JP2818186B2 - 書き替え可能な記録媒体への情報記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディスクなどのような可動ヘッドを持つ書
き替え可能な回転記録媒体に対する情報の記録方法に関
する。

従来の技術 第21図のように、ディスクＤに対する可動ヘッドＨを
持つディスク装置において、情報を記録するストア領域
単位であるシリンダが周方向に延びかつ半径方向に配置
され、各シリンダには丸印の中に１〜ｎのシリンダ番号
が付されている。第21図における参照符「a1」のうち、
「ａ」はファイル名を示し、「１」は相対シリンダ番号
を示す。

従来は、情報すなわちファイルの書き込みや読み出し
は、ディスク内の固定のシリンダ番号を指定して実行さ
れていた。従って、情報の書き込みあるいは読み出し時
には、ヘッドを指定されたシリンダに移動するシーク操
作が不可欠であった。そのためヘッドを指定されたシリ
ンダに位置決めする時間だけ余分に情報の入出力に時間
がかかり、中央処理装置がディスクの入出力操作完了待
ちの状態になり中央処理装置の性能が充分発揮できなく
なる現象が生じた。このヘッドシークは、中央処理装置
がディスク内の情報をランダムな順序で読み書きする場
合に必ず発生する現象で、日常一般の情報処理において
性能面で残されている重要な問題のひとつであった。

発明が解決すべき課題 本発明の目的は、中央処理装置からの読み出し頻度が
多い情報を記録媒体内の特定の領域に集中して記録され
る様にし、記録媒体のヘッド移動による読み出し時間遅
れを短縮できるようにする可動ヘッドを持つ書き替え可
能な回転記録媒体に対する情報の記録方法を提供するこ
とである。

課題を解決するための手段 本発明は、記録媒体を回転した状態で、 書き込みおよび読み出しのためのヘッドを、記録媒体
を横切って移動させるように構成し、 記録媒体には、周方向に延びる複数のストア領域単位
を半径方向に配置し、 各ストア領域単位に情報データの書き込みおよび読み
出しができるようにし、 さらに記録媒体内の全てのストア領域単位を複数のグ
ループ領域単位に分割し、 情報データの記録位置が前記グループ領域単位毎と前
記ストア領域単位毎とに付された記録媒体内の固有の番
号により識別できるように構成した装置において、 時間経過に従って自動的に、 本装置に接続された中央処理装置主記憶装置への各ス
トア領域単位に記録された情報データの最近の読み出し
頻度をカウントし、その最近の読み出し頻度に応じて、
各情報データを収容するべきグループ領域単位を定期的
に決定し直し、 現在当該情報データを収容しているグループ領域単位
の番号と新しく決定されたグループ領域単位の番号が異
なる場合に限り、当該情報データを新しく決定されたグ
ループ領域単位内のストア領域単位に移動させることに
より、 中央処理装置からのその移動時点以降において主記憶
装置への読出し頻度が多い情報データを記録媒体内の特
定のグループ領域単位内のストア領域単位に集中して記
録される様にし、 記録媒体のヘッド移動による読み出し時間遅れを短縮
することを特徴とする書き替え可能な記録媒体への情報
の記録方法である。

また本発明は、複数のグループ領域単位は、最高頻度
グループ領域単位を中央とし、それ未満の頻度を有する
グループ領域単位を、その頻度が大から小になる順で、
前記中央グループ領域単位の両側方に隣接して交互に振
り分けることを特徴とする。

また本発明は、グループ領域単位は、２つであり、 各ストア領域単位の読み出し頻度が、大から小になる
順で、上位の2/3と、下位のそれ未満との各グループ領
域単位に分けることを特徴とする。

また本発明は、グループ領域単位の前記第２複数は、
３つであり、 各ストア領域単位の読み出し頻度が、大から小になる
順で、上位の約1/4以上と、中位の約1/4未満約3/4以上
と、下位の約3/4未満との各グループ領域単位に分ける
ことを特徴とする。

また本発明は、記録媒体を回転した状態で、 書き込みおよび読み出しのためのヘッドを、記録媒体
を横切って移動させるように構成し、 記録媒体には、周方向に延びる複数のストア領域単位
を半径方向に配置し、 各ストア領域単位に情報データの書き込みおよび読み
出しができるようにし、 さらに記録媒体内の全てのストア領域単位を複数のグ
ループ領域単位に分割し、 情報データの記録位置が前記グループ領域単位毎と前
記ストア領域単位毎とに付された記録媒体内の固有の番
号により識別できるように構成した装置において、 前記ストア領域単位全部の数を、ｍとするとき、 総読み出し回数が3m〜4m以上の予め定める値になった
とき、 本装置に接続された中央処理装置主記憶装置への各ス
トア領域単位に記録された情報データの最近の読み出し
頻度をカウントし、その最近の読み出し頻度に応じて、
各情報データを収容するべきグループ領域単位を定期的
に決定し直し、 現在当該情報データを収容しているグループ領域単位
の番号と新しく決定されたグループ領域単位の番号が異
なる場合に限り、当該情報データを新しく決定されたグ
ループ領域単位内のストア領域単位に移動させることに
より、 中央処理装置からのその移動時点以降において主記憶
装置への読出し頻度が多い情報データを記録媒体内の特
定のグループ領域単位内のストア領域単位に集中して記
録される様にし、 記録媒体のヘッド移動による読み出し時間遅れを短縮
することを特徴とする書き替え可能な記録媒体への情報
の記録方法である。

作 用 本発明に従えば、可動ヘッドを用いて回転記録媒体か
ら情報の読み出しを行う装置において、中央処理装置か
らの読み出し頻度が多い情報を記録媒体内の特定の領域
に集中して記録される様にするので、記録された情報の
読み出し要求が中央処理装置からなされてヘッドの位置
決めが完了するのに要するヘッドシーク時間を短縮する
ことが可能になる。

実施例 第１図は本発明の一実施例のディスク装置１の簡略化
した平面図であり、第２図はこのディスク装置１に接続
される電気的構成を示すブロック図である。これらの図
面を参照して、回転記録媒体であるディスク２は、回転
軸３のまわりに矢符４のように回転駆動される。

ディスク２に書き込みおよび読み出しを行うためのヘ
ッドＨは、ヘッドアーム５に固定されており、このアー
ム５は駆動手段６によってヘッドＨをディスク２を横切
って移動させる。ヘッドＨは、第１図のようにディスク
２の半径方向に変位するように構成されていてもよく、
あるいはまたそのディスク２の半径方向に対して角度を
有して直線状にまたは湾曲した経路を辿って移動するよ
うに構成されていてもよい。

このディスク２には、半径方向外方から半径方向内方
にわたって同心状にストア領域単位が形成されていて、
正順にあるいは逆順に各ストア領域単位のアドレスが設
定されている。

全てのストア領域単位は、複数のグループ領域単位に
分割され、各グループ領域単位に対して順にグループ領
域単位のアドレスが設定されている。

この実施例では、ストア領域単位をシリンダ、グルー
プ領域単位をクラスタ９と称し、中央処理装置からの特
定のシリンダ確保要求は、論理シリンダ８のアドレスの
指定により、実際のディスクの物理シリンダ７のアドレ
スを割当てる。

それに伴い、論理シリンダ８のアドレスを論理シリン
ダ番号と言い、物理シリンダ７のアドレスを物理シリン
ダ番号と言う。クラスタ９のアドレスは、クラスタ番号
と言う。この第１図のたとえば参照符「a1」のうち、
「ａ」はファイル名を示し、「１」は相対シリンダ番号
を示す。丸印内の数字は物理シリンダ番号を示し、菱形
または正方形内の数字は論理シリンダ番号を示す。

ここでは、第１表に示すようにディスクの全物理シリ
ンダ数はｍシリンダとする。論理シリンダ数は、物理シ
リンダ数に等しくｍシリンダである。

第１表の例では、各クラスタは４個ずつの物理シリン
ダから構成されている。そして、物理シリンダ番号１は
物理シリンダ番号17に対応しており、クラスタ番号４の
グループに含まれている。また、論理シリンダ番号２
は、物理シリンダ番号７に対応しており、クラスタ番号
２のグループに含まれている。以下同様で、論理シリン
ダ番号と物理シリンダ番号の対応は、固定的なものでは
なく各情報の読み出し頻度に応じて時間経過とともに変
化する。

論理シリンダ番号と物理シリンダ番号の対応関係を登
録したアドレス管理表はバックアップとして、管理域10
に保存記録される。第１図の例では、管理域10は、論理
シリンダ番号０、物理シリンダ番号５としてディスク２
の中に確保されている。通常管理域10は、最も参照頻度
の多い論理シリンダを含むクラスタに隣接して確保する
のが望ましい。

なお、物理シリンダ番号１〜ｍを有する各シリンダ
は、周方向に延び半径方向に配置されており、各シリン
ダは同心状に形成されているけれども、他の実施例とし
てこれらのシリンダは渦巻き状に形成されていてもよ
い。

物理シリンダ番号の割当ては、ストア領域単位の物理
的な位置を区別するためのものであるから、半径方向内
方からの順でも半径方向外方からの順でもどのように付
番されていてもよい。

このような第１図に示されたディスク装置１に関連し
て、第２図に示されるディスク制御装置11と処理回路12
と、ディスク制御装置11に接続される中央処理装置の主
記憶装置13とが設けられる。この第２図において実線は
制御信号の流れを示し、点線はデータ信号の流れを示
す。

ディスク制御装置11は、ディスク装置１のディスク２
に記録再生させる情報を中央処理装置の主記憶装置13と
の間で交換する働きをし、このディスク制御装置11に
は、ディスク装置１のディスク２に情報を記録再生させ
るアドレス変換手段14が接続される。

アドレス管理表バッファ部15は、アドレス変換手段14
がディスク制御装置11からディスク装置１のディスク２
へ情報の書き込みあるいは読み出しを行う場合に中央処
理装置から指定する論理アドレスとディスク２の実際の
物理アドレスの関係を登録したアドレス管理表を保存す
る。

アドレス管理表は、第２表に示す物理シリンダ毎の現
物理シリンダ番号、ファイル名、ファイル内相対シリン
ダ番号、属性、前々回参照回数、前々回鮮度率、前回参
照回数、前回鮮度率、今回参照回数、今回鮮度率、優先
順位判定値、論理シリンダ番号、現クラスタ番号、新物
理シリンダ番号、新クラスタ番号を含む。

さらにこの処理回路12では、 アドレス変換手段14の指示によりディスク装置１のデ
ィスク２の管理域10にバックアップとして保管されてい
るアドレス管理表をアドレス管理表バッファ部15に読み
取る管理域内容読み取り手段16と、 アドレス変換手段14の指示によりバックアップとして
アドレス管理表をアドレス管理表バッファ部15からディ
スク装置１のディスク２の管理域10に書き込む管理域内
容更新手段17と、 アドレス変換手段14の指示により定期的に、参照頻度
が大きく変動した論理シリンダを参照頻度に応じたクラ
スタに移動させるシリンダ移動手段19と、 シリンダ移動作業時に移動対象の論理シリンダの情報
を一時的に保存するシリンダ移動用バッファ部18を具備
する。

第３図〜第６図は、ディスク制御装置11と処理回路12
の動作を説明するための処理手順を示すフローチャート
である。第３図のステップn1からステップn2に移り、デ
ィスク装置１のディスク２内に記録された情報のアドレ
スを、管理域内容読み取り手段16によりディスク２の管
理域10から読み取ってアドレス管理表バッファ部15に登
録する。

ステップn3では、ディスク制御装置11からディスク２
に対する入出力命令を受け取る。

ステップn4では、受け取った入出力命令の種類が該当
シリンダからの読み出しかどうか判断され、読み出しで
あればステップn5に移り読み出し手段を実行する。

ステップn6では、受け取った入出力命令の種類が該当
シリンダへの書き込みまたは変更かどうか判断され、書
き込みまたは変更であればステップn7に移り書き込み手
順を実行する。

ステップn8では、受け取った入出力命令の種類が該当
シリンダの削除の場合なので削除手順が実行される。

ステップn9では、今回の入出力命令実行によりアドレ
ス管理表の内容が変更されているので、アドレス管理表
バッファ部15の内容を管理域内容更新手段17によりディ
スク２の管理域10にバックアップとして保管する。

ステップn10では、アドレス管理表に登録されている
各論理シリンダの参照回数が一定値を越えているかどう
か判断され、一定値を越えている論理シリンダがあれば
ステップn11に移り、シリンダ移動用バッファ部18を利
用してシリンダ移動手段を実行し、ディスク２内の論理
シリンダを再配置する。

ステップn12では、アドレス管理表に登録された論理
シリンダと物理シリンダの関係が変更されているので、
アドレス管理表バッファ部15の内容を管理域内容更新手
段17によりディスク２の管理域10に、バックアップとし
て保管する。

第４図は、読み出し手順を示すフローチャートであ
る。第４図のステップr1からステップr2に移り、中央処
理装置から指定された読み出し対象の論理シリンダ番号
から、対応する物理シリンダ番号を決定する。

ステップr3では、決定された物理シリンダから情報を
読み出す。

ステップr4では、ディスク制御装置11に物理シリンダ
から読み出した情報を返す。

ステップr5では、アドレス管理表の該当論理シリンダ
に関する参照回数をカウントアップする。

ステップr6で、第３図のステップn10に戻る。

第５図は、書き込み手順を示すフローチャートであ
る。第５図のステップs1からステップs2に移り、受け取
った入出力命令が新しいシリンダへの書き込み要求かど
うか判断され、新規書き込み要求であればステップs3に
移り、アドレス管理表の中を参照頻度の多いクラスタか
ら順に空き物理シリンダを探索し、要求された論理シリ
ンダの書き込み物理シリンダを決定する。

ステップs4では、更新対象の論理シリンダ番号から対
応する物理シリンダ番号を決定する。

ステップs5では、決定された物理シリンダに情報の書
き込みを行う。

ステップs6では、アドレス管理表に物理アドレスと論
理アドレスの関係の登録と、今回参照回数のカウントア
ップおよび今回鮮度率の最大値へのリセットを行う。

ステップs7では、ディスク制御装置11に情報の書き込
み完了応答を返す。

ステップs8で、第３図のステップn9に戻る。

第６図は、除去手順を示すフローチャートである。第
６図のステップt1からステップt2に移り、アドレス管理
表の該当する論理シリンダ番号の物理シリンダを空きに
し参照回数をリセットする。

ステップt3では、ディスク制御装置11に削除完了応答
を返す。

ステップt4では、第３図のステップn9に戻る。

第３表は、第１表に示す例の一部をアドレス管理表に
表したものである。ここでは、属性フィールドを参照し
て、現物理シリンダ番号8,11,13,14,15には情報すなわ
ちファイルが削除されていて記録されていないことがわ
かる。

現物理シリンダ番号16に記録されているファイルc2
は、前々回と前回のシリンダ移動作業の間に新規書き込
みがなされたもので前回鮮度率が最大値５にセットされ
ている。そして今回鮮度率は１減じて４にセットされて
いる。現物理シリンダ番号12に記録されているファイル
d3は、前々回と前回のシリンダ移動作業の間に情報の変
更がなされたもので前回鮮度率が最大値５にセットされ
ている。そして今回鮮度率は１減じて４にセットされて
いる。現物理シリンダ番号17に記録されているファイル
a1は、かなり長期にわたって記録された情報で内容の変
更もなされておらず、前々回鮮度率、前回鮮度率、今回
鮮度率いずれの値も最小値１の状態になっている。

ここで優先順位判定値を第２表の定義に従って計算す
ると、第３表は第４表に示される内容になる。計算され
た優先順位判定値の多い論理シリンダから順にクラスタ
番号の小さい物理シリンダに配置されるように、新クラ
スタ番号を決定すると、第４表の様になる。次に、現ク
ラスタ番号と新クラスタ番号が一致する論理シリンダは
移動させず、異なる論理シリンダだけを移動させる条件
の下に、移動が必要な物理シリンダ番号に対して新物理
シリンダ番号を決定する。新物理シリンダ番号は移動先
のクラスタの中で属性が「無」表示または「現」「新」
クラスタ番号が不一致の物理シリンダを探索することに
よって得られる。その結果第４表では、７つの論理シリ
ンダに新物理シリンダ番号が割当てられている。

次に、シリンダ移動用バッファ部18を使ってシリンダ
移動作業を実施する。第４表の状態から順次シリンダ移
動手順を説明する。まず新クラスタ番号の最も小さい論
理シリンダ番号５すなわち物理シリンダ番号６にヘッド
を移動させ、その内容をシリンダ移動用バッファ部18に
退避する。次に移動先の物理シリンダ番号１にヘッドを
移動し、先行して記録されていた論理シリンダ番号14も
シリンダ移動用バッファ部18に退避する。その代わり
に、シリンダ移動用バッファ部18に退避されていた論理
シリンダ番号５の内容を物理シリンダ番号１に記録す
る。次に論理シリンダ番号14の新物理シリンダ番号６に
ヘッドを移動し、シリンダ移動用バッファ部18に退避さ
れていた論理シリンダ番号14の内容を記録する。その結
果は第５表の様になる。

同様の手順で、移動対象のシリンダをすべて移動完了
すると第６表の様になる。これから、利用頻度の多い論
理シリンダが小さいクラスタ番号に集中することにな
り、情報読み取り時のヘッドの平均的な移動距離が少な
くなり、処理速度の向上を図ることができる。

次に、参照回数と鮮度率の値を更新する。第６表から
前回参照回数と前回鮮度率を前々回参照回数と前々回鮮
度率に移動する。同じく、今回参照回数と今回鮮度率を
前回参照回数と前回鮮度率に移動する。今回参照回数は
０にリセットする。今回鮮度率はそれぞれ１減じた値に
するが、すでに１の場合はそのままとする。同時に優先
順位判定値と新クラスタ番号のフィールトはリセットす
る。結果は第７表になる。

これでシリンダ移動手順が完了し、新しく第３表と同
様の状態に戻ったことになる。

本発明の他の実施例として、第７図の様に各論理シリ
ンダを参照頻度確率の小さい順に配列して一次直線形の
分布と見なせる場合には、２クラスタに分割するときの
分割位置を約1/3とし、最初の1/3の区間のクラスタに参
照頻度確率の小さい論理シリンダを配置し、残りの1/3
の区間のクラスタに参照頻度確率の大きい論理シリンダ
を配置する上記と同様の手段を具備した情報記録方法に
おいて、上記と同様のステップを含むことを特徴とする
情報記録方法とする。

また本発明の他の実施例として、第８図の様に各論理
シリンダを参照頻度確率の小さい順に配列して一次直線
形の分布と見なせる場合には、３クラスタに分割すると
きの分割位置を約1/4と約3/4とし、最初の1/4の区間の
クラスタには最も参照頻度確率の小さい論理シリンダを
配置し、次の3/4までの区間のクラスタには最も参照頻
度確率の大きい論理シリンダを配置し、残りの区間のク
ラスタには中程度の参照頻度確率の論理シリンダを配置
する上記と同様の手段を具備した情報記録方法におい
て、上記と同様のステップを含むことを特徴とする情報
記録方法とする。

これらの分割位置が望ましいことは、以下の計算によ
りわかる。

第９図は、ディスクへの情報の書き込みまたは読みし
操作に伴って、ディスクのヘッド位置が変化する状況を
示す。ここでは、全シリンダの数をｍとし、ｔ軸はシー
ク操作の前のヘッド位置を表し、ｘ軸はシーク操作の後
のヘッド位置を表す。

ｘ＜ｔの領域は位置ｔが位置ｘよりも大きいすなわち
右側にあることを示し、ｘ＞ｔの領域は位置ｔが位置ｘ
よりも小さいすなわち左側にあることを示す。位置ｔへ
の参照頻度確率をｐ（ｔ）、位置ｔから位置ｘへのヘッ
ドの遷移確率をｑ（t,x）とすれば、平均ヘッドシール
長Ｌは第１式から得られる。

ここでｔとｘの参照頻度確率が互いに独立とすれば、
ｑ（t,x）＝ｐ（ｘ）となるので第１式は第２式で表す
ことができる。

第２式の絶対値記号を外し、t,xについて微分し、部
分積分を実行すると第３式を得る。

第３式において一般には、各論理シリンダのアクセス
頻度が一様でｐ（ｒ）＝1/mと仮定して、 と考えられている。

第７図の場合では、全シリンダ幅が１となるように変
換し、分割位置の座標をx_pとし、各クラスタ内の参照頻
度確率をそれぞれ一様と見なして とおくと、第３式は、 と表される。第６式の積分を実行すると、第７式にな
る。

第７式のグラフを描くと、第10図のようになる。第11
図は第10図のグラフの最小値の近傍の拡大図である。グ
ラフから x_p0.3222921 で平均シーク長Ｌの最小値として L_MIN0.27565186942473 が達せられることがわかる。第４式と比較して平均シー
ク長が約８割２分強に短縮されている。

これで、２クラスタ分割時には約３分の１の位置で分
割し、それぞれのクラスタの参照頻度確率が左から、
小、大となるように論理シリンダを配置すれば最も効果
的なことが示された。

すなわち第20図（２）で示されるように、２つのクラ
スタに分割する際には、各ストア領域単位であるシリン
ダの読み出し頻度が大から小になる順で上位の約2/3
と、下位のそれ未満との各クラスタに分けることが、読
み出し時間遅れを短縮するのに効果的である。

次に第８図では、全シリンダ幅を１とし、第１番目の
分割位置の座標をx_pとし、第２番目の分割位置の座標を
x_sとし、上の図はx_p＜x_sの場合を表し、下の図はx_p＞x_s
の場合を表す。各クラスタ内の参照頻度確率は、それぞ
れ一様と見なして、x_p＜x_sの場合には し、x_p＞x_sの場合には とすると、第３式は、x_p＜x_sの場合には と表され、x_p＞x_sの場合には と表される。第10式、第11式の内側の積分の被積分項は
いずれも定数だから、その積分の結果はｘの一次式とな
り第12式の形式で表現することができる。

第12式の被積分項をｘの多項式に展開し、積分を実行
すると が得られる。ここでx_p＜x_sの場合には であり、x_p＞x_sの場合には である。

第13式に第14式、第15式の値を代入してグラフを描く
と、第12図になる。第13図は第12図のグラフの最小値の
近傍の拡大図である。グラフから x_p0.2599292、 x_s0.7727217 で平均シーク長Ｌの最小値として L_MIN0,25500425117972 が達せられることがわかる。第４式と比較して平均シー
ク長が約７割６分強にまで短縮されている。

第12図のラインl 100〜ラインl 110は、第８表のとお
りの第１分割位置x_pに対応している。

第13図のラインl 200〜ラインl 210は、第９表の第１
分割位置x_pを有する。

これで、３クラスタ分割時の分割位置を約４分の１と
約４分の３の位置にし、各クラスタの参照頻度確率が左
から、小、大、中となるように、論理シリンダを配置す
れば最も効果的なことが示された。

すなわち３つのクラスタでは、各ストア領域単位であ
るシリンダの読み出し頻度が、大から小になる順で上位
の約1/2以上と、中位の約1/2未満約3/4以上と、下位の
約3/4未満との各クラスタに分けて左から下位、上位、
中位のクラスタを配置することが、読み出し時間遅れを
短縮するのに効果的である。このことを簡略化して第20
図（１）に示す。３つのクラスタに含まれるシリンダの
読み出し頻度は、小、中、大に分けられている。

なお、本発明の他の実施例として４つのクラスタに分
ける際には、最小頻度のクラスタは第20図（１）におけ
る中頻度のクラスタの右に隣接して配置される。

次に、第７図、第８図の場合の論理シリンダの再配置
に要するコストを試算する。なお、以下では全シリンダ
幅を第９図と同じくｍと考える。まず、第７図の２クラ
スタの場合について考える。ここでは、再配置の前後の
論理シリンダの優先順位値に相互に依存関係が無いとす
る。その時、参照頻度確率の大きいクラスタから参照頻
度確率の小さいクラスタへの遷移確率は、第16式で与え
られる。

逆に、参照頻度確率の小さいクラスタから参照頻度確
率の大きいクラスタへの遷移確率は、第17式で与えられ
る。

x_b,x_aは、それぞれ再配置の前と後の論理シリンダの
配置場所とする。このx_bとx_aの関係を表した第14図を参
照して、再配置先が図の太い実線に従って決まる位置の
近傍になるようにするならば、再配置前の位置k_iとの再
配置後の位置n_iの間には、第16式、第17式に対応して、
第18式、第19式の関係が成立する。

これから、位置k_iから位置n_iへの移動によるコストを
シーク長で評価すると、おのおの第20式、第21式とな
る。

第20式、第21式を全シリンダについて加えると第22式
の結果が得られる。

ここで全シリンダ数ｍが十分大きいとすると、概略第
23式となる。

第23式をグラフに描くと第16図の放物線になり、 x_p0.3222921m の近傍を拡大すると第17図になる。第17図から、２クラ
スタ時の再配置コストが Ｃ0.2184199m² となるので、第７式と第23式の両方を勘案して 0.21842m/（0.33333−0.27565）3.7868m回の参照回
数以上の間隔で再配置が実行されれば、再配置に要する
コストに優る効率が達成できることがわかる。

次に第８図の３クラスタの場合について考える。ここ
でも、全シリンダ幅をｍとし、再配置の前後の論理シリ
ンダの優先順位値に相互に依存関係が無いとする。な
お、３クラスタ時に最小値が達成されるのはx_p＜x_sすな
わち第８図の上の図の場合なので、その場合に限って再
配置コストを試算する。この時、参照頻度確率の小さい
クラスタへの遷移確率は、第24式で与えられる。

また、参照頻度確率の大きいクラスタへの遷移確率
は、第25式で与えられる。

そして、参照頻度確率が中程度のクラスタへの遷移確
率は、第26式で与えられる。

第24式〜第26式においてx_b,x_aは、それぞれ再配置の
前と後の論理シリンダの配置場所とする。このx_bとx_aの
関係を表した第15図を参照して、再配置先が図の太い実
線に従って決まる位置の近傍になるようにするならば、
再配置前の位置K_jと配置後の位置n_ijの間には、第24式
〜第26式に対応して、第27式〜第32式の関係が成立す
る。

これから、位置k_jからn_ijへの移動によるコストをシ
ーク長で評価すると、おのおの第33式〜第38式となる。

第33式〜第38式を全シリンダについて加えると第39式
の結果が得られる。

第39式を計算すると結果は第40式になる。

ここで全シリンダ数が十分大きいとすると、第40式は
概略第41式となる。

第41式をグラフに描くと第18図になり、 x_p0.2599292m x_s0.7727217m の近傍を拡大すると第19図になる。第19図から、３クラ
スタ時の再配置コストが Ｃ0.27861875m² となるので、第13式と第41式の両方を勘案して 0.27862m/（0.33333−0.25500）3.5570m回の参照回
数以上の間隔で再配置が実行されれば、再配置に要する
コストに優る効率が達成できることがわかる。

第18図のラインl 300〜ラインl 309は、第10表に示さ
れる第１分割位置xpに対応する。

また、第19図のラインl 400〜ラインl 410は、第11表
の第１分割位置xpに対応する。

本発明の他の実施例として、クラスタ数が４以上の場
合も２あるいは３の場合と同様の計算により最適なクラ
スタ分割位置と再配置時間間隔を決定して、上記と同様
の手段を具備した情報記録方法において、上記と同様の
ステップを含むことを特徴とする情報記録方法とする。

さらに本発明の他の実施例として、各論理シリンダの
参照頻度分布が一次直線型以外の場合、例えば二次曲線
型や指数関数型の場合にも、上記と同様の計算により最
適なクラスタ分割位置と再配置時間間隔を決定して、上
記と同様の手段を具備した情報記録方法において、上記
と同様のステップを含むことを特徴とする情報記録方法
とする。

本発明の他の実施例として、ディスクがトラック形式
の場合はシリンダの代わりにトラツクにより、上記と同
様の手段を具備した情報記録方法において、上記と同様
のステップを含むことを特徴とする情報記録方法とす
る。

本発明によれば、さらに次の変形が可能である。記録
媒体は、情報処理の目的で、磁気的、電気的、光学的、
光磁気的あるいはその他の方法により、情報をディジタ
ル信号として記録再生できて、材質によらず記録個所の
同じ位置に複数回情報が記録再生可能すなわち書き替え
可能であればよい。記録媒体は、情報が、シリンダ形
式、トラック形式、いずれかの方法で、記録媒体に書き
込みと読み取りができて、シリンダ形式にあってはシリ
ンダの配列軌道、トラック形式にあってはトラックの配
列軌道が、同心円であっても螺旋であってもよい。すな
わちストア領域単位の形状を問わない。記録媒体は、装
置の回転駆動機構から単体として取り付け取り外しがで
きるものであっても、単体として取り付け取り外しがで
きないものであってもどちらでもよい。

記録ヘッド、再生ヘッドまたは記録再生ヘッドのいず
れかがヘッドアームにより可動の場合は、ヘッドの移動
方向は直線形、曲線形いずれでもよく、情報の記録再生
時に、定まった２個所の端点を結ぶ定まった線上を自由
に往復運動できて、かつ、この線上のヘッドの位置が、
記録媒体の回転位置と組合せて、シリンダ形式にあって
はシリンダ番号と、トラック形式にあってはトラック番
号と対応づけて決定できればよい。

中央処理装置側のディスク制御装置11は、専用の処理
回路（CPU）を組み込んだ専用のマイクロコンピュータ
であっても、ワードプロセッサや画像処理装置等に使用
される一般的なCPUであってもよい。

このような構成を有する実施例では、次の利点があ
る。ファイルに無関係にディスク内の利用頻度の特に多
いシリンダが１個所に集中できるので、記録媒体に対す
る読み出し命令が出された時点から、ヘッドが移動して
中央処理装置から指定された情報の位置まで到達するの
に要する機械的な処理の待ち時間が短縮される。その結
果、１回当りのデータの出力に要するヘッドの平均シー
ク時間をミリ秒の水準で短縮することが可能になる。

なお中央処理装置（CPU）の１命令当りの平均実行時
間は、マイクロ秒あるいはナノ秒の水準であるので、こ
の平均シーク時間の改善効果は情報処理時間の短縮に大
きく寄与する。

発明の効果 以上のように書き替え可能な記録媒体のストア方法に
よれば、ヘッドのシーク時間を可及的に短かくして、記
録媒体の読み出しを短時間で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のディスク装置１の簡略化し
た平面図、第２図はディスク装置１に接続される電気的
構成を示すブロック図、第３図〜第６図はディスク制御
装置11と処理回路12の動作を説明するための処理手順を
示すフローチャート、第７図、第８図は論理シリンダの
参照頻度分布が一次直線形の場合の参照頻度分布グラフ
の一例、第９図はディスクヘッド位置の遷移状態を表わ
すグラフ、第10図〜第13図は第７図、第８図の場合にク
ラスタ分割位置の変化に伴う平均シーク長の変化を表し
たグラフ、第14図、第15図は第７図、第８図の場合に論
理シリンダの再配置戦略の例を表した論理シリンダ再配
置時の遷移確率分布のグラフ、第16図〜第19図は第14
図、第15図の場合のクラスタ分割位置と再配置コストの
関係を表したグラフ、第20図は本発明の各実施例のシリ
ンダの配置を示す図、第21図は先行技術の簡略化した平
面図である。 １……ディスク装置、２……ディスク、３……回転軸、
５……アーム、６……駆動手段、７……物理シリンダ番
号、８……論理シリンダ番号、９……クラスタ番号、10
……管理域、11……ディスク制御装置、12……処理回
路、13……主記憶装置、14……アドレス変換手段、15…
…アドレス管理表バッファ部、16……管理域内容読み取
り手段、17……管理域内容更新手段、18……シリンダ移
動用バッファ部、19……シリンダ移動手段

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体を回転した状態で、 書き込みおよび読み出しのためのヘッドを、記録媒体を
   横切って移動させるように構成し、 記録媒体には、周方向に延びる複数のストア領域単位を
   半径方向に配置し、 各ストア領域単位に情報データの書き込みおよび読み出
   しができるようにし、 さらに記録媒体内の全てのストア領域単位を複数のグル
   ープ領域単位に分割し、 情報データの記録位置が前記グループ領域単位毎と前記
   ストア領域単位毎とに付された記録媒体内の固有の番号
   により識別できるように構成した装置において、 時間経過に従って自動的に、 本装置に接続された中央処理装置主記憶装置への各スト
   ア領域単位に記録された情報データの最近の読み出し頻
   度をカウントし、その最近の読み出し頻度に応じて、各
   情報データを収容するべきグループ領域単位を定期的に
   決定し直し、 現在当該情報データを収容しているグループ領域単位の
   番号と新しく決定されたグループ領域単位の番号が異な
   る場合に限り、当該情報データを新しく決定されたグル
   ープ領域単位内のストア領域単位に移動させることによ
   り、 中央処理装置からのその移動時点以降において主記憶装
   置への読出し頻度が多い情報データを記録媒体内の特定
   のグループ領域単位内のストア領域単位に集中して記録
   される様にし、 記録媒体のヘッド移動による読み出し時間遅れを短縮す
   ることを特徴とする書き替え可能な記録媒体への情報の
   記録方法。
2. 【請求項２】複数のグループ領域単位は、最高頻度グル
   ープ領域単位を中央とし、それ未満の頻度を有するグル
   ープ領域単位を、その頻度が大から小になる順で、前記
   中央グループ領域単位の両側方に隣接して交互に振り分
   けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の書き
   替え可能な記録媒体への情報記録方法。
3. 【請求項３】グループ領域単位は、２つであり、 各ストア領域単位の読み出し頻度が、大から小になる順
   で、上位の2/3と、下位のそれ未満との各グループ領域
   単位に分けることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の書き替え可能な記録媒体への情報記録方法。
4. 【請求項４】グループ領域単位の前記第２複数は、３つ
   であり、 各ストア領域単位の読み出し頻度が、大から小になる順
   で、上位の約1/4以上と、中位の約1/4未満約3/4以上
   と、下位の約3/4未満との各グループ領域単位に分ける
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の書き替え
   可能な記録媒体への情報記録方法。
5. 【請求項５】記録媒体を回転した状態で、 書き込みおよび読み出しのためのヘッドを、記録媒体を
   横切って移動させるように構成し、 記録媒体には、周方向に延びる複数のストア領域単位を
   半径方向に配置し、 各ストア領域単位に情報データの書き込みおよび読み出
   しができるようにし、 さらに記録媒体内の全てのストア領域単位を複数のグル
   ープ領域単位に分割し、 情報データの記録位置が前記グループ領域単位毎と前記
   ストア領域単位毎とに付された記録媒体内の固有の番号
   により識別できるように構成した装置において、 前記ストア領域単位全部の数を、ｍとするとき、 総読み出し回数が3m〜4m以上の予め定める値になったと
   き、 本装置に接続された中央処理装置主記憶装置への各スト
   ア領域単位に記録された情報データの最近の読み出し頻
   度をカウントし、その最近の読み出し頻度に応じて、各
   情報データを収容するべきグループ領域単位を定期的に
   決定し直し、 現在当該情報データを収容しているグループ領域単位の
   番号と新しく決定されたグループ領域単位の番号が異な
   る場合に限り、当該情報データを新しく決定されたグル
   ープ領域単位内のストア領域単位に移動させることによ
   り、 中央処理装置からのその移動時点以降において主記憶装
   置への読出し頻度が多い情報データを記録媒体内の特定
   のグループ領域単位内のストア領域単位に集中して記録
   される様にし、 記録媒体のヘッド移動による読み出し時間遅れを短縮す
   ることを特徴とする書き替え可能な記録媒体への情報の
   記録方法。