JPH1049411A - 線形リスト型キャッシュメモリ情報の２段階探索処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】キャッシュメモリプール中に存在する、線形リ
スト型で一括管理しているデータファイル情報群の中か
ら、対象となるデータを探索する場合に、所属するグル
ープの探索とグループに所属するデータ群内の探索との
２段階探索を行い、探索処理のオーバヘッドを削減す
る。 【解決手段】ファイルに対するデータアクセス要求３２
において、アクセス対象となるデータが所属するグルー
プの探索を１段階の探索３３，３４とし処理する。次
に、所属するグループとして登録されている線形リスト
型のキャッシュバッファのみ、２段階の探索としてシー
ケンシャルサーチ３５，３６，３Ａを行い、キャッシュ
バッファメモリプール上に在るファイルデータを探索す
る。アクセス対象となるデータが、キャッシュバッファ
メモリプール上にない場合はファイルから読込み、キャ
ッシュバッファ上に登録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オンライントラン
ザクションシステム等の高トラフィックを要求される処
理方式に関し、特にファイルへの実アクセスによる性能
劣化を防止するためキャッシュメモリを用いる計算機シ
ステムにおいて、キャッシュメモリ中に存在する線形リ
スト型の入出力データを探索サーチする処理方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のオンライントランザクションシス
テム等におけるキャッシュメモリ中に存在する線形リス
ト型のデータに対する探索処理方式としては、シーケン
シャルサーチ、バイナリサーチ等が公知方式となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方式
は、オンライントランザクションシステム等で高トラフ
ィックを要求される処理方式を扱う場合、次のような問
題点が発生する。

【０００４】(1) 線形リスト型のデータに対する探索処
理方式としてシーケンシャルサーチ方式で行う場合、線
形リスト上の有効となるデータ群が増加することによ
り、探索対象となるデータが登録されている位置（条
件）によって、探索処理での実行ステップが増大し、そ
の結果、１探索処理あたりのスループットの劣化や、各
探索処理のスループットのバラ付きを発生させてしま
い、システム全体のトラフィックを低下させる要因とな
る。

【０００５】(2) 線形リスト型のデータに対する探索処
理方式としてバイナリサーチ方式で行う場合、有効とな
るデータ群を予めソート処理を行う必要がある。しか
も、新規にデータを線形リスト上のメンバとして登録す
る場合と、不要になったデータを線形リスト上から削除
する場合に、各々バイナリサーチ処理が発生してしまう
ため、結果としてシステム全体のトラフィックを低下さ
せる要因となる。

【０００６】本発明は、上述のような各々の利点を最大
限に、しかも、欠点を最小限にするために成されたもの
であり、本発明の目的は、オンライントランザクション
システム等において、キャッシュメモリ中に存在する、
線形リスト型で一括管理している情報群の中から、対象
となるブロックデータを探索する場合に、２段階探索処
理を行うことにより、システム全体のスループット向上
を図ることができるオンライントランザクションシステ
ム等を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の２段階探索処理方式は、線形リスト型のデ
ータ群において、予め任意の単位にて論理的なグループ
分けを行い、それらのグループ群の中から探索対象のデ
ータが所属するグループを決定し、決定したグループ内
のデータに対してのみシーケンシャルサーチを行うこと
で、探索処理を行う線形リスト型のデータ範囲（数）の
局所化が図られることにより、探索処理での実行ステッ
プ数が平均化され、システム全体のトラフィックを高め
ることを特徴とし、また、探索処理の結果、探索対象デ
ータが発見された場合は、そのデータをデータが所属し
ているグループの先頭へ移動することで、グループ内の
データは、所属するグループ内では最も新しく使用され
たデータから最も古く使用されたデータへと分類される
ことにより、頻繁に探索対象となるデータの探索処理で
の実行ステップ類を削減し、システム全体のトラフィッ
クを高めることを特徴とする。

【０００８】本発明による線形リスト型の２段階探索処
理方式では、線形リスト型でチェーン管理している全て
のデータ群を探索対象とせず、任意の単位にて分割した
論理的なグループを探索対象とするため、最大任意の単
位数分の探索処理にて探索が完了する。このため、探索
するデータが登録されている位置（条件）やデータの総
数、および、データの有無に影響されることなく、最大
でも任意の単位数回の探索処理で済み、探索処理の平均
化が図れる。

【０００９】また、発見することができたデータは、そ
のデータが所属するグループ内の先頭へ移動することに
より、チェーン管理しているデータ群の中で、アクセス
する回数が多いデータは、比較的早期に発見する確率が
高いため、探索処理に要するオーバヘッドを軽減でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例の２段階探索処
理方式の構成を示すブロック図である。本実施例の２段
階探索処理方式は、ファイルアクセス（入出力）要求
（１１）と、キャッシュバッファメモリ管理機構（１
２）と、キャッシュバッファメモリプール（１９）と、
データファイル（１Ａ）とから、その主要部が構成され
ている。

【００１２】キャッシュバッファメモリ管理機構（１
２）は、最新データ管理制御（１３）と、遅延書込みデ
ータ管理制御（１４）と、ディスクＩ／Ｏデータ管理制
御（１５）と、空きキャッシュバッファ管理制御（１
６）と、ディスクＩ／Ｏタイミング管理制御（１７）
と、グループデータ管理制御（１８）とから構成され
る。

【００１３】図２に、キャッシュバッファメモリ管理機
構（１２）のデータ管理テーブルの構成を示す。本実施
例のデータ管理テーブル（２１）は、キャッシュバッフ
ァメモリ管理部（２２）と、空きキャッシュバッファ管
理部（２３）と、最新データバッファ管理部（２４）
と、グループ制御データ管理部（２５）と、その他の管
理部とから構成される。

【００１４】キャッシュバッファメモリ管理部（２２）
には、データファイル（１Ａ）のアクセスデータを保持
するキャッシュバッファメモリプール（１９）のアドレ
スを管理し、そのキャッシュバッファメモリプール（１
９）は、キャッシュバッファ（２７）として１データ単
位に分割し、それを線形リスト型にて、それぞれの属性
単位に管理を行う。空きキャッシュバッファ管理部（２
３）は、データファイル（１Ａ）に対してアクセスした
データを保持していないキャッシュバッファ（２７）群
の先頭のアドレスを管理する。キャッシュバッファ（２
７）群は、データファイル（１Ａ）に対してアクセスを
行った結果、キャッシュバッファメモリプール（１９）
上にＩ／Ｏデータを保持する必要がある場合に、空きキ
ャッシュバッファ（２７）の先頭のキャッシュバッファ
（２７）を割り当て、そのネクストのキャッシュバッフ
ァ（２７）を先頭とし、管理部へ登録する。最新データ
バッファ管理部（２４）は、データファイル（１Ａ）の
最新データとして登録されているキャッシュバッファ
（２７）群の先頭アドレスを管理する。グループ制御デ
ータ管理部（２５）は、ある任意の単位にてグループ分
けした、配列テーブル型のグループ情報（２６）の先頭
アドレスを管理する。グループ情報（２６）には、各グ
ループ毎に分割した区分情報（２８）と、そのグループ
に所属する、データバッファの先頭アドレス（２９）を
管理する。グループ区分（２８）は、キャッシュバッフ
ァ（２７）がどのグループに所属するかを認識すること
が可能な情報が設定される。仮に各グループを０から始
まるデータファイル（１Ａ）上のインデックスを用い
て、２００データ単位にグループ分割するとした場合、
０から２００データ単位を１グループとして区分するこ
とになる。データバッファの先頭アドレス管理（２９）
は、グループに所属するデータと保持しているキャッシ
ュバッファ（２７）群の先頭アドレスを管理しており、
どのグループ情報（２６）に所属するデータに対してア
クセス要求が発生しても、そのグループ内の先頭キャッ
シュバッファ（２７）を直接的に参照することが可能と
なる。しかも、ネクストのグループの先頭キャッシュバ
ッファ（２７）、または、線形リスト上の最終にあたる
キャッシュバッファ（２７）が、各グループ間の境界と
なる。

【００１５】図３に、本実施例での２段階探索処理方式
における、データ読込み要求（ステツプ３２）時の処理
概要を示す。処理開始（ステップ３１）後、データ読込
み要求（ステップ３２）を受ると、読込み対象となるデ
ータが所属しているグループがグループ制御データ管理
部（２５）で管理している。どのグループ情報（２６）
のグループ区分（２８）範囲内に存在するか否かを判定
（ステップ３３）する。この判定が、１段階の探索処理
となる。仮に全データ数がＳ（０≦Ｓ≦キャッシュバッ
ファ（２７）の総数）とすると、探索対象データが所属
するグループが存在する場合、探索処理で対象となるデ
ータ数は、グループ区分した任意の数Ｕ（１≦Ｕ≦Ｓ）
となり、２段階の探索処理で行うシーケンシャルサーチ
の対象となるデータは、全体のＵ／Ｓとなる。その結
果、シーケンシャルサーチの対象となるデータは大幅に
消滅されることになる。

【００１６】グループ情報（２６）が存在しない場合
は、グループ情報（２６）を登録（ステップ３Ｂ）し、
キャッシュバッファ（２７）を確保（ステップ３７）
後、データファイル（１Ａ）からキャッシュバッファ
（２７）読込み（ステップ３８）、キャッシュバッファ
（２７）の登録（ステップ３９）を行い、読込みデータ
として要求側へキャッシュバッファ（２７）の内容を渡
し、終了（ステップ３Ｃ）する。グループ情報が存在す
る場合は、グループ情報（２６）の最新データバッファ
の先頭アドレス（２９）が設定されているか否かを判定
（ステップ３４）する。先頭アドレス（２９）が設定さ
れていない場合は、キャッシュバッファ（２７）を確保
（ステップ３７）後、データファイル（１Ａ）からキャ
ッシュバッファ（２７）読込み（ステップ３８）、キャ
ッシュバッファ（２７）の登録（ステップ３９）を行
い、読込みデータとして要求側へキャッシュバッファ
（２７）の内容を渡し、終了（ステップ３Ｃ）する。

【００１７】先頭アドレス（２９）が設定されている場
合は、そのキャッシュバッファ（２７）が読込み対象の
データか否かを判定（ステップ３５）する。この判定か
らが、２段階の探索処理となる。キャッシュバッファ
（２７）が対象となるデータでない場合は、ネクストの
キャッシュバッファ（２７）が存在するか否かを判定
（ステップ３６）する。ネクストのキャッシュバッファ
（２７）が存在しない場合は、キャッシュバッファ（２
７）を確保（ステップ３７）後、データファイル（１
Ａ）からキャッシュバッファ（２７）読込み（ステップ
３８）、キャッシュバッファ（２７）の登録（ステップ
３９）を行い、読込みデータとして要求側へキャッシュ
バッファ（２７）の内容を渡し、終了（ステップ３Ｃ）
する。ネクストのキャッシュバッファ（２７）が存在す
る場合は、ネクストのキャッシュバッファ（２７）がネ
クストのグループ情報（２６）の最新データバッファの
先頭アドレス（２９）か否かを判定（ステップ３Ａ）す
る。ネクストのキャッシュバッファ（２７）がネクスト
のグループ情報（２６）の最新データバッファの先頭ア
ドレス（２９）でない場合は、そのキャッシュバッファ
（２７）が読込み対象のデータか否かを判定（ステップ
３５）する。この探策処理は、単純な、シーケンシャル
サーチ方式であるが、１段階の探索処理が実施されてい
る結果、対象データを探索するために必要とする判定処
理の比較回数の最大値はＮからＵへ、比較回数の期待値
はＮ／２からＵ／２へと削減される。

【００１８】ネクストのキャッシュバッファ（２７）が
ネクストのグループ情報（２６）の最新データバッファ
の先頭アドレス（２９）の場合は、キャッシュバッファ
（２７）を確保（ステップ３７）後、データファイル
（１Ａ）からキャッシュバッファ（２７）読込み（ステ
ップ３８）、キャッシュバッファ（２７）の登録（ステ
ップ３９）を行い、読込みデータとして要求側へキャッ
シュバッファ（２７）の内容を渡し、終了（ステップ３
Ｃ）する。

【００１９】キャッシュバッファ（２７）が読込み対象
のデータか否かを判定（ステップ３５）を行った際、キ
ャッシュバッファ（２７）が対象となるデータの場合
は、読込みデータとして要求側へキャッシュバッファ
（２７）の内容を渡し、終了（ステップ３Ｃ）する。こ
のとき、対象となるデータを保持しているキャッシュバ
ッファ（２７）を、そのデータが所属するデータの先頭
へ移動することにより、次以降の探索において、そのグ
ループ内で最も新しいキャッシュバッファ（２７）から
探索できることになる。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明では、次の
ような利点がある。

【００２１】(1) ２段階探索処理方式を行うことによ
り、探索処理における比較回数の最大値の削減および比
較回数の期待値の削減と、キャッシュバッファメモリプ
ール内にデータが存在しない場合のオーバヘッド削減が
できる。

【００２２】(2) 探索処理における比較回数のバラ付き
範囲が狭くなることにより、探索処理の平均化が図れ、
結果としてシステム全体のトラフィックを高めることに
なる。

【００２３】(3) 発見したデータを、そのグループ内の
先頭へ移動することにより、アクセス回数が多いデータ
が比較的早期に発見する確率向上に繋がり、探索処理の
オーバヘッドを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が２段階探索処理方式の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【図２】本実施例のキャッシュバッファメモリのデータ
管理テーブルの構成を示す図である。

【図３】本実施例のデータ読込み要求時における、一連
の探索処理を示す流れ図である。

【符号の説明】

１２…キャッシュバッファメモリ管理機構、 １９ キャッシュバッファメモリプール、 １Ａ…データファイル、 ２１…キャッシュバッファメモリのデータ管理テーブ
ル、 ２６…グループ情報管理テーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梨本 邦夫 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地日 立ソフトウェアエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 板井 健雄 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地日 立ソフトウェアエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 徳丸 恵輔 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地日 立ソフトウェアエンジニアリング株式会社 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オンライントランザクションシステム等に
   おいて、キャッシュメモリ中に存在する磁気ディスク装
   置や磁気テープ装置への入出力データと、それに関する
   管理情報とから形成されるブロックデータを、線形リス
   ト型で一括管理している情報群の中から、対象となるブ
   ロックデータを探索する場合に、ブロックデータを論理
   的な任意のグループで認識し、ブロックデータの所属す
   るグループを探索し、更に該当するグループ内の探索を
   行うことによって探索処理速度を向上することを特徴と
   する線形リスト型キャッシュメモリ情報の２段階探索処
   理方式。