JPH09114599A - ディスクスケジューリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクスケジューリング装置において、デ
ィスク記憶装置を利用する各外部装置ごとに最低限必要
であるデータアクセス速度を保証する。 【解決手段】 複数の外部装置ごとにアクセス要求を収
集する収集装置を用意することで、アクセス要求を外部
装置別に区別化することを可能し、発行装置において
は、各外部装置ごとにあらかじめ決められた一定周期時
間内に処理しなければならないアクセス要求数数以上の
アクセス要求をスケジューリング装置に発行しないよう
にすることで、アクセス要求の過剰発行を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク記憶装置
に対するディスクスケジューリング装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】円盤状の記憶メディアにデータを蓄積す
る固定磁気記憶装置や光磁気記憶装置などのディスク記
憶装置は、データアクセスを行なう場合、ヘッドをデー
タ記録位置まで移動させるシーク動作を必要とする。こ
のシーク動作時間は、一般的に数〜数十ミリ秒を要し、
ディスク記憶装置の実効データアクセス速度に多大な影
響を及ぼす。このヘッドシーク動作を最適化する方法と
して、岩波講座ソフトウェア科学６「オペレーティング
システム」(P.346)に記載されているFSCAN(N-Step sca
n)スケジューリング方式が一般的に知られている有名で
ある。

【０００３】FSCAN(N-Step scan)スケジューリング方式
は、一定周期において、ディスク記憶装置に対して発行
されたアクセス要求を収集し、その周期におけるヘッド
の移動方向に対してアクセス要求におけるデータの物理
アドレスをならびかえ、その次の周期では、さきほどの
ヘッドの移動方向を逆転して、アクセス要求におけるデ
ータの物理アドレスをならびかることでヘッドシーク動
作を最小にするスケジューリング方式である。

【０００４】例えば、ディスク記憶装置における記憶メ
ディアアドレスが、外周から内周方向に割り当てられて
いる場合、ある周期におけるヘッドの移動方向が外周か
ら内周方向に移動するのであれば、アクセス要求のディ
スク記憶装置に対する発行順序をアクセス要求の物理ア
ドレスが上昇する順番にならびかえて発行する。そし
て、次の周期では、ヘッドの移動方向を内周から外周方
向に移動することになるので、発行順序をアクセス要求
の物理アドレスが降下する順番にならびかえて発行する
ことになる。

【０００５】（図６）において、従来のディスクスケジ
ューリング装置の概略図を示す。このディスクスケジュ
ーリング装置は、アクセス要求を収集する収集装置６１
と、アクセス要求をスケジューリングするスケジューリ
ング装置６２と、ディスク記憶装置６３と、収集装置６
１とスケジューリング装置６２間にあり、一定周期で収
集装置６１にて収集されたアクセス要求を、ディスク記
憶装置６３が一定周期内で処理できるアクセス要求数分
だけ取りだしスケジューリング装置６２に発行する第１
の発行装置６４と、スケジューリング装置６２とディス
ク記憶装置６３間にあり、ディスク記憶装置６３に対し
て、スケジューリング装置６２にてスケジューリングさ
れたアクセス要求を発行する第２の発行装置６５で構成
される。

【０００６】以上のように構成された従来のディスクス
ケジューリング装置における動作について説明する。

【０００７】外部装置より発行されるディスク記憶装置
６３に対するアクセス要求は、一旦収集装置６１に蓄積
される。蓄積されたアクセス要求は、一定周期にて、第
１の発行装置６４により読み出され、スケジューリング
装置６２に対して発行される。スケジューリング装置６
２では、第１の発行装置６３より発行されたアクセス要
求を、上記のFSCANスケジューリング方式を用いてその
周期におけるディスク記憶装置６３のヘッド移動方向に
合わせて、アクセス要求の発行順序をならべかえた後
に、第２の発行装置６４にアクセス要求を発行する。第
２の発行装置６４は、スケジューリング装置６２より受
けたアクセス要求をディスク記憶装置６３に発行する。

【０００８】例えば、ディスク記憶装置６３が、一定周
期において処理できるアクセス要求数を４とし、アクセ
ス要求Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈ、Ｇのディスク記憶
装置６３における記憶メディアアドレスが、Ａ＜Ｂ＜Ｃ
＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ＜Ｈ＜Ｇの関係にあり、一定周期Ｎにおい
て、外部よりＡ、Ｃ、Ｄ、Ｂの順番でディスク記憶装置
４６に対するアクセス要求され、次周期Ｎ＋１において
Ｆ、Ｅ、Ｈ、Ｇの順番でアクセス要求される場合におけ
る従来のディスクスケジューリング装置ついて説明す
る。

【０００９】周期Ｎおいて外部装置より発行されたディ
スク記憶装置６３に対するアクセス要求Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｂ
は、収集装置６１に蓄積される。このアクセス要求は、
周期Ｎ＋１において、第１の発行装置６４により収集装
置６１から取り出され、周期Ｎ＋１におけるディスク記
憶装置６３のヘッド移動方向が外周から内周方向に移動
するのであれば、スケジューリング装置６２にて、Ａ、
Ｃ、Ｄ、Ｂの発行順番を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに並べ換え
後、第２の発行装置６４に発行する。第２の発行装置６
４は、この発行順序でディスク記憶装置６３にアクセス
要求を発行する。

【００１０】また、周期Ｎ＋１おいて外部装置より発行
されたディスク記憶装置６３に対するアクセス要求Ｅ、
Ｆ、Ｈ、Ｇは、さきほどと同様に収集装置６１に蓄積さ
れる。このアクセス要求は、周期Ｎ＋２において、第１
の発行装置６４により収集装置６１から取り出され、周
期Ｎ＋１におけるディスク記憶装置６３のヘッド移動方
向とは逆の方向、すなわち内周から外周方向に移動する
ことになるので、スケジューリング装置６２にて、Ｅ、
Ｆ、Ｈ、Ｇの発行順番を、Ｈ、Ｇ、Ｅ、Ｆに並べ換え
後、第２の発行装置６４に発行する。第２の発行装置６
４は、この発行順序でディスク記憶装置６３にアクセス
要求を発行する。

【００１１】（図７）に、上記のディスクスケジューリ
ング装置におけるアクセス要求の動きを示す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ディスクスケジューリング装置では、外部装置からのデ
ィスク記憶装置に対するアクセス要求を収集する収集装
置が、１つしか存在しないため、複数の外部装置からア
クセス要求を発行されたとしても、収集装置にて収集さ
れたアクセス要求を外部装置ごとに区別することができ
ない。このため、各外部装置において周期時間内に最低
処理しなければならないアクセス要求数があらかじめ規
定されている場合、これを保証することはできない。

【００１３】つぎに、上述の欠点を具体的に説明する。
（図６）の従来のディスクスケジューリング装置に対し
て、アクセス要求を発生する外部装置１、外部装置２が
存在し、それぞれの外部グループにおける周期時間内に
最低処理しなければならないアクセス要求数が２であ
り、ディスク記憶装置６３の周期時間内が最大限処理で
きるアクセス要求数が４であったとする。また、周期Ｎ
において外部装置１が発行するアクセス要求がＡ１、Ｂ
１、Ｃ１、外部装置２が発行するアクセス要求がＡ２、
Ｂ２、Ｃ２とし、アクセス要求Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ
２、Ｃ１、Ｃ２のディスク記憶装置６３における記憶メ
ディアアドレスが、Ａ１＜Ａ２＜Ｂ１＜Ｂ２＜Ｃ１＜Ｃ
２の関係にあるとする。

【００１４】この状況において、周期Ｎにおいて、外部
装置１がＢ１、Ａ１、Ｃ１の順番で収集装置６１にアク
セス要求を発行し、その後、外部装置２がＡ２、Ｃ２、
Ｂ２でアクセス要求が発行された場合、周期Ｎ＋１にお
いて、第１の発行装置６４は、収集装置６１より先着順
に最大４つのアクセス要求を取り出し、スケジューリン
グ装置６２にアクセス要求を発行することになる、この
場合であると、Ｂ１、Ａ１、Ｃ１、Ａ２となる。アクセ
ス要求を受けたスケジューリング装置６２は、その周期
におけるヘッドの移動方向が外周から内周であった場
合、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｃ１の順に発行順序を並べ換
え、第２の発行装置６５にアクセス要求を発行する。第
２の発行装置６５は、ディスク記憶装置６３に対してア
クセス要求を行なう。ここで、周期Ｎ＋１で処理された
アクセス要求について着目すると、外部グループ１が発
行したアクセス要求の処理数は、３であるのに対して、
外部グループ２が発行したアクセス要求の処理数は、１
となり、外部グループにおける周期時間内に最低処理し
なければならないアクセス要求数が２を満たさないこと
になる。従って、従来のディスクスケジューリング装置
では、外部グループにおける周期時間内に最低処理しな
ければならないアクセス要求数を保証することはできな
い。

【００１５】（図８）に、上記のディスクスケジューリ
ング装置におけるアクセス要求の動きを示す。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑み、従来のディス
クスケジューリング装置において問題であった、各外部
グループにおいて周期時間内に最低処理しなければなら
ないアクセス要求数を保証するディスクスケジューリン
グ装置を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明では、ディスク記憶装置を利用する外部装置
ごとにアクセス要求を収集する収集装置を設けること
で、アクセス要求を外部装置別に区別化し、一定周期で
スケジューリング装置に対してアクセス要求を発行する
発行装置では、外部装置ごとに設けられた収集装置を走
査して、各外部装置において一定周期時間内に処理しな
ければならないアクセス要求数以上のアクセス要求をス
ケジューリング装置に対して発行しないようにすること
で、各外部装置における周期時間内に最低処理しなけれ
ばならないアクセス要求数の保証を可能にする。

【００１８】すなわち、請求項１記載のディスクスケジ
ューリング装置は、ディスク記憶装置を利用する外部装
置ごとにアクセス要求を収集する複数の収集装置と、前
記複数の収集装置の各々に対応して設けられ、各収集装
置から一定周期間に取り出されるアクセス要求の上限値
を設定するレジスタと、前記複数の収集装置を一定周期
で走査して、前記レジスタに設定された一定周期時間内
に処理しなければならないアクセス要求数分のアクセス
要求を取りだし、前記ディスク記憶装置に対してアクセ
ス要求を発行する発行装置を備えている構成である。

【００１９】また、請求項２記載のディスクスケジュー
リング装置は、ディスク記憶装置を利用する外部装置ご
とにアクセス要求を収集する複数の収集装置と、前記複
数の収集装置の各々に対応して設けられ、各収集装置か
ら一定周期間に取り出されるアクセス要求の上限値を設
定するレジスタと、前記複数の収集装置を一定周期で走
査して、前記レジスタに設定された一定周期時間内に処
理しなければならないアクセス要求数分のアクセス要求
を取りだし、スケジューリング装置に対してアクセス要
求を発行する第１の発行装置と、前記第１の発行装置よ
り発行されたアクセス要求をスケジューリングするスケ
ジューリング装置と、前記スケジューリング装置により
スケジューリングされたアクセス要求をを前記ディスク
記憶装置に発行する第２の発行装置を備えている構成で
ある。

【００２０】さらに、請求項３記載のディスクスケジュ
ーリング装置は、ディスク記憶装置を利用する外部装置
ごとにアクセス要求を収集する複数の収集装置と、前記
複数の収集装置の各々に対応して設けられ、各収集装置
から一定周期間に取り出されるアクセス要求の上限値を
設定するレジスタと、前記複数の収集装置を一定周期で
走査して、前記レジスタに設定された一定周期時間内に
処理しなければならないアクセス要求数分のアクセス要
求を取りだし、分配装置に対してアクセス要求を発行す
る第１の発行装置と、前記第１の発行装置から出力され
るアクセス要求を受け取り、このアクセス要求を、各ア
クセス要求において指定されるディスク記憶装置につい
て分類した後に、その分類に従って分配する分配装置
と、前記複数のディスク記憶装置の各々に対応して設け
られ、前記分配装置において分配されたアクセス要求
を、スケジューリングする複数のスケジューリング装置
と、前記複数のスケジューリング装置の各々に対応して
設けられ、各スケジューリング装置おいてスケジューリ
ングされたアクセス要求を対応するディスク記憶装置に
対して発行する複数の第２の発行装置とを備えいる構成
である。

【００２１】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明では、外部装
置ごとにアクセス要求を収集する収集装置を設けること
で、アクセス要求を外部装置別に区別化することが可能
になる。また、一定周期でディスク記憶装置に対してア
クセス要求を発行する発行装置では、外部装置ごとに設
けられた前記収集装置を走査して、各外部装置において
一定周期時間内に処理しなければならないアクセス要求
数以上のアクセス要求をディスク記憶装置に対して発行
しないようにすることで、ディスク記憶装置に対して過
剰なアクセス要求を抑制することが可能になり、他外部
装置に対するディスク記憶装置の利用割り当てを確保す
ることができる。すなわち、各外部装置において一定周
期時間内に処理しなければならないアクセス要求数を保
証することが可能となる。

【００２２】請求項２記載の発明では、外部装置ごとに
アクセス要求を収集する収集装置を設けることで、アク
セス要求を外部装置別に区別化することが可能になる。
また、一定周期でスケジューリング装置に対してアクセ
ス要求を発行する第１の発行装置では、外部装置ごとに
設けられた前記収集装置を走査して、各外部装置におい
て一定周期時間内に処理しなければならないアクセス要
求数以上のアクセス要求をスケジューリング装置に対し
て発行しないようにすることで、ディスク記憶装置に対
して過剰なアクセス要求を抑制することが可能になり、
他外部装置に対するディスク記憶装置の利用割り当てを
確保することができる。すなわち、各外部装置において
一定周期時間内に処理しなければならないアクセス要求
数を保証することが可能となる。また、第１の発行装置
が出力するアクセス要求を、ディスク記憶装置における
ヘッドシーク動作が最小になるようにアクセス要求の発
行順序を最適化するシークスケジューリング装置にてス
ケジューリングすることで、ディスク記憶装置の実効デ
ータアクセス性能を向上させることができるため、一定
周期内で処理できるアクセス要求数を増やすことが可能
となる。

【００２３】請求項３記載の発明では、外部装置ごとに
アクセス要求を収集する収集装置を設けることで、アク
セス要求を外部装置別に区別化することが可能になる。
また、一定周期で分配装置に対してアクセス要求を発行
する第１の発行装置では、外部装置ごとに設けられた前
記収集装置を走査して、各外部装置において一定周期時
間内に処理しなければならないアクセス要求数以上のア
クセス要求を分配装置に対して発行しないようにするこ
とで、ディスク記憶装置に対して過剰なアクセス要求を
抑制することが可能になり、他外部装置に対するディス
ク記憶装置の利用割り当てを確保することができる。す
なわち、各外部装置において一定周期時間内に処理しな
ければならないアクセス要求数を保証することが可能と
なる。また、複数のディスク記憶装置を接続できるよう
に、分配装置と複数のディスク記憶装置の各々に対応す
る複数のスケジューリング装置および複数の第２の発行
装置を設けることで、ディスク記憶装置ごとの実効デー
タアクセス性能を向上とディスク記憶装置の複数化によ
るトランザクション性能の向上が可能となるため、一定
周期内で処理できるアクセス要求数を増やすことが可能
となる。

【００２４】以下、本発明のディスクスケジューリング
装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。

【００２５】（実施の形態１）（図１）は本発明の第１
の実施の形態におけるディスクスケジューリング装置の
概略構成図である。

【００２６】同図において、１１１、１１２、、１１ｎ
は、アクセス要求を発行する外部装置である。１２１、
１２２、、１２ｎは、各外部装置１１１、１１２、、１
１ｎと１対１接続されるFIFO(First In First Out)メモ
リである。１３１、１３２、、１３ｎは、各外部装置１
１１、１１２、、１１ｎにおいて、一定周期時間内に処
理しなければならないアクセス要求数を格納するアクセ
ス要求処理数テーブルである。１４は、各FIFOメモリ１
２１、１２２、、１２ｎと接続され、一定周期ごとに全
FIFO１２１、１２２、、１２ｎメモリを走査し、各アク
セス要求処理数テーブル１３１、１３２、、１３ｎに格
納されたアクセス要求処理数を上限として、各FIFOメモ
リ１２１、１２２、、１２ｎからアクセス要求を取りだ
し、バッファメモリ１６に書き込み後、スケジューリン
グ装置１５にアクセス要求発行するアクセス要求発行装
置である。１５は、周期時間が経過するごとに前記要求
発行装置に通知するタイマである。１６は、要求発行装
置が発行するアクセス要求のバッファメモリへの書き込
みが終了したことをスケジューリング装置に通知する終
了通知信号である。１７は、要求発行装置１４とスケジ
ューリング装置１８間を接続し、アクセス要求の引き渡
しに利用されるバッファメモリである。１８は、終了通
知信号１６の通知により、バッファメモリ１７に格納さ
れたアクセス要求をFSCANスケジューリング方式を用い
て、アクセス要求をならびかえた後に、FIFOメモリ１９
に発行するスケジューリング装置である。１９は、スケ
ジューリング装置１９とディスク制御装置１１０間を接
続するFIFOメモリである。１１１０は、ディスク記憶装
置である。

【００２７】上記の構成におけるディスクスケジューリ
ング装置の動作について説明する。外部装置１１１、１
１２、１１ｎは、アクセス要求を発行する前に、あらか
じめ、アクセス要求処理数テーブル１３１、１３２、、
１３ｎに各外部装置にて一定周期時間において保証して
おきたいアクセス要求処理数を設定しておく。外部装置
１１１、１１２、、１１ｎは、各々に接続されたFIFOメ
モリ１２１、１２２、、１２ｎにアクセス要求を書き込
む。

【００２８】つぎに、タイマ１５から一定周期時間経過
通知をうけた要求発行装置１４は、FIFOメモリ１２１、
１２２、、１２ｎの順にアクセス要求の有無を走査す
る。ここで、FIFOメモリ１２１、１２２、、１２ｎにア
クセス要求がある場合、アクセス要求数テーブル１３
１、１３２、、１３ｎに格納されている一定周期時間に
おいて保証しておきたいアクセス要求処理処理数を上限
として、アクセス要求をを取りだし、バッファメモリ１
７に書き込む。

【００２９】すなわち、FIFOメモリ１２１にアクセス要
求があった場合、アクセス要求数テーブル１３１から、
外部装置１１１について一定周期時間において保証して
おきたいアクセス要求処理数を見て、これをFIFOメモリ
１１１からアクセス要求を取り出す上限値として、アク
セス要求を読みだし、バッファメモリ１７に書き込む。
この操作をFIFOメモリ１２２、、１２ｎに対して繰り返
し行なう。そして、終了通知信号１６を用いて、スケジ
ューリング装置１８にアクセス要求発行終了を通知し、
タイマ１５からの次の一定周期時間経過通知を待つ。

【００３０】終了通知信号１６により、アクセス要求発
行の終了を受けたスケジューリング装置１８は、FSCAN
スケジューリング方式を用いて、その周期におけるディ
スク記憶装置１１１０のヘッド移動方向に合わせて、バ
ッファメモリ１７に格納されているアクセス要求をなら
びかえる。

【００３１】例えば、その周期におけるディスク記憶装
置１１１０のヘッド移動方向が、外周から内周に移動す
る場合、アクセス要求のディスク記憶装置１１１０にお
ける記憶メディアアドレスの上昇順にならびかえ、ヘッ
ド移動方向が、内周から外周に移動する場合、アクセス
要求のディスク記憶装置１１１０における記憶メディア
アドレスの下降順にならびかえる。このアクセス要求の
ならびかえが終了した時点で、スケジューリング装置１
８は、FIFOメモリ１９にアクセス要求を発行する。

【００３２】ディスク制御装置１１０は、FIFOメモリ１
９を常に監視しており、アクセス要求があった時点で、
そのアクセス要求をディスク記憶装置１１１０に発行す
る。

【００３３】本実施の形態のディスクスケジューリング
装置において、以下に示す条件における動作を説明す
る。

【００３４】説明を簡単にするために、外部装置数は、
２とする。ディスク記憶装置１１１０が、一定周期にお
いて処理できるアクセス要求数を４とし、アクセス要求
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、のディスク記憶装置１１１０
における記憶メディアアドレスが、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ
＜Ｆの関係にあり、各外部装置における周期時間内に最
低処理しなければならないアクセス要求数が２とする。
従って、アクセス要求処理数テーブル１３１、１３２に
は、２が格納されているとする。また、一定周期Ｎにお
いて、外部装置１１１よりＢ、Ｃ、Ａの順番でディスク
記憶装置１１１０に対するアクセス要求がなされ、外部
装置１１２よりＦ、Ｄ、Ｅの順番でディスク記憶装置１
１１０に対するアクセス要求がなされるとする。

【００３５】この状況において、周期Ｎにおいて、外部
装置１１１よりＢ、Ｃ、Ａの順番でFIFOメモリ１２１に
発行され、外部装置１１２よりＦ、Ｄ、Ｅの順番でFIFO
メモリ１２２に発行される。タイマ１５により周期Ｎ＋
１に移行したことを知った要求発行装置１４は、FIFOメ
モリ１２１におけるアクセス要求の有無を調べ、アクセ
ス要求があれば、アクセス要求数テーブル１３１に格納
されている値分のアクセス要求を取りだし、バッファメ
モリ１７に書き込む。ここでは、アクセス要求数テーブ
ル１３１は２で、FIFOメモリ１２１には、Ｂ、Ｃ、Ａの
順番でアクセス要求が格納されているので、Ｂ、Ｃのア
クセス要求を取りだし、バッファメモリ１７に書き込
む。次に、要求発行装置１４は、FIFOメモリ１２２にお
けるアクセス要求の有無を調べ、アクセス要求があれ
ば、アクセス要求処理数テーブル１３２に格納されてい
る値分のアクセス要求を取りだし、バッファメモリ１７
に書き込む。ここでは、アクセス要求数テーブル１３２
は２で、FIFOメモリ１２２には、Ｆ、Ｄ、Ｅの順番でア
クセス要求が格納されているので、Ｆ、Ｄのアクセス要
求を取りだし、バッファメモリ１７に書き込む。その
後、終了通知信号１６を用いて、スケジューリング装置
１８に、アクセス要求発行が終了したことを通知する。
ここで、各FIFOメモリ１２１、１２２に残されたアクセ
ス要求は、周期Ｎ＋２にて、上述の操作で処理されるこ
とになる。

【００３６】終了通知信号１６を受けたスケジューリン
グ装置１８は、バッファメモリ１８に格納されたアクセ
ス要求を取りだし、その周期におけるディスク記憶装置
１１１０のヘッドの移動方向に合わせて、FSCANスケジ
ューリング方式を用いて、アクセスをならびかえ、FIFO
メモリ１９に発行する。ここで、周期Ｎ＋１におけるデ
ィスク記憶装置１１１０のヘッド移動方向が外周から内
周方向に移動するとすると、バッファメモリ１７から取
り出されたアクセス要求Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｄは、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｆにならべかえられ後、FIFOメモリ１９に書き込ま
れる。

【００３７】ディスク制御装置１１０は、FIFOメモリ１
９より、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆの順番でアクセス要求を取りだ
し、ディスク記憶装置１１１０の制御を行なう。

【００３８】（図２）に本実施形態におけるディスクス
ケジューリング装置におけるアクセス要求の動きを示
す。

【００３９】（実施の形態２）（図３）は本発明の第２
の実施の形態におけるディスクスケジューリング装置の
概略構成図である。

【００４０】同図において、３１１、３１２、、３１ｎ
は、アクセス要求を発行する外部装置である。３２１、
２２２、、２２ｎは、各外部装置３１１、３１２、、３
１ｎと１対１接続されるFIFO(First In First Out)メモ
リである。３３１、３３２、、３３ｎは、各外部装置３
１１、３１２、、３１ｎにおいて、一定周期時間内に処
理しなければならないアクセス要求数を格納するアクセ
ス要求処理数テーブルである。３４は、各FIFOメモリ３
２１、３２２、、３２ｎと接続され、一定周期ごとに全
FIFO３２１、３２２、、３２ｎメモリを走査し、各アク
セス要求処理数テーブル３３１、３３２、、３３ｎに格
納されたアクセス要求処理数を上限として、各FIFOメモ
リ３２１、３２２、、３２ｎからアクセス要求を取りだ
し、FIFOメモリ３６に書き込み後、分配装置３７にアク
セス要求発行するアクセス要求発行装置である。３５
は、周期時間が経過するごとに前記要求発行装置３４に
通知するタイマである。３１４は、要求発行装置３４が
発行するアクセス要求のFIFOメモリ３６への書き込みが
終了したことをスケジューリング装置に通知する終了通
知信号である。３６は、要求発行装置３４と分配装置３
７間を接続し、アクセス要求の引き渡しに利用されるFI
FOメモリである。３７は、終了通知信号３１４の通知に
より、FIFOメモリ３６に格納されたアクセス要求をディ
スク記憶装置３１３１、、３１３ｍについて分類した後
に、ディスク記憶装置３１３１、、３１３ｍに対応した
バッファメモリ３８１、、３８ｍに分配する分配装置で
ある。３１０１、、３１０ｍは、各ディスク記憶装置３
１３１、、３１３ｍに対するアクセス要求をFSCANスケ
ジューリング方式を用いて、アクセス要求をならびかえ
た後に、FIFOメモリ３１１１、、３１１ｍに発行するス
ケジューリング装置である。３９１、、３９ｍは、分配
装置３７が分配するアクセス要求が、FIFOメモリ３１１
１、、３１１ｍに分配完了されたことを通知する終了通
知信号である。３８１、、３８ｍは、分配装置３７とFI
FOメモリ３１１１、、３１１ｍ間を接続するバッファメ
モリである。３１２１、、３１２ｍは、各ディスク記憶
装置３１３１、、３１３ｍを制御するディスク制御装置
である。３１１１、、３１１ｍは、スケジューリング装
置３１０１、、３１０ｍとディスク制御装置３１２
１、、３１２ｍ間を接続するFIFOメモリである。３１３
１、、３１３ｍは、ディスク記憶装置である。

【００４１】上記の構成におけるディスクスケジューリ
ング装置の動作について説明する。外部装置３１１、３
１２、３１ｎは、アクセス要求を発行する前に、あらか
じめ、アクセス要求処理数テーブル３３１、３３２、、
３３ｎに各外部装置にて一定周期時間において保証して
おきたいアクセス要求処理数を設定しておく。外部装置
３１１、３１２、、３１ｎは、各々に接続されたFIFOメ
モリ３２１、３２２、、３２ｎにアクセス要求を書き込
む。

【００４２】つぎに、タイマ３５から一定周期時間経過
通知をうけた要求発行装置３４は、FIFOメモリ３２１、
３２２、、３２ｎの順にアクセス要求の有無を走査す
る。ここで、FIFOメモリ３２１、３２２、、３２ｎにア
クセス要求がある場合、アクセス要求数テーブル３３
１、３３２、、３３ｎに格納されている一定周期時間に
おいて保証しておきたいアクセス要求処理処理数を上限
として、アクセス要求をを取りだし、FIFOメモリ３６に
書き込む。すなわち、FIFOメモリ３２１にアクセス要求
があった場合、アクセス要求数テーブル３３１から、外
部装置３１１について一定周期時間において保証してお
きたいアクセス要求処理数を見て、これをFIFOメモリ３
１１からアクセス要求を取り出す上限値として、アクセ
ス要求を読みだし、FIFOメモリ３６に書き込む。この操
作をFIFOメモリ３２２、、３２ｎに対して繰り返し行な
う。そして、終了通知信号３１４を用いて、分配装置３
７にアクセス要求発行終了を通知し、タイマ３５からの
次の一定周期時間経過通知を待つ。

【００４３】終了通知信号３１４によりアクセス要求発
行の終了を受けた分配装置３７は、FIFOメモリ３６に格
納されたアクセス要求を取りだし、ディスク記憶装置３
１３１、、３１３ｍ内のどのディスク記憶装置に対する
アクセス要求かを調べ、適合するディスク記憶装置に対
応するバッファメモリ３８１、、３８ｍにアクセス要求
を分配する。例えば、ディスク記憶装置３１３１に対す
るアクセス要求であったならば、そのアクセス要求をバ
ッファメモリ３８１に書き込む。FIFOメモリ３６に格納
されたアクセス要求がなくなった時点で、終了通知信号
３９１、、３９ｍを用いて各スケジューリング装置３１
０１、、３１０ｍにアクセス要求分配が終了したことを
通知する。

【００４４】終了通知信号３９１、、３９ｍにより、ア
クセス要求発行の終了を受けたスケジューリング装置３
１０１、、３１０ｍは、FSCANスケジューリング方式を
用いて、その周期におけるディスク記憶装置３１３
１、、３１３ｍのヘッド移動方向に合わせて、バッファ
メモリ３８１、、３８ｍに格納されているアクセス要求
をならびかえる。

【００４５】例えば、その周期におけるディスク記憶装
置３１０１のヘッド移動方向が、外周から内周に移動す
る場合、アクセス要求のディスク記憶装置３１０１にお
ける記憶メディアアドレスの上昇順にならびかえ、ヘッ
ド移動方向が、内周から外周に移動する場合、アクセス
要求のディスク記憶装置３１０１における記憶メディア
アドレスの下降順にならびかえる。このアクセス要求の
ならびかえが終了した時点で、スケジューリング装置３
１０１、、３１０ｍ、FIFOメモリ３１１１、、３１１ｍ
にアクセス要求を発行する。

【００４６】ディスク制御装置３１２１、、３１２ｍ
は、FIFOメモリ３１１１、、３１１ｍを常に監視してお
り、アクセス要求があった時点で、そのアクセス要求を
ディスク記憶装置３１３１、、３１３ｍに発行する。

【００４７】本実施形態のディスクスケジューリング装
置において、以下に示す条件における動作を説明する。

【００４８】説明を簡単にするために、外部装置数は
２、ディスク記憶装置数は２とする。ディスク記憶装置
３１３１、３１３２が、一定周期において処理できるア
クセス要求数を２とし、ディスク記憶装置３１３１に対
するアクセス要求は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１とし、３
１３１における記憶メディアアドレスが、Ａ１＜Ｂ１＜
Ｃ１＜Ｄ１の関係にあるとする。ディスク記憶装置３１
３２に対するアクセス要求は、Ａ２、Ｂ２とし、３１３
２における記憶メディアアドレスが、Ａ２＜Ｂ２の関係
にあるとする。各外部装置における周期時間内に最低処
理しなければならないアクセス要求数が２とする。従っ
て、アクセス要求処理数テーブル１３１、１３２には、
２が格納されているとする。また、一定周期Ｎにおい
て、外部装置３１１よりＡ１、Ａ２、Ｃ１の順番でFIFO
メモリ３２１にアクセス要求が発行され、外部装置３１
２よりＢ１、Ｂ２、Ｄ１の順番でFIFOメモリ３２２に対
するアクセス要求がなされるとする。

【００４９】この状況において、タイマ３５により周期
Ｎ＋１に移行したことを知った要求発行装置３４は、FI
FOメモリ３２１におけるアクセス要求の有無を調べ、ア
クセス要求があれば、アクセス要求数テーブル３３１に
格納されている値分のアクセス要求を取りだし、FIFOメ
モリ３６に書き込む。ここでは、アクセス要求数テーブ
ル３３１は２で、FIFOメモリ３２１には、Ａ１、Ａ２、
Ｃ１の順番でアクセス要求が格納されているので、Ａ
１、Ａ２のアクセス要求を取りだし、FIFOメモリ３６に
書き込む。次に、要求発行装置３４は、FIFOメモリ３２
２におけるアクセス要求の有無を調べ、アクセス要求が
あれば、アクセス要求処理数テーブル３３２に格納され
ている値分のアクセス要求を取りだし、FIFOメモリ３６
に書き込む。ここでは、アクセス要求数テーブル３３２
は２で、FIFOメモリ３２２には、Ｂ１、Ｂ２、Ｄ１の順
番でアクセス要求が格納されているので、Ｂ１、Ｂ２の
アクセス要求を取りだし、FIFOメモリ３６に書き込む。
その後、終了通知信号３１４を用いて、分配装置３７
に、アクセス要求発行が終了したことを通知する。ここ
で、各FIFOメモリ３２１、３２２に残されたアクセス要
求は、周期Ｎ＋２にて、上述の操作で処理されることに
なる。

【００５０】終了通知信号３１４を受けた分配装置３７
は、FIFOメモリ３６に格納されたアクセス要求を取りだ
し、ディスク記憶装置ごとにアクセス要求を分類し、分
類したアクセス要求を適切なバッファメモリに分配す
る。ここでは、FIFOメモリ３６に格納されたアクセス要
求Ａ１、Ｂ１は、ディスク記憶装置３１３１に対するも
のであるので、バッファメモリ３８１に書き込む、ま
た、アクセス要求Ａ２、Ｂ２は、ディスク記憶装置３１
３２に対するものであるので、バッファメモリ３８２に
書き込むことになる。分配装置３７は、FIFOメモリ３６
に格納されたアクセス要求が空になった時点で、終了通
知信号３９１、３９２を用いて、スケジューリング装置
３１０１、３１０２に対して、アクセス要求の分配が終
了したことを通知する。

【００５１】終了通知信号３９１、３９２を受けたスケ
ジューリング装置３１０１、３１０２は、各々に１対１
接続されたバッファメモリ３８１、３８２に格納された
アクセス要求を取りだし、その周期におけるディスク記
憶装置３１３１、３１３２のヘッドの移動方向に合わせ
て、FSCANスケジューリング方式を用いて、アクセスを
ならびかえ、FIFOメモリ３１１１、３１１２に発行す
る。ここで、周期Ｎ＋１におけるディスク記憶装置３１
３１、３１３２のヘッド移動方向が外周から内周方向に
移動するとすると、バッファメモリ３８１から取り出さ
れたアクセス要求Ａ１、Ｂ１は、スケジューリング装置
３１１１によってＡ１、Ｂ１の順番にならびかえられた
後に、FIFOメモリ３１１１に書き込まれる。バッファメ
モリ３８２から取り出されたアクセス要求Ａ２、Ｂ２
は、スケジューリング装置３１１２によってＡ２、Ｂ２
の順番にならびかえられた後に、FIFOメモリ３１１２に
書き込まれる。

【００５２】ディスク制御装置３１２１は、FIFOメモリ
３１１１より、Ａ１、Ｂ１の順番でアクセス要求を取り
だし、ディスク記憶装置３１３１の制御を行なう。ディ
スク制御装置３１２２は、FIFOメモリ３１１２より、Ａ
２、Ｂ２の順番でアクセス要求を取りだし、ディスク記
憶装置３１３２の制御を行なう。

【００５３】（図４）に本実施形態におけるディスクス
ケジューリング装置におけるアクセス要求の動きを示
す。

【００５４】（実施の形態３）本発明は、マルチスレッ
ドプログラミングを用いたソフトウェアによる実現も可
能である。

【００５５】（図５）は、本発明のディスクスケジュー
リング装置をソフトウェアで実現した場合の第３の実施
の形態における概略構成図である。

【００５６】同図において、５１１、５１２、、５１ｎ
は、ディスク記憶装置に対するアクセス要求を発行する
外部スレッドである。５２１、５２２、、５２ｎは、外
部スレッド５１１、５１２、、５１ｎと１対１接続され
るバッファキューである。５３は、外部スレッド５１
１、５１２、、５１ｎとスケジューリングスレッド５５
の接続処理を行なう管理スレッドである。５４は、管理
スレッド５３により更新され、外部スレッド５１１、５
１２、、５１ｎにおける一定周期時間において保証して
おきたいアクセス要求処理数を格納するアクセス要求処
理数テーブルである。

【００５７】５５は、一定周期で起動され、各バッファ
キュー５２１、５２２、、５２ｎの走査を行ない、アク
セス要求がある場合、アクセス要求処理数テーブル５４
を用いて、そのバッファキューに接続された外部スレッ
ドにおける一定周期時間において保証しておきたいアク
セス要求処理数を参照し、その値を上限にバッファキュ
ーよりアクセス要求を取りだし、取り出したアクセス要
求をディスク記憶装置ごとに分類した後に、FSCANスケ
ジューリング方式を用いたならべかえを行ない、バッフ
ァキュー５６１、、５６ｍにアクセス要求を書き込むス
ケジューラスレッドである。５６１、、５６ｍは、スケ
ジューラスレッド５５とディスク制御スレッド５７
１、、５７ｍ間を接続するバッファキューである。５７
１、、５７ｍは、バッファキュー５６１、、５６ｍから
アクセス要求を取りだし、ディスク記憶装置に命令を発
行するディスク制御スレッドである。

【００５８】上記の構成におけるディスクスケジューリ
ング装置の動作について説明する。まず、各外部スレッ
ド５１１、５１２、、５１ｎがディスク記憶装置に対し
てアクセス要求を発行したい場合は、管理スレッド５３
に対して、接続処理要求を発行する。その際、各外部ス
レッド５１１、５１２、、５１ｎにおける一定周期時間
において保証しておきたいアクセス要求処理数も通知す
る。

【００５９】この通知を受けた管理スレッド５３は、各
外部スレッド５１１、５１２、、５１ｎにおける一定周
期時間において保証しておきたいアクセス要求処理数を
アクセス要求処理数テーブルに書き込み、バッファキュ
ー５２１、５２２、、５２ｎを生成し、接続処理終了を
各外部スレッド５１１、５１２、、５１ｎに通知する。

【００６０】接続処理終了通知を受けた各外部スレッド
２１１、２１２、、２１ｎは、ディスク記憶装置に対す
るアクセス要求をバッファキュー２２１、２２２、、２
２ｎに書き込む。

【００６１】一方、スケジューラスレッド５５は、バッ
ファキュー５２１、５２２、、５２ｎの走査を行ない、
アクセス要求がある場合は、アクセス要求処理数テーブ
ル５４を用いて、そのバッファキューに接続された外部
スレッドにおける一定周期時間において保証しておきた
いアクセス要求処理数を参照し、その値を上限にバッフ
ァキューよりアクセス要求を取りだす。前述の処理で、
スケジューラスレッド５５接続されているすべてのバッ
ファキュー５２１、５２２、、５２ｎからアクセス要求
を取り出した後に、アクセス要求をディスク記憶装置ご
とに分類し、分類したアクセス要求ごとにFSCANスケジ
ューリング方式を用いアクセス要求をならべかえ、バッ
ファキュー５６１、、５６ｍにアクセス要求を発行す
る。

【００６２】ディスク制御スレッド５７１、、５７ｍ
は、バッファキュー５６１、、５６ｍに格納されたアク
セス要求を順次取りだし、ディスク記憶装置に命令を発
行する。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明は、複数の外部装置
から発行されるアクセス要求を収集する収集装置を外部
装置ごとに用意することで、アクセス要求を外部装置ご
とに区別化することが可能となり、発行装置において
は、各外部装置ごとにあらかじめ決められた一定周期時
間内に処理しなければならないアクセス要求数数以上の
アクセス要求をスケジューリング装置に発行しないよう
にすることで、他外部装置に対するディスク記憶装置の
利用割り当てを確保することができる。

【００６４】すなわち、各外部装置において一定周期時
間内に処理しなければならないアクセス要求数を保証す
ることが可能となるため、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるディスクス
ケジューリング装置の概略構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるディスクス
ケジューリング装置におけるアクセス要求の動きを示す
図

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるディスクス
ケジューリングプログラムのソフトウェア構成図

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるディスクス
ケジューリング装置におけるアクセス要求の動きを示す
図

【図５】本発明の第３の実施の形態におけるディスクス
ケジューリングプログラムのソフトウェア構成図

【図６】従来のディスクスケジューリング装置の概略構
成図

【図７】従来のディスクスケジューリング装置における
アクセス要求の動き１を示す図

【図８】従来のディスクスケジューリング装置における
アクセス要求の動き２を示す図

【符号の説明】

１１１、１１２、、１１ｎ 外部装置 １２２、１２２、、１２ｎ FIFOメモリ １３１、１３２、、１３ｎ アクセス要求処理数テーブ
ル １４ アクセス要求発行装置 １５ タイマ １６ 終了通知信号 １７ バッファメモリ １８ スケジューリング装置 １９ FIFOメモリ １１０ ディスク制御装置 １１１０ ディスク記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾林 善正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク記憶装置と、 このディスク記憶装置に対するアクセス要求を収集する
   複数の収集装置と、 前記複数の収集装置の各々に対応して設けられ、各収集
   装置から一定周期間に取り出されるアクセス要求の上限
   値を設定するレジスタと、 前記複数の収集装置を一定周期で走査し、前記レジスタ
   に設定されたアクセス要求数を上限として前記複数の収
   集装置の各々からアクセス要求を収集し、前記ディスク
   記憶装置に対してアクセス要求を発行する発行装置とを
   備えたことを特徴とするディスクスケジューリング装
   置。
2. 【請求項２】ディスク記憶装置と、 このディスク記憶装置に対するアクセス要求を収集する
   複数の収集装置と、 前記複数の収集装置の各々に対応して設けられ、各収集
   装置から一定周期間に取り出されるアクセス要求の上限
   値を設定するレジスタと、 前記複数の収集装置を一定周期で走査し、前記レジスタ
   に設定されたアクセス要求数を上限として前記複数の収
   集装置の各々からアクセス要求を収集し、シークスケジ
   ューリング装置に対してアクセス要求を発行する第１の
   発行装置と、 前記第１の発行装置から出力されるアクセス要求を受け
   取り、前記ディスク記憶装置におけるヘッドシーク動作
   が最小になるようにアクセス要求の発行順序を最適化す
   るシークスケジューリング装置と、 前記シークスケジューリング装置おいてスケジューリン
   グされたアクセス要求を前記ディスク記憶装置に対して
   発行する第２の発行装置とを備えたことを特徴とするデ
   ィスクスケジューリング装置。
3. 【請求項３】複数のディスク記憶装置と、 この複数のディスク記憶装置に対するアクセス要求を収
   集する複数の収集装置と、 前記複数の収集装置の各々に対応して設けられ、各収集
   装置から一定周期間に取り出されるアクセス要求の上限
   値を設定するレジスタと、 前記複数の収集装置を一定周期で走査し、前記レジスタ
   に設定されたアクセス要求数を上限として前記複数の収
   集装置の各々からアクセス要求を収集し、分配装置に対
   してアクセス要求を発行する第１の発行装置と、 前記第１の発行装置から出力されるアクセス要求を受け
   取り、このアクセス要求を、各アクセス要求において指
   定されるディスク記憶装置について分類した後に、その
   分類に従って分配する分配装置と、 前記複数のディスク記憶装置の各々に対応して設けら
   れ、前記分配装置において分配されたアクセス要求を、
   対応するディスク記憶装置におけるヘッドシーク動作が
   最小になるようにアクセス要求の発行順序を最適化する
   複数のシークスケジューリング装置と、 前記複数のシークスケジューリング装置の各々に対応し
   て設けられ、各シークスケジューリング装置おいてスケ
   ジューリングされたアクセス要求を対応するディスク記
   憶装置に対して発行する複数の第２の発行装置とを備え
   たことを特徴とするディスクスケジューリング装置。