NL8004884A - Virtueel stelsel en werkwijze voor het opslaan van gegevens. - Google Patents

Description

Λ i * ί "1" j VO 091^

Virtueel stelsel en werkwijze voor het opslaan van gegevens.

De uitvinding heeft betrekking op middelen voor het opslaan van digitale gegevens, en meer in het bijzonder op een verbeterd stelsel en verbeterde werkwijze voor het besturen en indelen van gegevens in een schijfopslaginrichting.

5 Een van de voornaamste overwegingen bij het ontwerpen en doen werken van een digitaal gegevensstelsel is het verschaffen van passende middelen voorhet opslaan van informatie, ontvangen van de centrale verwerkingseenheid (CPU) van de computer, en het verschaffen van passende informatie aan de CPU; wanneer dit wordt verzocht.

10 Algemeen wordt toegegeven, dat zowel stelsels met een magne tisch lint als met schijfopslag verschillende en bijzondere funktio-nele eigenschappen hebben. Dientengevolge leent elke soort opslagmedium. zich bijzonder goed voor bepaalde soorten toepassingen en niet voor andere. In het bijzonder gegevensverzamelingen die zijn georga-15 niseerd voor een serie bewerking en waartoe in serie toegang moet worden verkregen, zijn het best bestaanbaar met de lintdrijvingstech-nologie, aangezien informatie noodzakelijkerwijze in serie wordt geschreven op en gelezen van een lint, omdat het lint moet worden afgewonden voor het bereiken van verschillende punten daarop. Sehijfge-20 heugenstelsels daarentegen hebben in het algemeen de mogelijkheid van het vrijwel ogenblikkelijk op praktisch elk gedeelte van de schijven schrijven en uitlezen van informatie. ALs gevolg hiervan kunnen meervoudige gegevensstellen, alle opgeslagen op dezelfde schijf, tegelijkertijd werkzaam zijn, hetgeen met een lint niet praktisch is.

25 Derhalve zou het altijd de voorkeur verdienen schijfgeheugenstelsels te gebruiken ware het niet voor het feit, dat een schijfgeheugen veel kostbaarder is dan een lint.

Hoewel voor seriebewerking georganiseerde gegevens gemakkelijk onafgebroken kunnen worden geschreven op en gelezen van een lint, 30 geeft als gevolg hiervan het schrijven of verkrijgen van gegevens, die niet zijn georganiseerd voor een serie bewerking, veelal een moeilijkheid. Indien de gegevens zich bevinden op een ver af gelegen gedeelte van het lint,, moet het lint worden opgewonden, of a^ewonden, tot het punt, waar de gegevens zich bevinden. Een tweede, veel ernsti-35 ger nadeel van een lintgeheugen is het feit, dat voor het merendeel van de grootschalige toepassingen, het aantal tapehaspels, dat nodig 8004884 -2- is voor het opslaan van informatie, veel groter, wellicht honderden malen groter is dan het aantal lintaandrijvingen of -monteringen, beschikbaar vóór het lezen of schrijven van de linten. In feite, wordt bij vele grootschalige gegevensverwerkingen gebruik gemaakt van 5 duizenden linthaspels. In het algemeen bevat ongeveer 90% van alle linten slechts een gegevensstijl (bijv. een klantenlijst of een loon-lijstdossier), omdat de fysische eigenschappen van het lint het in de regel onpraktisch maken tegelijkertijd te lezen in of te schrijven uit twee of meer gegevensstellen, hetgeen zeer vaak wenselijk is.

10 Het is derhalve duidelijk, dat lintopslag zeer ondoelmatig is, omdat alleen toevalligerwijze de linten van een bepaald gegevens-stel het beschikbare geheugengebied benadert. In feite tonen studies aan, dat gewoonlijk slechts ongeveer \% van het lint feitelijk wordt gebruikt.

15 Natuurlijk kan geen enkele gebruiker een lint-montering of -aandrijving verschaffen voor elke linthaspel, waarbij in plaats daarvan afzonderlijke haspels voortdurend uit voorraad worden gebracht, gemonteerd voor gebruik, dan gedemonteerd en weer in de voorraad worden geplaatst. Dit is tijdrovend en ondoelmatig, omdat het, het 20 ingrijpen meebrengt van een menselijke bediener.

Pogingen zijn ondernomen deze tekortkoming van lintmedia op te heffen, bijv. voor het verschaffen van een groot aantal kleine lintcassettes en een automatisch mechanisme voor het snel bewegen van de cassettes uit een voorraadrek en het plaatsen daarvan op een lint-25 montering. Automatisch werkzame monteerinrichtingen zijn eveneens gemaakt voor gebruik met een gebruikelijk lint. Tot nu toe echter bestaat geen volledig bevredigende werkwijze voor het direkt beschikbaar maken voor lintaandrijvingen van grote hoeveelheden lint.

Op het eerste gezicht lijkt het of schijfopslagstelsels de 30 tekortkomingen van lint opheffen. Tot praktisch elk gedeelte van elke schijf kan zeer snel toegang worden verkregen, zodat een schijfstelsel niet alle daarop in serie geregistreerde gegevens behoeft af te tasten. Dientengevolge kan een schijfaandrijving door aanspreking op adrescodes vrijwel ogenblikkelijk toegang verkrijgen tot een bepaalde blok.

35 gegevens. Meervoudige gegevensstellen kunnen dus worden opgeslagen op een enkele schijf en gelijktijdig verwerkt. De kosten echter van schijf-aandrijvingen zijn naar verhouding hoog, waarbij bovendien de bekende 8004884 -3- * » sehijfaandrijvingen geen erg doelmatig gebruik maken van bet mogelijke opslaggebied.

Studies hebben aangetoond, dat op elk willekeurig moment in een schijfstelsel slechts ongeveer 15% τηη de mogelijke opslagruimte 5 feitelijk beschikbaar is voor het opslaan van gegevens. De 'Vaste" of totale opslagruimte, gebruikt voarrhet ondersteunen van de lees/ schrijfwerkzaamheden, nodig voor het handhaven en in een log schrijven van gegevens, is dus ongeveer 20% tot 25%. Bovendien wordt voor het merendeel van de toepassingen slechts ongeveer tweederde of 10 \5% van de beschikbare gegevensruimte feitelijk gebruikt voor het opslaan van gegevens als gevolg van de ruimtebehoeften van de gewoonlijk toegepaste adresseerstelsels. Derhalve is de totale gebruiksfak-tor van het merendeel van de bekende schijf stelsels slechts ongeveer 50% of minder. Hoewel derhalve schijf stelsels aantrekkelijk hoge 15 snelheden van toegang tot gegevens en terugkrijgen verschaffen, zijn zij betrekkelijk ondoelmatig voor wat betreft de kosten en kunnen zij derhalve kostbaar zijn voor wat betreft de opslagruimte, die feitelijk wordt gebruikt. Ter vergelijking is het "vaste verlies" in een lintstelsel klein, omdat op het lint opgeslagen gegevensstellen 20 zijn georganiseerd voor een serie bewerking. Derhalve behoeft slechts een adres te worden verschaft per gegevensstel, waardoor dus in grote mate de opslagdoelmatigheid wordt vergroot.

Het is derhalve duidelijk, dat het zeer voordelig zou zijn een stelsel te verschaffen, dat de opslagruimte doelmatigheid ver-25 toont van het lintmedium, en de snelle toegankelijkheidseigenschap van de schijfopslag. Bij voorkeur zou een dergelijk geheugenstelsel geen wijziging behoeven van de rest van het betrokken verwerkings-stelsel, d.w.z. dat het zou "kijken" naar de computer zoals lint-of schijfgeheugens dat doen volgens de stand van de techniek.

30 Het is derhalve een doel van de uitvinding een verbeterd omslagstelsel te verschaffen voor een digitale computer en dergelijke.

Het is een ander doel van de uitvinding een stelsel en een werkwijze te verschaffen voor het sneller dan de bekende opslagstei-sels opslaan en verkrijgen van toegang tot in serie aangebrachte ge-35 gevens.

Nog een ander doel is het verschaffen van een opslagstelsel dat aanspreekt op opdrachten van het gastheerstelsel op de wijze van 8004884 -k- een lint aandrijving, maar gebruik gemaakt van de mogelijkheid van snelle toegankelijkheid van schijfopslageenheden.

Weer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een stelsel voor het besturen van gegevensopslag, welk stelsel ge-5 gevens in serie-vorm opneemt en aflevert onder het in een optimale vorm bij gedeelten registreren van de informatie op schijfopslageenheden en het terugkrijgen daaruit.

Kort gezegd worden overeenkomstig een aspect van de uitvinding de voorgaande doeleinden bereikt door het verschaffen van een 10 "virtueel opslagstelsel", dat een gastheerkoppelfase omvat, die aanspreekt op opdrachten van gastheercomputer voor het ontvangen en zenden van informatie in een serie-, lintformaat, en een eerste g’egevensbuffer in de gastheerkoppeling voor het tijdelijk opslaan van gegevens, ontvangen van de gastheer of daarvoor bestemd. Een aantal schijfopslageenheden is 15 eveneens verschaft samen met een schijfopslagkoppeling en een bijbehorende tweede gegevensbuffer, die tijdelijk gegevens opslaat, die zijn bestemd voor en ontvangen van de schijfopslageenheden. De koppelfasen zijn met elkaar gekoppeld en tevens gemeenschappelijk met een groot hoofdgeheugen, dat de van een koppeling naar de andere gaande informatie ontvangt en 20 in rijen plaatst. Tenslotte is een hoofdregelververker gekoppeld met de koppeleenheden en met het hoofdgeheugen, welke verwerker de werking van de inrichting stuurt, zodat de gastheerkoppelfasen op dezelfde wijze aanspreken op de gastheercomputer als een lintstelsel, waarbij de schijfkoppelfasen op willekeurige wijze gegevens lezen en schrijven 25 op schijfgeheugens overeenkomstig de thans beschikbare geheugenruimte.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: figuur 1 de algemene organisatie toont van het virtuele opslagstelsel, 30 figuur 2 schematisch de gang toont van regel- en informatie- signalen in het stelsel van figuur 1, en figuren 3 en U resp. betrekking hebben op de gang van op-drachtsignalen en informatie bij het "lezen” en "schrijven".

Figuur 1 toont in vereenvoudigde vorm de gronduitvoering 35 van het onderhavige virtuele opslagstelsel bij koppeling met een gastheercomputer 10. De uitvinding verschaft middelen voor het regelen van een of meer bijzonder snelle en toegankelijke schijfgeheugeneenheden 8004884 * * -5- voor het ontvangen van gegevens en het aanspreken op precies dezelfde wijze als een lint aandrijving onder het verschaffen van een veel heter gebruik van de beschikbare opslag, in feite dus voorzien van een aanzienlijk uitgebreid opslagvermogen en een veel snellere aanspreektijd 5 dan een lint of schijven. De gastheercomputer 10 kan van een willekeurige geschikte soort zijn, hoewel is voorzien, dat een economische werking van de uitvinding het gebruik daarvan voorschrijft met een grote hoofdorgaan-gastheercomputer. Het onderhavige virtuele opslag-stelsel kan ook worden gebruikt met een aantal gastheercomputers.

10 Het opslagstelsel omvat een groep gastheerkoppelfasen 12 -12 , waarbij het aantal koppelfasen afhankelijk is van de hoeveelheid over te brengen gegevens. Omdat de gastheerkoppelfasen gelijk zijn, is het feitelijke aantal, dat moet wanèn gebruikt, voor. de onderhavige doeleinden van geen belang. De gastheerkoppelfasen zijn met de gastheer-15 computer 10 gekoppeld door middel van gebruikelijke kanalen 1^, en ontvangen van en zenden aan de computer 10 informatie in het gebruikelijke serieformaat, dat samenhangt met lintaandrijvingen.

Een of meer schijfkoppelfasen 16 -16 zijn voorzien en 3* n gekoppeld met alle gastheerkoppelfasen door middel van een gemeenschap-20 pelijke informatieverzamelleiding 18. Op deze wijze kan informatie tussen een willekeurige gastheerkoppelfase en een willekeurige schijf-koppelfase worden overgebracht.

De schijfkoppelfasen zijn elk gekoppeld met een van de bijbehorende schijfgeheugens 20^-20^. Zoals gedetailleerder wordt be-25 sproken, omvat elke schijfkoppelfase een geheugehkoppeling, een ge- gevensbuffer en een schijfkoppeling, samen met een plaatselijke mlcro-verwerkerbesturing voor het doen werken van de verschillende elementen van de koppelfase.

Met de hoofdverzamelleiding 18 is tevens een hoofdgeheugen 30 22 verbonden. Het geheugen 22 vormt een opslagplaats voor informatie, die van de gastheerkoppelfasen naar de schijfkoppelfasen gaat, en kan verder dienen als een geheugen voor de besturingsverwerker 2h, die eveneens is gekoppeld met de hoofdverzamelleiding 18. De besturingsverwerker 2k, die de centrale verwerkingseenheid of CPU is van het 35 virtuele opslagstelsel, is gekoppeld met respectievelijk elk der gastheer en schijfkoppelfasen 12 en 16, en stuurt de werking daarvan, zodat informatie op de juiste wijze kan worden ontvangen, in een rij 8004884 -6- geplaatst,georganiseerd en opgeslagen. De besturingsverwerker 2b geeft verder opdrachten aan de verschillende gastheerkoppelfasen 12 teneinde deze te doen aanspreken op de gastheercomputer 10 op een wijze, die een lintaandrijving nabootst.

5 Thans keren-de naar figuur 2, is gedetailleerder de construc tie van de voorbeelden van de elementen van het stelsel weergegeven.

De verwerker 2b is direkt gekoppeld met de gastheerkoppelfase 12 en in het bijzonder met een inwendige koppeling 26, die slechts de overdracht van signalen tussen de besturingsverwerker 2b en een microver-10 werker 28, die de besturing vormt voor de gastheerkoppelfase, vergemakkelijkt. De gastheerkoppelfase omvat ook een gegevensbuffer 30, een gastheerkoppeling 32, die de gegevensbuffer bestaanbaar maakt met de gastheercomputer 10 en een geheugenkoppeling 3^, waardoor de gegevensbuffer in verbinding staat met de gegevensverzamelleiding 18.

15 De funktie van de gastheerkoppelfase 12 is het nabootsen van een lintaandrijfstelsel voor de gastheercomputer, d.w.z. de opdrachten van de gastheercomputer 10 voor lintaandrijvingen om te zetten in opdrachten voor het virtuele opslagstelsel, en aan de gastheer-10 gegevens te zenden in de vorm, waarin deze zouden worden gezonden 20 door een lintaandrijving. Meer in het bijzonder ontvangt de gastheerkoppelfase 12 de signalen van een gastheercomputer 10, welke signalen van de soort zijn, die wordt gebruikt voor het doen werken van lintaandrij vingen. Dergelijke signalen worden verkregen door het koppelen van de gastheerkoppelfase met de bitmultiplex- of blokmultiplex- of 25 keuzekanalen van de gastheer 10. Het is duidelijk, dat deze signalen opdrachten bevatten van de bedienaar, zoals "monteer het lint" en "demonteer het lint", alsmede opdrachten van de machine , zoals "lezen", "schrijven" en "registreren in voorste ruimte". De gastheerkoppelfase spreekt aan op beide soorten signalen alsof het een bedie-30 naar was en een lintaandrijving, de signalen erkennende en antwoordende dat "montering" van een denkbeeldige(virtuele) linthaspel tot stand is gebracht, en dergelijke.

De gegevensbuffer 30 van elke gastheerkoppelfase ontvangt gegevens van de gastheercomputer 10 in serievorm, gewoonlijk negen 35 parallelle bits op precies dezelfde wijze zoals deze weer zouden worden gelegd aan een lintstelsel voor het schrijven op een lint. De buffer 30 brengt in samenhang met de gastheerkoppeling 32 gedurende het schrij- 8004884 * . -7- ven de informatie uit de serievorm, d.w.z. slaat de informatie in evenwijdige velden op, waarbij de afzonderlijke bits· worden vast gehouden totdat acht volledige bitgroepen beschikbaar zijn. Gewoonlijk worden 72 bits op een moment gezonden, waardoor dus de zendtijd wordt 5 verminderd. Op deze wijze kan een samendrukking tot $Qfo worden bereikt van de tijd, die nodig is voor het op de verzamelleiding 18 zenden van de gegevens. Wanneer gegevens moeten worden uitgewisseld tussen de buffer 13 en de verzamelleiding 18, gaan de gegevens door de geheugen-koppeling 3^, weer in acht evenwijdige bitgroepen, zodat een uiterst 10 snelle uitwisseling van gegevens kan plaatsvinden. De afmeting van de buffer kan sterk veranderlijk zijn in afhankelijkheid van de stelsel-eisen, maar is bij een voorkeursuitvoeringsvorm voldoende groot, 6k000 bitgroepen, voor het opnemen van een volledig record, hetgeen tijddeelneming van de verzamelleiding 18 versnelt.

15 Uiteindelijk worden van de gastheercomputer 10. ontvangen gegevens op magnetische schijven geschreven, gemonteerd aan een of meer schijf aandrijf eenheden 20 -20 . Sc'nijfkoppelfase. 16 koppelt de

G> U

gegevensverzamelleiding 18 met een schijfaandrijving 20 (niet weergegeven) en omvat een plaatselijke microverwerkerbesturing 36, die de 20 verschillende elementen van de koppelfase doet werken overeenkomstig opdrachten van de besturingsverwerker 2b. Zoals dat het geval was met de gastheerkoppelfasen 12, worden met de schijfkoppelfasen 16 opdrachten van de besturingsverwerker door een koppeling 38 gezonden naar de plaatselijke besturing 36. Deze laatste spreekt dan aan door 25 het door een gegevensbuffer Uo, een schijfkoppeling U2 en een geheugen-koppeling bb doen overbrengen van gegevens naar en vanaf de schijfaandrijving.

In het bijzonder dient de geheugenkoppeling tU voor het ontvangen van acht bitgroepen gegevens van de verzamelleiding 18 en het 30 in serievorm plaatsen van de gegevens, zodat deze in de buffer Ho worden aangebracht in een enkele stroom bits. Opstelling en in rij plaatsen van de bufferopslag wordt tot stand gebracht door de plaatselijke besturing 36, evenals dit het geval is met het doen werken van de schijfkoppeling k2t die gegevens van de buffer Uo op de juiste mo-35 menten naar de schijfaandrijving leidt. Verder dienen de schijfkoppelfasen ook nog voor het opzoeken en in een log schrijven van de plaatsen van gegevens op de verschillende schijven van de daarmee samenhangende 8004884 -8- schijf aandrijving, zodat de informatie, indien nodig, kan worden teruggekregen.

Tussen het moment, dat de gegevens zich. in de gastheerkoppe-ling 12 bevinden en worden opgenomen in een schijf tussenvlak 16, 5 worden zij opgeslagen in een hoofdgeheugen 22. Het hoofdgeheugen 22 met een hoge snelheid werkt dus als een "bank” of een"bewaarplaats" die de gegevens vasthoudt totdat een van de schijfaandrijfeenheden 20 klaar is voor het ontvangen daarvan. Wanneer dit plaatsvindt, seint de met de schijfaandrijving 20 samenhangende schijfkoppelfase 42 zijn 10 beschikbaarheid aan de besturingsverwerker 24. De besturingsverwerker 2k geeft dan aan het hoofdgeheugen of de bewaarplaats 22 opdracht gegevens af te voeren naar de schijfkoppelfase k2 via de verzamelleiding 18.

Wanneer de gastheercomputer 10 gegevens zoekt, wordt op 15 soortgelijke wijze de identiteit van de gezochte gegevens door de gast-heerkoppelfase 12 overgebracht naar de besturingsverwerker 24, die dan vaststelt of de verzochte gegevens vooraf in het hoofdgeheugen zijn beowgen. Indien dit niet heeft plaatsgehad, legt de besturingsverwerker 2k op zijn beurt een "zend" signaal aan de schijfkoppelfase 16, en 20 doet de plaatselijke besturing 36 gegevens uit de bijbehorende buffer 4o lezen door de bijbehorende geheugenkoppeling 1*4 en op de gegevens-verzamelleiding 18 en van daar naar het hoofdgeheugen 22.

Tegelijkertijd maakt de plaatselijke besturing 28 van de beschikbare gastheerkoppelfase 12 de bijbehorende geheugenkoppeling 25 34 vrij, zodat de nieuw gelezen gegevens worden ontvangen vanaf het hoofdgeheugen 22 en met poortwerking gevoerd in de gastheerkopp-eling-gegevensbuffer 30. Indien daarentegen de gegevens zijn bewogen, worden deze onmiddellijk met poortwerking uit de buffer 30 gevoerd, in serie-formaat gebracht door de gastheerkoppeling 32 en gezonden naar de gast-30 heercomputer 10.

In een alternatieve uitvoeringsvorm, kunnen de beide gastheer buffers 30 en schijfbuffers 40 worden weggelaten, waarbij hun werkingen dan worden uitgevoerd door het hoofdgeheugen 22.

Op deze wijze worden segmenten van gegevens, die zijn ver-35 spreid over het gehele aantal schijfaandrijvingen, gecompileerd, in een rij geplaatst en dan weer automatisch samengevoegd tot een serievorm. Derhalve verschijnt de informatie, die vanaf de verschillende 8004884 -9- schijf aandrijvingen. 20 naar de gastheercomputer IQ gaat, in serievorm precies alsof deze werd gelezen van een lint.

Op de voorgaande wijze verschaft het hoofdgeheugen*>met hoge snelheid een bewaarplaats, waar-uit gegevens hunnen worden gekozen 5 en in rijen geplaatst voor een daaropvolgend weer samenvoegen tot serievorm voorafgaande aan het voeren naar de gastheercomputer.

Zoals door deskundigen na het kennis nemen van de leer van de uitvinding zal worden onderkend, kunnen de verschillende elementen van het onderhavige virtuele opslagstelsel worden samengesteld uit ‘10 in de handel beschikbare elementen, en op een willekeurige passende wijze met elkaar worden gekoppeld. Hoewel alle elementen van de schijf-koppelfase 16, zoals weergegeven, op een plaats zijn aangebracht op afstand van de besturingverwerker 2ka kunnen de elementen bijv. in feite op verschillende plaatsen zijn aangebracht en zijn gekoppeld 15 door middel van passende kabels, verzamelleidingen en dergelijke.

De plaatselijke microverwerkerbesturingen 2h3 gebruikt voor het doen werken van de onderdelen van elke koppelfase, behoeven slechts een begrensd vermogen te hebben en kunnen bestaan uit een van de verschillende, op de markt beschikbare microverwerkers met hoge snelheid.

20 Op soortgelijke wijze kunnen de gastheer- en schijfkoppelingen 12 en 16, die het vormen van het serieformaat en het weer opheffen van de serievorm van de informatie tot stand brengen, genormaliseerde eenheden zijn. Ook kan een blokmultiplexeerschakeling worden gebruikt voor di-rekte geheugentoegang, waarbij de feitelijke verbinding van de ver-25 schillende eenheden voor deskundigen duidelijk is.

Op soortgelijke wijze kunnen de buffers 30 en i+Q, gebruikt voor het tijdelijk opslaan van gegevens in de gastheer- en schijfkop-pelfasen 12 en 16, van een willekeurige passende soort zijn, hoewel bij een thans de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm een geheugen 30 wordt gebruikt met althans Sb K bitgroepen. Een in de handel beschikbare buffer van deze soort omvat een ΪΤ-Μ0ΕΓ vrij toegankelijk, geheugen met een snelheid van 200 ns.

Het geheugen 22 met hoge snelheid, dat dient als een gegevens:-bewaarplaats, moet van de soort zijn, die in het algemeen wordt aange-35 duid als een snel toegankelijk geheugen, d.w.z. een geheugen met een kringlooptijd van ^00 ns of minder. In een voorkeursuitvoeringsvorm heeft de bewaarplaats met hoge snelheid een vermogen van 1S megabit- 8004884 -10- groepen.

Figuur 3 toont de werking van het onderhavige stelsel hij het "lezen", waarbij de gastheercomputer 10 informatie heeft verzocht uit het geheugen. Besturingssignalen zijn weergegeven door ge-5 trokken lijnen, en de gang van gegevens door onderbroken lijnen. Dienovereenkomstig produceert de gastheer 10 een opdrachtsignaal aan de menselijke bedienaar met een verzoek voor bepaalde informatie (bijv. "monteerlint N"), waarbij omdat is aangenomen door de gastheer 10 dat de gegevens in serievorm zijn opgeslagen op het lint, alleen de 10 eerste identificatie of het "etiket" moet worden gespecificeerd. Andere elementen van het virtueel opslagstelsel, in het bijzonder de bestu-ringsverwerker 2k, spreken aan op de informatie door het toegang verschaffen tot alle gegevens, hetgeen overeenkomt met de verzochte informatie en de gegevens doet samenstellen in serievorm.

15 De gastheercomputer 10 vraagt dus eenvoudig naar lint N

dat naar door hem wordt aangenomen in overeenkomst met de informatie, geleverd door het afzonderlijke programma, dat in de gastheercomputer 10 wordt uitgevoerd, een bepaald gegevensstel bevat. Overeenkomstig het onderhavige virtuele opslagstelsel kan dit bepaalde gegevensstel 20 in feite zijn uitgespreid over een aantal verschillende schijven en/ of kan het zich op een aantal plaatsen op een enkele schijf bevinden. Derhalve spreekt het onderhavige virtuele opslagstelsel aan op een opdracht van de bedienaar, zoals "monteerlint N" door het door zijn eigen geheugen zoeken naar gegevens, die aangeven waar de verschillende 25 gedeelten van het record, dat door de gastheercomputer is aangeduid met "lint N", zijn opgeslagen. Het aanspreken van het stelsel is dus niet het aan de bedienaar opdragen lint ïï te monteren, maar slechts het herinneren van de informatie voor wat betreft de plaats of plaatsen van het gegevensstel, geïdentificeerd als "lint N" uit zijn ge-30 heugen.

Wanneer de gastheerkoppelfase 12 aangeeft, dat een "monteerlint -N" opdracht is vervuld, hetgeen praktisch ogenblikkelijk is in vergelijking met het monteren van het feitelijk lint, geeft de gastheer 10 als uitgang een opdracht aan de koppeling 12, aangevende de 35 bepaalde identiteit van het te lezen blok informatie. Deze opdracht wordt door de gastheerkoppelfase 12 direkt gezonden naar de besturings-verwerking 2b, die de verschillende gebieden identificeert, waarin de 8004884 -11- inf ormatie is opgeslagen. Dit kan tot stand worden gebracht door het gebruik van een gegevenslog b6, dat is gekoppeld met de besturings-verwerker. Bij de thans de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm omvat het gegevenslog b6 een vrij toegankelijk geheugen (RAMl (dat kan worden 5 "ondersteund" door een lintaandrijfeenheid met bijbehorende lint in het geval van geheugenverlies in de RAM), waar φ de plaats van de verschillende onderblokken met gegevens, welke onderblokken samen de door de gastheercomputer 10 verzochte gegevens vormen, zijn geregistreerd.

Wanneer de plaatsen van de verschillende onderblokken met 10 gegevens zijn geïdentificeerd aan de besturingsverwerker 2b, worden signalen geleverd aan de besturingsgedeelten van de verschillende schijfkoppelfasen 36, waarna gegevens toegankelijk worden gemaakt uit de verschillende schijfopslageenheden 20. De gegevens worden dan uitgelezen in de buffer ^0 van de koppelfase 16 en klaar gemaakt voor het 15 zenden naar het hoofdgeheugen 22 voor een tijdelijk verblijf daarin totdat zij worden benodigd door de verschillende gastheerkoppelfasen 12.

Wanneer de buffer bO is gevuld met gegevens., wordt als uitgang een signaal geleverd vanaf de schijfkoppelfase 16 aan de bestu-20 ringsverwerker 2b voor het aangeven van dit feit, op welk moment de besturingsverwerker 2b de tijdelijk opgeslagen informatie direkt zendt naar een vooraf ingedeelte ruimte in het hoofdgeheugen 22 met hoge snelheid.

Met bekende lintstelsels neemt de eerste "monteer" hande-25 ling gewoonlijk ongeveer 30 s-5 min. in. De totale tijd, nodig voor het uitvoeren van een "lees" opdracht, is veranderlijk tussen 1 en 10 ms in afhankelijkheid van de eigenschappen van het afzonderlijke orgaan en natuurlijk van de lengte van de record die wordt gelezen.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van het weergegeven virtuele opslag-30 stelsel, neemt een "monteer" handeling gewoonlijk minder dan 1 seconde in. De feitelijke "lees" handeling neemt gewoonlijk 1-10 ms in, zoals hiervoor, afhankelijk van de recordlengte en de eigenschappen van de bewaarplaats 22. Op dit punt wordt derhalve de informatie, die zal moeten worden gelezen, zeer snel in de bewaarplaats 22 ge-35 plaatst, waar deze wordt opgeslagen totdat een signaal van de geheugen-koppeling 12 aangeeft aan de bewaarplaats, dat de gastheercomputer klaar is voor het ontvangen van de gegevens. Op dat moment zijn de ge- 8004884 -12- gevens dan uit de verschillende punten in de verschillende schijven 20 verzameld, vaar de gegevens varen opgeslagen, in de juiste volgorde in serievorm geplaatst en klaar om in de gastheercomputer 10 te vor-den gelezen zonder vertraging voor een adresseertijd of voor het zoeken 5 naar de informatie op de verschillende schijven. Het is derhalve duidelijk, dat het onderhavige geheugenstelsel aanzienlijke tijdvoor-delen geeft "boven schijven, en in vergelijking met lintstelsels de monteertijdvertragingen volledig vermijdt. Op deze vijze combineert het ""bij vooruitzien tijdelijk opslaan", verschaft door het gebruik 10 van de bevaarplaats, de voordelen van een schijf en een lint, doordat het het gebrek aan monteren, nodig voor schijven, combineert met het serieformaat van linten, vaar door dus tijd vordt bespaard naar de gast-heercomputer door het volledig georganiseerd hebben van de gegevens in de bevaarplaats. Tegelijkertijd is dankzij de veel betere organisa-15 tie en samenverking van de verschillende elementen, zeer veinig van de feitelijke schijfopslag toegevezen voor het sturen van lees/schrijf-verkzaamheden of het handhaven of in een log schrijven van de gegevens daarop, soms aangeduid als de "vaste" faktor in het schijfgeheugen-vermogen. Derhalve is een veel groter percentage van het feitelijke 20 schijfgeheugen beschikbaar voor gegevens. Op deze vijze kan de opslag- doelmatigheid van de schijf geheugen vorden opgevoerd tot een hoogte, die soortgelijk is aan die van een lint.

Bij het "schrijven" van de gastheer , afgeheeld in figuur U, is de gang van zaken in hoofdzaak het omgekeerde van het zojuist 25 beschreven "lezen". Evenals in figuur 3, zijn besturingssignalen veer-gegeven door getrokken lijnen en de gang van gegevens door onderbroken lijn. Wanneer de gastheercomputer 10 seint via gebruikelijke lint-aandrijfcodes, dat het gegevens venst te "schrijven" of registreren, vordt deze opdracht door de koppelfase 12 gezonden naar de besturings-30 ververker 2b. Deze laatste geeft de koppeling 12 opdracht ontvangst van deze opdracht te bevestigen, en ondervraagt tegelijkertijd de schijfkoppelfasen 16, teneinde een buffer bo te vinden, die een gedeelte van of alle gegevens vil ontvangen. Wanneer dergelijke plaatsen zijn vastgesteld, vorden zij in het gegevenslog b6 geschreven door de 35 besttiringsververker 2b.

De besturingsververker 2b geeft dan de gastheerkoppelfase opdracht de gegevens van de gastheercomputer 10 te ontvangen en deze 8004884 * * -13- te leiden naar de juiste plaatsen in de gegevensbuffer 3Q van de gast-heerkoppelfase 12. Als de buffer 30 gevuld zou raken voordat overeenkomstige ruimte beschikbaar is in buffers 1*0 van de sehijfkoppel-fase, wordt een "ruimteindeel" opdracht door de besturingsverwerker 5 gezonden naar de geheugenbewaarplaats 22, waarna gegevens uit de gastheerkoppelfase-buffër worden gelegd aan de geheugenbewaarplaats 22. Op een bepaald moment daarna geeft de besturingsverwerker, wanneer voldoende buffervermogen beschikbaar is in een of meer sehijfkoppel-fasen 16, het geheugen 22 opdracht de opgeslagen gegevens te leveren 10 aan de passende schijfkoppelfase-buffers 16 voor plaatsing op de schijven van de bijbehorende schijfaandrijvingen 20.

Wanneer elk blok gegevens wordt gelegd aan een gastheer-koppeling 32 door de gastheer 10, bepaalt de geheugenkoppeling 3^· op welke plaats in de betreffende buffer 30 de nieuw ontvangen infor-15' matie wordt opgeslagen, waarbij de geheugenkoppeling verder de gegevens samendrukt tot een serie voor het zodoende bijv. produceren van acht kanalen gegevens, en een identificatiebit of identificatiebits toevoegt aan het informatieblok voor het aangeven van de afmeting van het blok.

Op deze wijze worden gegevens onafgebroken naar de buffers 30 ge-20 voerd totdat een bepaald blok gegevens is gevuld of totdat de gastheer-comput er een signaal opwekt, dat het einde van een bepaald record aangeeft. Overeenkomstig een belangrijk aspect van de uitvinding, wordt een dergelijk signaal door de plaatselijke besturing 28 geïnterpreteerd als het einde van een boodschapsignaal, waarna buffergeheugen-25 ruimten niet langer behoeft te worden ingedeeld.

Op dit punt leidt de besturingsverwerker 2k de dan in de gegevensbuffer 30 opgeslagen gegevens naar de bewaarplaats 22 met hoge snelheid. Gedurende de tijd, dat de gastheercomputer gegevens opslaat in de gegevensbuffer 30, zoals hiervoor beschreven, kan de besturings-30 verwerker 2h "zoeken naar" voldoende ruimte op de schijfaandrijvingen t 20, en die ruimte toewijzen aan de gegevens, die dan in de gegevensbuffer 30 worden opgeslagen. Wanneer dus het einde van het registratie-signaal wordt ontvangen in de besturingsverwerker, kan deze gegevens in serievorm brengen en voeren in de bewaarplaats met hoge snelheid 35 als een tijdelijke opslagruimte, en dan leiden naar de schijfaandrijvingen 20 voor opslag.

Wanneer, anders gesteld, de gastheercomputer een eerste 8004884

-1U

,,monteerlint,, opdracht produceert (d.w.z. de "bediener opdracht geeft een onbeschreven lint te verschaffen voor het opslaan van gegevens) , wordt deze opdracht door gastheerkoppelfase 12 geleid naar de bestu-. ringsverwerker 2b. De "besturingsverwerker 2b spreekt aan op de "mon-5 teerlint" opdracht door het zoeken van ruimte op een of meer schijven 20 en het bespreken van voldoende ruimte in een of meer van de schijf-koppelfase-buffers 30. Wanneer dit is gedaan, geeft de besturingsver-werker 2b opdracht aan de gastheerkoppelfase 12 voor het ontvangen van gegevens vanuit de gastheer 10, en het opheffen van de serievorm 10 daarvan en. het opslaan daarvan in de bijbehorende buffer 30. Wanneer deze buffer vol is, worden deze gegevens, indien bufferruimte niet langer beschikbaar is, geleid naar de geheugenbewaarplaats 22. Wanneer voldoende schijfruimte beschikbaar is, bestaat de volgende stap uit het opdracht geven door de besturingsverwerker 2b aan de schijf-1? besturingskoppeling b2 van de schijfkoppelfase 16 tot het schrijven van de gegevens op de bijbehorende schijf 20, waarna de koppeling UU de informatie leest en in serievorm brengt, en deze in zijn bijbehorende buffer 1*0 plaatst, waarin het wordt geschreven cp de betreffende schijf 20. Het is duidelijk, dat een andere mogelijkheid bestaat uit het 20 kopieëren van de gegevens of het opslaan op een gebruikelijke lint-aandrijving indien bijv. vermenigvuldiging wenselijk wordt geacht, d.w.z. dat het onderhavige gegevensopslagstelsel, indien gewenst, parallel kan worden geschakeld met een gebruikelijk lintstelsel.

Het is voor deskundigen duidelijk, dat de samenhang van een 25 bewaarplaats met hoge snelheid en een besturingsverwerker samen met een gastheerkoppeling en schijfkoppelfase en bijbehorende besturingen het combineren mogelijk maakt van de voordelen van de bekende lint- en schijfaandrijfstelsels, d.w.z. de gemakkelijke toegankelijkheid van schijfaandrijvingen is gecombineerd met de opslagdoelmatigheid van lint-30 aandrijvingen voor het geven van een snel "virtueel opslagstelsel" met grote doelmatigheid, waarbij een schijfstelsel door de bemiddelingen van de uitvinding wordt gedwongen naar de centrale verwerker te kijken als een lintaandrijving, maar zonder de nadelen daarvan. Omdat de onderhavige geheugenschijven blijvend zijn gemonteerd, is- een in-35 grijpen van een bediener niet nodig wanneer een lintrecord,(d.w.z.

een volgorderecord) wordt gezocht. Bovendien kunnen bekende schijfaandrijvingen zonder wijziging worden gebruikt met het onderhavige vir- 8004884 -15- tuele opslagstelsel, dat vil zeggen dat het onderhavige stelsel kan vorden beschouwd als een eenheid of koppeling, aangebracht tussen een bekende gastheercomputer en bekende schijfaandrijvingen. Er bestaat derhalve geen noodzaak de schijfaandrijvingen of de gastheercomputer 5 te wijzigen, opdat deze kunnen worden bediend in samenhang met het onderhavige virtuele opslagstelsel.

Verder is het duidelijk, dat het onderhavige virtuele opslagstelsel kan worden gebruikt als een koppeling tussen een willekeurig aantal gastheercomputers en een willekeurig aantal schijfaan-10 drijvingen. Derhalve is het duidelijk, dat indien een bedienaar meer dan een gastheercomputer heeft en een beperkt aantal schijfaandrijvingen, het onderhavige virtuele opslagstelsel kan worden gebruikt voor het bereiken van een maximum opslagdoelmatigheid en het opheffen van bovenmatige vermenigvuldiging van schijf of lintopslagstelsels. 15 De onderhavige gastheerkoppeleenheden kunnen worden gekoppeld met meer dan een gastheercomputer. Bovendien is het duidelijk,dat het verschaffen van het geheugen of de bewaarplaats met hoge snelheid essentieel is voor het "bij vooruitzien tijdelijk opslaan ", hetgeen een zeer belangrijk kenmerk van de uitvinding is. Door het toepassen van 20 de bewaarplaats met hoge snelheid als een tusseribuffer tussen de gastheercomputerkoppeling en de verschillende schijfaandrijfkoppel-fasen, kan het bufferen van multiplexe gegevens tot stand worden gebracht, d.w.z. dat volgens de uitvinding gegevens, opgeslagen in een aantal plaatsen op een aantal schijfaandrijvingen (aangeduid als 25 "in willekeurige vorm") kunnen worden samengevoegd in rijen geplaatst en tijdelijk opgeslagen in de bewaarplaats met hoge snelheid totdat door de gastheercomputer naar deze gegevens wordt gevraagd. Op deze wijze behoeven geen vertragingen aanwezig te zijn in het uit het geheugen lezen van de informatie tot in de gastheercomputer. Op soortge-3Q lijke wijze kunnen gegevens als uitgang van de gastheercomputer worden opgesteld, verdeeld en opgeslagen in de bewaarplaats met hoge snelheid tot aan het moment, dat verschillende schijfopslaggebieden beschikbaar zijn voor het opslaan van de informatie.

Een bijzonder belangrijke mogelijkheid, die wordt verschaft 35 door het onderhavige opslagstelsel is die van het samendrukken van gegevens. Tot nu toe is een gebruikelijke manier voor het samendrukken van gegevens, welke manier het vervangen kan omvatten van een lange 8004884 -16- reeks digitale enen of nullen door symbolen, die de lengte van de reeks aangeven, bij schijfaandrijfeenheden zonder goed gevolg gebleven, omdat volgens deze manier zowel adresinformatie als gegevens worden samengedrukt. Omdat echter volgens de uitvinding schijfaandrjvingen verschijnen als 5 lint, wordt deze moeilijkheid van. de stand van de techniek opgeheven, en wordt het samendrukken van gegevens bestaanbaar gemaakt, met schijf-opslag. Het samendrukken van gegevens wordt bij voorkeur toegepast in de gastheerkoppelfase, d.w.z. dat gedurènde het schrijven, lange ononderbroken reeksen enen of nullen kunnen worden waargenomen en ver-10· vangen door kortere symbolen, die gedurende het lezen worden waargenomen en vervangen door de zodoende bepaalde gegevens.

Tenslotte is het duidelijk, dat er een aantal andere wijzigingen en verfijningen is, dat kan worden aangebracht in het onderhavige virtuele opslagstelsel, en dat de hiervoor besproken voorbeelden 15 niet meer zijn dan dat en dat derhalve de omvang van de uitvinding moet worden geïnterpreteerd als alleen begrensd door de volgende conclusies.

8004884

Claims (21)

1. Gegevensopslagstelsel voor gebruik met althans een digitale gastheercomputer, gekenmerkt door althans een gastheerkoppeling, aansprekende op opdrachten van de gastheercomputer voor het opslaan of 5 verschaffen van toegang tot informatie, opgesteld in serievorm, welke gastheerkoppeling een eerste gegevensbuffer omvat voor het opslaan van gegevens, ontvangen van of bestemd voor de digitale gastheercomputer, verder door een hoofdgeheugen, door althans een schijfopslag-eenheid, die een aantal schijven omvat, uitgevoerd voor het opslaan 10 van digitale informatie daarop, en een tweede gegevensbuffer, gekoppeld met de schijfopslageenheid, en met het hoofdgeheugen voor het opslaan van gegevens, ontvangen van of bestemd v-or de schijfopslageenheid, en door een besturingseenheid, gekoppeld met de gastheerkoppeling en met de schijfopslageenheid voor het door de gastheerkoppeling doen 15 ontvangen en aanvaarden van gegevens in serievorm, en voor het door de schijfopslageenheid doen opslaan en geven van toegang tot informatie in willekeurige vorm.

2. Gegevensopslagstelsel, ingericht om te worden gebruikt in samenhang met een of meer gastheercomputers en schijfaandrijvingen, 20 gekenmerkt door een gegevensbewaarplaats, die een geheugeneenheid met hoge snelheid omvat, verder door een aantal gastheerkoppelfasen althans gelijk aan het aantal gastheercomputers, welke fasen elk een plaatselijke besturing en koppeling omvatten voor het koppelen van de gast-heerkoppelingen met de gastheercomputers en met gegevensbewaarplaats, 25 door een aantal schijfkoppelfasen, welke fasen elk een plaatselijke besturing en koppeling omvatten voor het koppelen van de schijfkoppel-fase met de bijbehorende schijfaandrijvingen en met de gegevensbewaarplaats, en door een besturing voor het coördineren van de werking van de gastheerkoppelfasen, de schijfkoppelfasen en de gegevensbewaarplaats. 30 3· Stelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het stelsel- aanspreekt op opdrachten van zowel een bedienaar als de machine. U. Stelsel volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door middelen voor het samendrukken van gegevens, en door middelen voor het op-35 heffen van de samendrukking van gegevens.

5. Stelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat elke gastheerkoppelfase een gegevensbuffer omvat. 8004884 -18-

6. Stelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat elke schijfkoppelfase een gegevenshuffer omvat.

7. Werkwijze voor het opslaan van digitale gegevens, gekenmerkt door het in een hoofdgeheugen ontvangen van de gegevens, verder 5 het bepalen van passende opslagplaatsen op schijfgeheugeneenheden, het zenden van de gegevens naar schijfkoppeleenheden, samenhangende met de schijfgeheugeneenheden, en het uit de schijf-koppeleenheden schrijven van de gegevens op de schijfgeheugeneenheden.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de 10 gang van gegevens tussen de schijfgeheugeneenheden en het hoofdgeheugen wordt bestuurd door een stelsel besturing.

9· Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de besturing aanspreekt op opdrachten van zowel een bedienaar als de machine.

10. Werkwijze volgens conclusie 7, niet het kenmerk, dat de gegevens vanuit een gastheercomputer worden ontvangen door een gast-heerkoppeleenheid en uit serievorm worden gehaald, voorafgaande aan het zenden naar het hoofdgeheugen, en weer in serievorm worden geplaatst voorafgaande aan het op de schijfgeheugeneenheden schrijven.

11. Werkwijze volgens conclusie 7, of 10, gekenmerkt door de stap van het samendrukken van gegevens.

12. W erkwijze volgens conclusie 7» met het kenmerk, dat de adressen van de opslagplaatsen, waar de gegevens zijn opgeslagen op de schijfeenheden, worden opgeslagen in een vrij toegankelijk ge- 25 heugen.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de adressen bovendien worden opgeslagen in andere geheugeraniddelen. 1U. Werkwijze voor het terugkrijgen van gegevens, opgeslagen op een aantal schijfgeheugeneenheden, gekenmerkt door het vast- 30 stellen waar de gegevens zijn opgeslagen, het uit de schijfgeheugeneenheden doen terugkrijgen van de gegevens en doen schrijven in een hoofdgeheugen, het in het hoofdgeheugen in rijen doen plaatsen van de gegevens, en het naar een gastheercomputer doen zenden van de gegevens.

15· Werkwijze volgens conclusie 1k, met het kenmerk, dat de 35 gegevens uit serievorm worden gebracht, voorafgaande aan het schrijven in het hoofdgeheugen, en weer in serievorm worden gebracht voorafgaande aan het zenden naar de gastheercomputer. 8004884 * J -19-

16. Werkwijze volgens conclusie 1U of 15» gekenmerkt door de stap van het opheffen van de samendrukking van de gegevens. *

17. Werkwijze volgens conclusie ih, gekenmerkt door de stap van het opslaan van de gegevens in een. huffer, aangebracht tussen het 5 hoofdgeheugen en de gastheercomputer.

18. Werkwijze volgens concksie 14, met het kenmerk, dat de gang van gegevens tussen de schijfeenheden, het hoofdgeheugen en de gastheer computer wordt bestuurd door een stelsel besturing.

19· Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de. 10 besturing aanspreekt op opdrachten van zowel een bedienaar als de machine.

20. Werkwijze voor het opslaan van digitale gegevens, gekenmerkt door de stappen van het vanaf een gastheercomputer in gast-heerkoppelmiddelen ontvangen van in serie georganiseerde gegevens, 15 het bepalen van de gedeelten van schijfgeheugenmiadelen, die beschikbaar zijn voor het opslaan van deze gegevens, het verdelen van de gegevens in blokken, die overeenkomen met de bepaalde gedeelten, en het in deze gedeelten in blokvorm opslaan van de gegevens.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat 20 de gegevens in de gastheerkoppelmiddelen worden ontdaan van de serievorm.

22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, met het kenmerk, dat de gegevens voorafgaande aan het opslaan daarvan in de bepaalde gedeelten, worden opgeslagen in een hoofdgeheugen.

23. Werkwijze volgens conclusie 21, methet kenmerk, dat de gegevens in de gastheerkoppelmiddelen worden samengedrukt. 2b. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de adressen van de plaatsen, waar de gegevens zijn opgeslagen, worden opgeslagen in vrij toegankelijke geheugenmi,ddelen.

25. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de in serie georganiseerde gegevens bovendien worden opgeslagen op gebruikeli j ke lintgeheugenmi ddelen. 8004884