JPH0820931B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先読み機能を有する固
定磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置等のランダム
アクセス可能なディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムにおける外部記憶
装置としての磁気ディスク装置に半導体メモリから成る
バッファメモリ（キャシュメモリ）を内蔵させるか又は
結合することは公知である。また、ディスクからの読み
出しが要求されたデータブロック以上の数のデータブロ
ックをディスクから予め読み出してバッファメモリに格
納し、次の読み出し要求のデータブロックがバッファメ
モリに含まれている場合には、ディスクからの読み出し
は行わずにバッファメモリのものを使用すること即ち先
読み方式は例えば特開昭６０−２３０２４７号等に記載
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先読み方式を採用する
と、次のリードコマンドで要求されたデータブロックが
バッファメモリに含まれている場合にはこれを利用する
ためにディスク上におけるシーク動作が不要となり、リ
ードコマンドから目的のデータを送出するまでの処理時
間が短くなる。ところで、データの先読みを実行するこ
とによって目的のデータを得るまでの処理時間が逆に長
くなる場合がある。即ち、先読みしたデータブロックが
使用されない場合には先読みしている時間は無駄時間に
なり、次のリードコマンドの実行に遅れが生じる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、先読みによる利
益を得ることができると共に、先読みによる不利益を低
減し、先読みの効果を最大限に得ることができるディス
ク装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数のデータブロックが記録された記録媒
体ディスクを回転するための回転手段と、前記ディスク
からデータブロックを読み出すための読み出し手段と、
前記読み出し手段を前記ディスク上の所望アドレスに位
置決めする位置決め手段と、前記読み出し手段に接続さ
れ、前記データブロックの複数個を格納する記憶容量を
有しているバッファメモリと、前記ディスクから読み出
すべきデータブロックを指令するための読み出しデータ
ブロック指令手段と、前記読み出しデータブロック指令
手段によって指令された読み出すべきデータブロックに
対応する前記ディスク上のアドレスを前記読み出し手段
が走査するように前記位置決め手段を制御し、且つ前記
読み出しデータブロック指令手段による１回の指令によ
って要求された読み出すべきデータブロックの数が前記
バッファメモリの記憶容量よりも少ない時には前記要求
されたデータブロックを前記ディスクから読み出すと共
に前記要求されたデータブロックに連続して配置された
先読みデータブロックを前記ディスクから読み出して前
記バッファメモリに格納し、前記先読みデータブロック
の数を前記要求されたデータブロックの数の変化に応じ
て変化させ、前記データブロック指令手段によって次に
読み出すべきデータブロックが指令された時に、前記次
に読み出すべきデータブロックが前記バッファメモリに
格納されているか否かを検出し、格納されていることが
検出された時には前記次に読み出すべきデータブロック
を前記ディスクから読み取らないで前記バッファメモリ
から読み出すように前記位置決め手段及び前記バッファ
メモリを制御する手段とを備えたディスク装置に係わる
ものである。なお、本発明における先読みデータブロッ
クの数の変化は、段階的変化又は連続的変化を意味す
る。

【０００６】

【作用及び効果】本発明においては、１回の読み出し指
令で要求されたデータブロックの数が少ない場合には先
読みデータブロック数も少なくなる。１回の読み出し指
令で要求されるデータブロック数の少ない場合には、次
の読み出し指令で読み出すべきデータブロックが１つ前
の指令で読み出したデータブロックに連続して記録され
ている可能性が低い。従って、本発明によれば使用され
る可能性の低いデータブロックを先読みでバッファメモ
リに書き込む割合を低くすることができる。これによ
り、先読みが合理的に実行され、所望データ量の読み出
し所要時間を短縮し、平均読み出し速度を高めることが
できる。

【０００７】

【実施例】次に、図１〜図３を参照して本発明の実施例
に係わる固定磁気ディスク装置を説明する。図１のディ
スクシステムは、ランダムアクセス可能な固定磁気ディ
スク装置１をホスト装置２に結合することによって構成
されている。ディスク装置１は、記録媒体磁気ディスク
３と、このディスク３を回転するための手段としてのモ
ータ４と、読み出し手段として設けられたデータの記録
及び再生を行うための信号変換磁気ヘッド５と、このヘ
ッド５をディスク３の半径方向に移動して位置決めする
手段としてのボイスコイルモータから成るヘッド移動装
置６と、ヘッド５に結合されたリードデータ形成回路７
と、コントローラ８とを有する。勿論、ディスク装置１
は、図１で示す以外の多くの構成要素を含むが、本発明
に直接に関係しないのでこれ等は省略されている。

【０００８】コントローラ８は、バッファメモリ９と制
御回路１０とを含む。バッファメモリ９はリードデータ
形成回路７とホスト装置２との間に接続され、例えば３
２キロバイト（k byte）の記憶容量を有し、複数のデー
タブロックを１時記憶してホスト装置２に送る。

【０００９】制御回路１０はＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）１０ａ及びバッファメモリ９を管理するためのメモ
リ１０ｂを含み、ホスト装置２と移動装置６とバッファ
メモリ９とに接続されている。制御回路１０にホスト装
置２からリードコマンド（読み出し指令）及び読み出す
べきデータブロックを示す信号（例えば論理ブロックア
ドレス）が与えられると、読み出しが要求されたデータ
ブロックが書き込まれているディスク１上のセクタ（ア
ドレス）にヘッド５を位置決めするように制御回路１０
は移動装置６を制御する。また、制御回路１０は、バッ
ファメモリ９に格納されたデータブロックから要求され
たデータブロックを抽出してホスト装置２を転送するよ
うにバッファメモリ９を制御する。更に、制御回路１０
はホスト装置２が１回のリードコマンドで要求したデー
タブロック数（転送長）を考慮して先読みデータブロッ
ク数を決定する。

【００１０】ディスク３は、同心円状に多数の記録トラ
ック１１を有し、各トラック１１は多数のセクタＳ0 〜
Ｓ15を有する。この実施例では各セクタＳ0 〜Ｓ15が８
キロバイトの長さを有する。また、データのリード及び
ライトはブロック単位で実行され、１つのデータブロッ
クの長さは例えば２キロバイトである。

【００１１】次に、図１のシステムによるデータの読み
出し動作を図２及び図３を参照して説明する。図２は先
読み方法を概念的に示す。バッファメモリ９の記憶容量
がＳ0 〜Ｓ9 までの１０セクタのバイト数に対応してい
る場合において、ホスト装置２が１回のリードコマンド
で要求した読み出すべきデータブロック数（データ転送
長）がＳ0 〜Ｓ5 までの６セクタのデータに対応してい
るとすれば、バッファメモリ９は４セクタ分の余裕を有
しているので、Ｓ0 〜Ｓ5 に連続するセクタＳ6 〜Ｓ9
のデータを先読みしてバッファメモリ９に予め格納する
ことができる。セクタＳ6 〜Ｓ9 のデータは次のリード
コマンドで読み出しが要求された時には使用され、要求
されなかった時には消去される。バッファメモリ９に格
納されているデータブロックとホスト装置２が指定した
データブロックとの関係は制御回路１０に含まれている
バッファメモリ管理用メモリ１０ｂで知る。

【００１２】先読み機能を有するデータの読み出しは、
図３のフローチャートに従って実行される。まず、ブロ
ック２０に示すように制御回路１０がホスト装置２から
発生したリードコマンド及びリードすべきデータブロッ
クを示す信号（論理ブロックアドレス）を受領すると、
ＣＰＵ１０ａに内蔵されているプログラムが動作を開始
し、次のブロック２１で示すようにリード開始アドレス
決定及びヘッド位置決めを実行する。ホスト装置２はデ
ータブロックを識別するための論理ブロックアドレスを
制御回路１０に与えるので、制御回路１０は周知の方法
に従って論理ブロックアドレスに対応するディスク１上
の物理ブロックアドレスを決定し、ヘッド５を物理ブロ
ックアドレスに位置決めする。物理ブロックアドレス
は、ディスク３のトラック１１のアドレス（トラック番
号又はシリンダ番号）とセクタのアドレスとの組み合せ
から成り、この物理ブロックアドレスによりディスク３
上のヘッド５の位置を特定することができる。今、ホス
ト装置２が論理ブロックアドレスを送出するものとして
説明したが、ホスト装置から物理ブロックアドレスを送
出するように構成することもできる。この場合には、制
御回路１０における論理ブロックアドレスから物理ブロ
ックアドレスへの変換動作が不要になる。なお、ホスト
装置２の指令に基づくヘッド５の位置決め動作は周知の
方法で実行されるので、この動作の更に詳しい説明は省
略する。

【００１３】次に、ブロック２２に示すように先読みセ
クタ数（データブロック数）の仮設定を行う。この先読
みセクタ数の仮設定は次のように決定する。まず、ホス
ト装置２による１回のリードコマンドにおいて要求され
たデータブロックの数がバッファメモリ９の記憶容量以
上か否かを判断し、リード要求されたデータブロック数
がバッファメモリ９の容量よりも少ない場合にはバッフ
ァメモリ９の容量からリード要求されたデータブロック
数を差し引いた値を先読みデータブロック数とし、この
先読みデータブロックに対応したセクタ数を先読みセク
タ数の仮設定値とする。但し、先読み可能なセクタの全
部が同一のトラックに含まれていない場合には、同一ト
ラック内のセクタのみを先読みセクタとする。例えば、
先読みすることが可能なセクタ数が５個であり、先読み
開始セクタが図２のセクタＳ14であるとすれば、Ｓ14、
Ｓ15の２つのセクタのみを先読みセクタとし、先読みセ
クタ数を５から２に低減する。この種の先読みセクタ数
の調整を実行すると、先読み期間中にヘッド５をディス
ク３の半径方向に移動してトラックの切換を実行する動
作が生じない。使用されるか否かが不明な先読みデータ
ブロックのためにヘッド５を移動させることはデータの
読み出し速度の低下を招くが、上記調整によって先読み
に制限を加えると、読み出し速度の低下を防ぐことがで
きる。なお、１回のリードコマンドで指令されたリード
要求データブロック数（転送長）がバッファメモリ９の
容量よりも大きい場合には、勿論先読みは実行されな
い。

【００１４】次に、ブロック２３に示すように、ホスト
装置２によってリード要求されたデータブロック数によ
って先読みセクタ数を調整（補正）する。この先読みセ
クタ数の調整は本発明に従うものであり、１回のリード
コマンドにおいて読み出すべきデータブロック数が多い
時には先読みデータブロック数（セクタ数）も多くし、
逆に少ない時には先読みデータブロック数（セクタ数）
も少なくする。リード要求のデータブロック数の変化に
対応させた先読みデータブロック数（セクタ数）の変化
は段階的に決定される。リード要求のデータブロック数
が所定値以上の場合には、先読みデータブロック数（セ
クタ数）を特別に制限しないで、ブロック２２で決定さ
れた仮設定値に対応したデータブロック数（セクタ数）
をそのまま先読みしてバッファメモリ９に格納する。一
方、リード要求のデータブロック数（セクタ数）が少な
い場合には、先読みデータブロック数（セクタ数）を低
減させる。この低減はリード要件のデータブロック数の
変化に応じて複数段階としてもよいし、１段階であって
もよい。既に説明したように、リード要求のデータブロ
ック数が少ない場合には、次のリードコマンドによるリ
ード要求データブロックのディスク３上のアドレスが１
つの前のリードコマンドに基づくデータブロックの最後
のアドレスに連続する可能性が少ない。使用する可能性
の低いデータブロックを読み出してバッファメモリ９に
格納する動作を省けば、この不要な動作に制限されない
で次のリードコマンドに従う動作を早く開始し、所望デ
ータ量の平均読み出し時間を短くすることができる。

【００１５】ブロック２３による先読みセクタ数の調整
が完了したら、次に、ブロック２４に示すようにディス
ク３のデータのリード動作を開始させる。次に、ブロッ
ク２５で所望セクタのリード動作が終了したか否かを判
定する。即ち、ブロック２３までのステップで決定され
た読み出しセクタ数（要求セクタ数＋先読みセクタ数）
のリードが終了したか否かが判定される。

【００１６】ブロック２５の出力がＮＯの場合にはブロ
ック２４のリード動作に戻る。しかし、ブロック２６に
示すようにリードエラーの発生が検出され、リードエラ
ーが発生しない時にはブロック２４に戻りリードを継続
するが、リードエラーが発生した時にはブロック２７で
先読みエリア（セクタ）のリード中であるか否かが判断
される。先読みエリア（セクタ）のリード中でない時に
はブロック２４に戻り、再読み出し（リトライ）を実行
する。先読みエリア（セクタ）でリードエラーが発生し
た時にはこれ以上の先読みの継続を中断し、ブロック２
８の動作に移る。ブロック２８のバッファメモリ９から
所望データブロックを送出する動作は、ブロック２５で
所望セクタのリード終了時にも生じる。バッファメモリ
９からの所望データブロックの送出が終了すればブロッ
ク２９に示すように１回のリードコマンドの動作が終了
する。

【００１７】第２回目のリードコマンドが生じ、リード
要求データブロック（論理ブロックアドレス）がホスト
装置２から制御回路１０に通知されると、第２回目のリ
ード要求データブロックがバッファメモリ９に含まれて
いるか否かを判断し、含まれている場合にはこれをホス
ト装置２に転送する。リード要求データブロックがバッ
ファメモリ９に含まれていない場合は、図３のブロック
２１に従って、ヘッド５の位置決めを実行し、要求デー
タブロックの読み出しを図３に従って実行する。

【００１８】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 本発明は光磁気ディスク装置、光ディスク装置
等の別のランダムアクセス可能な装置におけるデータ読
み出しにも適用可能である。 （２） 管理メモリ１０ｂを制御回路１０に含めて示し
たが、これをバッファメモリ９に一体的に設けることが
できる。 （３） コントローラ８を磁気ディスク装置１の外部に
配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の磁気ディスク装置を含むシス
テムを示すブロック図である。

【図２】図１のディスクにおける先読みを原理的に説明
するための図である。

【図３】図１のシステムにおけるデータのリード動作を
示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 磁気ディスク装置 ３ ディスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のデータブロックが記録された記録
   媒体ディスクを回転するための回転手段と、 前記ディスクからデータブロックを読み出すための読み
   出し手段と、 前記読み出し手段を前記ディスク上の所望アドレスに位
   置決めする位置決め手段と、 前記読み出し手段に接続され、前記データブロックの複
   数個を格納する記憶容量を有しているバッファメモリ
   と、 前記ディスクから読み出すべきデータブロックを指令す
   るための読み出しデータブロック指令手段と、 前記読み出しデータブロック指令手段によって指令され
   た読み出すべきデータブロックに対応する前記ディスク
   上のアドレスを前記読み出し手段が走査するように前記
   位置決め手段を制御し、且つ前記読み出しデータブロッ
   ク指令手段による１回の指令によって要求された読み出
   すべきデータブロックの数が前記バッファメモリの記憶
   容量よりも少ない時には前記要求されたデータブロック
   を前記ディスクから読み出すと共に前記要求されたデー
   タブロックに連続して配置された先読みデータブロック
   を前記ディスクから読み出して前記バッファメモリに格
   納し、前記先読みデータブロックの数を前記要求された
   データブロックの数の変化に応じて変化させ、前記デー
   タブロック指令手段によって次に読み出すべきデータブ
   ロックが指令された時に、前記次に読み出すべきデータ
   ブロックが前記バッファメモリに格納されているか否か
   を検出し、格納されていることが検出された時には前記
   次に読み出すべきデータブロックを前記ディスクから読
   み取らないで前記バッファメモリから読み出すように前
   記位置決め手段及び前記バッファメモリを制御する手段
   とを備えたディスク装置。