JPH0455953A - ブロック入出力制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、利用者プログラムからの入出力要求に基づく
利用者プログラムとファイルとの間のデータの入出力を
バッファを介して行う（バッファとファイルとの間のデ
ータの入出力についてはブロック単位で行う）計算機シ
ステム（例えば、主にワークステーションのオペレーテ
ィングシステムとして汎く利用されているＵＮＩＸが適
用される計算機システム）におけるブロック入出力制御
方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のブロック入出力制御方式では、バッファ
の長さよりも短いデータの書き込み要求が利用者プログ
ラムから行われると、まずそのバッファ分のデータがフ
ァイルから読み取られ、そのデータの一部（書き込み要
求が行われたデータと同一の長さのデータ）と書き込み
要求が行われたデータとが置換されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のブロック入出力制御方式では、バッファ
の長さよりも短いデータの書き込み要求が利用者プログ
ラムから行われると、ファイル内のバッファ分のデータ
の一部と書き込み要求が行われたデータとが置換されて
いるので、書き込みがシーケンシャルに行われる場合に
、ファイルから読み取っても結局は無駄なデータ、すな
わち後続する書き込み要求で上書きされてしまい役に立
たないデータをファイルから読み取ることになり、結果
的に利用者プログラムがデータの書き込みに長時間を要
することになるという欠点がある。

利用者プログラムからの入出力要求に基づく利用者プロ
グラムとファイルとの間のデータの入出力をバッファを
介して行う計算機システムの代表例であるＵＮＩＸにお
いては、以前はバッファサイズが１０２４バイトであっ
たが、システム規模の拡大に伴いそのバッファサイズが
４０９６バイトや８１９２バイトというように１０２４
バイトの整数倍で拡張されてきている。このため、１０
２４バイトのデータの書き込みを行っているような利用
者プログラムでは、上述の欠点が顕著になり、修正を行
わないと十分なデータの入出力の処理速度が得られない
。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、バッファサイズより
短いサイズでデータの書き込み要求を行う利用者プログ
ラムの実行性能の低下の抑制を、その利用者プログラム
の修正を行うことなく実現することができるブロック入
出力制御方式を提供することにある。

なお、本方式は利用顧度の高いソーケンシャル書き込み
においてその効果が現れるが、例えばＵＮＩＸにおいて
はランダム書き込みとンーケンシャル書き込みとは何ら
区別されることなく実行されるので、ランダム書き込み
にも対応できるように考慮されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のブロック入出力制御方式は、利用者プログラム
からの入出力要求に基づく利用者プログラムとファイル
との間のデータの入出力をバッファ管理情報により管理
されるバッファを介して行う計算機システムにおいて、
複数個の同一のサイズのエリアに分割された前記バッフ
ァと、このバッファ内の各エリアのデータの有効性を示
す情報を管理するエリア管理情報と、前記バッファ管理
情報および前記エリア管理情報を参照して利用者プログ
ラムとファイルとの間のデータの入出力の制御を行う入
出力制御手段とを有する。

〔作用〕

本発明のブロック入出力制御方式では、バッファが複数
個の同一のサイズのエリアに分割され、エリア管理情報
がバッファ内の各エリアのデータの有効性を示す情報を
管理し、入出力制御手段がバッファ管理情報およびエリ
ア管理情報を参照して利用者プログラムとファイルとの
間のデータの入出力の制御を行う。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明のブロック入出力制御方式の一実施例
の構成を示すブロック図である。本実施例のブロック入
出力制御方式は、利用者プログラム１と、入出力制御手
段２と、ファイル３とを含んで構成されている。

入出力制御手段２は、複数個の同一のサイズのエリアに
分割されたバッファ４と、バッファ４毎に存在しそのバ
ッファ４とファイル３内のブロックとの対応を示す情報
および更新フラグ（そのバッファ４が更新されたがその
バッファ４に対応するブロックが更新されていない等の
ために両者が一致しなくなる可能性が生じたときにセン
トされるフラグ）を管理するバッファ管理情報５と、バ
ッファ４毎に存在しそのバッファ４内の各エリアのデー
タの有効性を示す情報（各エリアのデータがファイル３
の中にあるべきデータと一致している（有効）か否（無
効）かを示す情報）を管理するエリア管理情報６とを含
んで構成されている。

なお、本実施例ではバッファ４．バツフア管理情報５お
よびエリア管理情報６は入出力制御手段２内に存在する
が、これらが入出力制御手段２外に存在する計算機シス
テムにも本発明を適用することができる。

第２図は、入出力制御手段２の処理を示す流れ図である
。この処理は、ブロック位置算出ステンプ２０１と、全
ブロック処理終了判定ステップ２０２と、バンファ割り
当て済み判定ステップ２０３と、空きバッファ有無判定
ステップ２０４と、バッファ確保処理ステップ２０５と
、バンファ割り当てステップ２０６と、読み取り／書き
込み判定ステップ２０７と、入力データ対応エリア判定
ステップ２０８と、ブロックデータ読み取りステップ２
０９と、データ移送ステップ２１０と、出力データ対応
エリア判定ステップ２１１と、エリア有効判定ステップ
２１２と、ブロックデータ読み取りステップ２１３と、
データ移送ステップ２１４とからなる。

第３図は、第２図中のバッファ確保処理ステ。

ブ２０５の詳細な処理を示す流れ図である。この処理（
バッファ確保処理）は、ハ、フプ選出ステップ３０１と
、更新フラグセント判定ステップ３０２と、エリア有効
判定ステップ３０３と、ブロックデータ読み取りステッ
プ３０４と、バッファデータブロック書き込みステップ
３０５と、バッファ解放ステップ３０６とからなる。

次に、このように構成された本実施例のプロンク入出力
制御方式の動作について説明する。

利用者プログラム１は、データの入出力要求（読み取り
要求または書き込み要求）時にパラメータとしてファイ
ル内バイト位置、データサイズおよびデータエリアアド
レスを付加して入出力制御手段２を呼ぶ。

入出力制御手段２は、受は取ったファイル内バイト位置
に基づいてその入出力要求がファイル３内のどのブロッ
クに対する入出力要求であるかを算出し、複数存在する
バッファ４の中からいずれかを割り当て、データの入出
力を行う、なお、利用者プログラム１からのデータの入
出力要求が複数のブロックにまたがる場合には、個々の
ブロックに分割してデータの入出力を行う。

次に、第２図を参照して、入出力制御手段２における動
作を詳細に説明する。入出力制御手段２は、以下に示す
ような処理を行う。

利用者プログラム１から渡されたファイル内バイト位置
に基づいて入出力対象のデータに対応するファイル３内
のブロック位置を算出しくステップ２０１）、利用者プ
ログラム１からの入出力要求に係る全てのブロックにつ
いて以下の処理（ステップ２０３〜２１４の処理）を終
了したか否かを判定する（ステップ２０２）。

ステップ２０２で当該入出力要求に係る全てのブロック
については以下の処理を終了していないと判定した場合
には、バッファ４が割り当て済みか否かを判定する（ス
テップ２０３）。

ステップ２０３でバッファ４が割り当て済みでないと判
定した場合には、空きバッファ（使用されていないバッ
ファ４）の有無を判定する（ステップ２０４）。

ステップ２０４で空きバッファがないと判定した場合に
は、バッファ４を確保するために後述するようなバッフ
ァ確保処理（第３図参照）を行う（ステップ２０５）。

ステップ２０４で空きバッファがあると判定した場合ま
たはステップ２０５のバッファ確保処理でバッファ４の
確保が終了した場合には、そのバッファ４　（空きバッ
ファ中のいずれかのバッファ４またはバッファ確保処理
で確保されたバッファ４）を当該入出力要求のために割
り当て、そのバッファ４に対応するエリア管理情報６中
の全てのエリアに関する情報を無効と表示する（ステッ
プ２０６）。

ステップ２０３でバッファ４が割り当て済みであると判
定した場合またはステップ２０６の処理が終了した場合
には、利用者プログラム１からの当該入出力要求が読み
取り要求であるか書き込み要求であるかを判定する（ス
テップ２０７）。

ステップ２０７で当該入出力要求が読み取り要求である
と判定した場合には、当該入出力要求に付加されたパラ
メータ中のデータサイズおよびファイル内バイト位置に
よって示される入力データ（読み取り要求の対象のデー
タ）のサイズおよび位置に対応するバッファ４内のエリ
アが全て有効であるか否かを判定する（ステップ２０８
）。

ステップ２０８で当該エリアが全て有効であるとはいえ
ない（一部のエリアが有効である場合を含む）と判定し
た場合には、ファイル３から対応するブロックのデータ
を読み取り、無効のエリアを全てファイル３上のデータ
で置き換え、そのバッファ４に対応するエリア管理情報
６中の全てのエリアに関する情報を有効と表示する（ス
テップ２０９）。

ステップ２０８で当該エリアが全て有効であると判定し
た場合またはステップ２０９の処理が終了した場合には
、利用者プログラムｌのデータエリア（当該入出力要求
に付加されたパラメータ中のデータエリアアドレスによ
って示されるデータエリア）にそのバッファ４の対応す
る位置からデータを移送する（ステップ２１０）。

ステップ２０７で当該入出力要求が書き込み要求である
と判定した場合には、当該入出力要求に付加されたパラ
メータ中のデータサイズおよびファイル内バイト位置に
よって示される出力データ（書き込み要求の対象のデー
タ）のサイズおよび位置に対応するバッファ４内の部分
が１以上のエリアと完全に重なっているか否かを判定す
る（ステップ２１１）。

ステップ２１１でそのバッファ４内の当該部分が１以上
のエリアと完全には重なっていないと判定した場合には
、重なっていないエリアが全て有効であるか否かを判定
する（ステップ２１２）。

ステップ２１２で重なっていないエリアが全て有効であ
るとはいえないと判定した場合には、ファイル３からそ
のバッファ４に対応するブロックのデータを読み取り、
無効のエリアのデータを全てファイル３上の対応するデ
ータで１き換え、そのバッファ４に対応するエリア管理
情報６中の全てのエリアに関する情報を有効と表示する
（ステップ２１３）。

ステップ２１１でそのバッファ４内の当該部分が１以上
のエリアと完全に重なっていると判定した場合、ステッ
プ２１２で重なっていないエリアが全て有効であると判
定した場合またはステップ２１３の処理が終了した場合
には、利用者プログラム１のデータエリア（当該入出力
要求に付加されたパラメータ中のデータエリアアドレス
によって示されるデータエリア）からそのバッファ４の
対応する位置にデータを移送し、そのバッファ４に対応
するエリア管理情報６中の移送対象となったエリアに関
する情報を全て有効と表示し、そのバッファ４に対応す
るバッファ管理情報５中の更新フラグをセットする（ス
テップ２１４）　。

ステップ２１０または２１４の処理が終了した場合には
、ステップ２０２の判定に制御を戻す。

ステップ２０２で全てのブロックの処理が終了している
と判定した場合には、処理を終了する（当該入出力要求
が複数のブロックにまたがる場合で未処理のブロックが
残っている場合には、ステップ２０３〜２１４の処理を
繰り返す）。

次に、第３図を参照して、第２図中のステップ２０５の
バッファ確保処理の動作について詳細に説明する。この
バッファ確保処理にあたって、入出力制御手段２は以下
に示すような処理を行う。

まず、すでに割り当てられているバッファ４の中から適
当なものを選出する（この選出の手法についてはここで
は問題としないが、例えば最も古くアクセスされたバッ
ファ４を選出するという手法がある）　（ステップ３０
１）。

ステップ３０１で選出されたバッファ４に対応するバッ
ファ管理情報５中の更新フラグがセントされているか否
かを判定する（ステップ３０２）。

ステップ３０２で更新フラグがセットされていると判定
した場合には、当該バッファ４に対応するエリア管理情
報６を参照して当該バッファ４の全てのエリアが有効で
あるか否かを判定する（ステップ３０３）。

ステップ３０３で全てのエリアが有効であるとはいえな
い（無効なエリアがある）と判定した場合には、ファイ
ル３から対応するブロックのデータを読み取り、バッフ
ァ４内の無効エリアを全てファイル３上のデータで置き
換える（ステップ３０４）。

ステップ３０３で全てのエリアが有効であると判定した
場合またはステップ３０４の処理が終了した場合には、
当該バッファ４のデータをファイル３の対応するブロッ
クに書き込む（ステップ３０５）。

ステップ３０２で更新フラグがセットされていないと判
定した場合またはステップ３０５の処理が終了した場合
には、当該バッファ４に対応するバッファ管理情報５を
初期化して当該バッファ４を解放しくステップ３０６）
、当該バッファ４を確保してバッファ確保処理を終了す
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、エリアの概念を導入して
エリア管理情報を設けること等により、利用者プログラ
ムからの入出力要求に基づくデータの入出力をバッファ
を介して行う計算機システム（ＵＮＩＸが適用される計
算機システム等）におけるデータの書き込み処理におい
て、バッファサイズより短いサイズでデータの入出力が
行われる場合に、その入出力要求を行う利用者プログラ
ムの処理速度の低下の抑制をその利用者プログラムに何
ら修正を加えることなく実現することができるという効
果がある。

この利用者プログラムの修正が不要であるという効果は
、利用者プログラムのシステム移行性を重要視するＵＮ
ＩＸが適用される計算機システム等では特に有益なもの
となる。

【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図は第１図中の入出力制御手段の処理を示す流れ図
、 第３図は第２図中のバッファ確保処理ステ・ノブの詳細
な処理を示す流れ図である。 図において、 １・・・利用者プログラム、 ２・・・入出力制御手段、 ３・・・ファイル、 ４・・・バッファ、 ５・・・バッファ管理情報、 ６・・・エリア管理情報である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 利用者プログラムからの入出力要求に基づく利用者プロ
   グラムとファイルとの間のデータの入出力をバッファ管
   理情報により管理されるバッファを介して行う計算機シ
   ステムにおいて、 複数個の同一のサイズのエリアに分割された前記バッフ
   ァと、 このバッファ内の各エリアのデータの有効性を示す情報
   を管理するエリア管理情報と、 前記バッファ管理情報および前記エリア管理情報を参照
   して利用者プログラムとファイルとの間のデータの入出
   力の制御を行う入出力制御手段とを有することを特徴と
   するブロック入出力制御方式。