CS196718B1 - Řídící elektronika vnějšího paměťového stupně ve víceúrovňovém paměťovém systému - Google Patents

Description

Vynález se týká řídící elektroniky vnějšího paměťového stupně ve víceúrovňovém paměťovém systému provádějící autonomně výběr požadavku na přenos, resp. úklid stránky z výstupní fronty takovýchto požadavků.

Přenos stránek mezi vnitřním a vnějším paměťovým stupněm ve víceúrovňovém paměťovém systému je u dosud známých systémů řešen výhradně prostředky centráln' jednotky výpočetního systému. To znamená, že vzniklé požadavky na přenos nové stránky z vnějšího paměťového stupně do vnitřního paměťového stupně nebo požadavky na úklid stránky vyřazované z vnitřního paměťového stupně do vnějšího paměťového stupně jsou prostředky centrální jednotky výpočetního systému, nejčastěji prostřednictvím rezidentní části operačního systému, pamatovány, řazeny do fronty a v okamžicích, kdy je vnější paměťový stupeň schopen spolupráce s centrální jednotkou jednotlivě z této fronty vybírány a předávány k výkonu do vnějšího paměťového stupně víceúrovňového paměťového systému.

Nevýhodou tohoto řešení je jednak nutná a v případech takových disciplin výběru požadavku z fronty, které optimalizují činnost vnějšího paměťového stupně, i nezanedbatelná doba, spotřebovaná neproduktivní činností centrální jednotky počítače při výběru požadavku, jednak i nemožnost aplikace skutečně efektivních metod výběru požadavku z fronty, vzhledem! k nedostupnosti informací o okamžitém stavu jak paměťového média, tak i vlastního paměťového zařízení, tvořícího vnější paměťový stupeň víceúrovňového paměťového systému. Tyto nevýhody lze odstranit různými způsoby.

V daném případě tyto nevýhody podle vynálezu odstraňuje řídicí elektronika vnějšího paměťového stupně ve víceúrovňovém paměťovém systému provádějící autonomně výběr požadavků na přenos, resp. na úklid vyřazované stránky ze vstupní fronty takovýchto požadavků, obsahující obvody výběru požadavku ze vstupní fronty požadavků na přenos nových stránek do vnitřního paměťového stupně a na úklid stránek vyřazovaných z vnitřního paměťového stupně ve víceúrovňovém paměťovém systému, jejíž podstata spočívá v tom, že obvody výběru požadavků sestávají ze srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu, z registru adresy vybrané stránky, z registru adresy uklízené stránky a ze součinového obvodu, přičemž první skupina vstupních signálů adresy stránky volané vstupním požadavkem je připojena na první skupinu vstupů srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu a současně na skupinu vstupů registru adresy vybrané stránky a současně na skupinu vstupů registru adresy uklízené stránky a dále tím, že výstup srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu je připojen na první vstup součinového obvodu, na jehož druhý vstup je připojen na vkládací vstup registru adresy vybrané stránky a dále tím, že čtvrtý vstupní signál typu požadavku úklid je připojen na vkládací vstup registru adresy uklízené stránky je připojena na výstupu registru adresy uklízené stránky a současně na druhou skupinu vstupů srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu a tím, že druhá skupina výstupních signálů adresy nově přenášené stránky je připojena na výstupy registru adresy vybrané stránky.

Tím, že funkce výběru požadavku na přenos, resp. úklid stránky je převedena z centrální jednotky, u níž má doba neproduktivní činnost určující vliv na výkonnost a efektivitu celého výpočetního systému, na řídicí elektroniku vnějšího pamětového stupně ve víceúrovňovém paměťovém systému, je možno dosáhnout jednak vyšší celkové účinnosti výpočetního systému, jednak možností aplikace komplexnějších algoritmů optimalizujících činnost vnějšího paměťového stupně zvýšit výkonnost celého výpočetního systému, zvláště pak v režimu činnosti v reálném čase.

Na připojeném výkrese je schematicky znázorněno řešení obvodů výběru požadavku z fronty vstupních požadavků, na němž jsou znázorněny tyto obvody výběru požadavku ze vstupní fronty požadavků, které jsou součástí řídicí elektroniky vnějšího paměťového stupně.

Obvody výběru požadavku sestávají ze srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1, z registru 2 adresy vybrané stránky, z regustru 3 adresy uklizené stránky a ze součinového obvodu 4, přičemž první skupina 101 až 10 N vstupních signálů adresy stránky volané vstupním požadavkem je připojena na první skupinu vstupů 11 až 11N srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1 a současně na skupinu vstupů 221 až 22N registru 2 adresy vybraně stránky a současně na skupinu vstupů 321 až 32N registru 3 adresy uklízené stránky a dále tím, že výstup 130 srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1 je připojen na první vstup 410 součinového obvodu 4, na jehož druhý vstup 420 je připojen třetí vstupní signál 40 typu požadavku přenos nové stránky a tím, že výstup 430 tohoto součinového obvodu 4 je připojen na vkládací vstup 210 registru 2 adresy vybrané stránky a dále tím·, že čtvrtý vstupní signál 30 typu požadavku úklid je připojen na vkládací vstup 310 registru 3 adresy uklízené stránky je připojena na výstupy 331 až 33N registru 3 adresy uklízené stránky a současně na druhou skupinu 121 až 12N vstupů srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1, že druhá skupina výstupních signálů 601 až 60N adresy nově přenášené stránky je připojena na výstupy 231 až 23N registru 2 adresy vybrané strán^RyŘídící elektronika vnějšího paměťového stupně pracuje takto:

V okamžiku, kdy je vnější paměťový systém ve víceúrovňovém paměťovém systému schopen vykonat požadavek na úklid stránky vyřazované, resp. přenos nové stránky do vnitřního poměťového stupně, je generován jeden požadavek na úklid vyřazované stránky. Adresa této stránky je přivedena první skupinou vstupních signálů 101 až 10N na vstupy 321 až 32N registru 3 adresy uklízené stránky, současně je čtvrtým vstupním signálem 30 typu požadavku přivedeným na vkládací vstup 310 registru 3 adresy uklízené stránky vložena do tohoto registru 3 adresy uklízené stránky adresa stránky, jež má být uklizena na paměťové médium vnějšího paměťového stupně. Potom jsou adresy stránek volaných jednotlivými požadavky fronty vstupních požadavků na přenos nové stránky postupně přiváděny první skupinou vstupních signálů 101 až 10N jednak na vstupy 221 až 22N registru 2 adresy vybrané stránky, jednak na první skupinu vstupů 111 až 11N srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1. Na druhou skupinu vstupů 121 až 12N srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1 je přivedena adresa stránky, jež bude uklizena z výstupů 231 až 23N registru 2 adresy uklízené stránky. Srovnávací a vyhodnocovací obvod 1 provádí porovnání adresy nově přenášené stránky, jež bude uklizena a generuje na výstuppu 130 pouze v tom případě, kdy přenos nové stránky z adresy volané právě porovnávaným požadavkem je, vzhledem k parametrům a stavu paměťového zařízení tvořícího vnější paměťový stupeň, výhodnější, než by byl přenos no. vé stránky z některé z adres volaných libovolným z požadavků porovnávaných před tímto požadavkem v témže cyklu. Tento signál z výstupu 130 srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu 1 je přiveden na první vstup 410 součinového obvodu 4, protože s každým vstupním požadavkem na přenos nové stránky je na druhý vstup 420 tohoto součinového obvodu 4 přiveden třetí vstupní signál 40 typu požadavku přenos nové stránky je na výstupu 430 součinového obvodu 4 generován vkládací signál, který tím, že je přiveden na vkládací vstup 210 registru 2 adresy vybrané stárnky, vloží do tohoto registru 2 adresy vybrané stránky adresu nově přenášené stránky, která je současně přivedena první skupinou vstupních signálů 101 až 10N na vstupy 221 až 22N tohoto registru 2 adresy vybrané stránky. Po ukončení cyklu je tedy v registru 3 adresy uklízené stránky uložena adresa stránky, jež má být uložena na médium paměťového stupně a v registru 2 adresy vybrané stránky adresa té stránky, která má být nově přenesena z média vnějšího paměťového stupně do vnitřního paměťového stupně, jejíž přenos je z hlediska parametrů a stavu paměťového zařízení tvořícího vnější paměťový stupeň nejvýhodnější. Řídící elektronika vnějšího paměťového stupně potom zpracuje nejprve požadavek na úklid stránky na adresu pamatovanou v registru 3 adresy uklízené stránky a předávanou z výstupů 331 až 33N tohoto registru 3 adresy uklízené stránky na první skupinu výstupních signálů 5D1 až 50N a potom požadavek na přenos nové stránky z adresy stránky pamatované v registru 2 adresy vybrané stránky a předávané z výstupů 231 až 23N tohoto registru 2 adresy vybrané stránky na druhou skupinu výstupních signálů 601 až 60N.

Vynález lze použít u všech typů velkokapacitních pamětí s nekonstantní dobou dostupu k pamatování informací, v prvé řadě pak pamětí diskových, použitých jako vnější stupeň virtuální paměti. Jiné možné použití Je v autonomních paměťových systémech s vícestupňovým hierarchickým· uspořádáním paměťových zařízení.

Claims (1)

1. Řídicí elektronika vnějšího paměťového stupně ve víceúrovňovém paměťovém systému, vyznačená tím, že obvody výběru požadavků sestávají ze srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu (1), z registru (2) adresy vybrané stránky, z registru (3j adresy uklízené stránky a ze součinového obvodu (4J, přičemž první skupina (101 až ION) vstupních signálů adresy stránky volané vstupním požadavkem je připojena na první skupinu vstupů (111 až 11N) srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu (1) a současně na skupinu vstupů (221 až 22N) registru (3) adresy uklízené stránky, přičemž výstup (130) srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu (1) je připojen na první vstup (410) součinového obvodu (4), na ]ehož druhý vstup (420) připojen třetí vstupní vynálezu signál (40) typu požadavku přenos nové stránky, výstup (430) součinového obvodu (4) je připojen na vkládací vstup (210) registru (2) adresy vybrané stránky a čtvrtý vstupní signál (30) typu požadavku úklid je připojen na vkládací vstup 310) registru (3) adresy uklízené stránky, zatímco první skupina výstupních signálů (501 až 50N) adresy uklízené stránky je připojena na výstupy (331 až 33N) registru (3) adresy uklízené stránky a současně na druhou skupinu (121 až 12N) vstupů srovnávacího a vyhodnocovacího obvodu (1) a tím současně je druhá skupina výstupních signálů (601 až 60NJ adresy nově přenášené stránky připojena na výstupy (231 až 23N) registru (2J. adresy vybrané stránky.