JPH08115171A - 計算機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディスク面の中心からの距離によって１トラッ
クの記憶容量が変化する記録方式のディスク装置が１台
または複数台接続された計算機システムにおいて、物理
的配置を考慮してファイルにブロックを割り当て、かつ
高速なデータ転送の要求されるファイルをデータ転送速
度の高速な領域に格納すること。 【構成】１台以上のディスク面の中心からの距離によっ
て１トラックの記憶容量が変化するような記録方式のデ
ィスク装置が接続された計算機からなる計算機システム
において、ディスク装置の１トラックを構成するセクタ
数が同数である領域を仮想ディスクとして管理し、ファ
イルに要求されるデータ転送速度からファイルを格納す
る仮想ディスクを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク面の中心から
の距離によって１トラックの記憶容量が変化するような
記録方式のディスク装置を外部記憶装置として用いる計
算機システムにおいて効率的にファイルを格納し入出力
を行なう計算機システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、計算機システムで取り扱うデータ
量の増大に伴って、大容量の外部記憶装置に格納された
データを効率よく入出力する技術が不可欠となってい
る。

【０００３】計算機に接続されるディスク装置の記憶容
量を増大させる技術として、Proceedings of the IEEE
１９９３年４月号pp.592-593に紹介されているように、
ディスク面の外周に近いトラックほど多数のセクタから
構成することにより、記憶容量を増大させる方式があげ
られる。この方式によれば、ディスクの外周部のトラッ
クは内周部のトラックに比べて多くのデータを格納する
ことが可能である。また、外周部のトラックでは、一定
時間内にディスクヘッドの下を通過するセクタ数が内周
部のトラックに比べて多いため、内周部に比べてデータ
転送速度が高速になるという特性を持っている。

【０００４】また、ディスク装置上のファイルの入出力
を効率化するソフトウェアの技術としては、「ＵＮＩＸ
４．３ＢＳＤの設計と実装」pp.193-234に紹介されてい
るように、１つ以上の連続するセクタの集合であるブロ
ックを単位としてディスク領域をファイルに割り当てる
際に、全トラックが同数のセクタから構成されるディス
ク装置を前提として、連続するデータをアクセスする際
にディスクの回転待ちによる時間的な損失が少なくなる
ようなブロックを割り当てるファイル管理方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ディスク面の中心から
の距離によって１トラックを構成するセクタ数が変化す
るような記録方式のディスク装置には、外周部と内周部
でデータ転送速度が異なるという性質があるが、従来の
ファイル管理方式では全トラックが同数のセクタから構
成されるディスク装置を前提としているので、データ転
送速度がディスク面の中心からの距離によって変化する
ことは考慮されていない。そのため、高速なデータ転送
が要求されるファイルがディスク面の内周部に配置され
てしまい、外周部の高速にデータ転送可能な領域を利用
することができない場合がある。

【０００６】また、従来方式ではファイルの末尾に新た
にブロックを割り当てる際、空きブロックのうち、ファ
イルのデータを連続的に転送する場合にディスクの回転
待ちによる遅れが少なくなるような位置にあるブロック
を選んで割り当てている。回転待ちによる遅れは、ディ
スクの回転数やトラック当たりのセクタ数などのディス
ク装置の物理的特性から計算している。従来方式では、
ディスク装置を任意の大きさの複数の領域に分割するこ
とが可能であり、ディスク装置の物理的特性は領域ごと
に記憶されるが、ディスク装置の全トラックが同数のセ
クタから構成されることを前提にしているため、ディス
ク装置の物理的特性は各領域内で一定であるものとして
ファイル管理を行なっている。

【０００７】そのため、ディスク面の中心からの距離に
よって１トラックを構成するセクタ数が変化するような
記録方式のディスク装置を用いると、ブロックの物理位
置を正確に計算することができず、回転待ちが少なくな
るような空きブロックを選ぶことができない場合があ
る。

【０００８】本発明の第一の目的は、ディスク面の中心
からの距離によって１トラックを構成するセクタ数がＮ
段階に変化するような記録方式のディスク装置を外部記
憶装置として用いる計算機システムにおいて、利用者が
ディスク装置上に新規ファイルを作成する際に利用者が
指定するファイルに要求されるデータ転送速度に応じ
て、ファイルをどの領域に格納するかを選択可能とする
技術を提供することにある。

【０００９】本発明の第二の目的は、ディスク面の中心
からの距離によって１トラックを構成するセクタ数がＮ
段階に変化するような記録方式のディスク装置を外部記
憶装置として用いる計算機システムにおいて、ファイル
にブロックを割り当てる際に、空きブロックのうちファ
イルのデータを連続的に転送する場合に回転待ちによる
遅れが最小となるブロックを選択してファイルに割り当
てることを可能とする技術を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記第一の
目的を達成するために、以下の手段を設ける。

【００１１】まず、ディスク面の中心からの距離によっ
て１トラックを構成するセクタ数がＮ段階に変化するよ
うな記録方式のディスク装置を外部記憶装置として用い
る計算機システムにおいて、ディスク装置を１トラック
を構成するセクタ数に応じてＮ個の仮想ディスクに分割
し、個々の仮想ディスク内で各トラックが同数のセクタ
から構成されるように管理するための仮想ディスク管理
情報と、各仮想ディスクの空きブロック情報を主記憶内
に記憶する。

【００１２】仮想ディスク管理情報は、各仮想ディスク
の１トラックあたりのセクタ数、１セクタ当たりのデー
タ長、１シリンダ当たりのトラック数、ディスクの回転
数などの情報である。

【００１３】したがって、Ｎ台の仮想ディスクのデータ
転送速度はＮ種類の異なった値をとる。

【００１４】次に、新規ファイル作成時に利用者が指定
するファイルに要求されるデータ転送速度を受け取っ
て、指定されたデータ転送速度を満たす仮想ディスクを
選択する機能と、選択した仮想ディスクの番号を新規フ
ァイル作成手段に伝達する機能とを有する、仮想ディス
ク選択手段を設ける。

【００１５】また、新規にファイル管理情報を作成し
て、新規ファイルを格納する仮想ディスクの番号として
仮想ディスク選択手段が選択した仮想ディスクの番号を
ファイル管理情報に記録する機能を有する新規ファイル
作成手段を設ける。

【００１６】また、本発明では上記第二の目的を達成す
るために、上記手段に加え、以下の手段を設ける。

【００１７】さらに、ファイルにブロックを割り当てる
際に、ブロックを割り当てるファイルのファイル管理情
報と、仮想ディスク管理情報と、仮想ディスクの空きブ
ロック情報等を参照し、連続データ転送時に回転待ちに
よる時間的損失が最小となるような位置にある空きブロ
ックを選択してファイルに割り当てるブロックを決定す
る機能と、ファイルに割り当てるブロックの番号をファ
イル管理情報に追加する機能とを有するブロック割り当
て手段を設ける。

【００１８】

【作用】まず、本発明の第一の目的を達成するための、
各手段の作用について説明する。

【００１９】第一の目的は、新規ファイル作成時に、フ
ァイルに要求されるデータ転送速度に応じて、ファイル
がディスク上の異なる領域に作成されるようにすること
である。よって、新規ファイル作成時の処理について述
べる。

【００２０】新規ファイル作成時には、利用者のプログ
ラムはファイルに要求されるデータ転送速度を指定し
て、仮想ディスク選択手段を呼び出す。

【００２１】仮想ディスク選択手段では、仮想ディスク
管理情報を参照して、各仮想ディスクの１トラックを構
成するセクタ数と１セクタ当たりのデータ長とディスク
の回転数とを調べることにより、各仮想ディスクのデー
タ転送速度を求め、利用者の指定したデータ転送速度を
満たす仮想ディスクを選択して、その番号をファイル管
理手段に伝達する。

【００２２】次にファイル管理手段が新規にファイル管
理情報を作成し、ファイル管理情報にファイルを格納す
る仮想ディスクの番号を記録する。

【００２３】以上により、利用者の指定したファイルに
要求されるデータ転送速度を満たすデータ転送速度を持
った仮想ディスクを仮想ディスク選択手段が選択するこ
とができるので、高速なデータ転送が要求されるファイ
ルをディスク装置のうちデータ転送速度が高速な部分で
ある外周部に配置するといった管理が容易に可能とな
る。

【００２４】次に、本発明の第二の目的を達成するため
の、各手段の作用について説明する。

【００２５】第二の目的は、ファイルにブロックを割り
当てる際に、連続データ転送時に回転待ちによる時間的
損失が最小となるような位置にある空きブロックを選択
してファイルに割り当てることを可能にすることであ
る。よって、ブロック割り当て時の処理について述べ
る。

【００２６】利用者のプログラムが仮想ディスク上のフ
ァイルとの間でデータ入出力を行なう際に、ファイルに
新たなブロックを割り当てる必要が生じたると、まず、
ブロック割り当て手段はブロックを割り当てるファイル
のファイル管理情報を参照して、現在ファイルの末尾に
仮想ディスク内のどのブロックが割り当てられているか
を調べる。

【００２７】次に、ブロック割り当て手段は仮想ディス
ク管理情報を参照して、仮想ディスクの空きブロック情
報を調べる。

【００２８】さらに、ブロック割り当て手段は仮想ディ
スク管理情報を参照して、仮想ディスクの空きブロック
のうち、ファイル内のデータを連続的に転送した場合
に、ディスクの回転待ちが最小になる物理位置にある空
きブロックを決める。ディスクの回転待ちが最小になる
物理位置にある空きブロックとは、現在ファイルの末尾
に割り当てられているブロックのデータを転送した直後
に、最初にアクセス可能な空きブロックを指す。１トラ
ックを構成するセクタの数が仮想ディスクごとに管理さ
れているため、各空きブロックの物理的な位置は計算に
よって正確に求めることができる。

【００２９】次に、ブロック割り当て手段は新しくファ
イルに割り当てるブロックの番号をファイル管理情報に
追加する。

【００３０】以上により、ファイルにブロックを割り当
てる際に、ディスクの回転待ちが最小になる物理位置に
ある空きブロックを選択して割り当てることができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例について説明す
る。

【００３２】図１は本実施例の全体の構成を示した図で
ある。

【００３３】本実施例は、ディスク面の中心からの距離
によって１トラックを構成するセクタ数が変化するよう
な記録方式のディスク装置をデータ転送速度の異なる複
数の仮想ディスクに分割して、各仮想ディスクのトラッ
ク当たりのセクタ数などの情報を仮想ディスク管理情報
として記憶することによって、（１）利用者が新規ファ
イル作成時に指定する、ファイルに要求されるデータ転
送速度に応じて適切な仮想ディスクを選択してファイル
を格納すること、および（２）ブロックの物理的な位置
を算出する処理を容易にし、ファイルにブロックを割り
当てる際に、連続データ転送時に回転待ちによる時間的
損失が最小となるような位置にある空きブロックを選択
すること、を特徴とする。

【００３４】以下、本発明の第一の実施例について詳細
に説明する。

【００３５】図１は、ＣＰＵ１と主記憶２からなる計算
機３にディスク装置４が接続された構成の計算機システ
ムである。

【００３６】本実施例では、ディスク装置４の各トラッ
クを構成するセクタ５の数はディスク面の中心からの距
離によって３段階に変化する。トラックを構成するセク
タ５の数によって、ディスク装置４の記憶領域を、第１
仮想ディスク６、第２仮想ディスク７、第３仮想ディス
ク８の３つに分割する。第１仮想ディスク６を構成する
各トラックはｐ個のセクタから、第２仮想ディスク７を
構成する各トラックはｑ個のセクタから、第３仮想ディ
スク８を構成する各トラックはｒ個のセクタからなって
いる。ｐ，ｑ，ｒの間には、ｐ＞ｑ＞ｒの関係がある。
なお、実施例ではセクタ５の数の変化を３段階とした
が、本発明はセクタ５の数の変化が３段階以外の場合で
も有効である。

【００３７】主記憶２には、ディスク装置４を第１仮想
ディスク６、第２仮想ディスク７、第３仮想ディスク８
の３つに分けて管理するための情報である仮想ディスク
管理情報９と、第１仮想ディスク６、第２仮想ディスク
７、第３仮想ディスク８のそれぞれに対応する第１仮想
ディスク空きブロック情報１０、第２仮想ディスク空き
ブロック情報１１、第３仮想ディスク空きブロック情報
１２とが記憶されている。

【００３８】ディスク装置４にはファイル１３が格納さ
れている。ファイル１３にはブロックを単位としてディ
スク領域が割り当てられる。ブロックは１つまたは複数
の連続するセクタの集合である。本実施例では、１ブロ
ックは１セクタから構成されるものとするが、１ブロッ
クが複数のセクタから構成される実施例も容易に考えら
れる。なお、ブロックには、仮想ディスク内で一意に定
まる通し番号がつけられているものとする。

【００３９】また、主記憶２には、計算機３があるブロ
ックのデータ転送完了後、次のブロックのデータ転送を
開始可能となるまでの時間であるデータ転送間隔１４が
記憶されている。データ転送間隔１４はＣＰＵ１のスピ
ードなどに依存する計算機３に固有の値である。

【００４０】ファイル１３を新規に作成する際には、ユ
ーザプログラム１５はファイル１３に要求されるデータ
転送速度を指定して仮想ディスク選択プログラム１６を
呼び出す（１０１）。仮想ディスク選択プログラム１６
は、仮想ディスク管理情報９を参照して各仮想ディスク
のデータ転送速度を求め（１０２）、ファイル１３を格
納する仮想ディスクを選択して、新規ファイル作成プロ
グラム１７を呼び出す（１０３）。

【００４１】新規ファイル作成プログラム１７は、新規
ファイルのファイル管理情報１８を作成してファイル管
理情報テーブル１９に登録する（１０４）。

【００４２】既存のファイルに対してデータの入出力を
行なうときは、ユーザプログラム１５は入出力を行なう
ファイルのファイル名と、ファイル内の入出力開始位置
とを指定して、既存ファイル入出力プログラム２０を呼
び出す（１０５）。

【００４３】既存ファイル入出力プログラム２０は、フ
ァイル管理情報１８を参照して（１０６）、ファイル内
の入出力開始位置から入出力するブロックを決定するま
た、ファイルに対するデータ書き込み時に、ファイルに
ブロックを新たに割り当てる必要がある場合には、既存
ファイル入出力プログラム２０はブロック割り当てプロ
グラム２１を呼び出す（１０７）。

【００４４】ブロック割り当てプログラム２１は、ファ
イルにブロックを割り当てる際にファイル管理情報１８
を参照して（１０８）、現在のファイルの末尾に割り当
てられているブロックの番号を求め、ファイルを格納し
ている仮想ディスクに対応する空きブロック情報であ
る、第１仮想ディスク空きブロック情報１０または第２
仮想ディスク空きブロック情報１１または第３仮想ディ
スク空きブロック情報１２と仮想ディスク管理情報９と
を参照して（１０９，１１０，１１１，１１２，１１
３）、連続データ転送時に回転待ちによる時間的損失が
最小となるような位置にある空きブロックを選択してフ
ァイルにブロックを割り当てて、制御を既存ファイル入
出力プログラム２０に戻す。

【００４５】ブロック番号変換プログラム２２は、既存
ファイルに対してのデータ入出力の際に既存ファイル入
出力プログラム２０によって呼び出される（１１４）。
ブロック番号変換プログラム２２は、既存ファイル入出
力プログラム２０によって決定されたブロックの番号も
しくはブロック割り当てプログラム２１によってファイ
ルに割り当てられたブロックの番号を仮想ディスク管理
情報９を参照して（１１５）ディスク装置４のセクタ番
号に変換し、ディスクアクセスプログラム２３を呼び出
す（１１６）。

【００４６】ディスクアクセスプログラム２３はブロッ
ク番号変換プログラム２２によって決定されたセクタの
データを入出力するコマンドをディスク装置４に発行す
る（１１７）。

【００４７】図２は仮想ディスク管理情報９の詳細を示
す図である。仮想ディスク管理情報９は、少なくとも、
シリンダ当たりトラック数２０１とセクタ当たりのデー
タ長２０３とディスク回転数２０５と、第１仮想ディス
クトラック当たりセクタ数２０７、第２仮想ディスクト
ラック当たりセクタ数２０９、第３仮想ディスクトラッ
ク当たりセクタ数２１１と、各仮想ディスクを構成する
シリンダの数である第１仮想ディスクシリンダ数２１
３、第２仮想ディスクシリンダ数２１５、第３仮想ディ
スクシリンダ数２１７、およびディスク装置４内での各
仮想ディスクの先頭のセクタの番号を示す第１仮想ディ
スク先頭位置２１９、第２仮想ディスク先頭位置２２
１、第３仮想ディスク先頭位置２２３とを格納するもの
とする。

【００４８】図３はファイル管理情報１８の詳細を示す
図である。ファイル管理情報１８はファイルを一意に識
別できるファイル名３０１とファイルを格納している仮
想ディスク番号３０３とファイルの長さであるファイル
長３０５とファイルに割り当てられている仮想ディスク
のブロックの通し番号を管理するブロック割り当て情報
３０７およびその他の管理情報３０９から構成されるも
のとする。

【００４９】図４は第１仮想ディスク空きブロック情報
１０の詳細を示す図である。第２仮想ディスク空きブロ
ック情報１１、第３仮想ディスク空きブロック情報１２
については、仮想ディスクを構成するシリンダ数以外は
第１仮想ディスク空きブロック情報１０と同じであるた
め、説明を省略する。第１仮想ディスク空きブロック情
報１０は、第１仮想ディスク６内の未使用のブロックの
数である仮想ディスク内空きブロック数４０１と、ブロ
ック使用状況詳細４０２とから構成されている。ブロッ
ク使用状況詳細４０２は、各シリンダごとの未使用ブロ
ックの情報の詳細であるシリンダ１使用状況４０３、シ
リンダ２使用状況４０５、……シリンダＳ使用状況４０
７に細分化される。なお、Ｓは図２の第１仮想ディスク
シリンダ数２１３と等しい数である。

【００５０】図５に図４におけるシリンダ使用状況の詳
細を示す。なお、第２仮想ディスク空きブロック情報１
１、第３仮想ディスク空きブロック情報１２に含まれる
シリンダ使用状況については、１トラック当たりのセク
タ数以外の違いはないため、第１仮想ディスク空きブロ
ック情報１０に含まれるシリンダ使用状況を例にとって
説明する。シリンダ使用状況は、各トラックごとの使用
状況であるトラック１使用状況５０１、トラック２使用
状況５０２、……、トラックＴ使用状況５０３に細分化
されている。ここで、Ｔは図２のシリンダ当たりトラッ
ク数２０１に等しい値である。また、トラック１使用状
況５０１は、ブロックごとの使用状況である、トラック
１ブロック１使用状況５１１、トラック１ブロック２使
用状況５１２、トラック１ブロック３使用状況５１３、
……、トラック１ブロックｐ使用状況５１４に細分化さ
れている。本実施例では、１ブロックは１セクタから構
成されるものとしているので、ｐは図１の第１仮想ディ
スクトラック当たりセクタ数２０７に等しい値である。
同様に、トラック２使用状況５０２は、トラック２ブロ
ック１使用状況５２１、トラック２ブロック２使用状況
５２２、トラック２ブロック３使用状況５２３、……、
トラック２ブロックｐ使用状況５２４に、トラックＴ使
用状況５０３は、トラックＴブロック１使用状況５３
１、トラックＴブロック２使用状況５３２、トラックＴ
ブロック３使用状況５３３、……、トラックＴブロック
ｐ使用状況５３４に細分化されている。

【００５１】各ブロック使用状況は、そのブロックがフ
ァイル１３に割り当てられている場合１、ファイル１３
に割り当てられていない場合０の値をとるものとする。

【００５２】次に、利用者のファイル処理の仕方を説明
する。

【００５３】利用者のファイル処理は、新規ファイル作
成処理、データ書き込み処理、データ読み出し処理に分
かれる。

【００５４】図６は新規ファイル作成処理の詳細な処理
手順を示すフローチャートである。

【００５５】図６を用いて、新規ファイル作成処理の詳
細な処理手順を説明する。

【００５６】新規ファイル作成処理が開始されると、ま
ず、仮想ディスク選択プログラム１６が利用者の指定し
た新規ファイルに要求されるデータ転送速度を受け取り
（ステップ６０１）、仮想ディスク管理情報９をもとに
第１仮想ディスク６、第２仮想ディスク７、第３仮想デ
ィスク８のデータ転送速度を計算する（ステップ６０
３）。仮想ディスクのデータ転送速度は、第１仮想ディ
スク６の場合、（第１仮想ディスクトラック当たりセク
タ数２０７）×（セクタ当たりのデータ長２０３）×
（ディスク回転数２０５）で求められる。第２仮想ディ
スク７、第３仮想ディスク８についても同様である。

【００５７】次に、利用者の指定した新規ファイルに要
求されるデータ転送速度が第３仮想ディスク８のデータ
転送速度よりも高速であるかどうかを判定する（ステッ
プ６０５）。

【００５８】ステップ６０５でＮＯの場合、ステップ６
０７に進んで、変数Ｉの値を３に設定して、ステップ６
１７に進む。

【００５９】ステップ６０５でＹＥＳの場合、ステップ
６０９に進んで、利用者の指定した新規ファイルに要求
されるデータ転送速度が第２仮想ディスク７のデータ転
送速度よりも高速であるかどうかを判定する。

【００６０】ステップ６０９でＮＯの場合、ステップ６
１１に進んで、変数Ｉの値を２に設定して、ステップ６
１７に進む。

【００６１】ステップ６０９でＹＥＳの場合、ステップ
６１３に進んで、変数Ｉの値を１に設定して、ステップ
６１５に進む。

【００６２】ステップ６１５では、新規ファイル作成プ
ログラム１７が利用者の指定した新規ファイル名を受け
取る。

【００６３】次に、ステップ６１７に進んで、新規ファ
イル作成プログラム１７がファイル管理情報テーブル１
９内に新規ファイルに対応するファイル管理情報１８の
エントリを作成し、利用者の指定したファイル名３０１
と仮想ディスク番号３０３として変数Ｉの値と、ファイ
ル長３０５として０と、その他の管理情報３０９とを記
録し、処理を終了する。

【００６４】図７はデータ書き込み処理の処理手順を示
すフローチャートである。

【００６５】図７を用いて、データ書き込み処理の処理
手順を詳細に説明する。

【００６６】データ書き込み処理では、利用者の指定し
たファイルに対してデータを書き込む。

【００６７】まず、既存ファイル入出力プログラム２０
がデータを書き込むファイル名３０１とファイル内のデ
ータ書き込み位置と書き込むデータが格納されている主
記憶のアドレスを受け取る（ステップ７０１）。

【００６８】次に、データ書き込み位置とファイル長３
０５をもとにファイルに新たにブロックを割り当てる必
要があるかどうかを判定する（ステップ７０３）。

【００６９】既にファイルに書き込まれているデータに
上書きする場合には、ステップ７０３がＮＯとなるの
で、ステップ７０５に進み、データ書き込み位置とブロ
ック割り当て情報３０７からデータを書き込むブロック
の番号を決定する（ステップ７０５）。

【００７０】次にブロック番号変換プログラム２２がブ
ロック番号にファイルを格納している仮想ディスクに応
じて第１仮想ディスク先頭位置２１９または第２仮想デ
ィスク先頭位置２２１または第３仮想ディスク先頭位置
２２３を加えて、ディスク装置４のセクタ番号に変換す
る（ステップ７０７）。

【００７１】次にディスクアクセスプログラム２３がデ
ータを書き込むディスク装置４のセクタ番号を受け取っ
て、ディスク装置４に対してデータを書き込むコマンド
を発行し（ステップ７０９）、処理を終了する。

【００７２】ステップ７０３がＹＥＳの場合はステップ
７１１に進む。ステップ７０３がＹＥＳとなるのはファ
イルに新規データを追加する場合である。ステップ７１
１でブロック割り当てプログラム２１を呼び出してブロ
ック割り当て処理を行なった後、ステップ７０７に進ん
で新たにファイルに割り当てたブロックのセクタ番号を
求め、ディスクアクセスプログラム２３によってデータ
を書き込み（ステップ７０９）、処理を終了する。

【００７３】図８は、ブロック割り当てプログラム２１
の処理手順を示すフローチャートである。

【００７４】図８を用いて、ブロック割り当て処理の処
理手順を詳細に説明する。

【００７５】まず、ファイル管理情報１８を参照して、
ファイルを格納する仮想ディスク番号３０３を調べる
（ステップ８０１）。

【００７６】次に、ファイルを格納する仮想ディスクの
空きブロック情報である、第１仮想ディスク空きブロッ
ク情報１０あるいは第２仮想ディスク空きブロック情報
１１あるいは第３仮想ディスク空きブロック情報１２の
いずれか１つを参照して、仮想ディスク内空きブロック
数４０１を調べ、新規に割り当て得る空きブロックが存
在するかどうかを判定する（ステップ８０３）。

【００７７】ステップ８０３でＹＥＳだった場合、ステ
ップ８０５に進んで、ファイルに割り当てるブロックを
選ぶ割り当てブロック決定処理を行なう。

【００７８】割り当てブロック決定処理では、シリンダ
当たりトラック数２０１やディスク回転数２０５と、デ
ータ転送間隔１４と、ファイルを格納している仮想ディ
スクに応じて第１仮想ディスクトラック当たりセクタ数
２０７あるいは第２仮想ディスクトラック当たりセクタ
数２０９あるいは第３仮想ディスクトラック当たりセク
タ数２１１のうちのいずれかひとつと、ファイルの末尾
に割り当てられているブロックのブロック割り当て情報
３０７とを参照して、ブロック使用状況詳細４０２に空
きブロックと記録されているブロックのうち、ファイル
内のデータを連続的に転送した場合にディスクの回転待
ちが最小になる位置にある空きブロックを選択する。デ
ィスクの回転待ちが最小になる位置にある空きブロック
とは、ディスクのヘッドがファイルの末尾のブロックの
データを転送してからデータ転送間隔１４だけ時間が経
過した後のヘッドの位置に最も近い場所にある空きブロ
ックを指す。

【００７９】本実施例によれば、各仮想ディスクのトラ
ックは全て同数のセクタから構成されるため、ファイル
に割り当てるブロックを決定するアルゴリズムは、ディ
スク装置内のトラックが全て同数のセクタから構成され
ることを前提にした従来のファイル管理方式で採用して
いたアルゴリズムをそのまま使用することができる。な
お、従来方式以外の割り当てブロック決定アルゴリズム
を採用した実施例も考えることができる。

【００８０】次に、割り当てブロック決定処理によって
決定されたファイルに割り当てるブロックが使用中とな
ったことをブロック使用状況詳細４０２内のブロック使
用状況に記録し（ステップ８０７）、割り当てたブロッ
クの数を仮想ディスク内空きブロック数４０１から減じ
る（ステップ８０９）。

【００８１】次にファイル管理情報１８のブロック割り
当て情報３０７に割り当てたブロックの番号を追加し
（ステップ８１１）、処理を終了する。

【００８２】ステップ８０３でＮＯだった場合の処理
は、本実施例の目的の範囲外なので説明を省略する。

【００８３】図９はデータ読み出し処理の処理手順を示
すフローチャートである。

【００８４】図９を用いて、データ読み出し処理の処理
手順を詳細に説明する。

【００８５】データ読み出し処理では、利用者の指定し
たファイルからデータを読み出す。

【００８６】まず、既存ファイル入出力プログラム２０
がデータを読み出すファイル名３０１とファイル内のデ
ータ読み出し位置と読み出したデータを格納する主記憶
のアドレスとを受け取る（ステップ９０１）。

【００８７】次に、データ読み出し位置とブロック割り
当て情報３０７からデータを読み出すブロック番号を決
定する（ステップ９０３）。

【００８８】次にブロック番号変換プログラム２２がブ
ロック番号にファイルを格納している仮想ディスクに応
じて第１仮想ディスク先頭位置２１９または第２仮想デ
ィスク先頭位置２２１または第３仮想ディスク先頭位置
２２３を加えて、ディスク装置４のセクタ番号に変換す
る（ステップ９０５）。

【００８９】ディスクアクセスプログラム２３がデータ
を読み出すディスク装置４のセクタ番号を受け取って、
ディスク装置４に対してデータを読み出すコマンドを発
行して（ステップ９０７）、処理を終了する。

【００９０】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、ディスク面の中心からの距離によって１トラックを
構成するセクタの数が変化するようなディスク装置４を
外部記憶装置として用いる計算機システムにおいて、デ
ィスク装置４を１トラックを構成するセクタの数に応じ
て複数の仮想ディスクに分割して管理し、新規ファイル
作成時に利用者の指定したデータ転送速度に応じて異な
った仮想ディスクにファイルを格納することが可能とな
る。

【００９１】また、本実施例によれば、ディスク面の中
心からの距離によって１トラックを構成するセクタの数
が変化するようなディスク装置４を外部記憶装置として
用いる計算機システムにおいて、ディスク装置４を１ト
ラックを構成するセクタ５の数に応じて複数の仮想ディ
スクに分割して管理することにより、１つの仮想ディス
クの各トラックを構成するセクタの数が同一になるの
で、従来方式のアルゴリズムまたはそれ以外のアルゴリ
ズムによって、ファイル１３にブロックを割り当てる際
に、空きブロックのうちファイル内のデータを連続的に
転送した場合にディスクの回転待ちによる遅れが最も短
くなるような物理的位置にあるブロックを選択すること
が可能となる。

【００９２】なお、仮想ディスク選択プログラム１６を
省略して、ファイルに要求されるデータ転送速度のかわ
りにファイルを格納する仮想ディスクの番号を利用者が
指定する実施例も考えられる。

【００９３】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。

【００９４】本実施例は、ディスク面の中心からの距離
によって１トラックを構成するセクタ数が変化するよう
な記録方式の同型式のディスク装置が複数台接続された
計算機システムにおいて、各ディスク装置の１トラック
を構成するセクタ数が同じである領域の集合を仮想ディ
スクアレイとして管理し、各仮想ディスクアレイのトラ
ック当たりのセクタ数などの情報を仮想ディスクアレイ
情報として記憶することによって、（１）利用者が新規
ファイル作成時に指定する、ファイルに要求されるデー
タ転送速度に応じて適切な仮想ディスクアレイを選択し
てファイルを格納すること、および（２）ブロックの物
理的な位置を算出する処理を容易にし、ファイルにブロ
ックを割り当てる際に、連続データ転送時に回転待ちに
よる時間的損失が最小となるような位置にある空きブロ
ックを選択することを特徴とする。

【００９５】図１０は本発明の第二の実施例の全体構成
図である。第一の実施例と異なる部分についてのみ説明
する。

【００９６】ＣＰＵ１と主記憶２からなる計算機３に
は、第一の実施例と異なり、１台ではなく第１ディスク
装置１００１および第２ディスク装置１００２の２台の
ディスク装置が接続されている。第１ディスク装置１０
０１および第２ディスク装置１００２は同型式のディス
クであり、シリンダ当たりトラック数２０１、ディスク
回転数２０５、および任意のトラックを構成するセクタ
の数は、第１ディスク装置１００１と第２ディスク装置
１００２で同じ値をとるものとする。なお、本実施例で
はディスク装置を２台としたが、同型式のディスク３台
以上からなる実施例も可能である。

【００９７】本実施例では、各ディスク装置の１トラッ
クを構成するセクタ数が同じである領域の集合を仮想デ
ィスクアレイとして管理する。第１仮想ディスクアレイ
１００７は、第１ディスク装置１００１の１トラックが
ｐ個のセクタから構成される領域、第１ディスク第１領
域１０１３と第２ディスク装置１００２の１トラックが
ｐ個のセクタから構成される領域、第２ディスク第１領
域１０１９とから構成される。

【００９８】同様に第２仮想ディスクアレイ１００９
は、１トラックを構成するセクタ数がｑである領域、第
１ディスク第２領域１０１５と第２ディスク第２領域１
０２１から、第３仮想ディスクアレイ１０１１は、１ト
ラックを構成するセクタ数がｒである領域、第１ディス
ク第３領域１０１７と第２ディスク第３領域１０２３と
から構成される。

【００９９】本実施例では、各仮想ディスクアレイは複
数のディスク装置の記憶領域から構成されているが、各
仮想ディスクに含まれるブロックには仮想ディスクアレ
イ内で一意に定まる通し番号がつけられているものとす
る。なお、本実施例でも、第一の実施例と同じく、１ブ
ロックは１セクタから構成されるものとする。

【０１００】主記憶２には、仮想ディスクアレイ情報１
０２７と、第１仮想ディスクアレイ空きブロック情報１
０３１、第２仮想ディスクアレイ空きブロック情報１０
３３、第３仮想ディスクアレイ空きブロック情報１０３
５が記憶されている。

【０１０１】仮想ディスクアレイ情報１０２７は図２の
仮想ディスク管理情報９と類似の構成であるが、本実施
例では、各仮想ディスクアレイは複数のディスク装置か
ら構成されるため、図２に示した仮想ディスク管理情報
に記憶される値のうち、第１仮想ディスクシリンダ数２
１３は第１ディスク第１領域１０１３に含まれるシリン
ダ数と第２ディスク第１領域１０１９に含まれるシリン
ダ数の和に等しい値を記憶する。第２仮想ディスクシリ
ンダ数２１５、第３仮想ディスクシリンダ数２１７につ
いても同様である。

【０１０２】また、第１仮想ディスク先頭位置２１９は
第１ディスク装置１００１内での第１ディスク第１領域
１０１３の先頭のセクタの番号となる。なお、この値は
第２ディスク装置１００２内での第２ディスク第１領域
１０１９の先頭のセクタの番号とも同じ値である。

【０１０３】第２仮想ディスク先頭位置２２１および第
３仮想ディスク先頭位置２２３についても同様である。

【０１０４】図１１に第１仮想ディスクアレイ空きブロ
ック情報１０３１の詳細を示す。なお、第２仮想ディス
クアレイ空きブロック情報１０３３、第３仮想ディスク
アレイ空きブロック情報１０３５については、仮想ディ
スクアレイを構成するシリンダ数以外は第１仮想ディス
クアレイ空きブロック情報１０３１と同様であるため、
説明を省略する。

【０１０５】第１仮想ディスクアレイ空きブロック情報
１０３１は、仮想ディスク内空きブロック数４０１とブ
ロック使用状況詳細４０２とから構成されている。ブロ
ック使用状況詳細４０２は第１領域シリンダ１使用状況
１１０３、第１領域シリンダ２使用状況１１０５、…
…、第１領域シリンダＳ使用状況１１０７、および、第
２領域シリンダ１使用状況１１０９、第２領域シリンダ
２使用状況１１１１、……、第２領域シリンダＳ使用状
況１１１３に細分化されている。ここで、Ｓは図９の第
１ディスク第１領域１０１３に含まれるシリンダ数およ
び第２ディスク第１領域１０１９に含まれるシリンダ数
に等しい数である。

【０１０６】各シリンダ使用状況が、それぞれトラック
使用状況、ブロック使用状況に細分化される点は、第一
の実施例と同様である。

【０１０７】次に、利用者のファイル処理の仕方を説明
する。

【０１０８】利用者のファイル処理は、新規ファイル作
成処理、データ書き込み処理、データ読み出し処理に分
かれる。

【０１０９】新規ファイル作成処理については、第一の
実施例と同様のため説明を省略する。

【０１１０】データ書き込み処理およびデータ読み出し
処理については、ほぼ第一の実施例と同じであるが、ス
テップ７０９およびステップ９０７の直前に行なわれる
ステップ７０７およびステップ９０５で呼び出されるブ
ロック番号変換プログラム２２の処理手順のみが異な
る。

【０１１１】図１２は本実施例でのブロック番号変換プ
ログラム２２の処理手順を示すフローチャートである。
図１２を用いて、本実施例でのブロック番号変換プログ
ラム２２の処理手順を詳細に説明する。なお、第１仮想
ディスクアレイ１００７のブロック番号を変換する場合
を例にとって説明するが、第２仮想ディスクアレイ１０
０９および第３仮想ディスクアレイ１０１１の場合も同
様の処理手順である。

【０１１２】まず、ステップ１２０１で第１ディスク第
１領域１０１３に含まれるブロックの数を計算し、変数
ｎに格納する。第１ディスク第１領域１０１３に含まれ
るブロック数は、第１仮想ディスクアレイ１００７に含
まれるブロック数の２分の１であり、（第１仮想ディス
クトラック当たりセクタ数２０７）×（シリンダ当たり
トラック数２０１）×（第１仮想ディスクシリンダ数２
１３）÷２で求められる。

【０１１３】次に、変換しようとするブロック番号がｎ
より大きいかどうかを判定する（ステップ１２０３）。

【０１１４】ステップ１２０３でＮＯの場合は、ブロッ
クは第１ディスク装置１００１に含まれるので、ステッ
プ１２０５に進む。

【０１１５】ステップ１２０５ではブロック番号に第１
仮想ディスク先頭位置２１９を加えて、求めるセクタ番
号とし、処理を終了する。

【０１１６】ステップ１２０３でＹＥＳの場合は、ブロ
ックは第２ディスク装置１００２に含まれるので、ステ
ップ１２０７に進む。

【０１１７】ステップ１２０７では、ブロック番号から
ｎを引いた値に第１仮想ディスク先頭位置２１９を加え
て、求めるセクタ番号とし、処理を終了する。

【０１１８】以上の処理によって、仮想ディスク内のブ
ロックが、実際には第１ディスク装置１００１および第
２ディスク装置１００２のどちらに含まれるかを判定
し、かつそれぞれのディスク装置内でのセクタ番号を求
めることができる。

【０１１９】また、図８で説明した割り当てブロック決
定処理については、本実施例によれば、第一の実施例と
同じく、ひとつの仮想ディスクアレイ内のトラックは全
て同数のセクタから構成されるため、ファイルに割り当
てるブロックを決定するアルゴリズムは、ディスク装置
内のトラックが全て同数のセクタから構成されることを
前提にした従来のファイル管理方式で採用していたアル
ゴリズムをそのまま使用することができる。なお、従来
方式以外の割り当てブロック決定アルゴリズムを採用し
た実施例も考えることができる。例えば、従来方式の割
り当てブロック決定アルゴリズムに、ファイル内で連続
するデータが第１ディスク装置１００１と第２ディスク
装置１００２にまたがって格納されないようにするアル
ゴリズムをつけ加えることが考えられる。

【０１２０】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、第一の実施例と同様に、ディスク面の中心からの距
離によって１トラックを構成するセクタの数が変化する
ようなディスク装置４を外部記憶装置として用いる計算
機システムにおいて、利用者がファイル作成時に指定し
たデータ転送速度によって、異なった仮想ディスクアレ
イにファイルを格納することが可能となる。

【０１２１】また、本実施例によれば、ディスク面の中
心からの距離によって１トラックを構成するセクタの数
が変化するようなディスク装置４を外部記憶装置として
用いる計算機システムにおいて、複数のディスク装置を
１トラックを構成するセクタの数に応じて複数の仮想デ
ィスクアレイに分割して管理することにより、１つの仮
想ディスクアレイに含まれる各トラックを構成するセク
タの数を同一にするので、従来方式のアルゴリズムまた
はそれ以外のアルゴリズムによって、ファイル１３にブ
ロックを割り当てる際に、空きブロックのうちファイル
内のデータを連続的に転送した場合にディスクの回転待
ちによる遅れが最も短くなるような物理的位置にあるブ
ロックを選択することが可能となる。

【０１２２】なお、第一の実施例では、１台のディスク
装置を複数の仮想ディスクに分割して管理していたた
め、個々の仮想ディスクの容量が小さくなるという欠点
があったが、本実施例では任意の台数のディスク装置か
ら仮想ディスクアレイを構成できるため、各仮想ディス
クアレイの容量を第一の実施例に比べて大きくすること
ができる。

【０１２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ディスク面の中心からの距離によって１トラックを
構成するセクタ数が変化するような記録方式のディスク
装置１台を外部記憶装置として用いる計算機システムに
おいて、利用者がファイル作成時にファイルに要求され
るデータ転送速度を指定することにより、ファイルのデ
ータ転送速度を制御することが可能となる。

【０１２４】また、本発明によれば、ディスク面の中心
からの距離によって１トラックを構成するセクタ数が変
化するような記録方式のディスク装置１台を外部記憶装
置として用いる計算機システムにおいて、ディスク装置
を各トラックを構成するセクタの数に応じて仮想ディス
クに分割して管理することにより、各仮想ディスク内で
は全てのトラックが同数のセクタから構成されるように
なる。そのため、ディスク装置内の全トラックが同数の
セクタから構成されることを前提としていた従来のファ
イル管理手段を変更することなく、ブロックをファイル
に割り当てる際に、ファイル内のデータを連続的に転送
した場合にディスクの回転待ちによる遅れが最も短くな
るような物理的位置にある空きブロックを選択して割り
当てることにより、各仮想ディスクに格納されるファイ
ルのデータ転送時の時間的損失を少なくすることができ
る。

【０１２５】さらに、本発明によれば、ディスク面の中
心からの距離によって１トラックを構成するセクタ数が
変化するような記録方式のディスク装置が複数台接続さ
れる計算機システムにおいて、各ディスク装置の１トラ
ックを構成するセクタ数が同じである領域の集合を仮想
ディスクとして管理することにより、ディスク装置が１
台の場合と同じく、利用者の指定する優先度情報によ
り、ファイルのデータ転送速度が制御可能であり、か
つ、ブロックをファイルに割り当てる際に、ファイル内
のデータを連続的に転送した場合にディスクの回転待ち
による遅れが最も短くなるような物理的位置にある空き
ブロックを選択して割り当てて各仮想ディスクに格納さ
れるファイルのデータ転送時の時間的損失を少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１である計算機システムの概略
構成を示すブロック図である。

【図２】実施例１における仮想ディスク管理情報の詳細
を示す図である。

【図３】実施例１におけるファイル管理情報の詳細を示
す図である。

【図４】実施例１における空きブロック情報の詳細を示
す図である。

【図５】実施例１におけるブロック使用状況詳細を示す
図である。

【図６】実施例１における新規ファイル作成処理の処理
手順を示すフローチャートである。

【図７】実施例１のデータ書き込み処理の処理手順を示
すフローチャートである。

【図８】実施例１のブロック割り当てプログラムの処理
手順を示すフローチャートである。

【図９】実施例１のデータ読み出し処理の処理手順を示
すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施例２である計算機システムの概
略構成を示すブロック図である。

【図１１】実施例２における仮想ディスクアレイ空きブ
ロック情報の詳細を示す図である。

【図１２】実施例２におけるブロック番号変換プログラ
ムの処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、 ２…主記憶、 ３…計算機、 ４
…ディスク装置、５…セクタ、 ６〜８…仮想ディス
ク、 ９…仮想ディスク管理情報、１０〜１２…仮想デ
ィスク空きブロック情報、 １３…ファイル、１４
…データ転送間隔、 １５…ユーザプログラム、１６
…仮想ディスク選択プログラム、 １７…新規ファイル
作成プログラム、１８…ファイル管理情報、 １９…
ファイル管理情報テーブル、２０…既存ファイル入出力
プログラム、２１…ブロック割り当てプログラム、 ２
２…ブロック番号変換プログラム、２３…ディスクアク
セスプログラム。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク面の中心からの距離によって１ト
   ラックの記憶容量が変化するような記録方式のディスク
   装置と計算機とからなる計算機システムにおいて、 １トラックを構成するセクタ数に応じてディスク装置を
   複数の領域に分割し、各領域ごとに空きブロック管理情
   報を保持して、あたかもデータ転送速度の異なる複数種
   類の仮想ディスクが存在するかのごとく管理する第１の
   手段と、 新規ファイル作成時に利用者が指定する各ファイルごと
   に要求されるデータ転送速度に応じてファイルを格納す
   る仮想ディスクを選択する第２の手段とを有することを
   特徴とする計算機システム。
2. 【請求項２】ディスク面の中心からの距離によって１ト
   ラックの記憶容量が変化するような記録方式のディスク
   装置と計算機とからなる計算機システムにおいて、 １トラックを構成するセクタ数に応じてディスク装置を
   複数の領域に分割し、各領域ごとに空きブロック管理情
   報を保持して、あたかもデータ転送速度の異なる複数種
   類の仮想ディスクが存在するかのごとく管理する第１の
   手段と、 ファイルにブロックを割り当てる際に、ディスク装置の
   物理的情報から仮想ディスク内の空きブロックのうち、
   連続データ転送時に回転待ちによる時間的損失が最小に
   なる位置にある空きブロックを選択してファイルに割り
   当てる第２の手段とを有することを特徴とする計算機シ
   ステム。
3. 【請求項３】２台以上のディスク面の中心からの距離に
   よって１トラックの記憶容量が変化するような記録方式
   のディスク装置と計算機とからなる計算機システムにお
   いて、 １トラックを構成するセクタ数に応じて２台以上のディ
   スク装置を複数の領域に分割し、各領域ごとに空きブロ
   ック管理情報を保持して、あたかもデータ転送速度の異
   なる複数種類の仮想ディスクが存在するかのごとく管理
   する第１の手段と、 新規ファイル作成時に利用者が指定する各ファイルごと
   に要求されるデータ転送速度に応じてファイルを格納す
   る仮想ディスクを決定する第２の手段とを有することを
   特徴とする計算機システム。
4. 【請求項４】２台以上のディスク面の中心からの距離に
   よって１トラックの記憶容量が変化するような記録方式
   のディスク装置と計算機とからなる計算機システムにお
   いて、 １トラックを構成するセクタ数に応じて２台以上のディ
   スク装置を複数の領域に分割し、各領域ごとに空きブロ
   ック管理情報を保持して、あたかもデータ転送速度の異
   なる複数種類の仮想ディスクが存在するかのごとく管理
   する第１の手段と、 ファイルにブロックを割り当てる際に、ディスク装置の
   物理的情報から仮想ディスク内の空きブロックのうち、
   連続データ転送時に回転待ちによる時間的損失が最小に
   なるファイルに割り当てる第２の手段とを有することを
   特徴とする計算機システム。