JPH07121446A - コンピュータのデータ転送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中央処理装置と隣接しない階層構造の記憶装
置との間でデータ転送経路を選択可能とし、記憶装置に
対するヒット率を向上させ、かつ中央処理装置のデータ
アクセス時間が短縮できるコンピュータのデータ転送方
法を提供する。 【構成】 隣接しない階層構造の少なくとも２つの記憶
装置を持つコンピュータ・アーキテクチャとされ、中央
処理装置１、主記憶装置２、バッファ記憶装置３から構
成され、中央処理装置１と主記憶装置２の間にバッファ
記憶装置３が接続されている。そして、主記憶装置２お
よびバッファ記憶装置３には、プログラムおよび各種デ
ータが格納され、これらのエリアは一定の大きさに区切
ったデータブロック４に分割され、各データブロック４
毎に中央処理装置１からのアクセス要求をカウントし、
このカウント値の比較によりデータ転送経路を決定する
参照バイト５とデータエリア６とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータのデータ
転送技術に関し、特に中央処理装置と記憶装置間でのデ
ータ転送において、バッファ記憶装置におけるヒット率
を向上させ、かつデータアクセス時間の短縮が可能とさ
れるコンピュータのデータ転送方法に適用して有効な技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、中央処理装置と記憶装置間で
のデータ転送において、記憶装置のアクセス時間を短縮
するために、中央処理装置と主記憶装置との間にバッフ
ァ記憶装置が置かれて使用されているが、中央処理装置
からアクセス要求のあったデータはバッファ記憶装置か
ら転送される。

【０００３】すなわち、現在のアーキテクチャでは、中
央処理装置からアクセス要求のあったデータが、バッフ
ァ記憶装置上に存在しない場合、主記憶装置上の該当デ
ータは必ず、一旦バッファ記憶装置に取り込まれてから
中央処理装置へと転送されるようになっている。

【０００４】なお、このようなコンピュータのアーキテ
クチャに関しては、たとえば昭和６３年２月２５日、株
式会社オーム社発行、「１種情報処理シリーズ コン
ピュータアーキテクチャ」Ｐ１２０〜Ｐ１２６などに記
載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な技術においては、常にアクセス要求のあった情報がバ
ッファ記憶装置から中央処理装置に転送され、これは極
めてアクセス頻度の低いデータの場合も同様であり、こ
のためにアクセス頻度の極めて低いデータに対してアク
セス要求があった場合、主記憶装置とバッファ記憶装置
との間でデータのスワッピングが繰り返され、アクセス
時間冗長の原因となっている。

【０００６】すなわち、バッファ記憶装置に送られた情
報がアクセス頻度の低い情報、たとえば極端なときには
その時の１度しか使われないようなデータである場合、
そのデータをバッファ記憶装置上に取り込んだことによ
り、そのヒット率が低下するという問題がある。

【０００７】さらには、不当に主記憶装置とバッファ記
憶装置との間でデータのスワッピングが行われることに
なり、このデータのスワッピングの繰り返しにより転送
時間が長くなるという問題も生じる。

【０００８】そこで、本発明の目的は、以上のようなデ
ータ転送の機構を見直し、中央処理装置と隣接しない階
層構造の記憶装置との間でデータ転送経路を選択可能と
し、記憶装置に対するヒット率を向上させ、かつ中央処
理装置と記憶装置間のデータアクセス時間を短縮するこ
とができるコンピュータのデータ転送方法を提供するこ
とにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明のコンピュータのデータ
転送方法は、中央処理装置と、隣接しない階層構造の少
なくとも第１記憶装置および第２記憶装置との間でデー
タ転送を行うコンピュータであって、第１記憶装置およ
び第２記憶装置のそれぞれに、中央処理装置からのアク
セス要求をカウントする参照情報をデータブロック毎に
設け、このデータブロック毎の参照情報を元にしてデー
タ転送経路を選択可能とするものである。

【００１２】このとき、前記中央処理装置からのアクセ
ス要求に対して第１記憶装置から第２記憶装置を経由し
てデータ転送する場合に、アクセス要求に該当する第１
記憶装置のデータブロックの参照情報と、第２記憶装置
で最もアクセス要求の少ないデータブロックの参照情報
とを比較し、第１記憶装置の参照情報のカウント数が小
さいかまたは等しい場合は、この第１記憶装置から直接
中央処理装置へデータ転送し、逆に第２記憶装置の参照
情報のカウント数が小さい場合は、この第２記憶装置と
第１記憶装置との間でデータ交換して第２記憶装置にデ
ータを格納した後に、第２記憶装置から中央処理装置へ
データ転送するようにしたものである。

【００１３】また、前記階層構造の少なくとも第１記憶
装置および第２記憶装置の他に、中央処理装置からのア
クセス要求をカウントする参照情報が設けられた仮想記
憶としての外部記憶装置を持ち、この外部記憶装置、第
１記憶装置および第２記憶装置と、中央処理装置との間
でデータ転送経路を選択可能とするようにしたものであ
る。

【００１４】

【作用】前記したコンピュータのデータ転送方法によれ
ば、中央処理装置からのアクセス要求をカウントする参
照情報が、隣接しない階層構造の第１記憶装置、第２記
憶装置のデータブロック毎に設けられることにより、第
１記憶装置から第２記憶装置を経由して中央処理装置に
データ転送する場合に、アクセス要求に該当する第１記
憶装置のデータブロックの参照情報と、第２記憶装置で
最もアクセス要求の少ないデータブロックの参照情報と
を比較し、データ転送経路を選択的に決定することがで
きる。

【００１５】たとえば、原則的に中央処理装置からのア
クセス要求が第２記憶装置に対して行われるときに、第
２記憶装置の参照情報に比べて第１記憶装置の参照情報
のカウント数が小さいかまたは等しい場合は、第１記憶
装置から直接中央処理装置へデータを転送することがで
きる。

【００１６】逆に、第１記憶装置の参照情報に比べて第
２記憶装置の参照情報のカウント数が小さい場合は、第
２記憶装置と第１記憶装置との間でデータ交換をした
後、従来と同様に第２記憶装置から中央処理装置へデー
タを転送することができる。

【００１７】これにより、アクセス頻度の低いデータブ
ロックは、第２記憶装置には取り込まれず、主記憶装置
から直接中央処理装置へと転送されるので、第２記憶装
置上にはアクセス頻度の高いデータが常駐することにな
り、中央処理装置からのアクセス要求に対するヒット率
を向上させることができる。

【００１８】また、第２記憶装置の参照情報のカウント
数が第１記憶装置より小さいときにのみデータの交換が
行われるので、第１記憶装置と第２記憶装置間での不必
要なデータ交換が行われなくなり、中央処理装置と記憶
装置間のデータのアクセス時間を短縮することができ
る。

【００１９】

【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。

【００２０】図１は本発明の一実施例であるコンピュー
タのデータ転送方法において、アーキテクチャによるデ
ータフローおよびデータブロックを示す概略構成図、図
２は本実施例において、中央処理装置が要求した情報が
バッファ記憶装置上に存在せず、かつバッファ記憶装置
上に空いているデータエリアがない場合の処理手順を示
すフロー図である。

【００２１】まず、図１により、本実施例のコンピュー
タのデータ転送方法におけるアーキテクチャの構成を説
明する。

【００２２】本実施例のコンピュータのデータ転送方法
におけるアーキテクチャは、たとえば説明を簡単にする
ために、隣接しない階層構造の少なくとも２つの記憶装
置を持つコンピュータ・アーキテクチャとされ、中央処
理装置１、主記憶装置（第１記憶装置）２、バッファ記
憶装置（第２記憶装置）３から構成され、中央処理装置
１と主記憶装置２の間にバッファ記憶装置３が接続さ
れ、これらの間でデータ転送が行われるようになってい
る。

【００２３】主記憶装置２およびバッファ記憶装置３に
は、プログラムおよび各種データが格納され、これらの
エリアは一定の大きさに区切ったデータブロック４に分
割され、各データブロック４毎に中央処理装置１からの
アクセス要求をカウントする１バイトの大きさの参照バ
イト（参照情報）５とデータエリア６とが設けられてい
る。

【００２４】そして、中央処理装置１から任意のデータ
ブロック４に対してアクセス要求がある度に、そのデー
タブロック４が持つ参照バイト５がカウントアップさ
れ、各データブロック４に中央処理装置１からのアクセ
ス回数がデータとして保持されるようになっている。

【００２５】次に、本実施例の作用について、実際に中
央処理装置１からのアクセス要求に対して、主記憶装置
２またはバッファ記憶装置３からデータ転送する場合を
説明する。

【００２６】始めに、中央処理装置１からのアクセス要
求に対し、その情報がバッファ記憶装置３に存在せず、
かつバッファ記憶装置３上に空いているデータブロック
４がある場合は、主記憶装置２からバッファ記憶装置３
に一旦データを取り込む。

【００２７】そして、バッファ記憶装置３から中央処理
装置１へデータを転送する。これは、従来の方式と同様
であり、またバッファ記憶装置３に該当するデータが存
在する場合にも、従来と同様にバッファ記憶装置３から
中央処理装置１にデータが転送される。

【００２８】一方、中央処理装置１が要求した情報がバ
ッファ記憶装置３上に存在せず、かつバッファ記憶装置
３上に空いているデータブロック４がない場合には、無
条件で該当するデータブロック４をバッファ記憶装置３
に取り込むことはせず、図２に示す手順でアクセス処理
を実行する。

【００２９】まず、主記憶装置２において、この主記憶
装置２上の中央処理装置１からのアクセス要求に該当す
るデータブロック４を抽出し、このデータブロック４の
参照バイト５に記載されているアクセス回数を読み取る
（ステップ２０１）。

【００３０】この場合に、主記憶装置２上のデータブロ
ック４の抽出については、たとえばデータブロック４の
座標情報だけを保持するディレクトリに、各データブロ
ック４のアクセス回数の情報を持たせ、このディレクト
リにより該当するデータブロック４を検索するなどの方
法が考えられる。

【００３１】さらに、バッファ記憶装置３において、こ
のバッファ記憶装置３上のデータブロック４を参照し、
中央処理装置１からのアクセス回数の最も少ないデータ
ブロック４を前記と同様にディレクトリ検索などで抽出
し、このデータブロック４の参照バイト５に記載されて
いるアクセス回数を読み取る（ステップ２０２）。

【００３２】そして、主記憶装置２から読み出した該当
するデータブロック４のアクセス回数と、バッファ記憶
装置３から読み出した最もアクセス要求の少ないデータ
ブロック４のアクセス回数とを比較する（ステップ２０
３）。

【００３３】この結果、主記憶装置２から読み出した該
当するデータブロック４のアクセス回数の方が少ないか
または等しい場合、すなわちバッファ記憶装置３上に、
該当するデータブロック４よりもアクセス回数の少ない
データブロック４がない場合には、主記憶装置２のデー
タブロック４の参照バイト５をカウントアップした後、
データ転送経路ａにより直接、主記憶装置２から中央処
理装置１へデータ転送する（ステップ２０４）。

【００３４】これにより、従来のようにバッファ記憶装
置３を経由することなく、本実施例の特徴であるデータ
転送経路ａをもとに、直接、中央処理装置１に対して主
記憶装置２からデータを転送することができる。

【００３５】逆に、バッファ記憶装置３から読み出した
データブロック４のアクセス回数の方が少ない場合、す
なわちバッファ記憶装置３上に、該当するデータブロッ
ク４よりもアクセス回数の少ないデータブロック４があ
る場合には、バッファ記憶装置３のデータブロック４の
参照バイト５をカウントアップした後、従来と同様のデ
ータ転送経路ｂにより、主記憶装置２の該当するデータ
ブロック４とバッファ記憶装置３の最もアクセス回数の
少ないデータブロック４とのデータスワッピングを行う
（ステップ２０５）。

【００３６】そして、主記憶装置２とバッファ記憶装置
３間のデータスワッピングにより、主記憶装置２からバ
ッファ記憶装置３に中央処理装置１からのアクセス要求
に該当するデータブロック４が転送され、これによって
従来と同様のデータ転送経路ｃにより、中央処理装置１
に対してバッファ記憶装置３からのデータ転送が行われ
る（ステップ２０６）。

【００３７】従って、本実施例のコンピュータのデータ
転送方法におけるアーキテクチャによれば、主記憶装置
２およびバッファ記憶装置３に、データブロック４毎に
参照バイト５が設けられることにより、中央処理装置１
からのアクセス要求に該当する主記憶装置２のデータブ
ロック４の参照バイト５と、バッファ記憶装置３で最も
アクセス回数の少ないデータブロック４の参照バイト５
とを比較し、この結果に応じてデータ転送経路を選択し
て決定することができる。

【００３８】これにより、バッファ記憶装置３の参照バ
イト５に比べて主記憶装置２の参照バイト５のアクセス
回数が少ないかまたは等しい場合には、主記憶装置２か
ら直接中央処理装置１へデータを転送することができ、
バッファ記憶装置３には常にアクセス頻度の高いデータ
が格納されるので、中央処理装置１からのアクセス要求
に対するヒット率を向上させることができる。

【００３９】また、バッファ記憶装置３の参照バイト５
のアクセス回数の方が少ない場合にのみ、主記憶装置２
とバッファ記憶装置３間のデータスワッピングが行わ
れ、主記憶装置２とバッファ記憶装置３間での不必要な
データの交換がなくなるので、中央処理装置１のデータ
のアクセス時間を短縮することができる。

【００４０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４１】たとえば、本実施例のコンピュータのデー
タ転送方法におけるアーキテクチャについては、中央処
理装置１と主記憶装置２との間にバッファ記憶装置３を
１つだけ持つ場合について説明したが、本発明は前記実
施例に限定されるものではなく、外部記憶装置を使用す
る場合、バッファ記憶装置を階層構造に複数個持つ場合
などについても広く適用可能である。

【００４２】たとえば、外部記憶装置を使用する場合に
は、前記バッファ記憶装置などと同様に中央処理装置か
らのアクセス要求をカウントする参照情報を設け、外部
記憶装置から直接中央処理装置へデータ転送したり、外
部記憶装置から主記憶装置を経由して中央処理装置へデ
ータ転送するなど、データのアクセス時間を考慮して最
適なデータ転送経路を選択して決定することができる。

【００４３】また、複数個のバッファ記憶装置を持つ場
合にも、中央処理装置に接続するバッファ記憶装置に
は、データアクセス時間を考慮してデータ格納容量の小
さい記憶装置を接続する構成が望ましい。

【００４４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００４５】(1).第１記憶装置および第２記憶装置のそ
れぞれに、中央処理装置からのアクセス要求をカウント
する参照情報をデータブロック毎に設けることにより、
中央処理装置からのアクセス要求に該当する第１記憶装
置のデータブロックの参照情報と、第２記憶装置で最も
アクセス要求の少ないデータブロックの参照情報とを比
較し、中央処理装置と、第１記憶装置および第２記憶装
置との間でデータ転送経路を選択的に決定することがで
きる。

【００４６】(2).前記(1) により、原則的に中央処理装
置から第２記憶装置に対してアクセス要求が行われると
き、中央処理装置からのアクセス要求に該当する情報が
第２記憶装置上に存在せず、かつ第２記憶装置上に空き
エリアがなく、第２記憶装置の参照情報に比べて第１記
憶装置の参照情報のカウント数が小さいかまたは等しい
場合は、第２記憶装置を介さずに、第１記憶装置から直
接中央処理装置へデータ転送することができるので、ア
クセス頻度が低いデータは第２記憶装置に取り込まれな
いため、本発明によるアーキテクチャを使用すればする
ほど第２記憶装置内には真にアクセス頻度の高いデータ
が常駐することになるので、中央処理装置からのアクセ
ス要求による第２記憶装置に対するヒット率の向上が可
能となる。

【００４７】(3).前記(2) に加え、さらに第１記憶装置
の参照情報に比べて第２記憶装置の参照情報のカウント
数が小さい場合にのみ、第２記憶装置と第１記憶装置と
の間でデータ交換が行われるので、第１記憶装置と第２
記憶装置間での不必要なデータの差し換えが行われなく
なり、中央処理装置のデータアクセス時間の短縮が可能
となる。

【００４８】(4).前記(1) 〜(3) により、特に中央処理
装置と隣接しない階層構造の記憶装置間でのデータ転送
において、中央処理装置に直接接続される記憶装置に対
するヒット率を向上させ、かつ中央処理装置のデータア
クセス時間の短縮が可能とされるコンピュータ・アーキ
テクチャを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるコンピュータのデータ
転送方法において、アーキテクチャによるデータフロー
およびデータブロックを示す概略構成図である。

【図２】本実施例において、中央処理装置が要求した情
報がバッファ記憶装置上に存在せず、かつバッファ記憶
装置上に空いているデータエリアがない場合の処理手順
を示すフロー図である。

【符号の説明】

１ 中央処理装置 ２ 主記憶装置（第１記憶装置） ３ バッファ記憶装置（第２記憶装置） ４ データブロック ５ 参照バイト（参照情報） ６ データエリア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央処理装置と、隣接しない階層構造の
   少なくとも第１記憶装置および第２記憶装置との間でデ
   ータ転送を行うコンピュータであって、前記第１記憶装
   置および第２記憶装置のそれぞれに、前記中央処理装置
   からのアクセス要求をカウントする参照情報をデータブ
   ロック毎に設け、該データブロック毎の参照情報を元に
   してデータ転送経路を選択可能とすることを特徴とする
   コンピュータのデータ転送方法。
2. 【請求項２】 前記中央処理装置からのアクセス要求に
   対して前記第１記憶装置から前記第２記憶装置を経由し
   てデータ転送する場合に、前記アクセス要求に該当する
   前記第１記憶装置のデータブロックの参照情報と、前記
   第２記憶装置で最もアクセス要求の少ないデータブロッ
   クの参照情報とを比較し、前記第１記憶装置の参照情報
   のカウント数が小さいかまたは等しい場合は、該第１記
   憶装置から直接前記中央処理装置へデータ転送し、逆に
   前記第２記憶装置の参照情報のカウント数が小さい場合
   は、該第２記憶装置と前記第１記憶装置との間でデータ
   交換して該第２記憶装置にデータを格納した後に、該第
   ２記憶装置から前記中央処理装置へデータ転送すること
   を特徴とする請求項１記載のコンピュータのデータ転送
   方法。
3. 【請求項３】 前記階層構造の少なくとも第１記憶装置
   および第２記憶装置の他に、前記中央処理装置からのア
   クセス要求をカウントする参照情報が設けられた仮想記
   憶としての外部記憶装置を持ち、該外部記憶装置、前記
   第１記憶装置および前記第２記憶装置と、前記中央処理
   装置との間でデータ転送経路を選択可能とすることを特
   徴とする請求項１または２記載のコンピュータのデータ
   転送方法。