JPH03196345A - データ入出力方式 - 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における補助記憶装置と主
記憶上のユーザバッファとの間でデータを入出力する方
式に関するものである。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置等の補助記憶装置と主記憶上のユーザ
バッファとの間のデータ入出力方式としては、従来、次
の２方式が存在していた。

■補助記憶装置とユーザバッファとの間で直接にデータ
の入出力を行う方式 ■バッファキャッシュを用い、補助記憶装置とユーザバ
ッファとの間のデータの入出力をこのバッファキャッシ
ュを常に経由して行う方式（補助記憶装置から読み出し
たデータのブロックはバッファキャッシュに格納した後
にユーザバッファに転送し、補助記憶装置に書き込むデ
ータのブロックはバッファキャッシュに当該ブロックが
存在すればそこに書き込む。） なお、いずれの方式も一般にデータの転送単位はブロッ
クである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来のデータ入出力方式は２通り存在
していたが、それぞれ次のような欠点があった。

すなわち、上記■のバッファキャッシュを使用しない方
式は最も基本的な方式であり、大量のデータを連続して
入出力するような場合には高速に処理ができる利点があ
るが、磁気ディスク装置等の補助記憶装置はデータの人
出力に際して機械的な動作を伴うためＣＰＵ等の論理素
子に比して処理速度が非常に遅く、少量のデータに対す
る入出力動作が頻繁に発生するような場合には処理に時
間がかかるという欠点があった。

上記■のバッファキャッシュを使用する方式は■の方式
を改良して処理の高速化を図るようにした方式であり、
以前に読み出したブロックと同じブロックのデータを読
み出すような場合はそのブロックはバッファキャッシュ
に存在する確率が高く、キャツシュヒツトした場合には
補助記憶装置からではなくバッファキャッシュから直接
にユーザバッファにデータを転送するだけで済むことか
ら、極めて高速に読み込みを行うことができるが、大量
のデータの入出力を行う場合や再度人出力の対象となら
ないデータを多く扱う場合にはキャツシュヒツトが期待
できず、■の方式よりも処理速度がかえって低下する欠
点がある。特に、複数のユーザプロセスが存在し並列的
に実行される環境においては、いずれかのユーザプロセ
スが一時的に大量のデータの人出力を行うと、バッファ
キャッシュの内容の全であるいは大部分が書き替えられ
てしまうこととなり、このような場合は、その後に他の
ユーザプロセスの要求するブロックがバッファキャッシ
ュ上に存在する確率が極めて低くなるため、個々のユー
ザプロセスから見てバッファキャッシュの存在意義は全
くなくなってしまうこととなる。

本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、従来方式の欠点を解消し、利点のみ
を残して、バッファキャッシュによる高速性を充分発揮
させることのできるデータ入出力方式を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するため、補助記憶装置のデ
ータの入出力を管理する補助記憶装置入出力手段と、バ
ッファキャッシュのデータの入出力を管理するバッファ
キャッシュ管理手段とを備えたファイル管理システムに
おいて、ユーザプロセスからファイル管理システムへの
要求を受け取るユーザ要求取得手段と、受け取った要求
に含まれるファイルへの入出力要求を補助記憶装置上の
対応するブロックへの入出力要求に変換するブロック入
出力管理手段と、入出力をバッファキャッシュを使用し
て行うか否かを決定する入出力パス選択手段と、バッフ
ァキャッシュを使用しないと決定された場合に補助記憶
装置とユーザバッファとの間の直接の人出力を補助記憶
装置入出力手段へ要求するバッファレス入出力要求手段
と、バッファキャッシュを使用すると決定された場合に
補助記憶装置とユーザバッファとの間の入出力をバッフ
ァキャッシュ経由で行うように補助記憶装置入出力手段
およびバッファキャッシュ管理手段へ要求するバッファ
経由入出力要求手段とを備えるようにしている。

〔作用〕

本発明のデータ入出力方式にあっては、ユーザプロセス
からファイル管理システムへの要求をユーザ要求取得手
段が受け取り、受け取った要求に含まれるファイルへの
入出力要求をブロック入出力管理手段が補助記憶装置上
の対応するブロックへの入出力要求に変換し、入出力パ
ス選択手段が入出力をバッファキャッシュを使用して行
うか否かを決定し、バッファキャッシュを使用しないと
決定された場合にバッファレス入出力要求手段が補助記
憶装置とユーザバッファとの間の直接の入出力を補助記
憶装置入出力手段へ要求し、バッファキャッシュを使用
すると決定された場合にバッファ経由入出力要求手段が
補助記憶装置とユーザバッファとの間の入出力をバッフ
ァキャッシュ経由で行うように補助記憶装置入出力手段
およびバッファキャッシュ管理手段へ要求する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例につき図面を参照して説明する。

第１図は本発明のデータ入出力方式を適用したファイル
管理システムの一実施例を示す構成図である。第１図に
おいて、本実施例は、ユーザプロセス１からファイル管
理システムへの要求を受け取るユーザ要求取得手段２と
、受け取った要求に基づいて入出力に必要な処理を行う
ファイル管理手段３と、入出力の高速化のためのバッフ
ァキャッシュ４と、補助記憶装置６の管理を行う補助記
憶装置入出力手段５とから構成されている。なお、ユー
ザバッファ７は主記憶上の記憶領域である。

一方、ファイル管理手段３は、ブロック型入出力管理手
段３１と入出力パス選択手段３２とバッファレス入出力
要求手段３３とバッファ経由入出力要求手段３４とバッ
ファキャッシュ管理手段３５とから構成されている。各
部の機能は以下の実施例の動作を通して説明することと
する。

先ず、ユーザプロセス１からファイル管理システムに対
してデータの入出力要求が発せられると、この要求はユ
ーザ要求取得手段２によって受け取られ、ファイル管理
手段３へ通知される。なお、この要求に含まれるユーザ
からの入出力要求には、入出力を行うファイルの識別子
と、データを読み込むあるいは書き出すデータが格納さ
れたユーザバッファ７のアドレスと、転送データの大き
さとが指定されているものとする。

ファイル管理手段３において、受け取った要求がブロッ
ク型入出力を行うべきファイルへの入出力の要求である
場合には、ファイル管理手段３の中でブロック型入出力
管理手段３１が呼び出される。

ブロック型入出力管理手段３１はファイル管理情報（図
示せず）からデータの入出力が要求されたファイル領域
が補助記憶装置６上のどのブロックに格納されているか
を求め、１ブロック以上のデータの入出力が要求されて
いる場合は、要求をブロック単位に分割し、ブロック毎
に入出力を行えるようにする。

次いで、入出力パス選択手段３２が呼び出され、バッフ
ァキャッシュ４を経由する入出力（バッファ経由入出力
）を行うか、バッファキャッシュ４を経由しない入出力
（バッファレス入出力）を行うかが決定される。

すなわち、入出力パス選択手段３２は入出力が要求され
たブロックがバッファキャッシュ４上にあるか否かを調
べるためにバッファキャッシュ管理手段３５を呼び出す
。その結果、バッファキャッシュ４上に入出力を行うデ
ータのブロックが存在した場合は、バッファ経由入出力
を選択する。

また、バッファキャッシュ４上にデータが存在しない場
合は、ユーザから要求された入出力データの総量によっ
て、入出力経路の選択を行う。

具体的には、システムの定数として、−度の入出力で使
用できるバッファキャッシュ数の上限値をバッファキャ
ッシュ４の全体数に対する割合の形で持ち、ユーザから
要求された入出力データの大きさがこの制限値を超える
場合はバッファレス入出力を行い、制限値を超えない場
合はバッファ経由入出力を行う。

例えば、バッファ経由入出力を行う上限値の割合を７０
％とし、バッファサイズを１にバイト、システムが持つ
バッファキャッシュ数を１００とすると、 バッファ経由入出力の最大データ量 ＝バッファサイズ×バッファキャッシュ数×バッファ経
由入出力上限値の割合 ＝１ｋＸ１００Ｘ０．７ ＝７０にバイト となるから、この場合は７０にバイトがバッファ経由入
出力の上限データ量となる。

よって、この条件の場合、バッファキャッシュ４にデー
タが存在しない場合であって、７０にバイト以下のデー
タの入出力がユーザから要求された場合は、バッファ経
由入出力要求手段３４を呼び出し、バッファキャッシュ
４を経由した入出力を行う。また、バッファキャッシュ
４にデータが存在する場合も同様である。

この場合、バッファ経由入出力要求手段３４はバッファ
キャッシュ管理手段３５によってバッファキャッシュ４
上の領域を確保し、補助記憶装置入出力手段５を用いて
補助記憶装置６とバッファキャッシュ４およびユーザバ
ッファ７との入出力１ を行う。この場合の転送経路は第２図におけるＲ２、Ｗ
２．Ｒ３、Ｗ３となる。

一方、上記の条件の下、バッファキャッシュ４にデータ
が存在しない場合であって、７０にバイトより大きなデ
ータの入出力が要求された場合は、バッファレス入出力
要求手段３３を呼び出すことにより、バッファキャッシ
ュ４を使用せずに、直接にユーザバッファ７と補助記憶
装置６上のブロックとの間でデータ転送を行う。

この場合、バッファレス入出力要求手段３３はバッファ
キャッシュ４を用いず、直接ユーザバッファ７と補助記
憶装置６上のブロックとの間でデータの入出力を行う要
求を補助記憶装置入出力手段５に要求し、入出力を行わ
せる。この場合の転送経路は第２図におけるＲ１．Ｗｌ
となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のデータ入出力方式にあっ
ては、入出力するデータ量等に基づいてバッファキャッ
シュを経由した入出力と、バッファキャッシュを経由し
ない入出力とが選択される１ま ため、 （ａ）近接した少量のデータに対する入出力動作が頻繁
に発生するような場合にはバッファキャッシュを使用し
て高速に処理ができる。

ら）大量のデータを連続して入出力するような場合には
バッファキャッシュを使用しないで高速に処理ができる
。

（Ｃ）複数のユーザプロセスのいずれかが一時的に大量
のデータの入出力を行う場合は、バッファキャッシュを
使用しないので、バッファキャッシュが全面的に書き替
えられることが防止され、その後の他のユーザプロセス
の入出力におけるキャツシュヒツト率が低下せず、入出
力の高速性を犠牲にされることがない。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデータ入出力方式を適用したファイル
管理システムの一実施例を示す構成図および、 第２図は補助記憶装置とユーザバッファとの間のデータ
転送経路の説明図であ・る。 図において、 １・・・・・・ユーザプロセス ２・・・・・・ユーザ要求取得手段 ３・・・・・・ファイル管理手段 ３１・・・ブロック型入出力管理手段 ３２・・・入出力パス選択手段 ３３・・・バッファレス入出力要求手段３４・・・バッ
ファ経由入出力要求手段３５・・・バッファキャッシュ
管理手段４・・・・・・バッファキャッシュ ５・・・・・・補助記憶装置入出力手段６・・・・・・
補助記憶装置 ７・・・・・・ユーザバッファ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）補助記憶装置のデータの入出力を管理する補助記
   憶装置入出力手段と、バッファキャッシュのデータの入
   出力を管理するバッファキャッシュ管理手段とを備えた
   ファイル管理システムにおいて、ユーザプロセスからフ
   ァイル管理システムへの要求を受け取るユーザ要求取得
   手段と、受け取った要求に含まれるファイルへの入出力
   要求を補助記憶装置上の対応するブロックへの入出力要
   求に変換するブロック入出力管理手段と、入出力をバッ
   ファキャッシュを使用して行うか否かを決定する入出力
   パス選択手段と、バッファキャッシュを使用しないと決
   定された場合に補助記憶装置とユーザバッファとの間の
   直接の入出力を補助記憶装置入出力手段へ要求するバッ
   ファレス入出力要求手段と、バッファキャッシュを使用
   すると決定された場合に補助記憶装置とユーザバッファ
   との間の入出力をバッファキャッシュ経由で行うように
   補助記憶装置入出力手段およびバッファキャッシュ管理
   手段へ要求するバッファ経由入出力要求手段とを備えた
   ことを特徴とするデータ入出力方式。
2. （２）入出力パス選択手段は、入出力するブロックがバ
   ッファキャッシュに存在する場合はバッファキャッシュ
   を使用すると決定し、入出力するブロックがバッファキ
   ャッシュに存在しない場合であって転送データ量が所定
   値より少ない場合はバッファキャッシュを使用すると決
   定し、入出力するブロックがバッファキャッシュに存在
   しない場合であって転送データ量が所定値より多い場合
   はバッファキャッシュを使用しないと決定する請求項１
   記載のデータ入出力方式。