JP4240658B2

JP4240658B2 - Distributed data management system

Info

Publication number: JP4240658B2
Application number: JP15552299A
Authority: JP
Inventors: 寿松中; 謙二堀内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP2000347913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、分散システムを構築する際にメモリの効率的な使用およびデータの高速アクセス等を実現するための分散データ管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、例えば「Distributed Operating System」（A.S.Tanenbaum 著、Prentice-Hall International, Inc.発行）の5.2.3 節（pp.262-265）に示されたクライアント−サーバ構成による従来の分散データ管理システムを示す構成図である。
【０００３】
図において、１０１，１０２，１０３はクライアント計算機、１０４はネットワーク機構、１０５はキャッシュ領域管理機構、１０６はサーバ計算機である。各クライアント計算機１０１，１０２，１０３において利用される計算機キャッシュについては、クライアント計算機１０１は各プロセスに割り当てられたメモリ空間にキャッシュを配置する方式を採用し、クライアント計算機１０２はＯＳのカーネルプロセスに割り当てられたメモリ空間にキャッシュを配置する方式を採用し、クライアント計算機１０３はキャッシュ管理プロセスをユーザプロセスとして構成するとともにキャッシュ管理ユーザプロセスに割り当てられたメモリ空間にキャッシュを配置する方式を採用している。
【０００４】
次に動作について説明する。
いずれのクライアント計算機１０１，１０２，１０３においても、ユーザプロセスでデータを参照する際には、それぞれのクライアント計算機毎に設定された自己のキャッシュ領域に最新のデータがある場合、すなわちヒットした場合には当該キャッシュ領域からデータを参照し、自己のキャッシュ領域にデータがない場合、すなわちミスした場合にはキャッシュ領域管理機構１０５を介して他のクライアント計算機またはサーバ計算機１０６から最新のデータを参照する。また、プロセスがデータを更新する場合には、キャッシュ領域において当該データに関連するデータブロックを更新して、更新情報をキャッシュ領域管理機構１０５に通知する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分散データ管理システムは以上のように構成されているので、クライアント計算機１０１により採用されている方式では、単一のクライアント計算機に複数のプロセスが存在する場合には、プロセスの個数分だけキャッシュ領域が設定されるから、キャッシュ領域のために多くのメモリが必要となってメモリ効率が悪いという課題があった。また、例えばプロセスＡが消滅した際には、プロセスＡに対して設定されたキャッシュ領域も消滅するので、他のプロセスがその後にプロセスＡに対して設定されたキャッシュ領域に記憶されたデータを参照しようとしても、再度サーバ等からデータを参照しなければならないから、キャッシュのヒット率が低下するという課題があった。
【０００６】
また、クライアント計算機１０２により採用されている方式では、プロセスの消滅後もキャッシュ上にデータは残る。しかし、キャッシュ上にデータが存在していても、ＯＳのカーネル関数を呼び出す必要があるので、キャッシュに対するアクセス速度が遅いという課題があった。
【０００７】
また、クライアント計算機１０３により採用されている方式では、キャッシュの管理はキャッシュ管理ユーザプロセスに任されており、ユーザプロセスに対して割り当てられるメモリはＯＳの管理下において制御される。したがって、クライアント計算機１０３において例えば仮想メモリ方式が採用されている場合には、キャッシュ管理ユーザプロセスにより管理されるキャッシュ上のデータが主メモリにはなくて、二次記憶機構上に掃き出されている場合があるという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、キャッシュ領域のメモリ使用効率を向上させる分散データ管理システムを得ることを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、キャッシュに対するアクセス速度の低下を抑制する分散データ管理システムを得ることを目的とする。
【００１０】
さらに、この発明は、キャッシュのヒット率の低下を抑制する分散データ管理システムを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る分散データ管理システムは、それぞれが主メモリを有するとともに二次記憶機構が接続される複数の計算機と、これら複数の計算機に接続されて計算機間のデータの転送を可能とするネットワーク機構と、該ネットワーク機構に接続されるそれぞれの計算機においてデータアクセスの高速化を実現するために設けられたキャッシュ領域を、ネットワーク機構を介して管理するキャッシュ領域管理機構とを有する分散データ管理システムにおいて、キャッシュ領域が、計算機の主メモリ内において、当該計算機に接続される二次記憶機構および当該計算機内で発生される複数のプロセスが直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられ、主メモリにおいて、取り扱うデータの更新頻度に基づいて使用するキャッシュ領域を区別するようにキャッシュ領域を分割して、取り扱うデータの更新頻度に対応した複数のサブキャッシュ領域を備え、前記それぞれの計算機のキャッシュ領域には、すべてに共通のデータが保持されるように、１つの計算機のキャッシュ領域においてデータブロックの更新があると、他の計算機のキャッシュ領域においても該当するデータブロックを更新し、前記取り扱うデータの更新頻度に対応したそれぞれのサブキャッシュ領域毎に、当該サブキャッシュ領域を管理するキャッシュ領域管理機構を備えるようにしたものである。
【００１３】
この発明に係る分散データ管理システムは、計算機内部に設けられ、当該計算機のキャッシュ領域には直接アクセス可能であり、他の計算機のキャッシュ領域にはネットワーク機構を介してアクセスして管理するキャッシュ領域管理機構を備えるようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る分散データ管理システムは、主メモリにおいて、取り扱うデータの種類に基づいて使用するキャッシュ領域を区別するようにキャッシュ領域を分割して、取り扱うデータの種類数に対応した複数のサブキャッシュ領域を備えるようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る分散データ管理システムは、計算機に接続された二次記憶機構に配置されたキャッシュ領域を分割して、当該計算機が有する主メモリに配置されたサブキャッシュ領域を包含するように対応付けて二次記憶機構にサブキャッシュ領域を備えるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る分散データ管理システムは、取り扱うデータに対応したそれぞれの種類のサブキャッシュ領域毎に、当該サブキャッシュ領域を管理するキャッシュ領域管理機構を備えるようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る分散データ管理システムは、計算機内部に設けられ、当該計算機のサブキャッシュ領域には直接アクセス可能であり、他の計算機のサブキャッシュ領域にはネットワーク機構を介してアクセスして管理するキャッシュ領域管理機構を備えるようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による分散データ管理システムを示す構成図である。図において、１，２は分散システムにおいて使用される計算機、３は計算機１，２等複数の計算機を接続して計算機間でのデータ転送を実現するネットワーク機構、４，５はそれぞれ計算機１，２の主メモリ、６，７はそれぞれ計算機１，２に接続された二次記憶機構、８，９は計算機１内で生成されたユーザプロセス（プロセス）、１０，１１は計算機２内で生成されたユーザプロセス（プロセス）、１２は計算機１の主メモリ４内において二次記憶機構６およびユーザプロセス８，９が直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられたキャッシュ領域、１３は計算機２の主メモリ５内において二次記憶機構７およびユーザプロセス１０，１１が直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられたキャッシュ領域、１４はネットワーク機構３を介して計算機１，２等のキャッシュ領域１２，１３等を管理するキャッシュ領域管理機構である。なお、キャッシュ領域１２，１３等には、自計算機の二次記憶機構のみではなく、他計算機の二次記憶機構に記憶されていてプロセスの発生により必要となったデータブロックがコピーされる。
【００１９】
各データは識別子を有していて、計算機１，２等のいずれかの二次記憶機構６，７等に記憶されている。二次記憶機構６，７等に記憶されているデータは、マスタデータと呼ばれる。キャッシュ領域管理機構１４は、各計算機１，２等の二次記憶機構６，７等毎に、当該二次記憶機構６，７等に記憶されているデータの識別子を保有している。
【００２０】
また、各計算機１，２等のキャッシュ領域１２，１３等には、すべてに共通のデータが保持される。したがって、１つの計算機のキャッシュ領域においてデータブロックの更新があると、キャッシュ領域の一貫性を保持するためには、他の計算機のキャッシュ領域においても該当するデータブロックを更新する必要がある。
【００２１】
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、キャッシュ領域の一貫性を保持するために、データの更新が生じる毎に変更されたデータおよび当該データの識別子をネットワーク機構３を介して全計算機に転送する方式を採用している。変更されたデータおよび当該データの識別子が転送された他の計算機については、キャッシュ領域管理機構１４により変更された対象データをキャッシュ領域に保持するかあるいは棄却するかの判断がなされる。さらに、対象データについてのマスタデータが保持されている計算機では、マスタデータを転送されてきたデータに更新する。
【００２２】
事例的に説明すれば、計算機１に接続された二次記憶機構６に記憶されていたマスタデータが、ユーザプロセス８により更新された場合を考察する。この場合、計算機１は、ネットワーク機構３に接続された全計算機に対して、変更されたデータおよび当該データの識別子を転送する。変更されたデータおよび当該データの識別子が転送された計算機２については、キャッシュ領域管理機構１４により変更されたデータをキャッシュ領域１３に記憶すべきであると判断されると、計算機２はキャッシュ領域１３に変更されたデータを書き込む。また、変更された対象データをマスターデータとして保持している計算機では、マスターデータを転送されたデータに更新する。
【００２３】
ところで、キャッシュ領域１２上のデータは共有メモリ内に存在するために、ユーザプロセス９も参照することが可能である。また、対象データはキャッシュ領域１３にも書き込まれて、キャッシュ領域１３も同様に共有メモリ内に存在するから、ユーザプロセス１０，１１も対象データを参照することが可能である。
【００２４】
なお、キャッシュ領域の一貫性を保持する方式としては、各計算機が時々刻々に自計算機のキャッシュ領域を更新する方式、キャッシュの各データの更新時刻を記録しておいてキャッシュのデータを参照する毎に更新時刻以降にマスタデータが更新されていないかを調べた後にデータを参照する方式、キャッシュの各データまたはマスタデータに更新フラグを付与してデータ変更がある度ごとに更新フラグを立てることにより、データ参照時には更新フラグを基にしてマスタデータを参照するか否かを判定する方式等が考案されている。この発明の実施の形態１においては、キャッシュ領域の一貫性を保持する方式としていずれの方式をも採用することが可能である。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、キャッシュ領域が共有メモリに割り当てられるために、複数のプロセスがキャッシュ領域において同一のデータに対してアクセスすることができるので、キャッシュ領域の容量を小さくすることができてメモリ使用効率を向上できるという効果を奏する。
【００２６】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による分散データ管理システムを示す構成図である。図２において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態２は、実施の形態１と比較すると、二次記憶機構内にキャッシュ領域を設定する点で相違する。
【００２７】
図２において、１５は計算機１に接続された二次記憶機構６内に設定されたキャッシュ領域、１６は計算機２に接続された二次記憶機構７内に設定されたキャッシュ領域である。二次記憶機構６，７等に設定されたキャッシュ領域１５，１６等には、主メモリに設定されたキャッシュ領域と同様に自計算機の二次記憶機構のみではなく、他計算機の二次記憶機構に記憶されていてプロセスの発生により必要となったデータブロックがコピーされる。
【００２８】
また、二次記憶機構６，７等に設定されたキャッシュ領域１５，１６等には、すべてに共通のデータが保持される。したがって、主メモリに設定されたキャッシュ領域と同様に、１つの計算機に接続された二次記憶機構のキャッシュ領域においてデータブロックの更新があると、キャッシュ領域の一貫性を保持するためには、他の計算機に接続された二次記憶機構のキャッシュ領域においても該当するデータブロックを更新する必要がある。
【００２９】
さらに、二次記憶機構６，７等に設定されたキャッシュ領域１５，１６等は主メモリに設定されたキャッシュ領域を包含する関係にあり、主メモリに設定されたキャッシュ領域に対するバックアップ的機能をも有する。すなわち、主メモリに設定されたキャッシュ領域に存在するデータブロックは、必ず二次記憶機構に設定されたキャッシュ領域にもコピーされて存在している。
【００３０】
次に動作について説明する。
計算機１でデータの更新が行われると、更新される対象データがキャッシュ領域に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４は、主メモリ４のキャッシュ領域１２と二次記憶機構６のキャッシュ領域１５とにおいて関連するデータブロックを更新する。そして、計算機１におけるキャッシュ領域１２，１５の更新後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２について主メモリ５のキャッシュ領域１３と二次記憶機構７のキャッシュ領域１６とにおいて関連するデータブロックを更新する。
【００３１】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１によるのと同等の効果が得られるのに加えて、データの更新をした後に計算機が停止した場合でも、二次記憶機構にあるキャッシュ領域に保持されているデータブロックは消滅することがないので、プロセスが新たに主メモリのキャッシュ領域に保持されていたデータブロックを参照しようとする場合にも、自己の計算機の二次記憶機構にあるキャッシュ領域から参照することができるから、ネットワーク機構を介して他の計算機からデータを参照する必要もなくキャッシュのヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００３２】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による分散データ管理システムを示す構成図である。図３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態３は、実施の形態１と比較すると、キャッシュ領域管理機構１４が計算機１内に設置される点で相違する。
【００３３】
図３において、計算機１の主メモリ４内においてキャッシュ領域１２は、キャッシュ領域管理機構１４、二次記憶機構６、およびユーザプロセス８，９が直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられる。また、計算機２の主メモリ５内においてキャッシュ領域１３は、二次記憶機構７およびユーザプロセス１０，１１が直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられる。
【００３４】
なお、この実施の形態３は、計算機１においてデータの更新が高頻度で実施されることを前提としている。また、計算機２は、計算機１が保持するデータの一部または全部を参照して画面に当該データを表示するものとする。計算機２は自計算機内にキャッシュ領域管理機構を有しないから、計算機１に設けられたキャッシュ領域管理機構１４が計算機２のキャッシュ領域１３を管理する。
【００３５】
次に動作について説明する。
計算機１でデータの更新が行われると、更新される対象データがキャッシュ領域に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４が、主メモリ４のキャッシュ領域１２において関連するデータブロックを更新する。その後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２について主メモリ５のキャッシュ領域１３において関連するデータブロックを更新する。
【００３６】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１によるのと同等の効果が得られるのに加えて、キャッシュ領域管理機構１４を内部に有する計算機１については、ネットワーク機構３を介さずにキャッシュ領域１２へのアクセスが可能であるので、キャッシュ領域上のデータへのアクセスを高速に実施することができるという効果を奏する。
【００３７】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４による分散データ管理システムを示す構成図である。図４において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態４は、実施の形態３と比較すると、二次記憶機構内にキャッシュ領域を設定する点で相違する。図において、１５は計算機１に接続された二次記憶機構６内に設定されたキャッシュ領域、１６は計算機２に接続された二次記憶機構７内に設定されたキャッシュ領域である。
【００３８】
次に、動作について説明する。
計算機１でデータの更新が行われると、更新される対象データがキャッシュ領域に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４は、主メモリ４のキャッシュ領域１２と二次記憶機構６のキャッシュ領域１５とにおいて関連するデータブロックを更新する。その後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２について主メモリ５のキャッシュ領域１３と二次記憶機構７のキャッシュ領域１６とにおいて関連するデータブロックを更新する。
【００３９】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態３によるのと同等の効果が得られるのに加えて、データの更新をした後に計算機が停止した場合でも、二次記憶機構にあるキャッシュ領域に保持されているデータブロックは消滅することがないので、プロセスが新たに主メモリのキャッシュ領域に保持されていたデータブロックを参照しようとする場合にも、自己の計算機の二次記憶機構にあるキャッシュ領域から参照することができるから、ネットワーク機構を介して他の計算機からデータを参照する必要もなくキャッシュのヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００４０】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５による分散データ管理システムを示す構成図である。図５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態５は、実施の形態１と比較すると、キャッシュ領域を分割し、取り扱うデータの種類に応じて使用するキャッシュ領域を区別する点で相違する。
【００４１】
図５において、計算機１について、１７は更新頻度が低いデータであるリードオンリーデータ用にキャッシュ領域１２を分割して同様に共有メモリ上に設定されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）、１８は更新頻度が高いデータであるカレントデータ用にキャッシュ領域１２を分割して同様に共有メモリ上に設定されたカレントデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）である。また、計算機２について、同様に、１９はリードオンリーデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）、２０はカレントデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）である。
【００４２】
次に動作について説明する。
計算機１でリードオンリーデータの更新が行われると、更新される対象データがリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４は、主メモリ４のリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７において関連するデータブロックを更新する。その後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２についてリードオンリーデータ用キャッシュ領域１９において関連するデータブロックを更新する。なお、カレントデータの更新が行われた場合にも、リードオンリーデータの更新が行なわれた場合と同様に取り扱われる。
【００４３】
以上のように、この実施の形態５によれば、データの種類別にキャッシュ領域を分割することで、異なる種類のデータが同一の分割されたキャッシュ領域を使用しないから、キャッシュ領域におけるヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００４４】
なお、上記説明では、キャッシュ領域管理機構１４が１つ設けられている場合について説明したが、データ種類毎にキャッシュ領域管理機構を設ける構成とすることも可能である。この場合には、それぞれのキャッシュ領域管理機構１４の構造を簡単にすることができるという効果を奏する。
【００４５】
また、上記説明では、更新の頻度に応じてデータを分類する場合について説明したが、例えばデータ量、データの参照頻度、求められるデータ更新の速度、データの読み込み・書き込み権、更新可能なユーザ等に応じてデータを分類する構成とすることも可能である。
さらに、上記説明では、データをリードオンリーデータとカレントデータの２種類に分類する場合について説明したが、データを３種類以上に分類する構成とすることも可能である。
【００４６】
実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６による分散データ管理システムを示す構成図である。図６において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態６は、実施の形態５と比較すると、主メモリにおいてキャッシュ領域を分割使用するのと同様に、二次記憶機構内にも分割使用されるキャッシュ領域を設定する点で相違する。
【００４７】
図６において、計算機１について、２１は主メモリ４内に配置されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７を包含するように対応付けられて二次記憶機構６内に設定されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）、２２は主メモリ４内に配置されたカレントデータ用キャッシュ領域１８を包含するように対応付けられて二次記憶機構６内に設定されたカレントデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）である。また、計算機２について、同様に、２３は二次記憶機構７内に設定されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）、２４は二次記憶機構７内に設定されたカレントデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）である。
【００４８】
次に、動作について説明する。
計算機１でリードオンリーデータの更新が行われると、更新される対象データがリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４は、主メモリ４のリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７と二次記憶機構６のリードオンリーデータ用キャッシュ領域２１とにおいて関連するデータブロックを更新する。また、計算機１におけるリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７等の更新後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２についてリードオンリーデータ用キャッシュ領域１９と二次記憶機構７のリードオンリーデータ用キャッシュ領域２３とにおいて関連するデータブロックを更新する。なお、カレントデータの更新が行なわれた場合にも、リードオンリーデータの更新が行なわれた場合と同様に取り扱われる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態６によれば、実施の形態５によるのと同等の効果が得られるのに加えて、データの更新をした後に計算機が停止した場合でも、二次記憶機構にあるキャッシュ領域に保持されているデータブロックは消滅することがないので、プロセスが新たに主メモリのキャッシュ領域に保持されていたデータブロックを参照しようとする場合にも、自己の計算機の二次記憶機構にあるキャッシュ領域から参照することができるから、ネットワーク機構を介して他の計算機からデータを参照する必要もなくキャッシュのヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００５０】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７による分散データ管理システムを示す構成図である。図７において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態７は、実施の形態５と比較すると、キャッシュ領域管理機構１４が計算機１内に設置される点で相違する。
【００５１】
図７において、計算機１の主メモリ４内においてリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７およびカレントデータ用キャッシュ領域１８は、キャッシュ領域管理機構１４、二次記憶機構６、およびユーザプロセス８，９が直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられる。また、計算機２の主メモリ５内においてリードオンリーデータ用キャッシュ領域１９およびカレントデータ用キャッシュ領域２０は、二次記憶機構７およびユーザプロセス１０，１１が直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリに割り当てられる。
【００５２】
なお、この実施の形態７は、計算機１においてデータの更新が高頻度で実施されることを前提としている。また、計算機２は、計算機１が保持するデータの一部または全部を参照して画面に当該データを表示するものとする。計算機２は自計算機内にキャッシュ領域管理機構を有しないので、計算機１に設けられたキャッシュ領域管理機構１４が計算機２のリードオンリーデータ用キャッシュ領域１９およびカレントデータ用キャッシュ領域２０を管理する。
【００５３】
次に動作について説明する。
計算機１でリードオンリーデータの更新が行われると、更新される対象データがリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４は、主メモリ４のリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７において関連するデータブロックを更新する。その後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２についてリードオンリーデータ用キャッシュ領域１９において関連するデータブロックを更新する。なお、カレントデータの更新が行われた場合にも、リードオンリーデータの更新が行われた場合と同様に取り扱われる。
【００５４】
以上のように、この実施の形態７によれば、実施の形態５によるのと同等の効果が得られるのに加えて、キャッシュ領域管理機構１４を内部に有する計算機１については、ネットワーク機構３を介さずにリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７およびカレントデータ用キャッシュ領域１８へのアクセスが可能であるので、キャッシュ領域上のデータへのアクセスを高速に実施することができるという効果を奏する。
【００５５】
実施の形態８．
図８は、この発明の実施の形態８による分散データ管理システムを示す構成図である。図８において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので、その説明を省略する。実施の形態８は、実施の形態７と比較すると、主メモリにおいてキャッシュ領域を分割使用するのと同様に、二次記憶機構内にも分割使用されるキャッシュ領域を設定する点で相違する。
【００５６】
図８において、計算機１について、２１は主メモリ４内に配置されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７を包含するように対応付けられて二次記憶機構６内に設定されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域、２２は主メモリ４内に配置されたカレントデータ用キャッシュ領域１８を包含するように対応付けられて二次記憶機構６内に設定されたカレントデータ用キャッシュ領域である。また、計算機２について、同様に、２３は二次記憶機構７内に設定されたリードオンリーデータ用キャッシュ領域、２４は二次記憶機構７内に設定されたカレントデータ用キャッシュ領域である。
【００５７】
次に、動作について説明する。
計算機１でリードオンリーデータの更新が行われると、更新される対象データがリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７に存在する場合には、キャッシュ領域管理機構１４は、主メモリ４のリードオンリーデータ用キャッシュ領域１７と二次記憶機構６のリードオンリーデータ用キャッシュ領域２１とにおいて関連するデータブロックを更新する。その後、キャッシュ領域管理機構１４は、計算機２について主メモリ５のリードオンリーデータ用キャッシュ領域１９と二次記憶機構７のリードオンリーデータ用キャッシュ領域２３とにおいて関連するデータブロックを更新する。なお、カレントデータの更新が行われた場合にも、リードオンリーデータの更新が行われた場合と同様に取り扱われる。
【００５８】
以上のように、この実施の形態８によれば、実施の形態７によるのと同等の効果が得られるのに加えて、データの更新をした後に計算機が停止した場合でも、二次記憶機構にあるキャッシュ領域に保持されているデータブロックは消滅することがないので、プロセスが新たに主メモリのキャッシュ領域に保持されていたデータブロックを参照しようとする場合にも、自己の計算機の二次記憶機構にあるキャッシュ領域から参照することができるから、ネットワーク機構を介して他の計算機からデータを参照する必要もなくキャッシュのヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００５９】
なお、上記の実施の形態１から実施の形態８による分散データ管理システムでは、ネットワーク機構に接続される計算機を２台として説明したが、ネットワーク機構に接続される計算機が３台以上の場合においても、実施の形態１から実施の形態８による分散データ管理システムを実現することは勿論可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、計算機の主メモリ内において、当該計算機に接続される二次記憶機構および当該計算機内で発生される複数のプロセスが直接アクセス可能なアドレス空間として与えられる共有メモリにキャッシュ領域を割り当てるように構成したので、複数のプロセスがキャッシュ領域において同一のデータに対してアクセスすることができるから、キャッシュ領域の容量を小さくすることができてメモリ使用効率を向上できるという効果を奏する。
【００６１】
この発明によれば、主メモリにおいて、取り扱うデータの種類に基づいて使用するキャッシュ領域を区別するようにキャッシュ領域を分割して、取り扱うデータの種類数に対応した複数のサブキャッシュ領域を備えるように構成したので、異なる種類のデータが同一のサブキャッシュ領域を使用しないから、キャッシュ領域におけるヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００６２】
この発明によれば、主メモリに配置されたキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域を包含するように対応付けて、当該主メモリを有する計算機に接続された二次記憶機構にキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域を備えるように構成したので、データの更新をした後に計算機が停止した場合でも、二次記憶機構内のキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域に保持されているデータブロックは消滅することがないので、プロセスが新たに主メモリのキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域に保持されていたデータブロックを参照しようとする場合にも、自計算機の二次記憶機構にあるキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域から参照することができるから、他の計算機にネットワーク機構を介してデータを参照する必要もなくキャッシュのヒット率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００６３】
この発明によれば、計算機内部に設けられ、当該計算機のキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域には直接アクセス可能であり、他の計算機のキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域にはネットワーク機構を介してアクセスして管理するキャッシュ領域管理機構を備えるように構成したので、キャッシュ領域管理機構を有する計算機については、ネットワーク機構を介さずにキャッシュ領域またはサブキャッシュ領域へのアクセスが可能であるから、キャッシュ領域またはサブキャッシュ領域上のデータへのアクセスを高速に実施することができるという効果を奏する。
【００６４】
この発明によれば、取り扱うデータに対応したそれぞれの種類のサブキャッシュ領域毎に、当該サブキャッシュ領域を管理するキャッシュ領域管理機構を備えるように構成したので、それぞれのキャッシュ領域管理機構の構造を簡単にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態６による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態７による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態８による分散データ管理システムを示す構成図である。
【図９】従来の分散データ管理システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１，２計算機、３ネットワーク機構、４，５主メモリ、６，７二次記憶機構、８，９，１０，１１ユーザプロセス（プロセス）、１２，１３，１５，１６キャッシュ領域、１４キャッシュ領域管理機構、１７，１９，２１，２３リードオンリーデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）、１８，２０，２２，２４カレントデータ用キャッシュ領域（サブキャッシュ領域）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed data management system for realizing efficient use of memory and high-speed data access when a distributed system is constructed.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows a conventional distributed data management system based on the client-server configuration shown in Section 5.2.3 (pp.262-265) of “Distributed Operating System” (ASTanenbaum, published by Prentice-Hall International, Inc.), for example. FIG.
[0003]
In the figure, reference numerals 101, 102, and 103 denote client computers, 104 denotes a network mechanism, 105 denotes a cache area management mechanism, and 106 denotes a server computer. As for the computer cache used in each client computer 101, 102, 103, the client computer 101 employs a method of allocating a cache in a memory space allocated to each process, and the client computer 102 is allocated to an OS kernel process. The client computer 103 employs a scheme in which the cache management process is configured as a user process and the cache is allocated in a memory space allocated to the cache management user process.
[0004]
Next, the operation will be described.
In any client computer 101, 102, 103, when referring to data in the user process, if there is the latest data in its own cache area set for each client computer, that is, if it hits Data is referred from the cache area, and when there is no data in its own cache area, that is, when there is a miss, the latest data is referred from another client computer or server computer 106 via the cache area management mechanism 105. When the process updates data, the data block related to the data is updated in the cache area, and the update information is notified to the cache area management mechanism 105.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional distributed data management system is configured as described above, in the method adopted by the client computer 101, when there are a plurality of processes in a single client computer, only the number of processes is cached. Since the area is set, a large amount of memory is required for the cache area, resulting in a problem of poor memory efficiency. For example, when the process A disappears, the cache area set for the process A also disappears, so that other processes refer to data stored in the cache area set for the process A thereafter. Even when trying to do so, the data has to be referred again from the server or the like, so that there is a problem that the cache hit rate decreases.
[0006]
In the method adopted by the client computer 102, data remains in the cache even after the process is extinguished. However, there is a problem that the access speed to the cache is slow because it is necessary to call the kernel function of the OS even if data exists on the cache.
[0007]
In the method adopted by the client computer 103, the cache management is left to the cache management user process, and the memory allocated to the user process is controlled under the management of the OS. Therefore, when the virtual memory method is adopted in the client computer 103, for example, the data on the cache managed by the cache management user process is not stored in the main memory but is swept out to the secondary storage mechanism. There was a problem that there was a case.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a distributed data management system that improves the memory use efficiency of a cache area.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a distributed data management system that suppresses a decrease in access speed to a cache.
[0010]
A further object of the present invention is to provide a distributed data management system that suppresses a decrease in cache hit rate.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The distributed data management system according to the present invention includes: A plurality of computers each having a main memory and a secondary storage mechanism connected thereto, a network mechanism connected to the plurality of computers to enable data transfer between the computers, and each connected to the network mechanism In a distributed data management system having a cache area management mechanism for managing a cache area provided for realizing high-speed data access in a computer via a network mechanism, the cache area is stored in the main memory of the computer. A secondary storage mechanism connected to the computer and a plurality of processes generated in the computer are allocated to a shared memory provided as an address space that can be directly accessed, and used in the main memory based on the update frequency of the data to be handled Cache area to distinguish The cache area of each computer is divided into a plurality of sub-cache areas corresponding to the update frequency of the data to be handled, and the cache area of each of the computers holds the common data. When a data block is updated in an area, the corresponding data block is updated in the cache area of another computer, and the sub-cache area is managed for each sub-cache area corresponding to the update frequency of the handled data. Equipped with cache area management mechanism It is what I did.
[0013]
The distributed data management system according to the present invention is provided inside a computer, can directly access the cache area of the computer, and accesses and manages the cache area of the other computer via a network mechanism. Is provided.
[0014]
The distributed data management system according to the present invention divides a cache area so as to distinguish a cache area to be used based on the type of data to be handled in the main memory, and a plurality of sub-cache areas corresponding to the number of types of data to be handled Is provided.
[0015]
The distributed data management system according to the present invention divides a cache area arranged in a secondary storage mechanism connected to a computer, and associates the cache area with a sub-cache area arranged in a main memory of the computer. The secondary storage mechanism is provided with a sub-cache area.
[0016]
The distributed data management system according to the present invention comprises a cache area management mechanism for managing each sub-cache area for each type of sub-cache area corresponding to the data to be handled.
[0017]
A distributed data management system according to the present invention is provided in a computer, and can directly access a sub-cache area of the computer, and a cache area that is accessed and managed via a network mechanism in a sub-cache area of another computer. A management mechanism is provided.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 and 2 are computers used in the distributed system, 3 is a network mechanism for connecting a plurality of computers such as computers 1 and 2 to realize data transfer between the computers, and 4 and 5 are computers 1 and 2, respectively. Main memory, 6 and 7 are secondary storage mechanisms connected to the computers 1 and 2, respectively, 8 and 9 are user processes (processes) generated in the computer 1, and 10 and 11 are generated in the computer 2 A user process (process), 12 is a cache area allocated to a shared memory provided as an address space that can be directly accessed by the secondary storage mechanism 6 and the user processes 8, 9 in the main memory 4 of the computer 1, and 13 is a Shared memory provided as an address space that can be directly accessed by the secondary storage mechanism 7 and the user processes 10 and 11 in the main memory 5 Cache space allocated, 14 is a cache area management mechanism that manages the cache area 12, 13 such as the computer 1 via the network mechanism 3. In addition, not only the secondary storage mechanism of the own computer but also the data blocks that are stored in the secondary storage mechanism of the other computer and become necessary due to the occurrence of the process are copied to the cache areas 12, 13 and the like.
[0019]
Each data has an identifier and is stored in any of the secondary storage mechanisms 6 and 7 of the computers 1 and 2. The data stored in the secondary storage mechanisms 6 and 7 is called master data. The cache area management mechanism 14 has an identifier of data stored in the secondary storage mechanisms 6, 7, etc. for each of the secondary storage mechanisms 6, 7, etc. of the computers 1, 2, etc.
[0020]
In addition, common data is held in the cache areas 12 and 13 of the computers 1 and 2. Therefore, if a data block is updated in the cache area of one computer, it is necessary to update the corresponding data block in the cache area of another computer in order to maintain the consistency of the cache area.
[0021]
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, in order to maintain the consistency of the cache area, a method of transferring the data changed every time data is updated and the identifier of the data to all the computers via the network mechanism 3 is adopted. ing. For other computers to which the changed data and the identifier of the data have been transferred, it is determined whether the target data changed by the cache area management mechanism 14 is held in the cache area or rejected. Further, in the computer that holds the master data for the target data, the master data is updated to the transferred data.
[0022]
For example, a case where the master data stored in the secondary storage mechanism 6 connected to the computer 1 is updated by the user process 8 will be considered. In this case, the computer 1 transfers the changed data and the identifier of the data to all the computers connected to the network mechanism 3. For the computer 2 to which the changed data and the identifier of the data have been transferred, if it is determined that the data changed by the cache area management mechanism 14 should be stored in the cache area 13, the computer 2 determines that the cache area 13 Write changed data to. Further, in a computer that holds the changed target data as master data, the master data is updated to the transferred data.
[0023]
Incidentally, since the data on the cache area 12 exists in the shared memory, the user process 9 can also be referred to. Since the target data is also written in the cache area 13 and the cache area 13 exists in the shared memory as well, the user processes 10 and 11 can also refer to the target data.
[0024]
In addition, as a method for maintaining the consistency of the cache area, a method in which each computer updates its own cache area from time to time, and every time the cache data is updated and the cache data is referred to is recorded. After checking whether the master data has been updated after the update time, a method of referring to the data, by adding an update flag to each cache data or master data, and setting an update flag every time there is a data change A method has been devised for determining whether to refer to master data based on an update flag when referring to data. In the first embodiment of the present invention, any method can be adopted as a method for maintaining the consistency of the cache area.
[0025]
As described above, according to the first embodiment, since the cache area is allocated to the shared memory, a plurality of processes can access the same data in the cache area. The memory usage efficiency can be improved by reducing the memory size.
[0026]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 2 of the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in that a cache area is set in the secondary storage mechanism.
[0027]
In FIG. 2, 15 is a cache area set in the secondary storage mechanism 6 connected to the computer 1, and 16 is a cache area set in the secondary storage mechanism 7 connected to the computer 2. The cache areas 15, 16, etc. set in the secondary storage mechanisms 6, 7, etc. are not limited to the secondary storage mechanism of the own computer, as are the cache areas set in the main memory. The data block stored in the memory and required by the occurrence of the process is copied.
[0028]
In addition, common data is held in the cache areas 15 and 16 set in the secondary storage mechanisms 6 and 7 and the like. Therefore, in the same way as the cache area set in the main memory, if there is a data block update in the cache area of the secondary storage mechanism connected to one computer, to maintain the consistency of the cache area, It is also necessary to update the corresponding data block in the cache area of the secondary storage mechanism connected to the computer.
[0029]
Further, the cache areas 15, 16 etc. set in the secondary storage mechanisms 6, 7, etc. have a relationship including the cache area set in the main memory, and have a backup function for the cache area set in the main memory. Have. That is, the data block existing in the cache area set in the main memory is always copied to the cache area set in the secondary storage mechanism.
[0030]
Next, the operation will be described.
When data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the cache area, the cache area management mechanism 14 causes the cache area 12 in the main memory 4 and the cache area 15 in the secondary storage mechanism 6 to be updated. And update the associated data block. After updating the cache areas 12 and 15 in the computer 1, the cache area management mechanism 14 updates data blocks related to the computer 2 in the cache area 13 of the main memory 5 and the cache area 16 of the secondary storage mechanism 7. .
[0031]
As described above, according to the second embodiment, in addition to obtaining the same effect as that of the first embodiment, even when the computer is stopped after updating the data, the secondary storage mechanism is used. Since a data block held in a cache area never disappears, even if a process tries to refer to a data block held in the cache area of the main memory, the secondary storage of its own computer Since it can be referred from the cache area in the mechanism, there is no need to refer to data from another computer via the network mechanism, and an effect of suppressing a decrease in the cache hit rate can be achieved.
[0032]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 3 of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The third embodiment is different from the first embodiment in that the cache area management mechanism 14 is installed in the computer 1.
[0033]
In FIG. 3, the cache area 12 in the main memory 4 of the computer 1 is allocated to a shared memory provided as an address space that can be directly accessed by the cache area management mechanism 14, the secondary storage mechanism 6, and the user processes 8 and 9. Further, the cache area 13 in the main memory 5 of the computer 2 is allocated to a shared memory provided as an address space that can be directly accessed by the secondary storage mechanism 7 and the user processes 10 and 11.
[0034]
The third embodiment is based on the premise that the computer 1 updates data frequently. Further, the computer 2 displays the data on the screen with reference to a part or all of the data held by the computer 1. Since the computer 2 does not have a cache area management mechanism in its own computer, the cache area management mechanism 14 provided in the computer 1 manages the cache area 13 of the computer 2.
[0035]
Next, the operation will be described.
When data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the cache area, the cache area management mechanism 14 updates the related data block in the cache area 12 of the main memory 4. Thereafter, the cache area management mechanism 14 updates the data block related to the computer 2 in the cache area 13 of the main memory 5.
[0036]
As described above, according to the third embodiment, in addition to obtaining the same effect as that of the first embodiment, the network mechanism 3 is provided for the computer 1 having the cache area management mechanism 14 therein. Since it is possible to access the cache area 12 without intervention, the access to the data in the cache area can be performed at high speed.
[0037]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 4 of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that a cache area is set in the secondary storage mechanism. In the figure, 15 is a cache area set in the secondary storage mechanism 6 connected to the computer 1, and 16 is a cache area set in the secondary storage mechanism 7 connected to the computer 2.
[0038]
Next, the operation will be described.
When data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the cache area, the cache area management mechanism 14 causes the cache area 12 in the main memory 4 and the cache area 15 in the secondary storage mechanism 6 to be updated. And update the associated data block. Thereafter, the cache area management mechanism 14 updates data blocks related to the computer 2 in the cache area 13 of the main memory 5 and the cache area 16 of the secondary storage mechanism 7.
[0039]
As described above, according to the fourth embodiment, in addition to obtaining the same effect as that of the third embodiment, even when the computer is stopped after the data is updated, the secondary storage mechanism is used. Since a data block held in a cache area never disappears, even if a process tries to refer to a data block held in the cache area of the main memory, the secondary storage of its own computer Since it can be referred from the cache area in the mechanism, there is no need to refer to data from another computer via the network mechanism, and an effect of suppressing a decrease in the cache hit rate can be achieved.
[0040]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 5 of the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the cache area is divided and the cache area to be used is distinguished according to the type of data to be handled.
[0041]
In FIG. 5, for the computer 1, reference numeral 17 denotes a read-only data cache area (sub-cache area) which is similarly set on the shared memory by dividing the cache area 12 for read-only data which is data with low update frequency. Reference numeral 18 denotes a current data cache area (sub-cache area) which is set on the shared memory by dividing the cache area 12 for current data which is frequently updated data. Similarly, for the computer 2, 19 is a read-only data cache area (sub-cache area), and 20 is a current data cache area (sub-cache area).
[0042]
Next, the operation will be described.
When read-only data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the read-only data cache area 17, the cache area management mechanism 14 reads the read-only data cache area in the main memory 4. 17 update the associated data block. Thereafter, the cache area management mechanism 14 updates the associated data block in the read-only data cache area 19 for the computer 2. Note that when current data is updated, it is handled in the same manner as when read-only data is updated.
[0043]
As described above, according to the fifth embodiment, since the cache area is divided according to the data type, different types of data do not use the same divided cache area. There is an effect that can be suppressed.
[0044]
In the above description, the case where one cache area management mechanism 14 is provided has been described. However, a cache area management mechanism may be provided for each data type. In this case, there is an effect that the structure of each cache area management mechanism 14 can be simplified.
[0045]
In the above description, the case where data is classified according to the update frequency has been described. For example, the data amount, the data reference frequency, the required data update speed, the right to read / write data, the updatable user, etc. It is also possible to classify the data according to the above.
Further, in the above description, the case where data is classified into two types of read-only data and current data has been described, but it is also possible to adopt a configuration in which data is classified into three or more types.
[0046]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that a cache area to be divided and used is also set in the secondary storage mechanism in the same manner as the cache area is divided and used in the main memory.
[0047]
In FIG. 6, for the computer 1, 21 is a read-only data cache area set in the secondary storage mechanism 6 in association with the read-only data cache area 17 arranged in the main memory 4. (Sub cache area), 22 is a current data cache area (sub cache area) set in the secondary storage mechanism 6 in association with the current data cache area 18 arranged in the main memory 4 ). Similarly, for the computer 2, 23 is a read-only data cache area (sub-cache area) set in the secondary storage mechanism 7, and 24 is a current data cache area set in the secondary storage mechanism 7. (Sub-cache area).
[0048]
Next, the operation will be described.
When read-only data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the read-only data cache area 17, the cache area management mechanism 14 reads the read-only data cache area in the main memory 4. 17 and the data block related to the read-only data cache area 21 of the secondary storage mechanism 6 are updated. After updating the read-only data cache area 17 and the like in the computer 1, the cache area management mechanism 14 uses the read-only data cache area 19 and the read-only data cache area 23 of the secondary storage mechanism 7 for the computer 2. Update the associated data block. Even when the current data is updated, it is handled in the same manner as when the read-only data is updated.
[0049]
As described above, according to the sixth embodiment, in addition to obtaining the same effect as that of the fifth embodiment, even when the computer is stopped after updating the data, the secondary storage mechanism is used. Since a data block held in a cache area never disappears, even if a process tries to refer to a data block held in the cache area of the main memory, the secondary storage of its own computer Since it can be referred from the cache area in the mechanism, there is no need to refer to data from another computer via the network mechanism, and an effect of suppressing a decrease in the cache hit rate can be achieved.
[0050]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 7 of the present invention. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. The seventh embodiment is different from the fifth embodiment in that a cache area management mechanism 14 is installed in the computer 1.
[0051]
In FIG. 7, the read-only data cache area 17 and the current data cache area 18 in the main memory 4 of the computer 1 are directly accessible by the cache area management mechanism 14, the secondary storage mechanism 6, and the user processes 8 and 9. Allocated to shared memory given as address space. In the main memory 5 of the computer 2, the read-only data cache area 19 and the current data cache area 20 are allocated to a shared memory provided as an address space that can be directly accessed by the secondary storage mechanism 7 and the user processes 10 and 11. It is done.
[0052]
This Embodiment 7 is based on the premise that the computer 1 updates data frequently. Further, the computer 2 displays the data on the screen with reference to a part or all of the data held by the computer 1. Since the computer 2 does not have a cache area management mechanism in its own computer, the cache area management mechanism 14 provided in the computer 1 manages the read-only data cache area 19 and the current data cache area 20 of the computer 2.
[0053]
Next, the operation will be described.
When read-only data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the read-only data cache area 17, the cache area management mechanism 14 reads the read-only data cache area in the main memory 4. 17 update the associated data block. Thereafter, the cache area management mechanism 14 updates the associated data block in the read-only data cache area 19 for the computer 2. Note that when the current data is updated, it is handled in the same manner as when the read-only data is updated.
[0054]
As described above, according to the seventh embodiment, in addition to obtaining the same effect as that of the fifth embodiment, the network mechanism 3 is provided for the computer 1 having the cache area management mechanism 14 therein. Since the access to the read-only data cache area 17 and the current data cache area 18 is possible without intervention, access to the data in the cache area can be performed at high speed.
[0055]
Embodiment 8 FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a distributed data management system according to Embodiment 8 of the present invention. 8, the same reference numerals as those in FIG. 7 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The eighth embodiment is different from the seventh embodiment in that a cache area to be divided and used is also set in the secondary storage mechanism in the same manner as the cache area is divided and used in the main memory.
[0056]
In FIG. 8, for the computer 1, 21 is a read-only data cache area set in the secondary storage mechanism 6 in association with the read-only data cache area 17 arranged in the main memory 4. , 22 are current data cache areas set in the secondary storage mechanism 6 in association with each other so as to include the current data cache area 18 arranged in the main memory 4. Similarly, regarding the computer 2, 23 is a read-only data cache area set in the secondary storage mechanism 7, and 24 is a current data cache area set in the secondary storage mechanism 7.
[0057]
Next, the operation will be described.
When read-only data is updated in the computer 1, if the target data to be updated exists in the read-only data cache area 17, the cache area management mechanism 14 reads the read-only data cache area in the main memory 4. 17 and the data block related to the read-only data cache area 21 of the secondary storage mechanism 6 are updated. Thereafter, the cache area management mechanism 14 updates related data blocks in the read-only data cache area 19 of the main memory 5 and the read-only data cache area 23 of the secondary storage mechanism 7 for the computer 2. Note that when the current data is updated, it is handled in the same manner as when the read-only data is updated.
[0058]
As described above, according to the eighth embodiment, in addition to obtaining the same effect as that of the seventh embodiment, even when the computer is stopped after updating the data, the secondary storage mechanism is used. Since a data block held in a cache area never disappears, even if a process tries to refer to a data block held in the cache area of the main memory, the secondary storage of its own computer Since it can be referred from the cache area in the mechanism, there is no need to refer to data from another computer via the network mechanism, and an effect of suppressing a decrease in the cache hit rate can be achieved.
[0059]
In the distributed data management system according to the first to eighth embodiments described above, two computers are connected to the network mechanism. However, even when there are three or more computers connected to the network mechanism. Of course, it is possible to realize the distributed data management system according to the first to eighth embodiments.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a main memory of a computer, a secondary storage mechanism connected to the computer and a shared memory provided as an address space that can be directly accessed by a plurality of processes generated in the computer Since the cache area is allocated to each other, multiple processes can access the same data in the cache area, so that the capacity of the cache area can be reduced and the memory usage efficiency can be improved. Play.
[0061]
According to the present invention, in the main memory, the cache area is divided so as to distinguish the cache area to be used based on the type of data to be handled, and a plurality of sub-cache areas corresponding to the number of types of data to be handled are provided. Since it is configured, since different types of data do not use the same sub-cache area, it is possible to suppress a decrease in hit rate in the cache area.
[0062]
According to the present invention, the secondary storage mechanism connected to the computer having the main memory is provided with the cache area or the sub-cache area in association with the cache area or the sub-cache area arranged in the main memory. Since the data block held in the cache area or sub-cache area in the secondary storage mechanism does not disappear even if the computer stops after updating the data, the process is newly Even when trying to reference a data block held in the cache area or sub-cache area of the main memory, it can be referenced from the cache area or sub-cache area in the secondary storage mechanism of the local computer. There is no need to reference data via a network mechanism to the computer. An effect that it is possible to suppress a decrease in Interview hit ratio.
[0063]
According to the present invention, the cache area or sub-cache area of the computer that is provided inside the computer is directly accessible, and the cache area or sub-cache area of another computer is accessed and managed via the network mechanism. Since the cache area management mechanism is provided, the computer having the cache area management mechanism can access the cache area or sub-cache area without going through the network mechanism. There is an effect that the data can be accessed at high speed.
[0064]
According to the present invention, since each type of sub-cache area corresponding to the data to be handled is provided with the cache area management mechanism for managing the sub-cache area, the structure of each cache area management mechanism is simplified. There is an effect that can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a distributed data management system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a distributed data management system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a distributed data management system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a distributed data management system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a distributed data management system according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a distributed data management system according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a distributed data management system according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a distributed data management system according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional distributed data management system.
[Explanation of symbols]
1, 2 computer, 3 network mechanism, 4, 5 main memory, 6, 7 secondary storage mechanism, 8, 9, 10, 11 user process (process), 12, 13, 15, 16 cache area, 14 cache area management Mechanism, 19, 19, 21, 23 Read-only data cache area (sub-cache area), 18, 20, 22, 24 Current data cache area (sub-cache area).

Claims

A plurality of computers each having a main memory and connected to a secondary storage mechanism;
A network mechanism that is connected to these multiple computers and enables data transfer between the computers,
In a distributed data management system having a cache area management mechanism for managing a cache area provided to realize high-speed data access in each computer connected to the network mechanism via the network mechanism,
A cache area is allocated in a main memory of a computer to a secondary memory mechanism connected to the computer and a shared memory provided as an address space that can be directly accessed by a plurality of processes generated in the computer,
In the main memory, the cache area is divided so as to distinguish the cache area to be used based on the update frequency of the handled data, and has a plurality of sub-cache areas corresponding to the update frequency of the handled data.
If there is a data block update in the cache area of one computer so that the common data is held in all the cache areas of the respective computers, the corresponding data block is also stored in the cache area of the other computer. Update ,
A distributed data management system comprising a cache area management mechanism for managing each sub-cache area for each sub-cache area corresponding to the update frequency of the handled data .

A cache area arranged in the secondary storage mechanism connected to the computer is divided, and the sub-cache area is allocated to the secondary storage mechanism in association with the sub-cache area arranged in the main memory of the computer. The distributed data management system according to claim 1, further comprising:

A cache area management mechanism that is provided inside a computer, is directly accessible to a sub-cache area of the computer, and has a cache area management mechanism that accesses and manages the sub-cache area of another computer via a network mechanism. Item 4. A distributed data management system according to item 1 .

A cache area arranged in the secondary storage mechanism connected to the computer is divided, and the sub-cache area is allocated to the secondary storage mechanism in association with the sub-cache area arranged in the main memory of the computer. 4. The distributed data management system according to claim 3, further comprising: