JPH04370855A - 複数ブロック一括入出力制御方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は計算機システムのファイ
ルシステムにおいて超高速ディスク装置と、入出力に要
する目的でメモリの一部をバッファキャッシュとして持
ち、そのバッファキャッシュから実際の超高速ディスク
装置へのデータ転送を複数のブロック単位で行うことに
よってデータ転送をを高速化するファイルシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の計算機システムにおける
超高速ディスク装置とユーザバッファ間の入出力制御方
式では、ユーザバッファから超高速ディスク装置へのデ
ータ転送を行う際に、超高速ディスク装置に書き込むデ
ータブロックをバッファキャッシュメモリ上に保存し、
バッファキャッシュメモリ上のデータの超高速ディスク
装置への転送は、利用者プログラムとは非同期に実行さ
れる。再度、利用者プログラムによるユーザバッファと
超高速ディスク装置間のデータ転送要求が発生した場合
、そのデータが以前既に転送されたものでありバッファ
キャッシュメモリ上に残っていると判断されるとユーザ
バッファとのデータ転送はバッファキャッシュメモリか
らのデータ転送で済み、実際の超高速ディスク装置から
のデータ転送は必要としないため、データ入出力に要す
る時間を削減でき、利用者に対する入出力の応答時間の
短縮を可能とする。バッファキャッシュメモリに書き込
まれたデータは、本来超高速ディスク装置に書き込まれ
るべきデータであり、早期に超高速ディスク装置に書き
込むことによってデータの信頼性を保証することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のバッフ
ァキャッシュメモリと超高速ディスク装置間の入出力制
御方式は要求されたデータ領域を１ブロック単位に分割
し、１ブロック単位の入出力要求を行っていた。よって
、大容量のデータ転送を行う場合、多数の入出力要求が
発行されデータ転送に要する時間を短縮することができ
ない。本発明の目的は要求されたデータ領域を、複数の
ブロックをまとめた論理ブロックで管理し、その論理ブ
ロック毎に入出力要求を発行することによって、入出力
要求の発行回数を削減し、データ転送時間の短縮を可能
にする、複数ブロック一括入出力制御方式を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、計算機システ
ムにおいて実行された利用者プログラムからの要求によ
り利用者プログラム又は計算機システム自体と超高速デ
ィスク装置とのブロックデータ転送の管理制御を行うフ
ァイルブロック制御手段と、利用者のメモリ空間上に存
在しディスク装置へ書き出すブロック又は読み込むブロ
ックを保持するユーザバッファと、前記超高速ディスク
装置と前記ユーザバッファとの間でキャッシュメモリと
してシステム上に論理ブロック単位で複数個存在するバ
ッファキャッシュメモリと、前記バッファキャッシュメ
モリの管理情報を持つバッファヘッダと、利用者プログ
ラムと超高速ディスク装置間でデータ転送を行う際に、
一時的にキャッシュメモリに超高速ディスク装置、又は
ユーザバッファのデータを書き込むバッファキャッシュ
制御手段と、前記バッファキャッシュメモリを論理ブロ
ック単位から更に小さい基本ブロック単位に分割し複数
の基本ブロックの入出力情報を制御する複数ブロック制
御手段と、前記バッファヘッダ、又はそれ自身どうしで
つながり前記バッファキャッシュメモリの１ブロックご
との情報を複数ブロック単位で管理するキャッシュメモ
リ入出力情報テーブルと、前記キャッシュメモリ情報テ
ーブルを作成、管理し前記バッファヘッダとキャッシュ
メモリ入出力情報テーブル、又はキャッシュメモリ入出
力情報テーブルどうしをつなぐキャッシュメモリ入出力
情報テーブル制御手段と、前記超高速ディスク装置のブ
ロックの書き込み又は読み出しを制御する超高速ディス
ク装置制御手段とを備えることを特徴とする複数ブロッ
ク一括入出力制御方式を提供する。

【０００５】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００６】図１は本発明の構成を表す図である。本実
施例の複数ブロック一括入出力制御方式は、ユーザバッ
ファ１と、バッファキャッシュメモリ２と、超高速ディ
スク装置３と、ファイルブロック制御手段４と、バッフ
ァキャッシュ制御手段５と、超高速ディスク装置制御手
段６と、複数ブロック制御手段７と、バッファヘッダ８
と、キャッシュメモリ入出力情報テーブル制御手段９と
、キャッシュメモリ入出力情報テーブル１０とから構成
されている。

【０００７】次に、このように構成された本実施例の複
数ブロック一括入出力方式の動作について説明する。

【０００８】図２はバッファキャッシュメモリ２とユー
ザバッファ１、超高速ディスク装置３とのデータの流れ
を示している。利用者プログラムによってデータが書か
れたユーザバッファ１の内容を超高速ディスク装置３へ
書き込むという要求があったて場合、ファイルブロック
制御手段４はバッファキャッシュ制御手段５に、ユーザ
バッファ１から超高速ディスク装置３へのデータ転送を
要求するが、バッファキャッシュ制御手段５によりデー
タは一時的にバッファキャッシュメモリ２上に保存され
る。バッファキャッシュメモリ２上に存在するデータは
、データの内容を保証するためバッファキャッシュ制御
手段５から利用者プログラムとは非同期に、超高速ディ
スク装置制御手段６を経て超高速ディスク装置３に転送
されるが、データはバッファキャッシュメモリ２上に保
存される。再び同一データに対する超高速ディスク装置
３からユーザバッファ１への読み込みが発生した場合、
バッファキャッシュ制御手段５はこのデータがバッファ
キャッシュメモリ２上にあると判断しキャッシュメモリ
２上にあるデータをユーザバッファ１に転送する。 非同期に実行される超高速ディスク装置３へのデータ出
力処理を行うため、バッファキャッシュ制御手段５は、
バッファキャッシュメモリ２を論理ブロック単位に分割
しそれをバッファヘッダ８で管理する。

【０００９】図３に、バッファキャッシュメモリと論理
ブロック、基本ブロックの関係を示す。

【００１０】図４は、バッファヘッダ８とキャッシュメ
モリ入出力情報テーブルの関係を表す図であり、複数ブ
ロック制御手段７は、バッファキャッシュメモリ２を論
理ブロックよりも小さい基本ブロック単位に分割し、キ
ャッシュメモリ入出力情報テーブル制御手段９は、複数
ブロック制御手段７から得た情報を元にバッファキャッ
シュメモリ２を１ブロック毎に検索し、バッファキャッ
シュメモリ２上のデータが連続か、不連続か、又は非連
続かの情報を、キャッシュメモリ入出力情報テーブル１
０のデータ転送指示フラグにセットする。キャッシュメ
モリ入出力情報テーブル制御手段９は、バッファヘッダ
８にキャッシュメモリ入出力情報テーブル１０をつなげ
、論理ブロック単位ごとに次々とキャッシュメモリ入出
力情報テーブル１０を作成し、作成済のキャッシュメモ
リ入出力情報テーブル１０につなげる。図４では、論理
ブロックａ′から作成されるテーブルをテーブルａ、論
理ブロックｂ′から作成されるテーブルをテーブルｂと
している。全ての論理ブロックについてキャッシュメモ
リ入出力情報テーブル１０が作成され、つながった時点
でキャッシュメモリ入出力情報テーブル制御手段９はバ
ッファキャッシュ制御手段５に制御を渡す。バッファキ
ャッシュ制御手段５は、バッファヘッダ８を情報として
超高速ディスク装置制御手段６に制御を渡し、超高速デ
ィスク装置３に、バッファキャッシュメモリ２へのデー
タ転送を要求する。超高速ディスク装置制御手段６は、
バッファヘッダ８を検索し、キャッシュメモリ入出力情
報テーブル１０を１テーブルずつ参照し論理ブロックを
単位としてバッファキャッシュメモリ２と超高速ディス
ク装置３とのデータ転送を実行する。

【００１１】次に、データ領域の状態によるキャッシュ
メモリ入出力情報テーブル１０の内容の違いを説明する
。図５は、転送すべきデータ領域が連続領域の場合を示
している。複数ブロック制御手段７は、論理ブロック内
の基本ブロックのデータ領域が連続であることを認識し
、それを、キャッシュメモリ入出力制御手段９に伝える
。キャッシュメモリ入出力情報テーブル制御手段９はこ
の情報をもとにして、キャッシュメモリ入出力情報テー
ブル１０のデータ転送指示フラグを「連続」にセットし
、論理ブロックａ′のデータの転送を行うという情報を
キャッシュメモリ入出力情報テーブル１０に格納する。 論理ブロックｂ′も同様である。論理ブロックｃ′のよ
うに論理ブロック内のデータの転送を行わない場合、キ
ャッシュメモリ入出力情報テーブル１０のデータ転送指
示フラグには「非連続」にセットし、論理ブロック全体
のデータ転送を行なわないという情報が格納される。

【００１２】図６は、バッファキャッシュメモリ２上に
不連続にデータが残っていた場合を示している。バッフ
ァキャッシュメモリ２とユーザバッファ１とのデータ転
送を論理ブロック単位に行うために、データを論理ブロ
ック単位に整備する。バッファキャッシュメモリ２上に
読み込まれていないデータは超高速ディスク装置３から
読み込むが、このとき論理ブロック単位でデータを転送
するためにキャッシュメモリ入出力情報テーブル制御手
段９は、どの基本ブロックのデータを読み込むべきかを
知るためにバッファキャッシュメモリ２上を１ブロック
単位で検索する。その検索結果をキャッシュメモリ入出
力情報テーブル１０に格納する。今、１つの論理ブロッ
クが４つの基本ブロックから構成されていた場合を例に
挙げる。論理ブロックａ′は、１ブロック目はデータの
転送を必要とせず、２から４ブロック目はデータの転送
を必要とする。この場合、キャッシュメモリ入出力情報
テーブル１０の基本ブロック転送フラグには、１ブロッ
ク目から順に「ｏｆｆ」、「ｏｎ」、「ｏｎ」、「ｏｎ
」がセットされ、１ブロック目はデータ転送を行わず、
次の２から４ブロック目はデータ転送を行うという情報
が格納される。論理ブロックｂ′のキャッシュメモリ入
出力情報テーブル１０には、１、２、４ブロック目はデ
ータ転送を行い、３ブロック目はデータ転送を行わない
という情報が格納される。論理ブロックｃ′のテーブル
も同様にして各ブロックの情報が格納される。

【００１３】

【発明の効果】以上説明した様に本発明は、メモリの一
部をキャッシュメモリとして使用することによって、超
高速ディスク装置とのデータ転送なしにメモリ間のみの
転送を行うことでデータ入出力時間の短縮を図り、利用
者プログラムの入出力待ち時間を低減する効果が期待で
きるが、複数ブロック一括入出力方式を利用して、超高
速ディスク装置へのデータ転送時間を短縮することによ
って、キャッシュメモリ上にあるユーザデータを常に高
い信頼性で保障することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図実線はデータ転
送の流れを、点線は制御の流れを、波線はテーブルの作
成を示したものである。

【図２】超高速ディスク装置へのデータの転送が発生し
た時にバッファキャッシュメモリを経由するデータの流
れを表す。

【図３】バッファキャッシュメモリと論理ブロック、基
本ブロックの関係を示している。

【図４】バッファヘッダにキャッシュメモリ入出力情報
テーブルが複数個つながる状態を示している。キャッシ
ュメモリ入出力情報テーブルは複数ブロック単位にデー
タ領域を管理し、バッファヘッダは論理ブロック単位に
データ領域を管理する。

【図５】データ領域が連続である場合のキャッシュメモ
リ、ディスクブロックの状態とキャッシュメモリ入出力
情報テーブル制御手段よって作成されるキャッシュメモ
リ入出力情報テーブルの内容を示している。色の部分は
データ転送を行う領域を示している。

【図６】データ領域が不連続である場合のキャッシュメ
モリ、ディスクブロックの状態と、キャッシュメモリ入
出力情報テーブル制御手段よって作成されるキャッシュ
メモリ入出力情報テーブルの内容を示している。色の部
分はデータ転送を行う領域を示している。キャッシュメ
モリ入出力情報テーブル上のｏｎは１ブロック単位でデ
ータ転送を行う、ｏｆｆは１ブロック単位でデータ転送
を行わないということを示す。

【符号の説明】

１　　　　ユーザバッファ ２　　　　バッファキャッシュメモリ ３　　　　超高速ディスク装置 ４　　　　ファイルブロック制御手段 ５　　　　バッファキャッシュ制御手段６　　　　超高
速ディスク装置制御手段７　　　　複数ブロック制御手
段 ８　　　　バッファヘッダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　計算機システムにおいて実行された利
   用者プログラムからの要求により利用者プログラム又は
   計算機システム自体と超高速ディスク装置とのブロック
   データ転送の管理制御を行うファイルブロック制御手段
   と、利用者のメモリ空間上に存在しディスク装置へ書き
   出すブロック又は読み込むブロックを保持するユーザバ
   ッファと、前記超高速ディスク装置と前記ユーザバッフ
   ァとの間でキャッシュメモリとしてシステム上に論理ブ
   ロック単位で複数個存在するバッファキャッシュメモリ
   と、前記バッファキャッシュメモリの管理情報を持つバ
   ッファヘッダと、利用者プログラムと超高速ディスク装
   置間でデータ転送を行う際に、一時的にキャッシュメモ
   リに超高速ディスク装置、又はユーザバッファのデータ
   を書き込むバッファキャッシュ制御手段と、前記バッフ
   ァキャッシュメモリを論理ブロック単位から更に小さい
   基本ブロックに分割し複数の基本ブロックの入出力情報
   を制御する複数ブロック制御手段と、前記バッファヘッ
   ダ、又はそれ自身どうしでつながり前記バッファキャッ
   シュメモリの１ブロックごとの情報を複数ブロック単位
   で管理するキャッシュメモリ入出力情報テーブルと、前
   記キャッシュメモリ情報テーブルを作成、管理し前記バ
   ッファヘッダとキャッシュメモリ入出力情報テーブル、
   又はキャッシュメモリ入出力情報テーブルどうしをつな
   ぐキャッシュメモリ入出力情報テーブル制御手段と、前
   記超高速ディスク装置のブロックの書き込み又は読み出
   しを制御する超高速ディスク装置制御手段と、を備える
   ことを特徴とする複数ブロック一括入出力制御方式。