JPH0677244B2

JPH0677244B2 - デイスクキヤツシユ装置

Info

Publication number: JPH0677244B2
Application number: JP62226648A
Authority: JP
Inventors: 密次郎内田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPS6470844A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はデイスクキヤツシユ装置に係り、特に順次アク
セスの検出方法と順次アクセス検出時のプリフエツチ実
施契期を実現するためのデイスクキヤツシユ装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

プリフエツチ方式は、中央処理装置のアクセスを予測し
て実際に中央処理装置からアクセスがある前にデータを
キヤツシユメモリに入れておくことにより、キヤツシユ
メモリのヒツト率を向上せしめるものであるが、デイス
クキヤツシユ装置および磁気デイスク装置はプリフエツ
チ処理中の間、使用中となつて中央処理装置からのアク
セスを受けることができなくなるため、短時間で効率よ
くプリフエツチ処理を行なうことが望ましい。

特に、中央処理装置からのアクセスが順次アクセスであ
ることが予測された場合のトラツク間にわたるプリフエ
ツチ方式として、Ｉ）トラツク内のレコードが順次アクセスされ、トラツ
クの最終レコードがアクセスされたとき、次トラツクを
プリフエツチする方式。

II）あるトラツクがアクセスされたとき、“ミス”なら
ば、その１つ前のトラツクに関して調査し、トラツク内
のレコードが順次アクセスされ、トラツクの最終レコー
ドがアクセスされていれば、アクセスされたトラツクの
次トラツクをプリフエツチする方式。

などがあつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したＩの方式の場合には、中央処理装置が複数フア
イルを時分割で処理していると、キヤツシユヒツトで処
理される最終レコードをアクセスするまでの間に磁気デ
イスクのヘツドが他のシリンダに移動して、プリフエツ
チを行なうためにシーク動作を必要とし、オーバーヘツ
ドとなる問題点があり、IIの方式の場合には、プリフエ
ツチによりキヤツシユ上に格納されたトラツクへのアク
セスはキヤツシユヒツトとなるため、その次のトラツク
はプリフエツチされないという問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のデイスクキヤツシユ装置は、多数のシリンダを
有しこの各シリンダに複数のトラツクを有しこの各トラ
ツクに複数のレコードを有する磁気デイスク装置を制御
し１トラツク内の全レコードを格納するデータスロツト
を多数有するキヤツシユメモリを備えた磁気デイスクサ
ブシステムにおいて、データスロツト毎にデータスロツ
トに上記磁気デイスク装置のトラツクの全レコードが格
納済であることを表示するフラグを記録する手段と、デ
ータスロツト毎に中央処理装置がアクセスしたレコード
の連続性を判定するためのカウンタとその中央処理装置
が最後にアクセスしたレコード番号を記録するレコード
番号フイールドを設けて、その中央処理装置が所定のレ
コードをアクセスしたときそのカウンタが「０」であれ
ばそのカウンタを「１」とするとともにアクセスされた
レコード番号をレコード番号フイールドに記録し、その
カウンタが「１」以上であればアクセスされたレコード
番号とレコード番号フイールドに記録されているレコー
ド番号の連続性を調べて連続であればそのカウンタを
「１」だけ増加させるとともにアクセスされたレコード
番号をレコード番号フイールドに記録し、非連続であれ
ばそのカウンタを「０」とする手段と、上記中央処理装
置が上記データスロット内のトラックの最終レコードを
アクセスして入出力動作を終了したときに、上記カウン
タがＮ（N:1以上の整数）以上であればアクセスされた
トラックの次のトラックをプリフェッチ対象トラックと
し、このプリフェッチ対象トラックが上記キャッシュメ
モリ上に存在していなければそのキャッシュメモリ上に
プリフェッチ対象トラック用のデータスロットを確保し
た上で上記磁気ディスク装置のヘッドがプリフェッチ対
象トラックを含むシリンダに位置づけられているか調査
し、位置づけられている場合はデータスロットにプリフ
ェッチ対象トラックの全てのレコードを格納し、位置づ
けられていない場合はデータスロットのレコード番号フ
ィールドに「０」、カウンタにＮ以上の整数を記録する
手段と、上記調査により上記磁気ディスク装置のヘッド
がプリフェッチ対象トラックを含むシリンダに位置づけ
られていなかったとして上記プリフェッチ対象トラック
用のデータスロットに格納されなかったレコードを上記
中央処理装置がアクセスして入出力動作を終了したとき
に、そのプリフェッチ対象トラックの全てのレコードを
データスロットに格納する処理を行った後、上記カウン
タがＮ以上であればアクセスされたトラックの次のトラ
ックをプリフェッチ対象トラックとし、このプリフェッ
チ対象トラックが上記キャッシュメモリ上に存在してい
なければそのキャッシュメモリ上にプリフェッチ対象ト
ラック用のデータスロットを確保した上で上記磁気ディ
スク装置のヘッドがプリフェッチ対象トラックを含むシ
リンダに位置づけられているか調査し、位置づけられて
いる場合はデータスロットにプリフェッチ対象トラック
の全てのレコードを格納し、位置づけられていない場合
はデータスロットのレコード番号フィールドに「０」、
該カウンタにＮ以上の整数を記録する手段とを備えてな
るようにしたものである。

〔作用〕

本発明においては、デイスクキヤツシユ装置のオーバー
ヘツドを最小にとどめながら、順次アクセスの検出およ
びプリフエツチを実行する。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図である。

図において、１はデイスクキヤツシユ装置で、このデイ
スクキヤツシユ装置１はマイクロプロセツサ２とキヤツ
シユアダプタ３および１トラツク内の全レコードを格納
するデータスロツトを多数有するキヤツシユメモリ４な
らびにホストアダプタ５とデイスクインタフエースアダ
プタ６とからなる。そして、上位装置としてホストプロ
セツサ（中央処理装置）７が設けられており、このホス
トプロセツサ７はホストアダプタ５と接続されている。
また、多数のシリンダを有しこの各シリンダに複数のト
ラツクを有しこの各トラツクに複数のレコードを有する
磁気デイスク装置8₁,8₂,8₃はデイスクインタフエースア
ダプタ６と接続されている。

そして、マイクロプロセツサ２とキヤツシユメモリ４お
よび磁気デイスク装置8₁〜8₃は、データスロツト毎にデ
ータスロツトに磁気デイスク装置8₁〜8₃のトラツクの全
レコードが格納済みであることを表示するフラグを記録
する手段を構成している。

また、マイクロプロセツサ２とキヤツシユメモリ４およ
びホストプロセツサ７は、データスロツト毎に中央処理
装置がアクセスしたレコードの連続性を判定するための
カウンタとその中央処理装置が最後にアクセスしたレコ
ード番号を記録するレコード番号フイールドを設けて、
その中央処理装置が所定のレコードをアクセスしたとき
そのカウンタが「０」であればそのカウンタを「１」と
するとともにアクセスされたレコード番号をレコード番
号フイールドに記録し、そのカウンタが「１」以上であ
ればアクセスされたレコード番号とレコード番号フイー
ルドに記録されているレコード番号の連続性を調べて連
続であればそのカウンタを「１」だけ増加させるととも
にアクセスされたレコード番号をレコード番号フイール
ドに記録し、非連続であればそのカウンタを「０」とす
る手段を構成している。

また、マイクロプロセツサ２とキヤツシユメモリ４およ
びホストプロセツサ７ならびに磁気デイスク装置8₁〜8₃
は、中央処理装置がデータスロット内のトラックの最終
レコードをアクセスして入出力動作を終了したときに上
記カウンタがＮ（N:1以上の整数）以上であればアクセ
スされたトラツクの次のトラツクをプリフエツチ対象ト
ラツクと、このプリフエツチ対象トラツクがキヤツシユ
メモリ４上に存在していなければそのキヤツシユメモリ
４上にプリフエツチ対象トラツク用のデータスロツトを
確保した上で磁気デイスク装置8₁〜8₃のヘツドがプリフ
エツチ対象トラツクを含むシリンダに位置づけられてい
るか調査し、位置づけられている場合はデータスロツト
にプリフエツチ対象トラツクの全てのレコードを格納
し、位置づけられていない場合はデータスロツトのレコ
ード番号フイールドに「０」、そのカウンタにＮ以上の
整数を記録する手段を構成している。

つぎにこの第１図に示す実施例の動作を第２図および第
３図を参照して説明する。この第２図および第３図は第
１図の動作説明に供する磁気デイスク装置上のレコード
の説明図および本発明で用いるテーブルの説明図であ
る。

第２図は磁気デイスク装置8₁〜8₃上のトラツクイメージ
であり、TR₁〜TR₃はある磁気デイスク装置の同一シリン
ダ内で連続したトラツクを示し、R₁₁,R₁₂……R₃₄は各ト
ラツクTR₁〜TR₃に記録されているレコードを示してい
る。

キヤツシユメモリ４のメモリ容量は、デイスクキヤツシ
ユ装置１の配下の磁気デイスク装置8₁〜8₃の記録容量よ
りかなり少なく、このキヤツシユメモリ４内には、磁気
デイスク装置8₁〜8₃内のデータの全てを格納することが
できないため、LRUアルゴリズムなどによりキヤツシユ
メモリ４に格納するデータを選別している。そして、こ
のキヤツシユメモリ４は連続したアドレス空間を持つ半
導体メモリであり、キヤツシユメモリ４内には、Ｙ本の
データバツフアが論理的に割当てられている。

第３図はこのデータバツフアのイメージであり、データ
格納エリア34には、磁気デイスク装置8₁〜8₃上の１トラ
ツク分のデータが格納される。なお、31はフラグを示
し、32はカウンタ、33はレコード番号を示す。

また、図には示していないが、キヤツシユメモリ４内に
は磁気デイスク装置8₁〜8₃上のトラツクとデータバツフ
アを関連づけるデイレクトリ情報が格納されており、マ
イクロプロセツサ２はこのデイレクトリ情報を参照する
ことによつて、あるトラツクに対してデータバツフアが
割当てられている（ヒツト）か、割当てられていない
（ミス）かを知ることができる。また、マイクロプロセ
ツサ２はこのデイレクトリ情報を操作することにより、
適当なデータバツフアを割当てから解放したり、解放中
のデータバツフアを別のトラツクに割当てることができ
る。

そして、ホストプロセツサ７があるレコードに対して読
み出しアクセスを要求したとき、マイクロプロセツサ２
はデイレクトリ情報を参照して、ヒット／ミス判定を行
なう。そして、ミスのときマイクロプロセッサ２はLRU
アルゴリズムなどにより適当なデータスロツトを選択し
て割当てから解放し、解放したデータスロツトをアクセ
スされたレコードを含むトラツクに割当てる。このと
き、マイクロプロセツサ２はデータスロツト内のフラグ
31,カウンタ32,レコード番号33（第３図参照）を初期化
して「０」とする。

その後、マイクロプロセツサ２は目的のトラツクに磁気
デイスク装置8₁〜8₃のヘツドを位置づけて、この磁気デ
イスク装置8₁〜8₃から目的のレコードを読み出してホス
トプロセツサ７に送ると同時にデータスロツトにも格納
し、さらに、ホストプロセツサ７の入出力動作が終了し
た後、トラツク上の全レコードをデータスロツトに格納
するまで磁気デイスク装置8₁〜8₃からの読み出し動作を
継続し、第３図に示すフラグ31に「１」をセツトするス
テージング処理を行なう。そして、ヒツトのとき、マイ
クロプロセツサ２は該当するデータスロツトのフラグ31
を調査して「１」であればデータスロツト内の目的のレ
コードをホストプロセツサ７に送り、「０」であれば上
記のステージング処理を行なう。

また、マイクロプロセツサ２はホストプロセツサ７が、
あるレコードをアクセスする毎に第３図に示すレコード
番号33をアクセスされたレコード番号に更新し、カウン
タ32が「０」であればこれを「１」とし、更新前のレコ
ード番号33に「１」を加えた値と更新後のレコード番号
33が一致していればカウンタ32を「１」だけ増加させ、
不一致であればカウンタ32を「０」とする。

この処理により、例えば、ホストプロセツサ７からの最
初のアクセスが“ミス”であつて、第２図に示すレコー
ドR₁₁,R₁₂,R₁₃の順にアクセスされた場合、レコードR₁₃
のアクセス終了時には第３図に示すカウンタ32はカウン
タ32＝「３」となり、レコードR₁₁,R₁₂,R₁₃の順にアク
セスされた場合、レコードR₁₂のアクセス終了時にはカ
ウンタ32＝「０」となつてカウンタ32の値によつてホス
トプロセツサ７からのアクセスの順序性を判定すること
ができる。なお、この実施例では、カウンタ32が「３」
以上の場合を順次アクセスと判定している。

そして、マイクロプロセツサ２はホストプロセツサ７が
第２図に示すトラツクTR₁の最終レコード（R₁₄）をアク
セスした後入出力動作を終了したとき、第３図に示すカ
ウンタ32が「３」以上であれば、トラツクTR₁の次トラ
ツクであるトラツクTR₂をプリフエツチ対象トラツクと
してトラツクTR₂のヒツト／ミスを判定する。トラツクT
R₂がヒツトであれば、トラツクTR₂は当入出力動作以前
にアクセスされていたのであるからトラツクTR₂のデー
タスロツトに対しては何ら操作しない。トラツクTR₂が
ミスであれば、次の入出力動作で、トラツクTR₂がアク
セスされる可能性はさらに高くなる。そして、マイクロ
プロセツサ２はトラツクTR₂のデータスロツトを用意し
て、第３図に示すフラグ31,レコード番号33に「０」、
カウンタ32に「３」をセツトする。次に磁気デイスク装
置8₁〜8₃のヘツド位置を調査し、シーク動作が必要が否
か判定する。

そして、ホストプロセツサ７が複数のフアイルを時分割
でアクセスしている場合、磁気デイスク装置8₁〜8₃のヘ
ツドはデイスクキヤツシユ装置１が第２図に示すレコー
ドR₁₂,R₁₃,R₁₄をキヤツシユメモリ４上で処理している
間に、トラツクTR₁を含むシリンダ以外に移動している
場合がある。

マイクロプロセツサ２はシーク動作が不要の場合、直ち
に第２図に示すトラツクTR₂の全レコードをトラツクTR₂
のデータスロツトに格納し、第３図に示すフラグ31を
「１」とする。これにより、近い従来の入出力動作で予
測通り第２図に示すレコードR₂₁がアクセスされたとき
キヤツシユヒツトとなり、さらに、更新前のレコード番
号（＝「０」）＋「１」と、更新後のレコード番号（＝
「１」）が等しいため、カウンタ32は「１」だけ増加し
て、アクセスの順序性を監視するカウンタ32は依然、入
出力動作が順次アクセスであることを表示することにな
る。

また、マイクロプロセツサ２はプリフエツチ対象トラツ
クをプリフエツチするためにシーク動作が必要な場合、
オーバーヘツドをさけるためにプリフエツチを行なわな
いが、第２図に示すトラツクTR₂のデータスロツトは前
述の状態で放置しておく。そして、中央処理装置７が近
い将来の入出力動作でレコードR₂₁をアクセスしたと
き、キヤツシユヒツトであるが第３図に示すフラグ31が
レコードを未格納であることを表示しているため、マイ
クロプロセツサ２は磁気デイスク装置8₁〜8₃のヘツドを
トラツクTR₂に位置づけて、この磁気ディスク装置8₁〜8
₃から目的のレコードを読み出してホストプロセッサ７
に送ると同時にデータスロットにも格納し、さらに、ホ
ストプロセッサ７の入出力動作が終了した後、トラック
上の全レコードをデータスロットに格納するまで磁気デ
ィスク装置8₁〜8₃からの読み出し動作を継続し、フラグ
31に「１」をセットするステージング処理を行う。この
ステージング処理の終了時に第３図に示すカウンタ32の
値により第２図に示すトラックTR₃に対して、プリフエ
ツチ対象トラツクか否かの判定を行なう。そして、プリ
フエツチ対象トラツクである場合には、シリンダまたが
りの場合、または不良／交替自動リンク動作後の場合を
除いて、シーク動作を必要としないため直ちにプリフエ
ツチが行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、デイスクキヤツ
シユ装置のオーバーヘツドを最小にとどめながら、順次
アクセスの検出およびプリフエツチの実行が可能となる
ため、デイスクキヤツシユ装置の性能を向上させること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図お
よび第３図は第１図の動作説明に供する磁気デイスク装
置上のレコードの説明図および本発明で用いるテーブル
の説明図である。１……デイスクキヤツシユ装置、２……マイクロプロセ
ツサ、３……キヤツシユアダプタ、４……キヤツシユメ
モリ、５……ホストアダプタ、６……デイスクインタフ
エースアダプタ、７……ホストプロセツサ（中央処理装
置）、8₁〜8₃……磁気デイスク装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のシリンダを有しこの各シリンダに複
数のトラックを有しこの各トラックに複数のレコードを
有する磁気ディスク装置を制御し１トラック内の全レコ
ードを格納するデータスロットを多数有するキャッシュ
メモリを備えた磁気ディスクサブシステムにおいて、データスロット毎にデータスロットに前記磁気ディスク
装置のトラックの全レコードが格納済みであることを表
示するフラグを記録する手段と、データスロット毎に中央処理装置がアクセスしたレコー
ドの連続性を判定するためのカウンタと該中央処理装置
が最後にアクセスしたレコード番号を記録するレコード
番号フィールドを設けて、該中央処理装置が所定のレコ
ードをアクセスしたとき該カウンタが「０」であれば該
カウンタを「１」とするとともにアクセスされたレコー
ド番号をレコード番号フィールドに記録し、該カウンタ
が「１」以上であればアクセスされたレコード番号とレ
コード番号フィールドに記録されているレコード番号の
連続性を調べて連続であれば該カウンタを「１」だけ増
加させるとともにアクセスされたレコード番号をレコー
ド番号フィールドに記録し、非連続であれば該カウンタ
を「０」とする手段と、前記中央処理装置が前記データスロット内のトラックの
最終レコードをアクセスして入出力動作を終了したとき
に、前記カウンタがＮ（N:1以上の整数）以上であれば
アクセスされたトラックの次のトラックをプリフェッチ
対象トラックとし、このプリフェッチ対象トラックが前
記キャッシュメモリ上に存在していなければ該キャッシ
ュメモリ上にプリフェッチ対象トラック用のデータスロ
ットを確保した上で前記磁気ディスク装置のヘッドがプ
リフェッチ対象トラックを含むシリンダに位置づけられ
ているか調査し、位置づけられている場合はデータスロ
ットにプリフェッチ対象トラックの全てのレコードを格
納し、位置づけられていない場合はデータスロットのレ
コード番号フィールドに「０」、該カウンタにＮ以上の
整数を記録する手段と、前記調査により前記磁気ディスク装置のヘッドがプリフ
ェッチ対象トラックを含むシリンダに位置づけられてい
なかったとして前記プリフェッチ対象トラック用のデー
タスロットに格納されなかったレコードを前記中央処理
装置がアクセスして入出力動作を終了したときに、その
プリフェッチ対象トラックの全てのレコードをデータス
ロットに格納する処理を行った後、前記カウンタがＮ以
上であればアクセスされたトラックの次のトラックをプ
リフェッチ対象トラックとし、このプリフェッチ対象ト
ラックが前記キャッシュメモリ上に存在していなければ
該キャッシュメモリ上にプリフェッチ対象トラック用の
データスロットを確保した上で前記磁気ディスク装置の
ヘッドがプリフェッチ対象トラックを含むシリンダに位
置づけられているか調査し、位置づけられている場合は
データスロットにプリフェッチ対象トラックの全てのレ
コードを格納し、位置づけられていない場合はデータス
ロットのレコード番号フィールドに「０」、該カウンタ
にＮ以上の整数を記録する手段とを備えてなることを特徴とするディスクキャッシュ装
置。