
た場合であつても、後続のリクエストと先のリク
エストとのページアドレスを比較して、一致して
いる場合には先のリクエストの更新要求と後続の
リクエストの更新要求との内容を合成して処理す
ることによつて上記欠点を除去し、主記憶アクセ
スが待たされないように構成したページ履歴メモ
リ装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によるページ履歴メモリ装置は情報を記
憶するための２次記憶装置、ならびに情報をペー
ジ単位に記憶するための主記憶装置の間で情報を
授受できるものであつて、ページ履歴メモリと、
データアレイと、アドレスアレイと、第１の処理
手段と、アドレス比較手段と、合成手段と、第２
の処理手段とを具備して構成したものである。

ページ履歴メモリは、ページが主記憶装置上で
参照されたか否かを示す参照ビツト、ならびに上
記ページが書換えられたか否かを示す変更ビツト
をページ単位に記憶するためのものである。

データアレイは、ページ履歴メモリの写しの一
部を保持するためのものである。

アドレスアレイは、データアレイの内容がペー
ジ履歴メモリ上のどの部分に対応するかを示すた
めのものである。

第１の処理手段は、要求元からのページの参照
または書換えに対応した参照ビツトまたは変更ビ
ツトの更新要求に対して、対応するページの参照
ビツトおよび変更ビツトがデータアレイのなかに
存在するか否かをアドレスアレイによつて調べ、
もし存在すればデータアレイのなかの参照ビツト
または変更ビツトを更新し、もし存在しなければ
ページ履歴メモリ上の対応する部分を読出し、更
新要求元からのページの参照または書換えに応じ
て対応する部分の内容を更新し、データアレイに
書込むためのものである。

アドレス比較手段は、先行するリクエストのペ
ージアドレスと後続するリクエストのページアド
レスと比較するためのものである。

合成手段は、先行するリクエストの対応するペ
ージへのアクセスに伴う参照ビツトまたは変更ビ
ツトの更新要求と、後続するリクエストの対応す
るページへのアクセスに伴う更新要求とを合成す
るためのものである。

第１の処理手段は、主記憶装置への連続したア
クセスに対して先行するリクエストのページアド
レスに対応する参照ビツトおよび変更ビツトがデ
ータアレイのなかに存在せず、ページ履歴メモリ
をアクセスしているときに後続するリクエストの
アドレスがアドレス比較手段によつて先行するリ
クエストのアドレスと一致することが検出された
ならば、合成手段により後続するリクエストの参
照または書換え要求を先行するリクエストのもの
と合成し、ページ履歴メモリからデータ情報が読
出されたときに合成された更新要求にもとづいて
参照ビツトまたは変更ビツトを更新し、データア
レイに書込むためのものである。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は本発明のページ履歴メモリ装置の処理
方式を適用した処理装置の一実施例を示すブロツ
ク図である。第１図において、処理装置は情報を
記憶するための２次記憶装置１０６と、中央処理
装置１０１と、チヤネル装置１０４と、主記憶装
置１０５と、ページが主記憶装置１０５上で参照
されたか否かを示す参照ビツトと書換えられたか
否かを示す変更ビツトをページ単位に記憶するた
めのページ履歴メモリ装置１０３と、中央処理装
置１０１ならびにチヤネル装置１０４による主記
憶装置１０５へのアクセス要求に対して主記憶装
置１０５へのアクセスを制御すると共にアクセス
によるページの参照または変更に伴う参照ビツト
または変更ビツトの更新の要求をページ履歴メモ
リ装置１０３に対して送出するための主記憶制御
装置１０２とから構成される。

主記憶制御装置１０２はリクエスト受付け部２
０１および主記憶アクセス部２０２より構成さ
れ、リクエスト受付け部２０１は中央処理装置１
０１およびチヤネル装置１０４から主記憶装置１
０５へのアクセスのリクエストを受付け、主記憶
アクセス部２０２に対して主記憶装置１０５への
アクセス指示を送出する。リクエスト受付け部２
０１は同時に、要求元からのメモリアクセスのリ
クエストに応じてページ履歴メモリ装置１０３に
対して参照ビツトおよび変更ビツトの更新指示を
送出する。すなわち、中央処理装置１０１および
チヤネル装置１０４からのリクエストが主記憶装
置１０５の読出し時に送出されたならば、ページ
履歴メモリ装置１０３に対して参照ビツトのセツ
トを指示し、主記憶装置１０５へのストア時には
参照ビツトおよび変更ビツトのセツトを指示す
る。

第２図は、第１図に示すページ履歴メモリ装置
の詳細を示すブロツク図である。

第２図において、３０３はアドレスアレイ、３
０４はアドレス比較手段、３１０は比較手段、３
０１，３１２，３２１はそれぞれ第１〜第３のペ
ージアドレスレジスタ、３０２，３１３，３２４
はそれぞれ第１〜第３のデータレジスタ、３１
１，３２０はそれぞれ第１および第２のスワツプ
アドレスレジスタ、３４２，３４１，３４０，３
４３はそれぞれ第１〜第４の選択手段、３１４は
データアレイ、３１５は合成手段、３３１は更新
手段、３２２はスワツプデータレジスタ、３２３
はリプライデータレジスタ、３３０はページ履歴
メモリである。

次に、ページ履歴メモリ装置１０３について第
２図を参照して詳細に説明する。

ページ履歴メモリ装置１０３は主記憶装置１０
５上のページに対応した参照ビツトおよび変更ビ
ツトを記憶するためのページ履歴メモリ３３０
と、ページ履歴メモリの写しの一部を保持するた
めのデータレジスタ３１３と、データアレイ３１
３の内容がページ履歴メモリのどの部分の写しで
あるか否かの情報を保持するためのアドレスアレ
イ３０３と、それらの周辺回路とから構成されて
いる。中央処理装置１０１またはチヤネル装置か
らの主記憶装置１０５へのアクセスに対して、主
記憶装置１０２はそのリクエスト受付け部２０１
でアクセス要求がページへの参照であるか変更で
あるかを判断し、参照であれば参照ビツトの更新
要求をページ履歴メモリ１０３の第１のデータレ
ジスタ３０２に送出し、変更であれば参照ビツト
および変更ビツトの変更要求をページ履歴メモリ
１０３の第１のデータレジスタ３０２へ送出す
る。同時に、そのリクエストのページアドレスを
第１のページアドレスレジスタ３０１へ送出す
る。

ページ履歴メモリ装置１０３は参照ビツトなら
びに変更ビツトの更新要求、およびページアドレ
スを受取ると、アドレスアレイ３０３を読出して
アドレスアレイ３０３の内容と第１のページアド
レスレジスタ３０１の内容とを比較器３１０で比
較し、対応するページの参照ビツト、ならびに変
更ビツトがデータアレイ３１４のなかに存在する
か否かを調べる。

この結果、データアレイ３１４のなかに対応す
るページの参照ビツト、および変更ビツトが存在
すれば、第１のページアドレスレジスタ３０１お
よび第１のデータレジスタ３０２の内容をそれぞ
れ第２のページアドレスレジスタ３１２および第
２のデータレジスタ３１３へ送出し、要求ページ
のデータアレイ３１４の対応したアドレスの参照
ビツト、または変更ビツトを元の更新要求に応じ
て更新する。これはビツト処理と云われるもので
ある。データアレイ３１４のなかに対応するペー
ジの参照ビツトおよび変更ビツトが存在しなけれ
ば、第１のページアドレスレジスタ３０１のアド
レスの指示するアドレスアレイ３０３の内容を読
出し、第１のスワツプアドレスレジスタ３１１を
通して第２のスワツプアドレスレジスタ３２０に
セツトし、同時に第２のページアドレスレジスタ
３１２の指示するアドレスでデータアレイ３１４
の内容を読出し、スワツプデータレジスタ３２２
へセツトする。その後で、ページ履歴メモリ３３
０のアドレスを第３の選択手段３４０によつてス
ワツプアドレスの側に切換え、スワツプデータレ
ジスタ３２２の内容を書込む。

次に、第３の選択手段３４０によりページ履歴
メモリ３３０のアドレスを第３のページアドレス
レジスタ３２１の側へ切換えて、その内容を読出
す。これより、先にリクエスト受付け部２０１か
らの参照ビツトおよび変更ビツトの更新要求は第
１のデータレジスタ３０２と第２のデータレジス
タ３１３とを介して第３のデータレジスタ３２４
へ送出され、ページ履歴メモリ３３０の内容が読
出されるまで保持される。

ページ履歴メモリ３３０の内容（参照ビツトな
らびに変更ビツト）が読出されると、第３のデー
タレジスタ３２４に保持されていた値に応じて更
新手段３３１により上記の内容が更新され、第１
の選択手段３４２を通してデータアレイ３１４へ
書込まれる。この時、データアレイ３１４のアド
レスは第２の選択手段３４１によつて第３のペー
ジアドレスレジスタ３２１の側を選択する。

上に説明したようにして、中央処理装置１０１
ならびにチヤネル装置１０４からの主記憶装置１
０５へのアクセスに伴う参照ビツトならびに変更
ビツトの更新が行われる。

ページ履歴メモリ装置１０３の参照ビツトおよ
び変更ビツトは、中央処理装置１０１の要求によ
つて読出すことが可能である。リクエスト受付け
部２０１を通して中央処理装置１０１から参照ビ
ツトおよび変更ビツトの読出し要求が到来する
と、要求されるページのアドレスが第１のページ
アドレスレジスタ３０１にセツトされ、そのアド
レスにもとづいてアドレスアレイ３０３が検索さ
れ、対応するページの参照ビツトおよび変更ビツ
トがデータアレイ３１４のなかに存在することが
わかると、データアレイ３１４から対応するペー
ジの参照ビツトおよび変更ビツトをリプライデー
タレジスタ３２３へ読出し、第４の選択手段３４
３を介して要求元へ戻す。対応するページの参照
ビツトおよび変更ビツトがデータアレイ３１４の
なかに存在しないことがわかると、第１のページ
アドレスレジスタ３０１に要求されたページアド
レスをセツトし、ページ履歴メモリ３３０の内容
を読出し、その内容を第４の選択手段３４３を通
して要求元へ返す。

中央処理装置１０１が主記憶装置１０５上のプ
ログラムを実行している状態を考慮すると、プロ
グラムの連続性から主記憶装置１０５へのアクセ
スは同一ページ内へ連続して送出されることが多
く、したがつて参照ビツトおよび変更ビツトの更
新要求も同一ページへ連続して送出されることが
多い。中央処理装置１０１から主記憶装置１０５
へのアクセス要求が送出されると、リクエスト受
付け部２０１はそのリクエストに応じて参照ビツ
トまたは変更ビツトの更新要求をページ履歴メモ
リ装置１０３へ送出する。ページ履歴メモリ装置
１０３は、その要求を第１のページアドレスレジ
スタ３０１および第１のデータレジスタ３０２で
受取り、第１のページアドレスレジスタ３０１に
もとづいてアドレスアレイを検索する。検索の結
果、対応するページの参照ビツトおよび変更ビツ
トがデータアレイ３１４のなかに存在すれば、第
１のアドレスレジスタ３０１、ならびに第１のデ
ータレジスタ３０２の内容はそれぞれ第２のペー
ジアドレスレジスタ３１２、第２のデータレジス
タ３１３に送出され、それにもとづいてデータア
レイ３１４の内部の対応する参照ビツトまたは変
更ビツトが更新される。このような状態では、次
のリクエストが連続して送出されてきても、最初
のリクエストと同様にして連続的に処理すること
ができる。

ところが、最初のリクエストに対応する参照ビ
ツトおよび変更ビツトの更新要求に対応する参照
ビツトおよび変更ビツトがデータアレイ３１４に
存在しなかつた場合には、アドレスアレイ３０３
からページ履歴メモリ３３０へのスワツプアドレ
スを読出し、データアレイ３１４から内容を読出
し、ページ履歴メモリ３３０へ参照ビツトおよび
変更ビツトの書込みを行い、その後で要求された
ページアドレスに対応する参照ビツトならびに変
更ビツトを読出し、要求内容に応じて更新しデー
タアレイへ書込む。ページ履歴メモリのアクセス
はデータアレイ３１４の内部のみでの処理より長
い時間が必要である。このため、この間に連続し
て次のリクエストが送られてきても、最初のペー
ジ履歴メモリ３３０へのアクセスが終了するまで
は次の更新処理を行うことができなくなる。

したがつて、従来の装置では中央処理装置１０
１から主記憶装置１０５へのアクセスを止めて、
ページ履歴メモリ３３０のアクセスが終了するの
を待つてから次のアクセスを処理しなければなら
なかつた。本発明では第３のページアドレスレジ
スタ３２１の内容と第１のページアドレスレジス
タ３０１のの内容とを比較するアドレス比較手段
３０４と、先のページ履歴メモリ３３０をアクセ
ス中にその更新内容を保持する第３のデータレジ
スタ３２４と後続のリクエストの更新内容を保持
する第２のデータレジスタ３１３との内容を合成
する合成手段３１５とを設けることにより、先行
するリクエストのページに対応する参照ビツトお
よび変更ビツトがデータアレイ３１４のなかに存
在せず、その更新のためにページ履歴メモリ３３
０をアクセス中に次のリクエストによる更新要求
が送出された場合でも、上記のアドレス比較手段
３０４によつて２つのリクエストのページアドレ
スが一致していることが検出された場合には、先
のリクエストによる更新要求と後のリクエストに
よるそれとを合成して、第３のデータレジスタ３
２４にセツトしておき、ページ履歴メモリ３３０
から参照ビツトおよび変更ビツトが読出された
時、その合成された内容で更新してデータアレイ
に書込むことによつて、後続の同一ページへのア
クセスを止めずに処理することができる。

また、同様の処理を連続的に行うことによつて
先のリクエストによるページ履歴メモリ３３０の
アクセス中に連続的に送出されたリクエストは、
同一ページへのものである限り待たされることな
くすべて処理可能である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、中央処理装置
およびチヤネル装置から主記憶装置への連続した
アクセスに伴うキヤツシユ方式のページ履歴メモ
リへの連続した更新要求に対して、先の更新要求
がミスヒツトした場合であつても、後続のリクエ
ストと先のリクエストとのページアドレスを比較
して、一致している場合には先のリクエストの更
新要求と後続のリクエストの更新要求との内容を
合成して処理することにより、同一ページへの連
続したリクエストはページ履歴メモリのヒツトミ
スに関係なく連続して処理できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によりページ履歴メモリ処理
方式を実現するための一実施例を示すブロツク図
である。第２図は、本発明によるページ履歴メモ
リ装置の一実施例を示すブロツク図である。 １０１……中央処理装置、１０２……主記憶制
御装置、１０３……ページ履歴メモリ装置、１０
４……チヤネル装置、１０５……主記憶装置、１
０６……２次記憶装置、２０１……リクエスト受
付け部、２０２……主記憶アクセス部、３０１，
３１２，３２１……ページアドレスレジスタ、３
０２，３１３，３２４……データレジスタ、３０
３……アドレスアレイ、３０４……アドレス比較
手段、３１０……比較器、３１１，３２０……ス
ワツプアドレスレジスタ、３１４……データアレ
イ、３１５……合成手段、３２２……スワツプデ
ータレジスタ、３２３……リプライデータレジス
タ、３３０……ページ履歴メモリ、３３１……更
新手段、３４０〜３４３……選択手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報を記憶するための２次記憶装置、ならび
   に前記情報をページ単位に記憶するための主記憶
   装置の間で前記情報を授受できるページ履歴メモ
   リ装置であつて、前記ページが前記主記憶装置上
   で参照されたか否かを示す参照ビツト、ならびに
   前記ページが書換えられたか否かを示す変更ビツ
   トをページ単位に記憶するためのページ履歴メモ
   リと、前記ページ履歴メモリの写しの一部を保持
   するためのデータアレイと、前記データアレイの
   内容が前記ページ履歴メモリ上のどの部分に対応
   するかを示すためのアドレスアレイと、要求元か
   らのページの参照または書換えに対応した前記参
   照ビツトまたは前記変更ビツトの更新要求に対し
   て、対応するページの参照ビツトおよび変更ビツ
   トが前記データアレイのなかに存在するか否かを
   前記アドレスアレイによつて調べ、もし存在すれ
   ば前記データアレイのなかの前記参照ビツトまた
   は前記変更ビツトを更新し、もし存在しなければ
   前記ページ履歴メモリ上の対応する部分を読出
   し、前記要求元からの前記ページの参照または書
   換えに応じて前記対応する部分の内容を更新し、
   前記データアレイに書込むための第１の処理手段
   と、先行するリクエストのページアドレスと後続
   するリクエストのページアドレスとを比較するた
   めのアドレス比較手段と、前記先行するリクエス
   トの対応するページのアクセスに伴う前記参照ビ
   ツトまたは前記変更ビツトの更新要求と前記後続
   するリクエストの対応するページへのアクセスに
   伴う更新要求とを合成するための合成手段と、前
   記主記憶装置への連続したアクセスに対して前記
   先行するリクエストのページアドレスに対応する
   参照ビツトおよび変更ビツトが前記データアレイ
   のなかに存在せず、前記ページ履歴メモリをアク
   セスしているときに前記後続するリクエストのア
   ドレスが前記アドレス比較手段によつて前記先行
   するリクエストのアドレスと一致していることが
   検出されたならば、前記合成手段により前記後続
   するリクエストの参照または書換え要求を前記先
   行するリクエストのものと合成し、前記ページ履
   歴メモリからデータ情報が読出されたときに前記
   合成された更新要求にもとづいて前記参照ビツト
   または前記変更ビツトを更新し、前記データアレ
   イに書込むための第２の処理手段とを具備して構
   成したことを特徴とするページ履歴メモリ装置。