JPS59195753A - デイスク・キヤツシユメモリの制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディスク・キャシーメモリの制御方式に関する
。

〔従来技術とその問題点〕

コンピュータ・システムでは規模によって差はあるもの
の、データ処理の速度を高めるためにある命令の実行が
行なわれている間に、数ステップ先の命令及びデータを
メモリに予め先取シして行なわれる。こうして先取りさ
れた命令やデータは、一旦高速バッフ７メモリにストア
されて順次実行に供される。こうすれば実行的なサイク
ルタイムがそれだけ短くなシ、ｒ一タ処理速度が向上す
る。

こうした命令やデータのストア方式をさらに拡張したも
のがディスク・キャシュメモリであり、ディスク・キャ
シーメモリとディスクとの間で情報が出入シし、更にデ
ィスク・キャシーメモリとユーザグロダラムの人出力バ
ッファと２− の間でメモリー間転送を行なわせている。即ち、ディス
ク・キャシュメモリに、ディスクのメモリ割付単位であ
るセグメントを複数確保し、ユーザプログラムからの入
出力要求があった時、このディスク・キャシュメモリで
バッファリングするものである・ ディスクとディスク・キャシュメモリを介してユーザプ
ログラムの入出力バッファとのデータ転送する方式はい
くつかあるが、現在多くのシステムに採用されている転
送方式の１つは、ストアスル一方式である。この方式は
ディスクのデータがいつもディスク・キャシュメモリに
直ちにストアされ、バッファ・アドレス制御回路がその
アドレスψブロックがディスク・キャシュメモリ内にあ
るか否かをチェックする。そのブロックがディスク・キ
ャシュにある場合、そのデータはキャシュにストアされ
る。ディスク・キャシュにない場合、ディスクからアド
レス・ブロックがディスク尋キャシュメモリにストアさ
れるまで待たなければならない。第２の方式はユーザプ
ログラムから人出力バッファ内容を持って来て新しいデ
ータをその入出力バッファ及びディスク・キャシュメモ
リにストアする。第３の方式はハウスキーピング方式と
呼ばれ、ユーザプログラムの人出力バッファをディスク
・キャシュメモリにストアした後、ＣＰＵの空き時間を
利用してディスクにデータをストアするものである。

上記のようにストアする方式は３つあるが、次のような
欠点がある。

即ち、第１番目のストアスル一方式は、ＣＰＵが磁気デ
ィスクへの書き込みを要求した場合、ディスク・キャシ
ュメモリにそのユーザプログラムの出力バッファのデー
タが出力されるべきアドレス・セグメントの存在にかか
わらず、ディスク・キャシュメモリによるディスクへの
アクセス時間の短縮は行なわれない。従って、磁気ディ
スクへのアクセス開始時間は短縮されない。また同様に
、ユーザプログラムの入カバッンアの対象となるアドレ
ス・セグメントへのアクセス時間も短縮されない。

第２番目のストアイン方式と第３番目のノ為ウスキーピ
ング方式は、出力バッ７アの対象となるストアされたセ
グメントがディスク・キャシュメモリから追い出された
際に磁気ディスクに書き込む。そのため、ファイルのク
ローズ（ＣＬＯ８Ｅ）等のファイル管理情報を更新する
時、クローズされたファイルのデータが磁気ディスクに
書込まれずにディスク・キャシュメモリに存在している
ので、実際管理情報とファイルのデータとの関係がくず
れた状態となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ディスク・
キャシュメモリを使用したシステムに於いて、ディスク
のディスク・キャシュメモリへのストア要求時にもアク
セス時間の短縮を計ることができ、またディスク・ファ
イルの管理情報等とデータとの関係を正しい状態に保持
することができるディスク・キャシュメモリの制御方式
を提供することを目的とする。

５− 〔発明の要点〕 本発明は、ディスク・キャシュメモリヲ使用する情報処
理システムに於いて、ファイル識別仔が書込まれている
ディスク・キャシーメモリ制６１４１テーブルを設け、
ユーザプログラムの出力バッファのデータをディスクに
書き込む際、上記ディスク・キャシュメモリ制御テーブ
ルに基づいてディスクから所望セグメントを探して上記
データをディスク・キャシュメモリにストアさせて書き
込むと共に、ディスクにも書込むようにし、かつディス
クのｒ−夕をユーザプログラムの入力バッファに読み取
る際、上記ディスク・キャシュメモリ制御テーブルに基
づいてディスクから所望セグメントを探して上記ディス
ク＄キャシュメモリにストアして該°当セグメントのデ
ータをユーザプログラムの入力バッファに読み取るよう
にしたディスク・キャシュメモリの制御方式でおる。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。ｉ１
図はユーザプログラムの人出力バッファ、ディスク・キ
ャシュメモリ、磁気ディスクとファイル識別子制御テー
ブルを含むデータ交換制御装置との関係を示す概略図で
ある。

ＵＰはユーザプログラムで入力バッファＩＢと出力バッ
ファＯＢを持つている。ＤＣはディスク・キャシュメモ
リでディスクＤとの間で所定量のデータのやシ取シを行
なっている。ＤＣＣはデータ交換制御装置でユーザプロ
グラムＵＰの入力バッファＩＢ及び出力バッファＯＢと
ディスク・キャシュメモリ■とのデータ交換、かつディ
スク・キャシュメモリＤＣとディスク間とのデータ交換
を制御する。データ交換制御装置ＤＣＣには、ディスク
・キャシュメモリを制御するためのディスクＯキャシュ
制御テーブルＤＣＴがある。

このデータ交換の操作は次の通シである。

ユーザプログラムＵＰの出力バッファＯＢのデータをデ
ィスクＤに書き込む場合、ＣＰＵ（図示せず）はディス
ク・キャシュ制御テーブルＤＣＴを参照して、該当セグ
メントＳＧがディスクＤからディスク・キャシュメモリ
ＤＣにストアされているか否かチェックする。該当セグ
メントＳＧがディスク・キャシーメモリＤＣに存在する
場合、ユーザプログラムＵＰの出力バッファＯＢのデー
タをｒ−夕交換制御装置ＤＣＣを介してディスク・キャ
シュメモリＤＣ内該当セグメン）　ＳＧに書き込むと共
に、該当セグメン）ＳＧをディスクＤに書き込む。

一方、該当セグメン）ＳＧがディスク・キャシュメモリ
ＤＣに存在しない場合、ディスクＤから新たにディスク
・キャシーメモリＤＣに該当セグメントＳＧヲ含む所定
数のセグメン）　ＳＧをストアさせ、該当セグメントＳ
Ｇに出力バッファＯＢのデータを１き込むと共に、該当
セグメントＳＧをディスクＤに書き込む。

また、ユーザプログラムＵＰの入力バッファＩＢにデー
タを読み込む場合は、先ずデータ交換制御装置ＤＣＣ内
のファイル識別子制御テーブルＤＣＴを参照して該当セ
グメントＳＧがストアされているか否かをチェックする
。該当セグメント８Ｇがンゝイスク・キャシュメモリＤ
Ｃにある場合人力バッファＩＢに読み込む。該当セグメ
ントＳＧがディスク・キャシュメモリＤＣに存在しない
場合、新たに該尚セグメン）ＳＧを含む所定量のセグメ
ントＳＧをディスクＤからストアさせて、該当セグメン
）　ＳＧをユーザプログラムＵＰの入力バッファＩＢに
読み込む。このようにして、データ交換制御装置ＤＣＣ
内のディスク・キャシュ制御テーブルＤＣＴでディスク
・キャシュメモリＤＣを制御する。

第２図は第１図の一実施例のうちディスク・キャシュメ
モリＤＣ，ディスク・キャシュ制御テーブルＤＣＴを含
むデータ交換制御装置ＤＣＣ及びディスクＤとの関係を
詳細に示した図である。

１はディスク・ファイル制御装置で、ＣＰＵよシフアイ
ル・ヘッダ屋等が送られてくる。そして、上記ディスク
・ファイル制御装置１は、ディスク・キャシュメモリ５
にストアしたい所望ファイル・ヘッダ屋、セグメント墓
、ファイル・アドレス等で構成されるファイルの識別子
を書き出しファイル識別子レジスタ２を介ｌ〜て比較器
３へ出力すると共に、依頼信号をデータ書き出し同期制
御装置４に出力する。壕だ、５はディスク・キャシーメ
モリで、メモリ・アクセス制御及びデータ・パス回路５
Ａを備え、メイン・メモリ（図示せず）に接続されてい
る。上記ディスク・キャシュメモリ５のｌセグメント容
量は、ディスクの１トラツクに相当している。寸だ、所
定数のセグメント毎にファイル・ヘッダ煮がついている
。そして、ディスク・キャシュメモリ５は、所定数セグ
メント分のデータがストアされる毎にメモリ・アクセス
制御及びデータバス回路５Ａによシディスク・キャシュ
制御テーブル６を参照する。このディスク・キャッシュ
制御テーブル６は、６ワ一ド以上の複数ブロックによ多
構成され、その数はキャシュメモリ５のセグメント数と
同一であシ、かつ、それぞれのブロックは各セグメント
とｌ＝１の対応関係にあり、第３図に示すようにファイ
ル・ヘッダ屋、セグメント煮、ファイル・アドレス。

バイト数、ステータス、その他のデータが書込まれてい
る。そして、ディスク・キャッシュ側位１ｊテーブル６
から読出されるデータは、ディスク・キャシーファイル
識別子レジスタ７、ディスク・キャシュセグメント制御
レジスタ８．物理アドレスレジスタ９に送られる。上記
レジスタ２にはディスク・キャシー５を管理しているフ
ァイル識別子のファイル・ヘッダ点がセットされるもの
で、そのファイル・ヘッダ点は比較器３及びデータ書き
出し同期制御装置４へ送られる。上記比較器３は、レジ
スタ２，７にセットされたファイル・ヘッダＡを比較し
、一致している場合に一致信号をデータ書き出し同期制
御装置４．メモリ・アクセス制御及びデータバス回路５
Ａへ出力する。また、上記ディスク・キャシュセグメン
ト制御レジスタ８には、ディスク・キャシ：Ｌ５上のセ
グメント煮がセットされるもので、このセグメント＆は
ディスク・コントローラ起動装置１０へ送られる。この
ディスク・コントローラ起動装置１０は、データ書き出
し同期制御装置４からの同期信号に同期して、セグメン
）Ａに応じた数の起動信号をディスク・コントローラ１
ノに出力すると共に、ディスク・コントローラ処理終了
同期装置１２へ同期信号を与える。また、上記ディスク
・コントローラ１１には、物理アドレスレジスタ９から
ファイル・アドレス、バイト数、ステータス及びその他
のデータが入力される。ディスク・コントローラ１１は
、ディスク−キャシュメモリ５及びディスク１３に接続
されていて、起動装置１０からの起動信号及びレジスタ
９からの指定アドレスに従って、ディスク・キャシュメ
モリ５にディスク１３からセグメントをストアさせる。

このストアされたセグメントからＣＰＵがユーザプログ
ラムの入カパッファに読み取っタシ、ＣＰＵがユーザプ
ログラムの出力・マッファのデータを書き込む。書き込
みや読み取りが終了すると、ディスク・コントローラ１
１がディスク・コントローラ処理終了同期装置１２に終
了信号を出力する。これによシ、この同期装置１２から
終了信号が出力され、データ書き出し同期制御装置４を
介してディスク・ファイル制御装置１へ送られる。

次に上記実施例の動作について説明する０最初にＣＰＵ
が、ユーザプログラムの出力バッファのデータをディス
ク・キャシュメモリ５及びディスク１３に書き込む場合
について説明する。

ディスク・キャシュメモリ５内のメモリ・アクセス制御
及びデータバス回路５Ａは、ディスク１３のデータを所
定数のセグメントを単位としてディスクコントローラ１
１を介してディスク・キャシュメモリ５にストアしてい
る。ＣＰＵはユーザプログラムの出力バッ７アのデータ
を書き込むべき所望のセグメントがディスク・キャシユ
５に存在するかどうかチェックする。所望セグメントが
キャシュメモリ５に存在する場合、この所望セグメント
に出力バッファのデータを書き込む。それと同町１−７
″イスク１３にも書き込むが、そのためにＣＰＵは所望
セグメントのファイル・ヘッダ点をディスク・ファイル
制御装置１に出力しなければならない。一方、ディスク
１３は回転していて、トラック（セグメント）毎に逐次
キャシュ制御テーブル６が参照され、テーブル６の各値
がファイル・ヘッダ屋レジスタ７、セグメント制御レジ
スタ８や物理アドレス９に出力される。ファイル制御装
置１からファイル識別子レジスタ２に送られたファイル
・ヘッダ点とファイル・ヘッダ屋レジスタ７のヘッダ点
が比較器３で一致するまで比較する。一致した時、一致
信号が比較器３よシキャシ瓢メモリ５とデータ書き出し
同期制御装置４に出力され、同期制御装置４は既に送ら
れている依頼信号によシディスク・コントローラ起動装
置１０に同期信号を出力する。起動装置１０はセグメン
ト制御レジスタ８からのセグメント屋よシディスク・コ
ントローラ１ノに起動信号（書込み信号とディスク・キ
ャシュメモリへのストア命令信号）を出力する。ディス
ク・コントローラ１１は、上記起動信号により、ディス
ク・キャシュメモリ５のセグメントに書かれたユーザゾ
ログラムの出力バッファのファイル・データをディスク
１３に書き込む。書き込みを終了すると、終了信号を処
理終了同期装置にディスク・コントローラ１１が出力す
る。そして、処理終了同期装置１２からの終了信号にょ
シデータ書き出し同期制御装置を介してディスク・ファ
イル制御装置に終了信号が送られる。これによシディス
ク・ファイル制御装置１は、指定ファイルがディスク１
３に書き込まれたととを検知し、書き込み処理を終了と
する。勿論、キャシュメモリ５のセグメントと同時に書
き込みを行なって終了する。

一方、所望セグメントがディスク・キャシュメモリ５に
存在しない場合、ｃＰＵがファイル・ヘッダ属をディス
ク・ファイル制御装置１に出力させて、所望セグメント
をディスク１３がらキャシュメモリ５にストアさせる。

所望セグメントをストアさせる方法は、ディスク１３へ
の書き込みを行なう方法による捜し方と同じである。捜
してキャシュメモリ５にストアさせて、セグメントに７
アイルを書き込むと同時にディスク１３にも書き込む。

キャシーメモリ５とディスク１３への書き込みにより終
了する。

次に、ＣＰＵがユーザプログラムの入力バッファにディ
スク１３からファイルを読み取る場合について説明する
。ＣＰＵが、ＣＰＵ所望ファイルを含むセグメントがデ
ィスク・キャシュメモリ５に存在するか否かをディスク
・キャシュ制御テーブル６を参照してチェックする。該
当セグメントがディスク・キャシュメモリ５に存在する
場合、その該尚セグメントをユーザプログラムの入力バ
ッファに読み込む。

Ｄａ上セグメントディスク・キャシュメモリ５にない場
合、ＣＰＵはファイル・ヘッダ屋をディスク・ファイル
制御装置１に送ると共にディスク５から所定数のセグメ
ント分をディスク・キャシュメモリ５にストアさせる。

同時に、ディスク・キャシーメモリ制御テーブル６の各
値が参照されて、各レジスタ７ｍＢ＋９にセットされる
。以後、該当ファイルを含む該浩セグメントを有する所
定数のセグメント分がディスク・キャシュメモリ５にス
トアされるまで何回か繰シ返される。該自セグメントが
ストアされると、書き出しファイル識別子レジスタ２の
ファイル・ヘッダ屋とファイル識別子ファイル・ヘッダ
屋レジスタ７の値が一致するので、比較器３が一致信号
ａをデータ書き出し同期制御装置４及びメモリ・アクセ
ス制御及びデータ・パス回路５Ａに出力する。ＣＰＵは
この一致信号ａ検出によシディスク１３の所望ファイル
を含む＃描セグメントをディスク・キャシュメモリ５か
ら読み込む。このようにして、ＣＰＵは所望ファイルを
ディスク１３からディスク・キャシュメモリ５を介して
読み込む。また、所望セグメントがキャシュメモリ５に
ストアされても、データはディスク・コントローラ１１
に出力されないので、起動信号があっても書き込むこと
はない。

上記の如く、ディスク番キャシュメモリ５にはＣＰＵが
書き込みや読み取シの対象とする所望のセグメントがデ
ィスク・キャシュ制御テーブル６によ勺必ず迅速にスト
アされる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ディスク・メモリを
使用する情報処理システムに於いて、ファイル識別子を
含むディスク・キャシーメモリの管理情報が書き込まれ
ている一フイスク・キャシュ制御テーブルを設け、この
管理情報にょシ所望するセグメントが迅速にディスク・
キャシュメモリにストアされる。そのため、ディスク・
キャシュメモリとディスクへの書き込みが同時に迅速に
処理することができ、また読み取りも迅速に処理するこ
とができるので、アクセス時間の短縮を計ることができ
、ディスク・ファイルの管理情報とディスクとの関係を
正しい状態に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は実施
例の回路構成図、第３図は第２図におけるディスク・キ
ャシュ制御テーブルの記憶構成を示す図である。 １・・・ディスク・ファイル制御装置、５・・・ディス
ク・キャシュメモリ、６・・・ディスク・キャシュ制御
テーブル、１０・・・ディスクΦコントローラ起動装置
、１１・・・ディスクコントローラ、１３・・・ディス
ク。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１区 第３図 −３８３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディスク・キャシュメモリを使用する情報処理システム
   に於いて、複数のデータを記録するディスクと、該ディ
   スク容量を複数に分割した単位データを所定数にまとめ
   てｒ−夕交換することができるディスク・キャシュメモ
   リと、上記ディスクから上記ディスク・キャシュメモリ
   にどのような複数のディスク容量分割単位データが貯蔵
   されているかを示し、かつ上記ディスクと上記ディスク
   ・キャシュメモリとの対応関係を示す識別データを廟す
   るディスク・キャシュ制御テーブルと、上記ディヌクか
   ら所望する分割単位データが上記ディスク・キャシュメ
   モリに貯蔵されたかを上記ディスク・キャシュ制御テー
   ブルをサーチするサーチ手段とを具備し、上記ディスク
   ・キャシュメモリを介して上記ディスクとＣＰＵがデー
   タ交挨を行なうディスク・１− キャシュメモリの制御方式。