JP2644857B2

JP2644857B2 - データ転送方法

Info

Publication number: JP2644857B2
Application number: JP27625188A
Authority: JP
Inventors: 俊之木下; 克己竹田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH02123446A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は大型計算機が持つ主記憶装置，拡張記憶装
置，入出力装置のうち、拡張記憶装置と入出力装置間の
データ転送を主記憶装置と入出力装置間の既存の入出力
動作と同等に実行可能で、かつ実現が容易なデータ転送
方法、ならびに拡張記憶装置と入出力装置間のデータ転
送が命令処理装置のメモリ効率を低下させることを防止
するデータ転送方法に関する。

〔従来の技術〕

拡張記憶装置は、近年の大型計算機において安価で大
量のデータを格納可能な記憶媒体として装備されている
ものである。主記憶装置に使用されている半導体素子に
比べてアクセス速度は遅いが、その分安価であるため大
量に実装でき、これを可能とするために主記憶装置より
隔かに大きなアドレス付けが可能である。即ち、現在の
主記憶装置は31ビット表現のため最大2Gバイトまでアド
レス付けできるが、拡張記憶装置は１ページ（＝4096バ
イト）を単位とする32ビツト表現のため最大16Tバイト
（2Gバイトの8192倍）までアドレス付けできる。この拡
張記憶装置と主記憶装置のデータ転送には、専用の記械
命令が用意されており高速に同期的にデータ転送でき
る。一方入出力装置と主記憶装置間は、入出力動作によ
りデータ転送を行なう。

そこで拡張記憶装置と入出力装置間のデータ転送を行
なう場合には、プログラムにより主記憶装置上に拡張記
憶装置の転送単位である4096バイト若しくはその整数倍
の連続領域を確保し、先ず拡張記憶装置から主記憶装置
のこの領域にデータ転送し、次に主記憶装置上から入出
力動作によつて入出力装置にデータ転送（またはその逆
の手順）することにより実現していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、プログラムは本来拡張記憶装置と
入出力装置間のデータ転送を行ないたいにもかかわら
ず、主記憶装置上に中継用の領域を確保し、拡張記憶装
置・主記憶装置間のデータ転送を行ない、主記憶装置・
入出力装置間のデータ転送のための入出力動作の実行と
いう手続きを踏む必要がある。これはプログラムにはわ
ずらわしい処理であり、かつまた実行時の処理オーバヘ
ツドを伴う方法である。プログラムにとつては主記憶装
置などは全く意識せずに従来の入出力動作と同等の機能
と処理手順で、拡張記憶装置と入出力装置間の直接にデ
ータ転送する手段があつてほしい。

一方、この拡張記憶装置と入出力装置間の直接データ
転送を可能とするためには、入出力動作におけるデータ
の転送路であるチヤネルが拡張記憶装置に接続されてい
ることがデータ転送上最も有利であるが、これはハード
ウエアの物量を増加させ経済性の面で不利である。

そこで本発明の第１の目的は、プログラムからは拡張
記憶装置と入出力装置間のデータ直接転送機能が利用で
き、その一方で従来のデータ転送のためのハードウエア
機構を大きく追加・変更する必要がなく、かつ直接転送
のためのチヤネルを設けた場合に比べて性能が遜色ない
データ転送方法を提供することにある。

また、上記従来技術ではプログラムから入出力要求が
発行されるため、一般の入出力動作と同様に、転送デー
タは一たんワーク記憶装置内に格納されて（またワーク
記憶装置内に格納されているデータが）入出力装置へ転
送されていた。主記憶装置と入出力装置間の転送データ
は、主記憶装置上のデータとして命令処理装置が直後に
使用する可能性があるので、入出力動作と同時にワーク
記憶装置に格納しておく価値は高い。しかし拡張記憶装
置上のデータは主記憶装置上のものよりも一般に使用頻
度は低いので、拡張記憶装置と入出力装置間の転送デー
タをワーク記憶装置に格納することは、命令処理装置が
頻繁に使用しているワーク記憶装置上のデータを拡張記
憶装置・入出力装置間の転送データのために追い出して
しまい、命令処理装置のワーク記憶装置へのアクセス効
率が低下するという問題を引き起こしていた。

本発明の第２の目的は、拡張記憶装置・入出力装置間
のデータ転送をワーク記憶装置から隔離することによ
り、上記のような命令処理装置からのワーク記憶装置の
使用効率低下を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、ハードウエア専用の主記憶装置で
あるハードウエアシステム領域を経由することにより達
成される。ハードウエアシステム領域はプログラムから
は参照できない仮想記憶装置外の領域であるから、ここ
にハードウエアが中継用の領域を設定してもプログラム
の実行には支障をきたさない。しかも物理的には主記憶
装置の一部であるから従来のチヤネルを通じての入出力
動作の対象内であり、かつ（実アドレスを用いれば）拡
張記憶装置・入出力装置間のデータ転送命令の対象内で
もある。そこで、本発明ではこのハードウエアシステム
領域を拡張記憶装置と入出力装置間のデータ転送の中継
領域とすることで、新しくデータ転送のためのハードウ
エアを設けることなく、データ転送が可能となる。そし
てこの領域の管理をプログラムは全く関知する必要がな
く（関知できない）、従来のように主記憶装置がデータ
転送の中継として使用されることを意識する必要がない
ので、プログラムからはあたかも拡張記憶装置と入出力
装置間を直接にデータ転送しているものとして取り扱う
ことができる。

第２の目的は、システム制御装置内にワーク記憶装置
とは別に拡張記憶装置・入出力装置間データ転送専用の
転送バツフアを設け、プログラムから拡張記憶装置・入
出力装置間の直接のデータ転送を指定された場合には、
この転送バツフアを中継することにより達成される。

〔作用〕

第１の発明は、従来の拡張記憶装置と入出力装置間の
データ転送において必要としていた主記憶装置による中
継を、ハードウエアシステム領域に置き換えてプログラ
ムの介入を不要とする方法であるから、転送時間は伸延
されることはなく、むしろプログラム介入のための時間
が短縮される。

この発明では入出力動作においてデータ転送路となる
チヤネルを拡張記憶装置に接続せずに主記憶装置の一部
であるハードウエアシステム領域を中継するので、チヤ
ネル直結方式よりも転送時間が長くなることが考えられ
る。ところで、拡張記憶装置とハードウエアシステム領
域間のデータ転送には、拡張記憶装置と主記憶装置間の
データ転送に用いる高速の専用命令の機構を用いるの
で、１ページ（＝4096バイト）当り所要時間は数μ秒〜
数十μ秒であり、またハードウエアシステム領域と入出
力装置間のデータ転送、並びにチヤネル直結による拡張
記憶装置と入出力装置間のデータ転送は共に既存の入出
力動作により実行されるので、所要時間は数ミリ秒〜数
十ミリ秒である。従つて、主記憶装置（またはハードウ
エアシステム領域）を経由することのデータ転送の遅れ
はチヤネル直結に比べて1/1000程度であり、実質的な差
はないとみなすことができる。

第２の発明では、主記憶装置を経由せずにシステム制
御装置内の転送バツフアのみを中継するため、従来方式
や第１の発明で生じた主記憶装置・拡張記憶装置間のデ
ータ転送が発生せず、高速化が可能である。

〔実施例〕

本発明の一実施例を、第１図以下により説明する。

第１図は本願発明による入出力装置・拡張記憶装置の
直接データ転送方法の概要を示す。

第１図に示すように、全てのデータはシステム制御装
置（System Controllor:SC、102）を介して転送され
る。演算は命令処理装置（Instructi on Processor:I
P、101）内で実行されるため、演算に必要なデータは主
記憶装置（Main Storage:MS、105）から命令処理装置
（101）に送られて処理される。その際当該データはシ
ステム制御装置（102）内のワーク記憶装置（Work Stor
age:WS、104）に蓄えられる。その後同一データへの参
照は（ワーク記憶装置にある限り）ワーク記憶装置（10
4）から転送される。ワーク記憶装置（104）は主記憶装
置（105）より容量は小さいが高速アクセスが可能のた
め、性能向上のため必須である。このワーク記憶装置
（104）は主記憶装置（105）へのアクセス、拡張記憶装
置（Extended Storage:ES、107）へのアクセス、入出力
に伴うデータ転送の何れにおいてもデータの一時的な格
納場所となる。しかしこのワーク記憶装置（104）はあ
くまで一時的なデータ格納場所という位置付けであり、
入出力装置や主記憶装置・拡張記憶装置間のデータ転送
においては、転送の始点・終点は当該の入出力装置（In
put/Output Device、111〜113）、および主記憶装置（1
05）・拡張記憶装置（107）である。この既存の転送機
構を変更せずに入出力装置（111〜113）、拡張記憶装置
（107）間の（見掛け上の）直接データ転送を実現する
には、やはり主記憶装置（105）上に転送の中継領域を
設定する必要がある。

第２図は従来方式による入出力装置・拡張記憶装置間
のデータ転送方法の概要を示す。

図に示すように、従来の入出力装置（211〜213）・拡
張記憶装置（207）間のデータ転送では、プログラムが
主記憶装置（205）上に中継用の領域（231）を確保し、
先ず入出力装置（211〜213）からこの領域（231）へ既
存の入出力動作によりデータ転送を行ない、次に主記憶
装置（205）・拡張記憶装置（207）間のデータ転送命令
を用いて拡張記憶装置（207）に転送することを、プロ
グラムの指示により行なつていた。この主記憶装置・拡
張記憶装置間のデータ転送命令が発行されると、システ
ム制御装置（202）中のMS−ESデータ転送装置（203）が
動作して転送を実行する。

第１図に示すように、第１の発明ではこの既存のデー
タ転送機構に新たなハードウエア機構を追加することな
く、プログラムの介入を必要としていた主記憶装置のデ
ータ中継の手順を不要とするために、中継領域（131,13
2）をハードウエアシステム領域（Hardware System Are
s:HSA、106）に移行し、中継手順を自動化することを考
える。

そのために先ずプログラムが入出力装置（111〜113）
から拡張記憶装置（107）へ直接入出力を指示する手段
が必要である。第４図は既存の入出力におけるチヤネル
コンマド語の形式を示す。図に示すように、主記憶装置
（105）と入出力装置（111〜113）間で実行される既存
の入出力動作では、プログラムは入出力実行を指示する
ためのチヤネルコマンド語（Channel Command Word:CC
W）を作成し、これを指定して入出力実行命令を発行す
ると入出力装置（Input/Output Processor:IOP、108）
がこれを実行することにより実現されている。この場
合、アドレスフイールド（404）には主記憶装置上で当
該データの格納領域の実アドレスを指定する。

第５図は本発明における入出力装置・拡張記憶装置間
の直接データ転送方法のためのチヤネルコマンド語の形
式を示す。

図に示すように、拡張記憶装置（107）と入出力装置
（111〜113）間の入出力動作を実現するには、既存入出
力と同形式のチヤネルコマンド語（ただしコマンドコー
ド（501）は異なる）を指定して入出力実行命令を発行
することにより実現できる。この際、アドレスフイール
ド（504）の値は拡張記憶装置（107）中のデータ格納領
域（141）のアドレスを指定する。

ハードウエアシステム領域（106）内の中継領域（13
1,132）は、ハードウエアシステム領域（106）の初期化
するためのIMPL（Initial Micro−Program Load）実行
時に、同時に設定する。そして１面当り4096バイトと
し、各チヤネル毎に中継領域０（131）と中継領域１（1
32）の２面を設定する。

第６図は本発明における入出力処理装置の処理方法を
示す。

図に示すように、入出力処理装置（108）が拡張記憶
装置（107）と入出力装置（111〜113）間の直接転送コ
マンドの実行を指示された場合（600）は、もし転送長
が4096バイトより長ければこれを4096バイトのブロツク
に区切り（601）、第１ブロツク（121）を入出力装置
（110〜112）と使用するチヤネルに対応する中継領域０
（131）間で、既存の入出力動作により転送を行なう（6
02）。

次に入出力完了または4096バイトの転送完了時（61
0）には、その旨をシステム制御装置（102）に連絡する
（611）と同時に、まだ残りの転送データがあり（612）
かつ他方の中継領域１が使用可能な場合（613）は、２
番目のブロツク（122）を切りだして（614）中継領域１
（132）を用いてこれのデータ転送を開始する（615）。
もし残りの転送データがあり（612）かつ他方の中継領
域１が使用不可能ならば（613）、後続のデータ転送を
待たせる。以降、同様にして後続の残りの転送データが
無くなるまで、中継領域0,1を切り替えながらデータ転
送を継続する。

一方、連絡を受けたシステム制御装置（102）は、直
ちに既存のMS−ES間データ転送装置（103）を起動して
中継領域０（131）から拡張記憶装置（107）へのデータ
転送を実行する。この場合、MS−ES間データ転送装置の
データ転送速度は入出力動作におけるデータ転送速度よ
りも速いので、同じ4096バイトならば、中継領域・拡張
記憶装置間のデータ転送の方が中継領域・入出力装置間
のデータ転送よりも先に終了する。従つて、第1,第２の
ブロツクが共に4096バイトならば、並列して実行される
第２ブロツク（122）の入出力装置（111〜113）・中継
領域１（132）間のデータ転送と第１ブロツク（121）の
中継領域０（131）・拡張記憶装置（141）間のデータ転
送とでは、後者が先に完了する。すなわち入出力処理装
置（108）が第２ブロツク（122）の入出力装置（111〜1
13）・中継領域１（132）間のデータ転送を完了した時
点で、中継領域０（131）とMS−ES間データ転送装置（1
03）は使用可能である。最終ブロツクについては、一般
に4096バイトよりも短いので、入出力処理装置（108）
がデータ転送を完了した時点で必ずしもMS−ES間データ
転送装置（103）はデータ転送を完了していない場合が
あり、この場合に限り中継領域（131or132）とMS−ES間
データ転送装置（103）が使用可能になるまで待たされ
る（616）。

上記の処理において新たに必要となる機能は、何れも
以下に述べるように、既存のハードウエアを変更・追加
することなく実現することができる。システム制御装置
（102）への連絡は、既存の入出力動作においても入出
力完了を命令処理装置（101）へ連絡するための信号が
システム制御装置（102）を経由しているのでこれをそ
のまま使用できる。またハードウエアシステム領域（10
6）・拡張記憶装置（107）間のデータ転送の完了の連絡
も、既存の主記憶装置（105）・拡張記憶装置（107）間
のデータ転送命令において命令実行の完了を命令処理装
置（101）に連絡する信号がそのまま使用できる。従つ
て、この入出力装置（111〜113）・拡張記憶装置（10
7）間のデータ転送を実現するためには、以下の項目が
実現できれば良い。

（１）ハードウエアシステム領域（106）内にデータ転
送を中継するための領域（131〜132）を各チヤネル毎に
２面ずつ設定する。

（２）第５図に示すようなプログラムから直接に拡張記
憶装置（107）・入出力装置（111〜113）間のデータ転
送を指示するためのチヤネルコマント語を提供する。

（３）拡張記憶装置（107）・入出力装置（111〜113）
間のデータ転送要求を4096バイト毎のブロツクに区切
り、それらを順次ハードウエアシステム領域（106）内
の中継領域（131〜132）と入出力装置（111〜113）間で
データ転送する。その際、２面の中継領域（131〜132）
を切り替えて使用する。

（４）ブロツクのデータ転送の完了をシステム制御装置
（102）に連絡する。

（５）システム制御装置（102）は中継領域（131〜13
2）と拡張記憶装置（141）間のデータ転送を行なう。

このうち（１）は、IMPL時にロードするマイクロプロ
グラムを変更することにより実現できる。

また（２），（３）は、入出力処理装置（108）のマ
イクロプログラムを変更することにより実現できる。

（４）は、既存の入出力動作においても入出力完了を
命令処理装置（101）に連絡する信号がシステム制御装
置（102）を経由しているので、これをそのまま使用で
きる。

（５）は、既存のMS−ES間データ転送装置（103）を
使用できる。

第３図は本願発明による入出力装置・拡張記憶装置の
直接データ転送方法の他の一例の概要を示す。

図に示すように、この方法では、システム制御装置
（302）内にワーク記憶装置（304）とは別に拡張記憶装
置（307）と入出力装置（311〜313）間のデータ転送専
用の転送バツフア（331,332）を設け、拡張記憶装置（3
07）と入出力装置（311〜313）間の直接データ転送では
この転送バツフア（331,332）を中継する。転送バツフ
ア（331,332）の形式、使用方法は、第１の発明におい
てハードウエアシステム領域内に設定した中継領域（13
1〜132）と同様である。これを実現するためにはシステ
ム制御装置（302）のハードウエアを追加・変更する必
要がある。

〔発明の効果〕第１の発明により、既存の入出力装置・主記憶装置間
のデータ転送のための入出力動作と、主記憶装置・拡張
記憶装置間のデータ転送のための機構以外のハードウエ
アを追加・変更することなく、プログラムから見て拡張
記憶装置・入出力装置間の直接データ転送機能を実現で
きる。その際ハードウエアシステム領域中に必要となる
中継領域は多くても320Kバイト程度であり、かつデータ
転送時間は拡張記憶装置にチヤネルを直結する方式に比
べて、無視できる程度しか増加しない。

第２の発明により、拡張記憶装置・入出力装置間の転
送データをワーク記憶装置に格納しないため、命令処理
装置が使用しているワーク記憶装置上のデータが拡張記
憶装置・入出力装置間の転送データのために追い出され
て、命令処理装置のワーク記憶装置へのアクセス効率が
低下することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明による入出力装置・拡張記憶装置の直
接データ転送方法の概要を示す。第２図は従来方式による入出力装置・拡張記憶装置間の
データ転送方法の概要を示す。第３図は本願発明による入出力装置・拡張記憶装置間の
直接データ転送方法の他の一例の概要を示す。第４図は既存の入出力におけるチヤネルコマンド語の形
式を示す。第５図は本発明における入出力装置・拡張記憶装置間の
直接データ転送方法のためのチヤネルコマンド語の形式
を示す。第６図は本発明における入出力処理装置の処理方法を示
す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】命令処理装置と、プログラムからは参照することができずハードウエアが
参照するハードウエアシステム領域を有し、命令処理装置が直接にアクセスして、その上で演算可能
な主記憶装置と、大量のデータを同期的に高速に格納と取り出し可能な拡
張記憶装置と、大量のデータを入出力動作によつて非同期に書き込み・
読み出し可能な入出力装置と、命令処理装置と主記憶装置の中間に位置して主記憶装置
のキヤツシユメモリの働きをするワーク記憶を有して、
主記憶装置、拡張記憶装置、入出力装置間のデータ転送
を制御するシステム制御装置と、入出力動作を専用に制御する入出力処理装置からなる計
算機システムにおいて、入出力装置から拡張記憶装置へ転送すべきデータを一た
ん入出力装置からハードウエアシステム領域に既存の入
出力動作によつて転送し、次に該データをハードウエア
システム領域から拡張記憶装置へ、主記憶装置・拡張記
憶装置間データ転送命令によりデータ転送し、拡張記憶装置から入出力装置へ転送すべきデータを、拡
張記憶装置からハードウエアシステム領域を経由して入
出力装置へ転送することを特徴とするデータ転送方法。
【請求項２】システム制御装置内に入出力装置と拡張記
憶装置間のデータ転送のための転送バツフアを設け、入
出力装置と拡張記憶装置間の転送データをワーク記憶装
置にも主記憶装置にも格納せず、この転送バツフアを中
継して行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のデータ転送方法。