JPH0448250B2 - - Google Patents

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JPH0448250B2
JPH0448250B2 JP55145545A JP14554580A JPH0448250B2 JP H0448250 B2 JPH0448250 B2 JP H0448250B2 JP 55145545 A JP55145545 A JP 55145545A JP 14554580 A JP14554580 A JP 14554580A JP H0448250 B2 JPH0448250 B2 JP H0448250B2
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JP
Japan
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data
storage device
disk storage
interface
host computer
Prior art date
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JP55145545A
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Japanese (ja)
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JPS5694452A (en
Inventor
Bii Howaito Barii
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Storage Technology Corp
Original Assignee
Storage Technology Corp
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Publication date
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Publication of JPS5694452A publication Critical patent/JPS5694452A/en
Publication of JPH0448250B2 publication Critical patent/JPH0448250B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601Interfaces specially adapted for storage systems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F2003/0697Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers device management, e.g. handlers, drivers, I/O schedulers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デイジタル・データの記憶装置に関
し、特にデイスク記憶装置におけるデータの管理
および割当てのための改良されたシステムおよび
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to digital data storage, and more particularly to improved systems and methods for managing and allocating data in disk storage.

デイジタル・データ・システムの構成および操
作における主な配慮の1つは、コンピユータの中
央処理装置(CPU)から受取つた情報を記憶し、
かつ必要な時に適当な情報をCPUに提供する適
当な装置の提供である。
One of the primary considerations in the configuration and operation of digital data systems is to store and store information received from a computer's central processing unit (CPU).
In addition, it is necessary to provide an appropriate device that provides appropriate information to the CPU when necessary.

一般に、磁気テープおよびデイスク記憶システ
ムは両者とも異なる独自の機能特性を有する。従
つて、各タイプの記憶媒体は特にある用途によく
適合するが、他の用途には適合しない。磁気テー
プに記憶されたデータはフアイルにビツト直列形
式で配列される。即ち、複数のフアイルは連続的
にテープ上に記憶されるので、特定なフアイルを
アクセスするには該磁気テープは要求されたフア
イルの開始位置がテープ装置の読出/書込みヘツ
ドに位置するまでフアイルリールからスプールリ
ールへ送られなければならない。この要求された
フアイアル内のデータはビツトまたはバイトで直
列的に構成されるので、該要求されたフアイルは
読出されるべき又は書込みされるべき該フアイル
の部分を探すために磁気テープからビツトまたは
バイト単位で連続的に読出されなければならな
い。
In general, magnetic tape and disk storage systems both have different and unique functional characteristics. Accordingly, each type of storage medium is particularly well suited for some applications, but not for others. Data stored on magnetic tape is arranged in a bit-serial format in a file. That is, since multiple files are stored sequentially on the tape, in order to access a particular file, the magnetic tape must be reeled until the beginning of the requested file is located at the read/write head of the tape device. must be sent to the spool reel. Since the data in this requested file is organized serially in bits or bytes, the requested file must be read or written in bits or bytes from the magnetic tape to locate the portion of the file to be read or written. Must be read out continuously in units.

したがつて、直列的に構成されたデータは好都
合に連続的にテープから読出され、且つテープ上
に書込まれる。そして、テープはデータを記憶す
るのに経済的な媒体である。更に、データはフア
イルの完全な内容がテープ上に記憶されるまでテ
ープに書込まれる。そして、次ぎのフアイルは、
テープの最大記憶可能容量を使用するために、前
に書込まれたフアイルの終わりの直後から書込ま
れる。
Thus, serially organized data is advantageously read from and written to tape in succession. And tape is an economical medium for storing data. Additionally, data is written to tape until the complete contents of the file are stored on tape. And the next file is
To use the tape's maximum storage capacity, it is written immediately after the end of the previously written file.

しかし、2以上のデータセツトから1つのテー
プへ同時に読出し又は書込みを試みるのは実際的
でないので、テープのデータ記憶の直列性は使用
者をテープの各リール上に単一のフアイルだけを
記憶させる。
However, since it is impractical to attempt to read from or write to a tape from two or more datasets simultaneously, the serial nature of tape data storage allows the user to store only a single file on each reel of tape. .

したがつて、だいたい全テープの90%が1個の
データセツトしか含んでおらず、これはテープの
記憶容量を有効に利用していない。更に、テープ
はテープ装置に手操作で装着しなければならず、
テープに記憶された各データセツトのテープ検索
時間が増加する。
Therefore, approximately 90% of all tapes contain only one data set, which is not an efficient use of the tape's storage capacity. Additionally, the tape must be manually loaded into the tape device;
Tape search time increases for each data set stored on tape.

この直列フアイル構成に比較して、デイスク装
置は、フアイル全部又は連続するフアイルについ
ての直列的読出しを必要としないで、デイスク装
置の読出/書込みヘツドにより全データが直接的
にアクセスできる様なランダムアクセス方法によ
りデータを記憶する。更に、データがデイスク上
にランダムアクセス形式で記憶されているので、
デイスク装置は複数の上位コンピユータがデイス
ク装置から同時にデータを検索できる利点があ
る。その上に記憶された他のフアイルから情報を
検索するために磁気テープを再位置付けするに必
要とされる長い時間の為に、テープ装置では同時
データアクセスは行えない。
In contrast to this serial file configuration, disk drives provide random access in which all data can be accessed directly by the disk drive's read/write head without requiring serial reading of the entire file or successive files. Data is stored by a method. Furthermore, since the data is stored on disk in a random access format,
A disk device has the advantage that multiple host computers can simultaneously retrieve data from the disk device. Concurrent data access is not possible with tape devices because of the long time required to reposition a magnetic tape to retrieve information from other files stored on it.

しかし、デイスク装置はテープ装置よりかなり
高価であり、使用者が必要とするデータ記憶の部
分にのみに特に用いられている。更に、データロ
グの如き読出/書込動作を補助するために使用さ
れるスペースが必要とされるためデイスク装置の
予想記憶スペースの略々75%だけがデータ記憶の
目的のために有効であることが証明されている。
デイスク装置は予め決まつたブロツクサイズでデ
ータを記憶する。したがつて、記憶すべきデータ
フアイルが該ブロツクサイズと等しくない限り、
記憶容量がデイスク上で浪費される。この記憶容
量の該付加的条件下の利用では実際に使用される
メモリはデイスク装置の正常な容量の略々50%に
減少される。
However, disk drives are considerably more expensive than tape drives and are specifically used for only the data storage portion of the user's needs. Furthermore, only approximately 75% of the expected storage space of a disk drive is available for data storage purposes since space is required to support read/write operations such as data logging. has been proven.
A disk device stores data in a predetermined block size. Therefore, unless the data file to be stored is equal to the block size,
Storage capacity is wasted on disk. Utilizing this storage capacity under the additional conditions reduces the actual memory used to approximately 50% of the normal capacity of the disk device.

1つの命令が同時に連続して実行される1組の
プログラム命令の如き幾つかの直列的構成された
フアイルが存在する。また、情報がランダムにア
クセスされる情報を集めたデータベース(例え
ば、従業員名簿)の如き、他のフアイルも存在す
る。
There are several serially organized files, such as a set of program instructions, one instruction being executed consecutively at the same time. There are also other files, such as databases of information (eg, employee directories), where the information is accessed randomly.

直列的に構成されたフアイルは最も磁気テープ
のフオーマツトに適合する。これは該フアイルも
磁気テープも両方とも直列性が本質であるためで
ある。ランダムに集められた情報を含むフアイル
はランダムアクセスをベースに情報をアクセスす
るデイスク装置に最も適合する。
Files arranged in series are most compatible with magnetic tape formats. This is because both the file and the magnetic tape are essentially serial. Files containing randomly collected information are most suitable for disk devices that access information on a random access basis.

しかし、テープ装置のデータ記憶スペース効率
を備え且つデイスク装置のデータ検索速度を有す
る記憶システムを提供することは有益である。
However, it would be beneficial to provide a storage system that has the data storage space efficiency of a tape device and the data retrieval speed of a disk device.

発明の目的 従つて、本発明の目的は、デイジタル・コンピ
ユータ等用の改良されたデータ記憶システムの提
供にある。
OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved data storage system for digital computers and the like.

本発明の別の目的は、水準技術の磁気テープデ
ータ記憶システムよりも更に迅速に直列形式に配
置されたデータを記憶しアクセスするシステムお
よび方法の提供にある。
Another object of the present invention is to provide a system and method for storing and accessing serially arranged data more quickly than state of the art magnetic tape data storage systems.

本発明の更に別の目的は、テープ駆動方法によ
り上位システムからの指令に応答するもデイスク
記憶装置の迅速なアクセス能力を用いる記憶シス
テムの提供にある。
Still another object of the present invention is to provide a storage system that responds to commands from a host system using a tape drive method but utilizes the quick access capabilities of a disk storage device.

本発明の他の目的は、上位コンピユータからの
データを直列形式で受入れかつ送出し、他方デイ
スク記憶装置からの情報をランダムアクセス形式
で記憶し且つ検索するデータ処理管理システムの
提供にある。
Another object of the present invention is to provide a data processing management system that accepts and transmits data from a host computer in serial format while storing and retrieving information from disk storage in random access format.

発明の概略 要約すれば、本発明の1特質によれば、本発明
の前記の各目的は「仮想記憶システム」の提供に
より達成されるが、その構成は情報を直列形式の
テープ書式で受取り送出するための上位コンピユ
ータからの指令に応答する上位インターフエース
段と、上位インターフエースから受取りあるいは
これに送られたデータを一時的に記憶するため前
記上位インターフエース内の第1のデータ・バツ
フアとからなる。複数個のデイスク記憶装置も
又、デイスク記憶インターフエースおよびデイス
ク記憶装置に対して送られかつこれから受取つた
データを一時的に記憶する関連する第2のデー
タ・バツフアと共に設けられる。インターフエー
ス段は1つに結合されると共に、1つのインター
フエースから他のインターフエースに流れる情報
を受取つてこれを待機する大形の主記憶装置と共
通に結合される。最後に、マスター制御プロセサ
が前記インターフエース装置と主記憶装置に結合
され、上位インターフエース段がテープ・システ
ムと同様に上位コンピユータと応答するように装
置の操作を指令するが、デイスク・インターフエ
ース段はその時使用可能な記憶スペースに従つて
ランダムにデイスク記憶装置についてデータの読
出しおよび書込みを行う。
SUMMARY OF THE INVENTION In summary, according to one aspect of the invention, the foregoing objects of the invention are achieved by providing a "virtual storage system" which is configured to receive and transmit information in serial tape format. a first data buffer in said upper interface for temporarily storing data received from or sent to said upper interface; Become. A plurality of disk storage devices are also provided with a disk storage interface and an associated second data buffer for temporarily storing data sent to and received from the disk storage devices. The interface stages are coupled together and in common with a large main memory that receives and waits for information to flow from one interface to another. Finally, a master control processor is coupled to the interface device and main memory and directs the operation of the device such that the upper interface stage responds to the upper computer in a manner similar to a tape system, but not the disk interface stage. reads and writes data to and from disk storage randomly according to the storage space available at the time.

実施例による説明 本文は本発明と見做される主題を特に指摘しか
つ明確に規定する特許請求の範囲を頭書に示すが
本発明は添付図面と関連して示される望ましい実
施態様の以下の説明から更に理解されるものと考
える。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS While the text is prefaced with claims particularly pointing out and distinctly defining the subject matter regarded as the invention, the invention lies in the following description of preferred embodiments, illustrated in conjunction with the accompanying drawings. I think it will be better understood from this point of view.

第1図は、簡略な形態で、上位コンピユータ1
0に結合された場合の本発明の仮想記憶システム
の基本的なアーキテクチユアを示す。本発明は、
使用可能な記憶を更に良好に使用しながら、テー
プ装置と全く同様にデータを受入れかつ応答する
よう1つ以上の非常に高速でかつアクセス可能な
デイスク記憶装置を制御し、これによりテープ又
はデイスクのいずれよりも非常に広く拡張された
記憶能力と遥かに迅速な応答時間をもたらす効果
を有する装置を構成する。上位コンピユータ10
は、本発明の経済的な操作の故にIBM社のシス
テム360、システム370、およびIBM社の
モデル3031,3032および3033のプロ
セサ・コンプレツクスの如き大形の本体上位コン
ピユータとの使用を目指すものであるが、どんな
タイプでもよい。本発明の仮想記憶システムは又
複数個の上位コンピユータと共に使用することが
できる。記憶システムは一連の上位インターフエ
ース段12a乃至12nからなり、インターフエ
ースの段数は送られるべきデータ量に依存する。
上位インターフエース段は同一であるため、使用
される実際の段数は本発明の目的に対しては重要
ではない。上位インターフエース段は、従来周知
のチヤネル14により上位コンピユータ10に結
合され、情報をテープ装置と関連する通常の直列
形式の書式でコンピユータ10に送る。
Figure 1 shows the host computer 1 in a simplified form.
1 shows the basic architecture of the virtual storage system of the present invention when coupled to 0; The present invention
Control one or more very fast and accessible disk storage devices to accept and respond to data just like a tape device, making better use of the available storage, thereby making tape or disk It constitutes a device which has the effect of providing a much wider extended storage capacity and a much faster response time than either. Upper computer 10
Because of the economical operation of the invention, it is intended for use with large body host computers such as the IBM System 360, System 370, and IBM Models 3031, 3032, and 3033 processor complexes. Yes, but any type is fine. The virtual storage system of the present invention can also be used with multiple host computers. The storage system consists of a series of upper interface stages 12a to 12n, the number of interface stages depending on the amount of data to be sent.
Since the upper interface stages are the same, the actual number of stages used is not important for purposes of the present invention. The upper level interface stage is coupled to the upper level computer 10 by a channel 14, which is well known in the art, and transmits information to the computer 10 in the conventional serial format associated with tape drives.

1つ以上のデイスク・インターフエース段16
a乃至16nが提供され、共通情報バス18によ
り全ての上位インターフエース段に結合される。
このように、情報はどの上位インターフエース段
とデイスク・インターフエース段との間でも転送
することができる。
One or more disk interface stages 16
a through 16n are provided and are coupled to all upper interface stages by a common information bus 18.
In this way, information can be transferred between any higher level interface stage and the disk interface stage.

デイスク・インターフエース段は、それぞれデ
イスク記憶装置20a乃至20nの各々と結合さ
れている。更に詳細に論述するように、各デイス
ク・インターフエース段は、記憶インターフエー
スと、データ・バツフアと、デイスクインターフ
エースと共に、インターフエース段の各素子を操
作するための局部マイクロプロセサ・コントロー
ラを含む。
A disk interface stage is respectively coupled to each of disk storage devices 20a-20n. As discussed in more detail, each disk interface stage includes a storage interface, a data buffer, and a local microprocessor controller for operating the disk interface as well as each element of the interface stage.

主バス18には主記憶装置22にも接続されて
いる。メモリー22は上位インターフエース段か
らデイスク・インターフエース段へ流れる情報に
対する貯蔵所を形成し、更にこれも又主バス18
に結合された制御プロセスサ24に対するメモリ
ーとして作用する。仮想記憶システムの中央処理
装置即ちCPUである制御プロセサ24はそれぞ
れ上位インターフエース12とデイスク・インタ
ーフエース段に結合され、情報が通常の方法で受
取られ、待機され、構成され、記憶されるように
その動作を指令する。制御プロセサ24は更に、
種々の上位インターフエース段12にこれがテー
プ装置をシミユレートするように上位コンピユー
タ10に応答させるよう命令する。
A main storage device 22 is also connected to the main bus 18 . Memory 22 forms a repository for information flowing from the upper interface stage to the disk interface stage and is also connected to the main bus 18.
2. Acts as a memory for a control processor 24 coupled to. A control processor 24, which is the central processing unit or CPU of the virtual storage system, is coupled to the upper level interface 12 and the disk interface stage, respectively, so that information is received, queued, configured, and stored in the conventional manner. command its operation. The control processor 24 further includes:
It instructs the various upper level interface stages 12 to respond to the upper level computer 10 in a manner that simulates a tape device.

次に、第2図によれば、システムの例示的な諸
素子の構成が更に詳細に説明される。プロセサ2
4は上位インターフエース段12と直結され、特
に制御プロセサ24と、上位インターフエース段
に対するコントローラを形成するマイクロプロセ
サ28との間の信号の転送を容易にする内部イン
ターフエース26に結合される。又上位インター
フエース段を構成しているのはデータ・バツフア
30と、データ・バツフアを上位コンピユータ1
0との共用を可能する上位インターフエース32
と、データ・バツフアがデータ・バス18と通信
する記憶インターフエース34である。
Referring now to FIG. 2, the configuration of exemplary elements of the system will be described in further detail. Processor 2
4 is directly coupled to the upper interface stage 12 and in particular to an internal interface 26 which facilitates the transfer of signals between the control processor 24 and the microprocessor 28 forming the controller for the upper interface stage. The upper interface stage is composed of a data buffer 30 and a data buffer connected to the upper computer 1.
Upper interface 32 that can be shared with 0
and a storage interface 34 through which a data buffer communicates with data bus 18.

上位インターフエース段12の機能は、上位コ
ンピユータに対するテープ駆動システムをシミユ
レートすること、即ちテープ装置に対する上位コ
ンピユータ10の指令を本発明の仮想記憶システ
ムに対する指令に変換すること、およびテープ装
置により送られる形態で上位コンピユータ10の
データを送ることである。更に、上位インターフ
エース段12は、テープ装置を操作するため使用
されるタイプの上位コンピユータ10から信号を
受取る。このような信号は、上位インターフエー
ス段を多重バイト、又は多重ブロツク、又は上位
コンピユータ10のセレクタ・チヤネルに結合す
ることにより得られる。これ等の場合は、「テー
プ装填」、「テープ取外し」の如きオペレータ指
令、ならびに「読出し」、「書込み」および「正方
向スペース・フアイル」の如き機械言語を含むこ
とが判る。上位インターフエース段はあたかもオ
ペレータおよびテープ装置であるかの如き両種の
信号に応答し、信号を確認し、仮想テープ・リー
ルの「装填」が完了した等と応答する。
The function of the upper level interface stage 12 is to simulate the tape drive system for the upper level computer, that is, to convert the commands of the upper level computer 10 for the tape device into commands for the virtual storage system of the present invention, and to convert the commands of the upper level computer 10 to the tape device into commands for the virtual storage system of the present invention, and to convert the instructions in the form sent by the tape device. This is to send data to the host computer 10. Additionally, the upper level interface stage 12 receives signals from a higher level computer 10 of the type used to operate the tape device. Such signals are obtained by coupling the upper interface stage to multiple bytes, or multiple blocks, or selector channels of the upper computer 10. These cases are seen to include operator commands such as "load tape,""unloadtape," and machine language such as "read,""write," and "forward space file." The upper interface stage responds to both types of signals as if it were an operator and a tape device, acknowledges the signals, responds that the virtual tape reel has been "loaded," and so on.

各上位インターフエース段のデータ・バツフア
30は、上位コンピユータ10からデータを、直
列形式で、通常9ビツト並列で、テープ上に書込
むためテープ・システムに再び与えるように正確
な方法で受け入れる。バツフア30は、書込み操
作中情報を非直列形式化し、即ちこれを全8バイ
トが使用可能になる迄個々のビツトを保持する並
列フイールドに記憶する。一般に、72ビツトが一
時に送られ、このため伝送時間を短縮する。この
ように、回線18上にデータを伝送するのに必要
な時間の90%迄の圧縮が可能になる。データがバ
ツフア30とバス18間に交換されるべき時、デ
ータはデータの非常に早い交換が生じるように再
び8つの並列バイトで記憶インターフエース34
を流れる。前記のバツフアのサイズは、システム
の要件に従つて大きく変化し得るが、望ましい実
施態様においてはバス18の時分割を促進する全
記録を保持するに十分な大きさである64000バイ
トである。
The data buffer 30 of each higher level interface stage accepts data from the higher level computer 10 in serial form, typically 9 bits in parallel, in a precise manner for feeding back to the tape system for writing onto tape. Buffer 30 de-serializes the information during write operations, ie, stores it in parallel fields that hold individual bits until all eight bytes are available. Generally, 72 bits are sent at a time, thus reducing transmission time. In this way, a compression of up to 90% of the time required to transmit data over line 18 is possible. When data is to be exchanged between buffer 30 and bus 18, the data is transferred to storage interface 34 again in eight parallel bytes so that a very fast exchange of data occurs.
flows. The size of the buffer can vary widely depending on system requirements, but in the preferred embodiment is 64,000 bytes, which is large enough to hold all records to facilitate time sharing of bus 18.

最後に、上位コンピユータ10から受取られた
データは、1個以上のデイスク装置20a乃至2
0nに装填された磁気デイスクに書込まれる。デ
イスク・インターフエース段16はデータバス1
8をデイスク装置20(図示せず)と結合し、制
御プロセサ24からの命令に従つてインターフエ
ース段の各素子を操作する局部マイクロプロセ
サ・コントローラ36からなる。上位インターフ
エース段12の場合と同様に、デイスク・インタ
ーフエース段16により制御プロセサからの命令
はインターフエース38を介して局部コントロー
ラ36に送られる。この時後者は、データ・バツ
フア40と、デイスク・インターフエース42
と、記憶インターフエース44をしてデータをデ
イスク装置に関して出入りさせることにより応答
する。
Finally, the data received from the host computer 10 is sent to one or more disk devices 20a to 2.
0n is written on the magnetic disk loaded. Disk interface stage 16 is data bus 1
8 is coupled to a disk drive 20 (not shown) and comprises a local microprocessor controller 36 which operates each element of the interface stage according to instructions from the control processor 24. As with upper interface stage 12, disk interface stage 16 routes instructions from the control processor via interface 38 to local controller 36. At this time, the latter has a data buffer 40 and a disk interface 42.
and the storage interface 44 responds by moving data to and from the disk device.

特に、記憶インターフエース44はバス18か
ら8チヤネルのデータを受取りこれが1つのビツ
ト・ストリームにおいてバツフア40に組込まれ
るようにデータを直列形式化するよう作用する。
バツフア記憶装置の構成および待機は、適当な時
点でデータをバツフア40からデイスク装置へ送
るデイスク・インターフエース42の作用の如
く、局部コントローラ36によつて確保される。
更に又、デイスク・インターフエース段は、関連
するデイスク装置の各デイスクにおけるデータの
場所を探査して記録を行うよう作用し、その結果
必要な場合に情報を検索することができる。
In particular, storage interface 44 receives eight channels of data from bus 18 and serves to serialize the data for incorporation into buffer 40 in one bit stream.
Configuration and standby of the buffer storage device is ensured by the local controller 36, as is the action of the disk interface 42 which directs data from the buffer 40 to the disk device at the appropriate times.
Furthermore, the disk interface stage is operative to locate and record data on each disk of the associated disk device so that the information can be retrieved when needed.

データが上位インターフエース12にありそれ
がデイスク・インターフエース16において受取
られる間、データは主記憶装置22に記憶され
る。高速の主記憶装置22はこのように、デイス
ク駆動装置20の1つがデータを受取る用意がで
きる迄データを保持する「バンク」即ち「カツシ
ユ」として作用する。この状態が生じると、デイ
スク装置20と関連するデイスクインターフエー
ス段42は制御プロセサ24にその可用性につい
て信号する。次に、制御プロセサ24は、データ
をバス18によつてデイスク・インターフエース
段42に放出するよう主記憶装置即ちカツシエ2
2に命令する。
Data is stored in main memory 22 while the data is in host interface 12 and is received at disk interface 16. High speed main memory 22 thus acts as a "bank" that holds data until one of the disk drives 20 is ready to receive the data. When this condition occurs, the disk interface stage 42 associated with the disk device 20 signals the control processor 24 of its availability. Control processor 24 then directs the main memory or cache 2 to release the data via bus 18 to disk interface stage 42.
Command 2.

同様に、上位コンピユータ10がデータを探査
中、探査されるデータの識別は上位インターフエ
ース段12を介して制御プロセサ24に送られ、
このプロセサはこの時要求されたデータが既に主
記憶装置に移動されたかどうかを判断する。もし
そうでなければ、制御プロセサ24は更に「トラ
ンスミツタ」信号をデイスク・インターフエース
に与え、内部の制御コントローラ36は関連する
記憶インターフエース44に介して関連するバツ
フア40からデータ・バス18へ、更に主記憶装
置22へデータを読出させる。
Similarly, while the host computer 10 is searching for data, the identity of the data being searched is sent to the control processor 24 via the host interface stage 12;
The processor then determines whether the requested data has already been moved to main memory. If not, the control processor 24 also provides a "transmitter" signal to the disk interface, and the internal control controller 36 transmits the signal from the associated buffer 40 to the data bus 18 via the associated storage interface 44. Furthermore, the data is read to the main storage device 22.

同時に、使用可能な上位インターフエース段1
2の局部コントローラ28は関連する記憶インタ
ーフエース34を使用可能にし、その結果新たに
読出されたデータが主記憶装置22から受取られ
て上位インターフエース・データ・バツフア30
にゲートされる。一方、もしそうであれば、デー
タは直ちにバツフア30からゲートされ、上位イ
ンターフエース・モジユール32によつて直列形
式化され、上位コンピユータ10に送られる。
At the same time, available upper interface stage 1
2's local controller 28 enables the associated storage interface 34 so that newly read data is received from the main memory 22 and transferred to the upper interface data buffer 30.
gated to. On the other hand, if so, the data is immediately gated out of the buffer 30, serialized by the host interface module 32, and sent to the host computer 10.

別の実施態様においては、上位バツフア30と
デイスク・バツフア40が省略でき、従つてその
機能は主記憶装置22により行われる。
In alternative embodiments, host buffer 30 and disk buffer 40 can be omitted, and their functions are then performed by main memory 22.

このように、多数のデイスク装置全体に分散さ
れたデータのセグメントがコンパイルされ、待機
させられ、次に自動的に直列形式に再びアセンブ
ルされる。従つて、各デイスク装置20から上位
コンピユータ10へフローする情報は、丁度あた
かもテープから読出されるかの如く直列形式で現
われる。
In this manner, segments of data distributed across multiple disk drives are compiled, queued, and then automatically reassembled into serial form. Therefore, the information flowing from each disk device 20 to the host computer 10 appears in serial form, just as if it were being read from tape.

前述の如く、高速主記憶装置はカツシエを提供
し、これからデータが選択され、上位コンピユー
タに送られる前に後で直列形式に再アセンブルさ
れるため待機させられる。
As previously mentioned, the high speed main memory provides a cache from which data is selected and held for later reassembly into serial form before being sent to the host computer.

本発明の教示内容を学んだ当業者には明らかな
ように、本仮想記憶システムの各素子は市販され
る素子から組立てられ、適宜な方法でいつしよに
結合することができる。例えば、デイスク・イン
ターフエース段16の各素子の全てが制御プロセ
サ24から離れた1つの場所に配置されるものと
して示されるが、実際にはこれ等の素子は別の場
所に配置して適当なケーブル、バス等により結合
することができる。各インターフエース段の構成
素子を操作するため使用される局部マイクロプロ
セサ・コントローラ24は稍々制限された能力の
ものであればよく、市場で入手可能などんな高速
マイクロプロセサから構成することができる。こ
のようなマイクロプロセサの一例は、米国マサチ
ユーセツツ州ボストン市のDEC社で市販するLSI
−11でも、あるいはAMD社の2900シリーズの部
品から組立てることができる適当な装置でもよ
い。同様に、情報の直列形式化および非直列形式
化を行う上位インターフエース12とデイスク・
インターフエース16は、米国ニユーヨーク州ア
ーモンク市のIBM社から入手可能なモデル370ブ
ロツク・マルチプレクサの如き標準的な装置でも
よい。同様に、IBM製のブロツク・マルチプレ
クサは記憶の直接アクセスのため使用でき、各装
置の実際の接続は当業者によつて十分に理解され
る。
As will be apparent to those skilled in the art who have been trained in the teachings of the present invention, the elements of the virtual storage system can be assembled from commercially available elements and coupled together in any suitable manner. For example, although all of the elements of disk interface stage 16 are shown as being located in one location remote from control processor 24, in reality these elements may be located elsewhere and as appropriate. They can be coupled by cables, buses, etc. The local microprocessor controller 24 used to operate the components of each interface stage may be of somewhat limited capability and may be constructed from any high speed microprocessor available on the market. An example of such a microprocessor is an LSI commercially available from DEC Corporation of Boston, Massachusetts, USA.
-11 or any suitable device that can be assembled from AMD's 2900 series parts. Similarly, the upper interface 12 and the disk interface 12 that convert information into serial and non-serial formats
Interface 16 may be a standard device such as a Model 370 block multiplexer available from IBM Corporation of Armonk, New York. Similarly, IBM block multiplexers can be used for direct storage access, and the actual connections of each device will be well understood by those skilled in the art.

同様に、上位インターフエース段12とデイス
ク・インターフエース段16におけるデータの一
時的記憶に使用されるバツフア30と40は、本
実施例においては少なくとも64Kバイトのメモリ
ーが望ましいが、適当なタイプのものでよい。こ
のタイプの市販されるバツフアの1つは
Fairchild Semiconductors社製であり、200ナノ
秒の速度を有するN−MOSランダムアクセスメ
モリーである。
Similarly, buffers 30 and 40 used for temporary storage of data in upper interface stage 12 and disk interface stage 16 may be of any suitable type, although in this embodiment preferably at least 64K bytes of memory. That's fine. One of the commercially available buffers of this type is
It is manufactured by Fairchild Semiconductors and is an N-MOS random access memory with a speed of 200 nanoseconds.

データ・カツシエとして作用する高速メモリー
22は、高速アクセス・メモリーと呼ばれるタイ
プ、即ち400ナノ秒以下のサイクル・タイムを有
するものでなければならない。望ましい実施態様
においては、高速カツシエは16メガバイトの容量
を有する。本発明における使用に適する1つの市
販メモリーは、米国カルフオルニア州サニーベー
ル市のIntersil社により製造され、本願の譲受人
である米国コロラド州ルイスビル市のStorage
Technelogy社により市販されるモデル3758
と3768である。
The high speed memory 22 acting as a data cutter must be of a type called a fast access memory, ie, having a cycle time of 400 nanoseconds or less. In a preferred embodiment, the high speed cutlet has a capacity of 16 megabytes. One commercially available memory suitable for use in the present invention is manufactured by Intersil, Inc., Sunnyvale, California, USA, and is manufactured by Storage Corporation, Lewisville, Colorado, USA, the assignee of this application.
Model 3758 marketed by Technology
and 3768.

第3図は、上位コンピユータ10がメモリーか
ら情報を要求した「読出し」モードにおける本発
明のシステムの作用を示す機能図である。制御信
号は実線により、又データのフローは点線で示さ
れる。従つて、上位コンピユータ10は、ある情
報を要求する人間のオペレータに対する指令信号
(例えば、「テープNを装填せよ」)を生じ、デー
タがテープに直列形式で記憶されていることが上
位コンピユータ10によつて想定されるため、初
期の識別即ち「ラベル」が指定されさえすればよ
い。仮想記憶システムの他の素子、特に制御プロ
セサ24は、要求された情報に応答する全てのデ
ータをアクセスしてこのデータを直列形式にアセ
ンブルさせることにより情報に対して応答する。
FIG. 3 is a functional diagram illustrating the operation of the system of the present invention in a "read" mode in which host computer 10 requests information from memory. Control signals are shown by solid lines and data flow is shown by dotted lines. Thus, the host computer 10 generates a command signal to a human operator requesting certain information (e.g., "Load Tape N") and informs the host computer 10 that the data is stored on the tape in serial form. As such, an initial identification or "label" need only be specified. Other elements of the virtual storage system, particularly control processor 24, respond to the information by accessing all data responsive to the requested information and assembling this data into serial form.

このように、上位コンピユータ10は、このコ
ンピユータにおいて実行中の個々のプログラムに
より提供される情報に従つて、特定のデータ・セ
ツトを含むものと想定するテープNを呼出す。実
際には、本発明の仮想記憶システムによれば、こ
の特定のデータ・セツトは多くの異なるデイスク
に散在すると共に(又は)1つのデイスクの多く
の場所に存在する可能性がある。従つて、本発明
の仮想記憶システムは、上位コンピユータが「テ
ープN」と指示した記録の各部が記憶された場所
を表示するデータを求めてそれ自体のメモリー内
を探索することによつて「テープNを装填せよ」
の如きオペレータ指令に応答する。このように、
本システムの応答はテープNの装填をオペレータ
に指令するものではなく、単にそのメモリーから
「テープN」として識別されるデータ・セツトの
場所についての情報を再読出しことである。
In this manner, the host computer 10 recalls a tape N that it assumes contains a particular data set, according to information provided by the individual programs running on this computer. In fact, according to the virtual storage system of the present invention, this particular set of data may be scattered across many different disks and/or located in many locations on a single disk. Therefore, the virtual storage system of the present invention searches within its own memory for data indicating the location where each part of the record designated by the host computer as "Tape N" is stored. Load N.”
respond to operator commands such as in this way,
The system's response is not to instruct the operator to load Tape N, but simply to reread from its memory information about the location of the data set identified as "Tape N."

上位インターフエース段12が「テープNを装
填せよ」と云う命令が完了したことを表示する
時、これは実際のテープの装填に比して実際には
瞬間的なものであるが、上位コンピユータ10は
インターフエース12に対して読出されるべき情
報のブロツクの特定の一致を表示するインターフ
エース12への指令を出力する。この指令は、上
位インターフエース段12により情報が記憶され
る各記憶域を識別する制御プロセサ24に対し直
接送られる。これは、制御プロセスに対して結合
されるデータ記憶装置46の使用によつて実施す
ることができる。本実施例においては、データ記
録装置46は、上位コンピユータ10により要求
されるデータを共に構成するデータの各サブ・ブ
ロツクの場所が記録されるランダム・アクセス・
メモリー(RAM)(RAMにおける記憶の脱落の
場合にテープ駆動装置および関連テープによつて
「バツク・アツプ」できる)である。
When the upper level interface stage 12 indicates that the command "Load tape N" has been completed, although this is actually instantaneous compared to the actual loading of the tape, the higher level computer 10 outputs a command to interface 12 indicating a particular match of the block of information to be read to interface 12. This command is sent directly by the upper interface stage 12 to the control processor 24 which identifies each memory location in which information is stored. This can be implemented through the use of a data storage device 46 coupled to the control process. In this embodiment, the data recording device 46 is a random access system in which the location of each sub-block of data that together constitute the data requested by the host computer 10 is recorded.
Memory (RAM) (which can be ``backed up'' by a tape drive and associated tape in case of memory loss in RAM).

データの各サブ・ブロツクの場所が制御プロセ
サ24に対し識別された時、各デイスク・インタ
ーフエース段36のコントローラ部分に信号が与
えられ、これと同時にデータは各デイスク記憶装
置20からアクセスされる。この時データはイン
ターフエース段16のバツフア40に読込まれ、
各上位インターフエース段12により必要とされ
る迄一時的に保持させるため主記憶カツシユ22
に伝送するために用意される。
When the location of each sub-block of data is identified to control processor 24, a signal is provided to the controller portion of each disk interface stage 36 at which time data is accessed from each disk storage device 20. At this time, the data is read into the buffer 40 of the interface stage 16,
The main memory cache 22 is used for temporary storage until needed by each upper interface stage 12.
prepared for transmission to.

バツフア40がデータで充填される時、信号が
デイスク・インターフエース段16から制御プロ
セサ24に出力されこの事実を表示し、この時制
御プロセサ24が緩衝された情報を高速の主記憶
カツシエ22において前以つて割当てられたスペ
ースに対して直接送る。
When buffer 40 is filled with data, a signal is output from disk interface stage 16 to control processor 24 indicating this fact, and control processor 24 then forwards the buffered information to high speed main storage cache 22. Send directly to previously allocated space.

従来技術によるテープ・システムの場合は、初
期の「装填」操作は通常約30秒乃至5分を要す
る。個々の装置の特性ならびに無論読出される記
録の長さに従つて、「読出し」指令を実行するの
に必要な全時間は1乃至10ミリ秒の範囲内で変化
する。望ましい実施態様における仮想記憶システ
ムの例においては、「装填」操作は一般に1秒よ
り短い時間を要す。実際の「読出し」操作は一般
に、前述の如く、記録の長さおよびカツシユ22
の特性に従つて1乃至10ミリ秒を要する。従つ
て、この時読出された情報は、記憶インターフエ
ース12からの信号がカツシエに対して上位置コ
ンピユータがデータを受取る用意のあることを表
示する迄記憶されるカツシエ22に非常に迅速に
入れられる。この時点で、データはこれが記憶さ
れた各デイスク20における各点から生成され、
直列形式で適正な順序に収録され、アドレス時間
又は各デイスク上の情報の探索のための遅延なし
に上位コンピユータ10に読込まれるように用意
される。従つて、本発明の記憶システムは、デイ
スクに比して時間的に非常に有利であり、テー
プ・システムに比して装填の時間的遅延が全くな
いことが明らかである。このように、カツシエの
使用による「予期されるバツフア作用」がデイス
クとテープの長所を併合させ、この点でカツシエ
はデイスクの場合の装填の不用とテープの直列書
式とを結び付け、こうしてデータをカツシエ内に
完全に構成させることにより上位コンピユータに
対する時間を節減するものである。同時に、各構
成素子の優れた構成および協働作用の故に、読
出/書込動作の指令またはテープ上のデータの維
持又は記録を指令するためにデスクを実記憶域の
ごく少しが使用され、この領域をたまに“オーバ
ーヘツド”と呼ぶ。従つて、実際のデイスク・メ
モリーの非常に大きな割合がデータに使用可能で
ある。このように、デイスク・メモリーの記憶効
率をテープの場合と同レベルに更新することがで
きる。
For prior art tape systems, the initial "load" operation typically takes about 30 seconds to 5 minutes. Depending on the characteristics of the individual device and, of course, the length of the recording to be read, the total time required to execute a "read" command varies within the range of 1 to 10 milliseconds. In the virtual storage system example of the preferred embodiment, a "load" operation typically takes less than one second. The actual "read" operation generally depends on the length of the record and the cutoff 22, as described above.
It takes 1 to 10 milliseconds depending on the characteristics of The information read at this time is therefore very quickly put into the cutter 22 where it is stored until a signal from the storage interface 12 indicates to the cutter that the upper computer is ready to receive the data. . At this point, data is generated from each point on each disk 20 where it is stored;
They are recorded in serial format in the proper order and prepared to be read into the host computer 10 without any delay in address time or retrieval of the information on each disk. It is therefore clear that the storage system of the present invention has significant time advantages over disks and no loading time delays compared to tape systems. Thus, the ``anticipated buffering effect'' of using Katsushie combines the advantages of disk and tape; in this respect Katsushie combines the elimination of loading in the case of disk with the serial format of tape, thus making data This saves time on the host computer by configuring it completely within the computer. At the same time, because of the excellent organization and cooperation of each component, very little of the real storage space of the desk is used for directing read/write operations or for maintaining or recording data on tape; The area is sometimes called the "overhead". Therefore, a very large percentage of the actual disk memory is available for data. In this way, the storage efficiency of disk memory can be updated to the same level as that of tape.

第4図に示された上位の「書込みモード」にお
いては、手順の方向とこれ迄に述べた「読出し」
モードの略々逆方向となる。第3図における如
く、制御信号は実線で、データのフローは点線で
示される。従来のテープ駆動コードにより上位コ
ンピユータ10がデータの「書込み」即ち記録を
要求することを信号すると、この指令はインター
フエース段12を介して制御プロセサ24に送ら
れる。このプロセサはインターフエース12に対
してこの指令を確認することを命令し、データの
一部又は全部を受入れるバツフア40を見出すた
めデイスク・インターフエース段16に質疑す
る。このような場所が決定されると、これ等の場
所は制御プロセサ24によつてデータ記録装置4
6に記録される。
In the higher-level "write mode" shown in Figure 4, the direction of the procedure and the "reading" mode described above are
The direction is almost the opposite of the mode. As in FIG. 3, control signals are shown as solid lines and data flow is shown as dotted lines. When the host computer 10 signals a request to "write" or record data using conventional tape drive code, this command is sent via the interface stage 12 to the control processor 24. The processor instructs the interface 12 to confirm this command and interrogates the disk interface stage 16 to find a buffer 40 that will accept some or all of the data. Once such locations are determined, these locations are controlled by the control processor 24 on the data recording device 4.
6 is recorded.

この時制御プロセサ24が上位インターフエー
ス段12に対して上位コンピユータ10からのデ
ータを受入れてこれを上位インターフエース段1
2のデータ・バツフア30の適当な場所に送るこ
とを指令する。バツフア30が対応するスペース
がデイスク・インターフエース段のバツフア40
において使用できる前に充填される場合は、命令
「スペースを割当てよ」が制御プロセツサにより
カツシエ・メモリー22に送られ、その後上位イ
ンターフエース段のバツフアからのデータがカツ
シエ・メモリー22へ与えられる。その後1つ以
上のデイスク・インターフエース段16において
十分なバツフア容量が使用可能である時、制御プ
ロセサはカツシエ・メモリー22に対し、関連す
るデイスク装置20のデイスクに入れるため適当
なデイスク・インターフエース段バツフア16に
記憶されたデータを与えるよう命令する。
At this time, the control processor 24 accepts data from the host computer 10 to the host interface stage 12 and transfers the data to the host interface stage 12.
2 to an appropriate location in the data buffer 30. The space that buffer 30 corresponds to is buffer 40 on the disk interface stage.
If it is to be filled before it can be used, the command ``Allocate Space'' is sent by the control processor to the cache memory 22, after which data from the buffer of the upper interface stage is provided to the cache memory 22. Thereafter, when sufficient buffer capacity is available in one or more disk interface stages 16, the control processor directs the cache memory 22 to buffer the appropriate disk interface stages for filling the disks of the associated disk unit 20. Commands buffer 16 to provide the stored data.

データの各ブツクが上位コンピユータ10によ
り上位インターフエース32に与えられるとき、
記憶インターフエース・モジユール34は、関連
するバツフア30内のどこに新たに受取られた情
報が記憶されるかを判断し、データを直列形式に
圧縮して例えば8チヤネルのデータを生じ、情報
ブロツクに識別ビツト(単数又は複数)を加えて
このブロツクのサイズを表示する。このように、
あるデータ・ブロツクが充填されるか、上位コン
ピユータがある記録の終りを表示する信号を生成
する迄、データが連続的にバツフア30に送られ
る。本発明の重要な特質によれば、局部コントロ
ーラ28によりこのような信号はそれ以降一切の
バツフア記憶スペースの割当てが必要でないメツ
セージ信号の終りとして解釈される。
When each book of data is provided by the host computer 10 to the host interface 32,
The storage interface module 34 determines where newly received information is to be stored within the associated buffer 30, compresses the data into a serial format, yielding, for example, eight channels of data, and identifies the information block. Add bit(s) to indicate the size of this block. in this way,
Data is continuously sent to buffer 30 until a data block is filled or the host computer generates a signal indicating the end of a recording. According to an important feature of the invention, such a signal is interpreted by the local controller 28 as the end of a message signal from which no further allocation of buffer storage space is required.

この時、制御プロセサ24はこの時データ・バ
ツフア30に記憶されたデータを高速カツシエ2
2に送る。前述の如く上位コンピユータがデー
タ・バツフア30にデータを記憶中は、制御プロ
セサ24はデイスク装置20に十分なスペースを
「検索」することができ、このスペースをデー
タ・バツフア30にこの時記憶されつゝあるデー
タに割当てることができる。このように、記録の
終り信号が制御プロセサ内で受取られる時、デー
タは直列形式化されて高速カツシエに送ることが
でき、次に記憶のためデイスク装置20に送られ
る。
At this time, the control processor 24 transfers the data stored in the data buffer 30 to the high-speed cutter 2.
Send to 2. As mentioned above, while the host computer is storing data in the data buffer 30, the control processor 24 can "search" for sufficient space on the disk device 20, and use this space to store data in the data buffer 30 at this time.ゝCan be assigned to certain data. Thus, when the end of recording signal is received within the control processor, the data can be serialized and sent to the high speed cutter and then to the disk drive 20 for storage.

換言すれば、上位コンピユータが初期の「テー
プ装填」指令(即ち、オペレータに対しデータ記
憶のための空のテープを提供することを指令す
る)を生じる時、この指令は上位インターフエー
ス段12を介して制御プロセサ24に送られる。
この制御プロセサ24は、1つ以上のデイスク2
0においてスペースを探索し、デイスク・インタ
ーフエース段のバツフア30の1つ以上に十分な
スペースを予約することによつて命令「テープ装
填せよ」に応答する。これが完了すると、制御プ
ロセサ24は上位インターフエース段12に対し
て上位コンピユータ10からのデータを受取つて
これを非直列形式化し、かつこれを関連するバツ
フア30に記憶するよう命令する。このバツフア
が一たん充填されて、これ以上のバツフアのスペ
ースが使用できなければ、このデータはカツシ
エ・メモリー22に送られる。十分なデイスク・
スペースが使用可能である時は、次のステツプは
制御プロセサ24に対してデイスク・インターフ
エース段16のデイスク制御インターフエース4
2が関連するデイスク装置20にデータを書込む
ことを命令させ、その後インターフエース・モジ
ユール44はこの情報を読出してこれを直列形式
化し、これをその関連バツフア40に入れ、こゝ
でこの情報が関連デイスク20に書込まれる。ま
た、本発明のデータ記憶システムは、バツクアツ
プ用の一般的なテープ装置と同時に動作すること
が可能である。多くのコンピユータは、確実性の
ためにデータの複写コピーを保全しており、本発
明のシステムは基本データ記憶システムとして使
用可能であり、他方一般的なテープ装置は本シス
テムのデイスク装置に記憶されたデータの複写ま
たはバツクアツプを記憶する為に本発明と同時に
動作可能である。したがつて、該基本データ記憶
媒体即ち本発明のデイスク装置は高速のデータ検
索を与え、他方テープ装置は該デイスク装置に記
憶されたデータが何等かの理由により万一損なわ
れても該データの付加的なコピーを与える。
In other words, when the host computer issues an initial "load tape" command (i.e., instructing the operator to provide an empty tape for data storage), this command is passed through the host interface stage 12. and sent to the control processor 24.
This control processor 24 controls one or more disks 2
0 and responds to the command ``Load Tape'' by searching for space at 0 and reserving sufficient space in one or more of the buffers 30 of the disk interface stage. Once this is complete, control processor 24 instructs host interface stage 12 to receive the data from host computer 10, deserialize it, and store it in the associated buffer 30. Once this buffer is filled and no more buffer space is available, this data is sent to the cutter memory 22. Enough disk space
When space is available, the next step is to send the disk control interface 4 of the disk interface stage 16 to the control processor 24.
2 instructs the associated disk device 20 to write data, after which the interface module 44 reads this information, serializes it, and places it into its associated buffer 40, where this information is Written to the associated disk 20. Further, the data storage system of the present invention can operate simultaneously with a general tape device for backup. Many computers maintain duplicate copies of data for reliability, and the system of the present invention can be used as the primary data storage system, while a typical tape device is stored on the disk device of the system. It can be operated simultaneously with the present invention to store copies or backups of data collected. Therefore, the basic data storage medium, i.e., the disk device of the present invention, provides high-speed data retrieval, while the tape device allows data to be retrieved even if the data stored in the disk device is damaged for some reason. Give additional copies.

当業者にとつては、上位インターフエースおよ
びデイスク・インターフエース段ならびに関連す
る制御モジユールと共に、制御プロセサに高速カ
ツシエを関連付けることにより、従来技術のテー
プおよびデイスク駆動システムの長所の組合せが
可能になること、即ち、デイスク装置の容易なア
クセス能力がテープ装置の記憶効率と組合わされ
て、本発明の仲介によりテープ装置の短所を持つ
ことなくテープ装置の如く中央処理装置の管理を
デイスク装置が行う高速高効率の「仮想記憶シス
テム」を得ることは明らかであろう。本発明によ
りメモリー・デイスクは恒久的に取付けられてい
るため、テープ形の記録(即ち、順次記録)を探
索する場合でもオペレータが介入する必要はな
い。更に、従来技術のデイスク装置は改変なしに
本発明の仮想記憶システムと共に使用することが
でき、即ち、本発明のシステムは従来技術の上位
コンピユータと従来技術のデイスク装置間に挿入
された装置即ちインターフエースと見做すことが
できる。従つて、デイスク装置と上位コンピユー
タを本発明の仮想記憶システムと関連して操作で
きるようにするためこのデイスク装置又は上位コ
ンピユータを改変する必要はない。
Those skilled in the art will appreciate that the combination of the advantages of prior art tape and disk drive systems is possible by associating a high speed cutter with a control processor, along with upper interface and disk interface stages and associated control modules. That is, the easy access capability of a disk device is combined with the storage efficiency of a tape device, and through the mediation of the present invention, a disk device can manage a central processing unit like a tape device without having the drawbacks of a tape device. It will be clear that an efficient "virtual memory system" is obtained. Since the memory disk is permanently attached according to the present invention, no operator intervention is required when searching a tape-type record (i.e., a sequential record). Furthermore, prior art disk devices can be used without modification with the virtual storage system of the present invention, i.e., the inventive system does not require any device or interface inserted between the prior art host computer and the prior art disk device. He can be considered an ace. Therefore, there is no need to modify the disk device or the host computer in order to enable them to operate in conjunction with the virtual storage system of the present invention.

更に、本発明の仮想記憶システムは複数の上位
コンピユータと複数のデイスク装置間をインター
フエースするため使用することができる。従つ
て、オペレータが1つ以上の上位コンピユータと
ある制限された数のデイスク装置を操作する場合
は、本発明の仮想記憶システムは最大の記憶効率
を達成しかつデイスク又はテープ記憶システムの
不当な重複を除くため使用することができること
が判るであろう。本発明の上位インターフエース
装着は1つ以上の上位コンピユータと結合するこ
とができる。更に、高速のメモリー即ちカツシエ
の提供は本発明の「先行バツフア作用」には必修
であることが判るであろう。データは多種のデイ
スク装置に記憶され且つ上位コンピユータに転送
される前に集められ且つ再フオーマツトされねば
ならないので、データがデイスク装置から集めら
れるとき該データを一時的に記憶する為に高速の
メモリーが必要である。この集められたデータは
遅延の無い上位コンピユータへの転送の為に再フ
オーマツトされる。上位コンピユータのインター
フエースと各デイスク装置インターフエース段間
の中間バツフアとして高速カツシエを使用するこ
とにより、多重データの緩衝作用が達成でき、即
ち、本発明によれば多数のデイスク装置上の多数
の場所に記憶されるデータ(即ち、「ランダム形
式のデータ」はアセンブルされ、順序付けされ、
上位コンピユータにより呼出される迄高速カツシ
エに一時的に記憶され得る。このように、メモリ
ーから上位コンピユータに情報を読込む際の遅れ
の必要はない。同様に、上位コンピユータからの
データ出力は配置され、分割され、デイスクの各
記憶域が情報の記憶のため使用可能となるような
時迄記憶されることができる。
Furthermore, the virtual storage system of the present invention can be used to interface between multiple host computers and multiple disk devices. Therefore, if an operator operates one or more host computers and a limited number of disk devices, the virtual storage system of the present invention can achieve maximum storage efficiency and avoid undue duplication of disk or tape storage systems. It will be seen that it can be used to eliminate. The host interface installation of the present invention can be coupled to one or more host computers. Furthermore, it will be appreciated that the provision of a high speed memory or cutter is essential to the "advance buffering" of the present invention. Since data is stored on various disk drives and must be collected and reformatted before being transferred to a host computer, high-speed memory is required to temporarily store the data as it is collected from the disk drives. is necessary. This collected data is reformatted for transfer to the host computer without delay. By using high-speed cables as intermediate buffers between the host computer interface and each disk device interface stage, multiple data buffering can be achieved, i.e., multiple data locations on multiple disk devices can be achieved according to the invention. (i.e., “randomly formatted data”) is assembled, ordered,
It can be temporarily stored in the high-speed cutter until called up by the host computer. In this way, there is no need for a delay in reading information from memory to the host computer. Similarly, data output from a host computer can be arranged, divided, and stored until such time that each storage area of the disk is available for storage of information.

本発明の記憶システムによりもたらされる特に
重要な点は、データの圧縮の可能性である。これ
迄、デイジタル値「1」又は「0」の長いストリ
ング(Strings)をこのストリングの長さを示す
記号と置換することを含み得る一般的なデータ圧
縮の概念は、これがアドレス指定情報ならびにデ
ータを圧縮するためデイスク駆動装置では成功し
なかつた。しかし、本願によればデイスク装置が
テープとして考えられるため、従来技術のこの問
題は除去され、データの圧縮はデイスク形記憶装
置と共用可能となる。データの圧縮は上位インタ
ーフエース段において構成されること、即ち、書
込み操作の間「1」又は「0」の長いストリング
が検出されて比較的短い記号と置換できること、
読出し操作の間はこれ等ストリングが検出されて
このように定義されたデータにより置換されるこ
とが望ましい。
A particularly important point provided by the storage system of the invention is the possibility of data compression. Until now, the general concept of data compression, which may involve replacing long strings of digital values ``1'' or ``0'' with a symbol denoting the length of this string, was Due to compression, disk drives have not been successful. However, according to the present application, since the disk device is considered as a tape, this problem of the prior art is eliminated, and data compression can be shared with disk-type storage devices. data compression is implemented at the upper interface stage, i.e., during write operations long strings of ``1'' or ``0'' can be detected and replaced with relatively short symbols;
Preferably, during a read operation, these strings are detected and replaced by the data thus defined.

最後に、本発明の仮想記憶システムに対して他
の多くの変更および改善がなされること、および
本文に提示された事例はあくまで例示であるこ
と、従つて本発明の範囲は頭書の特許請求の範囲
につてのみ限定されるものと解されるべきことが
明らかであろう。
Finally, it should be noted that many other modifications and improvements may be made to the virtual storage system of the present invention, and that the examples presented herein are illustrative only, and that the scope of the invention is within the scope of the appended claims. It will be clear that the invention is to be understood as limited only in scope.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に従つて構成された仮想記憶シ
ステムの全構成を示す図、第2図は第1図のシス
テム内の制御および情報信号のフローを示す図、
および第3図と第4図はそれぞれ「読出し」およ
び「書込み」の状況における指令信号および情報
のフローを示す図である。 10……上位コンピユータ、12……上位イン
ターフエース段、14……チヤネル、16……デ
イスク・インターフエース段、18……共通情報
バス、20……デイスク・メモリー、22……主
記憶装置、24……制御プロセサ、26……内部
インターフエース、28……マイクロプロセサ、
30……データ・バツフア、32……上位インタ
ーフエース、34……記憶インターフエース、3
6……局部コントローラ、38……インターフエ
ース、40……データ・バツフア、42……デイ
スク・インターフエース、44……記憶インター
フエース、46……データ記録装置。
FIG. 1 is a diagram showing the entire configuration of a virtual storage system configured according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the flow of control and information signals within the system of FIG. 1,
3 and 4 are diagrams showing the flow of command signals and information in "read" and "write" situations, respectively. 10... Upper computer, 12... Upper interface stage, 14... Channel, 16... Disk interface stage, 18... Common information bus, 20... Disk memory, 22... Main storage device, 24 ... control processor, 26 ... internal interface, 28 ... microprocessor,
30...Data buffer, 32...Upper interface, 34...Memory interface, 3
6... Local controller, 38... Interface, 40... Data buffer, 42... Disk interface, 44... Storage interface, 46... Data recording device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも1個の上位コンピユータと共に使
用する疑似テープ記憶装置において、 キヤツシユメモリと、 少なくとも1個の上位コンピユータと該キヤツ
シユメモリとを接続する少なくとも1個の上位コ
ンピユータインターフエースと、 ランダムアクセク形式でデータを記憶する少な
くとも1個のデイスク記憶装置と、 該少なくとも1個のデイスク記憶装置を該キヤ
ツシユメモリに接続する少なくとも1個のデイス
ク記憶装置インターフエースと、 該少なくとも1個の上位コンピユータインター
フエースと該少なくとも1個のデイスク記憶装置
インターフエースと及び該キヤツシユメモリとに
接続され、該上位コンピユータからの書き込み命
令に応答して該上位コンピユータから該上位イン
ターフエースが受け取つたテープ記憶装置に書き
込むに適した形式の直列形式のデータをランダム
アクセス形式で該デイスク記憶装置の所定の領域
に書き込み、該上位コンピユータの読出命令に応
答して該デイスク記憶装置に記憶されたデータを
読出し且つ該読出したデータを直列形式のデータ
に組み立てて該上位コンピユータに送る様に該上
位コンピユータインターフエースとデイスク記憶
装置と該キヤツシユメモリとを制御する制御装置
と、 を備え、 該制御装置が、 少なくとも1個の該上位コンピユータから受け
取つた一定単位のデータを記憶するために少なく
とも1個の該デイスク記憶装置内の領域を指定す
る手段と、 各々の該一定単位のデータの上位コンピユータ
アドレスと該一定単位のデータを記憶するのに使
用する少なくとも1個の該デイスク記憶装置の該
領域のアドレスとの間の関係を示すデータを記憶
する手段と、 少なくとも1個の該上位コンピユータによつて
選択された一定単位データを、該選択された一定
単位のデータの該上記コンピユータアドレスと該
選択された一定単位のデータの記憶に使用される
少なくとも1個の該デイスク記憶装置内の該領域
との関係を示すデータを用いて、少なくとも1個
の該デイスク記憶装置からランダムアクセス形式
で読出し、該読出したデータを直列形式のデータ
に組み立てる手段と、 を備えたことを特徴とする疑似テープ記憶装置。 2 前記制御装置が、オペレータと少なくとも1
個の該上位コンピユータから受け取る指令に応答
して少なくとも1個のデイスク記憶装置において
データを記憶し、アクセスすることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の疑似テープ記憶装
置。 3 少なくとも1個の前記上位コンピユータと少
なくとも1個の前記デイスク記憶装置と間に配置
されたデータ圧縮装置およびデータ圧縮解除装置
とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の疑似テープ記憶装置。 4 各々の前記上位コンピユータインターフエー
スがデータバツフアを備えることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の疑似テープ記憶装
置。 5 前記デイスクインターフエースがデータバツ
フアを備えることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の疑似テープ記憶装置。 6 少なくとも1個の上位コンピユータと共に使
用する疑似テープ記憶方法において、 各々の上位コンピユータと関連した上位インタ
ーフエース装置を通して、該上位コンピユータと
高速メインメモリを含むデータキヤツシユメモリ
との間でデータをテープ記憶装置に書込むに適し
た形式の直列形式で交換することと、 ランダムアクセク形式でデータを少なくとも1
個のデイスク記憶装置に記憶することと、 少なくとも1個のデイスク記憶装置インターフ
エースで該少なくとも1個のデイスク記憶装置を
該データキヤツシユメモリに接続することと、 少なくとも1個の該上位コンピユータから受け
取つた一定単位のデータを該デイスク記憶装置に
記憶するために少なくとも1個の該デイスク記憶
装置内の領域を指定することと、 各々の該一定単位のデータの上位コンピユータ
アドレスと該一定単位のデータを記憶するのに使
用する少なくとも1個の該デイスク記憶装置の該
領域のアドレスとの間の関係を示すデータを記憶
することと、 少なくとも1個の該上位コンピユータによつて
選択された一定単位データを、該選択された一定
単位のデータの該上位コンピユータアドレスと該
選択された一定単位のデータの記憶に使用される
少なくとも1個の該デイスク記憶装置内の該領域
との関係を示すデータを用いて、少なくとも1個
の該デイスク記憶装置からランダムアクセス形式
で読出し、該読出したデータを直列形式のデータ
に組み立てることと、 を含むことを特徴とする疑似テープ記憶方法。 7 前記デイスク記憶装置と前記データキヤツシ
ユメモリとの間のデータの流れがシステムコント
ローラで制御されることを特徴とする特許請求の
範囲第6項に記載の疑似テープ記憶方法。 8 前記システムコントローラがオペレータと前
記上位コンピユータとから受取る指令に応答して
前記デイスク記憶装置においてデータを記憶し、
アクセスすることを特徴とする特許請求の範囲第
7項に記載の疑似テープ記憶方法。 9 前記上位コンピユータインターフエースによ
り上位コンピユータから直列形式で受取られたデ
ータが前記キヤツシユメモリに転送される前に非
直列形式化され、前記キヤツシユメモリから前記
上位コンピユータに書込まれる前にデータが再度
直列形式化されることを特徴とする特許請求の範
囲第6項に記載の疑似テープ記憶方法。 10 前記上位コンピユータから受取られたデー
タが前記デイスク記憶装置に記憶される前に圧縮
されることを特徴とする特許請求の範囲第6項ま
たは第9項に記載の疑似テープ記憶方法。 11 前記データが前記デイスク記憶装置に記憶
される記憶領域のアドレスがランダムアクセスメ
モリに記憶されることを特徴とする特許請求の範
囲第6項に記載の疑似テープ記憶方法。 12 前記アドレスが付加的に他のメモリ装置に
記憶されることを特徴とする特許請求の範囲第1
1項に記載の疑似テープ記憶方法。
[Scope of Claims] 1. A pseudo tape storage device used with at least one host computer, comprising: a cache memory; and at least one host computer interface that connects the at least one host computer and the cache memory. at least one disk storage device for storing data in a random access format; at least one disk storage interface connecting the at least one disk storage device to the cache memory; a tape connected to a higher-level computer interface, the at least one disk storage device interface, and the cache memory, the tape being received by the higher-level interface from the higher-level computer in response to a write command from the higher-level computer; Writing data in a serial format suitable for writing to a storage device in a predetermined area of the disk storage device in a random access format, and reading data stored in the disk storage device in response to a read command from the host computer. and a control device that controls the host computer interface, the disk storage device, and the cache memory so as to assemble the read data into serial data and send it to the host computer, the control device comprising: means for specifying an area within the at least one disk storage device for storing a fixed unit of data received from the at least one upper-level computer; and an upper-level computer address of each fixed unit of data; means for storing data indicating a relationship between the address of the area of the at least one disk storage device used for storing unit data; a fixed unit of data indicating a relationship between the computer address of the selected fixed unit of data and the area in the at least one disk storage device used for storing the selected fixed unit of data; A pseudo tape storage device comprising: means for reading data from at least one disk storage device in a random access format and assembling the read data into serial data. 2. The control device communicates with an operator and at least one
2. A pseudo tape storage device according to claim 1, wherein data is stored and accessed in at least one disk storage device in response to commands received from said higher-level computer. 3. Claim 1, characterized in that it comprises at least one of the host computers, at least one of the disk storage devices, and a data compression device and a data decompression device disposed between them.
Pseudo-tape storage device as described in Section. 4. The pseudo tape storage device according to claim 1, wherein each of the upper computer interfaces includes a data buffer. 5. The pseudo tape storage device according to claim 1, wherein the disk interface includes a data buffer. 6. A pseudo-tape storage method for use with at least one host computer, wherein data is stored on tape between the host computer and a data cache memory including a high-speed main memory through a host interface device associated with each host computer. exchange data in a serial format suitable for writing to the device, and at least one data exchange in a random access format.
storing data in a data storage device; connecting the at least one disk storage device to the data cache memory with at least one disk storage device interface; and receiving information from the at least one host computer. specifying an area in at least one disk storage device for storing fixed units of data in the disk storage device; and specifying an upper computer address of each fixed unit of data and the fixed unit of data. storing data indicating a relationship between the address of the area of the at least one disk storage device used for storing a fixed unit of data selected by the at least one host computer; , using data indicating the relationship between the upper computer address of the selected fixed unit of data and the area in the at least one disk storage device used for storing the selected fixed unit of data. , reading from at least one of the disk storage devices in a random access format, and assembling the read data into serial format data. 7. The pseudo tape storage method according to claim 6, wherein the flow of data between the disk storage device and the data cache memory is controlled by a system controller. 8. storing data in the disk storage device in response to commands received by the system controller from an operator and the host computer;
8. The pseudo tape storage method according to claim 7, wherein the pseudo tape storage method is accessed. 9. Data received in serial form from the host computer by the host computer interface is converted into a non-serial format before being transferred to the cache memory, and the data is processed before being written from the cache memory to the host computer. 7. The pseudo tape storage method according to claim 6, wherein the data is serialized again. 10. The pseudo tape storage method according to claim 6 or 9, wherein the data received from the host computer is compressed before being stored in the disk storage device. 11. The pseudo tape storage method according to claim 6, wherein the address of a storage area where the data is stored in the disk storage device is stored in a random access memory. 12. Claim 1, characterized in that said address is additionally stored in another memory device.
The pseudo tape storage method according to item 1.
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