JP2994917B2 - 記憶システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、記憶システムに関
し、特にたとえば複数のプロセサと主記憶装置と複数の
二次記憶装置を有する並列処理計算機において、ファイ
ルを複数の二次記憶装置に分割して格納し、あるいは主
記憶装置からのデータを複数の二次記憶装置に分割して
格納する、インタリーブ機能を備えた記憶システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】複数のプロセサを有する並列処理計算機
において、計算に必要な大量のデータに対する高速なア
クセスを可能にするために、複数個の二次記憶装置を並
列に接続したシステムが提案されている。関連する技術
として、たとえば情報処理学会第４６回全国大会で発表
された「データ駆動計算機ＣＹＢＥＲＦＬＯＷにおける
並列二次記憶」がある。この技術は、プロセサをトーラ
ス状に接続するネットワークリンクの東西方向に複数の
ディスクを接続することによって、プロセサとディスク
間のデータ転送路を並列化してデータの転送効率を向上
させるものである。

【０００３】また、このような計算機においてデータを
複数の二次記憶装置に分割して格納し、並列にアクセス
することによって処理時間を短縮するシステムも提案さ
れている。関連する技術として、たとえば情報処理学会
論文誌のVol.３３ No.９で発表された「データベースプ
ロセサＲＩＮＤＡにおけるディスク装置アクセス競合制
御方式」がある。この技術は、検索対象の表データを複
数のディスクブロックに分割して格納し、並列検索を行
うことによって検索時間を短縮するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のシステムではファイルのインタリーブ方式は固定であ
り、実行するプログラムに合わせてインタリーブ方式を
変更することはできない。一方、汎用並列処理計算機に
おいては、様々な種類のプログラムが実行され、それら
のプログラム毎に計算するデータに対するアクセスの方
法は異なるため、データに対するアクセスを効率的に行
うためにはプログラムに応じた複数のインタリーブ方式
が必要となる。

【０００５】たとえば、並列画像処理システムにおい
て、複数のプロセサが二次記憶装置に格納された画像デ
ータの異なる部分に対して異なる処理を行うような場
合、二次記憶装置が１度の動作でアクセスすることので
きる単位でファイルを分割し、分割された単位を複数の
二次記憶装置に順番に割り当てるというインタリーブ方
式（図７を参照）を採用すると、プロセサがファイルの
一部の連続した領域に対してアクセスする際に複数の二
次記憶装置を並列に動作させることができるので有効で
ある。

【０００６】たとえば、並列データベースシステムにお
いて、ファイルの中から或る文字列を含む行を選択する
ような場合、全てのプロセサはファイルに対して同じ処
理を行うので、ファイルをプロセサの個数に応じて均等
に分割し、それぞれを二次記憶装置に割り当てるという
インタリーブ方式（図８を参照）が有効である。従来の
システムにおいては、このようなインタリーブ方式を１
種類のみしかサポートしていないため、実行されるプロ
グラムによってはインタリーブを行うことによって実行
効率が下がる場合も考えられる。

【０００７】また、或るプログラムによって格納された
データを他のプログラムが再利用する場合には、格納し
た際のインタリーブ方式とは異なるインタリーブ方式の
方が効率が上がることもある。このような場合には、後
者のプログラムが実行される際に、そのデータを希望の
インタリーブ方式で再度格納することが必要となる。さ
らに、上述のいずれのシステムにおいても、インタリー
ブの対象はファイルだけであり、実行途中のプログラム
の状態などの、ファイル以外のデータを二次記憶装置に
退避するような場合には、データをインタリーブして格
納することができない。

【０００８】汎用計算機においては、主記憶上に置かれ
たプログラムとデータに対してプロセサがアクセスする
ことによって、プログラムが実行される。プログラムの
実行状態に応じて使用する主記憶の量は動的に変化する
ので、主記憶の容量を超えてしまった場合、プログラム
やデータの一部を二次記憶装置上に一時的に退避させる
必要がある。

【０００９】また、複数のプログラムを一定時間毎に切
り換えて実行することによって、見掛け上複数のプログ
ラムを同時に実行するようなシステムにおいては、プロ
グラムを切り換える際に、プログラム本体やデータ、プ
ロセサの状態などの情報を保存するが、主記憶の容量に
は限りがあるので、切り換えられたプログラムの情報
は、再び実行されるまで二次記憶装置上に退避させるこ
ととなる。

【００１０】しかしながら、二次記憶装置のデータに対
するアクセス速度は、通常は主記憶と比べて大幅に低速
であるので、主記憶と二次記憶装置間のデータの転送が
システム全体の効率を落とすこととなる。それゆえに、
この発明の主たる目的は、プログラム毎に最適なインタ
リーブ方式を使ってファイルを二次記憶装置に格納する
ことにより、プログラム実行の高速化を行うことのでき
る、記憶システムを提供することである。

【００１１】この発明の他の目的は、主記憶装置のデー
タを複数の二次記憶装置へインターリーブして退避させ
ることによって、主記憶装置と二次記憶装置との間のデ
ータ転送を並列に実行可能として、それによってシステ
ム全体の効率を向上できる、記憶システムを提供するこ
とである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、複数のプ
ロセサと前記複数のプロセサそれぞれからアクセス可能
な複数の二次記憶装置とを有する並列処理計算機におけ
る記憶システムであつて、フアイルを前記複数の二次記
憶装置に分割して格納するインタリ−ブ機能を備えた記
憶システムにおいて、前記複数の二次記憶装置に分割し
て格納された前記フアイルのインタリ−ブ方式情報を管
理するインタリ−ブ情報管理装置、および前記インタリ
−ブ方式を選択可能なフアイルアクセス手段を備え、前
記インタリ−ブ情報管理装置は、或るインタリ−ブ方式
で格納されたフアイルへの異なるインタリ−ブ方式での
アクセスに対して、前記格納されたフアイルを前記異な
るインタリ−ブ方式で格納し直す手段を有することを特
徴とする記憶システムである。

【００１３】

【００１４】

【作用】第１の発明においては、複数の二次記憶装置に
分割して格納されたファイルのインタリーブ方式情報を
インタリーブ情報管理装置に格納しておき、ファイルへ
のアクセス時にはインタリーブ情報管理装置からそのフ
ァイルのインタリーブ方式情報を参照し、そのインタリ
ーブ方式に応じたファイル転送要求出力手段を用いるこ
とで、ファイルへの最適なアクセスが行え、或るインタ
リーブ方式で格納されたファイルへ異なるインタリーブ
方式でアクセスする場合、インタリーブ情報管理装置に
よって異なるインタリーブ方式でのアクセスであること
を認知し、その格納されたファイルをその異なるインタ
リーブ方式で格納し直すことができる。

【００１５】

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、或るインタリーブ方
式で格納されたファイルへ異なるインタリーブ方式でア
クセスする場合、インタリーブ情報管理装置によって異
なるインタリーブ方式でのアクセスであることを認知
し、その格納されたファイルをその異なるインタリーブ
方式で格納し直すことができる。

【００１７】

【００１８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１９】

【実施例】図１に示す実施例の並列処理計算機１０はプ
ロセサ１２１，１２２，１２３，…１２ｎを含み、イン
タリーブ情報管理装置１４は、二次記憶装置１６１，１
６２，１６３，…１６ｍに格納されているファイルの情
報を管理しており、プロセサ１２１〜１２ｎからの要求
に応じて、ファイルの作成，オープン処理などを行う。
このインタリーブ情報管理装置１４が管理する情報の中
には、ファイルがどのインタリーブ方式によって格納さ
れているかという情報が含まれている。なお、二次記憶
装置１６１〜１６ｍは二次記憶制御装置１８１〜１８ｍ
によって制御される。そして、これらの装置はインタコ
ネクションネットワーク１９によって相互に接続されて
いる。

【００２０】このような並列処理計算機１０において、
プロセサ１２１〜１２ｎのいずれかがデータを二次記憶
装置１６１〜１６ｍのいずれかに保存する場合、希望す
るインタリーブ方式を指定し、インタリーブ情報管理装
置１４に対してファイルの作成要求を行う。インタリー
ブ情報管理装置１４は同名のファイルが二次記憶装置１
６１〜１６ｍに存在しないことを確認した後、作成要求
元のプロセサにファイルの先頭を書き込むべき二次記憶
装置とその二次記憶装置内の位置を通知するが、同名の
ファイルが既に存在する場合はファイルの作成の失敗を
通知する。ファイル作成の成功を通知されたプロセサ
は、ファイルの書き込みを行うことができる。

【００２１】これに対して、既に二次記憶装置１６１〜
１６ｍ上に存在するファイルに対してアクセスを行う場
合は、まずプロセサ１２１〜１２ｎはインタリーブ情報
管理装置１４に対してファイルのオープン要求を行う。
インタリーブ情報管理装置１４はそのファイルが格納さ
れている二次記憶装置とその二次記憶装置内の位置と、
そのファイルがどのインタリーブ方式で格納されている
かを通知する。

【００２２】そして、各プロセサ１２１〜１２ｎは図２
に示すファイルアクセス手段２０を有する。すなわち、
ファイルの作成またはオープン処理によって、インタリ
ーブ情報管理装置１４から受け取った情報とファイルの
対応表は、ファイル−インタリーブ方式対応テーブル２
２に記憶される。そして、ファイルの読み出しおよび書
き込み要求はファイルアクセス要求入力部２４に入力さ
れ、ファイル名からファイル−インタリーブ方式対応テ
ーブル２２によって、格納されているインタリーブ方式
を調べ、インタリーブ方式選択部２６が対応するインタ
リーブ方式のためのファイルアクセス要求出力部２８
１，２８２，…２８ｉのいずれかに対してアクセス要求
を行う。その要求が行われたインタリーブ方式のための
ファイルアクセス要求出力部がそのインタリーブ方式に
従って適当な二次記憶制御装置に対してアクセス要求を
行う。

【００２３】プロセサ１２１〜１２ｎのいずれかがイン
タリーブ情報管理装置１４によって二次記憶装置１６１
〜１６ｍのいずれかのブロック１にファイルの先頭を書
き込むように指定され、たとえば図７に示す第１のイン
タリーブ方式でデータを書き込む場合、たとえばファイ
ルアクセス要求出力部２８１が用いられる。この場合の
動作について、図３を参照して説明する。

【００２４】たとえばプロセサ１２１が、まず、たとえ
ばファイルアクセス要求出力部２８１を通じて二次記憶
装置１６１の二次記憶制御装置１８１に対して、ファイ
ルの先頭部分を二次記憶装置１６１のブロック１に書き
込むように要求を行う。二次記憶装置１６２の二次記憶
制御装置１８２に対しては、ファイルの次の部分を二次
記憶装置１６２のブロック１に書き込むように要求を行
う。このように順番に書き込みを行い、最後の二次記憶
装置１６ｍのブロック１への書き込みが終わると、再び
二次記憶装置１６１に戻って書き込みが行われる。

【００２５】このように、上述の実施例では、ファイル
アクセス手段２０において、該当のプロセサが希望す
る、またはインタリーブ情報管理装置１４によって指定
されたインタリーブ方式に応じたファイルアクセス要求
出力部２８１〜２８ｉのいずれかが選択されるので、プ
ログラム毎に最適なインタリーブ方式を用いて二次記憶
装置１６１〜１６ｍに対してアクセスすることができ
る。

【００２６】図４に示すこの発明の他の実施例の並列処
理計算機１０′はプロセサ１２１，１２２，１２３，…
１２ｎを含み、インタリーブ情報管理装置１４は、二次
記憶装置１６１，１６２，１６３，…１６ｍに格納され
ているデータの情報を管理しており、プロセサ１２１〜
１２ｎからの要求に応じて、主記憶装置３０と二次記憶
装置１６１〜１６ｍ間のデータ転送に必要なインタリー
ブ情報を提供する。このインタリーブ情報管理装置１４
が管理する情報の中には、データがどのインタリーブ方
式によって格納されているかという情報が含まれてい
る。なお、二次記憶装置１６１〜１６ｍは二次記憶制御
装置１８１〜１８ｍによって制御される。そして、これ
らの装置はインタコネクションネットワーク１９によっ
て相互に接続されている。

【００２７】このような並列処理計算機１０′におい
て、主記憶装置３０上のデータを二次記憶装置１６１〜
１６ｍのいずれかに保存する必要が生じると、プロセサ
１２１〜１２ｎの該当のものが希望するインタリーブ方
式を指定し、インタリーブ情報管理装置１４に対してデ
ータの保存を通知する。インタリーブ情報管理１４は、
データの先頭書き込むべき二次記憶装置とその二次記憶
装置内の位置をプロセサ１２１〜１２ｎの該当のものに
通知する。一方、インタリーブ情報管理装置１４やイン
タリーブ情報管理テーブル２２’（図５）が、その転送
するデータの二次記憶装置上での位置やインタリーブ方
式の情報を記憶する。そして、各プロセサ１２１〜１２
ｎは図５に示すデータアクセス手段２０′を有し、デー
タの保存要求はデータアクセス手段２０’に含まれるデ
ータ転送入力要求部２４’に入力され、インタリーブ方
式選択部２６′が指定されたインタリーブ方式に対応す
るインタリーブ方式のためのデータ転送要求出力部２８
１′，２８２′，…２８ｉ′のいずれかを選択する。そ
して、その要求が行われたインタリーブ方式のためのデ
ータ転送要求出力部がそのインタリーブ方式に従って適
当な二次記憶制御装置に対してアクセス要求を行う。

【００２８】これとは逆に、二次記憶装置１６１〜１６
ｍに保存されたデータを主記憶装置３０上に復元する場
合は、プロセサがインタリーブ情報管理装置１４′に対
してデータの復元を通知する。インタリーブ情報管理装
置１４′はそのデータが格納されている二次記憶装置と
その二次記憶装置内での位置と、そのデータがどのイン
タリーブ方式で格納されているかをプロセサに通知す
る。また、これらの情報はインタリーブ情報管理テーブ
ル２２’に記録される。データの復元要求はデータ転送
要求入力部２４’に入力され、インタリーブ方式選択部
２６′はインタリーブ情報管理テーブル２２′によって
データがどのインタリーブ方式で保存されているかを調
べ、対応するデータ転送要求出力部２８１′〜２８ｉ′
のいずれかを選択する。選択されたデータ転送要求出力
部は、そのインタリーブ方式に従って適当な二次記憶制
御装置に対して転送要求を行う。

【００２９】この実施例の動作を、主記憶装置３０を３
台の二次記憶装置に転送する際の動作を図６に従って説
明する。主記憶装置３０の領域Ａを二次記憶装置の２ブ
ロック分のサイズに分割して転送すると、各二次記憶装
置のブロック１とブロック２にデータが書き込まれる。
同様に、領域Ｂは二次記憶装置の１ブロック分のサイズ
に分割して転送する。転送されたデータの格納場所とイ
ンタリーブ方式はインタリーブ情報管理装置１４および
インタリーブ情報管理テーブル２２′に記録される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される並列処理計算機を示すブ
ロック図である。

【図２】図１実施例の各プロセサが備えるファイルアク
セス手段を示す機能ブロック図である。

【図３】図１および図２に示す実施例の動作の一例を示
す図解図である。

【図４】この発明が適用される並列処理計算機の他の例
を示すブロック図である。

【図５】図４実施例の各プロセサが備えるデータアクセ
ス手段を示す機能ブロック図である。

【図６】図３および図４に示す実施例の動作の一例を示
す図解図である。

【図７】二次記憶装置が１度の動作でアクセスすること
ができる単位でファイルを分割し、分割された単位を複
数の二次記憶装置に順番に割り当てる第１のインタリー
ブ方式を示す図解図である。

【図８】ファイルをプロセサの個数に応じて均等に分割
し、それぞれを二次記憶装置に割り当てるという第２の
インタリーブ方式を示す図解図である。

【符号の説明】

１０，１０′ …並列処理計算機 １２１〜１２ｎ …プロセサ １４ …インタリーブ情報管理装置 １６１〜１６ｍ 二次記憶装置 ２０ …ファイルアクセス手段 ２０′ …データアクセス手段 ３０ …主記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−149551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−154059（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−102661（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−30232（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−108497（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 12/00 G06F 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセサと前記複数のプロセサそ
   れぞれからアクセス可能な複数の二次記憶装置とを有す
   る並列処理計算機における記憶システムであつて、フア
   イルを前記複数の二次記憶装置に分割して格納するイン
   タリ−ブ機能を備えた記憶システムにおいて、 前記複数の二次記憶装置に分割して格納された前記フア
   イルのインタリ−ブ方式情報を管理するインタリ−ブ情
   報管理装置、および前記インタリ−ブ方式を選択可能な
   フアイルアクセス手段を備え、前記インタリ−ブ情報管
   理装置は、或るインタリ−ブ方式で格納されたフアイル
   への異なるインタリ−ブ方式でのアクセスに対して、前
   記格納されたフアイルを前記異なるインタリ−ブ方式で
   格納し直す手段を有することを特徴とする記憶システ
   ム。