JPH04170624A - 外部記憶装置を含むシステム - 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、磁気テープ装置、磁気ディスク装置の如きい
わゆる外部記憶装置を含むシステムに関し、特にデータ
転送パスを効率的に利用するためにデータバッファを搭
載した外部記憶装置を含むシステムに関する。

【従来の技術Ｊ 近年、金融、証券等の分野を中心として、物あるいは金
をリアルタイムで一元的に管理するための大規模なオン
ライン・データベースシステムが開発されている。ここ
では、時々刻々変化する物あるいは金に関する管理デー
タが、業務上置も貴重なリソースであり、オンラインシ
ステムが何等かの障害によりダウンした場合でも、この
データを如何に信頼度高く保証するかが、大きな課題と
なっている。この課題を解決するために、多くの場合、
例えば、ディスク上に構築されたデータベースの内容を
定期的に磁気テープに記録し、障害によりデータベース
が破壊された場合には、この磁気テープに記録したバッ
クアップデータを用いて回復するという手法が採られて
いる。

上述のオンライン・データベースのバックアップを行う
ための磁気テープ装置、磁気ディスク装置等を中心とす
る外部記憶装置を含むシステムとしては、例えば、ＨＩ
ＴＡＣマニュアル８０８０−２−１０７−１０（昭和６
３年２月２日立製作所発行）にある如く、通常、媒体へ
のデータ記録あるいは媒体からのデータ再生を行う外部
記憶装置群、データ転送を指示するホスト計算機群、上
述の外部記憶装置群とホスト計算機群との間に設けられ
た共有のデータ転送パス、データ転送を制御するコント
ローラから構成される。このように、ホスト計算機群と
外部記憶装置群との間を共有のデータ転送パスで結ぶ構
成を採ることにより、任意の計算機が任意の外部記憶装
置にデータを転送することができる。

ところで、データ転送を開始する場合、外部記憶装置は
、通常、媒体とのデータ受は渡しのインタフェース部分
（ヘッド）が媒体の所定の位置に移動（位置付け）され
た時点で、上述の共有データ転送パスと結合される。と
ころが、このとき、すべてのデータ転送パスが他の外部
記憶装置と結合中でビジーとなっていると、再度位置付
けをやり直す必要がある。入出力要求頻度が高い場合に
は、この再位置付けのオーバヘッドが性能低下を惹き起
こすという問題が生ずる。

この問題を解決するための方法としては、例えば、特許
第１，３９９，５１９号（特願昭５７−１６２２５号）
に示される方法がある。ここでは、データを一時的に記
憶するためのバッファを設けて、前述の如く、共有デー
タ転送パスとの結合ができない場合でも転送すべきデー
タをこのバッファに書き込んでおく。そして、結合が可
能になったときに上述のバッファからデータを読み出し
て、転送を行うというものである。これにより、ヘッド
の再位置付けを行う必要がなくなり、性能低下を防ぐこ
とができるようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常、外部記憶装置のデータ転送能力は、ホスト計算機
群あるいはデータ転送パスの転送能力よりも低い、これ
は、後者が電気信号の伝送のみを行うのに対して、前者
が電気信号と磁気、光等他の信号との変換および機械的
動作を伴うためである。最近、ＣＰＵおよび伝送路の処
理性能は著しく高速化しつつあるが、上述の理由により
、ホスト計算機群と外部記憶装置群間との間のデータ転
送性能は、外部記憶装置の処理能力がボトルネックとな
って頭打ちになっており、システム全体としての処理能
力向上における問題となっている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
才るところは、従来の技術における上述の如き問題を解
消し、ピーク時にも、システムの処理性能を低下させな
いようにした外部記憶装置を含むシステムを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、外部記憶装置群、該外部記憶装置
群へのデータ記録またはデータ再生を指示する計算機群
およびこれらを接続するチャネル群、前記外部記憶装置
群とチャネル群との間に設けられた共有のデータ転送パ
ス、データ転送を制御するコントローラを有するシステ
ムにおいて、前記外部記憶装置群の各々にデータを一時
的に記憶するバッファを設け、前記データ転送パスを確
保できない場合に、当該外部記憶装置で記録すべきデー
タ、あるいは、当該外部記憶装置が再生して送出すべき
データを前記バッファに蓄積するように構成したことを
特徴とする外部記憶装置を含むシステムによって達成さ
れる。

〔作用〕

本発明に係るシステムを構成する外部記憶装置には、そ
の各々にデータを一時的に記憶するためのバッファが設
けられている。そして、このバッファにより、ホスト計
算機側のデータ転送能力と外部記憶装置データ転送能力
とのギャップを埋める作用をする。すなわち、ホスト計
算機とバッファ間のデータ転送は、外部記憶装置の処理
性能の制約がなくなるため、データ転送パスを介しても
従来よりも高速になる。これにより、共有リソースであ
るデータ転送パスを従来よりも効率良く使用することが
できるようになる。

一方、バッファと外部記憶装置との間のデータ転送は、
従来通り低速で行われるが、この転送は他の外部記憶装
置とは独立にローカルに行うことができるので、並列処
理が可能である。従って、バッファと外部記憶装置との
間のデータ転送処理が中断しないように、しかも、外部
記憶装置の処理の並列度が向上するように、データ転送
パスの割り当て制御を行うことにより、ホスト計算機と
外部記憶装置間のデータ転送性能を向上させることがで
きる。

具体的には、以下のような制御が行われる。

（１）データ記録／再生コマンドの受は付は上位の計算
機から、データ記録コマンドあるいはデータ再生コマン
ドを受は付け、それをデータ転送処理実行待ちキューに
登録する。

（２）データ転送パスの割り当て 上述のキューに登録されたコマンドを、どのデータ転送
パスで実行するのかを決定する。

この際、各外部記憶装置に搭載されたバッファが、デー
タ記録時には空にならないように、また、データ再生時
にはオーバフローしないように、各コマンド処理に対し
てデータ転送パスを時分割で割り当てる。このために、
各バッファのデータ格納量、各チャネルのデータ転送速
度と転送要求頻度、各外部記憶装置の稼働率と利用優先
度等の情報を参照する。

（３）データ転送処理の実行 上記（２）のパス割り当て結果に基づいて、前述のデー
タ転送処理実行待ちキューに登録された転送処理を実行
する。

（４）外部記憶システムの稼働状態の監視上記（２）の
データ転送パス割り当ての際に利用するために、システ
ムの稼働中に、各バッファのデータ格納量、各チャネル
のデータ転送速度と転送要求頻度、各外部記憶装置の稼
働率と利用優先度等の情報を収集する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。なお、以下に示す実施例においては、本発明を、磁気
テープ装置を含むシステムに適用した例を示すが、本発
明はこれに限定されるべきものではない。

第１図は、本発明の一実施例を示すデータバッファを搭
載した磁気テープ装置システムの全体構成を示す図であ
る０図において、１は磁気テープ装置のコントローラで
あり、上位計算機と磁気テープ装置群の中間に位置し、
データ転送の制御を行う機能を有する。２は磁気テープ
装置であり、上位計算機から送られてきたデータをテー
プに記録（Ｗｒｉｔｅともいう）したり、テープからデ
ータを再生（Ｒｅａｄともいう）して上位計算機に送出
したりする。また、３は磁気テープ毎に搭載されたデー
タバッファであり、転送データを一時的に格納すること
により、データ転送パスを効率良く使用できるようにす
る機能を有する。

次に、上述の磁気テープ装置のコントローラｌの構成を
説明する。１０１はチャネルインタフェースであり、上
位計算機からのデータ転送コマンドの受付、上位計算機
への転送終了報告等を行う機能を有する。１０２はチャ
ネル管理部であり、チャネルインタフェースｌｏｔで受
付けた転送コマンドを実行待ちキュー１０５（コマンド
キュー）に登録する機能を有する。１０３はデータ転送
実行管理部であり、コマンドキュー１０５に登録された
コマンド群に対して最適なデータ転送パスを割り当て、
そのパスを使用してデータ転送を実行する機能を有する
。なお、この割り当ての決定は、磁気テープ装置の稼働
状況やデータバッファ内のデータ格納量等に基づいて行
われる。また、１０６はデータバッファ内のデータ量を
管理するためのテーブル、１０７は磁気テープ装置の稼
働状況を管理するためのテーブル、１０８はデータパス
の使用状況を管理するためのデータ転送パス管理テーブ
ルである。

＋０４は磁気テープ装置管理部であり、後述する如く、
上述の二つのテーブル１０６．１０７を、逐次更新する
機能を有するものである。１０９は磁気テープ装置イン
タフェースであり、磁気テープ装置２゜データバッファ
３との間のインタフェース機能を有する。

上述の三つの管理部、チャネル管理部１０２．データ転
送実行管理部１０３．磁気テープ装置管理部１０４の機
能を、以下、説明する。

第２図は、チャネル管理部１０２によるチャネル実行管
理の手順を示す図である。ここでは、上位計算機からの
データ転送コマンドを受付け、第３図に示す如く、コマ
ンドキューに登録する。第３図に示す如く、テーブルに
は、コマンド毎にその処理内容（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ
）、使用する磁気テープ装置の番号、チャネルインタフ
ェースの番号等の情報が記憶されている。

第２図に戻って手順を説明する。

ステップ２０Ｉ：各チャネルインタフェース内のレジス
タを参照し、上位計算機からデータ転送コマンドが到着
しているか否かを調べる。到着していればステップ２０
２へ、そうでない場合はステップ２０６に進む。

ステップ２０２：到着したコマンドで使用する磁気テー
プ装置の状態を、後述する磁気テープ装置管理テーブル
を参照して調べる。

ステップ２０３ニステツプ２０２におけるチエツクの結
果、使用する磁気テープ装置がＲｅａｄｙ状態ならばス
テップ２０４へ、そうでない場合にはステップ２０５に
進む。

ステップ２０４：磁気テープ装置がＲｅａｄｙ状態でデ
ータ転送が可能であるため、受付けたコマンドを、第３
図に示すコマンドキューに登録して、処理を終了する。

ステップ２０５：磁気テープ装置がＲｅａｄｙ状態でな
いため、コマンド実行不可を上位計算機に報告して、処
理を終了する。

第４図は、データ転送実行管理１ｉ１０３によるデータ
転送実行管理の手順を示す図である。ここでは、コマン
ドキューに登録されたコマンド群に対して最適なデータ
転送パスを割り当て、このパスを使用してデータ転送を
実行する。なお、パスの割り当ての際には、第６図に示
すバッファ管理テーブル１０６．第７図に示す磁気テー
プ装置管理テーブル１０７．第８図の割り当てコマンド
決定テーブル、第９図のデータ転送パス管理テーブル１
０８の四つのテーブルを参照する。

上記バッファ管理テーブル１０６には、磁気テープ装置
毎に、バッファ内に格納されているデータの先頭アドレ
スと末尾アドレス、データ格納量。

バッファ容量等が格納されている。磁気テープ装置管理
テーブル！０７には、やはり磁気テープ装置毎に、磁気
テープ装置の稼働状況、処理内容、パスの割り当て状況
等が格納されている０割り当てコマンド決定テーブルに
は、パス割り当てのための基準として、各バッファのデ
ータ格納量に関する情報が格納されている。また、デー
タ転送パス管理テーブル１０８には、各パスの稼働状況
、データ転送で使用する磁気テープ装置の番号等が格納
されている。なお、データ転送パス割り当ての手順につ
いては、後述する。

第４図に戻って手順を説明する。

ステップ４０１：第９図に示したデータ転送パス管理テ
ーブル１０８を参照して、Ｒｅａｄｙ状態のデータ転送
パスがあるか否かを調べる。ある場合にはステップ４０
２へ、そうでない場合はステップ４０６に進む。

ステップ４０２：コマンドキューに登録されているコマ
ンド群の中から、後述するデータ転送パス割り当て手順
に従って、コマンドを一つ選択し、その内容をデータ転
送パス管理テーブル１０８に登録する。

ステップ４０３ニステツプ４０２で選択したコマンドの
処理内容がＲｅａｄかＷｒｉｔｅかを判定する。

Ｗｒｉｔｅならばステップ４０４へ、Ｒｅａｄの場合に
はステップ４０５に進む。

ステップ４０４：コマンドの処理内容がＷｒｉｔ、ｅで
あるため、上位計算機に対してデータ転送開始を指示す
る。その後、ステップ４０１に戻る。

ステップ４０５：コマンドの処理内容がＲｅａｄである
ため、磁気テープ装置に対して起動を指示する。その後
、ステップ４０１に戻る。

ステップ４０６：データ転送パス管理テーブル１０８を
参照して、データ転送処理中のパスがあるか否かを調べ
る。ある場合にはステップ４０６に進み、そうでない場
合は処理を終了する。

ステップ４０７：データ転送パス管理テーブル１０８を
参照して、その処理内容がＲｅａｄかＷｒｉｔｅかを調
べる。　Ｗｒｉｔｅである場合にはステップ４０８に進
み、Ｒｅａｄである場合はステップ４１５に進む。

ステップ４０８：第７図に示す磁気テープ装置管理テー
ブル１０７を参照して、データ転送で使用する磁気テー
プ装置がＲｅａｄｙ状態かＢ　ｕｓｙ状態かを判定する
。　Ｒｅａｄｙ状態である場合はステップ４０９に進み
、Ｂ　ｕｓｙ状態である場合は、ステップ４１１に進む
。

ステップ４０９：第６図に示すバッファ管理テーブル１
０６を参照して、ステップ４０８で調べた磁気テープ装
置に搭載されたバッファに、データが格納されているか
否かを調べる。もし、格納されているならばステップ４
１０に進み、そうでない場合は処理を終了する。

ステップ４１Ｏニステツプ４０８で調べた磁気テープ装
置に起動を指示して、処理を終了する。

ステップ４１１：上述のバッファ管理テーブル１０６を
参照して、ステップ４０８で調べた磁気テープ装置に搭
載されたバッファ内が、データで満杯か否かを調べる。

満杯の場合はステップ４１３に進み、そうでない場合は
ステップ４１２に進む。

ステップ４１２：前述のデータ転送パス管理テーブル１
０８を参照して、そのパスの使用時間が予め決めた限界
値に達したか否かを判定する。

この判定は、特定の磁気テープ装置ばかりがデータ転送
処理を実行することを避けるために行うものである。限
界値に達している場合にはステップ４１３に進み、そう
でない場合は処理を終了する。

ステップ４１３：上位計算機に対してデータ転送停止を
指示する。

ステップ４１４：データ転送パスの割り当てを解除して
、それを前述のデータ転送パス管理テーブル１０８に登
録して、処理を終了する。

ステップ４１５：データ転送を行おうとしている上位計
算機がＲｅａｄｙ状態かＢ　ｕｓｙ状態かを調べる。　
Ｒｅａｄｙ状態の場合はステップ４１６に進み、Ｂ　ｕ
ｓｙ状急の場合はステップ４１８に進む。

ステップ４１６：前述のバッファ管理テーブル１０６を
参照して、データ転送で使用するバッファ内にデータが
格納されているか否がを調べる。

格納されている場合はステップ４１７に進み、そうでな
い場合は処理を終了する。

ステップ４１７：ステップ４１５で調べた上位計算機に
対して、データ転送の開始を指示する。

ステップ４１８：前述のバッファ管理テーブル＋０６を
参照して、ステップ４１６で調べたバッファ内が空か否
かを調べる。空の場合はステップ４２０に進み、そうで
ない場合はステップ４１９に進む。

ステップ４１９ニステツプ４１２で述べたと同様の理由
により、パス使用時間が限界値に達したか否かを判定す
る。限界値に達している場合にはステップ４２０に進み
、そうでない場合は処理を終了する。

ステップ４２０：上位計算機に対してデータ転送停止を
指示する。

ステップ４２１：データ転送パスの割り当てを解除して
、それを前述のデータ転送パス管理テーブル１０８に登
録して、処理を終了する６次に、データ転送パスの割り
当ての手順を、第５図に従って説明する。

ステップ５０１　：第３図に示すコマンドキューに登録
されたコマンド群の中から、データ転送パスをまだ割り
当てていないものを１つ選択すステップ５０２：選択し
たコマンドの処理に使用す磁気テープ装置の番号ｉを調
べる。

ステップ５０３：第６図に示すバッファ管理テーブル１
０６を参照して、磁気テープ装置１のバッファ内のデー
タ量を調べ、割り当て基準Ｅ。

を次式により算出する。

（処理内容がＷｒｉｔｅの場合） ＥＬ＝Ｖ、−Ｄ。

（処理内容がＲｅａｄの場合） Ｅｌ＝Ｄｉ ここで、Ｖｌ：バッファ容量 Ｄｌ：バツファ内データ格納量 ステップ５０４：上述の割り当て基準Ｅｉを、第８図に
示す割り当て基準テーブルに登録する。

ステップ５０５：コマンドキューに登録されているすべ
てのコマンドをチエツクしたならば、ステップ５０６に
進み、そうでないならば、ステップ５０１に戻る。

ステップ５０６：上述の割り当て基準テーブルを参照し
て、そこに登録されたＥＬの値が最大となる磁気テープ
装置、すなわち、パスを割り当てないと処理が停止して
しまう可能性が最も高い磁気テープ装置ｎを選択する。

ｎ＝（ｉｌＭａｘ　Ｅ、、１ｅｓ） ここで、Ｓ：パスを未割り当ての 磁気テープ装置 ステップ５０７：磁気テープ装置ｎにデータ転送パスを
割り当てる。

次に、磁気テープ装置管理の手順を、第１Ｏ図に従って
説明する。

ステップ１００１　：第７図に示す磁気テープ装置管理
テーブル１０７を参照して、稼働中の磁気テープ装置が
あるか否かを調べる。ある場合はステップ１００２に進
み、ない場合は処理を終了する。

ステップ１００２　ニステップ１００１で調べた稼働中
の磁気テープ装置について、バッファ機構の制御情報を
基に、バッファ管理テーブル１０６のデータ格納量を更
新する。

ステップ１００３　：上記磁気テープ装置について、デ
ータ転送パスが未割り当てか否かを調べる。

未割り当ての場合はステップ１００４に進み、そうでな
い場合は処理を終了する。

ステップ１００４　：上記磁気テープ装置の処理内容が
ＲｓａｄかＷｒｉｔｅかを調べる。　Ｗｒｉｔｅの場合
はステップ１００５に進み、Ｒｅａｄの場合はステップ
ｌ００７に進む。

ステップ１００５　：バッファ内のデータ量が空が否か
を調べる。空ならばステップ１００６に進み、そうでな
いならば処理を終了する。

ステップ１００６４バツフアにＷｒｉｔｅすべきデータ
がないため、磁気テープ装置に対して停止を指示する。

そして、処理を終了する。

ステップ１００７　：バッファ内のデータ量が満杯が否
かを調べる。満杯ならばステップ１００８に進み、そう
でないならば、処理を終了する。

ステップ１００Ｂ　：バッファにＲｅａｄしたデータが
入らないので、磁気テープ装置に対して停止を指示する
。

なお、第１Ｏ図に示した処理は、第４図、第５図に示し
た処理とは非同期に行われるものである。

上記実施例によれば、任意の磁気テープ装置と上位計算
機との間のデータ転送パスが、他の磁気テープ装置の転
送処理のために確保できない場合でも、その磁気テープ
装置で記録すべきデータあるいは再生すべきデータをバ
ッファに蓄積して、磁気テープ装置の処理が停止しない
ようにすることができる。これにより、磁気テープ装置
を含むシステムのデータ転送処理の並列度が高まり、ス
ループットを向上させることができる。

なお、上記実施例においては、本発明を、磁気テープ装
置を含むシステムに適用した例を示したが、本発明はこ
れに限定されるべきものではないことは、前述の通りで
ある。

〔発明の効果］ 以上、詳細に説明した如く、本発明によれば、媒体書込
み読出し装置群、該媒体書込み読出し装置群へのデータ
記録またはデータ再生を指示する計算機群およびこれら
を接続するチャネル群、前記媒体書込み読出し装置群と
チャネル群との間に設けられた共有のデータ転送パス、
データ転送を制御するコントローラを有するシステムに
おいて、前記媒体書込み読出し装置群の各々にデータを
一時的に記憶するバッファを設け、前記データ転送パス
を確保できない場合に、当該媒体書込み読出し装置で記
録すべきデータ、あるいは、当該媒体書込み読出し装置
が再生して送出すべきデータを前記バッファに蓄積する
ように構成したことにより、ピーク時にも、システムの
処理性能を低下させないようにした媒体書込み読出し装
置を含むシステムを実現できるという顕著な効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す磁気テープ装置システ
ムの全体構成を示す図、第２図はチャネル実行管理の手
順を示す図、第３図はコマンドキューの構成例を示す図
、第４図はデータ転送実行管理の手順を示す図、第５図
はデータ転送パスの割り当ての手順を示す図、第６図は
バッファ管理テーブルの構成例を示す図、第７図は磁気
テープ装置管理テーブルの構成例を示す図、第８図は割
り当てコマンド決定テーブルの構成例を示す図、第９図
はデータ転送パス管理テーブルの構成例を示す図、第１
Ｏ図は磁気テープ装置管理の手順を示す図である。 １：磁気テープ装置のコントローラ、１０１：チャネル
インタフェース、１０２：チャネル管理部、１０３：デ
ータ転送実行管理部、１０４：磁気テープ装置管理部、
１０５：コマンドキュー、１０６：バッファ管理テーブ
ル、１０７：磁気テープ装置管理テーブル、１０８：デ
ータ転送パス管理テーブル、２：磁気テープ装置、３：
データバッファ。 第　　　２　　　図 第　　　６　　　図 第　　　７　　　図 第　　８　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部記憶装置群、該外部記憶装置群へのデータ記録
   またはデータ再生を指示する計算機群およびこれらを接
   続するチャネル群、前記外部記憶装置群とチャネル群と
   の間に設けられた共有のデータ転送パス、データ転送を
   制御するコントローラを有するシステムにおいて、前記
   外部記憶装置群の各々にデータを一時的に記憶するバッ
   ファを設け、前記データ転送パスを確保できない場合に
   、当該外部記憶装置で記録すべきデータあるいは当該外
   部記憶装置が再生して送出すべきデータを前記バッファ
   に蓄積するように構成したことを特徴とする外部記憶装
   置を含むシステム。 ２、前記データ転送パスを確保できない場合に、当該外
   部記憶装置で記録すべきデータを事前に前記バッファに
   蓄積しておき、該データがすべて前記外部記憶装置に記
   録される前に、新たに記録すべきデータを前記バッファ
   に蓄積するためにデータ転送パスを割り当てるように構
   成したことを特徴とする請求項１記載の外部記憶装置を
   含むシステム。 ３、前記データ転送パスを確保できない場合に、当該外
   部記憶装置が再生して前記チャネルに送出すべきデータ
   を前記バッファに蓄積しておき、該データがオーバフロ
   ーする前にチャネルに送出するためにデータ転送パスを
   割り当てるように構成したことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の外部記憶装置を含むシステム。 ４、前記外部記憶装置群の各々毎に、バッファのデータ
   格納量、データの転送速度、転送要求頻度、稼働率ある
   いは優先度を調査し、また、上位計算機のチャネル毎に
   、データの転送速度、転送要求頻度、稼働率あるいは優
   先度を調査し、該調査の結果に基づいて前記データ転送
   パスを割り当てるように構成したことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の外部記憶装置を含むシステ
   ム。 ５、前記データ転送パスを割り当てる際に、データ記録
   処理を行っている外部記憶装置に対して優先的にデータ
   転送パスを割り当てるように構成したことを特徴とする
   請求項２記載の外部記憶装置を含むシステム。 ６、前記データ転送パスを割り当てる際に、データ再生
   処理を行っている外部記憶装置に対して優先的にデータ
   転送パスを割り当てるように構成したことを特徴とする
   請求項３記載の外部記憶装置を含むシステム。