CS196718B1

CS196718B1 - Control electronics of the outer memory degree in the multilevel memory system

Info

Publication number: CS196718B1
Application number: CS289477A
Authority: CS
Inventors: Pavel Kubin
Original assignee: Pavel Kubin
Priority date: 1977-05-03
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DD136435A1; SU1123055A1; SU1198526A1

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.The present invention relates to the control electronics of an external memory stage in a multi-level memory system executing autonomously the selection of a transmission request, respectively. cleaning the page from the output queue of such requests.

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.The transmission of pages between the internal and external storage stages in a multi-level storage system in the prior art systems is solely solved by means of the central unit of the computing system. This means that incoming requests for transferring a new page from an external memory stage to an internal memory stage or requests to clean a page discarded from an internal memory stage to an external memory stage are stored by the central unit of the computing system, most often via the resident part of the operating system. queues, and at times when the external memory stage is capable of cooperating with the central unit individually selected from that queue and transmitted to the external memory stage of the multilevel storage system.

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.The disadvantage of this solution is both necessary and in cases of such request selection queue disciplines, which optimize the operation of the external memory stage, the considerable time consumed by the unproductive activity of the computer central unit during the request selection. ! unavailability of instantaneous state information of both the storage medium and the actual storage device constituting the external storage stage of the multi-level storage system. These disadvantages can be overcome in various ways.

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.In the present case, these disadvantages according to the invention are overcome by the control electronics of the external memory stage in the multi-level memory system, performing autonomously the selection of transmission requests and / or requests. for cleaning up a page being dropped from the input queue of such requests, including request selection circuitry from the input request queue for transferring new pages to the internal memory stage, and cleaning up pages being discarded from the internal memory stage in a multilevel storage system. consist of a comparison and evaluation circuit, a selected page address register, a scanned page address register, and a product circuit, the first group of input signals of the page address called by the input request being connected to the first input group of the comparison and evaluation circuit and selected pages and at the same time to the group of inputs of the register of the address of the cleaned page and further, that the output of the comparator and evaluation circuit is connected to the first input of the up is connected to the input address register input of the selected page and further, by the fourth cleaning request type input signal being connected to the input of the cleaned page address register input at the output of the cleaned page address register and to the second group of comparison and evaluation circuit inputs The second group of output signals of the address of the newly transmitted page is connected to the outputs of the address register of the selected page.

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.By selecting the transmission request, respectively. page cleaning is transferred from the central unit, where the time of non-productive activity determining the performance and efficiency of the whole computing system, the control electronics of the external memory stage in the multi-level memory system, it is possible to achieve higher overall efficiency of the computing system optimizing the operation of the external memory stage to increase the performance of the entire computing system, especially in real-time mode of operation.

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.The attached drawing schematically illustrates a solution of request selection circuits from an input request queue, in which these request selection circuits from an input request queue, which are part of the external memory stage control electronics, are shown.

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:The request selection circuitry consists of a comparison and evaluation circuit 1, a selected page address register 2, a tidy page address register 3, and a product circuit 4, wherein the first group of 101 to 10N input address page signals called by the input request is connected to the first input group 11-11N of the comparison and evaluation circuit 1 and at the same time to the group of inputs 221 to 22N of the register 2 of the selected page address and simultaneously to the group of inputs 321 to 32N of the register of the cleaned page address. the input 410 of the product circuit 4, to which the second input 420 is connected the third input page 40 of the new page type request signal, and by output 430 of this product circuit 4 is connected to the input input 210 of the selected page address register 2; The cleaning request input signal 30 is ready only to the input input 310 of the scanned page address register 3 is coupled to outputs 331 to 33N of the scanned page address register 3 and at the same time to the second group 121 to 12N of the comparison and evaluation circuit 1 inputs connected to the outputs 231 to 23N register 2 the address selected side ^R yŘídící electronics external storage stage operates as follows:

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.When an external storage system in a multi-level storage system is able to execute a request to clean up a page that is being discarded or not. transferring a new page to the internal memory stage, one request is made to clean up the discarded page. The address of this page is fed by the first group of input signals 101 to 10N to inputs 321 to 32N of the tidy page address register 3, and at the same time the fourth request type input signal 30 applied to insertion entry 310 of tidy page address The page to be cleaned on the external storage stage storage medium. Then, the page addresses called by each new page request request queue request queue are sequentially fed by a first group of input signals 101 to 10N both to inputs 221 to 22N of the selected page address register 2 and to the first group of inputs 111 to 11N of comparison and evaluation circuit 1. a second group of inputs 121-12N of the comparison and evaluation circuit 1 is fed a page address that will be cleaned from outputs 231 to 23N of the cleaned page address register 2. The comparison and evaluation circuit 1 performs a comparison of the address of the newly transmitted page that will be cleaned up and generates at output 130 only if the transmission of the new page from the address called by the comparison request is more advantageous with respect to the parameters and state of the storage device constituting the external storage stage. than the transmission would be. pages from any of the addresses called by any of the requests compared before that request in the same cycle. This signal from the comparator and evaluation circuit output 130 is applied to the first input 410 of the circuit 4, since with each new page transmission request input, a third page transmission type input signal 40 is applied to the second input 420 of this product circuit 4. The output 430 of the product circuit 4 generates an insertion signal which, by feeding it to the input input 210 of the selected page address register 2, inserts into the selected page address register 2 the address of the newly transmitted page which is simultaneously fed by the first group of input signals 101 to 10N. inputs 221 to 22N of this register 2 addresses the selected page. Thus, at the end of the cycle, the address of the page to be stored on the storage stage medium is stored in the tidy page address register 3, and the address of the page to be newly transferred from the external stage to the internal storage stage of the selected page. the transmission is most advantageous in terms of parameters and state of the memory device constituting the external memory stage. The external storage stage control electronics then processes the page cleaning request first to the address stored in the scanned page address register 3 and passed from outputs 331 to 33N of this scanned page address register 3 to the first group of output signals 5D1 to 50N, and then requesting a new page the page address stored in register 2 of the selected page address and transmitted from outputs 231 to 23N of this register 2 of the selected page address to the second group of output signals 601 to 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.The invention is applicable to all types of mass storage with non-constant availability times for storing information, first of all disk memories used as the external stage of virtual memory. Other possible uses It is in autonomous storage systems with a multistage hierarchical arrangement of storage devices.

Claims

External memory stage control electronics in a multi-level memory system, characterized in that the request selection circuitry comprises a comparison and evaluation circuit (1), a selected page address register (2), a cleaned page address register (3j) and a product circuit (4J, wherein the first input address group (101 to ION) of the page address called by the input request is coupled to the first input group (111 to 11N) of the comparator and evaluation circuit (1) and simultaneously to the input group (221 to 22N) of the scanned page address register (3) wherein the output (130) of the comparator and evaluation circuit (1) is connected to a first input (410) of the product circuit (4), to which the second input (420) is connected a third input of the new page transmission request signal (40) (430) the product circuit (4) is connected to the input (210) of the selected page address register (2) and the fourth input The cleaning request type signal (30) is connected to the input (310) of the scanned page address register (3), while the first set of scanned page address output signals (501 to 50N) is connected to the outputs (331 to 33N) of the address register (3) and at the same time the second group of output signals (601 to 60NJ of the newly transmitted page address) is connected to the outputs (231 to 23N) of the register (2J). URL of the selected page.