JPH05143411A - フアイル管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 応用プログラムの高速化、メモリの効率的な
使用、さらに特定プログラムのみの高速化を実現する。 【構成】 ファイル管理システムに、バッファメモリの
追加を行う「バッファメモリの追加機能」、バッファメ
モリの削除を行う「バッファメモリの削除機能」、およ
び現在のバッファメモリ情報を取得する「バッファメモ
リ情報の取得機能」を設ける。また、追加するバッファ
メモリの使用を特定プログラムに限定する機能を設け
る。 【効果】 応用プログラムがファイル管理システムのバ
ッファメモリを制御できるため、応用プログラムに応じ
たファイル入出力の高速化、メモリの効率的な利用、お
よび特定プログラムのファイル入出力の高速化が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータのオペレ
ーティングシステムの一部であるファイル管理システム
におけるバッファメモリの操作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファイル管理システムは、オペレーティ
ングシステムの一部として動作し、応用プログラムから
のファイル入出力要求を処理する機能を有しているが、
このファイル入出力要求を高速に処理する方法として、
バッファ記憶方式がある。このバッファ記憶方式は、デ
ィスク装置と応用プログラムの間にバッファメモリを介
在させ、ディスク装置から一度読み込んだデータの再読
み直しを減らしたり、ディスク装置への書き込みを一括
して行うなど、物理的な入出力を減らすアルゴリズムが
適用される。高速化のためのアルゴリズムは各種提案さ
れているが、大きなバッファメモリを持つことが、高速
化の第一条件である。

【０００３】従来このバッファメモリの大きさは、ファ
イル管理システムを構築する際や、ファイル管理システ
ムを立ち上げる際に決定し、以後、変更することはでき
なかった。従って、システム構築者は、当該コンピュー
タシステム上で実行する応用プログラムが行うファイル
操作や実行に必要なメモリサイズなどを考慮し、最適な
性能が得られるように予めバッファメモリの大きさを決
定していた（ＣＱ出版株式会社、１９８９年１０月１５
日発行、「ＭＳ−ＤＯＳプログラマーズ・バイブル」第
８６頁参照）。また、従来、バッファメモリはファイル
管理システムのアルゴリズムの下で使用され、応用プロ
グラムの実行内容に関連して使用されることはなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にバッファメモリサイズをシステム立ち上げ以降は変更
できないと、高速化が必要な応用プログラムを実行する
にはシステムを立ち上げ直してバッファメモリサイズを
設定し直さねばならないという問題点がある。また、バ
ッファメモリを主メモリに常駐させるファイル管理シス
テムなどにおいてあらかじめバッファメモリサイズを大
きく設定すると、ワークエリアが小さくなって応用プロ
グラムの実行ができなくなるおそれがある。さらに、マ
ルチタスク環境下で上記のようなファイル管理システム
を使用すると、バッファメモリが各タスクからのファイ
ル入出力要求に分散してしまい、特定の応用プログラム
を高速に実行することができないという課題がある。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、システムを立ち上げ直すこと
なく、ファイル管理システムが使用するバッファメモリ
を、応用プログラムの目的に応じた大きさに変更できる
とともに、バッファメモリの使用を特定の応用プログラ
ムに限定できるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、バッファメ
モリを備えたファイル管理システムにおいて、「バッフ
ァメモリの追加機能」と、「バッファメモリの削除機
能」と、「バッファメモリ情報の取得機能」とを設けた
ものであり、「バッファメモリの追加機能」において
は、追加するバッファメモリの位置パラメータとサイズ
パラメータ、およびバッファメモリの使用を特定の応用
プログラムに限定するためのパラメータを持つことを特
徴とし、「バッファメモリの削除機能」においては、削
除するバッファメモリの位置パラメータとサイズパラメ
ータを持つことを特徴とし、「バッファメモリ情報の取
得機能」においては、ファイル管理システムが現在保持
している全バッファメモリサイズと、使用中バッファメ
モリサイズと、未使用のバッファメモリサイズと、使用
を特定されているバッファメモリの情報を取得できるこ
とを特徴としている。

【０００７】

【作用】応用プログラムがファイル入出力を必要とする
場合、まずファイル管理システムに対し「バッファメモ
リ情報の取得機能」を呼び出して、現在のバッファメモ
リ状況を取得する。応用プログラムが、現在より多くの
バッファメモリを使用してファイル入出力の高速化を行
いたい場合は、「バッファメモリの追加機能」を呼び出
して必要分のバッファメモリを追加する。これによっ
て、ファイル入出力処理が高速化される。また、応用プ
ログラムをマルチタスク環境下で実行する際に、「バッ
ファメモリの追加機能」で追加するバッファメモリの用
途を特定することにより、特定の応用プログラムのみの
ファイル入出力処理が高速化される。これに対し、ファ
イル管理システムがバッファメモリを多く使用している
ために、主メモリを圧迫してこのままでは応用プログラ
ムの実行が行えない場合や、バッファメモリの使用効率
が著しく低い場合などは、「バッファメモリの削除機
能」を呼び出してバッファメモリをファイル管理システ
ムから削除する。これによって、応用プログラムの実行
に必要なワークエリアが充分に確保され、メモリがより
効率的に使用される。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）本実施例は、マルチタスク・オペレーティ
ングシステム（以下ＯＳと省略）上でメモリプールを使
用してバッファメモリの操作を行えるようにした実施例
であり、図１にファイル管理システムの構成とこれによ
って管理されるメモリおよび応用プログラムとの関係
を、また図２にバッファメモリの構成例を示す。図１の
システムを構成するプログラムは、ファイル入出力を行
う応用プログラム（タスク）１と、バッファメモリと応
用プログラムのワークエリアを提供するメモリプール３
およびディスクメディア４０を管理下に置くファイル管
理システム２とである。ファイル管理システム２は、応
用プログラム１からのシステムコールをその内容に応じ
て振り分けるメイン処理６と、バッファメモリ操作シス
テムコール処理７と、ファイル操作システムコール処理
８と、入出力管理９と、バッファメモリ管理１０とで構
成される。バッファメモリ管理１０は、複数のバッファ
メモリ２０ａ，２０ｂ，…２０ｉ…２０ｎからなるバッ
ファメモリ群と、各バッファメモリの管理を効率的に行
なえるようにするバッファメモリキュー１１とにより構
成される。

【０００９】初めに、図１の実施例において、バッファ
メモリを使用して高速化を行うファイル管理システムの
システムコール処理について説明する。応用プログラム
１がファイル操作システムコールを行うと、メイン処理
６はこの要求を受け取り、ファイル操作システムコール
処理８を呼び出す。ファイル操作システムコール処理８
が、システムコール処理に伴うデータ入力（ディスクメ
ディアへのリード要求）を行う場合、入出力管理９を呼
び出す。入出力管理９は、ディスクメディア４０へ直接
に入力を要求するのではなく、バッファメモリ管理１０
を呼び出し、バッファメモリに必要なデータが既に読み
込まれているかをチェックする。必要なデータがバッフ
ァメモリに存在すれば、これを使用する。存在しなけれ
ば、ディスクメディア４０から未使用のバッファメモリ
２０ｎへデータを読み込んで使用する。

【００１０】バッファメモリ管理１０は、バッファメモ
リ群２０ａ……２０ｎを、次のバッファメモリの先頭ア
ドレスのポインタの繋がりからなるバッファメモリキュ
ー１１を用いて、例えばＬＲＵ（Ｌｅａｓｔ Ｒｅｃｅ
ｎｔｌｙ Ｕｓｅｄ）のようなシステム特有のアルゴリ
ズムに基づく優先度順に並べることによって、バッファ
メモリのヒット率を高めている。このように、バッファ
メモリを使用することで、物理的な入出力の回数を減ら
し、システムコールの処理を高速化することができる。

【００１１】この実施例では、応用プログラムからの要
求（システムコール）によりバッファメモリを追加する
機能と、バッファメモリを削除する機能と、バッファメ
モリの情報を取得する機能とがファイル管理システム２
に設けられている。バッファメモリ追加のシステムコー
ルをＣ言語で記述すると、次式１の様に表現される。 ｅｒ＝ａｐｄｂｕｆ（ｍｐｌｉｄ，ｃｏｕｎｔ，ｐｉｄ）； ……（１） 上記式１は、パラメータとして追加するバッファメモリ
の属するメモリプールＩＤ（識別子）であるｍｐｌｉｄ
と、追加するバッファメモリの数ｃｏｕｎｔと、追加す
るバッファメモリの使用を特定する応用プログラムのＩ
Ｄ ｐｉｄを持つ。パラメータｐｉｄは、０を設定する
ことで追加するプログラムの特定を行わないこと、すな
わちすべての応用プログラムが利用できることを宣言可
能とされている。また、本実施例では、追加するバッフ
ァメモリの大きさを、ｃｏｕｎｔ値で示すバッファメモ
リ（固定サイズ）の数で指定する。

【００１２】応用プログラム１が式１の形式でバッファ
メモリを追加するバッファメモリ操作システムコールを
行うと、メイン処理６はこの要求を受け取り、バッファ
メモリ操作システムコール処理７を経て、バッファメモ
リ管理１０を呼び出す。バッファメモリ管理１０は、式
１のメモリプールＩＤ ｍｐｌｉｄで指定されたメモリ
プール３から、ｃｏｕｎｔ数分のバッファメモリを獲得
し、バッファメモリキュー１１にバッファメモリとして
追加、登録する。メモリプール３から獲得するバッファ
メモリ２０ｉは、図２に示すようにバッファメモリ管理
エリア２１とバッファメモリエリア２２とで構成され
る。バッファメモリ管理エリア２１は、次のバッファメ
モリの先頭アドレスを示すバッファメモリキューポイン
タ２１ａ、新たにファイルを読み込むときに廃棄するか
残すかの順位を示すバッファメモリ優先度２１ｂ、デー
タが入っているか否か示すバッファメモリ状態２１ｃ、
ファイルの入っていたディスクメディアを示すディスク
装置番号２１ｄ、ファイルの入っていたディスクメディ
ア内の番地を示すセクタアドレス２１ｅ、バッファメモ
リ使用特定プログラムＩＤ２１ｆ、同じ応用プログラム
のＩＤを持つバッファメモリの繋がりを示す使用特定プ
ログラムキューポインタ２１ｇ、および当該バッファメ
モリの大きさを示すバッファメモリサイズ２１ｈで構成
される。バッファメモリエリア２２には実際の入出力デ
ータが格納される。

【００１３】バッファメモリ管理１０は、式１のバッフ
ァメモリの使用を特定するプログラムｐｉｄをバッファ
メモリ使用特定プログラムＩＤ２１ｆに設定する。ま
た、特定されるメモリバッファを使用特定プログラムキ
ューポインタ２１ｇでキューイングする。これにより、
ファイル操作システムコール処理８の入出力におけるバ
ッファメモリの検索処理において、特定プログラムから
の入出力要求のみにバッファメモリの使用を許可するこ
とができる。

【００１４】次に、バッファメモリ削除のシステムコー
ルをＣ言語で記述すると、次式２の様に表現される。 ｅｒ＝ｄｅｌｂｕｆ（ｃｏｕｎｔ，ｐｉｄ）； ……（２） 本実施例ではバッファメモリの獲得をメモリプールを使
用して行っているため、式２はパラメータとして、削除
するバッファメモリの数ｃｏｕｎｔと、バッファメモリ
を特定使用しているプログラムＩＤ ｐｉｄを持つ。ｐ
ｉｄは、０を設定することで削除するバッファメモリの
特定を行わないことを可能とする。すなわち、バッファ
メモリキュー１１のなかにある任意のバッファメモリを
ｃｏｕｎｔ数分だけ削除する。

【００１５】応用プログラム１が式２の形式でバッファ
メモリを削除するバッファメモリ操作システムコールを
行うと、メイン処理６はこの要求を受け取り、バッファ
メモリ操作システムコール処理７を経て、バッファメモ
リ管理１０を呼び出す。バッファメモリ管理１０は、式
２で指定されたｃｏｕｎｔ数分のバッファメモリを、バ
ッファメモリキュー１１から削除し解放する。式２で削
除するバッファメモリをｐｉｄで特定したときは、バッ
ファメモリ管理エリア２１を調べて、バッファメモリキ
ュー１１の中から、バッファメモリ使用特定プログラム
ＩＤ２１ｆの一致するバッファメモリのみ検索して削除
の対象とする。

【００１６】次に、バッファメモリ情報の取得システム
コールをＣ言語で記述すると、次式３の様に表現され
る。 ｅｒ＝ｉｎｆｂｕｆ（ｐ−ｂｕｆ，ｐｉｄ）； ……（３） 上記式３はパラメータとして、バッファメモリ情報を返
すメモリアドレスｐ−ｂｕｆと、特定のプログラムが追
加したバッファメモリ情報を得るためのプログラムＩＤ
ｐｉｄを持つ。ｐｉｄは、０を設定することで取得す
るバッファメモリ情報の特定を行わないことを可能とす
る。すなわち、すべてのバッファメモリ情報を読み出し
てメモリアドレスｐ−ｂｕｆの示すメモリ領域へ返す。

【００１７】応用プログラム１が式３の形式でバッファ
メモリ情報を取得するバッファメモリ操作システムコー
ルを行うと、メイン処理６はこの要求を受け取り、バッ
ファメモリ操作システムコール処理７を経て、バッファ
メモリ管理１０を呼び出す。バッファメモリ管理１０
は、バッファメモリキュー１１の内容を元に、式３のｐ
＿ｂｕｆで指定されたメモリへバッファメモリ情報を返
す。ｐｉｄを指定するとバッファメモリキュー１１の中
で、バッファメモリ使用特定プログラムＩＤ２１ｆの一
致するバッファメモリのみを対象とする。

【００１８】以上のようにこの実施例では、バッファメ
モリの管理をメモリプール３という形式でオペレーティ
ングシステムに任せることができるため、応用プログラ
ム１におけるバッファメモリ操作システムコールを簡略
化できる利点がある。また、バッファメモリをメモリプ
ール３から獲得・解放することで、メモリプール３で管
理されるメモリを、システムに応じて応用プログラム使
用メモリ３０とバッファメモリ２０とに分けることがで
き、システム全体でメモリをより効率的に使用すること
が可能となる。さらに、複数のメモリプールのメモリを
バッファメモリとして使用することで、ファイル管理シ
ステム２の高速化を段階的に行うことが可能である。ま
た、バッファメモリ情報を取得できるためバッファメモ
リの再編成等が容易に行えるようになる。

【００１９】（実施例２）本実施例は、本発明の機能を
持つファイル管理システムを使用して、応用プログラム
を主記憶に配置するプログラムローダを備えたシステム
に適用した場合の例であり、図３にこのシステムのメモ
リマップを示す。メモリ空間は、プログラム常駐エリア
３１とプログラム非常駐エリア３２とで構成され、プロ
グラム常駐エリア３１はオペレーティングシステム３
３、本発明の機能を持つファイル管理システム３４、お
よびプログラムローダ３５とで構成される。

【００２０】応用プログラムの実行を指定するとプログ
ラムローダ３５は、ファイル管理システム３４を使用し
てディスク４０内の応用プログラム４１をメモリマップ
のプログラム非常駐エリア３２に読み込み、応用プログ
ラムが使用するワークエリア３７とスタックエリア３８
を割り付けて、制御を応用プログラム３６に渡す。本実
施例においては、プログラムローダ３５が、メモリの空
きエリアをファイル管理システム用バッファメモリ３９
としてファイル管理システム３４に追加できるようにな
る。これによって、メモリを効率的に利用でき、応用プ
ログラム３６によるファイル入出力が高速化されるとい
う利点がある。

【００２１】（実施例３）本実施例は、本発明の機能を
持つファイル管理システムを利用したコンパイラを備え
たシステムの例であり、図４にそのメモリマップを示
す。メモリ空間は、オペレーティングシステム５１と、
本発明の機能を持つファイル管理システム５２と、コン
パイラプログラム５３と、ソースプログラム５４と、シ
ンボルテーブル５５と、ファイル管理システム用バッフ
ァメモリエリア５６とで構成される。

【００２２】本実施例においては、コンパイラプログラ
ム５３が、コンパイル対象となるソースプログラム５４
を読み込む際に、ソースプログラム５４の大きさやシン
ボルテーブル５５の大きさなどを予め考慮して、ファイ
ル管理システム５２のバッファメモリを最も適した大き
さに設定できるという利点がある。ソースプログラム５
４およびシンボルテーブル５５が小さい場合は、ファイ
ル管理システム用バッファメモリエリア５６を大きくし
てファイル入出力を高速化することによって、コンパイ
ル時間の短縮が可能となる。また、ソースプログラム５
４およびシンボルテーブル５５が大きい場合、ファイル
管理システム用バッファメモリエリア５６を小さくする
ことによって、コンパイル可能なソースプログラム規模
を従来より大きくすることができる。

【００２３】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、本発明は上記実施例に
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。以上の説明
では主として本発明者によってなされた発明をその背景
となった利用分野であるファイル管理システムに適用し
た場合について説明したが、この発明はそれに限定され
るものでなく、バッファ記憶方式一般に利用することが
できる。

【００２４】

【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下記
のとおりである。すなわち、ファイル管理システムのバ
ッファメモリを応用プログラム側で制御することが可能
になり、応用プログラムに応じたファイル入出力の高速
化や、メモリの効率的な利用が可能となる。また、バッ
ファメモリの使用を特定のプログラムに限定することが
可能になり、マルチタスク環境下において特定プログラ
ムのファイル入出力のみの高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムコールを備えたファイル管理
システムの全体の構成例を示すブロック図である。

【図２】バッファメモリの構造を示す説明図である。

【図３】本発明をプログラムローダへ適用した場合の実
施例を示す図である。

【図４】本発明をコンパイラへ適用した場合の実施例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 応用プログラム ２ ファイル管理システム ３ メモリプール １０ バッファメモリ管理 １１ バッファメモリキュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 剛 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッファ記憶方式のシステムにおいて、
   複数のバッファメモリを用意し応用プログラムからのフ
   ァイル入出力要求を処理するファイル管理システムが、
   応用プログラムからの要求に応じてバッファメモリを追
   加する機能および削除する機能とを持つことを特徴とす
   るファイル管理システム。
2. 【請求項２】 上記ファイル管理システムが、応用プロ
   グラムからの要求に応じてバッファメモリの情報を取得
   し応用プログラムへ返す機能を持つことを特徴とする請
   求項１記載のファイル管理システム。
3. 【請求項３】 マルチタスク環境下で使用されるバッフ
   ァ記憶方式のシステムにおいて、追加するバッファメモ
   リの用途が特定の応用プログラムに限定可能にされてい
   ることを特徴とする請求項１または２記載のファイル管
   理システム。