JPH0588975A

JPH0588975A - 階層記憶システムの記憶制御方式

Info

Publication number: JPH0588975A
Application number: JP3273275A
Authority: JP
Inventors: Takemoto Suzuki; 偉元鈴木; Yutaka Ishibashi; 豊石橋; Kazutoshi Nishimura; 一敏西村; Hirotaka Nakano; 博隆中野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ファイルを大量に蓄積し、かつ、応答時間の
短い階層記憶システムを実現する。【構成】磁気ディスク装置３と光ディスクライブラリ
装置５とで階層記憶装置を構成している。光ディスクラ
イブラリ装置５は取り扱うファイルの全てを蓄積し、磁
気ディスク装置３は選択される可能性の高いファイルを
蓄積している。磁気ディスク装置３は、磁気ディスク装
置３及び光ディスクライブラリ装置５に蓄積されている
ファイルに関するディレクトリ情報に加えて、各ファイ
ルに対応して、過去に該ファイルに後続して読み取った
ファイルの履歴情報を保持している。ＣＰＵ１は外部か
ら指示されたファイルの読み取り処理の際、該ファイル
に対応する履歴情報を参照して、次に読み取られる可能
性の高いファイルを光ディスクライブラリ装置５から磁
気ディスク装置３へ転送しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、階層記憶システムにお
いて、特にファイルを大量に蓄積し、かつ、そのファイ
ルの中から目的のファイルを高速に検索するのに好適な
記憶制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｂ−ＩＳＤＮや高速ＬＡＮの出現
に伴い、通信ネットワークを利用して高精細画像データ
や大容量ファイル等の大量のデータを扱うことが可能に
なりつつある。このような状況において、大容量でかつ
高速読み出しが可能な記憶装置が必要となっている。

【０００３】大容量のデータを蓄積する場合、一般に階
層記憶システムが用いられる。図５は従来の階層記憶シ
ステムの構成例を示す図であって、１はＣＰＵ、３は磁
気ディスク装置、５は光ディスクライブラリ装置、６は
光ディスク装置、７はシステムバス、８はネットワーク
インタフェース制御部、９は通信回線、１１は共有ＲＡ
Ｍ、１２は磁気ディスクインタフェース制御部、１３は
光ディスクインタフェース制御部である。ネットワーク
インタフェース制御部８には通信回線９を通して複数の
端末が接続されており、ＣＰＵ１の制御のもとに、各端
末と磁気ディスク装置３および光ディスク装置６との間
で磁気ディスクインタフェース制御部１２、光ディスク
インタフェース制御部１３を介して、ファイルのやり取
りをする。磁気ディスク装置３および光ディスクライブ
ラリ装置５に蓄積されているファイルに関するディレク
トリ情報（ファイルを管理する情報）は、磁気ディスク
装置３に格納してあり、ファイルのサイズ、アドレス、
最終アクセス時間などの情報からなる。

【０００４】従来のこの種の階層記憶システムは、使用
頻度の高い新しいファイルを磁気ディスク装置３に残
し、使用頻度の低い古いファイルは光ディスク装置６へ
転送して光ディスクライブラリ装置５に保管するといっ
たファイル管理を行っている。ファイル移動の基準とし
て磁気ディスク装置３のファイル占有率（磁気ディスク
の全容量のうちファイルが占めている率）を考え、次の
３種の基準値を設定している。ｎ₁:このレベルを越えたら光ディスク６に古いファイル
を書き込み始める。通常７０％程度。ｎ₂:磁気ディスク装置３のファイル占有率が平均してこ
のレベルになるように設定する。通常８０％程度。ｎ₃:磁気ディスク装置３のファイル占有率がこのレベル
に達したら強制的に磁気ディスク内の古いファイルを消
去（Ｓtaging-out）してファイル占有率がｎ₂になるよ
うにする。通常９０％程度に設定。

【０００５】ＣＰＵ１は、磁気ディスク装置３のファイ
ル占有率がレベルｎ₁を越えると、磁気ディスク装置３
内の古いファイルを光ディスクに退避するように指示す
る（Ｓtaging-out）。Ｓtaging-outを行う時間帯は、ユ
ーザが作業を行わない毎晩深夜あるいは週末の夜間等に
設定しておくが、昼間でもレベルｎ₃に到達した場合に
はＳtaging-outする。退避するファイルの選択には、Ｃ
ＰＵ１がディレクトリ情報を参照して最後にアクセスし
た時期の古いファイルから順に退避するように指示す
る。光ディスクライブラリ装置５内のファイルにアクセ
ス要求が来た時は、ＣＰＵ１がディレクトリ情報を参照
し、光ディスクライブラリ装置５内の媒体交換用ハンド
が保管棚にある光ディスクを取り出し、光ディスク装置
６に装着するように指示する。この時、光ディスク装置
６に別の光ディスクが入っている場合には、それを事前
に保管棚に戻すことが必要である。光ディスクインタフ
ェース制御部１３は光ディスク内のアドレスを示すポイ
ンタをもとに光ディスク装置６から共有ＲＡＭ１１にフ
ァイルを転送する。ファイルは共有ＲＡＭ１１からネッ
トワークインタフェース制御部８を介して、通信回線９
より端末に転送される。同時に、共有ＲＡＭ１１から磁
気ディクスインタフェース制御部１２を介して磁気ディ
スク装置３にも書き込まれる（Ｓtaging-in)。磁気ディ
スク装置３の占有率が上がり、レベルｎ₃を越えると、
ＣＰＵ１は磁気ディスクと光ディスクの両方に重複して
存在するファイルの内、磁気ディスクに存在する方を消
去するように指示する。

【０００６】このように、Ｓtaging-outは定期的に行う
場合とディスク占有率がレベルｎ₃に達した場合に行う
場合の二通りがある。いずれにしても、端末からの使用
頻度が低いファイルを光ディスクライブラリ装置５に移
動してしまうことで、大量のデータ管理が可能になって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の階層記憶システ
ムでは、目的のファイルが必ずしも磁気ディスク装置に
入っていることが保証されず、磁気ディスク装置に入っ
ていないファイルに対する要求があった場合には必ず光
ディスクライブラリ装置にアクセスしなければならな
い。しかしながら、光ディスクライブラリ装置内のデー
タをアクセスする場合、目的のファイルが光ディスク装
置上になく、保管棚にある時は、媒体交換過程において
１０秒程度の時間を費やすために高速なファイル読み出
しが行えないという問題がある。特に、画像データのフ
ァイルは一つ一つのファイルの容量が大きいため、磁気
ディスクに記憶可能なファイル数に限りがあり、ファイ
ル検索を行う場合など、頻繁に光ディスク内のファイル
に対するアクセス要求が生じる。

【０００８】本発明の目的は、ファイルを大量に蓄積す
る階層記憶システムにおいて、次に選択されるファイル
が磁気ディスク装置などの高速な非可換記憶装置にある
可能性（ヒット率）を高め、応答時間の短縮を図ること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、記憶媒体が非可換な第一の記憶装置と、
取り扱うファイルの全てを蓄積した媒体自動交換型の第
二の記憶装置とを具備し、前記第一の記憶装置を前記第
二の記憶装置の上位記憶装置とする階層記憶システムに
おいて、ファイルあるいはファイルのレコード（以下、
ファイルと略称する）それぞれについて、当該ファイル
に後続して読み取られたファイルに関する履歴情報を保
持し、外部から指示された目的のファイルの読み取り処
理の際、前記履歴情報を調べ、過去に当該目的のファイ
ルに後続して読み取られたファイルの中で前記第一の記
憶装置に記憶されていないファイルを前記第二の記憶装
置から前記第一の記憶装置に転送するようにしたもので
ある。

【００１０】

【作用】第一の記憶装置には例えば磁気ディスク装置を
用い、第二の記憶装置には例えば光ディスクライブラリ
装置を用いる。これら第一の記憶装置と第二の記憶装置
を階層的に配置することで大容量の記憶装置が実現す
る。また、現在読み出し中のファイルの履歴情報をもと
に次に選択される可能性の高いファイルを第二の記憶装
置から第一の記憶装置へ予め転送することで、画像のフ
ァイル等の高速読み出しが可能になる。つまり、ユーザ
がファイル検索を行う場合、現在表示中のファイルを見
ながら次に見たいファイルを選択するまでにいくらかの
思考時間あるいは表示時間、処理時間等が存在する。こ
の時間中に次に選択するであろうファイルを第一の記憶
装置へ読み出しておくのである。

【００１１】ここで、予め読み出すファイルの決定基準
として現在読み出し中のファイルの履歴情報を用いる。
履歴情報は、今までユーザが実際に行ったファイル検索
過程を統計的に記録し、選ばれる確率を算出したもので
ある。よって、現在読み出し中のファイルを基準にどの
ファイルに何回選択されたのかなど選択される頻度を表
す指標となる。この履歴情報を用いることによって、従
来の使用頻度が低くなった古いファイルを第二の記憶装
置に蓄積する方法よりもヒット率（次に選択されるファ
イルが第一の記憶装置にある可能性）が高くなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面により
詳述する。

【００１３】図１は本発明の第一の実施例の構成図であ
って、１は共有ＲＡＭ１０１を含むＣＰＵ、２は同じく
共有ＲＡＭ２０１を含む磁気ディスクインタフェース制
御部、３は記憶媒体が非可換な第一の記憶装置である磁
気ディスク装置、４は同じく共有ＲＡＭ４０１を含む光
ディスクインタフェース制御部、５は媒体自動交換型の
第二の記憶装置である光ディスクライブラリ装置、６は
光ディスク装置、７はシステムバス、８はネットワーク
インタフェース制御部、９は通信回線である。磁気ディ
スク装置３および光ディスクライブラリ装置５に蓄積さ
れるファイルに関するディレクトリ情報は各磁気ディス
ク装置３あるいはまとめて一つの磁気ディスク装置３に
格納してある。この磁気ディスク装置３に履歴情報も記
憶しておく。

【００１４】ＣＰＵ１はシステムバス７を介し、磁気デ
ィスクインタフェース制御部２、磁気ディスク装置３、
光ディスクインタフェース制御部４、光ディスクライブ
ラリ装置５、光ディスク装置６、ネットワークインタフ
ェース制御部８の制御を行ったり、システム立ち上げ時
に磁気ディスク装置３に記憶されている履歴情報を共有
ＲＡＭ１０１へ読み出し、その後、履歴情報の収集、更
新等の管理をするものであり、マイクロプロセッサで構
成される。磁気ディスクインタフェース制御部２は磁気
ディスク装置３をＮ個並列接続する。これにより一つの
画像ファイル等を分割して複数の磁気ディスク装置３に
格納しておき、それらを並列アクセスすることにより、
高速なファイル読み出しを可能にする。また、磁気ディ
スクインタフェース制御部２は、磁気ディスク装置３の
記憶情報を共有ＲＡＭ２０１に一時記憶し、システムバ
ス７を介して、ネットワークインタフェース制御部８又
は光ディスクインタフェース制御部４に出力したり、ネ
ットワークインタフェース制御部８や光ディスクインタ
フェース制御部４から送られてくるファイルを共有ＲＡ
Ｍ２０１に一時記憶して磁気ディスク装置３に転送す
る。光ディスクインタフェース制御部４は共有ＲＡＭ４
０１を含み、光ディスクライブラリ装置５のファイルを
共有ＲＡＭ４０１に一時記憶し、システムバス７を介し
て、磁気ディスクインタフェース制御部２やネットワー
クインタフェース制御部８へ出力したり、磁気ディスク
インタフェース制御部２から送られてくるデータを共有
ＲＡＭ４０１に一時記憶して光ディスクライブラリ装置
５に転送する。光ディスクライブラリ装置５はＭ台の光
ディスク装置６を内蔵し、保管棚に格納された光ディス
クを光ディスク装置６に自動装着したり、光ディスク装
置６に装着されている光ディスクを保管棚に自動格納す
るものである。システムバス７は、各制御部を結合し、
ファイルの転送や、ＣＰＵ１からの制御情報の転送に使
われるものである。例えば、ＶＭＥ又はＶＳＢバスで構
成され、ファイルの転送専用のＶＳＢバス、制御情報の
転送用のＶＭＥバスというように２つに分けることも可
能である。ネットワークインタフェース制御部８には通
信回線を介して複数の端末が接続されており、各端末と
磁気ディスク装置３および光ディスク装置６との間でフ
ァイルのやりとりをする。

【００１５】以下に、画像ファイルを取り扱う場合を例
にとり、図１の動作を説明する。なお、この場合のフロ
ーチャートを図２に示す。

【００１６】端末から通信回線９、ネットワークインタ
フェース８を介して画像Ｐを送信せよという情報が入っ
てきた場合（ステップ１００１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１は
磁気ディスク装置３に保持してある画像ファイルのディ
レクトリ情報の中から画像Ｐを検索する（ステップ１０
０２）。磁気ディスク上に画像Ｐのファイルがあれば
（ステップ１００３でＹＥＳ）、それを磁気ディスク装
置３から読み出し、磁気ディスクインタフェース制御部
２内部のＲＡＭ２０１に一時記憶し、システムバス７を
介してネットワークインタフェース制御部８に転送する
（ステップ１０４）。磁気ディスク装置３上に画像Ｐの
ファイルがない場合（ステップ１００３でＮＯ）、光デ
ィスクインタフェース制御部４を介して、画像Ｐのファ
イルを光ディスクライブラリ装置５から読み出し、光デ
ィスクインタフェース制御部内部のＲＡＭ４０１に一時
記憶し、システムバス７を介してネットワークインタフ
ェース制御部８に転送する（ステップ１００５の前
半）。さらに、この画像Ｐのファイルを磁気ディスクイ
ンタフェース制御部２内部のＲＡＭ２０１に一時記憶
し、磁気ディスク装置３に格納する（ステップ１００５
の後半）。そして、磁気ディスク装置３のディレクトリ
情報を更新する。ＣＰＵ１は、必要があれば磁気ディス
ク装置３の履歴情報も更新する（ステップ１００６）。
この履歴情報の更新については後述する。

【００１７】一方、画像Ｐの上記処理と並行して、ＣＰ
Ｕ１は磁気ディスク装置３内の画像Ｐの履歴情報を調
べ、次に選択される可能性の高い画像を、可能性の高い
順番に候補として挙げる（ステップ１０１０）。そし
て、候補画像が存在し（ステップ１０１１でＹＥＳ）、
この候補に選ばれた画像のファイルが磁気ディスク装置
３内に存在しない場合（ステップ１０１２でＮＯ）、候
補画像のファイルを光ディスクライブラリ装置５から読
み出して磁気ディスク装置３に記憶する（ステップ１０
１３）。これは次のようにして行われる。ＣＰＵ１は光
ディスクインタフェース制御部４に候補画像ファイルの
読み出しを指示し、磁気ディスクインタフェース制御部
２に磁気ディスク装置３への書き込みを指示する。光デ
ィスク装置６から読み出された画像ファイルは光ディス
クインタフェース制御部４内部のＲＡＭ４０１に一時記
憶され、システムバス７を介して磁気ディスクインタフ
ェース制御部２内部のＲＡＭ２０１に転送され、一時記
憶された後に、磁気ディスク装置３に記憶される。そし
て、磁気ディスク装置３のディレクトリが更新される。
この時、磁気ディスク装置３に空き領域がなければ、利
用時刻が最も古いファイルに上書きされる。候補画像が
存在しなくなるか初めからない場合は（ステップ１０１
１がＮＯ）、ＣＰＵ１は履歴・候補処理終了の判定（ス
テップ１００７）、システム利用終了の判定（ステップ
１００８）を行い、処理をすべて終了とするか、次の画
像要求を待つことになる。

【００１８】ここで、候補画像のファイルが磁気ディス
ク装置３内に存在しない場合の、候補画像ファイルの光
ディスクライブラリ装置５から磁気ディスク装置３への
転送作業は、ユーザが先に要求した画像Ｐに係る作業を
行っている時間を利用して行われ、磁気ディスク装置３
内に記憶されている画像全体における選択確率を考え、
予め定められたパーセンテージに達するまで続けるか、
あるいは、予め定められた個数のファイルが転送される
まで続ける。ここで、この作業が予め定められた条件を
満たすまで終了できなかった場合、即ち、更新途中でユ
ーザからの次の要求が来てしまった場合には途中で更新
作業をやめて、磁気ディイク装置３からネットワークイ
ンタフェース制御部８へ画像ファイルの読み出しを始め
る。実際には、履歴情報には次に選択された画像データ
だけではなく、次の次あるいそのまた次に選択された画
像についても考慮に入れるので、当然次画像の履歴情報
においても候補にのぼるであろう画像のファイルをも読
み出すことになり、上記したようなファイルの更新途中
で途切れてしまうような場合は減少する。

【００１９】また、複数の端末が同時にアクセスする場
合をＡ，Ｂ，Ｃという３つの端末が同時にアクセスする
場合を例に考える。この場合、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｂ，Ｃ
の順に各ユーザの要求に対してそれぞれファイルを一つ
ずつ光ディスクライブラリ装置５から磁気ディスク装置
３へ転送する。この時、要求されたファイルが重複して
いて他のユーザの要求によって既に書き換えられた場合
には次に要求度の高いファイルを転送する。

【００２０】画像Ｐをファイルから抹消する場合、ＣＰ
Ｕ１は履歴情報に画像Ｐが記録されている画像ファイル
について履歴情報の更新を行う（ステップ１００６）。
つまり、画像Ｐの画像番号をキーとして画像Ｐに関係す
るデータを検索し、削除する。この時、他の履歴情報の
中には画像Ｐを経由して選択された画像に関するデータ
も残っているはずであるが、画像Ｐが削除されても各フ
ァイル同士のつながりはあるので、そのデータはそのま
ま良しとする。画像Ｐの次に画像Ｑが選択された場合、
ディスクインタフェース制御部２に画像Ｑの読み出し命
令を出した後で画像Ｐの履歴情報の画像Ｑに関する情報
を更新するか、あるいは今までに画像Ｑとの関係がない
場合には画像Ｑの情報を付け加えるといった作業を行
う。

【００２１】履歴情報は利用回数の多いユーザには個別
の、少ないユーザには利用者全体の画像検索パターンの
集計結果を用いて作っても良い。履歴情報は光ディスク
ライブラリ装置５に保存されている画像ファイル全てに
一つずつ存在する。図３に画像Ｐに対する履歴情報の具
体例を示す。履歴情報は、これまでの画像検索過程にお
いて次あるいは次の次というように連続して検索された
画像について画像番号、画像名、確率といった情報を記
憶している。ここで、選択回数というものを考える。選
択回数は履歴情報の収集過程段数内であれば全て同等に
扱うこととする。例えば、画像履歴がＰ−Ｑ−Ｒ−Ｐ−
Ｒであった場合を考える。履歴情報の収集過程段数は自
由に設定可能であるが、今その範囲を次に選ばれる画像
と次の次に選ばられる画像に限定した場合、画像Ｐの履
歴情報において、選択回数はＱが１、Ｒが２である。確
率は選択回数の最も多い画像を基準に各画像の選択回数
の割合から計算する。即ち、この例の場合、基準はＲで
あり、確率はＲ＝１，Ｑ＝１／２＝０．５である。履歴
情報では常にこの確率の高い順に並び変えられ、確率の
高いファイルから読み込むことが可能になっている。

【００２２】図４は本発明の第二の実施例の構成図であ
る。図４において、１は履歴情報を収集、管理し、ファ
イルの転送等を指示し、共有ＲＡＭ１０１を含むＣＰ
Ｕ、２は共有ＲＡＭ２０１を含む磁気ディスクインタフ
ェース制御部、３は第一の記憶装置である磁気ディスク
装置、５は第二の記憶装置である光ディスクライブラリ
装置、６は光ディスク装置、７はシステムバス、８はネ
ットワークインタフェース制御部、９は通信回線、１０
は共有ＲＡＭ３０１を含む磁気ディスク＆光ディスクイ
ンタフェース制御部である。

【００２３】ＣＰＵ１はシステムバス７を介し、磁気デ
ィスクインタフェース制御部２および磁気ディスク＆光
ディスクインタフェース制御部１０の制御を行ったり、
システム立ち上げ時に磁気ディスク装置３に記憶されて
いる履歴情報を読み取り、その後、履歴情報を収集、管
理するものであり、マイクロプロセッサで構成される。
磁気ディスクインタフェース制御部２は磁気ディスク装
置３をＮ個並列接続する。これにより、一つの画像ファ
イル等を分割格納しておくことで並列アクセスが可能で
あり、高速読み出しを実現する。また、磁気ディスクイ
ンタフェース制御部２は、磁気ディスク装置３の記憶情
報を磁気ディスクインタフェース制御部２内の共有ＲＡ
Ｍ２０１に一時記憶し、システムバス７を介してネット
ワークインタフェース制御部８又は光ディスク装置６に
出力したり、ネットワークインタフェース制御部８や光
ディスク装置６から送られてくるファイルを共有ＲＡＭ
２０１に一時記憶して磁気ディスク装置３に転送するも
のである。光ディスクライブラリ装置５はＭ台の光ディ
スク装置６を内蔵し、保管棚に格納された光ディスクを
光ディスク装置６に自動装着したり、光ディスク装置６
に装着されている光ディスクを保管棚に自動格納するも
のである。システムバス７は各制御部を結合し、画像フ
ァイルの転送をしたり、ＣＰＵ１からの制御情報の転送
に使われるものである。また、このシステムバス７は第
一の実施例と同じく二つのバスに分けることも可能であ
る。ネットワークインタフェース制御部８には通信回線
９を介して複数の端末が接続される。磁気ディスク＆光
ディスクインタフェース制御部１０は光ディスク装置６
から読み取った画像ファイルを一旦、自共有ＲＡＭ３０
１に格納し、磁気ディスク装置６にファイルを分割して
書き込む。また、光ディスク装置６から読み取った画像
ファイルはシステムバス７を介して直接ネットワークイ
ンタフェース８に転送することも可能である。履歴情報
の収集、管理（更新、追加）については第一の実施例と
同じである。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、磁気ディスク装置などの記憶媒体が非可換な
第一の記憶装置と、取り扱うファイルの全てを蓄積した
光ディスクライブラリ装置などの媒体自動交換型の第二
の記憶装置とを具備する階層記憶システムにおいて、現
在読み出し中のファイルの履歴情報をもとに次に選択さ
れる可能性の高いファイルを第二の記憶装置から第一の
記憶装置へ予め転送しておくことで、第一の記憶装置の
ヒット率を高くすることができ、大容量でかつ応答時間
の短い階層記憶システムが実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による階層記憶システムの第一の実施例
の構成図である。

【図２】図１の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図３】履歴情報の具体例を示す図である。

【図４】本発明による階層記憶システムの第二の実施例
の構成図である。

【図５】従来の階層記憶システムの構成図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２磁気ディスクインタフェース制御部３磁気ディスク装置（第一の記憶装置）４光ディスクインタフェース制御部５光ディスクライブラリ装置（第二の記憶装置）６光ディスク装置７システムバス８ネットワークインタフェース制御部９通信回線

フロントページの続き (72)発明者中野博隆東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記憶媒体が非可換な第一の記憶装置と、
取り扱うファイルの全てを蓄積した媒体自動交換型の第
二の記憶装置とを具備し、前記第一の記憶装置を前記第
二の記憶装置の上位記憶装置とする階層記憶システムに
おいて、ファイルあるいはファイルのレコード（以下、ファイル
と略称する）それぞれについて、当該ファイルに後続し
て読み取られたファイルに関する履歴情報を保持し、外
部から指示された目的のファイルの読み取り処理の際、
前記履歴情報を調べ、過去に当該目的のファイルに後続
して読み取られたファイルの中で前記第一の記憶装置に
記憶されていないファイルを前記第二の記憶装置から前
記第一の記憶装置に転送することを特徴とする階層記憶
システムの記憶制御方式。