JPH05334012A - 大容量化ディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク制御装置に関し、同時に平行して処
理することが可能なスタートＩ／Ｏ命令を選択して処理
することを目的とする。 【構成】 複数のディスク装置５〜７を一つの論理ディ
スク装置として管理し、チャネルコマンド語が指定する
アクセス範囲に基づきデータ転送を行わせるディスク制
御装置２であって、同時に発行された複数のスタートＩ
／Ｏ命令のチャネルコマンド語によって指定されたアク
セス範囲の中、論理ディスク装置に対して同時に無競合
でアクセスし得るスタートＩ／Ｏ命令を選択する排他制
御手段３と、排他制御手段３が選択したスタートＩ／Ｏ
命令のチャネルコマンド語が指定するアクセス範囲をデ
ィスク装置５〜７毎に配分する配分手段４を設け、上位
装置１が同時に送出した複数のスタートＩ／Ｏ命令の
中、配分手段４がディスク装置５〜７に対して夫々配分
したスタートＩ／Ｏ命令を同時に平行して実行させるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型化された複数のディ
スク装置を制御するディスク制御装置に係り、特に同時
に発行された複数のスタートＩ／Ｏ命令の中、平行して
処理することが可能なスタートＩ／Ｏ命令を選択して処
理する大容量化ディスク制御装置に関する。

【０００２】磁気ディスク装置は、ヘッドを位置決めす
るシーク時間の短縮と、ディスク媒体の回転数の増大に
伴うデータ転送速度の向上のために、ディスク媒体を小
径化する方向で開発が進んでいる。

【０００３】ところで、ディスク媒体の小径化は、大型
磁気ディスク装置と同程度の容量を実現することを困難
にしているが、大型の計算機システムでは、外部記憶装
置としての磁気ディスク装置は、ある程度の大容量の磁
気ディスク装置を想定して設計されているため、小型化
された磁気ディスク装置を複数使用して、一つの大容量
磁気ディスク装置として動作させ得ることが必要であ
る。

【０００４】

【従来の技術】大型の計算機システムのオペレーティン
グシステム（ＯＳ）は、システム記憶装置として、磁気
ディスク装置がある程度の大容量を持つことを前提とし
て設計されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の大
型計算機システムでは、ＯＳが大容量磁気ディスク装置
を使用することを前提として設計されているため、ディ
スク媒体を小径化した磁気ディスク装置は、従来の大容
量磁気ディスク装置に比し記憶容量が小さいため使用出
来ない。

【０００６】又、ディスクアレイ装置のように、バイト
単位又はビット単位で複数の小型磁気ディスク装置にデ
ータを振り分け、データの書込み又は読出しの際のデー
タ転送速度を向上させると共に、大容量化したものがあ
る。

【０００７】しかし、実際の運用上では、磁気ディスク
装置へのアクセスは、１トラック分程度のアクセスが一
般的であり、磁気ディスク装置の高速化の妨げとなって
いるのは、シーク動作時間やディスク媒体の回転待ち等
の機械的動作に基づく待ち時間である。

【０００８】ディスクアレイ装置に対し、１トラック分
程度のアクセスを行った場合、この機械的動作による待
ち時間が大きく、その特徴が生かされないため、このデ
ィスクアレイ装置は、大量のデータを転送する場合等の
限られた目的での使用に止まっている。

【０００９】従って、大型の計算機システムでは、シー
ク時間が短縮され、データ転送速度も向上したディスク
媒体を小径化した磁気ディスク装置が使用出来ないとい
う問題がある。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑み、ディス
ク媒体を小径化した磁気ディスク装置を複数用いること
で、記憶容量不足の問題を解決すると共に、実効的に高
速なアクセスを可能として、大型の計算機システムに使
用し得るようにすることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を説
明するブロック図である。ディスク制御装置２は、複数
のディスク装置５〜７を接続して一つの論理ディスク装
置として管理し、チャネルコマンド語が指定するアクセ
ス範囲に基づき、前記複数のディスク装置５〜７を制御
してデータ転送を行わせる。

【００１２】そして、同時に発行された複数のスタート
Ｉ／Ｏ命令の夫々のチャネルコマンド語によって指定さ
れたアクセス範囲の中、前記一つの論理ディスク装置に
対して同時に競合するアクセス範囲を指示するスタート
Ｉ／Ｏ命令を排他制御して、同時に無競合でアクセスし
得るスタートＩ／Ｏ命令を選択する排他制御手段３と、
この排他制御手段３が選択した同時に無競合でアクセス
し得るスタートＩ／Ｏ命令の夫々のチャネルコマンド語
によって指定されたアクセス範囲を、前記ディスク装置
５〜７毎に配分する配分手段４とを設けている。

【００１３】そして、上位装置１が同時に送出した複数
のスタートＩ／Ｏ命令の中、前記配分手段４が前記複数
のディスク装置５〜７に対して夫々配分したスタートＩ
／Ｏ命令を同時に平行して実行させる。

【００１４】

【作用】上記の如く構成することにより、ディスク媒体
を小径化した磁気ディスク装置を複数用いて、一つの大
容量の論理ディスク装置を形成するため、大型の計算機
システムにおけるＯＳを改造又は修正することなく、そ
のまま使用することが出来る。

【００１５】又、同時に複数のスタートＩ／Ｏ命令を発
行した場合、各ディスク装置５〜７毎に無競合でアクセ
スし得るスタートＩ／Ｏ命令を平行して同時に実行させ
ることが可能となるため、シーク動作時間やディスク媒
体の回転待ち等の機械的動作に基づく待ち時間が平行処
理されることにより、データ転送処理効率を高めること
が出来る。

【００１６】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示す回路のブロッ
ク図で、図３は各機能単位の詳細ブロック図である。

【００１７】ディスク制御装置２は、複数の機能単位で
構成されており、チャネルアダプタ１５〜２４は、図３
(A) に示す如き構成で、プロセッサ３９は制御記憶４０
に格納されたプログラムを読出して動作し、インタフェ
ース回路３７を経て、上位装置１からのスタートＩ／Ｏ
命令の受領と、上位装置１との間のデータ転送を行うと
共に、共通バス制御回路３８を制御して、共通バス３６
を経て他の機能単位との間のデータ転送を行う。

【００１８】デバイスアダプタ２５〜３４は、図３(A)
に示す如き構成で、プロセッサ３９は制御記憶４０に格
納されたプログラムを読出して動作し、インタフェース
回路３７を経て、ディスク装置５〜１４に夫々命令を送
出し、ディスク装置５〜１４との間のデータ転送を行う
と共に、共通バス制御回路３８を制御して、共通バス３
６を経て他の機能単位との間のデータ転送を行う。

【００１９】リソースマネージャ３５は、図３(B) に示
す如き構成で、プロセッサ４２は制御記憶４１に格納さ
れているプログラムを読出して動作し、共通バス制御回
路４３を制御して共通バス３６を経由し、上位装置１か
らの総てのスタートＩ／Ｏ命令をチャネルアダプタ１５
〜２４から受領してＲＡＭ４４に格納し、このスタート
Ｉ／Ｏ命令を集中管理すると共に、各スタートＩ／Ｏ命
令毎に、チャネルアダプタ１５〜２４と、デバイスアダ
プタ２５〜３４にデータ転送処理の指示を行う。

【００２０】又、受領した全スタートＩ／Ｏ命令毎の制
御情報や、チャネル経路毎の制御情報、ディスク装置５
〜１４の制御情報をＲＡＭ４４に格納し、他の機能単位
がＲＡＭアクセス制御回路４５を経て、このＲＡＭ４４
をアクセスし、上記情報を読出すことを可能として、こ
の情報を集中管理する。

【００２１】ディスク装置５〜１４は、例えば夫々０〜
９９の１００シリンダからなるディスク媒体を備えてお
り、本実施例では、これを１０台あわせて一つのビック
ディスクとし、論理アドレスを一つ与える。

【００２２】そして、１台目のディスク装置、例えばデ
ィスク装置５の論理シリンダ番号を００〜９９とし、２
台目のディスク装置、例えばディスク装置６の論理シリ
ンダ番号を１００〜１９９とし、３台目のディスク装
置、例えばディスク装置７の論理シリンダ番号を２００
〜２９９とし、１０台目のディスク装置、例えばディス
ク装置１４の論理シリンダ番号を９００〜９９９とす
る。

【００２３】このため、上位装置１からのアクセスで
は、この一つのビックディスクに対してスタートＩ／Ｏ
命令が送出される。そして、このビックディスクに複数
の仮想アドレスを与えるマルチエクスポージャ定義（一
般に入出力制御装置で実現されている機能で、物理的に
動作可能な数だけスタートＩ／Ｏ命令を上位装置から発
行してもらうため、入出力装置に論理的に複数のアドレ
スを与える。これにより、ＯＳにとっては論理的に複数
装置に見えるため、一つの入出力装置上での複数のスタ
ートＩ／Ｏ命令の発行が可能となる）が適用されている
ため、上位装置１は複数のスタートＩ／Ｏ命令をチャネ
ルアダプタ１５〜２４の中の複数のチャネルアダプタを
経てほぼ同時に送出する。

【００２４】そして、チャネルコマンド語（ＣＣＷ）の
ＤＥＦＩＮＥ ＥＸＴＥＮＴでアクセスするシリンダと
トラックの範囲を指定する。リソースマネージャ３５
は、複数のスタートＩ／Ｏ命令の各ＤＥＦＩＮＥ ＥＸ
ＴＥＮＴで指定されたシリンダとトラックの範囲をチャ
ネルアダプタ１５〜２４の中の複数のチャネルアダプタ
から受領すると、ディスク装置５〜１４の中で、同時に
処理し得るスタートＩ／Ｏ命令を選択する。

【００２５】そして、例えば、ディスク装置５〜７で同
時に処理出来る場合は、夫々対応するデバイスアダプタ
２５〜２７を経て、ディスク装置５〜７の指定されたシ
リンダにヘッドを位置付けさせると、チャネルアダプタ
１５とデバイスアダプタ２５とを結合させ、チャネルア
ダプタ１６とデバイスアダプタ２６とを結合させ、チャ
ネルアダプタ１７とデバイスアダプタ２７とを結合さ
せ、上位装置１が送出するデータを指定されたトラック
から順次書込み、指定されたトラックから順次読出した
データを上位装置１に送出する動作を平行して実行させ
る。

【００２６】又、ディスク装置１４で処理される場合
は、デバイスアダプタ３４を経て指定されたシリンダに
ヘッドを位置付けさせると、チャネルアダプタ２４とデ
バイスアダプタ３４を結合させ、上位装置１が送出する
データを指定されたトラックから順次書込み、指定され
たトラックから順次読出したデータを上位装置１に送出
する動作を平行して実行させる。

【００２７】例えば、スタートＩ／Ｏ命令〜がほぼ
同時に発行され、スタートＩ／Ｏ命令では、論理シリ
ンダ番号が１００〜３５０であり、スタートＩ／Ｏ命令
では、論理シリンダ番号が４００〜５５０であり、ス
タートＩ／Ｏ命令では、論理シリンダ番号が２００〜
２５０であるとすると、リソースマネージャ３５は、ス
タートＩ／Ｏ命令とは同時に処理出来るが、スター
トＩ／Ｏ命令は、スタートＩ／Ｏ命令と論理シリン
ダ番号の範囲が重なるため、処理不能と判定する。

【００２８】そして、リソースマネージャ３５は、スタ
ートＩ／Ｏ命令を処理するために、２台目のディスク
装置６と３台目のディスク装置７と４台目の図示省略し
たディスク装置８とを使用し、論理シリンダ番号１００
〜１９９を２台目のディスク装置６に、論理シリンダ番
号２００〜２９９を３台目のディスク装置７に、論理シ
リンダ番号３００〜３５０を４台目のディスク装置８に
夫々分配し、デバイスアダプタ２６を経てディスク装置
６を制御させ、デバイスアダプタ２７を経てディスク装
置７を制御させ、図示省略したデバイスアダプタ２８を
経てディスク装置８を制御させ、指定されたトラックか
ら平行してデータの書込み又は読出しを行わせる。

【００２９】そして、リソースマネージャ３５は、スタ
ートＩ／Ｏ命令を処理するため、５台目と６台目の図
示省略したディスク装置９及び１０を使用し、論理シリ
ンダ番号４００〜４９９を５台目のディスク装置９に、
論理シリンダ番号５００〜５５０を６台目のディスク装
置１０に夫々分配し、図示省略したデバイスアダプタ２
９を経てディスク装置９を制御させ、デバイスアダプタ
３０を経てディスク装置１０を制御させ、指定されたト
ラックから平行してデータの書込み又は読出しを行わせ
る。

【００３０】しかし、スタートＩ／Ｏ命令の実行は、
３台目のディスク装置７がスタートＩ／Ｏ命令の使用
と重なるため、スタートＩ／Ｏ命令の実行が完了する
まで待たせる。

【００３１】図４は図２の動作を説明する図である。リ
ソースマネージャ３５は、ＲＡＭ４４に図４(A) のＴＣ
Ｂ待ち行列に示す如く、スタートＩ／Ｏ命令に基づく
タスク制御ブロックＴＣＢを作成し、スタートＩ／Ｏ
命令に基づくタスク制御ブロックＴＣＢを作成し、
スタートＩ／Ｏ命令に基づくタスク制御ブロックＴＣ
Ｂを作成する。

【００３２】ＴＣＢ〜の内容は、図４(B) のＴＣＢ
フォーマットに示すように、ビックディスクの論理アド
レスであるＩ／Ｏアドレスと、ＣＣＷのＬＯＣＡＴＥ
ＲＥＣＯＲＤによって指定されるアクセスするシリンダ
とトラック及びＣＣＷのＤＥＦＩＮＥ ＥＸＴＥＮＴに
よって宣言されるアクセス範囲であるエクステント始ま
りとエクステント終わりとが記録されている。

【００３３】ここでリソースマネージャ３５は、作成し
たＴＣＢ待ち行列の先頭からエクステント範囲の重なり
を調べる。即ち、ＴＣＢ〜のエクステント始まりと
エクステント終わりから、エクステント範囲の重なりを
調べ、重なっていないＴＣＢとには、実行可のフラ
グをたて、ＴＣＢと重なっているＴＣＢには待ちの
フラグをたてる。

【００３４】そして、予めＲＡＭ４４に作成されている
図４(C) に示す如き論理アドレスー物理アドレス変換テ
ーブルを参照し、実行可のフラグのたっているＴＣＢ
とのシリンダ番号をディスク装置に配分する。

【００３５】前記の如く、スタートＩ／Ｏ命令の指定
する論理アドレスのシリンダ番号は、１００〜３５０で
あり、これはデバイスアドレス(1) 〜(3) に変換され、
スタートＩ／Ｏ命令の指定する論理アドレスのシリン
ダ番号は、４００〜５５０であるため、デバイスアドレ
ス(4) 〜(5) に変換される。

【００３６】デバイスアドレス(0) 〜(9) は夫々ディス
ク装置５〜１４に対応しているため、デバイスアドレス
(1) 〜(3) はディスク装置６〜８となり、デバイスアド
レス(4) 〜(5) はディスク装置９と１０になる。

【００３７】従って、図４(A) に示す如く、ＴＣＢを
実行するために、ディスク装置６〜８が選択され、ＴＣ
Ｂを実行するために、ディスク装置９及び１０が選択
される。そして、待ち状態のＴＣＢが実行可能となる
と、ディスク装置７が選択される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明は小径化した
ディスク装置を複数用いて、大型計算機システムのＯＳ
を改造又は修正することなく、従来と同様に大容量ディ
スク装置として使用することが出来る。

【００３９】又、単一ホスト環境でも、ビックディスク
に仮想アドレスを複数与えるマルチエクスポージャの概
念を適用することにより、幾つかのスタートＩ／Ｏ命令
を非同期に発行することが出来ると共に、従来はＯＳで
実現していた排他及び待ち合わせ処理がディスク制御装
置によって実現されるため、ホストの負担が軽減され
る。

【００４０】又更に、複数のディスク装置に渡って処理
されるスタートＩ／Ｏ命令では、シーク時間と回転待ち
時間が平行して実行されるため、実効的な処理効率の向
上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理を説明するブロック図

【図２】 本発明の一実施例を示す回路のブロック図

【図３】 各機能単位の詳細ブロック図

【図４】 図２の動作を説明する図

【符号の説明】

１ 上位装置 ２ ディスク制御装置 ３ 排他制御手段 ４ 配分手段 ５〜14 ディスク装置 15〜24 チャネルアダプタ 25〜34 デバイスアダプタ 35 リソースマネージャ 36 共通バス 37 インタフェース回路 38、43 共通バス制御回路 39、42 プロセッサ 40、41 制御記憶 44 ＲＡＭ 45 ＲＡＭアクセス制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のディスク装置(5) 〜(7) を接続し
   て一つの論理ディスク装置として管理し、チャネルコマ
   ンド語が指定するアクセス範囲に基づき、該複数のディ
   スク装置(5) 〜(7) を制御してデータ転送を行わせるデ
   ィスク制御装置(2) であって、 同時に発行された複数のスタートＩ／Ｏ命令の夫々のチ
   ャネルコマンド語によって指定されたアクセス範囲の
   中、前記一つの論理ディスク装置に対して同時に競合す
   るアクセス範囲を指示するスタートＩ／Ｏ命令を排他制
   御して、同時に無競合でアクセスし得るスタートＩ／Ｏ
   命令を選択する排他制御手段(3) と、 該排他制御手段(3) が選択した同時に無競合でアクセス
   し得るスタートＩ／Ｏ命令の夫々のチャネルコマンド語
   によって指定されたアクセス範囲を、前記ディスク装置
   (5) 〜(7) 毎に配分する配分手段(4) と、 を設け、上位装置(1) が同時に送出した複数のスタート
   Ｉ／Ｏ命令の中、該配分手段(4) が前記複数のディスク
   装置(5) 〜(7) に対して夫々配分したスタートＩ／Ｏ命
   令を同時に平行して実行させることを特徴とする大容量
   化ディスク制御装置。