JPH0375946A

JPH0375946A - 入出力制御方式

Info

Publication number: JPH0375946A
Application number: JP1212610A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Tanaka; 真由美田中; Akira Kurano; 倉野　昭; Hisaharu Takeuchi; 久治竹内; Shigeru Kijiro; 木城　茂; Yoshiaki Muto; 武藤　義章
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1991-03-29
Also published as: DE4026135A1

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、入出力制御技術に関し、特に、キャッシュメ
モリを介したデータの入出力制御に適用して有効な技術
に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、電子計算機システムなどにおいては、大量の
データを格納する外部記憶装置として、回転型記憶装置
の一種である磁気ディスク装置を使用することが知られ
ている。

ところで、このような磁気ディスク装置では、記憶媒体
である回転する磁気ディスクに、情報の記憶領域として
複数のトラックを同心円状に設けるとともに、所定の駆
動機構によって磁気ディスクの径方向に変位する磁気ヘ
ッドを任意のトランク上に位置付け、磁気ディスクの回
転によって当該トラック内の目的の領域が磁気へノドの
直下を通過する時を見計らって、情報の記録や再生動作
などを行うようになっている。

このため、磁気ディスク内の任意のトランクの任意の領
域に対して情報の記録／再生動作を行うためには、磁気
ヘッドを目的のトランク上に移動させるシーク動作や、
当該トラック内の目的の領域が磁気ヘッドの直下に到来
するまでの回転待ちなどの機械的な動作が必然的に介在
することとなり、上位の中央処理装置の側に設けられた
半導体メモリからなる高速な主記憶などとの間における
動作速度の隔たりが極めて大きく、そのままでは上位の
中央処理装置などにおける処理速度が動作の遅い磁気デ
ィスク装置によって拘束されることとなる。

そこで、上述のような不都合を回避すべく、たとえば、
特開昭５５−１５４６４８号公報、特開昭５９−１３５
５６３号公報などに開示されているように、上位の中央
処理装置と、磁気ディスク装置との間におけるデータの
転送経路に、機械的な動作がなく高速なアクセスが可能
な半導体メモリからなるキャッシュメモリを配置すると
ともに、中央処理装置の側からアクセスされる可能性の
大きいデータを、随時、磁気ディスク装置からキャッ／
ユメモリに予め複写しておき、中央処理装置の側からの
アクセス要求に対しては、可能な限り当該キャッシュメ
モリに複写されているテ゛−夕を用いて高速に応答する
ようにしたいわゆるディスクキャッシュ技術が用いられ
ている。

また、汎用の電子計算機システムなどにおいては、中央
処理装置に設けられた主記憶と外部記憶装置との間にお
けるデータなどの入出力の制御は、中央処理装置に付属
して設けられたチャネルによって行われることが一般的
であり、このようなチャネルと外部記憶装置との間にお
けるインターフェイス方式の一例としては、アイ・ビー
・エムシステム／３６０　アンド　システム／３７０Ｉ
／○　インターフェイス　チャネル　トウ　コントロー
ルユニット　オリジナル　イクイップメント　マニュフ
ァクチャラーズ　インフォメーション（Ｉ　ＢＭ　　Ｓ
ｙｓｔｅｍ／３６０　ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍ／３７０１
／Ｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　ｔｏ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ　Ｏｒｉｇｉｎａｌ　Ｂｑｕｉ
ｐｍｅｎｔ　Ｍｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ’ｓｌｎｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ　）がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のディスクキャッシュ技術では、中央
処理装置から発行される入出力命令が一部のコマンドに
展開されてチャネルを介して磁気ディスク装置の側に発
行されると、目的のデータがキャッシュメモリに存在す
るキャツシュヒツト場合には磁気ディスク装置への直接
的なアクセスが発生せず、キャッシュメモリとチャネル
との間で目的のデータを高速に転送できる。しかし、目
的のデータがキャッシュメモリに存在しないキャッシュ
ミスの場合には、磁気ディスク装置にアクセスして、目
的のテ′−夕のキャッシュメモリへの複写およびチャネ
ルへの転送を行うため、チャネルと磁気ディスク制御装
置との間におけるデータ転送経路が占有され、当該入出
力命令の次に発行されている入出力命令がたとえキャツ
シュヒツトであっても待たされることになる。

また、ある磁気ディスク装置がオフラインで動作するな
どのために使用中である場合に、当該磁気ディスク装置
にキャッシュミスの入出力命令が発行されと、磁気ディ
スク装置への直接的なアクセスを実行することができず
に、当該入出力命令は待たされる。この状態で、次に同
一の磁気ディスク装置に対して入出力命令が発行される
と、当該入出力命令がキャツシュヒツトで、しかもチャ
ネルとキャッシュメモリとの間におけるデータ転送経路
が空いていても、それ以前に発行されたキャッシュミス
の入出力命令が実行されない限り、チャネルは次のキャ
ツシュヒツトの入出力命令を取り出して実行することは
できず、当該入出力命令は待機させるられることになる
。

このように、従来のディスクキャッシュ技術では、中央
処理装置から発行される入出力命令を単に発行順に処理
しているため、キャッシュミスの入出力命令がキャツシ
ュヒツトの入出力命令に先行して発行される場合などに
は、キャッシュメモリの効果を充分に引き出すことがで
きないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、入出力命令の実行所　７要時間を短縮して情報処理システムにおける処理速度の
向上を実現することが可能な入出力制御方式を提供する
ことにある。

本発明の他の目的は、上位処理装置と回転型記憶装置と
の間に介在するキャッシュメモリの可用性を向上させる
ことが可能な入出力制御方式を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になる入出力制御方式は、上。

位処理装置と、この上位処理装置との間で授受されるデ
ータが格納される少なくとも一つの回転型記憶装置と、
上位処理装置と回転型記憶装置との間に介在し、両者間
における情報の授受を制御する回転型記憶制御装置と、
上位処理装置と回転型記憶装置との間におけるデータの
転送経路に介設され、回転型記憶装置に格納されている
データの写を保持するキャッシュメモリとからなり、上
位処理装置から発行される入出力命令の実行に際しては
、可能な限りキャッシュメモリに保持されているデータ
を用いて応答するようにした情報処理システムであって
、個々の入出力命令の実行に先立って、キャッシュメモ
リにおける当該入出力命令の目的のデータの有無を判定
する第１のコマンド手段を設け、目的のデータがキャッ
シュメモリに存在するキャツシュヒツトの入出力命令を
優先して処理するようにしたものである。

〔作用〕

上記した本発明の入出力制御方式によれば、たとえば、
上位処理装置の一部に、複数の入出力命令の各々につい
て展開される複数の入出力コマンド群を入出力命令の発
生順に保持する第１の命令キューと、キャッシュミスの
入出力命令について展開された入出力コマンド群が第１
の命令キューから転記されて待機する第２の命令キュー
とを設け、第１のコマンド手段によってキャッシュヒッ
トと判明した入出力命令はキャッシュメモリ内に存在す
るデータを用いて直ちに実行し、キャッシュミスと判定
された入出力命令の場合には、当該入出力命令に対応し
て展開された複数の入出力コマンド群を第２の命令キュ
ーに転記して待機させ、第１の命令キュー内の後続の他
の入出力コマンド群の処理を開始させるとともに、第２
のコマンド手段を発行して、キャッシュミスの入出力命
令の目的のデータを含むデータを回転型記憶装置からキ
ャッシュメモリに複写させる動作を、キャッシュメモリ
と」二値処理装置との間におけるデータの授受動作とは
非同期に行わせ、当該複写動作が完了した時点て第３の
コマンド手段を発行して第２の命令キューに待機中の入
出力コマンド群を確実にキャツシュヒツトとして実行さ
せることが可能になる。

これにより、キャンンユミスの入出力命令がキャッシュ
ヒットの入出力命令に先行する場合でも、後続のキャツ
シュヒツトの入出力命令が不当に待たされることがなく
なり、入出力命令全体の実行所要時間が短縮される結果
、情報処理システムにおける処理速度が向上する。

また、入出力命令の実行に際して、当該入出力命令の目
的のデータがキャッシュメモリに存在する確率、すなわ
ちヒツト率が高くなり、キャッシュメモリの可用性が向
上する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例である入
出力制御方式の一例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である入出力制御方式の動
作の一例を示すタイムチャートであり、第２図は、この
入出力制御方式が実施される情報処理システムの構成の
一例を示すブロック図、また、第３図および第４図は、
その入出力動作の一例を示す説明図である。

まず、第２図を参照しながら、本実施例の情報処理シス
テムの構成の概略を説明する。

なお、本実施例では回転型記憶装置の一例として磁気デ
ィスク装置の場合について説明する。

本実施例の情報処理システムは、複数の中央処理装置１
１および中央処理装置１２と、これらに接続される磁気
ディスク制御装置４１と、当該磁気ディスク制御装置４
１の配下で稼働する磁気ディスク装置５１とで構成され
ている。

中央処理装置１１および中央処理装置１２の各々は、そ
れぞれ、主記憶１３．主記憶１４と、演算処理装置２９
．演算処理装置３０と、チャネル３１、チャネル３２と
を備えている。

中央処理装置１１および１２の各々の主記憶１３および
１４には、それぞれ図示しないオペレーティング・シス
テムが常駐しており、各々のオペレーティング・システ
ムの支配の下で、特定の業務を行う複数のユーザプログ
ラム２７およびユーザプログラム２８が主記憶１３およ
び１４にロードされて稼働している。

中央処理装置１１および１２の各々の演算処理装置２９
および演算処理装置３０は、オペレーティング・システ
ムやユーザプログラム２７２８の指令に基づいて、所望
の制御動作や演算動作などを遂行する。

また、中央処理装置１１および１２の各々に設けられた
チャネル３１およびチャネル３２は、演算処理装置２９
および３０の指令に基づいて、それぞれ、上位パス３１
ａおよび上位パス３２ａを介して、主記憶１３および１
４と外部の磁気ディスク制御装置４１との間における後
述の入出力コマンドやデータの授受を制御している。

さらに、中央処理装置１１および中央処理装置１２の各
々の主記憶１３および主記憶１４には、チャネル３１．
３２を介して実際に磁気ディスク装置５１などの外部記
憶装置を動作させるべく、ユーザプログラム２．７．２
８から適宜発行される複数の入出力命令の各々について
展開される複数の入力コマンド群６１１人力コマンド群
６２・・を各コマンド群毎にまとめて、先入れ先出し方
式に保持する第１命令キユー２３および第１命令キユー
２４が設けられており、演算処理装置２９および３０の
各々が、これらの第１命令キユー２３および２４から入
出力コマンドを読み出してチャネル３１および３２に与
えることにより、目的のデータの入出力が行われるよう
になっている。

この場合、中央処理装置１１および中央処理装置１２の
各々の主記憶１３および主記憶１４には、ヒラ）Ｉ／○
管理部２５およびヒラ）Ｉ１０管理部２６が設けられて
おり、当該ヒラ）Ｉ１０管理部２５および２６の各々は
、第１命令キユー２３゜２４の各々に格納されている入
力コマンド群６１゜６２、・・・の各々を構成する最初
の入出力コマンドの発行に先立って、当該入力コマンド
群６１゜６２、・・・の各々が必要とするデータが、後
述の磁気ディスク制御装置４１の内部に設けられている
キャッシュメモリ４５に存在するか否かを調べるＴＥＳ
Ｔ　　ＨｉＴコマンドを、必要に応じて、当該入力コマ
ンド群６１，６２．　　・・・の各々の先頭に付加する
動作を行うものである。

また、この場合、中央処理装置１１および中央処理装置
１２の各々の主記憶１３．主記憶１４には、第２命令キ
ユー２１および第２命令キ５−２２がそれぞれ設けられ
ている。

そして、前述のＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドの実行によ
って、キャッシュメモリ４５の内部に目的のデータが存
在しないと判定されたキャッシュミスの入力コマンド群
が、発生順に、前記第１命令キュー２３．第１命令キユ
ー２４から転記されて先入れ先出し方式で保持されると
ともに、当該第２命令キ、、−２１，２２に保持された
入力コマンド群は、たとえば、当該入力コマンド群が必
要とするデータがキャッシュメモリ４５に存在すること
が確認された時点で随時実行されるものである。

一方、磁気ディスク制御装置４１には、複数の制御部４
２および制御部４３と、半導体メモリなどからなるキャ
ッシュメモリ４５と、当該キャッシュメモリ４５の内部
に格納されるデータの管理情報としてのキャッシュ在中
データ管理情報４４ａが格納されるディレクトリメモリ
４４とを備えている。

複数の制御部４２および４３は、それぞれ下位パス４２
ａおよび下位パス４３ａを介して、配下の磁気ディスク
装置５１に接続されており、当該磁気ディスク装置５１
からキャッシュメモリ４５へのデータの複写およびキャ
ッシュメモリ４５から磁気ディスク装置５１へのデータ
の書込、さらには、キャッシュメモリ４５．磁気ディス
ク装置５１と、上位のチャネル３１．チャネル３２との
間におけるデータの授受を、互いに非同期に独立して行
うようになっている。

また、特に図示しないが、磁気ディスク制御装置４１の
配下の磁気ディスク装置５１は、記憶媒体として同軸に
固定された複数枚の磁気ディスクを備えており、個々の
磁気ディスクの各々記録面には、同心円状に複数のトラ
ックが形成されているとともに、個々の記録面には、回
転中心から常に互いに等距離となるように同一の駆動機
構によって一斉に変位する一部の磁気ヘッドの各々が対
向して配置された構造となっている。

そして、磁気ヘッドのシーク動作を最少にすべく、複数
枚の磁気ディスクの各々に形成されている複数のトラッ
クのうち、回転中心から同一距離（同一半径）の−群の
トラックがシリンダという概念で管理されており、デー
タの記録は、個々のシリンダを順次埋めてゆく形で行わ
れる。

また、個々のトラック内における情報の記録形式の一例
として、本実施例の場合には、個々のトラックを周方向
に区分するように複数のレコードが存在する場合を想定
し、当該レコードを単位としてデータの記録／再生動作
が行われるようになっている。

従って、本実施例の場合には、磁気ディスク装置５１に
おける目的のデータの特定は、当該データがいずれのシ
リンダに属するかを示すシリンダ番号と、当該シリンダ
内のいずれのトラックに属するかを示すヘッド番号と、
当該トラック内のどのレコードかを示すレコード番号と
をまとめて指定することにより行われる。

以下、本実施例の入出力制御方式の作用を説明する。

たとえば、磁気ディスク装置５１が使用中の状態で、中
央処理装置１１におけるユーザプログラム２７から、当
該磁気ディスク装置５１の第１０シリンダの第１０）ラ
ンクの第３レコード（以下データｌ０ＣＩ　０Ｈ３Ｒと
略記する）および第５０シリンダの第５トラツクの第１
レコード（以下データ５０Ｃ５ＨＩＲと略記する）の入
力を要求する入力命令が発生すると、各々の入力命令は
、人力コマンド群６１．入力コマンド群６２に展開され
、発生順に第１命令キユー２３に格納される。

そして、まず最初の入力コマンド群６１が第１命令キユ
ー２３から取り出されて実行されることになるが、本実
施例の場合には、第３図に示されるように、ヒツト■／
○管理部２５は、当該人力コマンド群６１の先頭に、当
該人力コマンド群６１が目的とするデータ１０ＣＩ　０
Ｈ３Ｒの磁気ディスク装置５１における格納位置を示す
情報（すなわち１．シリンダ番号１０．ヘッド番号１０
．レコード番号３）を含むＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンド
を付加しくステップＡ）、最初に当該ＴＥＳＴＨｉＴコ
マンドが磁気ディスク制御装置４１に発行されるように
する（ステップＢ）。

このＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドを受けた磁気ディスク
制御装置４１は、当該ＴＥＳＴ　　ＨＡＴコマンドによ
って指定されるデータ１０Ｃ１０Ｈ３Ｒが、キヤノンユ
メモリ４５の中に存在するか否かを、キャッシュ在中デ
ータ管理情報４４ａを探索することによって調べる（ス
テップＣ）。

そして、キャッシュメモリ４５の内部に、入力コマンド
群６１の目的のデータ１０Ｃ１０Ｈ３Ｒが存在しないキ
ャソンユミスの場合には、制御部４２が磁気ディスク装
置５１に対して、当該目的のデータ１０ＣＩ　０Ｈ３Ｒ
をキャッシュメモリ４５に複写させるＲＥＱ　　ＬＤコ
マンドを発行しくステップＤ）、さらに、上位の中央処
理装置１１に対しては、外部記憶装置の状態を示すデバ
イス・ステータス・ハイドＤＳＢとして、ＤＳＢ−（○
Ｃ）＋ｓ（キャッシュミスを示す）を報告して、ＴＥＳ
Ｔ　　ＨｉＴコマンドの処理を終了する（ステップＥ）
。

なお、本実施例の場合には、前記ＲＥＱ　　ＬＤコマン
ドは、目的のデータ５０Ｃ５ＨＩＲが存在する該当トラ
ック内の全レコードをキャッシュメ↓　９０モリ４５に複写する、いわゆるフルロート指定を行う。

中央処理装置１１は、このデバイス・ステータス・ハイ
）ＤＳＢにより、現時点で入力コマンド群６１を実行し
てもキャッシュミスとなることを認識し、当該人力コマ
ンド群６１の発行を抑止するとともに、第２命令キユー
２１の空き領域に当該入力コマンド群６１を移す（ステ
ップＦ）。

そして、第１命令キユー２３から後続の人力コマンド群
６２を取り出しくステップＧ）、前記人力コマンド群６
１の場合と同様に、まず当該人力コマンド群６２の目的
のデータ５０Ｃ５ＨＩＲの磁気ディスク装置５１におけ
る格納位置を示す情報を有するＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマ
ンドを磁気ディスク制御装置４１に発行する（ステップ
Ｈ）。

これを受けた磁気ディスク制御装置４１では、制御部４
２が、当該ＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドの情報によって
キャンシュ在中データ管理情報４４ａを探索し、人力コ
マンド群６２の目的のデータ５０Ｃ５ＨＩＲがキャッシ
ュメモリ４５に存在するか否かを調べる（ステップＪ）
。

そして、人力コマンド群６２の目的のデータ５０Ｃ５Ｈ
ＩＲがキャッシュメモリ４５に存在する場合には、中央
処理装置１１に対して、デバイス・ステータス・バイト
ＤＳＢとしてＤＳＢ＝　（４Ｃ）、６（キャツシュヒツ
トを示す）を送出し、入力コマンド群６２はキャツシュ
ヒツトとなることを報告する（ステップＫ）。

中央処理装置１１では、このデバイス・ステータス・バ
イトＤＳＢにより、たとえ前述のように磁気ディスク装
置５１が使用中でも、チャネル３１と磁気ディスク制御
装置４１との間の上位パス３１ａが空いていれば、即座
に入力コマンド群６２を順次磁気ディスク制御装置４１
に発行しくステップし）、当該入力コマンド群６２の目
的のデータ５０Ｃ５ＨＩＲ（レコード７２）はキャッシ
ュメモリ４５に存在するので、当該人力コマンド群６２
はキャッシュヒントとなり、キャッシュメモリ４５に保
持されている目的のデータ５０Ｃ５ＨＩＲが、機械的な
待ち時間などを生じることなく高速にチャネル３１を介
して中央処理装置１１に転送され、入力コマンド群６２
の実行は完了する（ステップＭ）。

一方、最初の人力コマンド群６１がキャッシュミスとな
ったためにＲＥＱ　　ＬＤコマンドが発行されている磁
気ディスク装置５１では、使用中が解除されると、入力
コマンド群６１の目的のデータＩＱＣ１０Ｈ３Ｒが格納
されているトラック内のすべてのレコード７１のキャッ
シュメモリ４５への複写が開始される（ステップＮ）。

そして、キャッシュメモリ４５に対するデータ１０ＣＩ
　０Ｈ３Ｒを含む当該トラック内の全レコード７１の複
写が完了すると、制御部４２は、中央処理装置１１に対
して、待機中の入力コマンド群６１の実行を促すＲＥＱ
　　ＩＮコマンドを発行する（ステップＰ）。

これを契機として、中央処理装置１１では、演算処理装
置２９が第２命令キユー２１から、キャッシュミスのた
めに待機中の入力コマンド群６１を取り出して実行する
こととなるが、前述の場合と同様に、ヒッ）　Ｉ１０管
理部２５が、実際の人力コマンド群６Ｉの実行に先立っ
てＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドを磁気ディスク制御装置
４１に発行する。

このとき、前述のＲＥＱ　　ＬＤコマンドによって、当
該入力コマンド群６１の目的のデータ１０Ｃ１０Ｈ３Ｒ
を含む複数のレコード７１は、すでにキャッシュメモリ
４５に存在するので、当該ＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンド
の実行結果は必ずキャツシュヒツトとなり、磁気ディス
ク制御装置４１から中央処理装置１１に対しては、デバ
イス・ステータス・バイトＤＳＢとしてＤＳＢ−（４Ｃ
）（キャツシュヒツト）が返される。

これにより、直ちに入力コマンド群６１の磁気ディスク
制御装置４１に対する発行が開始され、キャッシュメモ
リ４５に存在する目的のデータ１０ＣＩ　０Ｈ３Ｒが即
座にチャネル３１を介して中央処理装置■１に転送され
、当該入力コマンド群６１の処理が完了する。

次に、磁気ディスク装置５１が使用中にあると　３− き、他の中央処理装置１２のユーザプログラム２８から
、たとえば目的のテ°−夕１０ＣＩ　０Ｈ４Ｒの人力要
求が発生すると、当該人力要求は、人力コマンド群６３
に展開されて通常の第１命令キユー２４に格納される。

そして、演算処理装置３０により、第１命令キ５−２４
から人力コマンド群６３が取り出される時には、前述の
場合と同様に、ヒッ）Ｉ１０管理部２６によって、まず
ＴＥＳＴ　　Ｈ４Ｔコマンドが磁気ディスク制御装置４
１に発行される。

この時、入力コマンド群６３の目的のデータ１０ＣＩ　
０Ｈ４Ｒは、入力コマンド群６１の目的のデータ１０Ｃ
Ｉ　０Ｈ３Ｒとトラック番号が同じであるため、前述の
入力コマンド群６１のためのＲＥＱ　　ＬＤコマンドの
実行（フルロード）によって、入力コマンド群６３の目
的のデータｌ０ＣＩＯＨ４Ｒは、すでにキャッシュメモ
リ４５に存在するので、キャッシュ在中データ管理情報
４４ａの探索結果はキャツシュヒツトとなり、直ちに当
該入力コマンド群６３の実行が開始され、第４図４の入力コマンド群６２の場合と同様に、キヤ・ソシュメ
モリ４５のデータ１０ＣＩ　０Ｈ４Ｒがチャネル３２を
介して中央処理装置１２に即座に転送され、入力コマン
ド群６３の処理が完了する。

ここで、第■図は、人力コマンド群６１および人力コマ
ンド群６２の実行時における上述の一例の入出力制御動
作を、チャネル３１．３２および磁気ディスク制御装置
４１さらにはその配下の磁気ディスク装置５１の各々に
ついて、時間の経過順に上から下へと示すタイムチャー
トである。

同図において、処理８１および処理８２は、それぞれ、
入力コマンド群６１および入力コマンド群６２の実行に
先立って発行されるＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドにより
、磁気ディスク制御装置４１のキャッシュ在中データ管
理情報４４ａを探索している部分を示している。

同図から明らかなように、キャツシュヒツトの入力コマ
ンド群６２のヒツト処理と、キャッシュミスと判定され
た人力コマンド群６１のための磁気ディスク装置５１か
らキャッシュメモリ４５へのデータの複写処理とが並行
して遂行されるので、チャネル３１．３２と磁気ディス
ク制御装置４１との間、および磁気ディスク制御装置４
１と磁気ディスク装置５１との間におけるデータの授受
動作の空白期間が少なくなることが知られる。

このように、本実施例の入出力制御方式によれば、キャ
ンシュミスの入出力命令が、キャツシュヒツトの入出力
命令に先行して発生する場合でも、先行するキャッシュ
ミスの入出力命令の実行のために、後続のキャッンユヒ
ソ）の入出力命令が不当に待たされることが無くなり、
入出力命令全体の実行に要する時間を短縮することが可
能となり、情報処理システムにおける処理速度が向上す
る。

また、ＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドによってキャンシュ
ミスと判定された場合には、ＲＥＱ　　ＬＤコマンドに
よって、目的のテ゛−夕をキャッシュメモリ４５に複写
させ、複写後はＲＥＱ　　ＩＮコマンドによって、待機
中の入力コマンド群の実行を促すので、入出力命令の実
行に際しては、必ずキャツシュヒツトとなり、キャッシ
ュメモリ４５の利用効率、すなわち可用性が大幅に向上
するとともに、キヤノンユミスと判定された人力コマン
ド群の実行が異常に長く待たされる、いわゆる沈み込み
現象も防止される。

たとえば、本発明者らによるンユミレーンヨンによれば
、稼働条件の一例として、リードヒント率が８５％で、
リード／ライト比が４対１程度の場合には、情報処理シ
ステムにおける処理速度が５〜２０％以上向上すること
が明らかにされている。

なお、上述の実施例による入出力制御方式においては、
意図的にキャッシュメモリ４５を使用しない、いわゆる
キャッシュバイパス処理や、入出力命令の発行順にデー
タの入出力処理を行いたい場合には、ＴＥＳＴ　　Ｈｉ
Ｔコマンドの付加を抑止するだけで、なんら不都合なく
、従来のディスクキャッシュ技術と同様に入出力処理を
実行できる。

また、上述の一連の説明では、磁気ディスク制御装置に
おいて、一方の制御部４２の動作に着目７８して説明したが、これと独立に動作する他の制御部４３
の同様の動作が可能であることは言うまでもない。

マタ、ＲＥＱ　　ＬＤコマンドによる磁気ディスク装置
からキャッシュメモリへのデータの複写に際しては、ト
ラック内の全データを一括して複写する前述のようなフ
ルロードに限らず、中央処理装置の側からのアクセス形
態やデータの種類などに応じて、当該トランク内の目的
のデータ以降を部分的に複写させてもよい。

さらに、上述の説明では、入出力制御方式の一例として
、中央処理装置の側からの入力要求を処理する場合につ
いて説明したが、出力要求についても同様に処理するこ
とができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、回転型記憶装置としては、磁気ディスク装置
などに限らず、光デイスク装置やその他の回転型記憶装
置であってもよい。

また、中央処理装置や回転型記憶制御装置、さらには回
転型記憶装置の構成などは、前述の実施例に例示したも
のに限定されない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になる入出力制御方式によれば、上位
処理装置と、この上位処理装置との間で授受されるデー
タが格納される少なくとも一つの回転型記憶装置と、前
記上位処理装置と回転型記１、！装置との間に介在し、
両者間における情報の授受を制御する回転型記憶制御装
置と、前記上位処理装置と前記回転型記（、＊装置との
間における前記データの転送経路に介設され、前記回転
型記憶装置に格納されているデータの写を保持するキャ
ッシュメモリとからなり、前記上位処理装置から発行さ
れる入出力命令の実行に際しては、可能な限り前記キャ
ッシュメモリに保持されているデータを用いて応答する
ようにした情報処理システムであって、個々の前記入出
力命令の実行に先立って、前記キャッシュメモリにおけ
る当該入出力命令の目的のデータの有無を判定する第１
のコマンド手段を設け、目的のデータが前記キャッシュ
メモリに存在するキャツシュヒツトの前記入出力命令を
優先して処理するので、たとえば、上位処理装置の一部
に、複数の入出力命令の各々について展開される複数の
入出力コマンド群を入出力命令の発生順に保持する第１
の命令キューと、キャッシュミスの入出力命令について
展開された入出力コマンド群が第１の命令キューから転
記されて待機する第２の命令キューとを設け、第１のコ
マンド手段によってキャツシュヒツトと判明した入出力
命令はキャッシュメモリ内に存在するデータを用いて直
ちに実行し、キャッシュミスと判定された入出力命令の
場合には、当該入出力命令に対応して展開された複数の
入出力コマンド群を第２の命令キューに転記して待機さ
せ、第１の命令キューの後続の他の入出力コマンド群の
処理を開始させるとともに、第２のコマンド手段を発行
して、当該入出力命令の目的のデータを含むデータを回
転型記憶装置からキャッシュメモリに複写させる動作を
、キャッシュメモリと上位処理装置との間におけるデー
タの授受動作とは非同期に行わせ、当該複写動作が完了
した時点で第３のコマンド手段を発行して第２の命令キ
ューに待機中の入出力コマンド群を確実にキャツシュヒ
ツトとして実行させることが可能になる。

これにより、キャッシュミスの入出力命令がキャツシュ
ヒツトの入出力命令に先行する場合でも、後続のキャツ
シュヒツトの入出力命令が不当に待たされることがなく
なり、入出力命令全体の実行所要時間が短縮される結果
、情報処理システムにおける処理速度が向上する。

１２

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である入出力制御方式の動
作の一例を示すタイムチャート、第２図は、本発明の一
実施例である入出力制御方式が実施される情報処理シス
テムの構成の一例を示すブロック図、第３図は、その入出力動作の一例を示す説明図、第４図
は、同じく、その入出力動作の一例を示す説明図である
。１１．１２・・・中央処理装置（上位処理装置）、１３
．１４・・・主記憶、２１・・・第２命令キユー　２２
・・・第２命令キユー　２３・・・第１命令キユー　２
４・・・第１命令キユー２５・・・ヒツトＩ／○管理部
、２６・・・ヒラ）１／○管理部、２７．２８・・・ユ
ーザプログラム、２９．３０・・・演算処理装置、３１
，３２・・・ヂャネル、３１ａ、３２ａ・・・上位パス
、４１・・・磁気ディスク制御装置（回転型記憶制御装
置）、４２．４３・・・制御部、４２２４３ａ・・・下
位パス、４４・・・ディレクトリメモリ、４４ａ・・・
キャッシュ在中データ管理情報、４５・・・キャッシュ
メモリ、５１・・・磁気ディスク装置く回転型記憶装置
）、６１，６２．６３・・・入力コマンド群（入出力コ
マンド群）、７１・・・フルロードされるレコード群、
７２・・・キャツシュヒツトしたレコード、８１゜８２
・・・ＴＥＳＴ　　ＨｉＴコマンドの処理、ＤＳＢ・・
・デバイス・ステータス・バイト、Ａ〜Ｐ・・・ＴＥＳ
Ｔ　　ＨｉＴコマンドを用いる入出力制御動作の一例を
示す処理ステップ、ＴＥＳＴＨｉＴ・・・第１のコマン
ド手段、ＲＥＱＬＤ・・・第２のコマンド手段、ＲＥＱ
　　ＩＮ・・・第３のコマンド手段。

Claims

【特許請求の範囲】１、上位処理装置と、この上位処理装置との間で授受さ
れるデータが格納される少なくとも一つの回転型記憶装
置と、前記上位処理装置と回転型記憶装置との間に介在
し、両者間における情報の授受を制御する回転型記憶制
御装置と、前記上位処理装置と前記回転型記憶装置との
間における前記データの転送経路に介設され、前記回転
型記憶装置に格納されているデータの写を保持するキャ
ッシュメモリとからなり、前記上位処理装置から発行さ
れる入出力命令の実行に際しては、可能な限り前記キャ
ッシュメモリに保持されているデータを用いて応答する
ようにした情報処理システムであって、個々の前記入出
力命令の実行に先立って、前記キャッシュメモリにおけ
る当該入出力命令の目的のデータの有無を判定する第１
のコマンド手段を設け、目的のデータが前記キャッシュ
メモリに存在するキャッシュヒットの前記入出力命令を
優先して処理するようにした入出力制御方式。２、前記上位処理装置には、複数の前記入出力命令の各
々について展開される複数の入出力コマンド群を前記入
出力命令の発生順に保持する第１の命令キューと、前記
第１のコマンド手段によって目的のデータが前記キャッ
シュメモリに存在しないと判定されたキャッシュミスの
前記入出力命令について展開された前記入出力コマンド
群が前記第１の命令キューから転記されて待機する第２
の命令キューとを設け、当該第２の命令キューに待機す
るキャッシュミスの前記入出力コマンド群を随時実行可
能にしたことを特徴とする請求項１記載の入出力制御方
式。３、前記回転型記憶制御装置は、前記第１のコマンド手
段によってキャッシュミスと判定された前記入出力命令
の目的のデータを前記回転型記憶装置から前記キャッシ
ュメモリに複写させる第２のコマンド手段と、当該複写
が完了したことを上位処理装置に報知する第３のコマン
ド手段とを有し、当該第３のコマンド手段の検出を契機
として、前記第２の命令キューに待機している前記入出
力命令の実行を開始させることで、当該入出力命令の実
行時には必ずキャッシュヒットとなるようにしたことを
特徴とする請求項１または２記載の入出力制御方式。４、前記第２のコマンド手段による前記回転型記憶装置
から前記キャッシュメモリへの前記データの複写に際し
ては、前記上位処理装置から前記回転型記憶装置へのア
クセス形態に応じて、目的の前記データを含む任意の範
囲のデータを複写することにより、可能な限り高いキャ
ッシュヒット率を実現するようにしたことを特徴とする
請求項１、２または３記載の入出力制御方式。５、前記情報処理システムにおいて、前記キャッシュメ
モリを使用しない稼働形態、または前記入出力命令を発
生順に処理する稼働形態では、前記第１のコマンド手段
の発行を抑止するようにしたことを特徴とする請求項１
、２、３または４記載の入出力制御方式。