JP3783560B2 - 情報処理システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報処理システムに関し、特に情報処理システムの診断及び障害回復に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、データ転送の実行中においてシステムバスとの通信中に障害が検出されると、待機している予備系システムへCPU(中央処理装置)、通信中の該当装置を含めた全装置を予備系に切替え、その全ての装置の正常性確認の診断、初期化を行っている。
【0003】
これら全ての装置の正常性確認の診断、初期化を行ってからでないと、情報処理システムの運用の再開、利用ができないので、障害の回復が遅れることとなり、長時間に渡るシステム停止を余儀なくされるという問題がある。このため、システム全体の信頼性を低下させるとともに、システムサービス能力の低下を招くという問題がある。
【0004】
また、二重化の情報処理システムとして、CPU、システムバス、装置等の構成要素がペアとして必要なため、システムが大型化して高価なものとなるという問題がある。
【0005】
さらに、障害部位の検出に際しては各装置個々の診断を、システムバスを介してオンラインで順次行わなければならないので、長時間を要するという問題がある。
【0006】
例えば、特開平6−266631号公報には、システムバスとは独立な機能ブロック間通信ルートである保守バスを設け、システムバス障害時でも機能ブロック間通信を可能とする方法が開示されている。システムバス障害時には障害システムが現用系の場合、正常なシステムバスを現用系に、障害システムを予備系に切替えている。バス交差によってシステムバス間を切離すことで、現用系のシステムバスに障害の影響が及ぶことを防ぐことができ、システムが動作可能となる。
【0007】
故障ドライバ・レシーバの切分け方法はまず、第一に現用系のCPUまたは予備系のCPUが保守バスを介して予備系のシステムバスから全ての予備系の機能ブロックを予備系のシステムから切離す。
【0008】
次に、保守バスを介して予備系のCPUを予備系のシステムバスに接続する。さらに、保守バスを介して順次CPU以外の機能ブロックをシステムバスに接続する。接続した時にバス障害が発生した機能ブロックのドライバ・レシーバが故障ドライバ・レシーバである。
【0009】
バス障害が発生した場合、接続した機能ブロックを切離し、この機能ブロック以外の予備系の機能ブロックを順次接続し、同様に予備系のCPUと、予備系のシステムバスを介して通信を行い、バスの障害が発生するかどうかを確認することによって残りの機能ブロックの正常性を確認している。
【0010】
この故障ドライバ・レシーバの切分けを順次コマンドを投入することなく、システムバスの正常性確認時、システムバスの障害発生時に自動的に行う切分け試験を行って障害部を判別している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の情報処理システムでは、障害発生時に現用系のシステムバスから予備系のシステムバスへ切替える際、予備系のCPU、全ての予備系の機能ブロックへ一緒に切替え、これらの正常性の確認及び予備系のCPU、予備系の機能ブロックについて順次初期化を行わなければならないため、障害発生時のバス切替え後の再開処理に時間がかかりすぎるという問題がある。
【0012】
また、従来の情報処理システムでは、現用系及び予備系としてCPU、システムバス、機能ブロック等の構成要素が全て二重化されるので、金物量が二倍になるため、システム自体が大型化しかつ高価になるという問題がある。
【0013】
さらに、従来の情報処理システムでは、システムバス配下の個々の装置について、オンライン診断を順次実行しているため、障害部位を検出するための診断に時間がかかりすぎるという問題がある。
【0014】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、高価なシステムを構成することなく、障害部位の検出時間を大幅に短縮することができ、障害からの回復を高速に行うことができる情報処理システムを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明による情報処理システムは、複数の入出力処理装置と上位装置とを接続しかつ現用系及び予備系からなる2重化されたシステムバスと、前記現用系及び予備系各々のシステムバスに対応してそれぞれ前記システムバスとは独立に設けられかつ前記現用系及び予備系各々の切替えを行うための現用系及び予備系からなる2重化された制御バスと、前記複数の入出力処理装置のうちの障害の発生した装置のみを前記現用系の制御バスを用いて前記現用系のシステムバスから切離しかつ前記予備系の制御バスを用いて前記予備系のシステムバスへと接続替えを行う手段とを備え、前記入出力処理装置によるデータ転送と、前記複数の入出力処理装置のうちの空き時間状態にある装置に、前記接続替えによって切離された前記現用系のシステムバスに対応する前記現用系の制御バスを介して自己診断起動を送り込むことで実行される自己診断とを並行して動作させている。
【0016】
すなわち、本発明の転送制御方法は、上位と接続するシステムバスをもう一つ設けることで、システムバスを2重化にし、さらに上記のシステムバスとは独立した2重化のための制御バスを持ち、データ転送障害の発生した装置のみを予備系のシステムバスへ組替えることによって、障害発生時からの転送処理の回復を短時間に行うことと、自己診断制御の並列処理による高速化でシステムの可用性及び信頼性の大幅な向上を図るものである。
【0017】
より具体的に、本発明の情報処理システムでは、CPU(Central Processing Unit)が現用系のバスAのメインバスを介して対象のIOP(Input Output Processing)−iに動作指令を与えると、IOP−iは自律的にメモリ内の制御語(CW:Control Word)を取込んで、制御語に記述された動作を解釈して指定されたデータ転送等の動作を、目的のIO(Input Output)−iとメモリ内のデータバッファとの間でCPUの介在なしにダイレクト・メモリ・アクセスでのデータ転送を実行する。
【0018】
転送動作が終了すると、IOP−iは動作の実行結果をメモリ内の結果語(RW:Result Word)に記録する。その後、IOP−iは動作が終了したことを、動作指令が送られてきたCPUへ、動作の終了としての割込みで知らせる。
【0019】
データ転送中にバス系障害等の異常終了が知らされると、CPUは完了できなかった先程の動作指令を再試行する。間欠障害であれば、上記の再試行処理で救うことが可能となる。CPUは救えない固定障害であると判断すると、現用系のサブバスを介してIOP−iから現用系のバスAのメインバスを切離し、予備系のサブバスを介して予備系のバスBのメインバスをIOP−iに組込むことで、バスの切替えを行う。CPUは切替えたバスBのメインバスを介して、動作が完了しなかった先程の動作指令をIOP−iに送込むことによって、転送処理の継続を開始する。
【0020】
CPUはIO−iとメモリとの間でダイレクト・メモリ・アクセス転送が開始されると、切離したバスAのメインバスのバス系障害診断のためにサブバスを介して、現在の転送動作に組込まれていない他のIOP、IOの自己診断を次々と開始指示する。
【0021】
自己診断が指示されたIOPは内部の自動診断起動部が診断指示を受取ると、診断実行処理部で診断動作中の影響が外部に出ないようにバスA、バスBを切り離してから個々のIOPを診断し、続いてそれぞれの配下であるIOの個々の診断を逐一実行して行く。
【0022】
診断動作が終了すると、実行結果は診断結果レジスタに保存される。診断終了後、内部状態をクリーンにするために、自律再開制御部にてIOPの初期化が実行される。この時、診断結果レジスタの内容は壊されることなく、保存されている。
【0023】
CPUはサブバスを介して各IOP内の診断結果レジスタの内容をチェックすることで、診断結果レジスタの内容から診断動作の終了と診断結果とを知ることができる。
【0024】
また、CPUは障害の発生したバス直結部の障害について、サブバスを介して個々の装置であるIOPのサブバスを逐次接続したり、切離したりすることによって障害部位を特定することができる。そのため、システムサービスを停止させることなく、障害の回復を迅速に行える。
【0025】
さらに、診断性能の向上を図るとともに、情報システムの向上を図っている。これによって、転送制御方式のシステムの可用性及び信頼性の大幅な向上と、診断性能の向上と、経済性の向上とを図ることが可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による情報処理システムの構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例による情報処理システムは中央処理装置1と、入出力処理装置群2と、バスA100及びバスB200とから構成されている。中央処理装置1及び入出力処理装置群2はそれぞれ二重化されたバスA100及びバスB200に接続されている。
【0027】
中央処理装置1はCPU(Central Processing Unit)11と、メインメモリ(Mem)12とから構成されている。入出力処理装置群2は入出力処理装置[IOP(Input Output Processing)−0]3と、入出力処理装置(IOP−i)4と、入出力処理装置(IOP−n)5と、入出力装置[IO(Input Output)−0]6と、入出力装置(IO−i)7と、入出力装置(IO−n)8とから構成されている。
【0028】
バスA100はメインバス(main_bus)110及びサブバス(sub_bus)120から構成され、バスB200はメインバス210及びサブバス220から構成されている。メインバス110,210はダイレクト・メモリ・アクセスの高速、大容量のデータ転送を行う情報転送用のバスから構成され、サブバス120,220はバスA100及びバスB200の組込み、切離し等の系制御、自己診断の起動、診断結果の読出し等の診断制御を行う制御バスから構成されている。
【0029】
図2及び図3は図1の入出力処理装置4の構成例を示すブロック図である。これら図2及び図3において、入出力処理装置4はポートA31と、バスA制御部(CTL)32と、ポートB33と、バスB制御部34と、ポート切替部35と、内部バス307と、データ転送処理部42と、診断制御部36と、診断実行処理部43と、診断結果レジスタ37と、自律再開制御部38と、診断結果報告部39と、指令解釈部40と、指令実行処理部41とから構成されている。尚、他の入出力処理装置3,5も入出力処理装置4と同様の構成となっている。
【0030】
図4は本発明の一実施例による情報処理システムの処理の流れを示す図であり、図5は本発明の一実施例による情報処理システムの動作を示すタイムチャートである。これら図1〜図5を参照して本発明の一実施例による情報処理システムの処理動作について説明する。
【0031】
情報処理システムの中央処理装置1ではCPU11が内部のメインメモリ12に格納されている命令を取出し、その命令を解釈しながら逐次処理にて所定の動作を実行している。外部の入出力装置6〜8へのデータアクセスが要求されると、CPU11は外部の各入出力装置6〜8とメインメモリ12との間で高速なデータ転送を実行する。
【0032】
CPU11は予めメインメモリ12内に各入出力装置6〜8のアクセスに必要な制御語(CW:Control Word)(図4のM1)、データバッファ(data_buf)(図4のM2)を作成して準備している(図4のシーケンスC1,C2)。現在のバスの運用状態はバスA100が運用状態であるactive_stateとして組込まれている(図4のステップA1)。
【0033】
CPU11はデータ転送の対象である入出力処理装置4への動作指令をバスA100のメインバス110を介して送り出す(図4のシーケンスC3、図5の時刻t1)。
【0034】
メインバス110はサブバス120の制御によってポートA31で組込まれ、ポート切替部35に接続されている。メインバス110を介して送り込まれた制御指令はポートA31、バス301、ポート切替部35、信号線315を経て指令解釈部40で受信される。
【0035】
指令解釈部40で解釈された制御指令は信号線316を介して指令実行処理部41へ送られる。解釈済みの制御指令を受けた指令実行処理部41は現在組込んでいるバスA100のメインバス110を介してメインメモリ12を直接アクセスし、動作指令の詳細が記述されてる制御語M1を同じメインバス110を介して指令実行処理部41に取込んでくる(図4のシーケンスB1)。
【0036】
指令実行処理部41は取込んだ制御語M1の記述に基づいて入出力装置7とメインメモリ12内のデータバッファ(図4のM2)との間でデータ転送に必要なパス設定を行い、続いて信号線317でデータ転送処理部42を制御して設定されたメインメモリ12のデータバッファと入出力装置7との間でダイレクト・メモリ・アクセスによる高速、大容量のデータ転送を実行する(図4のシーケンスB2)。
【0037】
書込み転送の記述であれば、指定されたデータバッファ(図4のM2)の領域のデータ群を入出力装置7へ書込み転送を行う。読込み転送の記述であれば、入出力装置7のデータに対して指定されたデータバッファ領域への読出し転送を行う。
【0038】
指定されたデータバッファ領域と入出力装置7との間のデータ転送が終了すると、指令実行処理部41はデータ転送の実行状況と結果レポートとを作成し、メインバス110を介してメインメモリ12の結果語(RW:Result Word)(図4のM3)の領域へ、直接報告書込みを行う(図4のシーケンスB3)。
【0039】
その後、指令実行処理部41は結果語(図4のM3)の書込みを行ったことをメインバス110を介してCPU11へ、動作終了割込みにて行う(図4のシーケンスB4)。動作指令終了割込みを受け取ったCPU11は内部のメインメモリ12から結果語(図4のM3)を読出してくる(図4のシーケンスC4)。
【0040】
CPU11は読出した結果語(図4のM3)の内容の判断し、次の処理を決める(図4のシーケンスC5)。動作指令が障害もなく、正常に終了していれば、本処理から抜けて次の逐次処理へ進む(図4のExit)。
【0041】
転送障害が発生していれば、先程の動作指令が未完であるので、再試行処理に入るために、再度同一の動作指令の発行処理まで戻ってシステムサービス処理の継続を試みる(図4のシーケンスC3、図5の時刻t3)。
【0042】
再試行処理でも転送障害が発生していれば、CPU11はサブバス120を介して入出力処理装置4へ、バスA100のメインバス110の切離し制御命令を送り込む。サブバス120からバス切離し制御命令を受け取ったバスA制御部32は制御信号302をポートA31へ出力し、ポートA31にて現在使用していたバスA100のメインバス110を切離す。
【0043】
続いて、CPU11はバスB200のメインバス210を入出力処理装置4に組込むためにサブバス220を介して組込み制御命令を送り込む。サブバス220からの組込み制御命令を受け取ったバスB制御部34は制御信号305をポートB33へ出力してバスB200のメインバス210をポート切替部35で組込む(図4のステップA2、図5の時刻t5)。
【0044】
CPU11は新しく組込んだバスB200のメインバス210を介して未完となっている先程の動作指令を発行する処理まで戻って、システムサービス処理の継続を試みる(図4のシーケンスC3,図5の時刻t6)。
【0045】
CPU11は送り込んだ動作指令によるデータ転送が対象の入出力処理装置4とメインメモリ12との間でバスB200のメインバス210で実行されている時に、データ転送が行われていない入出力処理装置3,5へ、切離されたバスA100のサブバス120を介して自己診断起動を送込む(図4のステップA3、図4のシーケンスD1,D2、図5の時刻t7,t8)。
【0046】
サブバス120からの自己診断起動を受取ったバスA制御部32は診断制御部36に信号303で動作を働きかける。診断制御部36は信号308を出力して診断実行処理部43の動作を開始させる。動作を開始した診断実行処理部43は初めに診断動作の影響が外部のバスA100のメインバス110及びバスB200のメインバス210に出ていかないように信号320を出力してポート切替部35でバス301,304を遮断する(図4のシーケンスE1,E2)。
【0047】
その後、診断実行処理部43は内部バス307を介して制御装置内部の診断を行う。続いて、内部バス307、データ転送処理部42、入出力バス319を介して入出力装置7の診断を順次行う。
【0048】
診断実行処理部43は一連の自己診断処理を終えると、信号314を出力して診断結果レジスタ37に診断終了と診断結果とを格納するとともに、自律再開制御部38を動かして診断後処理としての内部の初期化を実施して内部状態をクリーンにする。
【0049】
この時、診断結果レジスタ37は破壊されないように保護されている。自律再開制御部38は必要なクリーン処理を行った後、診断報告部39へ信号311を出力して自己診断動作を終える(図5の時刻t9,t11)。
【0050】
自己診断を起動したCPU11は時期を見てサブバス120,220を介して診断結果リード命令を発行する(図4のD3,D4)。診断結果リード命令を受け取った診断制御部36は診断結果報告部39へ信号309を出力する。信号309を受取った診断結果報告部39は自律再開制御部38の動作が終了しており、かつ診断結果レジスタ37に有効な診断終了と診断結果とが保存されていれば、診断結果リード命令を受けた方のサブバスを介してCPU11に報告することができる。
【0051】
データ転送の対象であった入出力処理装置4と入出力装置7とが空きになると、例えば組込まれたバスB200のメインバス210を介してメインメモリ12と入出力処理装置3と入出力装置6との間でデータ転送状態にある時(図5の時刻t12〜t14)、CPU11は切離されているバスA100のサブバス120を介して自己診断起動を送り込み、これによって上記と同様の自動診断が実行される(図5の時刻t13〜t15)。
【0052】
CPU11は転送障害の発生したバスA100のメインバス110のバス直結部の障害(図1の791,792,793,794)については個々の装置である入出力処理装置3〜5のいずれかを指定してポート折り返し命令、切替部折り返し命令及びバス切り離し命令をサブバス120に送り込む。
【0053】
ポート折り返し命令を受取ると、バスA制御部31は制御信号302を出力する。ポートA31は制御信号302を受取ると、メインバス110へ折り返す。切替部折返し命令を受取ると、バスA制御部32は制御信号303を診断制御部36へ出力する。
【0054】
診断制御部36は制御信号310をポート切替部35へ出力する。信号310を受取ったポート切替部35はメインバス110、バス301と流れてきたデータをポート切替部35内で折り返してCPU11へ返送する。
【0055】
バス切離し命令を受取ると、バスA制御部32は制御信号302をポートA31へ出力する。ポートA31はバスA制御部32で解釈されたバス切離し命令を制御信号302で受取ると、バスを切離すので、メインバス110を介してハイ・インピーダンス状態がCPU11へ送られる。
【0056】
CPU11は個々の折り返し命令で返送されてきたデータと指定された装置の組合わせとバス切離し命令の結果とを調べることによって、バス系障害の障害部位を特定することができる。
【0057】
このように、障害発生時の該転送制御装置のみを予備系のシステムバスへ切替えることによって、再開のための全体の初期化を大幅に短縮することができ、かつ未完了となった転送ブロックの転送処理を自律的に行ってデータ転送の復旧を行い、システムサービスの継続を自律的に行うので、障害からの回復を高速に行うことができ、情報処理システムの可用性と信頼性とを向上させることができる。
【0058】
また、転送データの走るシステムバス(バスA100及びバスB200)のみを二重化にしているので、低価格な情報処理システムを構成することができる。
【0059】
さらに、データ転送と並行して、空き時間状態にある各転送制御装置において次々に自己診断を起動して複数の診断を並行して実行することができるので、障害部位の検出時間を大幅に短縮することができる。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の入出力処理装置と上位装置とを接続しかつ2重化された現用系及び予備系のシステムバスと、複数の入出力処理装置のうちの障害の発生した装置を現用系のシステムバスから切離して予備系のシステムバスへ接続替えする手段とを設けることによって、高価なシステムを構成することなく、障害部位の検出時間を大幅に短縮することができ、障害からの回復を高速に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による情報処理システムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1の入出力処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図3】図1の入出力処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図4】本発明の一実施例による情報処理システムの処理の流れを示す図である。
【図5】本発明の一実施例による情報処理システムの動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 中央処理装置
2 入出力処理装置群
3 入出力処理装置(IOP−0)
4 入出力処理装置(IOP−i)
5 入出力処理装置(IOP−n)
6 入出力装置(IO−0)
7 入出力装置(IO−i)
8 入出力装置(IO−n)
11 CPU
12 メインメモリ
31 ポートA
32 バスA制御部
33 ポートB
34 バスB制御部
35 ポート切替部
36 診断制御部
37 診断結果レジスタ
38 自律再開制御部
39 診断結果報告部
40 指令解釈部
41 指令実行処理部
42 データ転送処理部
43 診断実行処理部
100 バスA
110,210 メインバス
120,220 サブバス
200 バスB
307 内部バス

Claims (17)

  1. 複数の入出力処理装置と上位装置とを接続しかつ現用系及び予備系からなる2重化されたシステムバスと、前記現用系及び予備系各々のシステムバスに対応してそれぞれ前記システムバスとは独立に設けられかつ前記現用系及び予備系各々の切替えを行うための現用系及び予備系からなる2重化された制御バスと、前記複数の入出力処理装置のうちの障害の発生した装置のみを前記現用系の制御バスを用いて前記現用系のシステムバスから切離しかつ前記予備系の制御バスを用いて前記予備系のシステムバスへと接続替えを行う手段とを有し、
    前記入出力処理装置によるデータ転送と、前記複数の入出力処理装置のうちの空き時間状態にある装置に、前記接続替えによって切離された前記現用系のシステムバスに対応する前記現用系の制御バスを介して自己診断起動を送り込むことで実行される自己診断とを並行して動作させることを特徴とする情報処理システム。
  2. データ転送の障害で未完となった転送ブロックと入出力装置との間のダイレクトメモリアクセスによるデータ転送とを前記予備系の制御バスを用いて前記予備系のシステムバスへと接続替えした後に前記予備系のシステムバスを用いて自律的に再開する手段を含み、当該データ転送の自律的な再開によって前記データ転送の障害から復旧させてシステムサービス処理を継続するようにしたことを特徴とする請求項1記載の情報処理システム。
  3. 前記システムバスを介してデータ転送を行い、前記制御バスを介して少なくとも系構成及び診断の制御の指示を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の情報処理システム。
  4. 前記現用系の制御バスを用いて前記現用系のシステムバスと所望の装置との接続及び切離しを自在としたことを特徴とする請求項3記載の情報処理システム。
  5. 前記予備系の制御バスを用いて前記予備系のシステムバスを所望の装置に対して組込み及び切離し自在としたことを特徴とする請求項3または請求項4記載の情報処理システム。
  6. 前記制御バスを介して所望の装置に対して自己診断を起動する手段を含むことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか記載の情報処理システム。
  7. 前記制御バスを介して所望の装置から前記自己診断の結果を読取る手段を含むことを特徴とする請求項6記載の情報処理システム。
  8. 前記制御バスを介した指示に応じて前記現用系のシステムバスに接続されるポートの前記入出力処理装置への接続と前記予備系のシステムバスに接続されるポートの前記入出力処理装置への接続とを切替えるポート切替手段を含むことを特徴とする請求項3から請求項7のいずれか記載の情報処理システム。
  9. 前記制御バスを介して受信した指示に応じて前記システムバスの内容を前記ポート内で折り返す手段を含むことを特徴とする請求項8記載の情報処理システム。
  10. 前記制御バスを介して受信した指示に応じて前記システムバスの内容を前記ポート切替手段内で折り返すようしたことを特徴とする請求項8記載の情報処理システム。
  11. 前記制御バスを介して受信した指示に応じて自己診断を実行する手段を前記複数の入出力処理装置内に含むことを特徴とする請求項3から請求項10のいずれか記載の情報処理システム。
  12. 前記自己診断の終了に応答して前記自己診断の結果を保存する手段を前記複数の入出力処理装置に含むことを特徴とする請求項3から請求項11のいずれか記載の情報処理システム。
  13. 前記自己診断の終了に応答して自装置内部の初期化を実施する手段を前記複数の入出力処理装置に含むことを特徴とする請求項3から請求項12のいずれか記載の情報処理システム。
  14. 前記現用系のシステムバスによるデータ転送をダイレクトメモリアクセスで実行するようにしたことを特徴とする請求項3から請求項13のいずれか記載の情報処理システム。
  15. 前記現用系のシステムバスを介して受信した動作指令を解釈する手段と、その解釈結果にしたがって所望の入出力装置とメインメモリとの間で転送する手段とを前記複数の入出力処理装置に含むことを特徴とする請求項3から請求項14のいずれか記載の情報処理システム。
  16. 前記動作指令の実行時の障害を検出する手段を前記複数の入出力処理装置に含むことを特徴とする請求項15記載の情報処理システム。
  17. 前記自己診断起動が前記複数の入出力処理装置に送り込まれることで実行される自己診断を並行して実行するようにしたことを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか記載の情報処理システム。
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