CN101183299A - 管理数据的设备和方法 - Google Patents

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CN101183299A CNA2007101675945A CN200710167594A CN101183299A CN 101183299 A CN101183299 A CN 101183299A CN A2007101675945 A CNA2007101675945 A CN A2007101675945A CN 200710167594 A CN200710167594 A CN 200710167594A CN 101183299 A CN101183299 A CN 101183299A
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Abstract

一种用于管理数据的设备和方法,数据管理设备包括:命令接收器,接收数据的移动命令,存储器接口单元,根据移动命令访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置,和存储器管理单元,不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。

Description

管理数据的设备和方法
本申请要求于2006年11月16日在韩国知识产权局提交的第2006-113437号韩国专利申请的利益,该公开包含于此,以资参考。
技术领域
本发明的各个方面涉及一种用于管理数据的设备和方法,更具体地说,涉及一种当在扩展存储器和存储介质之间互换(exchange)数据时能够使数据被直接互换(不通过系统存储器)的管理数据的设备和方法。
背景技术
虚拟存储器不是真实的存储器,但在计算机和操作系统中它可以像存储器一样被使用。通常,硬盘驱动器(HDD)被用于实现虚拟存储器。具体来说,虚拟存储器被分配到HDD。即,计算机将使用的数据载入基础存储器,将不使用的数据载入虚拟存储器,从而保证工作空间。当请求虚拟存储器的数据时,计算机将所述数据重新载入基本存储器,从而防止性能下降。将数据从基本存储器传送到虚拟存储器或者从虚拟存储器传送到基本存储器被称为“交换(swapping)”。
这里,交换的数据单位是页,数据单位的大小的范围是从1千字节(kB)到几兆字节(MB)。当使用虚拟存储器时,物理存储空间的占用和整个系统的处理速度被降低。
存储器管理单元是将虚拟地址转换为物理地址的硬件,当用由用户进程产生的逻辑地址访问存储器时,存储器管理单元通过使用重定位寄存器来使允许产生的逻辑地址(虚拟地址)指示物理存储器的区域(物理地址)。即使当全部操作进程分配的存储器的数量多于包括在系统中的存储器的数量时,通过分配虚拟存储器来执行交换。在虚拟存储器HDD和实际存储器之间执行的交换产生开销。因此,开发了一种在主版或硬盘中配置附加扩展存储器从而降低系统中的交换开销的方法。
换句话说,通过附加地配置具有相对快速的输入/输出(I/O)速度的存储介质(扩展存储器,诸如闪存),在所述存储器和扩展存储器之间完成交换。然而,如果在存储介质(诸如HDD或者非易失性高速缓存)和扩展存储器之间传送数据,  则总是通过系统存储器来传送数据。如果将数据从HDD传送到扩展存储器,则HDD数据被存储在所述系统存储器,并被交换到扩展存储器。
这里,中央处理单元(CPU)应当执行预定操作,从而通过所述系统存储器传送数据。结果,在CPU中可产生负载。因此,需要一种在系统中有效执行数据互换的方法。
发明内容
本发明的各个方面提供一种当在扩展存储器和存储介质之间互换数据时直接互换数据从而数据不经过系统存储器的设备和方法。
根据本发明的一方面,提供了一种数据管理设备,包括:命令接收器,接收数据的移动命令;存储器接口单元,根据所述移动命令访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和存储器管理单元,不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
根据本发明的另一方面,提供了一种数据管理方法,包括:接收数据的移动命令;根据所述移动命令访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
根据本发明的另一方面,提供了一种数据管理方法,包括:访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
本发明的另外的方面和/或优点将在下面的描述中被部分地阐述,部分地,根据描述将变得明显,或者可通过实施本发明而了解。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的详细描述,本发明的这些和/或其他方面和优点将变得更加清楚,并且更加容易理解,其中:
图1是示出根据本发明实施例的数据管理设备的框图;
图2是示出根据本发明实施例的存储单元的框图;
图3是示出根据本发明实施例的将数据输入到扩展存储器的概念示图;
图4是示出根据本发明实施例的从扩展存储器输出数据的概念示图;
图5是示出根据本发明实施例的在读操作期间移动数据的流程图;
图6是示出根据本发明实施例的在写操作期间移动数据的流程图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的现有实施例,本发明的示例在附图中示出,其中相同的标号始终指示相同的组件。下面,将通过参照附图对所述实施例进行描述,以解释本发明。
图1是示出根据本发明实施例的数据管理设备100的框图。用于管理数据的设备(以下称为数据管理设备)100包括:命令接收器110、状态检查单元120、控制单元130、存储器管理单元140、存储器接口单元150、存储单元160、存储器170和扩展存储器180。
存储单元160、存储器170和扩展存储器180是存储数据的存储装置。根据本发明的各个方面,存储单元160和扩展存储器180是非易失性存储装置(诸如只读存储器、闪存和硬盘),存储器170是易失性存储装置(诸如随机存取存储器)。
例如,存储单元160可以是可输入/输出信息的硬盘,闪存、集成闪存卡(CF卡)、安全数字卡(SD卡)、智能媒体卡(SM卡)、多媒体卡(MMC)或者记忆棒。存储器170和扩展存储器180临时存储数据,以使数据管理设备100平稳操作。
这里,扩展存储器180是包括在数据管理设备100中以降低由于交换产生的系统开销的存储装置。
存储单元160可包括非易失性高速缓存,并且可与扩展存储器180位于单一模块中。例如,扩展存储器180和非易失性高速缓存的区域可存在于一个闪存中。
命令接收器110接收数据移动命令。这里,所述移动命令包括存储单元160的读命令和写命令。换句话说,读命令是提取存储在存储单元160中的数据的命令,写命令是将数据存储在存储单元160中的命令。
状态检查单元120检查存储器的使用(即,检查存储器170正在使用的区域的大小),并将该结果(确定)发送到控制单元130。
存储器接口单元150根据移动命令访问存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置。具体来说,相应数据在第一存储装置中的地址被包括在移动命令(即,读命令和写命令)中。存储器接口单元150使用该移动命令访问第一存储装置,并访问第二存储装置的预定区域,其中,通过存储器管理单元140的控制命令将数据存储在所述第二存储装置的预定区域中。第一存储装置可以是存储单元160,而第二存储装置可以是扩展存储器180,或者第一存储装置可以是扩展存储器180,而第二存储装置可以是存储单元160。
存储器管理单元140控制存储器接口单元150,以将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。存储器管理单元140可不使用存储器170将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。存储器管理单元140可根据第一存储装置与第二存储装置是否在物理上相邻,在第一和第二存储装置之间移动数据,或者修改存储数据的路径,稍后将参照图2对以上处理进行详细描述。
控制单元130确定第一存储装置与第二存储装置是否在物理上相邻,并通过根据从状态检查单元120发送的存储器170的状态控制存储器管理单元140来进行交换。控制单元130对命令接收器110、状态检查单元120、存储器管理单元140、存储器接口单元150、存储单元160、存储器170和扩展存储器180进行完全控制。
图2是示出根据本发明实施例的存储单元的框图。参照图2,第一存储装置210和第二存储装置220被包括在一个物理存储装置200中。
如上所述,存储器管理单元140可根据第一存储装置210与第二存储装置220是否在物理上相邻来确定移动数据或者修改存储数据的路径。如果第一存储装置210与第二存储装置220作为分开的模块存在,则存储器管理单元140提取存储在第一存储装置210中的数据,并将提取的数据存储在第二存储装置220中。然而,如果第一存储装置210与第一存储装置210作为单一模块存在(如图2所示),则存储器管理单元140不提取存储在第一存储装置210中的数据而将第一存储装置210中的存储数据的页的存储路径改为第二存储装置220的存储路径。
例如,如果第一存储装置210是图1所示的扩展存储器180,第二存储装置220是非易失性高速缓存,并且第一存储装置210与第二存储装置220包括在单一模块(即,存储装置200)中,则存储器管理单元140将扩展的存储器区域中存储数据的页的存储路径改为非易失性高速缓存的存储路径。
图3是示出根据本发明实施例的将数据输入到扩展存储器的概念示图。根据传统技术,如果存储在存储单元(如非易失性高速缓存161或者硬盘162)中的数据被输入到扩展存储器180,则该数据经存储器170被发送到扩展存储器180。根据本发明的各个方面,存储器管理单元140根据读命令将存储在非易失性高速缓存161或者硬盘162中的数据直接移动到扩展存储器180(而非经过存储器170)。
读命令可包括详细指出是否通过存储器170的方式发送数据的标记。例如,如果标记为0,则存储器管理单元140通过存储器170的方式移动数据,如果标记为1,则存储器管理单元140移动数据,从而所述数据不经过存储器170。
图4是示出根据本发明实施例的从扩展存储器输出数据的概念示图。为了从扩展存储器180输出将被存储在存储单元(如非易失性高速缓存161或者硬盘162)中的数据,通过存储器170将所述数据发送到存储单元。根据本发明的各个方面,存储器管理单元140根据写命令将存储在扩展存储器180中的数据直接移动到非易失性高速缓存161或者硬盘162中(而不经过存储器170)。
写命令可包括详细指出是否通过存储器170的方式发送数据的标记。例如,如果标记为0,则存储器管理单元140通过存储器170来移动数据,如果标记为1,则存储器管理单元140不经过存储器170来移动数据。
图5是示出根据本发明实施例的在读操作期间移动数据的流程图。参照图1和图5,现在将对提取存储在存储单元160中的数据的处理进行描述。
首先,在操作S510,数据管理设备100的命令接收器110接收读命令,以读取数据。
接收的读命令被发送到控制单元130,且在操作S520,控制单元130检查在非易失性高速缓存中是否存在所述数据。非易失性高速缓存可临时存储数据,以便于访问该数据。控制单元130检查相应的数据是否被存储在非易失性高速缓存中。
如果数据没有被存储在非易失性高速缓存中(操作S520),则在操作S560,控制单元130控制存储器管理单元140从存储单元160提取数据,并将该数据移动到扩展存储器180。此时,存储器管理单元140可不使用存储器170而将数据从存储单元160移动到扩展存储器180(即,没有经过存储器170移动该数据)。
如果数据被存储在非易失性高速缓存中(操作S520),则在操作S530控制单元130检查非易失性高速缓存和扩展存储器180是否作为不同的模块存在。如果非易失性高速缓存和扩展存储器180作为不同的模块存在(操作S530),则在操作S550,存储器管理单元140将数据从非易失性高速缓存移动到扩展存储器180。如果非易失性高速缓存和扩展存储器180作为一个模块存在(操作S530),则在操作S540,存储器管理单元140将存储数据的页的存储路径从非易失性高速缓存的存储路径改为扩展存储器180的存储路径。
图6是示出根据本发明实施例在写操作期间移动数据的流程图。参照图1和图6,现在将对输出存储在扩展存储器180中的数据并将该数据存储在存储单元160或者非易失性高速缓存中的处理进行描述。
首先,在操作S610,数据管理设备100的命令接收器110接收写命令,以存储数据。
接收的写命令被发送到控制单元130,并且控制单元130检查在非易失性高速缓存中是否存在该数据(S620)。如果状态检查单元120确定存储器170的状态是最大值(存储器正在使用的区域的大小达到最大),则数据被临时存储在扩展存储器180中。因此,在操作S620,控制单元130检查相应数据是否被存储在扩展存储器180中。
如果所述数据不存在于扩展存储器180中(操作S620),则在操作S680,控制单元130通过控制存储器管理单元140将该数据从存储器170移动到存储单元160。
如果所述数据存在于扩展存储器180中(操作S620),则在操作S630,控制单元130确定是否将所述数据存储在非易失性高速缓存中。直到再次使用该数据为止,所述数据一直被临时存储在非易失性高速缓存中。
如果所述数据将不被存储在非易失性高速缓存中(操作S630),则在操作S650,存储器管理单元140将所述数据从扩展存储器180移动到存储单元160。此时,存储器管理单元140可在不使用存储器170的情况下移动数据(即,不经过存储器170移动数据)。
如果数据将被存储于非易失性高速缓存中(操作S630),则在操作S640,控制单元130检查非易失性高速缓存和扩展存储器180是否作为不同模块存在。如果非易失性高速缓存和扩展存储器180作为不同模块存在(操作S640),则在操作S670,存储器管理单元140将所述数据从扩展存储器180移动到非易失性高速缓存。如果非易失性高速缓存和扩展存储器180作为单一模块存在(操作S640),则在操作S660,存储器管理单元140将存储数据的页的存储路径从扩展存储器180的存储路径改为非易失性高速缓存的存储路径。
如上所述,根据本发明的各个方面的用于管理数据的设备和方法不经系统存储器传送数据而在系统中的存储装置间直接互换数据,从而快速执行数据互换。此外,本发明的各个方面对经过系统存储器的数据传送做了限制,从而降低CPU的工作负荷。
本发明的各个方面也可实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。此外,实现本发明的代码和代码段可由本发明所属领域的编程人员容易地解释。所述计算机可读记录介质为可存储其后能由计算机系统或者计算机代码处理设备读取的数据的任何数据存储装置。所述计算机可读记录介质的例子包括:只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置和以包括具有代码的压缩源代码段和具有代码的加密源代码段的载波实现的计算机数据信号(诸如经互联网的数据传输)。所述计算机可读记录介质也可分布于联网的计算机系统上,以便所述计算机可读代码以分布方式被存储并被执行。
尽管已经示出并描述了本发明的几个实施例,但是本领域技术人员应当理解,在不脱离本发明的原则和精神的情况下,可对这些实施例进行改变,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (37)

1.一种数据管理设备,包括:
命令接收器,接收数据的移动命令;
存储器接口单元,根据所述移动命令访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和
存储器管理单元,不经过系统存储器传送数据而将该数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
2.如权利要求1所述的设备,其中,第一存储装置是扩展存储器,第二存储装置是非易失性高速缓存或者硬盘。
3.如权利要求1所述的设备,其中,第二存储装置是扩展存储器,第一存储装置是非易失性高速缓存或者硬盘。
4.如权利要求1所述的设备,其中,在第一存储装置与第二存储装置被包括在同一存储单元中时,存储器管理单元修改存储数据的路径。
5.如权利要求4所述的设备,还包括:
控制单元,确定第一存储装置与第二存储装置是否包括在同一存储单元中。
6.如权利要求1所述的设备,还包括:
控制单元,确定是否将数据存储在第三存储装置中,如果控制单元确定将数据存储第三存储装置中,则控制单元控制存储器管理单元将数据从第一存储装置移动到第三存储装置。
7.如权利要求6所述的设备,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
8.如权利要求1所述的设备,还包括:
控制单元,确定该数据是否存在于第一存储装置中,当所述数据不存在于第一存储装置中时,控制单元控制存储器管理单元将数据从系统存储器移动到第二存储装置。
9.如权利要求1所述的设备,还包括:
控制单元,确定数据是否存在于第三存储装置中,当数据不存在于第三存储装置中时,控制单元控制存储器管理单元将数据从第一存储装置移动到第二存储装置,当数据存在于第三存储装置中时,控制单元控制存储器管理单元将数据从第三存储装置移动到第二存储装置。
10.如权利要求9所述的设备,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
11.如权利要求2所述的设备,还包括:
控制单元,确定是否将该数据存储在第三存储装置中,如果控制单元确定将所述数据存储在第三存储装置,则控制单元控制存储器管理单元将数据从第一存储装置移动到第三存储装置。
12.如权利要求11所述的设备,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
13.如权利要求2所述的设备,还包括:
控制单元,确定该数据是否存在于第一存储装置中,当所述数据不存在于第一存储装置中时,控制单元控制存储器管理单元将数据从系统存储器移动到第二存储装置。
14.如权利要求2所述的设备,还包括:
控制单元,确定数据是否存在于第三存储装置中,当数据不存在于第三存储装置中时,控制单元控制存储器管理单元将数据从第一存储装置移动到第二存储装置,当数据存在于第三存储装置中时,控制单元控制存储器管理单元将数据从第三存储装置移动到第二存储装置。
15.如权利要求14所述的设备,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
16.如权利要求1所述的设备,其中,如果移动命令包括具有第一值的标记,则存储器管理单元不通过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
17.一种数据管理方法,包括:
接收数据的移动命令;
根据所述移动命令访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和
不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
18.如权利要求17所述的方法,其中,第一存储装置是扩展存储器,第二存储装置是非易失性高速缓存或者硬盘。
19.如权利要求17所述的方法,其中,第二存储装置是扩展存储器,第一存储装置是非易失性高速缓存或者硬盘。
20.如权利要求17所述的方法,其中,移动数据的步骤包括:
在第一存储装置与第二存储装置被包括在同一存储单元中时,修改存储数据的路径。
21.如权利要求20所述的方法,其中,移动数据的步骤还包括:
确定第一存储装置与第二存储装置是否包括在同一存储单元中。
22.如权利要求17所述的方法,其中,移动数据的步骤还包括:
确定是否将数据存储在第三存储装置中;
如果确定将数据存储第三存储装置中,则将数据从第一存储装置移动到第三存储装置;和
如果确定不将数据存储第三存储装置中,则将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
23.如权利要求22所述的方法,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
24.如权利要求17述的方法,其中,移动数据的步骤包括:
确定该数据是否存在于第一存储装置中;和
如果确定所述数据不存在于第一存储装置中,则将数据从系统存储器移动到第二存储装置。
25.如权利要求17所述的方法,其中,移动数据的步骤包括:
确定数据是否存在于第三存储装置中;
如果确定数据不存在于第三存储装置中,则将数据从第一存储装置移动到第二存储装置;和
如果确定数据存在于第三存储装置中,则将数据从第三存储装置移动到第二存储装置。
26.如权利要求25所述的方法,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
27.如权利要求17所述的方法,其中,移动数据的步骤包括:
如果移动命令包括具有第一值的标记,则不通过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
28.如权利要求18所述的方法,其中,移动数据的步骤包括:
确定该数据是否存在于第三存储装置中;
如果确定所述数据不存在于第三存储装置,则将数据从第一存储装置移动到第二存储装置;和
如果确定所述数据存在于第三存储装置,则将数据从第三存储装置移动到第二存储装置。
29.如权利要求28所述的方法,其中,第三存储装置是非易失性高速缓存。
30.一种数据管理方法,包括:
访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和
不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
31.如权利要求30所述的方法,还包括:
接收数据的移动命令。
32.如权利要求30所述的方法,其中,第一存储装置是扩展存储器,第二存储装置是非易失性高速缓存或者硬盘。
33.如权利要求30所述的方法,其中,第二存储装置是扩展存储器,第一存储装置是非易失性高速缓存或者硬盘。
34.如权利要求30所述的方法,其中,移动数据的步骤包括:
在第一存储装置与第二存储装置被包括在同一存储单元中时,修改存储数据的路径。
35.如权利要求34所述的方法,其中,移动数据的步骤还包括:
确定第一存储装置与第二存储装置是否包括在同一存储单元中。
36.一种数据管理设备,包括:
存储器接口单元,根据移动命令访问当前存储数据的第一存储装置和将存储该数据的第二存储装置;和
存储器管理单元,不经过系统存储器传送数据而将数据从第一存储装置移动到第二存储装置。
37.如权利要求36所述的设备,还包括:
命令接收器,接收数据的移动命令。
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