JP3125634B2 - Electronic computer system - Google Patents

Electronic computer system

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JP3125634B2
JP3125634B2 JP07192251A JP19225195A JP3125634B2 JP 3125634 B2 JP3125634 B2 JP 3125634B2 JP 07192251 A JP07192251 A JP 07192251A JP 19225195 A JP19225195 A JP 19225195A JP 3125634 B2 JP3125634 B2 JP 3125634B2
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magnetic disk
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智宏 江久保
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エヌイーシーソフト株式会社
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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 a computer system having a disk cache, and more particularly to a 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 control method of a disk cache system having a magnetic disk storage device and a cache memory is such that a cache memory is provided inside a magnetic disk storage device, and the cache memory control is performed within the same device. Such as a method of installing a dedicated disk cache device provided with a controller for performing cache control or a controller for performing cache control between the computer and the magnetic disk storage device. Mainly by hardware technology means.

【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. 63-066761 and 3-22445 relate to battery backup and data integrity of a cache memory provided in a magnetic disk storage device.
Japanese Patent Publication No. 045 describes a battery backup of a cache memory in a disk cache dedicated device and data integrity, and both relate to 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 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 controlled 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 a disk cache system is realized by hardware, a dedicated device is often added to make the system expensive, and a 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。
[0006] Even when a disk cache system is realized by software means, there are the following disadvantages. When the main storage device is used as a cache memory, it is necessary to prepare a large-scale backup battery capable of guaranteeing power supply to the entire electronic computer system, resulting in an expensive system. Also, if the CPU itself writes / reads data to / from the cache memory, there is a risk that a system which has conventionally been an I / O bottleneck for a so-called magnetic disk storage device may become a CPU bottleneck.

【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 a control program for a magnetic disk storage device is involved in cache memory control, an electronic computer system that uses a control program for a magnetic disk storage device that does not perform cache memory control uses a disk cache. It must be replaced by an operating system that can have 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 It is an object of the present invention to add a software control means and a memory device having a battery for power supply backup and a volatile memory to use as a disk cache, thereby reducing hardware cost, Provided is an electronic computer system to which a disk cache can be added by using a disk cache control means which can be easily incorporated without replacing an operating system.

【0009】そのため、この発明の一次及び二次記憶の
装置並びに入出力装置を接続する入出力バスを有する電
子計算機が、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
装置を入出力情報によって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を前記
一次記憶装置上で動作させ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D
MA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書き戻しの
ータ移送並びに前記データ移送の契機を発生させること
入出力情報によって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, the primary and secondary memories of the present invention
Device and an input / output bus for connecting the input / output devices.
Slave computer, and the device control means for controlling the input and output information device identified by the device number assigned to each of the input and output devices connected to the entering output bus, included in the output request of the application processing unit device An object-oriented operation control means comprising: a device control means search table for associating a number with a device control means; and a means for searching the device control means search table by a device number and activating the corresponding device control means.
In a computer system operated on a primary storage device , a volatile memory serving as a cache storage for the magnetic disk storage device of the secondary storage, a battery for backing up a power supply of the volatile memory when power is turned off, and a charge state of the battery are stored. Detecting means for controlling data transfer between the main memory as a primary storage and the volatile memory;
A memory device having MA data transfer means 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; In response to an I / O request to a disk storage device, the memory device is operated as a cache storage of the magnetic disk storage device, and a write-back data is transferred from the cache storage to the magnetic disk storage device via the main storage device. characterized by comprising a disk cache control means is added to said operation control means for controlling the input and output information to be generated trigger of <br/> over data transfer and the data transfer, the disk cache comprising by .

【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 memory device 12 for a disk cache is shown.
0, the memory device 120 and the magnetic disk storage device 1
The operation of the computer 103 having the input / output bus 101 connecting the device 02 is controlled by the operation control means 110. Operation control means 110
Includes a magnetic disk storage device control unit 111 that controls input / output of the magnetic disk storage device 102. The input / output request 133 from the higher-level application processing unit 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 does not have the disk cache control means 130 and the memory device 120 and there is the request 133, the operation control means 110 makes the device control means search table 113 and the input / output request 133 Then, the magnetic disk storage device 102 is identified from the device number included in the command and the input / output request is passed to the magnetic disk storage device control unit 111. The magnetic disk storage control unit 111 receives the input / output request 139
, An input / output request 140 is made to the magnetic disk storage device 102, and read / write input / output 137 and 138 are performed via 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10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。
[0012] As shown in FIG. 1, in the computer system 100 having a disk cache disk cache control unit 1 3 0 and the memory device control unit 131 and memory device 120 is added to the operation control unit 110, The memory device 120 includes a volatile memory 121 having a backup battery 122,
The backup battery 122 includes a backup battery state-of-charge confirmation unit 123 for detecting the state of charge of the backup battery 122 from the operation control unit 110, and a DMA controller 124 for performing a 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 means 112 to the volatile memory 121 through the memory device control means 131.

【0013】次にオペレーション制御手段110は、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ディスクキャッシュ
制御手段130自身を特定する情報に書き替える。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、磁気ディスク記憶装置制御手段111でなく、ディ
スクキャッシュ制御手段130に渡される。
[0013] Next operations controller 110, instrumentation <br/>置制disk cache a portion corresponding to the unit number of the magnetic disk storage device 102 of the control unit searches the table 113
The control means 130 is rewritten with information specifying itself. By the rewriting, an input / output request 133 from the application processing unit 112 to the magnetic disk storage device 102 is issued.
Is passed to the disk cache control unit 130 instead of the magnetic disk storage device control unit 111 .

【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
転送によって、揮発性メモリ121から主記憶装置
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1
02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 sends a write I / O request 13
3, the disk cache control means 130
The data of the request 133 is not written directly to the magnetic disk storage device 102 through the magnetic disk storage device control means 111, but is written to the volatile memory 121 through the memory device control device 131. Disk cache control unit 130, data asynchronously with the operation of the application processing unit 112, the data of the volatile memory 121 by the DMA de <br/> over data transfer, a main memory <br/> from the volatile memory 121 Transfer and control means 111
To the magnetic disk storage device 102 through The application processing means 112 is the magnetic disk storage device 1
When a read I / O request 133 is made to 02, the disk cache control unit 130 determines whether or not the requested data exists in the volatile memory 121 with reference to a cache management table (not shown). If there is the data, and passes the data in the volatile memory 121 to load the application processing unit 112 to the main memory through the memory device control unit 131. If the requested data does not exist in the volatile memory 121, the disk cache control unit 130 reads the data of the magnetic disk storage device 102 into the main storage device through the magnetic disk storage device control unit 111, and the application processing unit 112
Hand over to

【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 a normal stoppage of the operation of the electronic computer 103, all data not yet written to 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. The data is read and written to the magnetic disk storage device 102 through the magnetic disk storage device control unit 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133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。
When the operation of the computer 103 is started, the disk cache control means 130 checks the charge state of the volatile memory backup battery 122 by the volatile memory backup battery charge state confirmation means 123, and When the battery 122 is still able to supply power, the volatile memory 121
It is checked whether or not there is any data yet to be written to the magnetic disk storage device 102, and if there is any 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 To the magnetic disk storage device 102 through When there is a write I / O request 133 from the application processing unit 112 to the magnetic disk storage device 102, the disk cache control unit 130 writes the data to 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
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入出情報20
2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
If, the input-output request 133,134,139,140, a magnetic disk storage device controller 1 11, a memory device control unit 131, a disk cache control unit 130,
This embodiment will be described with reference to FIGS. First, the functional configuration shown in FIG. 2 is 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 a state where 0 is not added, that is, in a normal state of the computer 103 having no disk cache, the device control unit search table 220 and the input / output request for the magnetic disk storage device 102 and the magnetic disk storage device control unit 111 Indicates association. The input / output request structure 200 is created by the application processing unit 112 or the operation control unit 210 every time a write / read request to the various storage devices is issued from the application processing unit 112, and is deleted when the input / output is completed. The input / output request structure 200 has a device number 20
1 and storage peripherals and out information 20 necessary for the input and output requirements such as a flag bit indicating the start position and the amount of data and input and another output of
Contains 2. The device number 201 is a numerical value that is assigned in advance to all storage devices and input / output devices on a one-to-one basis and can specify 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 call addresses 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 unit 111 is stored at a location in 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
And calls the device control means. Since the device number of the magnetic disk storage device 102 is set in the device number 201, the call address of the magnetic disk storage device control unit 111 that controls the magnetic disk storage device 102 is obtained from the device control unit 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 a higher-level control means such as an application processing means calls a lower-level control means in order to use a certain function, the details are different, but generally the indirect call as described above. 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
133,134,139,140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、オペレーシ
ョン制御手段110の初期化処理等の適当なタイミング
で、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
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に記憶した後、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13
0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。
[0019] Figure 3, by adding a memory device controller 1 31 and the disk cache control unit 130 to the functional configuration of FIG. 2, the device controller searches the table 113, the input-output request 133,134,139,140, Magnetic disk storage device control means 111, memory device control means 131,
The relation of the disk cache control means 130 is shown. Disk cache control unit 130, Opereshi
Appropriate timing for initialization processing of the
In, part of the arrangement of the device control means searches the table 113 corresponding to the unit number of the disk storage device 102, that is, the call address of the magnetic disk storage device controller 111
After storing the call address storage area 132 of the magnetic disk storage device control unit 111, places the disk cache array of the device control means searches the table 113 corresponding to the unit number of the magnetic disk storage device 102 control means 13
Rewrite with a call address of 0. Memory device 120
Has a device number because it is input and output device, the position of the array of device control means search cable 113 corresponding to the device number call address of the memory device control means 13 1 is stored by the operation control means 110.

【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 an input / output request is issued from the application processing means 112 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, finds the location of the array in the device control means search table 113 corresponding to the device number 201, and calls the device control means. The device number 201 includes the magnetic disk storage device 102
The device cache number of the disk cache control unit 1 is set in the array corresponding to the device number of the magnetic disk storage device 102 in the device control unit search table 113.
Since the call address of the disk cache control means 130 is obtained, the operation control means 110 obtains the call address of the disk cache control means 130.
30 is called. The called disk cache control means 130 analyzes the input / output information 202 and creates an input / output request structure 300 for calling a lower-level device control means. When it is necessary to make an input / output request to the memory device 120 during the cache processing, the operation control means 110
Calls the memory device control means 131 and makes an input / output request to the magnetic disk storage device 102, by referring to the call address storage area 132 of the magnetic disk storage device control device 111, 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ック4
11乃至41nに分割する。つまり管理部ック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 a 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 management units of cache data. The write data to the magnetic disk storage device 102 is divided into cache blocks, and the cache blocks 421 to 42n
And is subjected to data transfer by cache control. Management unit Bed click 4 for storing management information corresponding to the management area 410 in the cache block 421 to 42n
Divide into 11 to 41n. In other words management unit blanking click 411
Stores the management information of the cache block 421, and the management unit block 41n stores the management information of the cache block 42n. In each management unit 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, and the like 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)42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メモリ装置制御手段131に通知す
る。
In the flag bit 41n-10, the write data to the magnetic disk storage device 102 exists 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 a write request to the magnetic disk storage device 102 is received, the disk cache control unit 111 transfers the data of the request to a cache block (free cache block) 42 n in which valid data is not written by the memory device control unit 131. After the writing, the memory device 120 itself writes the management information of the data into the management block 41n without passing through the memory device control means 131 after the completion of the writing, the flag bit 41
The n-th dirty bit 41n-11 is turned ON, and the completion of writing is notified to the upper memory device control means 131 .

【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を通じて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4
1n−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−11がO
N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。
The disk cache control means 130
Then, LRU (Least Recent Sensation Used)
Dirty bit 41n-11 is turned on using a method such as
The management blocks 411 to 41n are managed, and 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, the data is written to the cache block 42n. Data that has not been written to the magnetic disk storage device 102 is written to the magnetic disk storage device 102. Disk cache control unit 130 is a cache block DMA configuration write data to the magnetic disk storage device 102 on through the memory device control means 131 42n controller 124
The data is read into the main storage device, the data is referred to the cache information 41n-20, the data is written to the magnetic disk storage device 102 through the magnetic disk storage device control means 111, and the dirty bit 4 of the flag bit 41n-10 is read.
1n-11 is turned off. When the power is cut off due to the normal operation stop of the computer 103, the dirty bit 41n-11 is set to O in preparation for a long-time operation stop (power-off state).
The unwritten data of the N-th cache block 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、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41n−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41n−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。
At the start of operation when the computer system 100 is powered on, the disk cache control means 130
It is by first volatile memory backup battery charge status confirmation unit 123 of the memory device 120, a volatile main
The state of charge of the memory backup battery 122 is checked, and the volatile memory backup battery 122 can supply power to the volatile memory 121, and the volatile memory 121
Management data 411 if the data can be guaranteed.
To check all 41n-10 flag bits,
The unwritten data of the cache block 42n in which the dirty bit 41n-11 is ON to the magnetic disk storage device 102 is read into the main storage device by the DMA controller 124, and the cache information 41n-20 of the data is referred to. After writing to the magnetic disk storage device 102 through the disk storage device control means 111, the dirty bit 41n-11 of the flag bit 41n-10 is finally turned off. If the data contents of the volatile memory 121 cannot be guaranteed, the disk cache control unit 130 notifies the administrator of the computer system 100 of the magnetic disk storage by displaying the fact on the system console terminal. Device 102
Notify that data recovery is required.

【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, it is possible to make use of the conventional hardware / software resources without replacing the hardware configuration and the operation control means of the operating computer system, thereby making it relatively inexpensive. In addition, a disk cache can be added to a computer system without compromising the data integrity of a magnetic disk storage device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the 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 for explaining the 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 for explaining a relationship between a device control means search table and input / output requests, and a magnetic disk storage device control means, a memory device control means, and a disk cache 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
REFERENCE SIGNS LIST 100 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 volatile memory backup Battery 123 Volatile backup battery charge state checking means 130 Disk cache control means 131 Memory device control means

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−348599(JP,A) 特開 平1−150953(JP,A) 特開 昭62−58351(JP,A) 特開 平3−71221(JP,A) 特開 平6−44012(JP,A) 特開 平5−11937(JP,A) 特開 平4−247514(JP,A) 特開 平3−286237(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 12/08,3/06,3/08 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-348599 (JP, A) JP-A-1-150953 (JP, A) JP-A-62-58351 (JP, A) JP-A-3-71221 (JP) JP-A-6-44012 (JP, A) JP-A-5-11937 (JP, A) JP-A-4-247514 (JP, A) JP-A-3-286237 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 12 / 08,3 / 06,3 / 08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一次及び二次記憶の装置並びに入出力装
置を接続する入出力バスを有する電子計算機が、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入出力情報に
よって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を前記一次記憶装置上で動
作させ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書き戻しのデータ移送並びに前記
データ移送の契機を発生させることを入出力情報によっ
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. A computer having input and output bus connecting device and output device of the primary and secondary storage are identified by device number assigned to each of the input and output devices connected to the entering output bus Device as input / output information
Therefore, the device control means for controlling, the device control means search table for associating the device number included in the input / output request of the application processing means with the device control means, and the device control means for searching the device control means search table by the device number and corresponding Operating the object-oriented operation control means on the primary storage device.
A volatile memory that is a cache storage for the magnetic disk storage device of the secondary storage, a battery that backs up a power supply of the volatile memory when power is cut off, a unit that detects a charge state of the battery, DMA for controlling data transfer between a main storage device as storage and the volatile memory
A memory device having 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 a cache storage of the magnetic disk storage device, and data transfer of write-back from the cache storage to the magnetic disk storage device via the main storage device is performed. In addition, the input / output information indicates that the data transfer is to be triggered.
And a disk cache control means added to the operation control means for controlling the computer cache.
【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 amount.
2. The computer system according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記入出力情報は、3. The input / output information, 前記主記憶装置に、装置対応に保持される入出力動作にIn the main storage device, the input / output operation held for the device
要する制御情報であり、Required control information, 装置番号と、記憶装置の開始位置と、データ量と、Device number, storage device start position, data amount, Entering
力あるいは出力を示すフラグと、を含むことを特徴とすA flag indicating force or output.
る請求項1記載の電子計算機システム。The computer system according to claim 1.
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