JP3677067B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、階層記憶管理技術に関し、特に、大容量の低速記憶装置に対するアクセス経路に小容量の高速記憶装置を介在させてアクセスの高速化を図る技術分野に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、大容量の光ディスク等のビットコストの低いデータ格納媒体を１枚以上管理し、データの格納、検索、等に際しては自動的に指定媒体を交換する構成として大記憶容量を実現した光ディスクライブラリ等の低速記憶装置を接続した情報処理システムでは、データの格納、検索の処理速度を向上させるために、光ディスクよりもビットコストは高いがアクセスは速い磁気ディスク装置等の高速記憶装置をアクセス経路に介在させた階層記憶を構築してデータ管理を行うことが知られている。このようなシステムでは、より安価にデータアクセスの高速化を実現することが求められる。システムを安価にするための手法として、ビットコストは高価だが高速である高速記憶装置に使用する記憶デバイスの容量を少なくする方法がある。しかし安易に容量を少なくすると、高速記憶装置中に格納されるデータが少なくなり、低速記憶装置との間における低速なデータ転送処理が頻発して、データの検索、呼び出しに時間がかかることになる。
【０００３】
ところで、このような階層記憶における記憶管理技術としては、従来では、例えば、特開平５−７３６１５号公報に開示された技術が知られている。すなわち、記憶階層間のデータの入替えに際して、記憶媒体における階層構造を考慮し、現在アクセス中のものから、階層関係の一番遠いものを廃棄することにより、階層記憶におけるデータの取得、廃棄の頻度を減らして効率を高めようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術では、データの階層記憶内における位置（すなわち、媒体内の空間的な情報）に基づいてデータを管理するものであり、階層記憶システムに対するアクセス形態の経時的な変化に対する最適化は考慮していない。すなわち、同一容量の高速記憶装置を用いた場合でも、たとえば、アクセスを行う側の業務プログラムの種類の変化や、朝、昼、夜のように一日の業務の進展に応じて動的にデータの読み込みや書き込み量が偏ると、単に媒体内の空間情報を管理するだけでは、必ずしも高速記憶装置の記憶容量を有効に利用できない、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、少ない高速記憶装置の記憶容量で、低速記憶装置に対する高速なデータの検索、呼び出しを実現することが可能な階層記憶管理技術を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、低速記憶装置に対するアクセス状況の変動に影響されることなく、高速記憶装置の利用効率を最適に維持することが可能な階層記憶管理技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来の方法では、高速記憶装置に格納するデータ容量を決定する際の要素として時間軸の値を使用していないので、ユーザの利用状況が変化しても、高速記憶装置中に格納するデータ容量を自動的に変化させることはできない。これが高速記憶装置の使用効率を下げている。
【０００８】
本発明では、高速記憶装置中に格納するデータ容量を決定する際の要素として時間軸の値を使用する。時間軸の変化によって、高速記憶装置中に格納するデータ容量を決定する際使用する閾値を動的に変化させることにより、着目する単位時間ごとの高速記憶装置の使用効率を最適化する。そして、この閾値を動的に変化させるために、あらかじめ複数閾値の変化パターンを用意しておき、これらのうちからユーザの利用形態に最も合ったものを設定する。
【０００９】
また、実際のアクセス形態を監視し、統計的な処理によって各時刻に最適な閾値を算出して設定する動作を自動的に行う。
【００１０】
【作用】
高速記憶装置中のデータ容量を決定する閾値を変化させることで、高速記憶装置の使用効率を上げる。一次記憶に使用される高速記憶装置に格納されるデータは、書き込みされるデータと読み込まれるデータに分類できる。ユーザの使用するアプリケーションプログラムや、業務の形態により書き込みデータと読み込みデータの割合は、時々刻々変化する。従来のようにそれぞれの割合を決める閾値が一定であると、高速記憶装置の容量にマージンを持たせないと、一方の容量が不足し、他方が余るということが発生するが、本発明のように閾値を動的に変化させることにより、書き込みデータ領域と読み込みデータ領域の過不足の発生を防ぐことができるようになり、高速記憶装置の使用効率を上げることができるようになる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示す概念図であり、図２は、その作用の一例を示す概念図、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９は、その作用の一例を示す線図、図１０はその作用の一例を示す概念図、図１１は、その作用の一例を示すフローチャートである。
【００１３】
本実施例では、階層記憶管理方法の一例として、光磁気ディスクライブラリ装置と磁気ディスク装置を組み合わせて階層記憶を構築した情報処理装置に適用する場合について説明する。
【００１４】
本実施例の情報処理は、図１に例示されるように、複数枚の光磁気ディスク媒体１３ａを備え、当該光磁気ディスク媒体１３ａを自動交換することによって大記憶容量を実現した光磁気ディスクライブラリ装置１３と、光磁気ディスク媒体１３ａよりも高速なアクセスが可能な磁気ディスク媒体２１を備えた磁気ディスク装置１２と、これらを管理するワークステーション等の管理装置１１を含んでいる。
【００１５】
管理装置１１は、たとえば、外部の図示しない上位装置からの光磁気ディスクライブラリ装置１３に対するアクセス要求を受け付け、磁気ディスク装置１２を経由した光磁気ディスクライブラリ装置１３に対するデータの書き込みや読み出し処理を行う。あるいは、管理装置１１が、たとえばワークステーション等で構成され、それ自体で光磁気ディスクライブラリ装置１３にアクセスを必要とする業務プログラムの実行を行う場合でもよい。
【００１６】
すなわち本実施例では、磁気ディスク装置１２を図１のように光磁気ディスクライブラリ装置１３のキャッシュとして使用する。すなわちアクセス頻度の少ないファイルをアクセスの遅い光磁気ディスクライブラリ装置１３に記憶し、アクセスの多いファイルを磁気ディスク装置１２に記憶する。そしてワークステーション等の管理装置１１からのファイルのアクセス頻度に基づいて、ファイルへのアクセスが高速にできるよう磁気ディスク装置１２と光磁気ディスクライブラリ装置１３との間でファイルの移動や複写等のデータ転送処理１４を行う。
【００１７】
この記憶管理方法により記憶されるファイルは、（１）ファイルへの書き込みにより磁気ディスク装置１２内にのみ存在するファイル（以下ファイル（Ａ）と呼ぶ）、（２）磁気ディスク装置１２と光磁気ディスクライブラリ装置１３の両方に存在するファイル（以下ファイル（Ｂ）と呼ぶ）、（３）光磁気ディスクライブラリ装置１３内のみに存在するファイル（以下ファイル（Ｃ）と呼ぶ）、の三つに分類することができる。
【００１８】
本実施例の階層記憶管理方法では、キャッシュとして使用する磁気ディスク装置１２中に記憶するファイルの容量を決定する閾値の設定方法を管理および制御するものである。閾値には図２のように、（１）ファイル（Ａ）の容量の下限２４、（２）ファイル（Ａ）の容量の上限２３、（３）ファイル（Ａ）とファイル（Ｂ）のうちで磁気ディスク媒体２１に記憶されるものの合計容量の上限２２、すなわちこれ以上、磁気ディスク装置を使用しないという上限、の三つがある。本実施例では、一例として、このうちのファイル（Ａ）の上限２３の決定および制御を行う場合について説明する。
【００１９】
図３に示すように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３が設定値３１のように低いとファイルの書き込みが多数発生したときに、ファイル（Ａ）の容量３２がその上限値（３１）に容易に達してしまう。このためファイル（Ａ）の容量の下限２４をその設定値３３まで下げるために、磁気ディスク装置１２から光磁気ディスクライブラリ装置１３に、ファイル（Ａ）のうちアクセスの少ないものの複写が行われる。複写されたファイル（Ａ）はファイル（Ｂ）になる。この複写が行われるデータ転送期間３４の間は、磁気ディスク装置１２へのファイルの書き込みと、光磁気ディスクライブラリ装置１３への複写が並行して行われる分だけ処理速度が落ちる。逆に図４のように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３の閾値４１が高いと、このファイルの複写が容易には発生しないので、ファイルの書き込みだけを高速に行うことができる。
【００２０】
次に図５に示すように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３の閾値５３が低いと新たな書き込みが発生しても、プロファイル５１のように、閾値５３をこえてファイル（Ａ）の合計容量が増えることはないので、ファイル（Ｂ）の合計容量５２を多く取ることができる。したがってファイルの読み込み時に、磁気ディスク装置１２中に目的のファイルが存在する確率が高くなり、当該ファイルを高速に読み込むことができる確率が高くなる。
【００２１】
逆に図６のように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３の閾値６２が高いと、ファイル（Ｂ）の容量６１が少なくなるので、高速な磁気ディスク装置１２中にあるファイルを読み込める確率が低くなる。このように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３を決定する閾値の設定の仕方により、ファイルの読み込みに有利になったり、ファイルの書き込みに有利になったりする。
【００２２】
使用するアプリケーションプログラムの種類（ファイルの読み書きの頻度）と、業務の形態（始業／終業時間等）により、ユーザのサイトごとに読み書きするファイルの単位時間あたりの容量は異なる。図７は、ユーザがＣＡＤをアプリケーションプログラムとして使用した場合の例で、縦軸７１にファイルの容量、横軸７２に時間（２４時間）を取り、単位時間あたりに書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の変化７３と、読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の変化７４を示している。また同様に図８は、ユーザがアプリケーションプログラムとして、画像ライブラリを使用した場合を示した例であり、単位時間あたりに書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の変化７３ａと、読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の変化７４ａを示している。
【００２３】
本実施例では、予め閾値の時間変化のパターンを複数用意しておき、このパターンの中から、ユーザが使用するアプリケーションプログラムの種類とユーザの利用形態とに基づいて、初期値として最も適しているパターンを設定する方法を採る。
【００２４】
図９に、横軸を７日間にした場合の初期値として用意する閾値の時間変化のパターンの例を示す。図９中のプロファイル９１はＣＡＤを使用する場合の初期値の設定の推移を示す例、プロファイル９２は画像ライブラリを使用する場合の初期値の設定の推移を示す例である。
【００２５】
本実施例ではこれを実現するために、階層記憶管理方法を行うワークステーション等の管理装置１１に図１０に例示されるような管理テーブルＴを持たせ閾値を管理する。この管理テーブルＴは、単位時間を１時間として、横方向に７日間を１時間ごとに分割した各時間ごとの情報を保持する。各時間ごとに保持する情報のうち１００３が、単位時間中に設定される閾値である。これらのフィールドに、初期値として単位時間の閾値を順に設定していくことでパターンを持たせることができる。
【００２６】
このように、本実施例によれば、光磁気ディスクライブラリ装置１３に書き込むべく、上位装置側から受領した書き込みデータを磁気ディスク装置１２に一時的に保持させる容量の閾値が、アクセス状況の推移に応じて、任意の時間毎に最適に変化するので、常に、磁気ディスク装置１２における磁気ディスク媒体２１の光磁気ディスクライブラリ装置１３のキャッシュとしての利用効率は、最適に保たれるので、必要以上に磁気ディスク媒体２１の容量を大きくすることなく、すなわち、コスト上昇を招くことなく、磁気ディスク装置１２がキャッシュとして機能することによる、光磁気ディスクライブラリ装置１３へのアクセスの高速化を達成することができる。
【００２７】
換言すれば、時間軸で変化する閾値を使って、磁気ディスク装置１２中に格納するデータの容量を最適化することで、磁気ディスク媒体２１の使用効率を向上させることによって、従来よりも小さな記憶容量の磁気ディスク装置１２を用いて、すなわち、より安価に、同一のアクセス速度向上の効果を得ることが可能となる。
【００２８】
一方、上述のように、予め用意しておいた閾値のパターンを初期値として設定することに加え、さらに本実施例ではユーザの利用実態に閾値を適応させるために、経時的に変動するアクセス状況の特徴を統計的な処理によって把握し、自動的に決定および設定させる管理を実行する。このため、図１１のフローチャートに例示されるような処理方法を用いる。
【００２９】
この処理を行うために本実施例では、図１０に示すテーブルが持つ各時間ごとに保持する情報として、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００１、単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の平均値１００２、そして単位時間中に設定される閾値１００３を使用する。またその他に一時的な変数として、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量１００４（ＷA ）と単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量１００５（ＲBC）、そして設定したパターンを何回繰り返したかを保持するループカウンタ１００６（ＣＮＴ）を使用する。
【００３０】
処理の流れを、時刻が月曜日の午前１時だとして図１１のフローチャートを用いて順に説明する。
【００３１】
まず、ステップ１１０１で当該時間の閾値の設定を行う。時刻が月曜日の午前１時なので、当該時間の閾値は、図１０の管理テーブルＴの１００９のエントリにある値になり、この値が閾値としてその単位時間に使用される。
【００３２】
次に、ステップ１１０２で単位時間（ここでは１時間）の間、書き込まれたファイル（ファイル（Ａ））の容量と、読み込まれたファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の累積値を得る。読み書きするファイル容量は、たとえば、ファイルシステムを管理する管理装置１１のオペレーティング・システム（ＯＳ）へのファイルの読み込み／書き込みのシステムコールを監視することで取得する。１時間の内に読み書きされたファイルの累積容量は、それぞれ図１０の１００４（ＷA ）および１００５の一時的な変数を使って累積していく。
【００３３】
そして、次に、ステップ１１０３で、当該時間の閾値（ここでは１００９の値）の更新を行う。閾値の更新は式（１）を使って行う。時刻が午前１時台であるので、この式（１）には次の各要素が入る。分子には、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００７（ＭA ）と、ループカウンタ１００６の値（ＣＮＴ）の積に、着目した１時間の間に書き込まれたファイル（ファイル（Ａ））の容量１００４（ＷA ）とを加える。
【００３４】
また分母には、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００７（ＭA ）と単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の平均値１００８（ＭC ）の和と、ループカウンタの値１００６（ＣＮＴ）の積に、着目した１時間の間に書き込まれたファイル（ファイル（Ａ））の容量１００４（ＷA ）と、読み込まれたファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量１００５（ＲBC）を加える。
【００３５】
【数１】
【００３６】
この式（１）により、１週間の内の特定の１時間の間（この例では月曜日の午前１時台）に読み書きされるファイルの容量の平均値から、閾値Ｖth（ファイル（Ａ）の容量の上限２３）を決定することができる。
【００３７】
また同時に、次の、式（２）、式（３）を使い、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００７（ＭA ）、単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の平均値１００８（ＭC ）の更新、そして、式（４）により、ループカウンタ１００６の値（ＣＮＴ）のインクリメントを行う。
【００３８】
【数２】
【００３９】
【数３】
【００４０】
【数４】
【００４１】
そして一連の処理の最後のステップ１１０４において、着目する当該時間を次の時間に移す。ここでは、着目していた時間が月曜日の午前１時台だったので、月曜日の午前２時台ということになる。図１１のフローチャートの処理を繰り返して行うことで、初めに設定された閾値のパターンが、ユーザの利用実態に沿うように最適に変化していく。
【００４２】
この場合には、磁気ディスク装置１２における書き込みデータの保持容量の閾値が、外部からの介入を必要とすることなく、ユーザの運用実態に応じて最適に変化していくので、最適な階層記憶管理をより簡便に行うことが可能となる。
【００４３】
（実施例２）
図１２は、本発明の他の実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４４】
本実施例の情報処理装置は、大記憶容量の光磁気ディスクライブラリ装置１３と、この光磁気ディスクライブラリ装置１３を管理する管理装置１１と、光磁気ディスクライブラリ装置１３のキャッシュの働きをする磁気ディスク装置１２で構成されている。
【００４５】
管理装置１１は、全体の制御を行うマイクロプロセッサ１１ａ、オペレーティング・システムおよび本実施例の管理ソフト、さらには、前述の実施例１に例示した管理テーブルＴや、管理のための変数等が格納される主記憶１１ｂ、所望の情報を操作者に可視的に提示するディスプレイ１１ｃ、前述のような各種ソフトウェアや管理データの持久的な格納等に使用される外部記憶装置１１ｄ、プリンタ１１ｅ、さらには、操作者によるコマンドやデータ入力等が行われるキーボードやマウス等のポインティングデバイスからなるユーザ入力インタフェース１１ｆを、システムバス１１ｇを介して接続した構成となっている。
【００４６】
さらに、システムバス１１ｇには、ネットワーク制御部１１ｈが接続されており、ネットワークを経由して接続され、光磁気ディスクライブラリ装置１３のデータへのアクセスを行う外部の情報処理機器（上位装置）との間におけるネットワークインタフェースを制御し、データやコマンド等の授受を行う。
【００４７】
本実施例の場合、前述の実施例１において例示した図１０の管理テーブルＴは、主記憶１１ｂに設定され、オペレーティング・システムの配下で稼働する管理ソフトウェアＫＳは、この管理テーブルＴの値を利用して、ユーザにシステムの監視を行うツールを提供する。すなわち、図１０の管理テーブルＴには、現在設定されている閾値や、単位時間ごとの平均ファイルアクセス容量が保持されている。これを利用して例えば、管理ソフトウェアＫＳは、前述の図９のような現在設定されている閾値のパターンを、図１３に例示されるような、ディスプレイ１１ｃの画面に視覚的に表示したり、ある特定の時間のファイルのアクセスの状況を可視化してユーザに提示する、という動作を行う。
【００４８】
たとえば、図１３の表示例では、各曜日毎に、現在設定されている閾値のパターンをプロファイル９３として提示するとともに、ファイルへの書き込みにより磁気ディスク装置１２内にのみ存在するファイル（Ａ）、磁気ディスク装置１２と光磁気ディスクライブラリ装置１３の両方に存在するファイル（Ｂ）、光磁気ディスクライブラリ装置１３内のみに存在するファイル（Ｃ）、各々の容量を数値として、各曜日の各時間帯毎に数値で数値フィールド９４に提示する。
【００４９】
また、スクロールアイコン９５を図示しないポインタ等によってクリックすることにより、現表示状態の以前または以後のデータをスクロールさせて表示することができる。
【００５０】
この実施例の場合には、ユーザが、光磁気ディスクライブラリ装置１３に対するアクセス状況や、磁気ディスク装置１２における前述の各種ファイル容量の推移を的確に把握でき、より適切な磁気ディスク装置１２および光磁気ディスクライブラリ装置１３の管理を行うことができるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の階層記憶管理方法によれば、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、少ない高速記憶装置の記憶容量で、低速記憶装置に対する高速なデータの検索、呼び出しを実現することができる、という効果が得られる。
【００５２】
また、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、低速記憶装置に対するアクセス状況の変動に影響されることなく、高速記憶装置の利用効率を最適に維持することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図４】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図５】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図６】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図７】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図８】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図９】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図１０】本発明の一実施例である階層記憶管理方法において使用される管理テーブルの一例を示す概念図である。
【図１１】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の他の実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の他の実施例である階層記憶管理方法におけるデータの可視化表示の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１…管理装置、１１ａ…マイクロプロセッサ、１１ｂ…主記憶、１１ｃ…ディスプレイ、１１ｄ…外部記憶装置、１１ｅ…プリンタ、１１ｆ…ユーザ入力インタフェース、１１ｇ…システムバス、１１ｈ…ネットワーク制御部、１２…磁気ディスク装置、１３…光磁気ディスクライブラリ装置、１３ａ…光磁気ディスク媒体、１４…データ転送処理、２１…磁気ディスク媒体。
【産業上の利用分野】
本発明は、階層記憶管理技術に関し、特に、大容量の低速記憶装置に対するアクセス経路に小容量の高速記憶装置を介在させてアクセスの高速化を図る技術分野に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、大容量の光ディスク等のビットコストの低いデータ格納媒体を１枚以上管理し、データの格納、検索、等に際しては自動的に指定媒体を交換する構成として大記憶容量を実現した光ディスクライブラリ等の低速記憶装置を接続した情報処理システムでは、データの格納、検索の処理速度を向上させるために、光ディスクよりもビットコストは高いがアクセスは速い磁気ディスク装置等の高速記憶装置をアクセス経路に介在させた階層記憶を構築してデータ管理を行うことが知られている。このようなシステムでは、より安価にデータアクセスの高速化を実現することが求められる。システムを安価にするための手法として、ビットコストは高価だが高速である高速記憶装置に使用する記憶デバイスの容量を少なくする方法がある。しかし安易に容量を少なくすると、高速記憶装置中に格納されるデータが少なくなり、低速記憶装置との間における低速なデータ転送処理が頻発して、データの検索、呼び出しに時間がかかることになる。
【０００３】
ところで、このような階層記憶における記憶管理技術としては、従来では、例えば、特開平５−７３６１５号公報に開示された技術が知られている。すなわち、記憶階層間のデータの入替えに際して、記憶媒体における階層構造を考慮し、現在アクセス中のものから、階層関係の一番遠いものを廃棄することにより、階層記憶におけるデータの取得、廃棄の頻度を減らして効率を高めようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術では、データの階層記憶内における位置（すなわち、媒体内の空間的な情報）に基づいてデータを管理するものであり、階層記憶システムに対するアクセス形態の経時的な変化に対する最適化は考慮していない。すなわち、同一容量の高速記憶装置を用いた場合でも、たとえば、アクセスを行う側の業務プログラムの種類の変化や、朝、昼、夜のように一日の業務の進展に応じて動的にデータの読み込みや書き込み量が偏ると、単に媒体内の空間情報を管理するだけでは、必ずしも高速記憶装置の記憶容量を有効に利用できない、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、少ない高速記憶装置の記憶容量で、低速記憶装置に対する高速なデータの検索、呼び出しを実現することが可能な階層記憶管理技術を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、低速記憶装置に対するアクセス状況の変動に影響されることなく、高速記憶装置の利用効率を最適に維持することが可能な階層記憶管理技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来の方法では、高速記憶装置に格納するデータ容量を決定する際の要素として時間軸の値を使用していないので、ユーザの利用状況が変化しても、高速記憶装置中に格納するデータ容量を自動的に変化させることはできない。これが高速記憶装置の使用効率を下げている。
【０００８】
本発明では、高速記憶装置中に格納するデータ容量を決定する際の要素として時間軸の値を使用する。時間軸の変化によって、高速記憶装置中に格納するデータ容量を決定する際使用する閾値を動的に変化させることにより、着目する単位時間ごとの高速記憶装置の使用効率を最適化する。そして、この閾値を動的に変化させるために、あらかじめ複数閾値の変化パターンを用意しておき、これらのうちからユーザの利用形態に最も合ったものを設定する。
【０００９】
また、実際のアクセス形態を監視し、統計的な処理によって各時刻に最適な閾値を算出して設定する動作を自動的に行う。
【００１０】
【作用】
高速記憶装置中のデータ容量を決定する閾値を変化させることで、高速記憶装置の使用効率を上げる。一次記憶に使用される高速記憶装置に格納されるデータは、書き込みされるデータと読み込まれるデータに分類できる。ユーザの使用するアプリケーションプログラムや、業務の形態により書き込みデータと読み込みデータの割合は、時々刻々変化する。従来のようにそれぞれの割合を決める閾値が一定であると、高速記憶装置の容量にマージンを持たせないと、一方の容量が不足し、他方が余るということが発生するが、本発明のように閾値を動的に変化させることにより、書き込みデータ領域と読み込みデータ領域の過不足の発生を防ぐことができるようになり、高速記憶装置の使用効率を上げることができるようになる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示す概念図であり、図２は、その作用の一例を示す概念図、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９は、その作用の一例を示す線図、図１０はその作用の一例を示す概念図、図１１は、その作用の一例を示すフローチャートである。
【００１３】
本実施例では、階層記憶管理方法の一例として、光磁気ディスクライブラリ装置と磁気ディスク装置を組み合わせて階層記憶を構築した情報処理装置に適用する場合について説明する。
【００１４】
本実施例の情報処理は、図１に例示されるように、複数枚の光磁気ディスク媒体１３ａを備え、当該光磁気ディスク媒体１３ａを自動交換することによって大記憶容量を実現した光磁気ディスクライブラリ装置１３と、光磁気ディスク媒体１３ａよりも高速なアクセスが可能な磁気ディスク媒体２１を備えた磁気ディスク装置１２と、これらを管理するワークステーション等の管理装置１１を含んでいる。
【００１５】
管理装置１１は、たとえば、外部の図示しない上位装置からの光磁気ディスクライブラリ装置１３に対するアクセス要求を受け付け、磁気ディスク装置１２を経由した光磁気ディスクライブラリ装置１３に対するデータの書き込みや読み出し処理を行う。あるいは、管理装置１１が、たとえばワークステーション等で構成され、それ自体で光磁気ディスクライブラリ装置１３にアクセスを必要とする業務プログラムの実行を行う場合でもよい。
【００１６】
すなわち本実施例では、磁気ディスク装置１２を図１のように光磁気ディスクライブラリ装置１３のキャッシュとして使用する。すなわちアクセス頻度の少ないファイルをアクセスの遅い光磁気ディスクライブラリ装置１３に記憶し、アクセスの多いファイルを磁気ディスク装置１２に記憶する。そしてワークステーション等の管理装置１１からのファイルのアクセス頻度に基づいて、ファイルへのアクセスが高速にできるよう磁気ディスク装置１２と光磁気ディスクライブラリ装置１３との間でファイルの移動や複写等のデータ転送処理１４を行う。
【００１７】
この記憶管理方法により記憶されるファイルは、（１）ファイルへの書き込みにより磁気ディスク装置１２内にのみ存在するファイル（以下ファイル（Ａ）と呼ぶ）、（２）磁気ディスク装置１２と光磁気ディスクライブラリ装置１３の両方に存在するファイル（以下ファイル（Ｂ）と呼ぶ）、（３）光磁気ディスクライブラリ装置１３内のみに存在するファイル（以下ファイル（Ｃ）と呼ぶ）、の三つに分類することができる。
【００１８】
本実施例の階層記憶管理方法では、キャッシュとして使用する磁気ディスク装置１２中に記憶するファイルの容量を決定する閾値の設定方法を管理および制御するものである。閾値には図２のように、（１）ファイル（Ａ）の容量の下限２４、（２）ファイル（Ａ）の容量の上限２３、（３）ファイル（Ａ）とファイル（Ｂ）のうちで磁気ディスク媒体２１に記憶されるものの合計容量の上限２２、すなわちこれ以上、磁気ディスク装置を使用しないという上限、の三つがある。本実施例では、一例として、このうちのファイル（Ａ）の上限２３の決定および制御を行う場合について説明する。
【００１９】
図３に示すように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３が設定値３１のように低いとファイルの書き込みが多数発生したときに、ファイル（Ａ）の容量３２がその上限値（３１）に容易に達してしまう。このためファイル（Ａ）の容量の下限２４をその設定値３３まで下げるために、磁気ディスク装置１２から光磁気ディスクライブラリ装置１３に、ファイル（Ａ）のうちアクセスの少ないものの複写が行われる。複写されたファイル（Ａ）はファイル（Ｂ）になる。この複写が行われるデータ転送期間３４の間は、磁気ディスク装置１２へのファイルの書き込みと、光磁気ディスクライブラリ装置１３への複写が並行して行われる分だけ処理速度が落ちる。逆に図４のように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３の閾値４１が高いと、このファイルの複写が容易には発生しないので、ファイルの書き込みだけを高速に行うことができる。
【００２０】
次に図５に示すように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３の閾値５３が低いと新たな書き込みが発生しても、プロファイル５１のように、閾値５３をこえてファイル（Ａ）の合計容量が増えることはないので、ファイル（Ｂ）の合計容量５２を多く取ることができる。したがってファイルの読み込み時に、磁気ディスク装置１２中に目的のファイルが存在する確率が高くなり、当該ファイルを高速に読み込むことができる確率が高くなる。
【００２１】
逆に図６のように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３の閾値６２が高いと、ファイル（Ｂ）の容量６１が少なくなるので、高速な磁気ディスク装置１２中にあるファイルを読み込める確率が低くなる。このように、ファイル（Ａ）の容量の上限２３を決定する閾値の設定の仕方により、ファイルの読み込みに有利になったり、ファイルの書き込みに有利になったりする。
【００２２】
使用するアプリケーションプログラムの種類（ファイルの読み書きの頻度）と、業務の形態（始業／終業時間等）により、ユーザのサイトごとに読み書きするファイルの単位時間あたりの容量は異なる。図７は、ユーザがＣＡＤをアプリケーションプログラムとして使用した場合の例で、縦軸７１にファイルの容量、横軸７２に時間（２４時間）を取り、単位時間あたりに書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の変化７３と、読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の変化７４を示している。また同様に図８は、ユーザがアプリケーションプログラムとして、画像ライブラリを使用した場合を示した例であり、単位時間あたりに書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の変化７３ａと、読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の変化７４ａを示している。
【００２３】
本実施例では、予め閾値の時間変化のパターンを複数用意しておき、このパターンの中から、ユーザが使用するアプリケーションプログラムの種類とユーザの利用形態とに基づいて、初期値として最も適しているパターンを設定する方法を採る。
【００２４】
図９に、横軸を７日間にした場合の初期値として用意する閾値の時間変化のパターンの例を示す。図９中のプロファイル９１はＣＡＤを使用する場合の初期値の設定の推移を示す例、プロファイル９２は画像ライブラリを使用する場合の初期値の設定の推移を示す例である。
【００２５】
本実施例ではこれを実現するために、階層記憶管理方法を行うワークステーション等の管理装置１１に図１０に例示されるような管理テーブルＴを持たせ閾値を管理する。この管理テーブルＴは、単位時間を１時間として、横方向に７日間を１時間ごとに分割した各時間ごとの情報を保持する。各時間ごとに保持する情報のうち１００３が、単位時間中に設定される閾値である。これらのフィールドに、初期値として単位時間の閾値を順に設定していくことでパターンを持たせることができる。
【００２６】
このように、本実施例によれば、光磁気ディスクライブラリ装置１３に書き込むべく、上位装置側から受領した書き込みデータを磁気ディスク装置１２に一時的に保持させる容量の閾値が、アクセス状況の推移に応じて、任意の時間毎に最適に変化するので、常に、磁気ディスク装置１２における磁気ディスク媒体２１の光磁気ディスクライブラリ装置１３のキャッシュとしての利用効率は、最適に保たれるので、必要以上に磁気ディスク媒体２１の容量を大きくすることなく、すなわち、コスト上昇を招くことなく、磁気ディスク装置１２がキャッシュとして機能することによる、光磁気ディスクライブラリ装置１３へのアクセスの高速化を達成することができる。
【００２７】
換言すれば、時間軸で変化する閾値を使って、磁気ディスク装置１２中に格納するデータの容量を最適化することで、磁気ディスク媒体２１の使用効率を向上させることによって、従来よりも小さな記憶容量の磁気ディスク装置１２を用いて、すなわち、より安価に、同一のアクセス速度向上の効果を得ることが可能となる。
【００２８】
一方、上述のように、予め用意しておいた閾値のパターンを初期値として設定することに加え、さらに本実施例ではユーザの利用実態に閾値を適応させるために、経時的に変動するアクセス状況の特徴を統計的な処理によって把握し、自動的に決定および設定させる管理を実行する。このため、図１１のフローチャートに例示されるような処理方法を用いる。
【００２９】
この処理を行うために本実施例では、図１０に示すテーブルが持つ各時間ごとに保持する情報として、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００１、単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の平均値１００２、そして単位時間中に設定される閾値１００３を使用する。またその他に一時的な変数として、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量１００４（ＷA ）と単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量１００５（ＲBC）、そして設定したパターンを何回繰り返したかを保持するループカウンタ１００６（ＣＮＴ）を使用する。
【００３０】
処理の流れを、時刻が月曜日の午前１時だとして図１１のフローチャートを用いて順に説明する。
【００３１】
まず、ステップ１１０１で当該時間の閾値の設定を行う。時刻が月曜日の午前１時なので、当該時間の閾値は、図１０の管理テーブルＴの１００９のエントリにある値になり、この値が閾値としてその単位時間に使用される。
【００３２】
次に、ステップ１１０２で単位時間（ここでは１時間）の間、書き込まれたファイル（ファイル（Ａ））の容量と、読み込まれたファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の累積値を得る。読み書きするファイル容量は、たとえば、ファイルシステムを管理する管理装置１１のオペレーティング・システム（ＯＳ）へのファイルの読み込み／書き込みのシステムコールを監視することで取得する。１時間の内に読み書きされたファイルの累積容量は、それぞれ図１０の１００４（ＷA ）および１００５の一時的な変数を使って累積していく。
【００３３】
そして、次に、ステップ１１０３で、当該時間の閾値（ここでは１００９の値）の更新を行う。閾値の更新は式（１）を使って行う。時刻が午前１時台であるので、この式（１）には次の各要素が入る。分子には、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００７（ＭA ）と、ループカウンタ１００６の値（ＣＮＴ）の積に、着目した１時間の間に書き込まれたファイル（ファイル（Ａ））の容量１００４（ＷA ）とを加える。
【００３４】
また分母には、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００７（ＭA ）と単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の平均値１００８（ＭC ）の和と、ループカウンタの値１００６（ＣＮＴ）の積に、着目した１時間の間に書き込まれたファイル（ファイル（Ａ））の容量１００４（ＷA ）と、読み込まれたファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量１００５（ＲBC）を加える。
【００３５】
【数１】
この式（１）により、１週間の内の特定の１時間の間（この例では月曜日の午前１時台）に読み書きされるファイルの容量の平均値から、閾値Ｖth（ファイル（Ａ）の容量の上限２３）を決定することができる。
【００３７】
また同時に、次の、式（２）、式（３）を使い、単位時間に書き込んだファイル（ファイル（Ａ））の容量の平均値１００７（ＭA ）、単位時間に読み込んだファイル（ファイル（Ｂ）、ファイル（Ｃ））の容量の平均値１００８（ＭC ）の更新、そして、式（４）により、ループカウンタ１００６の値（ＣＮＴ）のインクリメントを行う。
【００３８】
【数２】
【数３】
【数４】
そして一連の処理の最後のステップ１１０４において、着目する当該時間を次の時間に移す。ここでは、着目していた時間が月曜日の午前１時台だったので、月曜日の午前２時台ということになる。図１１のフローチャートの処理を繰り返して行うことで、初めに設定された閾値のパターンが、ユーザの利用実態に沿うように最適に変化していく。
【００４２】
この場合には、磁気ディスク装置１２における書き込みデータの保持容量の閾値が、外部からの介入を必要とすることなく、ユーザの運用実態に応じて最適に変化していくので、最適な階層記憶管理をより簡便に行うことが可能となる。
【００４３】
（実施例２）
図１２は、本発明の他の実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４４】
本実施例の情報処理装置は、大記憶容量の光磁気ディスクライブラリ装置１３と、この光磁気ディスクライブラリ装置１３を管理する管理装置１１と、光磁気ディスクライブラリ装置１３のキャッシュの働きをする磁気ディスク装置１２で構成されている。
【００４５】
管理装置１１は、全体の制御を行うマイクロプロセッサ１１ａ、オペレーティング・システムおよび本実施例の管理ソフト、さらには、前述の実施例１に例示した管理テーブルＴや、管理のための変数等が格納される主記憶１１ｂ、所望の情報を操作者に可視的に提示するディスプレイ１１ｃ、前述のような各種ソフトウェアや管理データの持久的な格納等に使用される外部記憶装置１１ｄ、プリンタ１１ｅ、さらには、操作者によるコマンドやデータ入力等が行われるキーボードやマウス等のポインティングデバイスからなるユーザ入力インタフェース１１ｆを、システムバス１１ｇを介して接続した構成となっている。
【００４６】
さらに、システムバス１１ｇには、ネットワーク制御部１１ｈが接続されており、ネットワークを経由して接続され、光磁気ディスクライブラリ装置１３のデータへのアクセスを行う外部の情報処理機器（上位装置）との間におけるネットワークインタフェースを制御し、データやコマンド等の授受を行う。
【００４７】
本実施例の場合、前述の実施例１において例示した図１０の管理テーブルＴは、主記憶１１ｂに設定され、オペレーティング・システムの配下で稼働する管理ソフトウェアＫＳは、この管理テーブルＴの値を利用して、ユーザにシステムの監視を行うツールを提供する。すなわち、図１０の管理テーブルＴには、現在設定されている閾値や、単位時間ごとの平均ファイルアクセス容量が保持されている。これを利用して例えば、管理ソフトウェアＫＳは、前述の図９のような現在設定されている閾値のパターンを、図１３に例示されるような、ディスプレイ１１ｃの画面に視覚的に表示したり、ある特定の時間のファイルのアクセスの状況を可視化してユーザに提示する、という動作を行う。
【００４８】
たとえば、図１３の表示例では、各曜日毎に、現在設定されている閾値のパターンをプロファイル９３として提示するとともに、ファイルへの書き込みにより磁気ディスク装置１２内にのみ存在するファイル（Ａ）、磁気ディスク装置１２と光磁気ディスクライブラリ装置１３の両方に存在するファイル（Ｂ）、光磁気ディスクライブラリ装置１３内のみに存在するファイル（Ｃ）、各々の容量を数値として、各曜日の各時間帯毎に数値で数値フィールド９４に提示する。
【００４９】
また、スクロールアイコン９５を図示しないポインタ等によってクリックすることにより、現表示状態の以前または以後のデータをスクロールさせて表示することができる。
【００５０】
この実施例の場合には、ユーザが、光磁気ディスクライブラリ装置１３に対するアクセス状況や、磁気ディスク装置１２における前述の各種ファイル容量の推移を的確に把握でき、より適切な磁気ディスク装置１２および光磁気ディスクライブラリ装置１３の管理を行うことができるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の階層記憶管理方法によれば、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、少ない高速記憶装置の記憶容量で、低速記憶装置に対する高速なデータの検索、呼び出しを実現することができる、という効果が得られる。
【００５２】
また、低速記憶装置に対するアクセス経路に高速記憶装置を介在させた構成の階層記憶において、低速記憶装置に対するアクセス状況の変動に影響されることなく、高速記憶装置の利用効率を最適に維持することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図４】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図５】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図６】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図７】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図８】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図９】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示す線図である。
【図１０】本発明の一実施例である階層記憶管理方法において使用される管理テーブルの一例を示す概念図である。
【図１１】本発明の一実施例である階層記憶管理方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の他の実施例である階層記憶管理方法が実施される情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の他の実施例である階層記憶管理方法におけるデータの可視化表示の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１…管理装置、１１ａ…マイクロプロセッサ、１１ｂ…主記憶、１１ｃ…ディスプレイ、１１ｄ…外部記憶装置、１１ｅ…プリンタ、１１ｆ…ユーザ入力インタフェース、１１ｇ…システムバス、１１ｈ…ネットワーク制御部、１２…磁気ディスク装置、１３…光磁気ディスクライブラリ装置、１３ａ…光磁気ディスク媒体、１４…データ転送処理、２１…磁気ディスク媒体。
Claims (6)
- 第１の記憶装置に対するアクセス経路に、前記第１の記憶装置よりも高速にアクセス可能な媒体から構成される第２の記憶装置が介在する情報処理装置であって、
前記第１の記憶装置に対する書き込みデータおよび前記第１の記憶装置からの読み出しデータを前記第２の記憶装置を経由して上位装置との間で授受する動作を行う手段と、
前記第２の記憶装置が保持するデータのうち、前記第１の記憶装置に対して書き込まれていないデータを前記第２の記憶装置が保持する容量の上限値のパターンを設定する設定手段と、
を備え、
前記設定手段は、前記上限値が経時的に変化するパターンを設定する手段であることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項１記載の情報処理装置であって、
第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータの量と、前記第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、に関する情報に基づき、前記パターンで定められた上限値のうち、前記第１の時間帯における前記上限値を変動させ、
前記第１の時間帯と異なる第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータの量と、前記第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、に関する情報に基づき、前記パターンで定められた上限値のうち、前記第２の時間帯における前記上限値を変動させることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項２記載の情報処理装置であって、
前記第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータの量と、前記第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、前記第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータ量と、前記第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、を、可視的に表示することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項１記載の情報処理装置であって、
前記設定手段は、前記上限値が経時的に変化する複数種類のパターンのうち１つのパターンを設定する手段であることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項４記載の情報処理装置であって、
第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータの量と、前記第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、に関する情報に基づき、前記１つのパターンで定められた上限値のうち、前記第１の時間帯における前記上限値を変動させ、
前記第１の時間帯と異なる第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータの量と、前記第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、に関する情報に基づき、前記１つのパターンで定められた上限値のうち、前記第２の時間帯における前記上限値を変動させることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項４記載の情報処理装置であって、
第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータの量と、前記第１の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、前記第１の時間帯と異なる前記第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した書き込みデータ量と、前記第２の時間帯ごとに前記第１の記憶装置が受信した読み出しデータの量と、を、可視的に表示することを特徴とする情報処理装置。
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-
1994
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