JP3044059B2

JP3044059B2 - 回転形記憶装置

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Publication number: JP3044059B2
Application number: JP2236705A
Authority: JP
Inventors: 政博中山; 久治竹内; 久司高松; 守東落; 昭倉野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 2000-05-22
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: US5315451A; JPH04117673A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、回転形記憶装置のエミュレーション技術に
関し、特に、可変長レコードを取り扱う磁気ディスク装
置のエミュレーションに適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

回転形記憶装置の一種である磁気ディスク装置などに
おいては、記録媒体における情報の記録密度などの性能
向上には著しいものがあり、より高性能のものへの更新
が比較的短期間に行われている。一方、このような磁気
ディスク装置を外部記憶装置として用いる電子計算機シ
ステムなどにおいては、システム全体の規模が大きく高
価であることや当該システムを運用する基本ソフトウェ
アであるオペレーティング・システムの開発などに比較
的長期間を要するため、新規に開発された磁気ディスク
装置（以下、新装置と記す）の本来の仕様を直ちに受け
入れて稼働させることには、経済的および時間的な困難
が伴う。従って、新規の磁気ディスク装置に従来の磁気
ディスク装置（以下、従来装置と記す）と模擬的に等価
な動作を行わせるエミュレーションによって、システム
の移行期間などにおける前述のような困難を回避すると
ともに、新装置が有する物理的高特性（データ転送速
度）などを有効に活用することが必要となる。

一方、たとえば、記録密度の向上によってトラック容
量を増大させた異なる仕様を有する新装置上で、カウト
・キー・データ方式のような複雑な記録フォーマットを
エミュレートする場合、レコードは回転基準位置に前詰
めで書き込まれていくため、記憶媒体の周方向において
レコードが書き込まれる角度、すなわちセクタ位置が合
わなくなり、正常な記録再生動作を行うことが困難にな
る。

このため、たとえば特開昭62−281167号公報に開示さ
れる技術のように、レコードと次のレコードとの間のギ
ャップを延長してセクタ位置を合わせることが知られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術の場合には、新装置のトラック容量に
充分な余裕がある場合には問題ないが、トラック容量に
制約がある場合には以下のような問題を生じる。

すなわち、あるレコードを書き込む時、そのレコード
の書込位置は、そこまでに書き込んだ長さ、すなわち、
トラックの基準点であるインデックスからの距離に依存
する。

このため、新装置のネイティブ仕様のギャップ長をそ
のまま使用して短いレコードを連続書き込みするとギャ
ップの個数も増加する。

従って、従来装置において１トラック当たりに書込可
能であったレコード個数を、新装置において１トラック
内に収容できなくなるという問題が発生する。

以下、第６図および第７図を参照しながら、仕様の異
なる従来装置および新装置における上述のようなエミュ
レーション上の問題の一例を具体的に説明する。第６図
は従来装置および新装置のトラック容量の一例を対照し
て示す概念図であり、第７図は最小レコードのセグメン
トを単位とした寸法設定の一例を示す概念図である。

まず、トラック容量について説明する。従来装置の１
トラックは、222個のセクタに分割されておリ、１セク
タ当たり７個のセグメントからなる。

１セグメントは32バイトからなり、インデックスＩと
ホーム・アドレス・フィールドHAとの間に配置されるギ
ャップG1は、16セグメント、ホーム・アドレス・フィー
ルドHAと先頭のレコードR0のカウント・フィールドR0C
との間のギャップG2′は８セグメント、各レコードR0
（Rn）のカウント・フィールドR0C（RnC）とデータ・フ
ィールドR0D（RnD）との間のギャップG2は７セグメン
ト、先頭のレコードR0と次のレコードR1のカウント・フ
ィールドR1Cとの間のギャップG3は当該カウントフィー
ルドR1Cを含めて８セグメント、トラック終端部に配置
されるギャップG4は、当該トラック内の媒体欠陥を補償
すべく設けられ、１個の欠陥当たり３セグメント割り当
てられ、欠陥７個分の21セグメントからなり、１トラッ
クのセグメント総数は1554セグメントである。

新装置の１トラックは、224個のセクタに分割されて
おり、１セクタ当たり８個のセグメントからなる。１セ
グメントは34バイトからなりギャップG1は20セグメン
ト、ギャップG2′は10セグメント、ギャップG2は９セグ
メント、ギャップG3はカウント・フィールドRnCの分を
含めて10セグメント、ギャップG4は１個の欠陥当たり３
セグメントで欠陥７個分の21セグメントからなり、１ト
ラックのセグメント総数は1792セグメントである。

次に、セグメントを単位としたレコード寸法の設定に
ついて説明する。

最小レコードは、キー・フィールドＫが無く、１個の
セグメントのカウント・フィールドＣおよびデータ・フ
ィールドＤからなっている。

最小レコードのセグメントの個数は、従来装置では16
個必要であり、１トラック当たりに収容しうるレコード
個数は、93個である。

一方、新装置のネイティブモードでは、20個のセグメ
ントが必要であり、１トラックに収容しうるレコード個
数は86個となり、７個分のレコードを収容できないとい
う問題が発生する。

そこで、新装置において、１トラック当たりのレコー
ド個数を従来装置と同等にするためには、ギャップを短
くすることが考えられる。ところが、レコード間のギャ
ップは、連続的なレコード処理における上位のチャネル
などのコマンド実行時間を捻出するなどのために設けら
れており、単にレコード間のギャップを短くしたので
は、連続的なレコード処理などにおいて、コマンドの実
行完了が次のレコードの到来時刻などに間に合わなくな
るコマンドオーバーランが発生し易くなるという他の問
題を生じる。

このコマンドオーバーランが発生すると、その都度、
回転待ちが必要となり、磁気ディスク装置と上位のチャ
ネルとの間などにおける単位時間当たりのデータ転送量
（スループット）などが大幅に低下する。

本発明の目的は、エミュレーション時におけるコマン
ドオーバーランによる回転待ちの発生を回避することが
可能な回転形記憶装置のエミュレーション方式を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、性能低下を招くことなく、新規
の回転形記憶装置において従来の回転形記憶装置のトラ
ック内最大レコード収容数を実現することが可能な回転
形記憶装置のエミュレーション方式を実現することにあ
る。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の回転形記憶装置のエミュレーショ
ン方式は、第１の回転形記憶装置とは仕様が異なる第２
の回転形記憶装置において第１の回転形記憶装置におけ
る記録フォーマットを実現する回転形記憶装置のエミュ
レーション方式であって、書き込むレコードの長さに応
じて、個々のレコードに含まれる制御フィールド間のギ
ャップを可変長とするものである。

また、本発明になる回転形記憶装置のエミュレーショ
ン方式は、第１の回転形記憶装置とは仕様が異なる第２
の回転形記憶装置において第１の回転形記憶装置におけ
る記録フォーマットを実現する回転形記憶装置のエミュ
レーション方式であって、書き込むレコードの長さに応
じて、個々のレコードに含まれる制御フィールド間のギ
ャップおよびレコード間のギャップを可変長とするもの
である。

〔作用〕

上記した本発明の回転形記憶装置のエミュレーション
方式の作用の一例を、たとえば第８図に示されるよう
に、256バイトのデータをトラック上に書き込む場合を
例にとって説明する。

従来装置のデータ・フィールドは、256バイトのデー
タに12バイトのECC（エラー訂正情報）を付加して構成
される。従ってデータ・フィールドの長さは、パッドデ
ータ,ECCを含めて288（32×９）バイトとなり、９セグ
メント使用する。

上位装置との間におけるデータ転送速度が3MB/秒の場
合、データ・フィールドの寸法を時間に換算すると約96
μ秒となる。

一方、新装置では、個々のレコードにおいて、データ
・フィールドの開始位置より７セグメント毎に６バイト
のサブECCが付加され、最後に12バイトのECCが付加され
た構成をとる。従って、データ・フィールドの長さは、
パッドデータ,ECCを含めて306（34×９）バイトとな
り、９セグメント使用する。

データ転送速度が4.2MB/秒の場合、データ・フィール
ドの寸法を時間に換算すると約73μ秒となる。

すなわち、従来装置と新装置のデータ・フィールドの
寸法差は23μ秒あり、その差分は、新装置上においては
2.8セグメントに相当する。

本発明の場合には、この差分の１セグメント分を、た
とえばデータ・フィールドの前のギャップG2に割り当て
ることにより、ギャップ長の不足などに起因するコマン
ドオーバーランによる回転待ちや誤動作などを生じるこ
となく、従来装置と同等の１トラック内に収容される最
大レコード収容数を実現できる。

また、本発明によれば、一律に短いギャップを設定し
なくとも、データ長に応じたギャップ長を設定してフォ
ーマットすることもできる。

たとえば、上位装置からの情報などによって、１トラ
ック内に収容されるレコード個数およびレコード長が事
前に判明している場合について説明すると次のようにな
る。

すなわち、エミュレーションを行う新装置のトラック
寸法をレコード個数で除し、１レコードに割り当て可能
なセグメント数を求める。

レコード長から当該レコードのギャップを含めたセグ
メント数を求める。この時のギャップ長は短いギャップ
長を仮定する。

次に、１レコードに割り当て可能なセグメント数か
ら、当該レコードのセグメント数を減算し、その結果に
応じて、フィールド間のギャップ長を決定する。

すなわち、減算結果の余りが０の時は、当初仮定した
短いギャップを使用する。

余りが１の場合には、当該１セグメントをデータ・フ
ィールドの直前のギャップG2に割り当てる。

余りが２以上の場合には、キー・フィールドおよびデ
ータ・フィールドのそれぞれの直前のギャップG2に対し
て、取りうる最大長のセグメント数を割り当てることが
できる。なお、このように可変長にギャップを設定する
場合には、当該ギャップ長の値を、たとえばカウント・
フィールドの一部に記録しておく。

個々のレコードの処理においては、事前に当該レコー
ドのカウント・フィールドが参照されるので、上述のよ
うに可変長のギャップを設定しても誤動作を生じる懸念
はない。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例である
回転形記憶装置のエミュレーション方式の一例について
詳細に説明する。

なお、本実施例では、回転形記憶装置の一例として磁
気ディスク装置をとりあげ、記録フォーマットとして
は、一例としてカウント・キー・データ（CKD）方式の
場合について説明する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施例である回
転形記憶装置のエミュレーション方式におけるギャップ
長の設定の一例を示す概念図であり、第２図は、その作
用の一例を示すフローチャートである。

また第４図は、個々のトラックにおけるCKD方式によ
る記録フォーマットの一例を示す概念図であり、第５図
は、記録媒体上におけるセクタ配置の一例を示す説明図
である。

なお、第４図は、第５図に示される円板状の記録媒体
Ｍを周方向に分割して配置される複数のセクタ０〜セク
タｎを周方向に横断して同心円状に配置されるトラック
を直線的に展開して示している。

第４図に示されるように、CKD方式のフォーマットを
有する個々のトラックには、当該トラックの起点を示す
インデックスI,ギャップG1,当該トラックに関する種々
の管理情報が記録されたホーム・アドレス・フィールド
HAが順に配置されている。

ホーム・アドレス・フィールドHAの後には、ギャップ
G2′を置いてレコードR0〜レコードRnが配置される。個
々のレコードRnは、当該レコードの管理情報が記録され
たカウント・フィールドRnC,当該レコードの索引情報な
どが記録されるキー・フィールドRnK,データ・フィール
ドRnDで構成されており、それぞれの間にはギャップG2
が置かれる。また、隣接するレコードの間、すなわち、
レコードR1以降の個々のレコードRnのカウント・フィー
ルドRnCの直前には、ギャップG3が配置される。なお、
個々のレコードRnにおいてキー・フィールドRnKを設け
るか否かは、任意に選択されるため、当該キー・フィー
ルドRnKおよびその直前に配置されるギャップG2は在っ
たり無かったりする。

また、個々のトラックの後端部には、トラック内に発
生する欠陥領域の代替領域などに供されるギャップG4が
配置されている。

上記の各フィールドおよびギャップは、所望の記録単
位であるセグメントを整数個割り当てることによって設
定される。

また、ギャップを構成するセグメントの個数、すなわ
ちギャップ長は、磁気ディスク装置の仕様によって異な
っており、通常、図示しない入出力制御機構などのマイ
クロプログラムによるレコード処理の時間を賄い得る値
に設定される。

以下、従来装置のフォーマットをエミュレートする新
装置のトラック上におけるギャップG2の長さの決定方式
の一例を、第２図のフローチャートを参照しながら説明
する。なお、以下の制御動作は、たとえば新装置の入出
力制御機構におけるマイクロプログラムなどによって実
現される。また、説明を分かり易くするために、データ
長の区切りとして256バイトを用いる。

まず、チャネルなどの上位装置から、ホストコマンド
としてフォーマットライトコマンドが磁気ディスク装置
に送出される。このフォーマットライトコマンドのパラ
メータには、キー・フィールド長Klやデータ・フィール
ド長Dlなどが含まれている。

前記フォーマットライトコマンドを受領した入出力制
御機構のマイクロプログラムは、フォーマットライト動
作時に、まずキー・フィールド長Klが０か否かによっ
て、キー・フィールドの有無を調べる（ステップ20）。

キー・フィールドの無い（Kl＝０）場合は、カウント
・フィールドとデータ・フィールドとの間のギャップ長
G2Dを決定すべく、さらに、データ・フィールド長Dlの
長さが、256バイト以下か否かを調べる（ステップ2
1）。

そして、データ・フィールド長Dlが256バイト以下の
ショートレコードと判定された場合には、トラック上に
書き込むギャップG2およびデータ・フィールドの個数が
多く、レコード個数の互換性をとるために、第１図
（ａ）に示されるように、ギャップG2の長さとして８セ
グメント分を設定する（ステップ24）。

また、データ・フィールド長Dlが256バイト以上の時
は、第１図（ｂ）に示されるように、ギャップG2の長さ
として９セグメントを設定する（ステップ25）。

一方、ステップ20においてキー・フィールドを有して
いる（Kl≠０）と判定された場合には、カウント・フィ
ールドとキー・フィールドとの間のギャップ長G2Kを決
定すべく、まずデータ・フィールド長Dlが255バイト以
下か否かを調べる（ステップ22）。

そして、データ・フィールド長Dlが255バイト以下で
ある場合には、第１図（ｃ）に示されるように、カウン
ト・フィールドとキー・フィールドとの間のギャップ長
G2Kおよびキー・フィールドとデータ・フィールドとの
間のギャップ長G2Dの各々に８セグメントを割り当てる
（ステップ26）。

一方、ステップ22において、データ・フィールド長Dl
が255バイトを超えると判定された場合には、さらに、
当該データ・フィールド長Dlが511バイト以下か否かを
調べる（ステップ23）。

そして、データ・フィールド長Dlが256バイト以上で5
11バイト以下の場合には、第１図（ｄ）に示されるよう
に、カウント・フィールドとキー・フィールドとの間の
ギャップ長G2Kとして８セグメントを設定するととも
に、キー・フィールドとデータ・フィールドとの間のギ
ャップ長G2Dとして９セグメントを設定する（ステップ2
7）。

また、ステップ23においてデータ・フィールド長Dlが
512バイト以上であると判明した場合には、第１図
（ｅ）に示されるように、ギャップ長G2Kおよびギャッ
プ長G2Dに、ともに９セグメントを設定する（ステップ2
8）。

外部記憶装置として用いられる磁気ディスク装置は、
運用上、レコード長が短いケースは非常に少なく、通常
4kバイト以上のレコード長が用いられているので、大き
なギャップを使用してレコードは書き込まれている。

次に、第３図のフローチャートを参照しながら、レコ
ード長およびレコード個数が事前に判明している場合
の、エミュレーションのアルゴリズムの一例について説
明する。

レコード長およびレコード個数は、上位装置から到来
するコマンドのパラメータとして与えられるものとす
る。

まず、上位装置から与えられるレコード個数RCと、ト
ラック寸法を示すセグメント数Ｔとから、個々のレコー
ドに割り当て可能なセグメント数S1を決定する（ステッ
プ100）。

次にキー・フィールド長Klによってキー・フィールド
の有無を調べる（ステップ110）。

そして、キー・フィールドが無い（Kl＝０）と判明し
た場合には、カウント・フィールドとキー・フィールド
の間のギャップ長G2Kを０にし（ステップ140）、さらに
キー・フィールド長KS（セグメント数）を０にして（ス
テップ150）、ステップ160に進む。

一方、ステップ110においてキー・フィールドが存在
すると判明した場合には、まずギャップ長G2Kとして８
セグメントを仮定し（ステップ120）、さらに、キー・
フィールドを構成するデータ長に対して７セグメント毎
に６バイトのサブECCと12バイトのECCを加算した実際の
キー・フィールド長KSを算出して（ステップ130）、ス
テップ160に進む。

そして、データ・フィールドの直前に配置されるギャ
ップ長G2Dとして８セグメントを仮に設定し（ステップ1
60）、さらに、前記キー・フィールドの場合と同様にし
て実際のデータ・フィールド長DS（セグメント数）を算
出する（ステップ170）。

その後、当該レコードの総セグメント数S2を算出すべ
く、カウント・フィールドの９セグメントに、キー・フ
ィールド長KSおよびデータ・フィールド長DS,さらには
ギャップ長G2Kおよびギャップ長G2Dを加算する（ステッ
プ180）。

そして、個々のレコードに割り当てるべきセグメント
数に余裕があるか否かを調べるために、ステップ100で
求めたS1からステップ180において求めたS2を差し引い
て、セグメント余裕数S3を算出し（ステップ190）、さ
らに、セグメント余裕数S3の値に応じて余裕度を判定す
る（ステップ200）。

すなわち、セグメント余裕数S3が０の場合には、当該
トラックにおけるセグメント数に余裕がなく、０以外の
場合にはセグメント数に余裕有りと判定する。

そして、セグメント余裕数S3が０の場合には、ギャッ
プ長G2Kおよびギャップ長G2Dとして以前のステップで仮
定した値のままとする。

一方、セグメント余裕数S3が１の場合には、当該１セ
グメントを、データ・フィールドの直前に配置されるギ
ャップG2のギャップ長G2Dに割り当てて、当該ギャップ
長G2Dを９セグメントに設定する（ステップ250）。

また、セグメント余裕数S3が２以上の場合には、ま
ず、キー・フィールドの有無を調べ（ステップ210）、
キー・フィールドが無い場合には、セグメント余裕数S3
をギャップ長G2Dに割り当てる（ステップ260）。

キー・フィールドが在る場合には、セグメント余裕数
S3を二等分し（ステップ220）、その商をギャップ長G2K
に加算し（ステップ230）、さらにステップ220における
商と、余りの２倍をギャップ長G2Dに加算する（ステッ
プ240）。

このように、本実施例の回転形記憶装置のエミュレー
ション方式によれば、コマンドオーバーランによる回転
待ちを生じることなく、従来装置の記録フォーマットを
的確にエミュレーションすることができる。

また、性能低下を招くことなく、新規の回転形記憶装
置において従来の回転形記憶装置のトラック内最大レコ
ード収容数を実現することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。

すなわち、本発明になる回転形記憶装置のエミュレー
ション方式によれば、コマンドオーバーランによる回転
待ちを生じることなく、従来装置の記録フォーマットを
的確にエミュレーションすることができるという効果が
得られる。

また、性能低下を招くことなく、新規の回転形記憶装
置において従来の回転形記憶装置のトラック内最大レコ
ード収容数を実現することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施例である回転
形記憶装置のエミュレーション方式におけるギャップ長
の設定の一例を示す概念図、第２図は、その作用の一例を示すフローチャート、第３図は、同じく、その作用の一例を示すフローチャー
ト、第４図は、個々のトラックにおけるCKD方式による記録
フォーマットの一例を示す概念図、第５図は、記録媒体上におけるセクタ配置の一例を示す
説明図、第６図は、従来装置および新装置のトラック容量の一例
を対照して示す概念図、第７図は、最小レコードのセグメントを単位とした寸法
設定の一例を示す概念図、第８図は、従来装置および新装置における特定長のデー
タ・フィールドに付随して設定されるギャップの大きさ
を、ネイティブ状態とエミュレーション時とで対照して
示す概念図である。Ｍ……記録媒体、Ｉ……インデックス、HA……ホーム・
アドレス・フィールド、Ｃ……カウント・フィールド、
Ｋ……キー・フィールド、Kl……キー・フィールド長
（バイト単位）、KS……キー・フィールド長（セグメン
ト単位）、Ｄ……データ・フィールド、Dl……データ・
フィールド長（バイト単位）、DS……データ・フィール
ド長（セグメント単位）、G1,G2,G2′,G3,G4……ギャッ
プ、G2D,G2K……ギャップ長、R0,R1〜Rn……レコード、
R0C,R1C,RnC……カウント・フィールド、RnK……キー・
フィールド、R0D,R1D〜RnD……データ・フィールド、RC
……レコード個数、S1……トラック容量とレコード個数
とから求めた１レコード当たりのセグメント数、S2……
１レコードの総セグメント数、S3……セグメント余裕
数、Ｔ……１トラック内においてレコード配置に割り当
て可能なセグメント数、20〜28,100〜260……エミュレ
ーションを実現するアルゴリズムの一例を示すステッ
プ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者東落守神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者倉野昭神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献特開平１−35778（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−281167（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 20/10 - 20/16 351 G06F 3/06 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の回転形記憶装置とは仕様が異なる第
２の回転形記憶装置において前記第１の回転形記憶装置
における記録フォーマットを実現する回転形記憶装置の
エミュレーション方式であって、書き込むレコードの長さに応じて、個々のレコードに含
まれる制御フィールド間のギャップを可変長とすること
を特徴とする回転形記憶装置。
【請求項２】上位装置より、パラメータとして、レコー
ド長およびレコード個数を受け取り、取り得る最大長の
ギャップを設定してレコードをフォーマットすることを
特徴とする請求項１記載の回転形記憶装置。
【請求項３】第１の回転形記憶装置とは仕様が異なる第
２の回転形記憶装置において前記第１の回転形記憶装置
における記録フォーマットを実現する回転形記憶装置の
エミュレーション方式であって、書き込むレコードの長さに応じて、個々の前記レコード
に含まれる制御フィールド間のギャップおよびレコード
間のギャップを可変長とすることを特徴とする回転形記
憶装置。
【請求項４】前記可変長のギャップの値を制御情報とし
て記録媒体上に格納し、当該制御情報に基づいてレコー
ドの記録／再生動作の制御を行うことを特徴とする請求
項３記載の回転形記憶装置。
【請求項５】前記レコードがカウント・キー・データ方
式によって記録されることを特徴とする請求項1,2,3ま
たは４記載の回転形記憶装置。