DE68920196T2

DE68920196T2 - Methode zur Behandlung von Daten in einer Dataspeicherungsbibliothek.

Info

Publication number: DE68920196T2
Application number: DE68920196T
Authority: DE
Inventors: Connie Mae Clark; Warren Bruce Harding; Horace Tin Sze Tang
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2009-05-04
Also published as: US4987533A; JPH01319821A; JPH0551928B2; ES2065987T3; EP0341037B1; BR8902096A; EP0341037A2; EP0341037A3; CA1312950C; DE68920196D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Methode zur Behandlung von Daten in einer Dataspeicherungsbibliothek und auf eine Bibliothek, die solch eine Methode benutzt. Diese Methode bezieht sich insbesondere auf das Ausspeichern von Operationen in einer Datenspeicherhierarchie.
Es ist wünschenswert, Computerdaten so zu speichern, daß diese bei Bedarf sofort verfügbar sind. Schneller Zugriff auf Daten kann mittels einer Höchstgeschwindigkeits-Datenspeichereinheit erreicht werden. Der Preis von Datenspeichereinheiten steigt jedoch in gleichem Maße wie Geschwindigkeit und Kapazität von solchen Einrichtungen. Deshalb haben Hochgeschwindigkeitsspeicher normalerweise eine relativ geringe Kapazität, welche oft von der Anzahl von Daten überschritten wird, die für eine gegebene Anwendung gespeichert werden müssen. Wenn für eine gegebene Anwendung die Speicherung von Daten erforderlich ist, welche die Kapazität des Hochgeschwindigkeitsspeichers überschreitet, ist es unpraktisch, an eine einzelne langsame Speichereinheit eine Datenspeichereinheit mit großer Kapazität anzuschließen, da die Zugriffszeit auf die Daten übermäßig lang ist.
Die Zugriffszeit auf Daten kann durch Verwendung einer Datenspeicherhierarchie anstelle einer einzelnen Datenspeichereinheit verbessert werden. Eine Datenspeicherhierarchie besteht aus mehreren Ebenen von Datenspeichereinheiten. Die höchste Ebene oder erste Ebene ist normalerweise die kleinste, schnellste und teuerste Form des Datenspeichers. Die Größe des Datenspeichers nimmt zu, und Geschwindigkeit und Kosten des Datenspeichers verringern sich normalerweise, da die Ebene des Speichers in der Hierarchie gleichfalls reduziert wird. Beispiele von in Hierarchien verwendeten Datenspeichereinheiten enthalten: Halbleiterhaupt- und Halbleiterpufferspeicher, Magnetbandantriebe, Magnettrommeln, Magnetplattenspeicher und Bildplattenspeicher. Diese Einheiten können in einer Vielzahl von Kombinationen und Ebenen verwendet werden, um eine Datenspeicherhierarchie zu erstellen. Eine Ebene der Datenspeicherhierarchie kann außerdem eine Magnetbandbibliothek, Magnetplatten- oder Bildplattenbibliothek enthalten. Eine Bibliothek oder ein Massenspeichersystem enthält eine oder mehrere Datenspeichereinheit(en), eine Vielzahl von Speicherzellen und einen Mechanismus zur automatischen Übertragung von Datenspeichermedien zwischen den Speicherzellen und den Speichereinheiten. Eine Bildplattenbibliothek kann zum Beispiel einen oder mehrere Bildplattenspeicher, eine Vielzahl von Speicherzellen zur Speicherung von Bildplatten sowie mechanische Mittel zur Übertragung der Platten zwischen den Speicherzellen und den Bildplattenspeichern. Die Technologie zur Implementierung der Bibliotheken ist bekannt, siehe zum Beispiel ein Artikel von Dorrell und Mecklenburg. (Mass Storage Device, IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, No. 9, Feb. 1973, pp. 2943-45.)
Ein System mit einer Datenspeicherhierarchie ist normalerweise so programmiert, daß alle darin enthaltenen Daten anfangs in der höchsten Ebene der Hierarchie gespeichert werden. Gemäß den in der Hierarchie prograinmierten Regeln werden die Daten danach zwischen den verschiedenen Ebenen der Hierarchie übertragen, um die Anforderungen bezüglich Systemspeicherung und Zugriff zu erfüllen. Wenn der Hauptrechner bestimmte Daten benötigt, wird zuerst die Speicherstelle der Daten in der Hierarchie bestimmt. Sind die benötigten Daten in der höchsten Ebene der Hierarchie gespeichert, werden die Daten zurückgeholt und benutzt. Sind die Daten nicht in der höchsten Ebene der Hierarchie gespeichert, können diese gegebenenfalls direkt aus ihrer aktuellen Speicherstelle zwecks Benutzung zurückgeholt werden oder zuerst an die höchste Ebene der Hierarchie übertragen und anschließend von dieser Ebene zurückgeholt werden. Die Bewegung der Daten von einer relativ niedrigen Ebene in der Hierarchie zu einer relativ hohen Ebene in der Hierarchie ist unter dem Begriff "einspeichern" bekannt. Die Daten werden eingespeichert, um so dem System schnellen Zugriff auf die Daten zu ermöglichen, wie dies in Zukunft verlangt wird. Da Daten, die kürzlich benutzt wurden, danach in Kürze sehr wahrscheinlich wieder benutzt werden, steigert das Vorhandensein dieser Daten in der höchsten Ebene der Hierarchie die Gesamtgeschwindigkeit des Systems. Die Fähigkeit, auf die Daten aus einer niedrigeren Ebene in der Hierarchie zuzugreifen, hängt von den Systemverbindungen und der Art der Datenspeichereinheiten in jeder Ebene ab. Die Daten, auf die von einer niedrigeren Ebene in der Hierarchie zugegriffen wird, sind normalerweise diejenigen, auf die relativ selten zugegriffen wird.
Ein allgemeines Problem in Datenspeicherhierarchien ist die relative Größe jeder Ebene in der Hierarchie. Die hohen Kosten von Hochgeschwindigkeitsspeichern erfordert es, daß die Größe der höchsten oder höheren Ebenen der Hierarchie begrenzt ist. Die Folge ist, daß, obwohl die Datenspeicherhierarchien trotzdem die Geschwindigkeit des Datenzugriffs über einzelne Datenspeichereinheiten verbessern, die Kapazität der höchsten Ebenen in der Hierarchie überschritten werden kann. Die Benutzung der höchsten Ebenen der Datenspeicherhierarchie kann durch Ordnung nach Vorrangigkeiten bei der Speicherung von Daten in jeder Ebene optimiert werden. Das System kann zum Beispiel so ausgelegt werden, daß die Daten gemäß ihrer Wahrscheinlichkeit der Benutzung gewichtet werden und die Ebene, in welcher diese im allgemeinen gespeichert werden, dadurch bestimmt wird. Außerdem können Daten aus relativ höheren Ebenen in der Hierarchie in relativ niedrigere Ebenen in der Hierarchie übertragen werden, da auf diese danach weniger häufig zugegriffen wird. Die Bewegung der Daten aus einer relativ höheren Ebene in der Hierarchie in eine relativ niedrigere Ebene in der Hierarchie ist unter dem Begriff "Ausspeichern" bekannt. Wie beim Einspeichern, kann das Ausspeichern gemäß der Häufigkeit der Benutzung von bestimmten Daten nach Vorrangigkeit geordnet werden. Daten, auf die wahrscheinlich nicht häufig zugegriffen wird, können in einer relativ niedrigen Ebene in der Hierarchie zwecks Archivierung ausgespeichert werden.
Das Ausspeichern von Daten kann für verschiedene Zwecke genutzt werden. Wie zuvor erwähnt, können Daten ausgespeichert werden, weil diese alt sind und auf diese wahrscheinlich weniger häufig zugegriffen wird. Es besteht außerdem immer das Risiko, daß die Kapazität der relativ höheren Ebenen in der Hierarchie überschritten werden kann, ungeachtet der zuvor erwähnten Ordnung nach Vorrangigkeiten bei der Speicherung von Daten in jeder Ebene in der Hierarchie. Wenn das System die Durchführung einer Einspeicherung oder Ausspeicherung verlangt, bei der Daten in eine Ebene in der Hierarchie zu übertragen sind, in welcher die Speicherkapazität überschritten wurde, müssen Daten in dieser Ebene zuerst ausgespeichert werden, um Speicherplatz für die Daten zu schaffen, welche einoder auszuspeichern sind. Auf diese Weise erfordert die Systemoptimierung sowohl für das Einspeichern als auch für das Ausspeichern Techniken zur Behandlung von Daten.
Techniken zur effizienten Ausspeicherung von Daten in einer Datenspeicherhierarchie sind bekannt. Die einfachste Technik zum Ausspeichern von Daten enthält die zufällige Auswahl von auszuspeichernden Daten, wie dies in der US Patentschrift 3,588,839 beschrieben wurde. Es ist ebenfalls bekannt, auszuspeichernde Daten auf First In First Out (FIFO) Basis auszuwählen. Siehe zum Beispiel Boland, L.J., Buffer Store Replacement Control, IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 11, No. 12, May 1969, pp. 1738-39, Kinard, et al., Data Move Optimisation in Mass Storage Systems, IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 21, No. 6, Nov. 1978, pp. 2246-49, May, C.M., Management Technique for Memory Hierarchies, IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 24, No. 1A, June 1981, pp. 333-335. Es ist ebenfalls bekannt, Daten so einzuspeichern, daß die Anzahl von Ausspeicherungen minimiert wird. Dies kann durchgeführt werden, indem Daten in großen Einheiten eingespeichert werden, im Gegensatz zu den genauen Daten, die momentan nur benötigt werden, um auf der Theorie eingespeichert zu werden, daß auf Daten, die physikalisch oder logisch in der Nähe von Daten eingespeichert werden, die momentan Zugriff verlangen, in der Zukunft häufiger zugegriffen wird, als auf Daten, die sonstwo in der Hierarchie gespeichert sind. Durch Einspeicherung einer größeren Einheit von Daten, als gerade erforderlich ist, ist die Notwendigkeit, diese in Zukunft erneut einzuspeichern aufgehoben. Da nur eine einzelne Einspeicherung erforderlich ist, was andernfalls zwei getrennte Ausspeicherungen wären, die wirksam in einer einzelnen Ausspeicherung kombiniert sind. Eine Abtasteinheit, die für eine Ein- und Ausspeicherungstechnik verwendet wird, besteht aus einer kompletten Spur eines Magnetspeichers.
Die Least Recently Used (LRU) Technik zum Ausspeichern von Daten in einer Datenspeicherhierarchie ist ebenfalls bekannt. Die US Patentschriften 4,020,466 und 4,077,059 beschreiben ein System, in dem auszuspeichernde Daten von der Zeit bestimmt werden, zu der auf die gespeicherten Daten zum letzten Mal zugegriffen wurde. Nur Daten, auf die zugegriffen wurde, weil diese in ihrer aktuellen Ebene in der Hierarchie gespeichert wurden, können ausgespeichert werden, wobei die Ausspeicherung durchgeführt wird, indem mit den am längsten nicht benutzten Daten begonnen wird. Ähnliche Systeme sind in den US Patentschriften 4,530,054 und 4,463,424 beschrieben. Änderungen der Least Recently Used Abspeicherungstechnik sind bekannt. Die US Patentschrift 4,636,946 beschreibt zum Beispiel wie zuerst die Least Recently Used Daten zur Ausspeicherung bestimmt und anschließend zusammen mit diesen Daten weitere Daten ausgespeichert werden, die bestimmte Charakteristika mit diesen gemein haben. Zu den gemeinsamen Charakteristika gehört zum Beispiel die Speicherung in der gleichen physikalischen oder logischen Speicherstelle der Ebene in der Hierarchie. Durch Ausspeicherung von mehreren Aufzeichnungen zur gleichen Zeit werden Einund Ausspeicherungen reduziert.
Verschiedene Probleme sind mit der Least Recently Used Ausspeicherungstechnik verbunden. Erstens ist die Technik komplex, da sowohl die Zeit der Dateneingabe in die aktuelle Ebene in der Hierarchie als auch die Zeit des Datenzugriffs verfügbar sein muß. Wo die Größe der auszuspeichernden Datenaufzeichnungen normalerweise umfangreicher als die Menge von Daten ist, welche von dem Hauptrechner zu irgendeiner gegebenen Zeit interpretiert werden kann, wird der Hauptrechner ebenfalls für die Operation während einer langen Reihe von Ausspeicherungen bestimmt. Wenn die Hierarchie ein Write-Once Aufzeichnungsmittel zur Archivierung enthält, wird die Ausspeicherung die Daten aus den oberen Ebenen der Hierarchie nicht eliminieren. Die Archivierungen enthalten gespeicherte Daten, auf die wahrscheinlich nicht häufig zugegriffen wird, zum Beispiel Geschäftsaufzeichnungen. Schließlich kann in Hierarchien, welche eine Bibliothek enthalten, die Wahrscheinlichkeit des künftigen Zugriffs auf Daten nicht besonders gut der Zeit der letzten Zugriffe oder sogar der Zeit von der Eingabe von Daten in die Bibliothek entsprechen.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht des Vorhergehenden ist es der Hauptgegenstand dieser Erfindung, Methoden zur Behandlung von Daten in Datenspeicherhierarchien und folglich in Datenspeicherhierarchien zu verbessern.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Methode zur Ausspeicherung von Daten in eine Datenspeicherhierarchie und folglich in eine Datenspeicherhierarchie.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Bildplattenbibliothek wenigstens einen Bildplattenspeicher und eine Vielzahl von Speicherzellen zur Speicherung von Bildplatten. Die Bildplattenbibliothek enthält ebenfalls automatische Mittel zur Übertragung von Bildplatten aus den Speicherzellen in die Bildplattenspeicher in der Bibliothek. Nachdem festgelegt ist, daß bestimmte Daten in der Bildplattenbibliothek gespeichert werden müssen, prüft der Hauptrechner zuerst, ob die Bildplatten in der Bildplattenbibliothek momentan die Kapazität zur Speicherung der Daten haben. Ist die Kapazität in der Bildplattenbibliothek vorhanden, ist dies kein Problem, und die Daten werden darin gespeichert. Wenn die Bildplattenbibliothek nicht über die erforderliche Kapazität verfügt, dann wird die Bildplatte in der Bildplattenbibliothek, die am längsten nicht in einem Bildplattenspeicher installiert wurde - ungeachtet der Zugriffe des Hauptrechners auf die installierte Platte - aus der Bildplattenbibliothek in den manuell arbeitenden Shelfspeicher ausgespeichert. Eine andere Platte kann dann der Bildplattenbibliothek zur Speicherung von Daten, die darin erforderlich sind, zugeführt werden.
Die Erfindung wird gemäß dem Verfahren in Anspruch 1 und der Vorrichtung in Anspruch 4 definiert.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen

Figur 1 eine Prinzipskizze einer Datenspeicherhierarchie gemäß der Erfindung zeigt.

Eine Datenspeicherhierarchie gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf Figur 1 beschrieben. Die Datenspeicherhierarchie enthält drei Ebenen mit Datenspeichern. Die verschiedenen Ebenen der Datenspeicher sind im allgemeinen mit den verschiedenen Graden der Datenspeicherkapazität und den verschiedenen Zugriffszeiten verbunden. Je niedriger die Ebene in der Hierarchie, desto größer die Datenspeicherkapazität dieser Ebene und normalerweise desto langsamer die Zugriffszeit auf die in dieser Ebene gespeicherten Daten. Die erste Ebene des Datenspeichers besteht aus Magnet-Direktzugriffsspeichereinheiten (DASD) 10. Die genaue Anzahl von Magnetplattenspeichern oder Magnetplatten, die dort in der Hierarchie betrieben werden, sind im Hinblick auf die Erfindung nicht von Bedeutung. Die zweite Ebene des Datenspeichers in der Hierarchie ist die Bildplattenbibliothek 20. Die Bildplattenbibliothek 20 enthält die Bildplattenspeicher 21 und 22, die Speicherzellen 23, um darin Bildplatten zu speichern und die Steuerung 24 zur automatischen Übertragung von Bildplatten zwischen den Bildplattenspeichern 21 und 22 sowie den Speicherzellen 23. Write- Once, Read-Many (WORM) Bildplattenbibliotheken sind im Handel erhältlich, wobei Einzelheiten und deren Funktion dem Fachmann bekannt sind. Zum Beispiel die Steuerung 24 enthält normalerweise einen automatischen Roboter, der in der Lage ist, zwischen verschiedenen Speicherzellen zu indizieren, um so eine bestimmte Zelle zu lokalisieren und dadurch den Roboter zum Austausch der Bildplatten zwischen den Speicherzellen 23 und den Bildplattenspeichern 21 und 22 zu aktivieren. Die dritte Ebene des Datenspeichers in der Hierarchie wird durch den Bildplatten-Shelfspeicher 30 dargestellt. Der Bildplatten-Shelfspeicher 30 ist einfach ein Shelfspeicher, der in indizierter Art und Weise angeordnet ist, so daß die Bildplatten im Speicher abgelegt oder aus dem Speicher manuell zurückgeholt werden können. Somit kann ein Systembediener die Bildplatten zwischen der Bildplattenbibliothek 20 und dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 manuell übertragen. Neue oder llscratchll Platten können ebenfalls in die Bildplattenbibliothek 20 eingesetzt werden, ohne daß diese zuvor in dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 gespeichert werden müssen. Von zusätzlicher Bedeutung ist der Bildplattenspeicher 40, eine Einzelstation, die separat und außer der Bildplattenbibliothek 20 existiert. Die in der Bildplattenbibliothek 20 oder in dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 gespeicherten Bildplatten sind mit dem Bildplattenspeicher 40 kompatibel. Die Bildplatten sind zum Beispiel alle WORM Bildplatten, damit Lesen und Schreiben von dem Bildplattenspeicher 40 oder den Bildplattenspeichern 21 und 22 durchgeführt werden kann. Der Bildplattenspeicher 40 ist in gewisser Hinsicht in der gleichen Ebene der Datenspeicherhierarchie wie die Bildplattenbibliothek 20, weil eine Platte, die im Bildplattenspeicher 40 oder in einem der Bildplattenspeicher 21 und 22 installiert ist, potentiell die gleiche charakteristische Zugriffszeit hat. Eine in den Speicherzellen 23 der Bildplattenbibliothek 20 gespeicherte Bildplatte kann installiert werden und auf diese kann schneller (automatisch) zugegriffen werden als auf eine in dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 vorhandene Bildplatte.
In der vorliegenden Erfindung sind die Bildplatten WORM Platten, die sowohl in der Bildplattenbibliothek 20 als auch in dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 verwendet werden. Die Bildplattenbibliothek 20 und der Bildplatten-Shelfspeicher 30 sind in Figur 1 mit einer gepunkteten Linie verbunden, um die Fähigkeit der manuellen Übertragung von Platten zwischen den beiden Einheiten anzuzeigen. Ebenso zeigt die gepunktete Linie zwischen dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 und dem selbständigen Bildplattenspeicher 40 die Fähigkeit zur manuellen Übertragung von Platten zwischen diesen Einheiten. Jede der vorerwähnten Einheiten in der Datenspeicherhierarchie ist mit dem Hauptrechner 50 verbunden. Die Anzahl von Hauptrechnern oder Bildplattenspeichern in den zahlreichen Ebenen der Speicherhierarchie ist in der vorliegenden Erfindung nicht bedenklich. Der Hauptrechner 50 enthält den Pufferspeicher 51, der bei Bedarf zur temporären Speicherung von Daten dient. Der Datenkatalog 60 speichert die Information bezüglich der Speicherstelle von Daten, die in der Hierarchie gespeichert wurden.
Zweck der Datenspeicherhierarchie ist es, Daten (nachstehend mit Bezug auf die Einheiten als "Objekte" bekannt) als Eingabe 99 in den Hauptrechner 50 zu akzeptieren, und die Objekte, nach Vorrangigkeit geordnet, gemäß dem relativen Alter und der Wahrscheinlichkeit des zukünftigen Zugriffs von jedem Objekt zu speichern. Die Objekte können gleichzeitig in einer oder in mehreren der folgenden Einheiten wie Pufferspeicher 51, DASD 10, Bildplattenbibliothek 20, Bildplatten-Shelfspeicher 30 oder Bildplattenspeicher 40 vorhanden sein. Die Objekte werden auf Bildplatten in fester Blockarchitektur gespeichert. Die ganze Seite einer Bildplatte enthält einen "Datenträger". Deshalb enthält jede Bildplatte zwei Datenträger. Jeder Bildplattendatenträger enthält Daten, die in einer bestimmten Art formatiert sind. Obwohl das genaue Speicherformat von jedem Datenträger für die Erfindung ohne Bedeutung ist, speichern die Bildplatten des vorliegenden Ausführungsbeispiels Daten in einer Spiralspur von sequentiellen Sektoren. Die Anfangssektoren enthalten Daten zur Kennzeichnung des einzelnen Datenträgers, die nächsten Reihen mit Sektoren enthalten das Datenträgerinhaltsverzeichnis (VTOC), und die restlichen Sektoren auf der Platte speichern die akutellen Datenobjekte. Das VTOC enthält eine Liste mit Objektnamen und in dem ersten Sektor auf der Platte wird jedes Objekt ganz oder teilweise gespeichert.
Die Magnetplatten, die in den DASD 10 benutzt werden, können ebenfalls auf eine Weise formatiert werden, die dem Fachmann bekannt ist. Das Format enthält wenigstens ein Datenträgerinhaltsverzeichnis für Bildplatten. Das Datenträgerinhaltsverzeichnis enthält eine Liste mit den Datenträgerkennsätzen und bestimmte Informationen, die zu jedem Datenträger gehören, zum Beispiel, ob der Datenträger in der Bildplattenbibliothek 20 oder dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 vorhanden ist, das Datum, wann die Platte in den Bildplattenspeichern 21 oder 22 installiert wurde, ob in der Bibliothek die genaue Speicherstelle in den Bildplatten-Speicherzellen 23 lokalisiert wurde, und ob die Shelf-Speicherstelle in dem Bildplatten-Shelfspeicher lokalisiert wurde.
Der Datenkatalog 60 enthält einen Bereich mit Informationen, die bestimmen, wo ein Objekt in der Datenspeicherhierarchie gespeichert wird und Spezifikationen zur Festlegung, wann das Objekt von einer Hierarchie-Ebene zu einer anderen bewegt wurde. Der Datenkatalog 60 wird mit dem Objektname organisiert. Zu jedem Objektname in der Liste gehört folgende Information: das Datum, an dem das Objekt von dem Hauptrechner 50 empfangen wurde, eine Speicherklasse mit Angabe, in welcher der Ebenen in der Hierarchie sich das Objekt befindet, Datenträger und Sektor in der Bildplattenbibliothek 20, gegebenenfalls in welchem das Objekt gespeichert wurde, Datenträger und Sektor des Bildplatten-Shelfspeichers 30, gegebenenfalls in welchem das Objekt gespeichert wurde und eine Verwaltungsklasse. Die Verwaltungsklasse enthält Informationen über jedes Objekt, das bestimmt, ob Sicherungsspeicherung, zum Beispiel in dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 ist zusätzlich die Speicherung in der Bildplattenbibliothek 20 erforderlich, wenn die Datenkatalogeingabe für jedes Objekt zu löschen ist, und jedes Objekt aufgrund seines Alters in der Hierarchie aus der Bildplattenbibliothek 20 in den Bildplatten-Shelfspeicher 30 auszuspeichern ist. Die Information über Speicher- und Verwaltungsklasse wird nach Eingabe eines Objektes in die Hierarchie festgelegt, kann jedoch zu einem späteren Zeitpunkt geändert werden. Der Datenkatalog 60 kann physikalisch in jedem rückschreibbaren Aufzeichnungsmedium mit direktem Zugriff, zum Beispiel die DASD 10, lokalisiert werden. Zur Verdeutlichung ist der Datenkatalog 60 in Figur 1 als deutliche, logische Dateneinheit dargestellt.
Das zuvor erwähnte Ausführungsbeispiel ermöglicht die Bewegung eines Objektes aus einer Ebene in der Hierarchie in eine andere, ohne daß die Spur des Objektes verloren geht. Wenn außerdem ein Objekt in dem Hauptrechner 50 empfangen wird, das in der Bildplattenbibliothek 20 gespeichert werden muß, und keine der Bildplatten in der Bildplattenbibliothek 20 hat Kapazität zur Speicherung des Objektes, kann der Hauptrechner 50 die Ausspeicherung einer ganzen Bildplatte aus der Bildplattenbibliothek 20 in den Bildplatten-Shelfspeicher 30 befehlen. Eine Bildplatte von außerhalb der Hierarchie oder aus dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 kann dann in der Bildplattenbibliothek 20 eingesetzt werden, um darin das gewünschte Objekt zu speichern. Die am längsten, in den Bildplattenspeichern 21 und 22 nicht installierte Bildplatte wird, ungeachtet der Zugriffe durch den Hauptrechner 50 auf eine installierte Bildplatte, zur Ausspeicherung ausgewählt, wie dies von der Information in dem in der DASD 10 gespeicherten Datenträgerinhaltsverzeichnis festgelegt wurde. Das Ausspeichern ist möglich, um in der Bildplattenbibliothek 20 Speicherplatz für Objekte zu schaffen, die in den Hauptrechner 50 neu eingegeben wurden, und für Objekte, die aus einer anderen Ebene in der Datenspeicherhierarchie (zum Beispiel DASD 10 oder Bildplatten-Shelfspeicher 30) ein- oder ausgespeichert wurden.

Methode der Operation

Erneut mit Bezug auf Figur 1 wird nun die Operation der Datenspeicherhierarchie der Erfindung beschrieben. Die folgende Beschreibung der Operation enthält das Speichern von Daten, das Wiederauffinden von Daten, und die Verwaltung von Daten sollte bei Speicherung oder Wiederauffinden die Datenumlagerung zwischen verschiedenen Ebenen in der Hierarchie erfordern.
Das Speichern von Daten innerhalb der Hierarchie beginnt mit der Eingabe eines Objekts 99 in den Hauptrechner 50. Der Rechner 50 führt jede Datenumwandlung durch, die von der Hierarchie verlangt wird und speichert das Objekt in dem Pufferspeicher 51. Zu der Zeit macht der Hauptrechner 50 eine Eingabe im Datenkatalog 60, wie dies von dem Bediener oder von zuvor festgelegten Regeln bestimmt wird. Ausgehend von der Information im Datenkatalog, zum Beispiel von Speicherklasse und Verwaltungsklasse, befiehlt der Hauptrechner 50 die Plazierung des Objektes in der richtigen Speicherstelle zur Speicherung in der Hierarchie. Bei einem typischen Objektspeichervorgang wird der Hauptrechner 50 mit dem Kopieren des Objektes aus dem Pufferspeicher 51 in die DASD 10 beginnen, gegebenenfalls die Kataloge oder Verzeichnisse aktualisieren und das Objekt aus dem Pufferspeicher 51 zu löschen. Die Anfangsübertragung eines Objektes aus dem Pufferspeicher 51 in die DASD 10 oder in irgendeine andere bestimmte Ebene der Datenspeicherhierarchie kann mit anderen Objekten gestapelt werden, um so die Zeit zu reduzieren, in der das System mit der Datenumlagerung beschäftigt ist. Das heißt, der Hauptrechner 50 kann die Datenumlagerung bis zu einer Zeit mit geringer Auslastung zurückstellen.
Auf das jetzt in der DASD 10 gespeicherte Objekt kann schnell zugegriffen werden, falls erforderlich durch einen Systembediener. Der Hauptrechner 50 wird regelmäßig den Datenkatalog 60 überprüfen, um diejenigen Objekte zu bestimmen, deren Verwaltungsklasse anzeigt, daß die Datenumlagerung erforderlich ist. Zu einer zuvor bestimmten Zeit befiehlt der Hauptrechner 50 die Bewegung der Objekte. Im Falle des Objektes, das in der DASD 10 gespeichert wurde, wird es sehr wahrscheinlich anschließend erforderlich sein, dieses entweder in die Bildplattenbibliothek 20 oder den Bildplatten-Shelfspeicher 30 oder in beide zu übertragen. Es ist jedoch auch möglich, daß das Objekt nur dazu bestimmt ist, sowohl aus der DASD 10 als auch aus dem Datenkatalog 60 gelöscht zu werden. Wenn das Objekt aus der Bildplattenbibliothek 20 oder dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 auszuspeichern ist, bestimmt der Hauptrechner 50 aus dem Datenträgerinhaltsverzeichnis in der DASD 10, welche Datenträger freien Speicherplatz haben. Der Hauptrechner 50 befiehlt anschließend die Installation der ausgewählten Datenträger, um das Objekt in den Bildplattenspeichern 21, 22 oder 40 aufzunehmen und dort zu speichern. Gleichzeitig aktualisiert der Hauptrechner 50 die Speicherklasse in der entsprechenden Eingabe des Datenkatalogs 60, um die neue Speicherstelle des Objektes zu reflektieren, und die entsprechenden Eingaben in dem in der DASD 10 gespeicherten Datenträgerinhaltsverzeichnis, um jede aktualisierte Information, die dort erforderlich ist, zu reflektieren. Das Datenträgerinhaltsverzeichnis in der DASD 10 muß zum Beispiel aktualisiert werden, um die Tatsache zu reflektieren, daß der Datenträger, auf dem das Objekt gespeichert wurde, nach dem Datum installiert wurde, das im Verzeichnis aufgelistet ist. Wenn dann der Datenträger außerdem aus einem Bildplattenspeicher herausgenommen und innerhalb der Speicherzellen 23 oder dem Bildplatten- Shelfspeicher 30 an einer anderen Speicherstelle plaziert würde, müßte das Datenträgerinhaltsverzeichnis ebenfalls aktualisiert werden. Ähnliche Verfahren sind bei der Bewegung von Objekten aus der Bildplattenbibliothek 20 in den Bildplatten-Shelfspeicher 30 oder insgesamt beim Löschen von Objekten aus der Hierarchie anzuwenden. Jedesmal, wenn eine Information in einem Bildplattenspeicher gespeichert wird, muß das VTOC im Speicher ebenfalls aktualisiert werden.
Das Wiederauff inden von Informationen aus dem Speicher innerhalb der Hierarchie beginnt wiederum mit einer Eingabe über das System in den Hauptrechner 50. Der Hauptrechner 50 überprüft dann den Datenkatalog 60, um festzustellen, wo sich das bestimmte, angeforderte Objekt befindet. Der Hauptrechner 50, der festgestellt hat, wo sich das Objekt befindet, geht zu der entsprechenden Ebene der Datenspeicherhierarchie und findet das Objekt. Nachdem das Objekt in den Pufferspeicher 51 kopiert wurde, aktualisiert der Hauptrechner 50 dann gegebenenfalls die entsprechenden Eingaben in das Datenträgerinhaltsverzeichnis in der DASD 10 oder in dem Datenkatalog 60. Wenn das Objekt zum Beispiel auf einem Datenträger in der Bildplattenbibliothek 20 wiedergefunden wurde, und der Datenträger die Installation zum Wiederauffinden des Objektes anforderte, dann verlangt das Datenträgerinhaltsverzeichnis die Aktualisierung des Datums der vorherigen Installation. Es ist auch möglich, daß der Hauptrechner 50, der festgelegt hat, daß in Zukunft auf das Objekt wahrscheinlich häufiger zugegriffen wird, die Einspeicherung in einer höheren Ebene in der Datenspeicherhierarchie verlangt. Der Hauptrechner 50 speichert dann das Objekt aus einer Speicherebene in der Hierarchie in eine andere Ebene ein und aktualisiert gegebenenfalls erneut das Datenträgerinhaltsverzeichnis in der DASD 10 und dem Datenkatalog 60. Die Notwendigkeit für die Einspeicherung kann sehr selten gegeben sein und ist abhängig von dem in der Hierarchie zu speichernden Datentyp. In einer Hierarchie zum Beispiel, die zur Speicherung von Dokumenten zwecks Archivierung bestimmt ist, kann die Wahrscheinlichkeit, jemals auf ein einzelnes Dokument zugreifen zu müssen, so gering sein, daß das Einspeichern der Daten keinen oder nur einen geringen Nutzen hat. Die Speicherart in jeder Ebene in der Hierarchie kann außerdem auch die Notwendigkeit zum Einspeichern von Daten bewirken. Eine Datenspeicherhierarchie mit einer Bildplattenbibliothek und einem Bildplatten-Shelfspeicher zum Beispiel, der WORM Platten enthält, welcher Daten aus dem Bildplatten-Shelfspeicher in die Bildplattenbibliothek einspeichert, wäre unpraktisch, da die Objekte von den WORM Platten nicht gelöscht werden können. Somit würde durch häufige Dateneinspeicherungen unnötigerweise die Kapazität der Platten gefüllt. Selbständige Bildplattenspeicher haben, sobald eine Platte aus dem Bildplatten-Shelfspeicher darin installiert wurde, die gleiche Zugriffsgeschwindigkeit wie die Bildplattenspeicher in der Bildplattenbibliothek. Dadurch kann das Einspeichern von Daten zwischen den verschiedenen Hierarchieebenen nur von geringem Wert sein.
Jedesmal, wenn ein Objekt in der Bildplattenbibliothek 20 zu speichern ist, kann ein Problem bezüglich der Verfügbarkeit von Speicherplatz in einem Datenträger auftreten, der in der Bibliothek vorhanden ist. Bei dem Objekt kann es sich um Daten handeln, die gerade am Eingang 99 im Hauptrechner 50 zur Speicherung in der Speicherungshierarchie angekommen sind, oder um Daten, die aus der DASD 10 in die Bildplattenbibliothek 20 ausgespeichert wurden, oder um Daten, die aus dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 in die Bildplattenbibliothek 20 eingespeichert wurden. Wenn in der Bildplattenbibliothek 20 nicht genügend Speicherplatz vorhanden ist, um das eingegebene Objekt zu speichern, oder der Systembediener dies verlangt, wird eine Platte aus der Bildplattenbibliothek 20 ausgewählt, die in dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 zu speichern ist. Zu diesem Zeitpunkt prüft der Hauptrechner 50 das in der DASD 10 vorhandene Datenträgerinhaltsverzeichnis, um die Platte zu bestimmen, deren Installation in den Bildplattenspeichern 21 oder 22 am längsten zurückliegt. Auf jeder Platte werden beide darauf befindlichen Datenträger überprüft. Das Datum, an dem jeder der Datenträger zum letzten Mal installiert wurde, dient dazu, die Platte zu bestimmen, deren Installation am längsten zurückliegt. Der Hauptrechner 50 gibt dann einen Befehl aus, mit dem die ausgewählte Platte aus der Bildplattenbibliothek 20 in den Bildplatten-Shelfspeicher 30 ausgespeichert wird. Der Hauptrechner 50 befiehlt außerdem, daß eine Scratch-Platte in die Bildplattenbibliothek 20 eingesetzt oder eine Platte aus dem Bildplatten-Shelfspeicher 30 in die Bildplattenbibliothek 20 eingespeichert wird. Wenn die neue Platte in die Bildplattenbibliothek 20 eingesetzt ist, wird der Hauptrechner 50 die Installation der Platte in den Bildplattenspeicher 21 oder 22 und die Speicherung des Objektes veranlassen. Gleichzeitig wird der Hauptrechner 50 das VTOC, das Datenträgerinhaltsverzeichnis in der DASD 10 und den Datenkatalog 60 aktualisieren, um den neuen Status der Hierarchie zu reflektieren.
Logikfehler können dazu führen, daß die am längsten nicht installierte Bildplatte, die zur Ausspeicherung ausgewählt wurde, in dem Bildplattenspeicher 21 oder 22 installiert wird oder installiert zu sein scheint. Wenn die zur Ausspeicherung ausgewählte Bildplatte in der Bildplattenbibliothek 20 zu dem Zeitpunkt in dem Bildplattenspeicher 21 oder 22 installiert wird, wird der Hauptrechner 50 die Ausspeicherung abbrechen und die Hilfe des Systembedieners anfordern. In einem alternativen Ausführungsbeispiel veranlaßt der Hauptrechner 50, daß die Platte zuerst aus ihrem entsprechenden Bildplattenspeicher ausgebaut und anschließend aus der Bildplattenbibliothek 20 in den Bildplatten-Shelfspeicher 30 eingebaut wird. Wenn die auszubauende Platte nicht ausgebaut werden kann, da diese benutzt wird, oder wenn das System die auszuspeichernde Platte nicht lokalisieren kann, wird der Befehl von dem Hauptrechner 50 abgebrochen. Der Befehl wird dann erneut ausgegeben, nachdem der Datenträger zur Ausspeicherung ausgewählt wurde, der als nächster am längsten nicht installiert war.
Die zuvor erwähnte Ausspeicherungstechnik ist einfach, da für jeden Datenträger nur das Datum der allerletzten Installation in dem Datenträgerinhaltsverzeichnis in der DASD 10 festzuhalten ist. Der Hauptrechner 50 ist außerdem nicht damit beschäftigt, während der Ausspeicherung Daten zwischen den verschiedenen Ebenen in der Hierarchie zu übertragen. Da es möglich ist, daß die Reihenfolge der letzten Installation von jedem Datenträger und des letzten Zugriffs auf jeden Datenträger (oder des darin befindlichen Objektes) abweicht, beschreibt die einfache Technik der am längsten nicht installierten Ausspeicherung hier die Ergebnisse in der effizienteren Hierarchieoperation. Wenn WORM Platten in der Hierarchie benutzt werden, macht die Unfähigkeit, Objekte physikalisch von Platten zu löschen, die Technik der am längsten nicht installierten Ausspeicherung bei weitem zu der am praktischsten. Die zuvor erwähnte Technik ist mit der Operation von wirklichen, archivalischen Datenspeicherhierarchien kompatibel, bei der Objekte normalerweise während ihrer Lebensdauer aus der DASD 10 sowohl in die Bildplattenbibliothek 20 als auch in den Bildplatten-Shelfspeicher 30 als primärer Speicher beziehungsweise als Sicherungsspeicher übertragen werden.

Claims

1. Eine Methode zum automatischen Ausspeichern von Daten in einer Datenspeicherhierarchie, die mit einem Hauptrechner (50) verbunden ist, und eine Dataspeicherungsbibliothek (20) und andere Datenspeichermittel (30) hat, wobei die Dataspeicherungsbibliothek mit dem Hauptrechner verbunden ist, mit Datenspeichermitteln, wenigstens einer Einheit (21, 22) zum Schreiben von Daten in die darin installierten Datenspeichermittel und zum Lesen von Daten aus den darin installierten Datenspeichermitteln, einer Vielzahl von Speicherzellen (23) und Mitteln (24) zur Übertragung der Datenträger zwischen den Einheiten und den Speicherzellen, wobei die anderen Datenspeichermittel (30) fähig sind, Datenträger manuell aus der Dataspeicherungsbibliothek (20) zu empfangen, mit den von dem Gerät ausgeführten Schritten um:

(a) festzulegen, welcher Datenträger in der Dataspeicherungsbibliothek (20) am längsten nicht in irgendeiner der Einheiten (21, 22) installiert war; und

(b) eine Anzeige bereitzustellen, die zur manuellen Übertragung von dem am längsten nicht in irgendeiner der Einheiten (21, 22) installierten Datenträger aus der Dataspeicherungsbibliothek (20) in die anderen Datenspeichermittel (30) auffordert.

2. Die Methode wie in Anspruch 1 angemeldet, die außerdem vor Schritt (b):

(c) bestimmt, ob der Datenträger in der Dataspeicherungsbibliothek (20), der am längsten nicht in irgendeiner der Einheiten (21, 22) installiert war, derzeit in einer der Einheiten installiert ist; und wenn dem so ist

(d) den Datenträger in der Dataspeicherungsbibliothek (20) ausbaut, der am längsten nicht in irgendeiner der Einheiten (21, 22) installiert war.

3. Die Methode wie in Anspruch 2 angemeldet, die außerdem Schritte enthält, um

(e) festzulegen, ob der Ausbau des Datenträgers in die Dataspeicherungsbibliothek (20), der am längsten nicht in irgendeiner der Einheiten (21, 22) installiert war, erfolgreich durchgeführt wurde und, falls nicht, Schritt (d) für den nächsten, am längsten nicht installierten Datenträger zu wiederholen.

4. Eine von einem Hauptrechner gesteuerte Dataspeicherungsbibliothek mit:

einer Dataspeicherungsbibliothek (20), die mit dem Hauptrechner (50) verbunden ist, wobei die Dataspeicherungsbibliothek Datenspeichermittel enthält, wenigstens eine Einheit (21, 22) zum Schreiben von Daten in die darin installierten Datenspeichermittel und zum Lesen von Daten aus den darin installierten Datenspeichermitteln, einer Vielzahl von Speicherzellen (23) und Mitteln (24) zur Übertragung der Datenträger zwischen den Einheiten (21, 22) und den Speicherzellen (23);

anderen Datenspeichermitteln (30), um Datenträger manuell aus der Dataspeicherungsbibliothek (20) zu empfangen; und

Mitteln in dem Hauptrechner (50), um

5. Eine Dataspeicherungsbibliothek wie in Anspruch 4 angemeldet, die außerdem Mittel (40) enthält, um Daten in Datenspeichermittel zu schreiben und aus Datenspeichermittel zu lesen, welche außerhalb der Dataspeicherungsbibliothek (20) sind, wobei die Mittel (40) zum Schreiben und Lesen von Daten mit dem Hauptrechner (50) verbunden sind.

6. Eine Dataspeicherungsbibliothek wie in Anspruch 4 oder 5 angemeldet, bei der die Datenspeichermittel Bildplatten sind.

7. Eine Dataspeicherungsbibliothek wie in Anspruch 6 angemeldet, bei der die Bildplatten Write-Once-Read-Many Platten sind.