JPH06131260A

JPH06131260A - 記憶装置の制御装置

Info

Publication number: JPH06131260A
Application number: JP3009617A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tsuboi; 俊明坪井; Akira Yamamoto; 山本　　彰; Shizuo Yokohata; 静生横畑; Shigeo Honma; 繁雄本間; Hiroyuki Kitajima; 弘行北嶋
Original assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1991-01-30
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、キャッシュメモリと記憶装置間での
データ転送処理により、ＣＰＵと記憶装置間で行うデー
タ転送処理の応答時間を悪化させない制御装置を提供す
ることにある。【構成】キャッシュメモリと記憶装置間でのデータ転送
処理の起動時と物理的記憶単位に対する処理終了時に、
データ転送路(２６)の負荷状況を判定し(１６)、負荷状
況が閾値以下の場合、前記データ転送処理を実行し、負
荷状況が閾値より高い場合、前記データ転送処理を中止
する。【効果】データ転送路の負荷状況は、前記のデータ転送
処理により悪化しない。従って、ＣＰＵと記憶装置間で
行うデータ転送処理の応答時間が、キャッシュメモリと
記憶装置間でのデータ転送処理により悪化することはな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中央処理装置と、キャ
ッシュメモリを有する制御装置と、記憶装置からなる情
報処理システムにおいて、キャッシュメモリと記憶装置
間で行うデータ転送処理を行なう制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク装置からキャッシュメモリにデ
ータをロードする方法が、例えば、特開昭62−243044号
公報に記載されている。以下にその方法を示す。中央処
理装置から入出力命令が発行されると、入出力命令によ
り要求されたデータが、前記キャッシュメモリ内に存在
すれば、前記データを前記キャッシュメモリから前記中
央処理装置に転送する。存在しない場合、入出力命令に
より要求されたデータを前記ディスク装置から前記中央
処理装置に転送する。前記キャッシュメモリ内に前記デ
ータがない場合、前記制御装置が前記データの近辺のデ
ータを前記ディスク装置から前記キャッシュメモリにロ
ードする。このロード処理中に、前記中央処理装置から
入出力命令が発行され、前記制御装置がロード処理を中
断する必要があると判断した場合、ロード処理を中断し
て入出力命令を実行し、入出力命令に関する処理が終了
すると中断していたロード処理を再開する。

【０００３】また、一方の記憶装置の内容を他方の記憶
装置にコピーするコピー処理において、コピー処理が用
いるバッファサイズを制御する方法が、例えば、特開平
1−124311に記載されている。ここでは、記憶装置と制
御装置を接続するデータパスに対し、コピー処理で利用
する平均データパス利用率が予め既定された値となるよ
うに、コピー処理の数からバッファサイズを決定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】まず、ディスク装置に
ついて説明する。ディスク装置は、データを記録する媒
体であるディスクが複数と、データを読み書きする装置
であり、ディスクのデータ記録面に対応して存在するヘ
ッドを有する。前記ディスクが１回転する間に、前記ヘ
ッドが読み書き可能な円状の記録単位をトラックと呼
ぶ。前記トラックは、前記ディスクに複数存在する。前
記トラックには、データの記録単位の一種であるレコー
ドが格納される。あるデータを入出力対象とする時、前
記ヘッドを現在位置から前記データを含む前記トラック
を読み書きできる位置に移動する。この動作をシーク動
作と呼ぶ。

【０００５】前記ディスク装置の制御装置は、キャッシ
ュメモリと、データ転送を制御するディレクタを有す
る。前記ディスク装置と前記制御装置間には、データ転
送路があり、前記データ転送路には、複数の前記ディス
ク装置を接続できる。前記ディレクタは、前記データ転
送路に対応して存在する。ディスク装置に記憶したレコ
ードを読み書きする場合、ディレクタは、前記レコード
が記録されたディスク装置と接続し、シーク動作を指示
する。この指示により、読み書きの対象とする前記レコ
ードが格納された前記トラックに前記ヘッドが位置付
く。一般に、シーク動作中は、前記ディレクタは、前記
ディスク装置との接続を切離す。この切離し後、前記デ
ィレクタは、空き状態となり、別のディスク装置を制御
することが可能となる。前記レコードを含むトラックに
前記ヘッドが到達し、前記ヘッドが前記レコードを読み
書きできる位置に達すると、前記ディスク装置から位置
付け完了の報告がある。この際、前記ディレクタが空き
状態の場合、前記ディスク装置と再接続し、前記レコー
ドを読み書きすることが可能となる。しかし、例えば、
前記ディレクタが他のディスク装置を制御している時の
ように、前記ディレクタがビジーの場合、データ転送は
行なえず、再度、前記ヘッドが前記レコードを読み書き
できる位置に到達するまで、待たなくては行けない。こ
の状況が発生すると、データの読み書きは、少なくと
も、前記ディスクが１回転する時間は待たなければなら
ない。前記中央処理装置とディスク装置間で行うデータ
転送処理が、前記状況により待たされると、その応答時
間が著しく悪化する。

【０００６】しかし、従来技術では、ディスク装置に関
する競合は考慮されていたが、異なったディスク装置間
のデータ転送路に関する競合は考慮されていなかった。
あるいは、従来技術はコピー処理で使用するバッファサ
イズを決定する方法であり、データ転送路の負荷状況に
よりデータ転送処理の起動を制御するものではない。

【０００７】本発明の目的は、キャッシュメモリと記憶
装置間のデータ転送処理により、中央処理装置と記憶装
置間で行うデータ転送処理の応答時間を悪化させない制
御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記制御装置は、前記記
憶装置内のデータの一部あるいは前記記憶装置に書き出
す前のデータを記憶するキャッシュメモリと、前記制御
装置の管理情報を記録するディレクトリと、キャッシュ
メモリ、ディレクトリおよびデータ転送を制御するディ
レクタを有し、前記ディレクタは、前記制御装置と前記
記憶装置間のデータ転送路の負荷状況を求めるのに必要
な情報を収集する手段と、前記キャッシュメモリと前記
記憶装置間のデータ転送処理の開始に先だち、データ転
送路の負荷状況を判定する手段と、前記負荷状況が閾値
以下の場合、前記データ転送処理を実行する手段と、前
記負荷状況が閾値より高い場合、前記データ転送処理を
中止する手段を有し、さらに、前記キャッシュメモリと
前記記憶装置間で行うデータ転送処理において、前記記
憶装置の物理的記憶単位に対する処理が終了する毎に、
データ転送路の負荷状況を判定する手段と、前記負荷状
況が閾値以下の場合、前記データ転送処理を継続する手
段と、前記負荷状況が閾値より高い場合、前記データ転
送処理を中止する手段を有する。

【０００９】

【作用】前記ディレクタは、前記制御装置と前記記憶装
置間のデータ転送路の負荷状況を求めるのに必要な情報
を収集する手段により前記情報を収集し、前記キャッシ
ュメモリと前記記憶装置間で行うデータ転送処理の開始
に先だち、データ転送路の負荷状況を判定する手段によ
り、前記負荷状況の観点から、前記データ転送処理を実
行すること、すなわち、前記データ転送処理の多重度を
１増加することが妥当かを判定する。前記負荷状況が閾
値以下の場合、前記データ転送処理の多重度を１増加し
ても、中央処理装置と記憶装置間で行うデータ転送処理
の応答時間が悪化しないと判定し、前記キャッシュメモ
リと前記記憶装置間のデータ転送処理を実行する手段に
より、前記データ転送処理を行なう。逆に、前記負荷状
況が閾値より高い場合、前記データ転送処理の多重度を
増加することにより、中央処理装置と記憶装置間で行う
データ転送処理の応答時間が悪化すると判定し、前記キ
ャッシュメモリと前記記憶装置間のデータ転送処理を中
止する手段により、前記データ転送処理を中止する。従
って、前記データ転送処理により、中央処理装置と記憶
装置間で行うデータ転送処理の応答時間を悪化させない
ようにすることができる。

【００１０】さらに、前記キャッシュメモリと前記記憶
装置間のデータ転送処理を開始してから、データ転送路
の負荷状況が変化した場合に対応するため、前記キャッ
シュメモリと前記記憶装置間で行うデータ転送処理にお
いて、前記記憶装置の物理的記憶単位に対する処理が終
了する毎に、前記データ転送路の負荷状況を判定する手
段により、前記物理記憶単位毎に、前記データ転送処理
の多重度が現状値で妥当なのかを判定する。前記負荷状
況が閾値以下の場合、前記データ転送処理の多重度が現
状値でも、中央処理装置と記憶装置間で行うデータ転送
処理の応答時間が悪化しないと判定し、前記キャッシュ
メモリと前記記憶装置間のデータ転送処理を継続する手
段により、前記データ転送処理を行なう。前記負荷状況
が閾値より高い場合、前記データ転送処理の多重度を１
減少すべきと判定し、前記データ転送処理を中止する手
段により、前記データ転送処理を中止する。従って、キ
ャッシュメモリと記憶装置間のデータ転送処理を開始し
てから、データ転送路の負荷状況が変化した場合でも、
前記データ転送処理により、中央処理装置と記憶装置間
で行うデータ転送処理の応答時間を悪化させないように
することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。

【００１２】図２は、本発明の一実施例を示す情報処理
システムの構成図である。情報処理システムは、中央処
理装置(ＣＰＵ)２０とＣＰＵ２０に接続された制御装置
２１と制御装置２１に接続された少なくとも１台のディ
スク装置２５からなる。制御装置２１は、ディレクトリ
２３，キャッシュメモリ２４と少なくも１つのディレク
タ２２を有する。データ転送路２６によりディレクタ２
２とディスク装置を接続する。

【００１３】図３は、ディスク装置２５の構成図であ
る。ディスク２７は、データを記録する媒体であり、デ
ィスク装置２５内に複数存在する。ヘッド２８は、デー
タを読み書きする装置であり、ディスク２７のデータ記
録面に対応して存在する。ディスク２７が１回転する間
に、ヘッド２８が読み書き可能な円状のデータ記録単位
をトラック２９と呼ぶ。トラック２９は、ディスク２７
上に複数存在する。トラック２９には、データの記録単
位の一種であるレコードが格納される。あるデータを読
み書きするために、ヘッド２８を現在位置からそのデー
タを含むトラック２９を読み書きできる位置に移動する
動作を、シーク動作と呼ぶ。また、この動作のための要
求を位置付け指示と呼ぶ。シーク動作を行なうことなし
に、ヘッド２８の選択操作のみで、記録あるいは再生が
可能なトラック２９の集合をシリンダと呼ぶ。ディレク
タインタフェース３２は、ディスク装置２５とディレク
タ２２とのインタフェースであり、ディレクタ２２の指
示に従ってヘッド２８の制御を行なう。インデクス３０
はディスク２７上にある基準位置である。

【００１４】図４は、本実施例におけるトラック内のレ
コード構成図である。レコード３３は、制御部３４とデ
ータ部３５からなる。制御部３３は、レコード位置３４
１、シリンダ番号３４２，トラック番号３４３，レコー
ド番号３４４、およびデータ長３４５を記録する。レコ
ード位置３４１は、当該レコード３３のトラック２９上
での位置である。レコード番号３４４，トラック番号３
４３，シリンダ番号３４２は、それぞれ、当該レコード
の番号、レコード３３が記録されたトラックの番号、当
該トラック２９が含まれるシリンダの番号である。デー
タ長３４５は、データ部３５の長さを示す。データ部３
５は、データ長３４５で指示された長さのデータを記録
する。インデクス３０と制御部３４との間、レコード３
３内の制御部３４とデータ部３５との間、および、デー
タ部３５と次のレコード３３の制御部３４との間には、
ギャップ３６が存在する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例における情報処
理システムを示す図である。ディレクタ２２は、ＣＰＵ
２０とディスク装置２５との間、ＣＰＵ２０とキャッシ
ュメモリ２４との間、および、キャッシュメモリ２４と
ディスク装置２５との間で行うデータ転送を制御する。
ＣＰＵ起動処理１０は、ＣＰＵ２０からの指示によりＣ
ＰＵ２０とディスク装置２５間、および、ＣＰＵ２０と
キャッシュメモリ２４間のデータ転送を実行する。ヒッ
トミス判定処理１１では、処理対象のトラック２９の内
容がキャッシュメモリ２４内にあるかを判定する。トラ
ック２９の内容がキャッシュメモリ２４内にある場合、
キャッシュヒットと呼び、トラック２９の内容がキャッ
シュメモリ２４内にない場合、キャッシュミスと呼ぶ。
キャッシュヒットの場合、ＣＰＵキャッシュ転送処理１
２により、ＣＰＵ２０の指示に従い、キャッシュメモリ
２４内のデータを読み書きする。キャッシュミスの場
合、ＣＰＵディスク転送処理１３により、ＣＰＵ２０の
指示に従い、ディスク装置２５内のデータを読み書きす
る。ここで、データ転送路２６の負荷情報を収集する。
ディレクタ起動処理１６は、キャッシュメモリ２４とデ
ィスク装置２５間のデータ転送を行なう処理であり、デ
ィレクタ２２が空いた時間を利用して行う。ディレクタ
起動処理には、例えば、後述するロード処理、ライトア
フタ処理、あるいは、コピー処理がある。ロード処理
は、ＣＰＵ２０の指示により読み書きしたデータに対
し、その近傍のデータをディスク装置２５からキャッシ
ュメモリ２４に読み出す処理である。ＣＰＵ２０とキャ
ッシュメモリ２４との間のデータ転送において、書きか
えたキャッシュメモリ２４内のデータをライトアフタデ
ータと呼び、このライトアフタデータをキャッシュメモ
リ２４からディスク装置２５に書き出す処理をライトア
フタ処理と呼ぶ。コピー処理は、ディスク装置２５の記
録内容を他のディスク装置２５に書きうつす処理であ
る。負荷状況判定１６により、データ転送路２６の負荷
状況を判定する。負荷状況が閾値より高い場合、当該処
理の起動を中止する。負荷状況が閾値以下の場合、キャ
ッシュディスク転送処理１７を行なう。キャッシュディ
スク転送処理１７では、データ転送路２６の負荷情報を
収集し、キャッシュメモリ２４とディスク装置２５間の
データ転送を実行し、負荷状況判定１６により、データ
転送路２６の負荷状況を判定する。負荷状況が閾値より
高い場合、当該処理の起動を中止する。負荷状況が閾値
以下の場合、キャッシュディスク間のデータ転送を継続
する。キャッシュメモリ２４は、ディスク装置２５に記
憶したデータの一部とライトアフタデータを記憶する。
ディレクトリ２３は、キャッシュメモリ２４の管理情報
およびディレクタ２２の制御情報を格納する。

【００１６】本実施例では、ディレクタ起動処理とし
て、ロード処理とライトアフタ処理を行なう場合につい
て示す。

【００１７】以下、ディスク装置２５に記憶されたレコ
ード３３の読み書きについて示す。ディレクタ２２は、
読み書きの対象とするレコード３３が記録されたディス
ク装置２５が空き状態ならば、当該ディスク装置２５と
接続し、当該レコード３３を読み書きできる位置にヘッ
ド２８を位置付けるため、位置付け指示を行なう。ディ
レクタ２２は、ディスク装置２５が位置付け動作中に、
別のディスク装置２５に対する入出力処理を実行できる
ように、ディスク装置２５との接続を切り離す。位置付
け指示されたディスク装置２５はシーク動作を行ない、
レコード３３がヘッド２８で読み書きできる位置に到達
するとディレクタ２２に完了報告を行なう。この際、デ
ィレクタ２２が空いていると、ディレクタ２２が当該デ
ィスク装置２５と再接続を行い、ディスク装置２５に記
憶されたレコード３３の読み書きを行なう。ディレクタ
２２が、例えば、別のディスク装置２５とのデータ転送
中などにより、ビジーである場合、当該ディスク装置２
５はディレクタ２２とのデータ転送は行なえず、ディス
ク２７が回転し、再度、レコード３３が、ヘッド２８で
読み書きできる位置に到達するまで、１回転以上待たさ
れる。

【００１８】図５は、ディレクトリ２３の内容図であ
る。ディレクトリ２３には、スロットコントロールブロ
ック(ＳＣＢ)４０，サーチテーブル４１，ＭＲＵ(MostR
ecently Used）ポインタ４２，ＬＲＵ(Least Recently
Used)ポインタ４３，空きＳＣＢポインタ４４およびタ
スクコントロールブロック(ＴＣＢ)４５が存在する。そ
れぞれの内容は、以下で説明する。

【００１９】まず、ＳＣＢ４０に関し、その内容とキャ
ッシュメモリ２４との関係を図６と図７で説明する。図
６は、スロットコントロールブロック(ＳＣＢ)の構成図
である。図７は、ＳＣＢとキャッシュスロットとの関係
図である。キャッシュメモリ２４は、キャッシュスロッ
ト２４１と呼ぶ単位に分割する。１キャッシュスロット
は、１トラック分のデータを格納できるサイズである。
ＳＣＢ４０は、キャッシュスロット２４１を管理する情
報である。

【００２０】前方向ポインタ４０１と後方向ポインタ４
０２は、ＳＣＢ４０をＭＲＵ(MostRecently Used)順に
チェインするのに使用する。使用法に関しては、図８で
説明する。ディスク装置番号４０３，シリンダ番号４０
４，トラック番号４０５は、それぞれ、ＳＣＢ４０にデ
ータを格納したトラック２９に対応するディスク装置の
番号，シリンダの番号，トラックの番号を記録する。ス
ロットポインタ４０６は、ＳＣＢ４０が管理しているキ
ャッシュスロット２４１を示す。ライトアフタフラグ４
０７は、スロット２４１にライトアフタデータを格納し
ているか示すフラグである。当該フラグがオンの場合、
当該スロットは、ライトアフタデータを格納しているこ
とを示す。レコードポインタ４０８は、キャッシュメモ
リ２４に記録したレコード３３に関し、キャッシュスロ
ット２４１上の記録開始位置を示す。更新レコードポイ
ンタ４０９は、キャッシュスロット２４１に記録したラ
イトアフタデータを格納しているレコード３３に関し、
キャッシュスロット２４１上の記録開始位置を示す。レ
コードポインタ４０８と更新レコードポインタ409は、
トラック２９に記録できる最大のレコード３３の数を用
意する。キャッシュスロット２４１に記録していないレ
コード３３に関するレコードポインタ４０８と、ライト
アフタデータを格納していないレコード３３に関する更
新レコードポインタ４０９は、nullとする。

【００２１】図８は、サーチテーブル４１とＳＣＢ４０
の関係図である。サーチテーブル４１は、ディスク装置
番号４１１，シリンダ番号４１２，トラック番号４１３
およびサーチポインタ４１４からなり、どのディスク装
置のシリンダ，トラックに属するデータがキャッシュメ
モリ２４に格納されているかを検索するためのテーブル
である。トラック２９毎にＳＣＢ４０へのサーチポイン
タ４１４を有し、トラック２９に対応するデータをキャ
ッシュメモリ２４に格納しているかを示す。あるトラッ
ク２９に対応するサーチポインタ４１４がnullの場合、
当該トラック２９に対応するデータはキャッシュメモリ
２４に格納していないことを示す。サーチテーブル４１
の内容は、制御装置２１に接続可能なディスク装置２５
に含まれるトラック２９の数を用意する。

【００２２】トラック２９に割り当てられたＳＣＢ４０
は、ＭＲＵポインタ４２，ＬＲＵポインタ４３，前方向
ポインタ４０１および後方向ポインタ４０２でチェイン
する。前方向ポインタ４０１と後方向ポインタ４０２
は、トラック２９に割り当てられたＳＣＢ４０をＭＲＵ
順にチェインするためのポインタである。ＭＲＵポイン
タ４２は、最も現在時刻に近い時刻に入出力対象となっ
たトラック２９に対応するＳＣＢ４０をさし、ＬＲＵポ
インタ４３は、最も長い時間入出力対象となっていない
トラック２９に対応するＳＣＢ４０をさす。

【００２３】トラック２９に割り当てられていないＳＣ
Ｂ４０は、空きＳＣＢポインタ４４，前方向ポインタ４
０１および後方向ポインタ４０２でチェインする。空き
SCBポインタ４４は、トラック２９に割り当てられてい
ないＳＣＢ４０をチェインするための先頭ポインタであ
り、これらＳＣＢ４０のうち、ひとつをポイントする。
残りのトラック２９に割り当てられていないＳＣＢ４０
は、前方向ポインタ４０１および後方向ポインタ４０２
でチェインする。トラック２９に割り当てられていない
ＳＣＢ４０がない場合、空きＳＣＢポインタ４４は、nu
llとする。

【００２４】図９は、タスクコントロールブロック(Ｔ
ＣＢ)の構成図である。ＴＣＢ４５は、制御装置２１で
処理中のタスクを管理する情報であり、ディスク装置２
５毎に存在する。この内容を以下に示す。ディスク装置
番号４５０は、当該ＴＣＢ４５が制御対象とするディス
ク装置の番号を示す。ディスク使用情報４５１は、ＴＣ
Ｂ４５に対応するディスク装置２５の使用状況と処理種
別を示す。例えば、ディスク装置２５が未使用のときnu
llを記録し、ＣＰＵ指示処理、ロード処理、ライトアフ
タ処理がディスク装置２５を使用中の場合、それぞれ、
１，２，３を記録する。ビジー報告フラグ４５２は、Ｃ
ＰＵ２０が指示した処理に対し、当該ディスク装置２５
が使用中のため、ＣＰＵ２０にビジーを報告したか否か
を示す。当該フラグがオンの場合、ＣＰＵ２０にビジー
を報告済みであることを示す。起動開始時刻４５３は、
ディスク使用情報４５１に示した処理が、ディスク装置
２５を使用しはじめた時刻を記録する。位置付け完了時
刻４５４は、ディスク使用情報４５１に示した処理に関
し、ディスク装置２５の位置付けが完了した時刻を記録
する。シリンダ番号４５５は、処理対象とするトラック
２９が含まれるシリンダ番号を示す。エントリ数４５６
は、後述するトラックリストに記録したエントリの数を
格納する。トラックポインタ４５７は、ディスク使用情
報４５１に示した処理が実行対象としているトラックリ
ストのエントリを示す。トラックリストは、処理対象と
するトラック番号４５８を１エントリとして記録する。
トラック番号４５８は、ディスク使用情報４５１に示し
た処理が動作対象とするトラック２９の番号を示す。

【００２５】以下、ディレクター２２が実行する処理内
容を説明する。

【００２６】図１０は、ＣＰＵ起動処理に関するフロー
チャートである。ＣＰＵ起動処理１０は、ＣＰＵ２０か
ら制御装置２１に対する指示により実行する処理であ
り、ＣＰＵ２０とディスク装置２５間、および、ＣＰＵ
２０とキャッシュメモリ２４間のデータ転送を行なう。
ステップ５０では、ＣＰＵ２０により処理を指示された
ディスク装置２５が、使用中かを判定する。他の処理が
当該ディスク装置２５を使用中の場合、ステップ５９に
進み、それ以外は、ステップ５１に進む。ステップ５１
では、当該処理がＣＰＵ起動処理であることを、ディス
ク使用情報451に記録する。ステップ５２では、ＣＰＵ
２０から指示されたトラック２９の内容が、キャッシュ
メモリ２４内に存在するかを判定する。即ち、サーチテ
ーブル４１を参照し、当該トラック２９に対応するサー
チポインタ４１４の内容がnullでない場合、当該トラッ
ク２９の内容はキャッシュメモリ２４内に存在する。こ
の判定は、キャッシュヒットミス判定１１に対応する。
キャッシュヒットの場合、ステップ５３に進み、キャッ
シュミスの場合、ステップ５６に進む。ステップ５３，
５４はＣＰＵキャッシュ転送処理１２に対応する。ステ
ップ５３では、ＣＰＵ２０からの指示に従い、ＣＰＵ２
０とキャッシュメモリ２４間のデータ転送を行なう。こ
の際、キャッシュメモリ２４内のレコード３３を更新し
た場合、ライトアフタフラグ４０７をオンし、更新レコ
ードポインタ４０９を設定する。ステップ５４では、Ｔ
ＣＢ４５の内容を無効化する。すなわち、ディスク使用
情報４５１の内容をnullとする。ステップ５５〜５８
は、ＣＰＵディスク転送処理１３に対応する。ステップ
５５では、処理対象のトラック２９にキャッシュスロッ
ト２４１を割り当て、ＴＣＢ４５に情報を設定する。す
なわち、ディスク装置番号４０３，シリンダ番号４０
４，トラック番号４０５に、それぞれ、割り当てたトラ
ック２９に対するディスク装置の番号，シリンダの番
号，トラックの番号を設定し、シリンダ番号４５５に処
理対象とするトラック２９に対応するシリンダの番号を
設定し、トラック番号４５８に処理対象とするトラック
２９の番号を設定し、エントリ数４５６にトラック番号
４５８を設定したトラック２９の数を設定し、トラック
ポインタ４５７を最初のエントリを示すようにする。ス
テップ５６では、起動開始時刻４５３に現時刻を記録す
る。ステップ５７では、ディスク装置２５に対し、ＣＰ
Ｕ２０が処理対象として指示したレコード３３への位置
付け指示を行ない、その完了を待つ。ステップ５８で
は、ディスク転送処理を行なう。この内容は、図１１に
示す。ステップ５９では、ＣＰＵ２０に対し、ディスク
装置２５がビジーである報告を行ない、処理を終了す
る。

【００２７】図１１は、ディスク転送処理のフローチャ
ートである。この処理は、ステップ５８に対応する処理
である。ステップ６０では、位置付け完了時刻４５４に
現時刻を記録する。ステップ６１では、ＣＰＵ２０から
の指示に従い、ＣＰＵ２０とディスク装置２５との間の
データ転送を行なう。ステップ６２では、当該トラック
２９にキャッシュスロット２４１を割当て済みかを判定
する。キャッシュスロット２４１が割り当てられている
場合、ステップ６３に進み、キャッシュスロット２４１
が割り当てられていない場合、ステップ６４に進む。ス
テップ６３では、トラック２９の内容を読み出し、割り
当てられたキャッシュスロット２４１にその内容を格納
する。この際、レコードポインタ４０８を設定する。ス
テップ６４では、ＴＣＢ４５の内容を無効化する。すな
わち、ディスク使用情報４５１，起動開始時刻４５３，
位置付け完了時刻４５４をnullにする。ステップ６５で
は、ビジー報告フラグ４５２により、ＣＰＵ２０にビジ
ーを報告したかを判定する。ビジーを報告した場合、ス
テップ６６に進み、ビジーを報告していない場合、処理
を終了する。ステップ６６では、ビジー報告フラグ４５
２をオフし、ＣＰＵ２０に当該ディスク装置２５のビジ
ー状態が解除された報告を行なう。

【００２８】図１６は、利用率による負荷状況判定のフ
ローチャートである。データ転送路の負荷状況判定１６
に対応する処理である。本実施例では、利用率は漸近近
似法により算出する。漸近近似法では、ディスク装置の
稼働台数、平均データ転送時間、ディスク装置固有の平
均位置付け時間により、利用率を計算可能である。ディ
スク装置固有の平均位置付け時間とは、平均シーク時間
と平均回転待ち時間を加えた値である。平均シーク時間
は、ディスク２７の最も外側のトラック２９から最も内
側のトラック２９にヘッド２８を移動するのに要する時
間の半分の値であり、平均回転待ち時間は、ディスク２
７が１回転するのに要する時間の半分の値である。利用
率は、以下の式により得る。 (利用率)＝(稼働ディスク台数)×(平均データ転送時間)
÷｛(平均データ転送時間)＋(ディスク装置固有の平均
位置付け時間)｝ステップ１３０では、上記の式によりデータ転送路の利
用率を算出する。稼働ディスク台数は、ディスク使用情
報４５１がnullでないディスク装置２５の台数である。
平均データ転送時間は、ディスク使用情報４５１がnull
でなく、かつ、位置付け完了時刻４５４がnullでないデ
ィスク装置について、現時刻と位置付け完了時刻４５４
の差を加算し、これを稼働ディスク台数台数で割り、さ
らに、データ転送路２６の数で割った値である。ステッ
プ１３１では、利用率が閾値以下かを判定する。閾値以
下の場合、ステップ１３２に進み、閾値より高い場合、
ステップ１３３に進む。ステップ１３２では、起動可能
を設定する。ステップ133では、中止を設定する。

【００２９】図１２は、ロード処理のフローチャートで
ある。ロード処理は、ディレクタ起動処理１５に対応
し、ディレクター２２が空き状態の場合、実行する。ス
テップ１６では、ディスク装置２５に対するデータ転送
路２６の負荷状況を判定する処理である。ステップ７１
では、ステップ１６の結果、ロード処理を起動可能かを
判定する。起動可能の場合ステップ７２に進み、起動可
能でない場合、処理を終了する。ステップ７２では、ロ
ード必要、かつ、空き状態のディスク装置２５を検索す
る。ステップ７３では、当該ディスク装置２５を検出し
たかを判定する。検出できた場合、ステップ７４に進
み、検出できなかった場合、処理を終了する。ステップ
７４では、ディスク使用情報４５１にロード処理である
ことを設定する。ステップ７５〜７８は、キャッシュデ
ィスク転送処理１７に対応する。ステップ７５では、ロ
ード処理が対象とするトラック２９にキャッシュスロッ
ト241を割り当て、ＴＣＢ４５に情報を設定する。キャ
ッシュスロット２４１を割り当てたトラック２９に対応
するシリンダの番号をシリンダ番号４５５に設定し、キ
ャッシュスロット２４１を割り当てたトラック２９に対
応するトラック２９の番号をトラック番号４５８に設定
し、エントリ数４５６にトラック番号４５８を設定した
トラック２９の数を設定し、トラックポインタ４５７を
最初のエントリを示すようにする。ステップ７６では、
起動開始時刻４５４に現時刻を記録する。ステップ７７
では、ディスク装置２５に位置付け指示を行ない、その
完了を待つ。ステップ７８では、ロード実行処理を行な
う。この内容は、図１３に示す。

【００３０】図１３は、ロード実行処理のフローチャー
トである。ロード実行処理は、ステップ７８に対応す
る。ステップ８０では、位置付け完了時刻４５４に現時
刻を記録する。ステップ８１では、トラックポインタ４
５７が示すトラック番号４５８について、インデクス３
０を見つける。ステップ８２では、トラック２９上のレ
コード３３を見つけて読み込み、キャッシュスロット２
４１に格納する。この際、レコードポインタ４０８にレ
コード３３を格納したキャッシュスロット２４１上の位
置を記録する。ステップ８３では、当該トラック２９に
記録されたレコード３３の読み込みが終了したかを判定
する。終了した場合、ステップ８４に進み、終了してい
ない場合、ステップ８２に戻る。ステップ８４では、Ｔ
ＣＢ４５に示した全てのトラック２９に対し、ロード処
理が終了したかを判定する。終了していない場合、ステ
ップ８５に進み、終了した場合、ステップ８９に進む。
ステップ８５では、ビジー報告フラグ４５２により、Ｃ
ＰＵ２０にビジーを報告したかを判定する。ビジーを報
告していない場合、ステップ８６に進み、ビジーを報告
した場合、ステップ８９に進む。ステップ１６では、既
に説明したように、ディスク装置２５に対するデータ転
送路２６の負荷状況を判定する処理である。ステップ８
７では、ステップ１６の結果、処理を起動可能かを判定
する。起動可能の場合ステップ８８に進み、起動可能で
ない場合、ステップ８９に進む。ステップ８８では、次
のトラック２９を処理対象とする。即ち、トラックポイ
ンタ457が次のエントリを示すように更新する。本ステ
ップ８８処理後、ステップ８１に戻る。ステップ８９で
は、ＴＣＢ４５の内容を無効化する。すなわち、ディス
ク使用情報４５１、起動開始時刻４５３、位置付け完了
時刻４５４をnullにする。ステップ９０では、ビジー報
告フラグ４５２により、ＣＰＵ２０にビジーを報告した
かを判定する。ビジーを報告した場合、ステップ９１に
進み、ビジーを報告していない場合、処理を終了する。
ステップ９１では、ビジー報告フラグ４５２をオフし、
ＣＰＵ２０に当該ディスク装置２５のビジー状態が解除
された報告を行なう。

【００３１】図１４は、ライトアフタ処理のフローチャ
ートである。ライトアフタ処理は、ディレクタ起動処理
１５に対応し、ディレクター２２が空き状態の場合、実
行する。ステップ１６は、既に述べたように、ディスク
装置２５に対するデータ転送路２６の負荷状況を判定す
る処理である。ステップ９５では、ステップ１６の結
果、ライトアフタ処理を起動可能かを判定する。起動可
能の場合ステップ９６に進み、起動可能でない場合、処
理を終了する。ステップ９６では、ライトアフタデータ
を持ち、かつ、空き状態のディスク装置２５を検索す
る。すなわち、LRUポインタ４３からＳＣＢ４０をたど
り、ライトアフタフラグ４０７により、ライトアフタデ
ータを持つトラック２９を捜し、ディスク使用情報４５
１により、検出したトラック２９に対応するディスク装
置２５が、使用可能かを判定する。ステップ９７では、
使用可能なディスク装置２５に対し、ライトアフタデー
タを持つトラック２９が検出できたかを判定する。検出
できた場合、ステップ９８に進み、検出できない場合、
処理を終了する。ステップ９８では、ディスク使用情報
４５１にライトアフタ処理であることを設定する。ステ
ップ９９〜１０５は、キャッシュディスク転送処理１７
に対応する。ステップ９９では、検出したディスク装置
に対応するＴＣＢ４５の情報を設定する。すなわち、デ
ィスク使用情報４５１にライトアフタ処理を設定し、シ
リンダ番号４５５に処理対象とするシリンダの番号を記
録し、エントリ数４５６に１を設定し、トラック番号４
５８に処理対象とするトラックの番号を設定し、トラッ
クポインタ４５７を最初のエントリを示すようにする。
ステップ１００では、同一のディスク装置２５かつシリ
ンダ内のトラック２９に対応するＳＣＢ４０を、前方向
ポインタ４０１をたどりながら捜す。ステップ１０１で
は、前記トラック２９に対応するＳＣＢ４０を検出でき
たかを判定する。検出できた場合、ステップ１０２に進
み、検出できなかった場合、ステップ１０３に進む。ス
テップ１０２では、ＴＣＢ４５にトラック番号４５８を
設定し、エントリ数４５６を１加算し、ステップ１００
に戻る。ステップ１０３では、起動開始時刻４５３に現
時刻を記録する。ステップ１０４では、ディスク装置２
５に位置付け指示を行ない、その完了を待つ。ステップ
１０５では、ライトアフタ実行処理を行なう。この内容
は、図１５に示す。

【００３２】図１５は、ライトアフタ実行処理のフロー
チャートである。ライトアフタ実行処理は、ステップ１
０５に対応する。ステップ１１０では、位置付け完了時
刻４５４に現時刻を記録する。ステップ１１１では、レ
コード３３のサーチを開始し、位置付けたディスク装置
２５上の物理位置を記憶する。ステップ１１２では、ト
ラック２９上のレコード３３を見つけ、制御部３４を読
みだす。ステップ１１３では、位置付け指示したレコー
ド番号とステップ１１２で見つけたレコード番号が一致
するかを判定する。一致する場合、ステップ１１５に、
一致しない場合、ステップ１１４に進む。ステップ１１
４では、ステップ１１１で記憶した物理位置と、ステッ
プ１１２で読みだしたレコードの物理位置を比較し、デ
ィスクが１回転したかを判定する。１回転していない場
合、ステップ１１２に進み、１回転している場合、ステ
ップ１２２に進む。ステップ１１５では、キャッシュス
ロット２４１からレコード３３を読み出し、ディスク装
置２５に書き出す。書きだしたレコード３３に対応する
更新レコードポインタ４０９をnullとする。当該トラッ
ク２９に対する更新レコードポインタ４０９の全てがnu
llとなったら、ライトアフタフラグ４０７をオフする。
ステップ１１６では、トラック２９内のレコード３３に
対する処理が終了したかを判定する。処理が終了した場
合、ステップ１１１に戻り、処理が終了していない場
合、ステップ１１７に進む。ステップ１１７では、ライ
トアフタ処理の終了判定を行う。終了でない場合、ステ
ップ１１８に進み、終了の場合、ステップ１２２に進
む。ステップ１１８は、ビジー報告フラグ４５２によ
り、ＣＰＵ２０にビジーを報告したかを判定する。ビジ
ーを報告していない場合、ステップ１１９に進み、ビジ
ーを報告した場合、ステップ１２２に進む。ステップ１
６は、既に説明したように、ディスク装置２５に対する
データ転送路２６の負荷状況を判定する処理である。ス
テップ１２０では、ステップ１６の結果、ライトアフタ
処理を継続可能かを判定する。継続可能の場合ステップ
１２１に進み、継続可能でない場合、ステップ１２２に
進む。ステップ１２１では、次のトラック２９を処理対
象とする。即ち、トラックポインタ４５７が次のエント
リを示すように更新する。本ステップ１２１処理後、ス
テップ１１１に戻る。ステップ１２２では、ＴＣＢ４５
の内容を無効化する。すなわち、ディスク使用情報４５
１，起動開始時刻４５３，位置付け完了時刻４５４をnu
llにする。ステップ１２３では、ビジー報告フラグ４５
２により、ＣＰＵ２０にビジーを報告したかを判定す
る。ビジーを報告した場合、ステップ１２４に進み、ビ
ジーを報告していない場合、処理を終了する。ステップ
１２４では、ビジー報告フラグ４５２をオフし、ＣＰＵ
２０に当該ディスク装置２５のビジー状態が解除された
報告を行なう。

【００３３】本発明の実施例によれば、キャッシュメモ
リ２４とディスク装置２５とのデータ転送を行なう処
理、例えば、ロード処理あるいはライトアフタ処理に関
し、処理の起動時と物理的記憶単位、例えばトラック、
の処理終了時に、データ転送路２６の負荷状況を求め、
負荷状況が閾値以下の場合、処理を実行し、負荷状況が
閾値より高い場合、処理を中止する。このため、データ
転送路２６の負荷状況は、キャッシュメモリ２４とディ
スク装置２５とのデータ転送処理により悪化しない。従
って、ＣＰＵ２０とディスク装置２５間で行うデータ転
送処理の応答時間が、キャッシュメモリ２４とディスク
装置２５間のデータ転送処理により悪化することはな
い。

【００３４】以下、第２の実施例について示す。第２の
実施例は、装置構成等は、第１の実施例と同様であり、
ディレクタ２２が実行するデータ転送路２６の負荷状況
判定のみが第１の実施例とは異なる。ここでは、第２の
実施例が、第１の実施例とは異なっているところのみを
説明する。

【００３５】本実施例でのデータ転送路２６の負荷状況
判定は、データ転送路の負荷状況として、データ転送路
の待ち時間による方法を示す。

【００３６】図１７は、待ち時間による負荷状況判定の
フローチャートである。データ転送路の負荷状況判定１
６に対応する。ここでは、待ち時間は漸近近似法により
算出する。漸近近似法では、ディスク装置の稼働台数、
平均データ転送時間、ディスク装置固有の平均位置付け
時間により、平均待ち時間を計算可能である。ディスク
装置固有の平均位置付け時間とは、平均シーク時間と平
均回転待ち時間を加えた値である。平均シーク時間は、
ディスク２７の最も外側のトラック２９から最も内側の
トラック２９にヘッド２８を移動するのに要する時間の
半分の値であり、平均回転待ち時間は、ディスク２７が
１回転するのに要する時間の半分の値である。平均待ち
時間は、以下の式により得る。 (平均待ち時間)＝(稼働ディスク台数−１)×(平均デー
タ転送時間)-(ディスク装置固有の平均位置付け時間) だだし、上式が負の値になるときには、平均待ち時間
は、０とする。ステップ１４０では、上記の式によりデ
ータ転送路の待ち時間を算出する。稼働ディスク台数
は、ディスク使用情報４５１がnullでないディスク装置
２５の台数である。平均データ転送時間は、ディスク使
用情報４５１がnullでなく、かつ、位置付け完了時刻４
５４がnullでないディスク装置について、現時刻と位置
付け完了時刻４５４の差を加算し、これを稼働ディスク
台数で割り、さらに、データ転送路２６の数で割った値
である。ステップ１４１では、平均待ち時間が閾値以下
かを判定する。閾値以下の場合、ステップ１４２に進
み、閾値より高い場合、ステップ１４３に進む。ステッ
プ１４２では、起動可能を設定する。ステップ１４３で
は、中止を設定する。

【００３７】ここで、制御装置２１がデータ転送路２６
を使用して行なうデータ転送処理に関し、データ転送処
理の種別、例えば、ＣＰＵ起動処理、ロード処理、ある
いは、ライトアフタ処理という種別、について、種別毎
の平均データ転送時間が予めわかっている場合、制御装
置２１で実行中のデータ転送処理の平均データ転送時間
は、次のようにして求めることができる。まず、稼働中
のディスク装置２５についてデータ転送処理の種別毎の
平均データ転送時間を加算する。これを稼働ディスク台
数で割り、さらに、データ転送路２６の数で割る。

【００３８】次に、漸近近似法によらず、待ち時間を求
める方法について示す。この場合、待ち時間は、以下式
で算出できる。 (待ち時間)＝(現在処理中のディスク装置の平均位置付
け時間)−(ディスク装置の固有位置付け時間) ただし、上記式の値が負のとき、待ち時間は０とする。
現在処理中のディスク装置の平均位置付け時間は、以下
により算出する。ディスク使用情報４５１がｎｕｌｌで
ないディスク装置について、位置付け完了時刻４５４が
ｎｕｌｌの場合、現時刻と起動開始時刻４５３の差を加
算し、位置付け完了時刻４５４がnullでない場合、位置
付け完了時刻４５４と起動開始時刻４５３の差を加算す
る。この値を、ディスク使用情報４５１がnullでないデ
ィスク装置の数で割る。

【００３９】本実施例によれば、キャッシュメモリ２４
とディスク装置２５とのデータ転送を行なう処理、例え
ば、ロード処理あるいはライトアフタ処理に関し、処理
の起動時と物理的記憶単位、例えばトラック、の処理終
了時に、データ転送路２６の負荷状況を求め、負荷状況
が閾値以下の場合、処理を実行し、負荷状況が閾値より
高い場合、処理を中止する。このため、データ転送路２
６の負荷状況は、キャッシュメモリ２４とディスク装置
２５間で行うデータ転送処理により悪化しない。従っ
て、ＣＰＵ２０とディスク装置２５間で行うデータ転送
処理の応答時間が、キャッシュメモリ２４とディスク装
置２５間のデータ転送処理により悪化することはない。

【００４０】

【発明の効果】本実施例によれば、キャッシュメモリと
記憶装置とのデータ転送を行なう処理に関し、前記処理
の起動時と物理的記憶単位の処理終了時に、データ転送
路の負荷状況を求め、負荷状況が閾値以下の場合、前記
処理を実行し、負荷状況が閾値より高い場合、前記処理
を中止する。このため、データ転送路の負荷状況は、キ
ャッシュメモリと記憶装置間のデータ転送処理により悪
化しない。従って、CPUと記憶装置間で行なうデータ転
送処理の応答時間が、キャッシュメモリと記憶装置間の
データ転送処理により悪化することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における情報処理システムを
示す図である。

【図２】本発明の一実施例を示す情報処理システムの構
成図である。

【図３】ディスク装置の構成図である。

【図４】本実施例におけるトラック内のレコード構成図
である。

【図５】ディレクトリの内容を示す図である。

【図６】スロットコントロールブロック(ＳＣＢ)の構成
図である。

【図７】ＳＣＢとキャッシュスロットに関係を示す図で
ある。

【図８】サーチテーブルとＳＣＢの関係を示す図であ
る。

【図９】タスクコントロールブロック(ＴＣＢ)の構成図
である。

【図１０】ＣＰＵ起動処理のフローチャートである。

【図１１】ディスク転送処理のフローチャートである。

【図１２】ロード処理のフローチャートである。

【図１３】ロード実行処理のフローチャートである。

【図１４】ライトアフタ処理のフローチャートである。

【図１５】ライトアフタ実行処理のフローチャートであ
る。

【図１６】利用率による負荷状況判定のフローチャート
である。

【図１７】待ち時間による負荷状況判定のフローチャー
トである。

【符号の説明】

２０…中央処理装置、２１…制御装置、２２…ディレク
タ、２３…ディレクトリ、２４…キャッシュメモリ、２
５…ディスク装置、２６…データ転送路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横畑静生神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者本間繁雄神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者北嶋弘行神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央処理装置と、前記中央処理装置に接続
される制御装置と、前記制御装置とデータ転送路により
接続される複数の記憶装置からなる情報処理システムに
おいて、前記制御装置は、前記記憶装置内のデータの一
部あるいは前記記憶装置に書き出す前のデータを記憶す
るキャッシュメモリと、前記制御装置の管理情報を記録
するディレクトリと、キャッシュメモリ，ディレクトリ
およびデータ転送を制御するディレクタを有し、前記デ
ィレクタは、前記データ転送路の負荷状況を求めるのに
必要な情報を収集する手段と、前記キャッシュメモリと
前記記憶装置間で行うデータ転送処理に先だち、前記デ
ータ転送路の負荷状況を判定する手段と、前記負荷状況
が閾値以下の場合、前記処理の多重度を増加することと
して前記処理を実行する手段と、前記負荷状況が閾値よ
り高い場合、前記処理の多重度を増加しないこととして
前記処理を中止する手段を有する、ことを特徴とする記
憶装置の制御装置。
【請求項２】請求範囲第１項の制御装置において、さら
に、前記ディレクタは、前記キャッシュメモリと前記記
憶装置間で行うデータ転送処理において、前記記憶装置
の物理的記憶単位に対する処理を終了する毎に、前記デ
ータ転送路の負荷状況を判定する手段と、前記負荷状況
が閾値以下の場合、前記処理を継続する手段と、前記負
荷状況が閾値より高い場合、前記処理の多重度を減らす
こととして前記処理を中止する手段を有する、ことを特
徴とする記憶装置の制御装置。
【請求項３】請求範囲第１項あるいは第２項の制御装置
において、前記データ転送路の負荷状況を、前記データ
転送路の利用率とする、ことを特徴とする記憶装置の制
御装置。
【請求項４】請求範囲第３項の制御装置において、前記
データ転送路の利用率を漸近モデルにより算出する、こ
とを特徴とする記憶装置の制御装置。
【請求項５】請求範囲第１項あるいは第２項の制御装置
において、前記データ転送路の負荷状況を、前記データ
転送路に関するデータ転送開始までの待ち時間とする、
ことを特徴とする記憶装置の制御装置。
【請求項６】請求範囲第３項あるいは第５項の制御装置
において、前記データ転送路の負荷状況を求めるのに必
要とする情報を、稼働中の記憶装置の台数、前記記憶装
置に対する平均データ転送時間、および、記憶装置に固
有な平均位置付け時間とする、ことを特徴とする記憶装
置の制御装置。