JPH01296334A - デイスク制御方式 - 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、電子計算機システムの外部記憶装置である磁
気ディスク装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の方式は例えば、情報処理ＶｏＱ、１８．＆１２　
　Ｄｅｃ、１９７７、ｒディスクを中核とする多重プロ
グラミングシステム効率化の実験」と題する文献で述べ
られているように、ファイルという単位の磁気ディスク
上の配置方式であった。

文献情報処理学会論文誌ＶｏＱ、２８．に６ｐ、ｐ、６
０６〜６１６１’ＵＮＬＸ’７−クステーシヨンに於け
るディスクアクセス特性とディスクキャシュの考案」に
よるとワークステーションに於けるある処理を行った際
のディスク装置上のヘッドの行き光分布は、広い分布範
囲をもっている。

使用頻度の高い情報をディスク上に局所化して格納して
おくと、シーク時のヘッドの動きを少なくすることがで
きる、すなわち、情報の局所化により、シーク距離の短
かいシーク動作の度数が増大することになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

−従来の電子計算機システムの外部記憶装置である磁気
ディスクでは、格納された情報のアクセス頻度に関係な
く格納されていた。そのため、良く使用される情報が、
磁気ディスク上の離れた場所に格納されている場合、情
報をアクセスするヘッドの移動距離が大きくなり、アク
セス時間が多くかかつていた。

本発明の目的は、磁気ディスク上で良く使用される情報
を１カ所に集めることにより磁気ディスクのアクセスヘ
ッドの移動量を短縮することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、磁気ディスクの制御装置にトラック単位に
アクセス頻度を計数する機構とその値を格納する不揮発
性メモリを用意する。ディスク制御装置は、アクセス頻
度に従ってトラックを並び替える。並び替える順序は、
ディスクの中央から並び替えて行く、ディスク制御装置
は、論理的なトラック番号と物理的トラック番号の変換
表を不揮発性メモリ上に保持する。計算機システムは、
ディスクアクセス時に論理トラック番号でアクセスする
。論理トラック番号に対する物理トラック番号は、変換
表に記述されている。アクセス頻度に従って並び替えが
行なわれた場合は、この変換表の物理トラックの番号を
入れ替える。ディスクに対するプログラムからのトラッ
クアクセスは。

論理トラックで行われるので変更の必要性はない。

ディスクのトラックを並び替えるタイミングは、磁気デ
ィスク装置に並び替えの指令を与えたときである。また
、磁気ディスク上のトラックの使用頻度を計算する不揮
発性メモリは、指令により初期設定する機能も用意する
。

ディスクのトラックを並び替えるタイミングは、−例と
して１日の仕事の終了時や１月２期１年度末など処理の
区切り、データの変動が生じる時期を契機にバッチ処理
で行う、また、磁気ディスクのシーク距離毎の度数をカ
ウントするテーブルを用意しておき、シーク距離の長い
シーク処理の度数がコンソールやシステム起動時に指定
された値よりも大きくなったとき、コンソールにその旨
をメツセージとして出力する。コンソールを見た人が、
並び替えを行うかどうかを判断してどちらを選択するか
のコマンドをコンソールから入力する。

また、システムでシーク距離の長い処理度数が指定した
値を超えたときに自動的に行うようにしてもよい。

〔作用〕

磁気ディスク制御装置上に用意されたトラック毎のアク
セス頻度を計数する機構は、アクセス頻度を格納する不
揮発性メモリに計数した値を格納する。トラックの並び
替え機構は、この計数値に従ってディスクのアクセス頻
度の多い順にトラックを並び替える。論理と物理トラッ
ク番号の対応を格納してあるテーブルは、並び替えの後
に書き換える。それによって、ディスク装置上で良く使
用されるトラックは１局所化して集められるのでディス
クのヘッドの移動距離が少なくなり、シーク時間の減少
が図れ、磁気ディスクのアクセス時間を減少することが
できる。

この効果として、磁気ディスク上の情報アクセス速度が
向上する上に、磁気ディスク上の情報が複写されている
ディスクキャシュ上に格納されている情報のアクセス頻
度も向上し高速ディスク入出力処理に寄与する。

また、Ｏ８のファイルシステムなどの大がかりな変更を
せず、ｏＳに依存せず磁気ディスク制御装置で実現でき
るので、広く使用できるという特長を持つ。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図はバス４上に、演算処理装置！！（ＣＰＵ）１と
半導体メモリ５．２次記憶装置である磁気ディスク７を
制御するディスク制御装Ｒ６、ネットワーク上の他のシ
ステムと情報通信を行う通信制御装置！２が結合された
構成を有するワークステージョンやパソコン、ワードプ
ロセッサシステムの模式図である。本発明はそのディス
ク制御装置６とディスク７に係わる。

第２図（ａ）は、磁気ディスク２１の構造を示し、同図
（ｂ）はこれをアクセスするために使用する論理トラッ
ク番号と物理トラック番号の対応を示す表２６を示して
いる。

ディスク２１は、−枚の円板上のトラックと呼ばれる同
心円の記憶単位２２．２３・・・で管理されている。デ
ィスク２１はスピンドル２９を中心に回転しており、ア
ーム２５の先端に装着されたヘッド２４を目的トラック
に位置づけるようアーム２５を動かすことによりデータ
の読取り、または書込みが行なわれる。このディスク上
のトラックを識別する番号を物理トラック番号と呼ぶ。

一方、ディスクをアクセスしようとする計算機システム
は、ディスク上の物理トラック番号を指示してアクセス
するのではなく、論理的につけられたトラック番号（論
理トラック番号）を指定してアクセス要求する。これは
、ディスク上の物理トラックが破壊されたとき、別のト
ラックを代指犬して使用できるようにするなどのためで
ある。

このため、論理と物理トラック番号の対応表が必要であ
り、２６はその表で、カラム２７には論理、カラム２８
には物理トラック番号をそれぞれ格納して対応づけてい
る。

第３図のテーブル３１は、本発明を実現するために新た
に設けたテーブルであり、カラム３２は物理トラック番
号を、カラム３３は、対応する物理トラックが何回アク
セスされたかを計数しその値を格納しておくものであり
、カラム３４はアクセス頻度の大きい順にテーブル３１
を並びかえるときに使用するものである。

第４図は、カラム３４を使用してテーブル３１をカラム
３３の値の大きい順に並べたときの形式％式％ ４２は、一番大きい値の入っている場所を示すもので、
テーブル３１の先頭からの位置（ポインタ）が入ってい
る。この値を基にして、テーブル３１のエントリが決定
できる。カラム３４の値は、次に大きい値の格納されて
いる位置がセットされており、一番小さい値の格納され
ているエントリのカラム３４は０がセットされている。

このテーブル３１は、ディスクのアクセスが、生じる毎
にカラム３３に計数され、この値の大きいトラックが良
くアクセスされたことを示す。

第５図は、磁気ディスクの一枚の中心点の片側半分の断
面図である。右端が磁気ディスクの一番外側になる。５
１は、磁気ディスクの物理トラックの並びの中心を示す
位置であり、第４図で示す表３１の中からアクセス頻度
の多い物理トラック番号の内容を中心から左右にそれぞ
れ配置しなおして行く、従って５１の位置から左右にア
クセス頻度の高いトラックの内容が並び換えられた後は
順番に並んでいることになる。Ｃ１，Ｃ２は、最初に中
心点を５１をはさむ両物理トラック番号を示し、ここに
１番目と２番目にアクセス頻度の大きい物理トラックの
内容が格納される。次いで、それぞれ一つずつＣ１の左
、Ｃ２の右のトラック番号に移る。これにより次に格納
すべき３番目と４番目に頻度の大きいトラック番号の内
容を格納するディスク上の位置を指示していることにな
る。

第６図は、物理トラックの内容を交換する処理を記述し
たものである。今６３と６４の物理トラック番号の内容
を交換する場合を示す、１トラック分のデータが格納で
きる６１．６２の２つのバッファを用意して、６３と６
４のトラックの内容を６５．６６で読み込む０次に、バ
ッファ６１の内容をトラック６４に、バッファ６２の内
容をトラック６３にそれぞれ６８と６７で書き込んで交
換する。

第７図は、論理と物理トラック番号の対応表の物理トラ
ック番号を変更する処理を記述したもので上述のように
アクセス頻度の大きい順から物理トラックの内容を変更
したので今までの物理トラック番号を、内容を移動した
物理トラック番号に変えてやらなければならない、この
処理を示したものである。７４と７５は、交換する二つ
の物理トラック番号が格納されている一時記憶領域であ
る。テーブル２６のカラム２８の値と記憶領域７４．７
５に入っている値を比較して行き、一致した位置のカラ
ム２７の値を取り出し、−時記憶領域７６．７７の領域
に格納する。カラム２７の値は、論理トラック番号が入
っておりテーブル２６のエントリの番号と同じである０
次に７６の示すエントリのカラム２８に、７５に格納さ
れている値を格納し、７７の示すエントリのカラム２８
に７４に格納されている値を格納してテーブル２６の更
新を終える。この処理は、ディスクの全トラックに対し
てくり返し行われる。

第８図は、本発明の実現を行うに当って実施する初期設
定処理について記したもので処理８１では表２６の論理
／物理トラック番号の対応表を論理と物理と同じ値に初
期設定する。また、処理８２は１表３１の物理トラック
の７クセスカウンタ値を格納してあるカラム３３の値を
０にセットしてアクセス回数が何もなかったとして初期
値設定する。これは、計算機システム等より磁気ディス
ク制御システムへ指令が渡された時に行う。

第９図は、テーブル３１の物理トラックアクセスカウン
タ値を計数する処理を示したものである。

処理９１は、ディスクに対してデータをリード／ライト
（ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ）するとき渡される論理トラッ
ク番号をコマンドから計算する。磁気ディスク制御装置
では、データを読み書きするトラックの番号を計算して
求めることは必要条件であり、特に本発明で特別な計算
を必要としない０次に処理９２でテーブル２６のカラム
２７の論理トラック番号と求めた論理トラック番号の一
致する部分を求めて対応するカラム２８の物理トラック
番号を求める。この物理トラック番号を基に、テーブル
３１のカラム３２の値と一致するエントリを兄つけ、見
つかったならば、対応するテーブル３１のカラム３３の
値を１つ増やす、上記カラム３２の値と一致するエント
リは、カラム３２の値と求めた物理トラック番号の一致
を、テーブル３１を順にさがして見つければよい、これ
で、物理トラックをアクセスした場合にアクセス回数を
計数できる。

第１０図は、ディスクの物理トラックの内容をアクセス
回数に従って並び替える処理フローを記述したものであ
る。処理内容の説明は、フローチャートの処理ボックス
の中に記述したとおりである。

第１１図は、第６図の二つの物理トラックの内容を交換
する処理をフローチャートで示したもので、１１１から
１１２のボックスの中の処理のとおりである。

第１２図は、論理／物理トラック変換表２６の物理トラ
ック番号の入っているカラム２８を更新する処理を示し
たものであり処理内容は１２１から１２４のボックスの
内に記述される処理手順で実行する。

物理トラックアドレスのアクセス頻度を格納してあるテ
ーブル３１の内容を計算機システムの側からロードして
やり、それに基づき並び替えを行う適用もできる。テー
ブル３１の値を処理の手順に従い、リスト形式で並べて
用意しておき、処理の区切り毎にテーブル３１にロード
して並べ替える応用も実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気ディスク上でアクセス頻度の高い
データを局所化して配置できるので、磁気ディスク上に
データを書いたり読んだりするヘッドの動き（シーク時
間）を減少することができる。また、磁気ディスク上の
データをコピーして格納してあるディスクキャシュのア
クセスのヒツト率（磁気ディスクにアクセスしなくても
ディスクキャシュをアクセスすることで磁気ディスク入
出力処理を行える割合）を高めることができる。

その結果、磁気ディスク上のデータ局所化、ディスクキ
ャシュのアクセスヒツト率向上の相乗効果も期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電子計算機システムの構成を示すブロック図
、第２図は、−枚の磁気ディスクの概略平面図と記録単
位の物理トラックと物理トラック番号と論理トラック番
号を対応づける表の説明図、第３図は、物理トラック単
位をアクセスした回数を計数するための表の説明図、第
４図は、アクセス回数に従って並び替えを行うための方
式の説明図、第５図は、−枚の磁気ディスクの縦断面図
、第６図は、磁気ディスク上の物理トラックの内容を交
換する処理を示した説明図、第７図は論理／物理トラッ
ク対応表の更新処理を示した説明図、第８図は１本発明
を実施するに当っての初期処理のフロー図、第９図は本
発明の実施例における磁気ディスクのトラックアクセス
回数カウントを行う処理のフロー図、第１０図は、物理
トラックの内容の交換、論理／物理トラック表変更処理
を示すフロー図、第１１図は、ディスク上の物理トラッ
クの内容を交換処理するフロー図、第１２図は、論理／
物理トラック対応表を変更する処理を示すフロー図であ
る。 ６・・・磁気ディスク制御装置、７・・・磁気ディスク
装置、２１・・・磁気ディスク、２２．２３・・・物理
トラック、２４・・・磁気ディスクのアクセスヘッド、
２６・・・物理／論理トラック番号対応表、３１・・・
物理トラックのアクセス頻度のカウントを行う表。 ５２・・・磁気ディスクの中心から右端までを横から見
た図、６１．６２・・・磁気ディスクの物理トラックの
内容を交換するためのバッファ、６９・・・磁気ディス
ク、６３．６４・・・物理トラック、７４゜７５．７６
．７７・・・論理／物理トラック変換表を第　／ＩＩＩ 鴎）（ｂ） 第　３　凹 第　　今　　記 第　テ　ロ 第　６Ｔ２］ ８７　口 ′＄　８　口 ′４９　Σ 第　／／　　圀 羊　　７２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動ヘッド型ディスク装置（以下ディスクと略称）
   とその制御装置において、ヘッドの移動単位であるトラ
   ック毎にアクセス回数をカウントした値を格納する記憶
   装置と読み出し、書き込み等のトラックをアクセスする
   処理とそれを使用してディスク上でアクセス頻度に従つ
   てディスク上のトラックの内容を交換して並び替えて局
   所化し、ヘッドの移動量を少なくすることを特徴とする
   ディスク制御方式。 ２、アクセス頻度を格納する記憶装置にアクセス頻度を
   任意の時点で取り込み、情報処理の時間的進行に従つて
   、ディスクの使用パターンを与えディスク上の情報の配
   置を動的あるいは指示に従つて配置することを特徴とす
   るディスク制御方式。 ３、アクセス頻度を格納してある記憶装置を取り出すこ
   とが可能な請求項第１項、第２項記載のディスク制御装
   置。