JPH0944405A - Electronic computer system - Google Patents

Electronic computer system

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JPH0944405A
JPH0944405A JP7192251A JP19225195A JPH0944405A JP H0944405 A JPH0944405 A JP H0944405A JP 7192251 A JP7192251 A JP 7192251A JP 19225195 A JP19225195 A JP 19225195A JP H0944405 A JPH0944405 A JP H0944405A
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magnetic disk
cache
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic computer system capable of adding a disk cache without replacing the hardware constitution or operating system of the electronic computer system. SOLUTION: An operation control means 110 for controlling an electronic computer 103 provided with a magnetic disk storage device 102 connected to an input/output bus 101 is provided with the magnetic disk storage device control means 111 of the magnetic disk storage device 102 and a device control means retrieval table 113 for specifying the magnetic disk storage device control means 111 by a device number for the input/output request of an application processing means 112. Further, the disk cache composed of a memory device 120 provided with a volatile memory 121, a battery 122 for memory backup, a means 123 for confirming the charging state of the battery for volatile memory backup and a DMA controller 124 and a disk cache controller is added.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスクキャッ
シュを備える電子計算機システムに関し、特に、ディス
クキャッシュを容易に付加できる電子計算機システムに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic computer system provided with a disk cache, and more particularly to an electronic computer system to which a disk cache can be easily added.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の磁気ディスク記憶装置とキャッシ
ュメモリとを有するディスクキャッシュシステムの制御
方式は、磁気ディスク記憶装置内部にキャッシュ用メモ
リを設けて、キャッシュメモリ制御は同じ装置内部にキ
ャッシュメモリ制御用のコントローラか、あるいは磁気
ディスク記憶装置の制御装置そのものにて行うか、また
はキャッシュ制御を行う制御コントローラを備えたディ
スクキャッシュ専用装置を電子計算機と磁気ディスク記
憶装置との間に設置する方式など、ハードウェア技術手
段によるものが主であった。
2. Description of the Related Art A conventional method of controlling a disk cache system having a magnetic disk storage device and a cache memory is such that a cache memory is provided inside the magnetic disk storage device, and the cache memory control is for controlling the cache memory inside the same device. Controller, or the controller of the magnetic disk storage device itself, or a system such as installing a dedicated disk cache device with a control controller for cache control between the computer and the magnetic disk storage device. Mostly by means of wear technology.

【0003】先願の特開昭63−067661号公報お
よび特開平3−224045号公報は磁気ディスク記憶
装置に設けたキャッシュメモリのバッテリバックアップ
およびデータの保全性に関し、また特開昭63−257
045号公報はディスクキャッシュ専用装置内のキャッ
シュメモリのバッテリバックアップとデータの保全性に
関して記載されており、いずれもハードウェア技術に関
するものである。
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-067661 and 3-224045 relate to battery backup of a cache memory provided in a magnetic disk storage device and data integrity, and JP-A-63-257.
Japanese Patent No. 045 describes a battery backup of a cache memory in a device dedicated to a disk cache and data integrity, both of which relate to a hardware technology.

【0004】ソフトウェア手段にてディスクキャッシュ
システムを実現する場合は、主記憶装置、不揮発性メモ
リ、電源バックアップ用バッテリ付きの揮発性メモリの
いずれかのメモリをキャッシュメモリとして使用し、キ
ャッシュメモリおよび磁気ディスク記憶装置への書き込
み/読み込みは磁気ディスク記憶装置に対する制御プロ
グラムが制御する方法をとっている。
When a disk cache system is realized by software means, any one of a main memory, a non-volatile memory, and a volatile memory with a battery for power supply backup is used as a cache memory, and the cache memory and the magnetic disk are used. Writing / reading to / from the storage device is performed by a control program for the magnetic disk storage device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ディスクキャッシュシ
ステムをハードウェアにて実現した場合、専用の装置が
追加されて高価なシステムとなることが多く、また磁気
ディスク記憶装置そのものにキャッシュッメモリを持つ
場合には、当該計算機システムにて従来から使用してい
た磁気ディスク記憶装置をキャッシュメモリを利用でき
る磁気ディスク記憶装置に交換しなければならない。
When the disk cache system is realized by hardware, a dedicated device is often added to result in an expensive system, and the magnetic disk storage device itself has a cache memory. In this case, the magnetic disk storage device conventionally used in the computer system must be replaced with a magnetic disk storage device that can use a cache memory.

【0006】ソフトウェア手段にてディスクキャッシュ
システムを実現する場合も、次の欠点がある。主記憶装
置をキャッシュ用メモリとして使用した場合には、電子
計算機システム全体への電力供給を保証できるような大
規模なバックアップバッテリを用意する必要があり高価
なシステムとなる。またキャッシュメモリへの書き込み
/読み込みをCPU自体が行うと、従来はいわゆる磁気
ディスク記憶装置に対するI/Oネックであったシステ
ムがCPUネックとなる危険がある。
When the disk cache system is realized by software means, there are the following drawbacks. When the main storage device is used as a cache memory, it is necessary to prepare a large-scale backup battery that can guarantee the power supply to the entire electronic computer system, resulting in an expensive system. Further, if the CPU itself writes / reads to / from the cache memory, there is a risk that the system, which has been an I / O neck for a so-called magnetic disk storage device in the past, becomes a CPU neck.

【0007】磁気ディスク記憶装置の制御プログラムが
キャッシュメモリ制御に関与する場合、キャッシュメモ
リ制御を行っていない磁気ディスク記憶装置の制御プロ
グラムを使用している電子計算機システムでは、ディス
クキャッシュを採用するためキャッシュメモリ制御が具
備できるオペレーティングシステムに置き換えなければ
ならない。
When the control program of the magnetic disk storage device is involved in the cache memory control, in the electronic computer system which uses the control program of the magnetic disk storage device which does not perform the cache memory control, the disk cache is used and therefore the cache is used. It must be replaced with an operating system that can be equipped with memory control.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、ソフ
トウェア制御手段と、電源バックアップ用バッテリおよ
び揮発性メモリを有するメモリ装置と、を付加してディ
スクキャッシュに用い、ハードウェアコストが低く、か
つオペレーティングシステムを置換えることなく、組み
込み容易なディスクキャッシュ制御手段を採用して、デ
ィスクキャッシュを付加できる電子計算機システムを提
供する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to add software control means and a memory device having a power source backup battery and a volatile memory to a disk cache, thereby reducing the hardware cost and (EN) Provided is an electronic computer system which can add a disk cache by adopting a disk cache control means which can be easily incorporated without replacing the operating system.

【0009】そのため、この発明の記憶装置を含む入出
力装置を接続する入出力バスと、前記バスに接続する二
次記憶としての磁気ディスク記憶装置と、を具備し、前
記磁気ディスク記憶装置の入出力を制御する磁気ディス
ク記憶装置制御手段と、前記入出力バスに接続する前記
入出力装置のそれぞれに割当てられる装置番号によって
識別される装置を制御する装置制御手段と、アプリケー
ション処理手段の入出力要求に含まれる装置番号と装置
制御手段とを対応付ける装置制御手段検索テーブルと、
装置番号によって装置制御手段検索テーブルを検索して
対応する装置制御手段を起動する手段と、を含むオブジ
ェクト指向型のオペレーション制御手段によって動作す
る電子計算機システムにおいて、前記二次記憶の磁気デ
ィスク記憶装置に対するキャッシュ記憶である揮発性メ
モリ,電源断時に前記揮発性メモリの電源をバックアッ
プするバッテリ,前記バッテリの充電状態を検知する手
段,一次記憶としての主記憶装置と前記揮発性メモリと
間のデータ転送を制御するDMAデータ転送手段と、を
具備して前記入出力バスに接続するメモリ装置と、前記
メモリ装置に対する入出力を制御する前記オペレーショ
ン制御手段に付加されるメモリ装置制御手段と、前記ア
プリケーション処理手段から磁気ディスク記憶装置への
入出力要求に対して、前記メモリ装置を前記磁気ディス
ク記憶装置のキャッシュ記憶として動作させ、前記キャ
ッシュ記憶から前記磁気ディスク記憶装置へ前記主記憶
装置を経由してデータ移送させ、前記データ移送の契機
を発生させ、ることを制御する前記オペレーション制御
手段に付加されるディスクキャッシュ制御手段と、によ
ってなるディスクキャッシュを具備することを特徴とす
る。
Therefore, an input / output bus for connecting an input / output device including the storage device of the present invention and a magnetic disk storage device as a secondary storage connected to the bus are provided. Input / output request of magnetic disk storage device control means for controlling output, device control means for controlling devices identified by device numbers assigned to each of the input / output devices connected to the input / output bus, and application processing means A device control means search table that associates device numbers and device control means included in
In a computer system operated by an object-oriented operation control means including a means for activating a corresponding device control means by searching a device control means search table by a device number, a magnetic disk storage device for the secondary storage is provided. A volatile memory that is a cache memory, a battery that backs up the power of the volatile memory when the power is cut off, a means that detects the state of charge of the battery, and a data transfer between a main memory as a primary memory and the volatile memory. A memory device having a controlling DMA data transfer means and connected to the input / output bus; a memory device controlling means added to the operation controlling means for controlling input / output to the memory device; and an application processing means. From the input to the magnetic disk storage device from the Operating the memory device as cache storage of the magnetic disk storage device, transferring data from the cache storage to the magnetic disk storage device via the main storage device, and generating a trigger for the data transfer. And a disk cache control means added to the operation control means for controlling the disk cache.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次にこの発明について図面を参照
して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】この発明の一実施例の機能構成を示した図
1を参照すると、ディスクキャッシュのメモリ装置12
0と、メモリ装置120および磁気ディスク記憶装置1
02を接続する入出力バス101と、を持つ電子計算機
103は、オペレーション制御手段110によって自身
の動作が制御される。オペレーション制御手段110
は、磁気ディスク記憶装置102の入出力制御を行う磁
気ディスク記憶装置制御手段111を含んでいる。上位
のアプリケーション処理手段112から磁気ディスク記
憶装置102への入出力要求133は、磁気ディスク記
憶装置102の装置番号を含んでいる。この実施例にお
いて、オペレーション制御手段110がディスクキャッ
シュ制御手段130およびメモリ装置120を備えてい
ない状態で該要求133があるとき、オペレーション制
御手段110が、装置制御手段検索テーブル113と該
入出力要求133に含まれている装置番号とから、磁気
ディスク記憶装置102を特定し、磁気ディスク記憶装
置制御手段111に該入出力要求を渡す。磁気ディスク
記憶装置制御手段111は、渡された入出力要求139
に基づいて、磁気ディスク記憶装置102に入出力要求
140を行い、入出力バス101を通じて、読み込みあ
るいは書き込みの入出力137および138を行う。
Referring to FIG. 1 showing a functional configuration of an embodiment of the present invention, a disk cache memory device 12 is shown.
0, the memory device 120 and the magnetic disk storage device 1
The operation of the electronic computer 103 having the input / output bus 101 for connecting 02 is controlled by the operation control means 110. Operation control means 110
Includes a magnetic disk storage device control means 111 for controlling input / output of the magnetic disk storage device 102. The input / output request 133 from the upper application processing means 112 to the magnetic disk storage device 102 includes the device number of the magnetic disk storage device 102. In this embodiment, when the operation control means 110 has the request 133 without the disk cache control means 130 and the memory device 120, the operation control means 110 causes the operation control means 110 to search the device control means search table 113 and the input / output request 133. The magnetic disk storage device 102 is specified based on the device number included in, and the input / output request is passed to the magnetic disk storage device control means 111. The magnetic disk storage device control means 111 sends the input / output request 139.
Based on the above, an input / output request 140 is made to the magnetic disk storage device 102, and read / write input / output 137 and 138 are made through the input / output bus 101.

【0012】図1に示すように、ディスクキャッシュ制
御手段120およびメモリ装置制御手段131ならびに
メモリ装置120がオペレーション制御手段110に付
加されてなるディスクキャッシュを具備する電子計算機
システム100にあって、メモリ装置120は、バック
アップ用バッテリ122を有する揮発性メモリ121,
バックアップ用バッテリ122の充電状態をオペレーシ
ョン制御手段110から検知するバックアップ用バッテ
リ充電状態確認手段123,図示しない主記憶装置と揮
発性メモリ121の間でDMA転送を行うDMAコント
ローラ124を有する。メモリ装置120は、アプリケ
ーション処理手段112から揮発性メモリ121にメモ
リ装置制御手段131を通じて直接に入出力136でき
る。
As shown in FIG. 1, in a computer system 100 including a disk cache control means 120, a memory device control means 131, and a disk cache in which a memory device 120 is added to an operation control means 110, a memory device is provided. 120 is a volatile memory 121 having a backup battery 122,
It has a backup battery charge state confirmation means 123 for detecting the charge state of the backup battery 122 from the operation control means 110, and a DMA controller 124 for performing DMA transfer between a main storage device (not shown) and the volatile memory 121. The memory device 120 can directly input / output 136 from the application processing unit 112 to the volatile memory 121 through the memory device control unit 131.

【0013】次にオペレーション制御手段110は、メ
モリ装置120へのデータの入出力を制御するメモリ装
置制御手段131と、装置制御手段検索テーブル113
の磁気ディスク記憶装置102の装置番号に該当する箇
所を磁気ディスク記憶装置制御手段111に記憶させ
て、前記箇所をメモリ装置120の装置番号に書き替え
る。前記書き替えによって、アプリケーション処理手段
112から磁気ディスク記憶装置102への入出力要求
133が、ディスクキャッシュ制御手段130によっ
て、磁気ディスク記憶装置102への入出力要求13
9,140をメモリ装置120に対する入出力要求13
4に振り替えられて、揮発性メモリ121をキャッシュ
動作させる。
Next, the operation control means 110, the memory device control means 131 for controlling the input and output of data to and from the memory device 120, and the device control means search table 113.
The part corresponding to the device number of the magnetic disk storage device 102 is stored in the magnetic disk storage device control means 111, and the part is rewritten to the device number of the memory device 120. By the rewriting, the input / output request 133 from the application processing unit 112 to the magnetic disk storage device 102 and the input / output request 13 to the magnetic disk storage device 102 by the disk cache control unit 130.
Input / output request 13 to the memory device 120
Then, the volatile memory 121 is cached.

【0014】アプリケーション処理手段112が磁気デ
ィスク記憶装置102に対し書き込みの入出力要求13
3を行うとき、ディスクキャッシュ制御手段130は、
該要求133のデータを磁気ディスク記憶装置制御手段
111を通じて磁気ディスク記憶装置102に直接書き
込むのではなく、メモリ装置制御手段131を通じて揮
発性メモリ121に書き込む。ディスクキャッシュ制御
手段130は、アプリケーション処理手段112の動作
とは非同期に、揮発性メモリ121のデータをDMAデ
ーア転送によって、揮発性メモリ121から主記憶にデ
ータ転送し、磁気ディスク記憶装置制御手段111を通
じて磁気ディスク記憶装置102に書き込む。 アプリ
ケーション処理手段112が磁気ディスク記憶装置10
2に対し読み込みの入出力要求133を行う場合、ディ
スクキャッシュ制御手段130は、要求のデータが揮発
性メモリ121に存在するか否かを図示しないキャッシ
ュ管理テーブルを参照して判定する。該データが存在す
れば、揮発性メモり121の該データをメモリ装置制御
手段131を通じて主記憶装置に読み込みアプリケーシ
ョン処理手段112に受け渡す。要求データが揮発性メ
モリ121に存在しない場合、ディスクキャッシュ制御
手段130は、磁気ディスク記憶装置102の当該デー
タを磁気ディスク記憶装置制御手段111を通じて主記
憶装置に読み込み、アプリケーション処理手段112に
受け渡す。
The application processing means 112 makes a write input / output request 13 to the magnetic disk storage device 102.
When performing 3, the disk cache control means 130
The data of the request 133 is not directly written into the magnetic disk storage device 102 through the magnetic disk storage device control means 111, but is written into the volatile memory 121 through the memory device control means 131. The disk cache control unit 130 transfers the data of the volatile memory 121 from the volatile memory 121 to the main memory by DMA data transfer asynchronously with the operation of the application processing unit 112, and through the magnetic disk storage device control unit 111. Write to the magnetic disk storage device 102. The application processing means 112 is the magnetic disk storage device 10.
When making a read I / O request 133 to the disk 2, the disk cache control unit 130 determines whether the requested data exists in the volatile memory 121 by referring to a cache management table (not shown). If the data exists, the data of the volatile memory 121 is read into the main storage device through the memory device control means 131 and passed to the application processing means 112. If the requested data does not exist in the volatile memory 121, the disk cache control means 130 reads the data of the magnetic disk storage device 102 into the main storage device through the magnetic disk storage device control means 111 and transfers it to the application processing means 112.

【0015】電子計算機103の通常の運用停止に伴う
電源断のとき、揮発性メモリ121の磁気ディスク記憶
装置102への未書き込みデータを全てメモリ装置制御
手段131を通じてDMAコントローラ124にて主記
憶装置に読み込み、磁気ディスク記憶装置102に磁気
ディスク記憶装置制御手段111を通じて書き込む。
When the power supply is cut off due to the normal operation stop of the electronic computer 103, all unwritten data in the magnetic disk storage device 102 of the volatile memory 121 is transferred to the main storage device by the DMA controller 124 through the memory device control means 131. Read and write to the magnetic disk storage device 102 through the magnetic disk storage device control means 111.

【0016】電子計算機103の運用開始のとき、ディ
スクキャッシュ制御手段130は、揮発性メモリバック
アップ用バッテリ充電状態確認手段123によって揮発
性メモリバックアップ用バッテリ122の充電状態を調
査し、揮発性メモリバックアップ用バッテリ122がま
だ電力供給できる状態であるとき、揮発性メモリ121
に磁気ディスク記憶装置102への未書き込みデータが
存在するか否かを確認し、未書き込みデータが存在する
場合、当該データをDMAコントローラ124にて主記
憶装置に読み込み、磁気ディスク記憶装置制御プログラ
ム111を通じて磁気ディスク記憶装置102に書き込
む。アプリケーション処理手段112から磁気ディスク
記憶装置102に書き込みの入出力要求があった場合、
ディスクキャッシュ制御手段130は当該データを揮発
性メモリ121に書き込む。
At the start of operation of the electronic computer 103, the disk cache control means 130 investigates the charge state of the volatile memory backup battery 122 by the volatile memory backup battery charge state confirmation means 123 and examines the volatile memory backup battery 122. When the battery 122 is still in a state in which power can be supplied, the volatile memory 121
It is confirmed whether or not there is unwritten data in the magnetic disk storage device 102. If there is unwritten data, the data is read into the main storage device by the DMA controller 124, and the magnetic disk storage device control program 111 Through the magnetic disk storage device 102. When there is a write input / output request from the application processing unit 112 to the magnetic disk storage device 102,
The disk cache control means 130 writes the data in the volatile memory 121.

【0017】次に、装置制御手段検索テーブル113
と、入出力要求133,134,139,140と、磁
気ディスク記憶装置制御手段130と、メモリ装置制御
手段131と、ディスクキャッシュ制御手段130と、
の関連を説明する図2および図3を参照し、この実施例
を説明する。先ず、図2に示す機能構成は、この発明の
ディスクキャッシュを作動させる構成要素であるメモリ
装置制御手段131およびディスクキャッシュ制御13
0が付加されていない状態、つまりディスクキャッシュ
を具備していない電子計算機103の通常の状態におけ
る装置制御手段検索テーブル220と磁気ディスク記憶
装置102に対する入出力要求および磁気ディスク記憶
装置制御手段111との関連を示している。入出力要求
構造体200は、アプリケーション処理手段112から
の各種記憶装置への書き込み/読み込み要求が生じる毎
にアプリケーション処理手段112あるいはオペレーシ
ョン制御手段210によって作成され、入出力完了時に
消去される。入出力要求構造体200は、装置番号20
1や、記憶装置の開始位置や、データ量や入力と出力の
別を示すフラグビットなど入出力要求に必要な制御情報
202を含んでいる。装置番号201は、記憶装置や入
出力装置全てに対して1対1で予め割り当てられ、装置
を特定できる数値である。
Next, the device control means search table 113
An input / output request 133, 134, 139, 140, a magnetic disk storage device control means 130, a memory device control means 131, a disk cache control means 130,
This embodiment will be described with reference to FIG. 2 and FIG. First, the functional configuration shown in FIG. 2 has a memory device control means 131 and a disk cache control 13 which are components for operating the disk cache of the present invention.
In the state where 0 is not added, that is, in the normal state of the computer 103 that does not have the disk cache, the device control means search table 220, the input / output request to the magnetic disk storage device 102, and the magnetic disk storage device control means 111 It shows the relationship. The input / output request structure 200 is created by the application processing means 112 or the operation control means 210 each time a write / read request from the application processing means 112 to various storage devices is made, and is erased when the input / output is completed. The input / output request structure 200 has a device number 20.
1, the start position of the storage device, the amount of data, the flag bit indicating the difference between input and output, and the control information 202 necessary for the input / output request. The device number 201 is a numerical value that is pre-assigned to all storage devices and input / output devices on a one-to-one basis and that can identify the device.

【0018】装置制御手段検索テーブル220は、装置
番号を索引にして対応する装置を制御する装置制御手段
の呼び出しアドレスを格納している一次元配列であり、
磁気ディスク記憶装置102の装置番号に対応する配列
の箇所に磁気ディスク記憶装置制御手段111の読み出
しアドレスが格納されている。アプリケーション処理手
段112から磁気ディスク記憶装置102に入出力要求
が発生した場合、オペレーション制御手段210が入出
力要求構造体200内の装置番号201を参照し、装置
番号201に対応する装置制御手段検索テーブル220
の配列の箇所を求め、当該装置制御手段を呼び出す。装
置番号201には、磁気ディスク記憶装置102の装置
番号が設定されているので、装置制御手段検索テーブル
220からは磁気ディスク記憶装置102を制御する磁
気ディスク記憶装置制御手段111の呼び出しアドレス
が求められ、オペレーション制御手段210から該制御
手段111を呼び出せる。呼び出される磁気ディスク記
憶装置制御手段111は入出力情報202に従って磁気
ディスク記憶装置102への入出力を行う。オブジェク
ト指向型のオペレーション制御手段110では、アプリ
ケーション処理手段などの上位制御手段が、ある機能を
利用するために下位の制御手段を呼び出す場合には、詳
細は異なるが概ね上記のような間接的な呼び出し方法を
とる。
The device control means search table 220 is a one-dimensional array storing the calling address of the device control means for controlling the corresponding device by using the device number as an index.
The read address of the magnetic disk storage device control means 111 is stored in the location of the array corresponding to the device number of the magnetic disk storage device 102. When an input / output request is issued from the application processing unit 112 to the magnetic disk storage device 102, the operation control unit 210 refers to the device number 201 in the input / output request structure 200, and the device control unit search table corresponding to the device number 201. 220
The location of the array is obtained and the device control means is called. Since the device number of the magnetic disk storage device 102 is set in the device number 201, the calling address of the magnetic disk storage device control means 111 for controlling the magnetic disk storage device 102 is obtained from the device control means search table 220. The operation control means 210 can call the control means 111. The called magnetic disk storage device control means 111 performs input / output to / from the magnetic disk storage device 102 according to the input / output information 202. In the object-oriented operation control means 110, when an upper-level control means such as an application processing means calls a lower-level control means to use a certain function, details are different, but the indirect call as described above is generally used. Take the way.

【0019】図3は、図2の機能構成にメモリ装置制御
手段31とディスクキャッシュ制御手段130を付加し
て、装置制御手段検索テーブル113と、入出力要求1
33,134,139,140と、磁気ディスク記憶装
置制御手段111と、メモリ装置制御手段131と、デ
ィスクキャッシュ制御手段130の関連を示している。
ディスクキャッシュ制御手段130は、ディスクキャッ
シュのデータ量あるいは磁気ディスク記憶装置102の
稼働負荷の状態を検知してディスクキャッシュの書き戻
しの契機を発生し、ディスク記憶装置102の装置番号
に対応する装置制御手段検索テーブル113の配列の箇
所、つまり磁気ディスク記憶装置制御手段111の呼び
出しアドレスを参照し、磁気ディスク記憶装置制御手段
111の呼び出しアドレス記憶領域132に該アドレス
を記憶する。磁気ディスク記憶装置102の装置番号に
対応する装置制御手段検索テーブル113の配列の箇所
をディスクキャッシュ制御手段130の呼び出しアドレ
スに書き替える。メモリ装置120は入出力装置である
ので装置番号を持ち、該装置番号に対応する装置制御手
段検索ケーブル113の配列の箇所にはメモリ装置制御
手段13の呼び出しアドレスがオペレーション制御手段
110によって格納される。
In FIG. 3, the memory device control means 31 and the disk cache control means 130 are added to the functional configuration of FIG. 2, the device control means search table 113 and the input / output request 1 are added.
33, 134, 139, 140, the magnetic disk storage device control means 111, the memory device control means 131, and the disk cache control means 130 are shown.
The disk cache control unit 130 detects the amount of data in the disk cache or the operating load state of the magnetic disk storage device 102, generates a trigger for writing back to the disk cache, and controls the device corresponding to the device number of the disk storage device 102. The location of the array of the means search table 113, that is, the calling address of the magnetic disk storage device control means 111 is referred to, and the address is stored in the calling address storage area 132 of the magnetic disk storage device control means 111. The location of the array of the device control means search table 113 corresponding to the device number of the magnetic disk storage device 102 is rewritten to the calling address of the disk cache control means 130. Since the memory device 120 is an input / output device, it has a device number, and the call address of the memory device control means 13 is stored by the operation control means 110 at the location of the arrangement of the device control means search cable 113 corresponding to the device number. .

【0020】上記の状態において、アプリケーション処
理手段112から磁気ディスク記憶装置102に入出力
要求が発生した場合にはオペレーション制御手段110
が入出力要求構造体200内の装置番号201を参照
し、装置番号201に対応する装置制御手段検索テーブ
ル113の配列の箇所を求め、当該装置制御手段を呼び
出す。装置番号201には磁気ディスク記憶装置102
の装置番号が設定されているが、装置制御手段検索テー
ブル113の磁気ディスク記憶装置102の装置番号に
対応する配列の箇所にはディスクキャッシュ制御手段1
30の呼び出しアドレスが格納されているので、ディス
クキャシュ制御手段130の呼び出しアドレスが取得さ
れて、オペレーション制御手段110から該制御手段1
30が呼び出される。呼び出されたディスクキャッシュ
制御手段130は、入出力情報202を解析し、下位の
装置制御手段呼び出し用の入出力要求構造体300を作
成する。キャッシュ処理の過程で、メモリ装置120へ
入出力要求を行う必要があるとき、装置制御手段検索テ
ーブル113を通じて、オペレーション制御手段110
がメモリ装置制御手段131を呼び出し、また磁気ディ
スク記憶装置102へ入出力要求を行う必要があると
き、磁気ディスク記憶装置制御手段111の呼び出しア
ドレス記憶領域132を参照し、磁気ディスク記憶装置
制御手段111を呼び出す。
In the above state, when the application processing means 112 issues an input / output request to the magnetic disk storage device 102, the operation control means 110.
Refers to the device number 201 in the input / output request structure 200, obtains the location of the array of the device control means search table 113 corresponding to the device number 201, and calls the device control means. The device number 201 is the magnetic disk storage device 102.
Although the device number of the disk cache control means 1 is set, the disk cache control means 1 is set in the location corresponding to the device number of the magnetic disk storage device 102 in the device control means search table 113
Since the call address of 30 is stored, the call address of the disk cache control means 130 is acquired, and the control means 1 is obtained from the operation control means 110.
30 is called. The called disk cache control means 130 analyzes the input / output information 202 and creates the input / output request structure 300 for calling the lower device control means. When it is necessary to make an input / output request to the memory device 120 in the process of cache processing, the operation control means 110 is accessed through the device control means search table 113.
When the memory device controller 131 needs to call the memory device controller 131 and to make an input / output request to the magnetic disk memory device 102, the calling address memory area 132 of the magnetic disk memory device controller 111 is referred to and the magnetic disk memory device controller 111 is referred to. Call.

【0021】次に、読出しあるいは書込みデータの管理
について説明する。
Next, management of read or write data will be described.

【0022】メモリ装置120内の揮発性メモリ121
のブロックに分けられた記憶エリアを図示する図4を参
照すると、揮発性メモリ121は管理エリア410とデ
ータエリア420とに2分割される。次にデータエリア
420をキャッシュデータの管理単位であるキャッシュ
ブロック421乃至42nに分割する。磁気ディスク記
憶装置102への書き込みデータはキャッシュブロック
単位に分割され、キャッシュブロック421乃至42n
に書き込まれて、キャッシュ制御によるデータ転送を受
ける。管理エリア410をキャッシュブロック421乃
至42nに対応する管理情報を格納する管理部ロック4
11乃至41nに分割する。つまり管理部ロック411
は、キャッシュブロック421の管理情報を格納し、管
理部ブロック41nはキャッシュブロック42nの管理
情報を格納する。各管理部ブロック41nにはキャッシ
ュブロック状態を示すフラグビット41n−10と磁気
ディスク記憶装置の装置番号、磁気ディスク記憶装置の
記憶エリアの開始位置,有効データ長などの磁気ディス
ク記憶装置102への書き込みに必要なキャッシュ情報
41n−20と、を格納する。
Volatile memory 121 in memory device 120
Referring to FIG. 4 showing the storage area divided into blocks, the volatile memory 121 is divided into a management area 410 and a data area 420. Next, the data area 420 is divided into cache blocks 421 to 42n, which are cache data management units. The write data to the magnetic disk storage device 102 is divided into cache blocks, and the cache blocks 421 to 42n are divided.
Written to, receive data transfer under cache control. A management unit lock 4 for storing management information corresponding to the cache blocks 421 to 42n in the management area 410
It is divided into 11 to 41n. That is, the management unit lock 411
Stores the management information of the cache block 421, and the management block 41n stores the management information of the cache block 42n. In each management block 41n, a flag bit 41n-10 indicating a cache block state, a device number of the magnetic disk storage device, a start position of a storage area of the magnetic disk storage device, a valid data length, etc. are written to the magnetic disk storage device 102. And the cache information 41n-20 necessary for the storage.

【0023】フラグビット41n−10には、対応する
キャッシュブロックに磁気ディスク記憶装置102への
書き込みデータが存在し、かつ磁気ディスク記憶装置1
02へ未書き込みであることを示すダーティビット41
n−11を設ける。磁気ディスク記憶装置102への書
き込み要求を受け付けたとき、ディスクキャッシュ制御
手段111では、該要求のデータを有効なデータが書き
込まれていないキャッシュブロック(空きキャッシュブ
ロック)42Nにメモリ装置制御手段131によって書
き込み、メモリ装置120自身が書き込み終了後に管理
ブロック41nに該データの管理情報をメモリ装置制御
手段131を介さずに書き込んだ後、フラグビット41
n−10のダーティビット41n−11をONにし、書
き込み完了を上位の制御手段に通知する。
In the flag bit 41n-10, there is write data to the magnetic disk storage device 102 in the corresponding cache block, and the magnetic disk storage device 1
Dirty bit 41 indicating that data has not been written to 02
n-11 is provided. When the write request to the magnetic disk storage device 102 is accepted, the disk cache control unit 111 writes the requested data to the cache block (empty cache block) 42N in which valid data is not written by the memory device control unit 131. After the memory device 120 itself has finished writing, after writing the management information of the data to the management block 41n without passing through the memory device control means 131, the flag bit 41
The dirty bit 41n-11 of n-10 is turned on to notify the upper control means of the completion of writing.

【0024】また、ディスクキャッシュ制御手段130
では、LRU(リースト・リーセントリー・ユーズド)
などの方式を用いてダーティビット41n−11がON
となっている管理部ブロック411乃至41nを管理
し、空きキャッシュブロック数が一定数を下回ったとき
や、磁気ディスク記憶装置102の稼働負荷が低いとき
を検知して、キャッシュブロック42nに書き込まれた
磁気ディスク記憶装置102への未書き込みデータを磁
気ディスク記憶装置102へ書き込む。ディスクキャッ
シュ制御手段130はキャッシュブロック42n上の磁
気ディスク記憶装置102への書き込みデータをメモリ
装置制御手段131を介さずにDAMコンントローラ1
24によって主記憶装置に読み込み、該データをキャッ
シュ情報41n−20を参照し、磁気ディスク記憶装置
制御手段111を通じで該磁気ディスク記憶装置102
へ書き込み、フラグビット41n−10のダーティビッ
ト41n−11をOFFにする。電子計算機103の通
常の運用停止に伴う電源断のとき、長時間の運用停止
(電源断の状態)に備えて、ダーティビット41n−1
1がONなっているキャッシュブロックの未書き込みデ
ータを磁気ディスク記憶装置102に上述と同様に書き
込む。
Further, the disk cache control means 130
Then, LRU (least recently used)
Dirty bit 41n-11 is turned on using
The management blocks 411 to 41n, which are set to, are managed and are detected when the number of free cache blocks falls below a certain number or when the operating load of the magnetic disk storage device 102 is low, and written to the cache block 42n. The unwritten data in the magnetic disk storage device 102 is written in the magnetic disk storage device 102. The disk cache control means 130 writes the write data to the magnetic disk storage device 102 on the cache block 42n without passing through the memory device control means 131.
24, the data is read into the main storage device, the data is referred to the cache information 41n-20, and the magnetic disk storage device 102 is passed through the magnetic disk storage device control means 111.
Write to, and the dirty bit 41n-11 of the flag bit 41n-10 is turned off. When the power supply is cut off due to a normal operation stop of the electronic computer 103, the dirty bit 41n-1 is prepared in preparation for a long-time operation stop (power supply cutoff state).
The unwritten data of the cache block in which 1 is ON is written to the magnetic disk storage device 102 in the same manner as described above.

【0025】電子計算機システム100の電源投入に伴
う運用開始のとき、ディスクキャッシュ制御手段130
は、まずメモリ装置120の揮発性メモリバックアップ
用バッテリ充電状態確認手段123によって、バックア
ップ用バッテリ122の充電状態を調査し、バックアッ
プ用バッテリ122が揮発性メモリ121に電力供給が
でき、揮発性メモリ121のデータが保証できる状態で
あれば管理ブロック411乃至41nのフラグビット4
1n−10を全て検査し、ダーティビット41n−11
がONになっているキャッシュブロック42nの磁気デ
ィスク記憶装置102への未書き込みデータをDMAコ
ントローラ124によって、主記憶装置に読み込み、該
データのキャッシュ情報41n−20を参照し、磁気デ
ィスク記憶装置制御手段111を通じて磁気ディスク記
憶装置102へ書き込んだ後、最後にフラグビット41
n−10のダーティビット41n−11をOFFにす
る。揮発性メモリ121のデータ内容が保証できていな
い状態の場合には、ディスクキャッシュ制御手段130
は、その旨をシステムコンソール端末に表示するなどの
手段によって、電子計算機システム100の管理者に磁
気ディスク記憶装置102のデータ復旧を行う必要があ
ることを通知する。
When the computer system 100 is turned on and the operation is started, the disk cache control means 130
First, the volatile memory backup battery charge state confirmation means 123 of the memory device 120 first checks the state of charge of the backup battery 122, and the backup battery 122 can supply power to the volatile memory 121. Flag data 4 of the management blocks 411 to 41n if the data of
Inspect all 1n-10, dirty bit 41n-11
The unwritten data in the magnetic disk storage device 102 of the cache block 42n whose ON is ON is read into the main storage device by the DMA controller 124, the cache information 41n-20 of the data is referred to, and the magnetic disk storage device control means After writing to the magnetic disk storage device 102 through 111, finally, the flag bit 41
Turn off the dirty bit 41n-11 of n-10. When the data content of the volatile memory 121 cannot be guaranteed, the disk cache control means 130
Informs the administrator of the electronic computer system 100 that the data in the magnetic disk storage device 102 needs to be restored by means of displaying a message to that effect on the system console terminal.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、運用中の電子計算機システムのハードウェア構成お
よびオペレーション制御手段を置換えることなく、従来
のハードウェア/ソフトウェア資産を生かして比較的安
価に、かつ磁気ディスク記憶装置のデータ保全性を損な
うことなくディスクキャッシュを電子計算機システムに
付加できる。
As described above, according to the present invention, the hardware configuration and operation control means of the operating computer system are not replaced, and the conventional hardware / software resources are used to make the cost relatively low. In addition, the disk cache can be added to the computer system without degrading the data integrity of the magnetic disk storage device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例の機能構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】装置制御手段検索テーブルと入出力要求、及び
磁気ディスク記憶装置制御手段との関連を説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a device control unit search table, an input / output request, and a magnetic disk storage device control unit.

【図3】装置制御手段検索テーブルと入出力要求、磁気
ディスク記憶装置制御手段とメモリ装置制御手段及びデ
ィスクキャッユ制御手段の関連を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship among a device control means search table and an input / output request, a magnetic disk storage device control means, a memory device control means, and a disk cachet control means.

【図4】分図(a)はメモリ装置内の揮発性メモリのエ
リア分割を例示する図、分図(b)は管理部ブロックを
例示する図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating an area division of a volatile memory in a memory device, and FIG. 4B is a diagram illustrating a management unit block.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 電子計算機システム 101 入出力バス 102 磁気ディスク記憶装置 103 電子計算機 110 オペレーション制御手段 111 磁気ディスク記憶装置制御手段 112 アプリケーション処理手段 113 装置制御手段検索テーブル 120 メモリ装置 121 揮発性メモリ 122 揮発性メモリバックアップ用バッテリ 123 揮発性バックアップ用バッテリ充電状態確認
手段 130 ディスクキャッシュ制御手段 131 メモリ装置制御手段
100 electronic computer system 101 input / output bus 102 magnetic disk storage device 103 electronic computer 110 operation control means 111 magnetic disk storage device control means 112 application processing means 113 device control means search table 120 memory device 121 volatile memory 122 for volatile memory backup Battery 123 Volatile backup battery charge state confirmation means 130 Disk cache control means 131 Memory device control means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記憶装置を含む入出力装置を接続する入
出力バスと、前記バスに接続する二次記憶としての磁気
ディスク記憶装置と、を具備し、前記磁気ディスク記憶
装置の入出力を制御する磁気ディスク記憶装置制御手段
と、前記入出力バスに接続する前記入出力装置のそれぞ
れに割当てられる装置番号によって識別される装置を制
御する装置制御手段と、アプリケーション処理手段の入
出力要求に含まれる装置番号と装置制御手段とを対応付
ける装置制御手段検索テーブルと、装置番号によって装
置制御手段検索テーブルを検索して対応する装置制御手
段を起動する手段と、を含むオブジェクト指向型のオペ
レーション制御手段によって動作する電子計算機システ
ムにおいて、 前記二次記憶の磁気ディスク記憶装置に対するキャッシ
ュ記憶である揮発性メモリ,電源断時に前記揮発性メモ
リの電源をバックアップするバッテリ,前記バッテリの
充電状態を検知する手段,一次記憶としての主記憶装置
と前記揮発性メモリと間のデータ転送を制御するDMA
データ転送手段と、を具備して前記入出力バスに接続す
るメモリ装置と、 前記メモリ装置に対する入出力を制御する前記オペレー
ション制御手段に付加されるメモリ装置制御手段と、 前記アプリケーション処理手段から磁気ディスク記憶装
置への入出力要求に対して、前記メモリ装置を前記磁気
ディスク記憶装置のキャッシュ記憶として動作させ、前
記キャッシュ記憶から前記磁気ディスク記憶装置へ前記
主記憶装置を経由してデータ移送させ、前記データ移送
の契機を発生させ、ることを制御する前記オペレーショ
ン制御手段に付加されるディスクキャッシュ制御手段
と、 によってなるディスクキャッシュを具備することを特徴
とする電子計算機システム。
1. An input / output bus connecting an input / output device including a storage device, and a magnetic disk storage device as a secondary storage connected to the bus, and controlling input / output of the magnetic disk storage device. Included in the input / output request of the magnetic disk storage device control means, the device control means for controlling the device identified by the device number assigned to each of the input / output devices connected to the input / output bus, and the application processing means. Operated by an object-oriented operation control means including a device control means search table for associating a device number with a device control means, and means for searching the device control means search table by the device number and activating the corresponding device control means. In the electronic computer system, the cache storage for the secondary storage magnetic disk storage device is performed. A volatile memory, a battery that backs up the power of the volatile memory when the power is cut off, a means for detecting the state of charge of the battery, and a data transfer between the main storage device as primary storage and the volatile memory. DMA
A memory device including data transfer means and connected to the input / output bus, a memory device control means added to the operation control means for controlling input / output to / from the memory device, and a magnetic disk from the application processing means. In response to an input / output request to a storage device, the memory device is operated as cache storage of the magnetic disk storage device, and data is transferred from the cache storage to the magnetic disk storage device via the main storage device. An electronic computer system, comprising: a disk cache comprising: a disk cache control means added to the operation control means for controlling the generation of a data transfer trigger.
【請求項2】 前記ディスクキャッシュ制御手段が発生
するデータ移送開始のタイミングは、前記ディスクキャ
ッシュのデータが所定の量に達したとき、あるいは磁気
ディスク記憶装置の稼働負荷が所定より低下したとき、
であることを特徴とする請求項1記載の電子計算機シス
テム。
2. The data transfer start timing generated by the disk cache control means is when the data in the disk cache reaches a predetermined amount or when the operating load of the magnetic disk storage device falls below a predetermined value.
The electronic computer system according to claim 1, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008117000A (en) * 2006-10-31 2008-05-22 Nippon Digital Kenkyusho:Kk Cache data protection apparatus and cache data protection method

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