JPH01131940A - ディスク・キャッシュ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、８１算機システムに設置されるディスク装置
に設けた２次記憶としてのキャッシュ・メモリを制御す
るディスク・キャッシュ制御装置に関し、このキャッシ
ュ・メモリに常駐させるデータの最適化を図るものであ
る。

ｒ従来の技術ｊ 一般に、計算機システムに設置されるディスク装置にＩ
Ｃメモリを設け、このＩＣメモリを２次記憶のキャッシ
ュ・メモリとして、ディスク装置内の一部のデータを記
憶させてアクセスの効率化を図ることが多い。

このようなキャッシュ・メモリ付きディスク装置のアク
セス時間は、キャッシュ・メモリに対するヒツト／ミス
に依存するが、アクセス時間を重視するリアルタイム計
算機では、このようなヒット率に依存する装置ではまだ
効率が悪く、最近よく用いられる半導体ディスクが有利
である。というのは、一般のキャッシュ・メモリ付きデ
ィスク装置は、Ｌ　ＲＵ　（ｌ　ｅａｓｔ　　Ｒｅｃｅ
ｎｔｌｙ　Ｕ　ｓｅｄ　）方式を用い最新のデータが更
新格納されるので、ヒツト／ミスは確率の問題となり、
最悪の場合は通常のディスク装置とアクセス速度が同じ
かまたはキャッシュ・メモリ制御部動作により遅くなり
、キャッシュ・メモリによる高速化の効果が有効に得ら
れない理由による。しかし、半導体ディスクは高価なＩ
Ｃメモリを大量に使用しようするためコスト高であった
。

以上の問題に対して、従来は、第４図に示すように、計
算機側の起動により、ディスク装置りの一部領域Ａ内の
全データをキャッシュ・メモリＣに常駐させる方式を採
用していた。

「発明が解決しようとする問題点１ 以上のような常駐方式では、キャッシュ・メモリＣに常
駐するデータの内、有効に利用されるのは例えば領域Ａ
１．Ａ２．Ａ３の一部のデータであり、キャッシュ・メ
モリＣに常駐された全てのデータが有効に利用されてい
なかった。

即ち、キャッシュ・メモリＣは、ディスク装置りの領域
Ａにある、データ拡張のための予備データ、アクセス頻
度の低いデータ等をも含むため、高価なＩＣメモリの持
つメモリ容量を十分に活用していないという問題があっ
た。

本発明は、以上のような問題を解決するためになされた
ものであり、キャッシュ・メモリ内に常駐さけるデータ
の最適化を図り、アクセス時間の短縮を実現することを
目的とする。

ｒ問題を解決するための手段」 本発明は、計算機側からのディスク・アクセスを監視す
ることによってキャッシュ・メモリに常駐させるデータ
を決定するものであり、その構成は次の通りである。

即ち、計算機システムに設置されるディスク装置に設け
たキャッシュ・メモリを制御するディスク・キャッシュ
制御装置であって、前記計算機システムの起動によりキ
ャッシュ・メモリまたは前記ディスク装置に対して読み
出しまたは書き込み動作を実行するキャッシュ制御部に
、キャッシュ調整手段として、前記計算機システムから
前記ディスク装置へのアクセスを監視するディスク・キ
ャッシュ・アクセス・モニタと、前記ディスク装置を連
続アドレスに分割してブロック・アドレスとしてテーブ
ル管理されこのブロック・アドレスについて前記ディス
ク・キャッシュ・アクセス・モニタで検出されるアクセ
ス回数を記憶する記憶手段と、前記ディスク・キャッシ
ュ・アクセス・モニタ及び前記記憶手段を制御するとと
もに前記記憶手段内に記憶されたアクセス回数の多いブ
ロック・アドレスを前記キャッシュ制御部に通知するプ
ロセッサ部とを設けたことを特徴とするディスク・キャ
ッシュ制御装置である。

「作用」 はじめに、高速化すべきデータ処理のプログラムを実行
させ、プロセッサ部、ディスク・キャッシュ・アクセス
・モニタにより、ブロック・アドレス管理の記憶手段に
、ディスク・アクセスするブロック・アドレスとアクセ
ス回数を記憶させる。

次に、プロセッサ部は、記憶手段内のアクセス回数値に
よりアクセス回数の多いアドレス・ブロックを常駐化キ
ャッシュ・メモリの容量に合わせてキャッシュ制御部に
通知し、ディスク装置からキャッシュ・メモリに書き込
む。

ｒ実施例」 第１図は、本発明のディスク・キャッシュ制御装置を用
いたシステムの例を表わすブロック図である。

この図において、１はシステム全体を管理制御する計算
機システムであり、記憶部であるディスクＳｉ置Ｄ１こ
のディスク装置を制御するディスク制御部４を設けると
ともに、計算機システム１との中間部にキャッシュ・メ
モリ２、このキャッシュ・メモリ２を制御するキャッシ
ュ制御部３を備える。

キャッシュ制御部３は、キャッシュ・メモリ２内にデー
タがあるかどうかよりヒツト／ミスを判定し、ミスであ
ればディスク制御部４を起動する。

本発明はこのような従来のシステムにおいて、キャッシ
ュ制御部３にキャッシュ・メモリ２に常駐させるデータ
を決定するキャッシュ調整手段５を面えることを特徴と
し、このキャッシュ調整手段５は表示／指示装置６によ
り動作を制御される。

このシステムの動作は、表示／指示装置６の指示により
、キャッシュ調整手段５を起動し、計算機システム１か
らディスク装置ＨＤへのアクセスを監視し、その結果を
用いてキャッシュ制御部３に最適な常駐データを指定す
る。

キャッシュ調整手段５の詳しい構成を第２図に表わす。

この図において、５１はこのキャッシュ調整手段５を管
理する１チツプ・マイコン等のプロセッサ部、５２は計
算機システム１のディスク［Ｉｉ！！Ｄアク廿スを監視
するディスク・キャッシュ・アクセス・モニタ、５３は
ミス時にディスク・アクセスを監視し通常動作時のヒツ
ト率を算出するディスク・アクセス・モニタ、５４は種
々の管理情報を記憶するメモリ、５５は表示／指示袋＠
６との通信用のターミナル・インターフェイスである。

更に、メモリ５４の論理構造は、第３図のように構成さ
れる。即ち、キャッシュ・メモリ２の管理データ長をブ
ロックとし、このブロック単位〈例えば８にバイト単位
）でディスク装置り内を連続アドレスに分割し、ブロッ
ク・アドレスのテーブル管理とする。そして、計算機シ
ステム１から同一ディスク・ブロックがアクセスされる
毎にアクセス回数が＋１されて書き込まれ、同一のハツ
シュ値を持つテーブルに既に他のブロック・アドレスが
入っていたら空領域にリンクして、元のテーブルからリ
ンク・ポイントを指定し新しい管理テーブルが作成され
る。

また、新しいブロック・アドレスが入力されるごとにエ
ントリ数が＋１され、このエントリ数が一杯になると、
メモリ全領域にデータが格納されたことを表わし、新し
いエントリを認めない。

このテーブルの領域即ちメモリ容量はディスク容儀、ま
たはキャッシュ・メモリ容儀により一定ではないが、常
駐化するキャッシュ・メモリのブロック数の５〜１０倍
程度が望ましい。例えば８にバイトのブロックに分割し
て管理するキャッシュ・メモリにおいて、常駐化するメ
モリ容量が８Ｍバイトであれば、５に〜１０にエントリ
の容量が必要であり、１工ントリ分のテーブルに６バイ
トを使用すると、３０に〜６０にバイトのメモリ容量が
必要となる。

さて、本発明の装置を用いてキャッシュ・メモリ２に常
駐化すべきデータが決定してしない時点から、常駐化さ
せるデータを決定する動作手順を次に説明する。

はじめに、表示／指示装置６からオペレータが指示し、
キャッシュ調整手段５、キャッシュ制御部３の経路でキ
ャッシュ・メモリ２をオフとし、全データをバイパスさ
せるか、またはキャッシュ・メモリ２を非実装とする。

そして、表示／指示装置６よりキャッシュ調整手段５に
計算機システムのアクセス監視を開始させる。

オペレータはｉｔ　算ｍシステム１を用いて高速化すべ
きデータ処理のプログラムを起動する。

プロセッサ部５１の制御により、ディスク・キャッシュ
・アクセス・モニタ５２は計算機システム１からディス
ク装置りに対するアクセスを監視し、アクセスがあった
時点でメモリ５４内における当該ブロック・アドレスの
アクセス回数を＋１する。そして、前述したように、同
一のハツシュ値を持つブロック・アドレスが入力される
と、このメモリ５４の空領域に新しい管理テーブルを作
成してブロック・アドレス、アクセス回数、リンク・ポ
イントの管理をする。

そして、オペレータは表示／指示装置６によりモニタ終
了を指示し、常駐化するキャッシュ・メモリ２の容儀を
指定する。

キャッシュ調整手段５は、メモリ５４内のアクセス回数
管理テーブルを用い、アクセス回数の多いブロック・ア
ドレスをアクセス回数の多い順にキャッシュ制御部３に
通知する。

キャッシュ制御部３はキャッシュ・メモリ２に対し、デ
ィスク装置！Ｄ、ディスク制ｗＪ郡４の経路　　゛で通
知されるアクセス回数の多いブロック・アドレスのデー
タをキャッシュ・メモリ２に転送する。

以後、定常動作状態へ移行する。

また、表示／指示装置６の起動によりキャッシュ調整手
段５内のディスク・アクセス・モニタ５５はキャッシュ
・メモリ２に常駐されたデータの定常状態でのヒツト率
の確認ができる。この場合、ディスク・アクセス・モニ
タ５３は、キャッシュ制御部３の上位、下位をモニタす
るだけであるのでキャッシュ・メモリ２、ディスク装置
りのアク七ス時間に影響を与えない。

このように、本発明装置によれば、アクセス回数の多い
データをキャッシュ・メモリに格納することによって、
常駐データの最適化を図ることができ、アクセス時間の
短縮を実現することができる。

「発明の効果」 本発明によれば次の効果が得られる。

従来、計算機システムの起動によりキャッシュ・メモリ
に常駐させるデータを決定していたが、本発明はキャッ
シュ調整手段を新たに設けたため、計算機システム側の
ディスク・アクセス方式を変更することなく、常駐デー
タの決定が行なえる。

例えばプロセス制御用計算機システムのように高速処理
しなければならないデータ領域が固定されている場合に
有効である。

キャッシュ調整手段はオプションとして設置でき、常駐
化するデータが決定した後に取り外すこともできる。

４、発明の効果 第１図は本発明のディスク・キャッシュ制御装置を用い
たシスデム全体の構成を表わすブロック図、第２図は本
発明のキャッシュ調整手段５の詳しい構成を表わす図、
第３図は本発明のキャッシュ調整手段内５のメモリ５４
の論理構成図、第４図は従来のディスク装置とキャッユ
・メモリの内容に関係を表わす図である。

１・・・計算機システム、 ２、Ｃ・・・キャッシュ・メモリ、 ３・・・キャッシュ制御部、４・・・ディスク制御部、
５・・・キャッシュ調整手段、６・・・表示／指示装置
、５１・・・プロセッサ部、 ５２・・・ディスク・キャッシュ・アクセス・モニタ、
５３・・・ディスク・アクセス・モニタ、５４・・・メ
モリ、 ５５・・・ターミナル・インターフェイス、Ｄ・・・デ
ィスク装置。

手続補正書は式） １．事件の表示　　　　　　特願昭６２−２０２４０２
号２、発明の名称　　　　　　　ディスク・キヤ・ンシ
ュ制御装置昭和６３年１２月２０日 ６、補正の対象　　明ｍ書の図面の簡単な説明の欄７、
補正の内容　　明細書第１２頁１０行目、「４０発明の
効果Ｊとあるのを「４、図面の簡単な説明」と補正する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）計算機システムに設置されるディスク装置に設け
   たキャッシュ・メモリを制御するディスク・キャッシュ
   制御装置であって、前記計算機システムの起動により前
   記キャッシュ・メモリまたは前記ディスク装置に対して
   読み出しまたは書き込み動作を実行するキャッシュ制御
   部に、キャッシュ調整手段として、前記計算機システム
   から前記ディスク装置へのアクセスを監視するディスク
   ・キャッシュ・アクセス・モニタと、前記ディスク装置
   を連続アドレスに分割してブロック・アドレスとしてテ
   ーブル管理されこのブロック・アドレスについて前記デ
   ィスク・キャッシュ・アクセス・モニタで検出されるア
   クセス回数を記憶する記憶手段と、前記ディスク・キャ
   ッシュ・アクセス・モニタ及び前記記憶手段を制御する
   とともに前記記憶手段内に記憶されたアクセス回数の多
   いブロック・アドレスを前記キャッシュ制御部に通知す
   るプロセッサ部とを設けたことを特徴とするディスク・
   キャッシュ制御装置。