JPH11345153A - 入出力方法及び装置 - Google Patents

入出力方法及び装置

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JPH11345153A
JPH11345153A JP10150927A JP15092798A JPH11345153A JP H11345153 A JPH11345153 A JP H11345153A JP 10150927 A JP10150927 A JP 10150927A JP 15092798 A JP15092798 A JP 15092798A JP H11345153 A JPH11345153 A JP H11345153A
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JP
Japan
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output
input
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data blocks
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Application number
JP10150927A
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English (en)
Inventor
Masaaki Shimizu
正明 清水
Toshiyuki Ukai
敏之 鵜飼
Toshiaki Mori
利明 森
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータシステムにおける外部記憶装置
の不連続データブロックに対する出力(書込み)性能を
高める。 【解決手段】 コンピュータシステム101における入出
力プログラム103から発行された入出力要求はオペレー
ティングシステム102内部の入出力要求受付け部104にお
いて受け付けられ、一時的にバッファリングされ、溜ま
った入出力要求はまとめて連続要求作成部105に渡され
る。複数の入出力要求が記憶装置108上の不連続データ
ブロックに対する場合は、記憶装置のソフトウェアキャ
ッシュ107上に不連続データブロックを埋めるキャッシ
ュデータがあれば、出力要求とキャッシュデータを使用
して連続データブロックへの出力要求を作成し、これを
不連続データブロックへの出力要求の代わりに記憶装置
駆動部106に渡して記憶装置108に出力する。 【効果】 余分なブロックへの書込みはあるが、入出力
回数が減るため結果的に入出力時間が減少しコンピュー
タシステムの性能が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータ上で使
用するデータの入出力方法に係り、特に、データの入出
力性能を高める入出力方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータシステムで使用するディス
ク等の記憶装置では、入出力量に依存しない機械動作
(デバイスオーバヘッド)やソフトウェアの準備などの
時間(OSオーバヘッド)がオーバヘッドとして存在す
る。
【0003】従って、同じ総データ量を入出力する場合
に、小単位に分割したデータを多数回入出力するより
も、大単位に分割したデータを少数回入出力する方が短
い時間で終了する。そこで、上位ソフトウェアからの連
続データブロック(以下、データブロックを、単に、ブ
ロックという)への小単位要求をオペレーティングシス
テムがまとめて大単位要求としたり、不連続ブロックへ
の要求の場合、不要なブロックも含めて連続ブロックと
して入力する(読込む)ことで高速化を行なっている。
こうした高速化手法については、特開平3-28944
号公報「ディスク・キャッシュ制御装置,制御方法およ
び制御用集積回路」等に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】連続ブロックに対する
小単位複数の入出力要求においては、従来の技術で連続
ブロックを一括化して大単位の要求とすることで高速化
できる。また、不連続ブロックに対する入力(読出し)
要求においては、不必要な部分も含めて連続領域を作り
出せば、同様に大単位の要求として高速化できる。不必
要な部分は要求元に戻さなければ良い。しかし、不連続
ブロックへの出力(書込み)要求の場合、不連続ブロッ
ク間を埋めるブロックがないので連続領域を作成できな
い。
【0005】本発明の目的は、不連続ブロックへの出力
(書込み)要求において、不連続ブロックを埋めるデー
タをキャッシュ領域上のデータや記憶装置上のデータを
入力(読出し)して用意し、連続領域への出力(書込
み)要求を作り出して高速な出力(書込み)を行い得る
入出力方法及び装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の入出力方法は、複数のブロックを記憶する
手段を持つ記憶装置と記憶装置のデータブロックのソフ
トウェアキャッシュを持つコンピュータシステムで、記
憶装置に対する出力要求が不連続ブロックへの出力要求
を含み、さらにソフトウェアキャッシュ上に不連続ブロ
ック間を埋めるキャッシュデータブロックがある場合に
は、不連続ブロック間をソフトウェアキャッシュ上のデ
ータで埋めて、不連続ブロックを包含する連続ブロック
への出力要求を作り出して入出力する。
【0007】以下の(1)〜(4)は、本発明のさらに
望ましい態様である。
【0008】(1)ソフトウェアキャッシュ上に不連続
ブロック間を埋めるキャッシュデータブロックがない場
合でも、まず不連続ブロック間を埋めるブロックを記憶
装置からソフトウエアキャッシュに入力し、入力したブ
ロックを使用して不連続ブロックを含む連続ブロックへ
の出力要求を作り出して入出力する。
【0009】(2)連続ブロックを用意して入出力する
時に要する時間が最も短くなるように、不連続ブロック
間に挿入するブロックのサイズを決定する。
【0010】(3)不連続ブロックへの入出力要求から
連続ブロックへの要求を生成して入出力するために要す
る時間が、不連続ブロックに対して別々に入出力するた
めに要する時間よりも短い場合には、連続ブロックを生
成して入出力する。
【0011】(4)不連続ブロックを包含する連続ブロ
ックを作る時に、すべての不連続ブロックを連続ブロッ
ク化して一回の入出力で完了させる場合と連続ブロック
を複数個作成して複数回の入出力で完了させる場合とを
比較して、連続ブロック化のオーバヘッドと入出力に要
するオーバヘッドの総時間が最短になるように各連続ブ
ロックのサイズおよび連続ブロックの総数を決定する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明による入出力方法の
実施例を図面にもとずき詳細に説明する。
【0013】図1は本発明による入出力方法の1実施例
の基本構成図である。
【0014】コンピュータシステム101において、利用
者の入出力プログラム103から発行された入出力要求は
オペレーティングシステム102内の入出力要求受付け部1
04において受け付けられ、一時的にバッファリングされ
る。その後、記憶装置108が使用可能になる、または一
定時間が経過する、または入出力要求が一定量以上溜ま
る等の条件が満たされると、入出力要求受付け部104に
溜まっていた入出力要求は、まとめて連続要求作成部10
5に渡される。
【0015】従来は、溜まっていた複数の入出力要求の
うちで記憶装置108上で連続ブロックでないものは一要
求づつ記憶装置駆動部106に渡し入出力していたが、本
発明における出力(書込み)時には、連続要求作成部10
5において渡された複数の出力要求が不連続ブロックに
対する場合でも、記憶装置のソフトウェアキャッシュ10
7上に前記不連続なブロックを埋めるキャッシュデータ
があれば、出力要求とキャッシュデータを使用して連続
ブロックへの出力要求を作成する。この連続ブロックへ
の出力要求は不連続ブロックへの複数の出力要求の代わ
りに記憶装置駆動部106に渡されて記憶装置108に対する
出力を行なう。この結果、従来と比較して余分なブロッ
クへの出力は行われるが、出力回数が減ることで結果的
に出力時間が減少し性能が向上する。
【0016】以下、本実施の形態における入出力処理に
ついて更に詳細に説明する。
【0017】まず、本実施の形態における不連続ブロッ
クへの入出力要求の処理について図1〜図4を用いて説明
する。利用者の入出力プログラム103から発行された不
連続ブロックへの出力要求201,202(図2)は入出力要求
受付け部104でバッファリングされ記憶装置の不連続ブ
ロックへの出力要求リスト203にリンクされる。この出
力要求リスト203は連続要求作成部105に渡される。連続
要求作成部105は出力要求リスト203を調べ、前記出力要
求201,202がブロック1とブロック3に対する不連続ブ
ロックへの出力要求であるか否かを図4のステップ401
で判定する。出力要求リスト203に含まれる出力要求が
連続ブロックへの出力要求である場合には連続化処理を
行なわず、記憶装置駆動部106においてステップ405の記
憶装置入出力処理を従来通りに行なう。ステップ401に
おける判定が不連続ブロックへの出力要求である場合に
はステップ402において不連続ブロックを埋めるブロッ
クのデータが記憶装置のソフトウェアキャッシュ107に
あるかどうかを判定する。ステップ402において不連続
ブロックを埋めるキャッシュデータ205が見つかると、
ステップ403において、出力要求201、202およびキャッ
シュデータ205を使用して連続ブロックへの出力要求を
作成し入出力する総時間の見積りと、出力要求201と出
力要求202を別々に出力する時間の合計時間の見積りと
を比較して、連続ブロック化した方が短時間で出力が終
了すると判定された場合にはステップ404において連続
ブロックへの出力要求を作成する。ステップ403におい
て、出力要求201、202は別々に出力した方が短時間で済
む(出力が終了する)と判定された場合には、ステップ
405において、従来通り、外部記憶装置108に出力する。
ステップ404においては出力要求201、202およびキャッ
シュデータ205を使用して連続ブロック1〜3への出力要
求204を作成する。そしてステップ405において、出力要
求201,202の代わりに連続ブロック1〜3への出力要求204
を使用して外部記憶装置108に出力する。ステップ402に
おいて不連続ブロックを埋めるキャッシュデータが見つ
からなかった場合には、ステップ406で、不連続ブロッ
クを埋めるブロック2のデータ301を読み出す時間と読み
出したデータ301及び出力要求201、202を使用して連続
ブロックへの出力要求を作成して出力する時間との合計
の見積りと、出力要求201と202を別々に出力する時間の
合計の見積りとを比較して、連続ブロック化して一括出
力(書込み)した方が短時間で済むと判定された場合に
はステップ407において不連続ブロックを埋めるブロッ
クのデータを外部記憶装置108から入力(読出し)後
に、ステップ404で連続ブロックへの出力要求を作成す
る。
【0018】出力要求201と202を別々に出力した方が短
時間で済むと判定された場合には、ステップ405におい
て、従来通りに、外部記憶装置108へ出力する。
【0019】次に、図5を用いて入出力要求の構造を説
明する。ブロック1への出力要求501は、アクセスする
記憶装置のブロック番号502、入出力するブロック数50
3、書込みまたは読出しのフラグ504、ブロック1に出力
する(書込む)データ506のメモリアドレスを示す転送
対象メモリアドレス505、次の要求へのリンク507で構成
される。ブロック3への出力要求511では記憶装置(デ
ィスク)ブロック番号512のようにブロック番号が3にな
り、ブロック1〜3を連続でアクセスする時には、ブロ
ック数523のように入出力ブロック数が3になる。
【0020】次に、図6を用いて、連続ブロック化を行
なったときの出力動作を従来方法と比較する。
【0021】従来の入出力方法では、ブロック1への出
力要求601、ブロック3への出力要求602、ブロック5へ
の出力要求603、ブロック7への出力要求604のように不
連続ブロックへの複数の出力要求があっても一回の出力
で行なうことができないので、個々の出力要求を別々に
処理しなければならない。従って、出力毎にOSオーバー
ヘッド605やデバイスオーバーヘッド606が必要であっ
た。この回数に依存するオーバーヘッドは、入出力装置
によっては転送サイズに依存するオーバーヘッドと同程
度の大きさがある。これに対して、本実施の形態の入出
力方法では本来出力の必要のないブロックを含めて大単
位出力要求608で出力するが、OSオーバーヘッド607の回
数は減少する。入出力回数を減らすことで削減される回
数依存のオーバーヘッドが、余分に出力するオーバーヘ
ッドを上回る場合に短縮された時間613に相当する効果
がある。
【0022】また、本来出力の必要のないブロックを書
込むことについては、キャッシュ上のデータ611,612は
記憶装置上のデータと同一であることが保証されている
ので問題は生じない。
【0023】以上述べた本発明の方法はDKC(ディス
ク コントローラ)キャッシュの場合にも同様に適用可
能である。
【0024】なお、本発明の方法をコンピュータプログ
ラム化して記録媒体に格納しておけば任意の場所で利用
可能になる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、コンピュータシステム
の出力(書き込み)性能を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコンピュータシステムの実施の形
態の構成図。
【図2】本発明の実施の形態による不連続ブロックに対
するキャッシュを使用した連続ブロック化処理を示す
図。
【図3】本発明の実施の形態による不連続データブロッ
クに対する記憶装置上のデータを使用した連続ブロック
化処理を示す図。
【図4】本発明の実施の形態による連続ブロック化処理
の手順を示すフローチャート。
【図5】本発明の実施の形態における入出力要求の一例
を示す図。
【図6】従来の入出力方法に対する本発明の入出力方法
の効果を説明するための図。
【符号の説明】
101…コンピュータシステム、102…オペレーティ
ングシステム、103…入出力プログラム、104…入
出力要求受付け部、105…連続要求作成部、106…
記憶装置駆動部、107…記憶装置のソフトウェアキャ
ッシュ、108…記憶装置。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のデータブロックを記憶する外部記憶
    装置と該記憶装置のデータブロックのソフトウェアキャ
    ッシュとを持つコンピュータシステムにおける入出力方
    法であって、外部記憶装置に対する単数または複数の出
    力要求が該記憶装置の不連続データブロックへの出力要
    求を含み且つ該ソフトウェアキャッシュ上に該不連続デ
    ータブロック間を埋めるキャッシュデータブロックが有
    る場合には、該不連続データブロック間を埋める該ソフ
    トウェアキャッシュ上のデータブロックを使用して該不
    連続データブロックを含む連続データブロックへの出力
    要求を作り出し、該出力要求にもとずき該連続データブ
    ロックを外部記憶装置に出力することを特徴とする入出
    力方法。
  2. 【請求項2】複数のデータブロックを記憶する外部記憶
    装置と該記憶装置のデータブロックのソフトウェアキャ
    ッシュとを持つコンピュータシステムにおける入出力方
    法であって、外部記憶装置に対する単数または複数の出
    力要求が該記憶装置の不連続データブロックへの出力要
    求を含み且つ該ソフトウェアキャッシュ上に該不連続デ
    ータブロック間を埋めるキャッシュデータブロックが無
    い場合には、該不連続データブロック間を埋めるデータ
    ブロックを外部記憶装置から入力し、入力したデータブ
    ロックを使用して前記不連続データブロックを含む連続
    データブロックへの出力要求を作り出し、該出力要求に
    もとずき該連続データブロックを外部記憶装置に出力す
    ることを特徴とする入出力方法。
  3. 【請求項3】前記出力要求を作り出す処理は、作り出し
    た前記連続データブロックを入出力するために要する時
    間が最小になるように、不連続データブロック間に挿入
    するデータブロックのサイズを決定する処理を有する請
    求項1または請求項2記載の入出力方法。
  4. 【請求項4】前記出力要求を作り出す処理は、作り出し
    た前記連続データブロックを出力するために要する時間
    が、不連続データブロックの各データブロックを個別に
    出力するために要する時間よりも短い場合には、連続デ
    ータブロックを生成する処理を有する請求項1または請
    求項2記載の入出力方法。
  5. 【請求項5】複数のデータブロックを記憶する外部記憶
    装置と該記憶装置のデータブロックのソフトウェアキャ
    ッシュとを持つコンピュータシステムにおける入出力方
    法であって、外部記憶装置に対する単数または複数の出
    力要求が該記憶装置の不連続データブロックへの出力要
    求を含み且つ該ソフトウェアキャッシュ上に該不連続デ
    ータブロック間を埋めるキャッシュデータブロックがあ
    る場合には、該ソフトウェアキャッシュデータブロック
    を使用し、すべての不連続データブロックを単一の連続
    データブロックにして一回の入出力で完了させる場合と
    連続データブロックを複数個作成して複数回の入出力で
    完了させる場合とを比較して、連続データブロック化の
    オーバヘッドと入出力に要するオーバヘッドの総時間が
    最短になるように各連続データブロックのサイズおよび
    連続データブロックの数を決定し、決定したサイズおよ
    び数にもとずき該入力したデータブロックを使用して該
    不連続データブロックを含む連続データブロックへの出
    力要求を作り出し、該出力要求にもとずき該連続データ
    ブロックを外部記憶装置に出力することを特徴とする入
    出力方法。
  6. 【請求項6】複数のデータブロックを記憶する外部記憶
    装置と該記憶装置のデータブロックのソフトウェアキャ
    ッシュを持つコンピュータシステムにおける入出力方法
    であって、外部記憶装置に対する単数または複数の出力
    要求が該記憶装置の不連続データブロックへの出力要求
    を含み且つ該ソフトウェアキャッシュ上に該不連続デー
    タブロック間を埋めるキャッシュデータブロックがない
    場合には、該不連続データブロック間を埋めるデータブ
    ロックを外部記憶装置から入力し、すべての不連続デー
    タブロックを単一の連続データブロックにして一回の入
    出力で完了させる場合と連続データブロックを複数個作
    成して複数回の入出力で完了させる場合とを比較して、
    連続データブロック化のオーバヘッドと入出力に要する
    オーバヘッドの総時間が最短になるように各連続データ
    ブロックのサイズおよび連続データブロックの数を決定
    し、決定したサイズおよび数にもとずき該入力したデー
    タブロックを使用して前記不連続データブロックを含む
    連続データブロックへの出力要求を作り出し、該出力要
    求にもとずき該連続データブロックを外部記憶装置に出
    力する入出力方法。
  7. 【請求項7】請求項1〜6いずれか1項記載の方法を実
    行するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒
    体。
  8. 【請求項8】複数のデータブロックを記憶する外部記憶
    装置と該記憶装置のデータブロックのソフトウェアキャ
    ッシュを持つオペレーティングシステムを備えたコンピ
    ュータシステムにおける入出力装置であって、以下の手
    段からなることを特徴とする入出力装置。 (1)ユーザの入出力プログラムにより外部記憶装置に
    対する入出力要求を発行する手段、 (2)発行された入出力要求をオペレーティングシステ
    ム内部に一時的に格納する手段、 (3)一時的に格納された複数の入出力要求及び外部記
    憶装置のキャッシュデータをまとめて連続データブロッ
    クへの出力要求を作成する手段、 (4)作成された出力要求に従って記憶装置を駆動する
    手段、 (5)駆動された記憶装置に連続データブロックを出力
    するように制御する手段。
JP10150927A 1998-06-01 1998-06-01 入出力方法及び装置 Pending JPH11345153A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016186735A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社バイオス 記憶制御システム及び記憶制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016186735A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社バイオス 記憶制御システム及び記憶制御装置

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