DE69029833T2

DE69029833T2 - Plattenspeicher-Subsystem

Info

Publication number: DE69029833T2
Application number: DE69029833T
Authority: DE
Inventors: Thomas William Glaser; Richard Greenberg; Hjalmar Holmboe Ottesen
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2010-11-02
Also published as: US5237466A; JPH03154269A; JP2739727B2; CA2027992A1; EP0426483A2; EP0426483B1; EP0426483A3; CA2027992C; DE69029833D1

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Fachgebiet der DASD- Datenspeicher oder DASD-Datenspeicher-Subsysteme (DASD - Direktzugriffsspeichereinheit), die in Datenverarbeitungssystemen zum Einsatz kommen, und insbesondere die Synchronisation einzelner DASDs innerhalb eines solchen DASD-Subsystems mit mehreren, die Platte unterstützenden Spindeln.

Hintergrund der Erfindung

In datenverarbeitenden Einrichtungen, die Direktzugriffsspeichereinheiten (im folgenden kurz als DASD bezeichnet) verwenden, z.B. Plattendateispeicher-Subsysteme, die Binärdaten auf Diskette oder auf magnetischen oder optischen Aufzeichnungsplatten speichern, treten häufig Datenverarbeitungsprobleme auf, wie z.B. lange Reaktionszeiten und/oder unzureichende Datenverfügbarkeit. Lange Reaktionszeiten können durch einen Plattenspeicher verursacht werden, auf den ständig zugegriffen wird, während auf andere Plattenspeicher nur selten zugegriffen wird. Eine unzureichende Datenverfügbarkeit kann durch einen Plattenspeicher mit wiederholt auftretenden Fehlern oder durch einen Plattenspeicher verursacht werden, der aufgrund einer Fehlfunktion außer Betrieb ist. In der Datenverarbeitungsbranche werden aufgrund dieser Umstände häufig verwendete Daten oftmals online gesichert oder die Daten auf andere Plattenspeicher umverteilt.
Im Zuge der in den vergangenen Jahren gesunkenen Kosten für DASD-Einheiten wurde das Verfahren der Unterbringung von mehr als einer Plattenspindel in einem gemeinsamen Gehäuse oder Rahmen entwickelt. Bei einem solchen Unterbringungsverfahren für Speichersubsysteme ist ein effizienterer Datenverarbeitungsbetrieb möglich. Beispielsweise ist es in der Regel wünschenswert, die Datenspeicherkapazität unter einem beliebigen Plattenzugriffsarm zu begrenzen. Da die Dichte der Plattendatenspeicher erheblich gestiegen ist und immer noch steigt, kann jede Spindel einer Mehrspindel-Einheit eine geringe physikalische Größe aufweisen, wodurch die Unterbringung mehrerer dieser kleinen Spindeln in einem physikalischen Gehäuse möglich geworden ist.
Die US-Patentverffentlichung 3.864.750 beschreibt ein magnetisches Plattensystem, das vier Magnetplattenstapel mit einem einzelnen rotierenden Kopfzugriffsmechanismus umfaßt, der in der Mitte der Plattenstapel angeordnet ist. In diesem System werden alle vier Plattenstapel von einem einzigen Motor und einem einzigen Steuerriemen angetrieben.
Die US-Patentveröffentlichung 4.722.085 beschreibt ein Magnetplattenspeichersystem mit einer Anzahl von Plattenspeichern, bei dem Daten parallel auf eine gemeinsam adressierte Sektorposition auf jeden dieser Plattenspeicher geschrieben werden. Bei diesem System wird jeder Plattenspeicher unabhängig von allen anderen Plattenspeichern innerhalb des Systems betrieben, und es werden keine Vorkehrungen getroffen, um eine optimale Positionsbeziehung zwischen der Position des adressierten Plattensektors und den Zugriffsköpfen der verschiedenen Plattenspeicher herzustellen.
In der Veröffentlichung 'Research Disclosure' vom 10. Juli 1988, Nr. 291, wird auf Seite 61 ein System beschrieben, das die Latenzzeit in einem Dual-Copy-Plattenspeichersubsystem reduziert, bei dem zwei gespiegelte Kopien auf zwei separaten Platten eines Plattenlaufwerks gespeichert werden können. Die beiden Kopien, auf die zwei unabhängige Stellantriebe zugreifen können, sind um 180 Grad phasenverschoben.
Die Patentveröffentlichung EP-A-320107 offenbart digitale Speichersysteme mit einer Vielzahl von synchron betriebenden Plattenlaufwerken und Spindelsynchronisationsschaltungen eines Master-Controllers, der die Synchronisation mit jedem Laufwerk sicherstellt, damit alle Platten im wesentlichen synchron rotieren und der Ausfall eines beliebigen Laufwerks die Synchronisation der anderen Laufwerke nicht beeinträchtigt.
Die Patentveröffentlichung EP-A-279912 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung der Übertragung von Daten zwischen einer Host-CPU und einem DASD-Subsystem zur gleichzeitigen Aufzeichnung mehrerer Kopien derselben Daten von der CPU auf mehreren DASDs, um den kontinuierlichen Betrieb eines Datenverarbeitungssystems sicherzustellen.
Die Veröffentlichung 'Electronic Design' vom 12. November 1987, S. 45-46, ist ebenfalls insofern von Interesse, als sie ein Plattenlaufwerkssystem beschreibt, in dem fünf per Spindel synchronisierte Plattenlaufwerke zum Speichern von Daten verwendet werden. Daten werden auf vier Plattenlaufwerken mittels simultaner, paralleler Datenübertragung gespeichert. Das fünfte Plattenlaufwerk wird als Paritätslaufwerk verwendet. Das fünfte Laufwerk kann ebenfalls verwendet werden, um im Bedarfsfall ein ausgefallenes Datenlaufwerk zu ersetzen.
Ferner wird in der Veröffentlichung 'Electronic Engineering Times', 5. Oktober 1987, auf S. 10 ein Verfahren zur Verknüpfung einer Anzahl von Plattenlaufwerken mittels einem PLL-Feedback-Mechanismus (PLL - phase-locked loop) beschrieben. Auf diese Weise wurde die Rotation von zwei oder mehr Plattenlaufwerken so synchronisiert, daß Daten mit hoher Geschwindigkeit auf mehrere Laufwerke geschrieben oder von ihnen gelesen werden konnten. Zur Implementierung dieses Funktionsmerkmals wurde im Plattenlaufwerkscontroller Entschlüsselungslogik benötigt.
Auf dem nicht mit dieser Erfindung im Zusammenhang stehenden Fachgebiet der CCD-Datenspeichereinheiten (CCD: chargecoupled device - ladungsgekoppelter Baustein) wurden Mittel zur Verkürzung der mittleren Zugriffszeit auf Datenspeicherblöcke bereitgestellt, mit deren Hilfe der nächste Datenblock mit der höchsten Zugriffswahrscheinlichkeit an eine optimale Zugriffsposition verschoben wurde. Die US-Patentveröffentlichung 4.400.793 zeigt ein Beispiel hierfür.
Trotz der anhaltenden Bemühungen in einschlägigen Fachkreisen, eine effizientere Nutzung von DASD-Subsystemen durch ein Datenverarbeitungssystem zu ermöglichen, besteht nach wie vor die Notwendigkeit einer erheblichen Verbesserung der DASD- Reaktionszeiten und/oder Datenverfügbarkeit.

Offenbarung der Erfindung

Vor dem Hintergrund der vorstehenden Ausführungen bietet ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Methode zum Schreiben von gespiegelten Kopien einer Datendatei auf eine Vielzahl N einzelner Plattenlaufwerke in einem Plattenspeicher-Subsystem, wobei die Methode die folgenden Schritte umfaßt: Synchronisieren der Positionsrotation der Platten in den N Plattenlaufwerken; Schreiben von gespiegelten Kopien der Datendatei auf die Platten, so daß eine Datendatei auf einer Platte in einem Plattenlaufwerk in ihrer Position um 360/N Grad der Plattenrotation bezogen auf die entsprechende Datendatei auf einer Platte in einem zweiten Plattenlaufwerk versetzt angeordnet ist; Bereitstellen eines Indexsignals bei jeder Umdrehung der Platten von einem der N Plattenlaufwerke und Weiterleiten des Indexsignals an alle anderen der N Plattenlaufwerke als Referenzposition, anhand welcher der positionsgebundene Versatz der Datendatei bestimmt werden kann.
Auf diese Weise können gespiegelte Datendateien auf den Platten einer DASD-Einheit mit mehreren Spindeln in einer positionsmäßig versetzten Beziehung so gespeichert werden, daß die Reaktionszeit und/oder Datenverfügbarkeit verbessert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Plattenspeicher-Subsystem bereitgestellt, das folgendes umfaßt:
Eine Vielzahl von Plattenlaufwerken; eine Master-Einheit für das gewählte Subsystem eines Oszillators und ein Master-Laufwerk aus der Vielzahl von Laufwerken; ein oder mehrere der anderen Laufwerke, die als Slave-Plattenlaufwerke für das Subsystem auswählbar sind,
wobei jedes der Plattenlaufwerke eine Spindel umfaßt, die mindestens eine Aufzeichnungsplatte unterstützt, sowie Motormittel zum Rotieren der Spindel und Motorservomittel zum Steuern des Motormittels,
Mittel, die bewirken, daß die Spindeln von allen Plattenlaufwerken sich im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit drehen,
Mittel, die ein einzelnes Spindelgeschwindigkeits- /Positionsfeedback-Signal für jedes der Plattenlaufwerke bereitstellen, wobei jedes der einzelnen Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signale die Rotationsgeschwindigkeit und die Rotationsposition der Spindel für jedes einzelne der Plattenlaufwerke definiert,
einzelne, programmierbare Verzögerungssignalmittel für wenigstens einige der Slave-Laufwerke, wobei jedes der einzelnen Verzögerungssignalmittel eine einzelne Position der Spindel eines Slave-Laufwerks relativ zum Referenzsignal der Master- Einheit definiert, wobei das Referenzsignal ein elektronisch generiertes Signal und ein Spindelgeschwindigkeits- /Positionsfeedback-Signal ist, und
einzelne Programmaktivierungsmittel, die mit mindestens einigen der Slave-Laufwerke verbunden sind,
wobei jedes der einzelnen Programmaktivierungsmittel einen ersten Zustand aufweist, bei dem das Referenzsignal der Master-Einheit und ein individuelles Verzögerungssignalmittel dazu dienen, die Position von einem der Slave-Laufwerke mit dem Referenzsignal der Master-Einheit zu synchronisieren, und
jedes der einzelnen Programmaktivierungsmittel einen zweiten Zustand aufweist, bei dem das Spindelgeschwindigkeits- /Positionsfeedback-Signal von einem der Slave-Laufwerke bewirkt, daß eines der Slave-Laufwerke betrieben wird, ohne daß eine Synchronisation seiner Position mit dem Referenzsignal der Master-Einheit erfolgt.
Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Plattenlaufwerken, die ein solches Plattenspeicher-Subsystem bilden, bezogen auf die Positionsrotation selektiv synchronisiert werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt somit die Bereitstellung eines Datenverarbeitungssubsystems mit Direktzugriffsspeichereinheit (DASD), das eine Reihe von plattenunterstützenden Spindeln umfaßt, die sowohl hinsichtlich ihrer Rotationsgeschwindigkeit als auch hinsichtlich ihrer Rotationsposition variabel synchronisiert werden können.
Ein bevorzugtes Subsystem umfaßt eine Reihe physikalisch voneinander getrennter DASD-Einheiten, wobei jede physikalisch getrennte Einheit in ihrem Gehäuse eine Anzahl von plattenunterstützenden Spindeln beherbergt. Vorzugsweise unterstützt jede Spindel eine Reihe von starren Platten, z.B. acht magnetische Aufzeichnungsplatten. Jede dieser Spindeln kann einen separaten Schreib-/Lese-Wandler oder einen Kopfzugriffsarm besitzen, oder es kann ein einzelner Arm für alle Spindeln in jeder physikalisch getrennten Einheit vorgesehen werden.
Sind beispielsweise zwei Spindeln in einer gesonderten DASD- Einheit vorhanden, generiert jede Spindelbaugruppe ein positionsbestimmtes Indexsignal, wobei das Signal einmal während jeder Spindelumdrehung ausgegeben wird. Ein steuerbares Mittel wird bereitgestellt, das es dem Benutzer, z.B. dem Installationsingenieur, oder dem datenverarbeitenden Betriebssystem ermöglicht, eine feste, oder geregelte, Beziehung zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens dieser Indexsignale für die verschiedenen Spindeln herzustellen. Wenn man beispielsweise den Zeitpunkt des Auftretens des Indexsignals für eine dieser Spindeln als Referenzposition betrachtet, die als null Grad gekennzeichnet wird, könnte die zweite Spindel so synchronisiert werden, daß ihr Indexsignal nach 180 Grad der Spindelrotation ausgegeben wird. Sind für jedes getrennte DASD-Gehäuse drei Spindeln vorhanden, wird gemäß der Erfindung ein Mittel bereitgestellt, das den Zeitpunkt des Auftretens der drei betreffenden Indexsignale in einer definierten relativen, positionsbezogenen, d.h. rotationsbezogenen, Ausrichtung abgleicht.
Ein grundlegendes Merkmal der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer maximalen Flexibilität hinsichtlich der Geschwindigkeits- und Positionssynchronisation zwischen den Spindeln in einem DASD-Datenverarbeitungssubsystem. Dies setzt eine programmierbare, d.h. steuerbare, Interaktion zwischen den Spindelbewegungs-Steuersystemen aller Spindeln im Subsystem voraus.
Aufgrund der von der Erfindung bereitgestellten Spindelrotations-/Positionsprogrammierbarkeit kann für die verschiedenen plattenunterstützenden Spindeln eines DASD-Subsystems eine bekannte Phasenbeziehung programmiert, oder eingestellt, wer- den. Durch Synchronisieren der Platten-Files gemäß einer bekannten Phasenbeziehung wird die Leistung des DASD-Subsystems während des Betriebs zur Unterstützung der verschiedenen Kombinationen von Datenspeicherkonzepten verbessert, die vom Datenverarbeitungssystem eventuell verlangt werden. Die Erfindung bietet kürzere Latenzzeiten während einer Datenleseoperation und stellt gleichzeitig die Datenintegrität durch Verwendung redundanter Datendateien sicher. Wenn z.B. zwei Spindeln für gespiegelte Datenspeicherung verwendet werden, wodurch eine 180 Grad-Phasenbeziehung zwischen den beiden Spindeln gemäß einem Aspekt der Erfindung bereitgestellt wird, wird dadurch die Zugriffszeit auf die gespiegelten Daten verringert.
Die von der Erfindung bereitgestellte Programmierbarkeit vereinfacht die Auswahl aus einer Reihe von Datenspeicherungsmodi auf den Platten von synchronisierten DASD-Files.
Der Ausdruck 'synchronisierte DASD-Files, -Platten oder - Spindeln' bedeutet in der vorliegenden Beschreibung, daß die Platten aller synchronisierten DASD-Files mit der gleichen, oder mit einer im wesentlichen gleichen, Rotationsgeschwindigkeit rotieren, und daß die Rotationspositionen der Platten in einer bekannten, vorbestimmten Phasenbeziehung zueinander stehen. Wenn z.B. die drei Spindelmittel von drei einzelnen DASD-Files synchronisiert sind, drehen sich die Spindeln alle mit derselben Geschwindigkeit, die von einer der Spindeln unterstützte(n) Platte(n) erzeugt (erzeugen) einen Master-Indeximpuls oder ein Master-Indexsignal bei jeder Plattenumdrehung, und die Platten der anderen Spindeln erzeugen ein Indexsignal in einer bekannten Phasenbeziehung zu diesem Master-Indexsignal.
Mit dem Einsatz einer Anzahl M synchronisierter DASD-Files gemäß der vorliegenden Erfindung kann - wenn alle Spindeln phasengleich sind - eine höhere Datenübertragungsrate realisiert werden, indem die M Files parallel als eine File betrieben werden. Die Daten können dann auf die Platten-Files im geschachtelten Modus verteilt werden, und eine höhere Datenübertragungsrate, die dem M-fachen der Übertragungsrate von einer der Files entspricht, kann realisiert werden.
Diese phasengleiche Spindelbeziehung ist ebenfalls nützlich, wenn Daten als Kontrollsummendatei gespeichert werden. Auch hier erscheinen die M Dateien dem Datenverarbeitungssystem als eine Datei. Eines der M Dateien speichert das ausschließliche ODER der übrigen Dateien.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine höhere Datenintegrität und Datenverarbeitungsleistung durch den Einsatz von gespiegelten Datendateien erreicht, die in die Anzahl M von DASD-Files geschrieben werden. Genauer gesagt werden M Datendateien, von denen jede Datei einen identischen Datengehalt hat, in M DASD-Files geschrieben, deren individuelle Phasenbeziehung 360/M Grad beträgt. Die Datenintegrität wird verbessert, weil alle der DASD-Files ausfallen müßten, bevor Daten verloren gehen können. Die Datenverarbeitungsleistung wird verbessert, weil nur diejenige DASD-File, die auf die Daten innerhalb der kürzesten Zeit zugreifen kann, für eine Leseoperation verwendet werden muß. Auf diese Weise wird die Latenzzeit eines Plattenspeichersubsystems, das M einzelne Platten-Files umfaßt, um den Faktor 1/M reduziert. Wenn die erwartete Latenzzeit jeder einzelnen Platten-File im Subsystem X Zeiteinheiten entspricht, entspricht die Latenzzeit für den Zugriff auf gespiegelte Dateien, die im Subsystem gemäß der Erfindung gespeichert sind, X/M.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Anzahl von Plattenlaufwerken konventioneller Bauart und Anordnung. Ein Merkmal der Erfindung, welches jedoch nicht als Beschränkung für die Erfindung gilt, besteht darin, daß eine Vielzahl von einzelnen Platten oder mehreren Plattenspindeln in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Jede dieser Spindeln kann mit ihrem eigenen Kopfzugriffsmechanismus oder, sofern gewünscht, mit einem gemeinsamen Kopfzugriffsmechanismus ausgestattet sein, der alle Plattenspindeln in einem gemeinsamen Gehäuse bedient.
Da die vorliegende Erfindung unter Verwendung von Plattenlaufwerken konventioneller Bauart implementiert werden kann, wird die elektrische und/oder mechanische Auslegung solcher Plattenlaufwerke in den nachstehenden Ausführungen nicht detailliert beschrieben.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Methode und Vorrichtung für ein Plattenspeicher-Subsystem zur Verwendung in einem Datenverarbeitungssystem, in dem eine Vielzahl M einzelner Platten-Files bezogen auf ihre Positionsrotation selektiv synchronisiert werden kann.
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß gespiegelte Datendateien auf den Platten in jeder der M Platten-Files gespeichert werden können, wobei die Datendateien in ihrer Position so versetzt sind, daß gespiegelte Daten auf jedem der M Plattenlaufwerke an Positionen gespeichert werden, die um 360/M Grad der Plattenrotation versetzt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Anordnung von gespiegelten Datenspeichern wird ein Master-Indexsignal bei jeder Umdrehung der Platten von einer der M Platten-Files generiert (oder ein elektronisch generiertes Master-Indexsignal wird ausgegeben), und dieses Master-Indexsignal wird an alle anderen der M Platten-Files als Referenzposition weitergeleitet, anhand derer der positionsbezogene Versatz bestimmt und gesteuert werden kann.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein DASD-Speichersubsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Format für die Speicherung von Daten auf der Platte bzw. den Platten auf jedem der Plattenlaufwerke mit geringer Kapazität gemäß Fig. 1,
Fig. 3 zeigt das Spindelbewegungs-Steuerungsmittel, das für jedes der Plattenlaufwerke mit geringer Datenkapazität aus Fig. 1 bereitgestellt wird,
Fig. 4 zeigt einen Cluster aus Plattenspeichern mit hoher Datenkapazität, der vier Plattenlaufwerke mit geringer Datenkapazität aus Fig. 1 umfaßt, wobei jedes der Plattenlaufwerke mit dem Spindelbewegungs-Steuerungs mittel aus Fig. 3 ausgestattet ist,
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Cluster aus Plattenspeichern mit hoher Datenkapazität zwei Plattenlaufwerke mit geringer Datenkapazität umfaßt, und
Fig. 6 zeigt die Art und Weise, wie die Ausführungsform der Erfindung aus Fig. 1 zur Speicherung von gespiegelten Datendateien, geschachtelten Datendateien, geschachtelten Datendateien mit Parität, Datendateien mit Kontrollsummen und normalen Datendateien verwendet werden kann.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung bietet ein DASD- (Direktzugriffsspeichereinheit-) Subsystem, das eine Anzahl von plattenunterstützenden Spindeln umfaßt, die in bezug auf ihre Rotationsgeschwindigkeit und Rotationsposition variabel synchronisiert werden können.
Wenngleich die Erfindung nicht als auf dieses Merkmal beschränkt zu interpretieren ist, ist die Erfindung besonders zweckmäßig, wenn das Subsystem aus einer Anzahl von physikalisch separaten DASD-Einheiten mit hoher Datenkapazität besteht, wobei jede physikalisch separate Einheit in ihrem einzelnen Gehäuse eine Anzahl von plattenunterstützenden Spindeln für geringe Datenkapazität umfaßt. Vorzugsweise unterstützt jede Spindel eine Anzahl von Platten mit geringer Datenkapazität. Bekanntlich ist jede dieser Spindeln mit ihrem eigenen separaten Schreib-/Lese-Wandler oder Kopfzugriffsarm ausgestattet, alternativ kann ein einziger Arm für alle Spindeln in jeder physikalisch separaten Einheit bereitgestellt werden.
Ein grundlegendes Merkmal der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Flexibilität in der Geschwindigkeits- und Positionssynchronisation zwischen den Spindeln in einem DASD- Datenverarbeitungssubsystem. Dies erfordert eine programmierbare oder steuerbare Interaktion zwischen den Spindelbewegungssteuerungssystemen von allen Spindeln im Subsystem.
Aufgrund dieser Spindelrotations-/Positionsprogrammierbarkeit können die Platten-Files auf eine bekannte Phasenbeziehung eingestellt werden, wodurch die Leistung des DASD-Subsystems während des Betriebs zur Unterstützung verschiedener Kombinationen aus Datenspeicherverfahren verbessert wird, die eventuell vom Datenverarbeitungssystem gefordert werden.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird eine Anzahl von (d.h. vier) Plattenlaufwerken mit kleinem Formatfaktor und in konventioneller Bauart und Anordnung bereitgestellt und bildet ein Plattenlaufwerk mit großem Formatfaktor. Diese Vielzahl von kleinen Plattenlaufwerken oder Spindeln befindet sich in einem gemeinsamen Gehäuse und bildet dieses eine, große Plattenlaufwerk. Jede dieser Plattenspindeln kann mit ihrem eigenen Kopfzugriffsmechanismus oder, sofern gewünscht, mit einem gemeinsamen Kopfzugriffsmechanismus ausgestattet werden, der alle Plattenspindeln in einem gemeinsamen Gehäuse bedient.
Fig. 1 zeigt insbesondere ein DASD-Subsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem vier Plattenspeicher mit kleinem Formatfaktor (d.h. mit geringer Datenspeicherkapazität) so kombiniert sind, daß sie eine Plattenspeicher mit großem Formatfaktor bilden, wobei die Spindeln der vier Plattenspeicher mit kleinem Formatfaktor gemäß der vorliegenden Erfindung synchronisiert sind. Beispielsweise sind die vier Plattenlaufwerke mit kleinem Formatfaktor A1, A2, A3 und A4 in einem einzigen Gehäuse 20 kombiniert und bilden ein Plattenlaufwerk 21 mit großem Formatfaktor. In ähnlicher Weise werden drei weitere Plattenlaufwerke 22, 23 und 24 mit großem Formatfaktor bereitgestellt. In diesem Beispiel können starre Plattenlaufwerke mit kleinem Formatfaktor oder Floppy-Plattenlaufwerke bekannter Bauart und Anordnung verwendet werden. Jedes der Plattenlaufwerke 21-24 mit großem Formatfaktor wird von seinem eigenen Multiplexermittel 25-28 gesteuert, wodurch selektive Zugriffsmöglichkeiten auf die vier kleinen Plattenlaufwerke im großen Plattenlaufwerk 21-24 bereitgestellt werden.
Das Schreiben von Daten auf die vier Plattenlaufwerke 21-24 mit großer Kapazität oder das Lesen von Daten von diesen Laufwerken wird in bekannter Weise durch zwei Plattenlaufwerksadapter 29-30 gesteuert, wobei die Adapter ihrerseits in bekannter Weise durch zwei Controller 31-32 gesteuert werden, wodurch eine Systemschnittstelle zu einem Datenverarbeitungssystem auf höherer Ebene (nicht gezeigt) bereitgestellt wird. In dem exemplarischen DASD-System aus Fig. 1 stellen Adapter 29-30 Funktionen zur Schaltungssteuerung und Priorisierung bereit, wie dem Fachmann bekannt sein wird.
In der DASD-Branche wurde erkannt, daß die Bildung eines Plattenlaufwerks mit großem Formatfaktor durch Verwendung einer Anzahl von Plattenlaufwerken mit kleinem Formatfaktor eine Reihe von Vorteilen bietet, darunter kürzere Zugriffszeiten, höhere Datenverfügbarkeit und größere volumetrische Effizienz.
Wie aus den nachstehenden Ausführungen hervorgehen wird, optimiert das DASD-Subsystem aus Fig. 1 die Datenspeicherung gemäß der Erfindung durch Bereitstellung einer programmierbaren Vielfalt aus virtuellen Datenkonfigurationen in jeder Gruppe 21-24 aus geclusterten Plattenlaufwerken mit kleinem Formatfaktor. In ihrer Basisausführung ermöglicht die Erfindung eine programmierbare oder auswählbare Synchronisation der Rotationsposition der vier Plattenlaufwerke mit kleinem Formatfaktor, die in jedem der Plattenlaufwerke 21-24 enthalten sind.
Wenngleich die Erfindung in dieser oben genannten Vier-zu- Eins-Beziehung beschrieben wird, ist diese Erfindung nicht als auf diese spezifische Konfiguration beschränkt zu verstehen.
Die Art und Weise, in der Daten auf der Platte bzw. den Platten gespeichert werden, d.h. das Datenspeicherformat, ist für den Gegenstand der Erfindung nicht wesentlich. Eine für die Erfindung wesentliche Voraussetzung ist, daß mindestens ein Indexsignal bzw. eine Indexmarke für jede Umdrehung der Platte bzw. der Platten generiert wird, die von jeder der gruppierten Spindeln unterstützt wird bzw. werden. Wenn vier Spindeln in einer Gruppe vorhanden sind, werden vier Indexsignale generiert, d.h. eines für jede Umdrehung jeder Spindel. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Indexsignal bereitgestellt, indem ein magnetisch aufgezeichnetes Indexsignal gelesen wird, das Teil des Spurformats jeder Plattenspur ist. Das Indexsignal kann jedoch auch von einem positionserkennenden Wandler bereitgestellt werden, der mit der plattenunterstützenden Spindel selbst assoziiert ist, oder es könnte elektronisch von einem Oszillator generiert werden, der einen Indeximpuls pro Umdrehung bereitstellt.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines Plattenformats, ohne jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt zu sein. Diese Figur zeigt eine Platte 10, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, von einem Spindelmittel 14 unterstützt wird und acht Datensektoren pro Aufzeichnungsspur besitzt, wobei eine kreisförmige Spur in der Figur als Spur N gekennzeichnet ist. Ein entlang des Umfangs verlaufender, stationärer Wandler oder Schreib-/Lesekopf 11 ist so montiert, daß er sich im wesentlichen radial zur Platte 10 bewegt, und zwar entweder entlang eines bogenförmigen oder linearen Pfads, wie dies durch die Art des im Plattenlaufwerk bzw. in den Plattenlaufwerk(en) verwendeten Kopfbetätigungsmechanismus (nicht gezeigt) definiert wird.
Das Lesen dieser Indexmarke durch den Kopf 11 aktiviert den Plattenlaufwerks-Controller (nicht gezeigt), um die Position der Platte 10 während jeder Rotation der Platte zu bestimmen, unabhängig davon, auf welche Spur der Kopf 11 (zur Ausführung einer Lese- oder Schreiboperation) gerade zugreift. Durch Messung der Zeit, die zwischen aufeinanderfolgenden Vorkommnissen der Indexmarke verstreicht, erhält man Aufschluß über die Rotationsgeschwindigkeit der Platte 10.
Wie aus den nachstehenden Ausführungen hervorgeht, wird die Indexmarke oder das Signal, die bzw. das einmal während jeder Umdrehung der Plattenspindel bereitgestellt wird, gemäß der Erfindung für folgende Zwecke verwendet: (1) zur Synchronisation der Geschwindigkeit zwischen einer Anzahl von Plattenlaufwerksspindeln, und (2) zur Synchronisation der Position zwischen diesen Plattenlaufwerksspindeln.
Jeder Sektor jeder Aufzeichnungsspur umfaßt andere Abschnitte, wobei Abschnitt 13 die variablen Daten des Datenverarbeitungssystems umfaßt, die an der betreffenden Spindel, Platte, Spur und im Sektor aufgezeichnet werden, der vom Plattenlaufwerks-Controller angegeben oder adressiert wird.
Die Erfindung bietet ein Maximum an Flexibilität bei der Steuerung der Synchronisation oder der relativen Spindelpositionen der einzelnen plattenunterstützenden Spindeln, die sich in einem gedusterten Plattenspeicher mit mehreren Spindeln, z.B. Cluster 21, Cluster 22, Cluster 23 oder Cluster 24 in Fig. 1, befinden. Dieses Merkmal der Erfindung setzt eine programmierbare Interaktion zwischen dem Spindelbewegungs- Steuerungsmittel voraus, die für die einzelnen Spindeln in jedem Plattenspeicher-Cluster bereitgestellt wird.
Fig. 3 zeigt ein solches Spindelbewegungs-Steuerungsmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, ohne jedoch auf deren Details beschränkt zu sein. In dieser Figur steht die Bezugskennzahl 40 für die Kopf-/Platten-/Spindelbaugruppe von einem der in Fig. 1 gezeigten Plattenlaufwerke, z.B. Plattenlaufwerk A1 mit kleinem Formatfaktor innerhalb der DASD-Einheit 21 mit großem Formatfaktor. Baugruppe 40 speist ein Indexsignal in Leitung 41 ein. So wird z.B. ein Signalimpuls 41 für jede Umdrehung der plattenunterstützenden Spindel in Plattenlaufwerk A1 ausgegeben.
Die Rotationsgeschwindigkeit dieser Spindel wird durch die Größe des Referenzzählwerts 47 bestimmt. Die Ausgangsimpulse vom Oszillator mit konstanter Frequenz oder Taktgeber 42 werden über ein UND-Gatter 44 in den Zähler 43 eingespeist. Der Digitalkomparator 45 vergleicht den Ausgangszählwert 46 im Zähler 43 mit dem Referenzzählwert 47, da dieser Ausgangszählwert 46 zum Zeitpunkt des Auftretens jedes der Indexsignale vorliegt, die in Leitung 41 von der Baugruppe 40 generiert werden. Der Zählwert 47 steht für die Spindelgeschwindigkeit, die vom Spindelantriebsmotor aufrechterhalten werden muß, der sich in der Baugruppe 40 befindet. Die Spindelmotorgeschwindigkeit wird durch ein proportionales Fehlerausgangssignal 48 gesteuert, das am Ausgang des Digitalkomparators 45 bereitgestellt wird, damit der Zählwert im Zähler 43 bei der Ausgabe jedes Indexsignals aufrechterhalten wird und im wesentlichen dem Referenzzählwert 47 entspricht, wie für den Fachmann nachvollziehbar sein wird.
Das UND-Gatter 44 wird durch den Zustand des Flip/Flop-Mittels 49 aktiviert/deaktiviert. Aus funktionaler Sicht wird das UND-Gatter 44 durch das ODER-Gatter 50 sowie durch den daraus resultierenden Einstellzustand des Flip-Flop-Mittels 49 aktiviert, kurz nachdem jeder einzelne Indeximpuls 41 empfangen wird. Zähler 43 beginnt nun mit dem Zählen der Impulse, die vom Oszillator 42 während der Spindelrotation bereitgestellt werden. Nach Ausführung der 360 Grad-Rotation der Spindel und dem daraus resultierenden Auftreten des nächsten Indeximpulses 41 wird das UND-Gatter 44 deaktiviert, wenn das Flip-Flop-Mittel 49 durch das an der Leitung 51 anliegende Indexsignal zurückgesetzt wird. Der jetzt vom Zähler 43 gespeicherte Zählwert ist eine Meßgröße für die tatsächliche Geschwindigkeit der Spindel während dieser 360-Grad-Rotation. Dieser Zählwert wird mit dem Referenzzählwert 47 verglichen, und die Energiezuführung für den Spindelmotor wird entsprechend gesteuert.
Insbesondere kann das Flip-Flop-Mittel 49 durch den Ausgang von ODER-Gatter 50 gesetzt werden (wodurch Oszillator 42 aktiviert wird und den Zähler 43 ansteuert), und zwar entweder durch (1) das Vorhandensein eines Ausgangsimpulses in der verzögerten Rücksetzungsleitung 42 (über UND-Gatter 53) oder durch (2) das Vorhandensein eines externen Einstellsignals in Leitung 54 (über UND-Gatter 55). Diese beiden Einstellbedingungen für das Flip-Flop-Mittel 49 schließen einander insofern aus, als die Wirksamkeit des Einstellsignals 52, 54 vom High/Low-Zustand eines in Leitung 56 anliegenden Steuersignals gesteuert wird.
Zu beachten ist, daß das Indexsignal auf Leitung 41 bewirkt, daß der Komparator 45, der Zähler 43 und das Flip-Flop-Mittel 49 zurückgesetzt werden. Die Ausgabe 48 von Komparator 45 wird für eine gewisse Zeitdauer nach erfolgter Rücksetzung zwischengespeichert, um eine Geschwindigkeitssteuerung des Spindelmotors zu erreichen, wie für den Fachmann nachvollziehbar sein wird.
Fig. 4 zeigt ein Cluster aus Plattenlaufwerken, wobei jedes Laufwerk eine plattenunterstützende Spindel aufweist und die Anzahl von Plattenlaufwerken und Spindeln innerhalb des Clusters gleich N ist. Beim Vergleich von Fig. 4 mit Fig. 1 zeigt sich, daß N für vier Plattenlaufwerke steht.
Das Plattenlaufwerk oder die Spindel, das bzw. die in Fig. 4 mit der Kennzahl 60 versehen ist, ist das Master-Plattenlaufwerk des Clusters, d.h. dies ist das Plattenlaufwerk, dessen verzögertes Indexsignal 61 (d.h. das verzögerte Rücksetzungssignal 52 aus Fig. 3) der steuernde Parameter ist, mit dem die Rotationspositionen der anderen Spindeln synchronisiert werden können, je nachdem, ob das Steuersignal 56 jedes Plattenlaufwerks einen hohen oder niedrigen Pegel aufweist. Das Spindelbewegungs-Steuerungsmittel von allen in Fig. 4 gezeigten Plattenlaufwerken ist im wesentlichen mit dem in Fig. 3 gezeigten identisch.
Für das Master-Plattenlaufwerk 60 wird das verzögerte Rücksetzungssignal 61, das von der Spindelposition von Plattenlaufwerk 60 generiert wird, direkt mit der externen Einstellsignalleitung 54 für das Plattenlaufwerk gekoppelt (siehe gestrichelte Linie 57 in Fig. 3). Für alle anderen Plattenlaufwerke des in Fig. 4 gezeigten Clusters wird das vom Master- Plattenlaufwerk 60 generierte, verzögerte Rücksetzungssignal 61 jedoch zum externen Einstellsignal 54 für diese anderen Plattenlaufwerke, die nur von einem steuerbaren, programmierbaren Mittel in Form eines einstellbaren Verzögerungsnetzwerks 62 gesteuert werden, und die nur vom High/Low-Pegel des Steuersignals des Plattenlaufwerks auf Leitung 56 gesteuert werden.
Die folgenden Ausführungen nehmen auf Fig. 3 Bezug und gehen davon aus, daß das Steuersignal auf Leitung 56 einen hohen Pegel aufweist. In diesem Fall wird UND-Gatter 55 des Plattenantriebsbewegungssteuerungsmittels durch den Betrieb des Inverters 58 deaktiviert, und das UND-Gatter 53 wird aktiviert. Infolgedessen wird die Geschwindigkeit der Spindel dieses Plattenlaufwerks individuell in der oben beschriebenen Weise gesteuert. Es wird keine programmierte Spindelposition relativ zum Master-Plattenlaufwerk bereitgestellt. Damit arbeitet das Plattenantriebsbewegungssteuerungsmittel für dieses Plattenlaufwerk unabhängig.
Im folgenden wird angenommen, daß das Steuersignal auf Leitung 56 eines Plattenlaufwerks einen niedrigen Pegel aufweist. In diesem Fall wird das UND-Gatter 55 des Plattenantriebsbewegungssteuerungsmittels aktiviert, und das UND-Gatter 53 des Bewegungssteuerungsmittels wird deaktiviert. Für dieses Plattenlaufwerk wird das Indexsignal mit der Position der Spindel des Master-Plattenlaufwerks synchronisiert. Dies bedeutet, daß die Flip-Flop-Schaltung 49 des Bewegungssteuerungsmittels jetzt durch das verzögerte Rücksetzungssignal 61 eingestellt wird, wenn dieses Signal durch das Indexsignal 41 des Master-Plattenlaufwerks generiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Programmierbarkeit der jeweiligen Spindelpositionen für die verschiedenen Plattenlaufwerke des in Fig. 4 gezeigten Clusters (d.h. die betreffenden Zeitpunkte des Auftretens des Indexsignals für jede Spindel) durch das Programmiersignal erreicht, das auf der Steuerleitung 63 für jedes einzelne Plattenlaufwerk anliegt.
In einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung, in der die Anzahl von Plattenlaufwerken N in Fig. 4 sich auf drei Laufwerke belief und in der gespiegelte Datendateien auf die drei Plattenlaufwerke geschrieben wurden, wurde das Verzögerungsnetzwerk 62 für das Plattenlaufwerk A2 so eingestellt, daß eine 120 Grad-Verzögerung in dem Auftreten des Indexsignals für das Plattenlaufwerk A2 realisiert wurde, und das Verzögerungsnetzwerk 62 für Plattenlaufwerk A3 (d.h. Plattenlaufwerk N aus Fig. 4) wurde so eingestellt, daß eine Verzögerung um 240 Grad (d.h. eine zusätzliche Verzögerung um 120 Grad) in dem Auftreten des Indexsignals für Plattenlaufwerk A3 erzielt wurde. Angenommen, ein Datenzugriffsbefehl für diese gespiegelte Datei wird ausgegeben, wenn die Spindel von Plattenlaufwerk A1 eine Rotation um 90 Grad ausgeführt hat, dann ist die nächstgelegene Position der gespiegelten Dateidaten für diesen Datenzugriffsbefehl die Datei, so wie sie auf der (den) Platte(n) von Plattenspeicher A2 gespeichert ist. In diesem angenommenen Beispiel erfolgt der Zugriff auf die Datei, nachdem die Spindel eine weitere Rotation um 30 Grad ausgeführt hat. Falls dieser Zugriff von Plattenlaufwerk A2 fehl schlägt, würde auf die Daten von Plattenlaufwerk A3 zugegriffen werden, nachdem die Spindel eine Rotation um weitere 120 Grad ausgeführt hat.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem ein Plattenspeicher-Cluster mit hoher Kapazität zwei Plattenlaufwerke 70 und 71 mit geringer Datenkapazität umfaßt. Jedes der Plattenlaufwerke 70, 71 umfaßt eine Spindel 72, die mindestens eine Platte 73 unterstützt. Wie aus den gestrichelten Linien in der Figur erkennbar ist, kann jede Spindel einen Stapel solcher Platten 73 unterstützen. Jede Spindel 72 wird um ihre aufrechte Achse mittels einem Motor 74 und einem Motorservomittel 85 rotiert.
In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Plattenlaufwerksspindeln 72 durch ein Bewegungsservomittel 85 auf die gleiche Rotationsgeschwindigkeit gebracht, ohne jedoch auf dieses Merkmal beschränkt zu sein. Dies wird durch ein gemeinsames Geschwindigkeitsbefehlssignal erreicht, das auf Leitung 75 anliegt. Wie aus der Zeichnungslegende hervorgeht, liefert das Signal auf Leitung 75 eine Bezugszeitperiode, in der die Platten 73 und Spindeln 72 eine Umdrehung ausgeführt haben sollten.
Jedes der Plattenlaufwerke 70, 71 speist ein Geschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signal in eine Leitung 76 ein. Wie zuvor beschrieben wurde, umfaßt das Feedback-Signal 76 ein Indexsignal oder einen Indeximpuls, wobei zwei zeitlich benachbarte Impulse in der Figur mit den Kennzahlen 77 und 78 versehen sind. Wie aus der Zeichnungslegende für Plattenlaufwerk 70 hervorgeht, liefert das verstreichende Zeitintervall 79 zwischen den Impulsen 77 und 78 eine Meßgröße für die tatsächliche Zeit, die die Platte und Spindel von Laufwerk 70 benötigt haben, um eine Umdrehung auszuführen. Feedback-Leitung 76 von Plattenlaufwerk 71 (nicht in der Zeichnung gezeigt) liefert ein Feedback-Signal ähnlich wie 77, 78, wobei dieses Feedback-Signal kennzeichnend für die Geschwindigkeit und Position der Platte/Spindel dieses Laufwerks ist.
Wenngleich die Signale 75 und 76 unter Bezugnahme auf eine Umdrehung der Platte und der Spindel beschrieben werden, ist zu beachten, daß solche Signale entweder Teil- oder Mehrfachumdrehungen der Platte und Spindel definieren können.
Im Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 ist Plattenlaufwerk 70 das Master-Plattenlaufwerk. Dies bedeutet, daß sein Feedback- Signal 76 als Eingang mit einem programmierbaren Verzögerungsnetzwerk 80 verbunden ist, das mit dem Laufwerk 71 verknüpft ist. Wie zuvor beschrieben wurde, dient das Verzögerungsnetzwerk 80 zur Synchronisation der Position der Platte von Laufwerk 71 mit der Platte von Laufwerk 70, dies aber nur, wenn die Eingangssignal-Leitung 81 einen hohen Pegel an das UND-Gatter 84 weiterleitet.
Das programmierte Synchronisations-Aktivierungssignal auf Leitung 81 dient dazu, die programmierte Positionssynchronisation der beiden Plattenlaufwerke 70, 71 zu aktivieren, während das Ausmaß der Positionsphasenverschiebung, die während einer solchen Positionssynchronisation implementiert wird, z.B. 180 Grad, durch das programmierte Verzögerungssteuersignal bestimmt wird, das dann auf Leitung 82 anliegt.
Wie bereits weiter oben gilt: Wenn das Synchronisationssignal 81 einen niedrigen Pegel aufweist, wird das UND-Gatter 83 aktiviert. Die Geschwindigkeit von Plattenlaufwerk 71 wird nun auf die gleiche Geschwindigkeit wie von Plattenlaufwerk 70 gebracht, doch es ist keine vorbestimmte Positionsbeziehung zwischen der Platte und der Spindel dieser beiden Laufwerke 70, 71 vorhanden. Wenn das Synchronisationssignal 81 jedoch einen hohen Pegel aufweist, wird UND-Gatter 84 aktiviert, und Plattenlaufwerk 71 wird nicht nur auf die gleiche Geschwindigkeit wie Plattenlaufwerk 70 gebracht, sondern es ist dann auch eine vorbestimmte Positionsbeziehung zwischen der Platte und der Spindel dieser beiden Laufwerke vorhanden, wobei die genaue Phasenverschiebung oder Verzögerung der Spindel von Laufwerk 71 relativ zur Spindel von Laufwerk 70 durch das programmierte Verzögerungssteuersignal bestimmt wird, das dann auf Leitung 82 anliegt.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine breitgefächerte Palette von Datenverarbeitungserfordernissen anwendbar. Fig. 6 zeigt die Art, in der die Erfindung und insbesondere das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendet werden kann, um (1) gespiegelte Datendateien bereitzustellen, die auf den Plattenlaufwerken A3 und B3 gespeichert werden, wodurch zwei logische Laufwerke bereitgestellt werden, um (2) geschachtelte Datendateien bereitzustellen, die auf den Plattenlaufwerken C2 und P2 gespeichert werden, wodurch ein zusätzliches logische Laufwerk bereitgestellt wird, um (3) geschachtelte Datendateien mit Parität bereitzustellen, die auf den Plattenlaufwerken A4, B4, C4 und P4 gespeichert werden, wodurch ein zusätzliches logisches Laufwerk bereitgestellt wird, um (4) Datendateien mit Kontrollsummen bereitzustellen, die auf den Plattenlaufwerken A1, B1, C1 und P1 gespeichert werden, wodurch drei zusätzliche logische Laufwerke bereitgestellt werden, und um (5) normale Datendateien bereitzustellen, die auf den Plattenlaufwerken A2, B2, C3 und P3 gespeichert werden, wodurch vier zusätzliche logische Laufwerke bereitgestellt werden.
Wie oben in diesem Beispiel erwähnt, werden die sechzehn effektiv vorhandenen Plattenlaufwerke so zugewiesen, daß dem zugehörigen Datenverarbeitungssystem elf adressierbare logische Plattenlaufwerke zur Verfügung stehen.
Wenngleich es zahlreiche weitere mögliche Wege gibt, die Erfindung zu nutzen, ist das Datenschachtelungskonzept des obigen Beispiels nützlich, wenn große Datenblöcke gespeichert werden sollen und wenn auf diese nachfolgend zugegriffen werden soll. Grafikanwendungen sind ein Beispiel. In der vorliegenden Erfindung bietet die gepackte Plattenlaufwerks-Konfigurationen eine hohe Datenübertragungsrate für diese umfangreichen Datendateien, indem die Daten auf einer Anzahl einzelner Plattenlaufwerke verteilt oder dort geschachtelt angeordnet werden.
Im Falle gespiegelter Datendateien, d.h. wenn zwei oder mehr Datendateien mit denselben Daten an genau demselben logischen Ort (d.h. dieselbe Spur, derselbe Sektor und derselbe Kopf) gespeichert werden, wird die Zugriffszeit gemäß der Erfindung verbessert, indem das Plattenlaufwerk gewählt wird, dessen Kopf sich in nächstgelegener Position zur Datendatei zu dem Zeitpunkt befindet, zu dem das Datenverarbeitungssystem auf diese Daten zugreifen muß. Im Beispiel aus Fig. 3 werden die beiden Plattenlaufwerke A3 und B3 zum Speichern von gespiegelten Datendateien verwendet. In diesem Fall und gemäß der Erfindung werden die Positionen dieser beiden Laufwerke so synchronisiert, daß die Indexmarke der beiden Laufwerke um 180 Grad phasenverschoben ist. Infolgedessen wird die Latenzzeit des Plattenlaufwerkssubssystems aus Fig. 6 um 50% beim Zugriff auf eine gespiegelte Datendatei verkürzt, indem das Plattenlaufwerk mit der kürzesten Zugriffszeit auf die Datei das Laufwerk aktiviert, das für den Zugriff auf die Daten verwendet wird.
Die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart, wie die Synchronisation der Geschwindigkeit und/oder der Rotationsposition der diversen Plattenlaufwerke in einem abgeschlossenen DASD-Subsystem eine verbesserte Leistung abhängig von den Datenspeichererfordernissen einer bestimmten datenverarbeitenden Anwendung ermöglicht, wobei ein Beispiel hierfür in Fig. 6 veranschaulicht wird.

Claims

1. Ein Verfahren zum Schreiben gespiegelter Kopien einer Datendatei auf eine Vielzahl N einzelner Plattenlaufwerke (70, 71) in einem Plattenspeicher-Subsystem, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Synchronisieren der Positionsrotation der Platten (73) in den N Plattenlaufwerken;

Schreiben gespiegelter Kopien der Datendatei auf die Platten, so daß eine Datendatei auf einer Platte in einem Plattenlaufwerk in ihrer Position um 360/N Grad der Plattenrotation bezogen auf die betreffende Datendatei auf einer Platte in einem zweiten Plattenlaufwerk versetzt ist, dadurch gekennzeichnet,

ein Indexsignal für jede Umdrehung der Platten von einem der N Plattenlaufwerke bereitgestellt wird, und

das Indexsignal in alle anderen der N Plattenlaufwerke als Referenzposition eingespeist wird, aus der der positionsbezogene Versatz der Datendatei bestimmt werden kann.

2. Ein Verfahren wie in Patentanspruch 1 niedergelegt, bei dem in jedes der N Plattenlaufwerke ein gemeinsames Geschwindigkeitsbefehlssignal eingespeist wird, wodurch alle Platten der Plattenlaufwerke mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit rotieren.

3. Ein Verfahren wie in einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche niedergelegt, bei dem die Plattenlaufwerke in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.

4. Ein Verfahren wie in einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche niedergelegt, das weiterhin den folgenden Schritt umfaßt:

Das anschließende Lesen der Datendatei unter Verwendung eines einzelnen Schreib-/Lese-Wandler-Mittels für den Zugriff auf die Platte des einen Plattenlaufwerks, dessen momentane Rotationsposition dergestalt ist, daß ihre Kopie der Datendatei dem einzelnen Schreib-/Lese-Wandler-Mittel für das Plattenlaufwerksmittel zu dem Zeitpunkt am nächsten gelegen ist, zu dem die Notwendigkeit entsteht, die gespiegelte Datendatei zu lesen.

5. Ein Plattenspeicher-Subsystem, das folgendes umfaßt:

Eine Vielzahl von Plattenlaufwerken (70, 71); eine Master-Einheit (70) für das ausgewählte Subsystem von einem Oszillator und ein Master-Laufwerk aus einer Vielzahl von Laufwerken; wobei eines oder mehrere der anderen Plattenlaufwerke als Slave-Plattenlaufwerke für das Subsystem auswählbar sind,

wobei jedes dieser Plattenlaufwerke eine Spindel (72) umfaßt, die mindestens eine Aufzeichnungsplatte (73), Motormittel (74) zum Rotieren der Spindel und Motorservomittel (85) zum Steuern des Motormittels unterstützt,

Mittel, die bewirken, daß sich die Spindeln aller Plattenlaufwerke mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit drehen,

Mittel zur Bereitstellung eines einzelnen Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signals für jedes der Plattenlaufwerke, wobei jedes der einzelnen Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signale die Rotationsgeschwindigkeit und die Rotationsposition der Spindel jedes einzelnen Plattenlaufwerks definiert,

einzelne programmierbare Verzögerungssignalmittel (80) für mindestens einige der Slave-Laufwerke, wobei jedes der einzelnen Verzögerungssignalmittel eine einzelne Position der Spindel eines Slave-Laufwerks relativ zum Referenzsignal der Master-Einheit definiert, wobei das Referenzsignal ein elektronisch generiertes Signal und ein Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signal ist, und

einzelne Programmaktivierungsmittel (auf 81), die mit mindestens einigen der Slave-Laufwerke verbunden sind,

wobei jedes der einzelnen Programmaktivierungsmittel einen ersten Zustand besitzt, bei dem das Referenzsignal der Master-Einheit und ein einzelnes der Verzögerungssignalmittel bewirken, daß mindestens einige der Slave- Laufwerke in ihrer Position mit dem Referenzsignal der Master-Einheit synchronisiert werden, und

jedes der einzelnen Programmaktivierungsmittel einen zweiten Zustand besitzt, bei dem das Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signal von einem der Slave- Laufwerke bewirkt, daß eines von mindestens einigen Slave-Laufwerken ohne Phasensynchronisation mit dem Referenzsignal der Master-Einheit betrieben wird.

6. Das Plattenspeicher-Subsystem wie in Patentanspruch 5 offenbart, bei dem das Mittel, das bewirkt, daß sich die Spindeln mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit drehen, ein gemeinsames Spindelgeschwindigkeitsbefehlssignal (auf 75) enthält, das mit dem Plattenlaufwerks-Motorservomittel gekoppelt ist und eine Referenzzeitperiode liefert, in der die zugehörige Spindel einen vorbestimmten Abschnitt einer Umdrehung ausführen sollte, und wobei jedes der einzelnen Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signale eine Meßgröße für die Zeitperiode liefert, die verstrichen ist, bis die zugehörige Spindel den vorbestimmten Abschnitt einer Umdrehung durchlaufen hat.

7. Ein Plattenspeicher-Subsystern wie in Patentanspruch 5 oder 6 offenbart, bei dem jedes der einzelnen Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback-Signale zeitlich getrennte Signalimpulse umfaßt, wobei zwei zeitlich benachbarte Impulse die Zeitperiode angeben, die die zugehörige Spindel benötigt hat, um den vorbestimmten Abschnitt einer Umdrehung zu durchlaufen.

8. Ein Plattenspeicher-Subsystem wie in Patentanspruch 6 oder 7 offenbart, bei dem der vorbestimmte Abschnitt einer Umdrehung 360 Grad beträgt.

9. Ein Plattenspeicher-Subsystem wie in einem beliebigen der Patentansprüche 5 bis 8 offenbart, bei dem das einzelne Programmaktivierungsmittel, das mit mindestens einigen der Slave-Laufwerke verbunden ist, folgendes umfaßt:

Eine Vielzahl von ersten UND-Gatter-Mitteln, eines für jedes von mindestens einigen Slave-Laufwerken, wobei jedes der ersten UND-Gatter-Mittel im ersten Zustand durch ein einzelnes der Programmaktivierungsmittel aktiviert wird, und jedes der ersten UND-Gatter-Mittel als Eingabe ein einzelnes der programmierbaren Verzögerungssignalmittel und das Referenzsignal der Master-Einheit empfängt, und

Eine Vielzahl von zweiten UND-Gatter-Mitteln, eines für jedes von mindestens einigen Slave-Laufwerken, wobei jedes der zweiten UND-Gatter-Mittel im zweiten Zustand durch ein einzelnes der Programmaktivierungsmittel aktiviert wird, und jedes der zweiten UND-Gatter-Mittel als Eingabe das Spindelgeschwindigkeits-/Positionsfeedback- Signal von dem zugehörigen Laufwerk der Slave-Laufwerke empfängt.

10. Ein Plattenspeicher-Subsystem wie in Patentanspruch 9 niedergelegt, in dem bei Aktivierung des ersten UND-Gatter-Mittels die Geschwindigkeit der Spindel von einem der Slave-Laufwerke auf die gleiche Geschwindigkeit abgestimmt wird, wie sie von der Master-Einheit vorgegeben wird, und in eine vorbestimmte Positionsbeziehung zur Spindel des Master-Laufwerks gebracht wird, wobei die vorbestimmte Position durch ein einzelnes programmierbares Verzögerungssignalmittel bestimmt wird, und in dem bei Aktivierung des zweiten UND-Gatter-Mittels die Geschwindigkeit der Spindel des zugehörigen Slave-Laufwerks aus der Gruppe von zumindest einigen Slave-Laufwerken auf die gleiche Geschwindigkeit gebracht wird, wie sie von der Master-Einheit vorgegeben wird, und zwar ohne eine vorbestimmte relative Positionsbeziehung zwischen den Laufwerken.