JP3080416B2 - コントロ−ラにおける内部的動作の実行方法及びコントロ−ラ - Google Patents

コントロ−ラにおける内部的動作の実行方法及びコントロ−ラ

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JP3080416B2
JP3080416B2 JP03057307A JP5730791A JP3080416B2 JP 3080416 B2 JP3080416 B2 JP 3080416B2 JP 03057307 A JP03057307 A JP 03057307A JP 5730791 A JP5730791 A JP 5730791A JP 3080416 B2 JP3080416 B2 JP 3080416B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホストからの入出力命
令に基づいて当該ホストと外部記憶装置との間のデータ
の転送を制御するとともに、外部記憶装置に対してその
内部的動作を指示するコントローラに関する。内部的動
作とは、例えばデータの先読み、リトライ、キャッシュ
機構へのデータのライト、交代領域へのデータのライト
などである。
【0002】計算機システムで必要とされるファイルの
量は増加の一途をたどっており、この傾向は大量デ−タ
の処理を伴う画像処理などのアプリケーションの拡大
や、パソコンなどの普及でより顕著なものとなってい
る。
【0003】このようなファイルを格納する磁気ディス
ク装置などの外部記憶装置においては、デ−タのリード
ライトの機能の他に、前記のような内部的動作の実行機
能を備えることにより、ホスト側の負担を軽減したり、
また外部記憶装置側の性能を向上させている。
【0004】ここで、デ−タの先読みとは外部記憶装置
側でリード命令を受けた場合に、その命令によって要求
されたデ−タとともに後続のデ−タを媒体から読み出し
ておき、その後続デ−タに対するリード命令をうけたと
きに、媒体にアクセスすることなくデ−タを転送するこ
とであり、命令が出てからその実行が完了するまでのタ
ーンアラウンドタイムの全体としての短縮化が可能であ
る。
【0005】リトライとは、ディスク媒体などにおいて
リードに失敗した場合に媒体が1回転するのを待って再
びそのブロックのリードを行なうことである。
【0006】キャッシュ機構へのデ−タのライトとは、
例えば主メモリ中のデ−タをキャッシュ機構へいったん
戻すことであり、キャッシュ機構に格納されたデータは
外部記憶装置の空き時間を利用してキャッシュ機構から
外部記憶装置の方へライトバックされる。
【0007】交代領域へのデ−タのライトとは、ライト
しようとした媒体上の領域が欠陥領域である場合など
に、あらかじめ媒体上に設定されている交代領域へデ−
タをライトしなおすことである。
【0008】
【従来の技術】このような、デ−タの先読み,リトラ
イ,キャッシュ機構へのデ−タのライト,交代領域への
デ−タのライトなどの内部的動作を実行する間、以降の
入出力命令は待たされることになる。そして、この内部
的動作の要処理時間は、個々の外部記憶装置の特性(記
録フォーマット,駆動速度など)や、処理対象デ−タの
ディスク媒体上での位置などにより異なる。
【0009】そのため、ホストは、個々の外部記憶装置
の特性や、処理対象デ−タのディスク媒体上での位置を
知らない限り、内部的動作のための要処理時間をあらか
じめ確認することはできない。
【0010】この要処理時間が入出力命令のターンアラ
ウンドタイムを越えるような状況では、例えば画像処理
の場合には次の画面用デ−タが本来のタイミングで取り
出せないため一時的に画面表示が途切れることになる。
【0011】従来、これを回避するため次のような手法
を用いていた。ホストの方で外部記憶装置の特性など
のデ−タを用いて内部的動作の要処理時間を求め、この
結果に応じて所定の指示を外部記憶装置に与える。前
記内部的動作の実行機能のレベルを、使用対象となる外
部記憶装置の中でもっとも要処理時間がかかるものに合
わせて低く設定する。例えば、先読みのブロック数やリ
トライの回数を本来の値よりも少なくしたり、内部的動
作自体を実行しないようにする。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の手法
では、ホストに新たな負担をかけ、また外部記憶装置の
前記内部的動作の実行機能に対する制約が過大なものに
なりやすいという問題点があった。
【0013】そこで、本発明では、ホスト及び外部記憶
装置と接続されたコントロ−ラを用いて、ホストがあら
かじめ指定する実行許容時間を越えない範囲での外部記
憶装置の内部的動作の実行を制御することにより、ホス
ト及び外部記憶装置それぞれの処理効率を高めることを
目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図において、1は、ホストであり、主記憶装
置や外部記憶装置におけるリードライトを指示する入出
力命令を送るとともに、コントローラに対して外部記憶
装置の内部的動作の実行許容時間をあらかじめ指定す
る。
【0015】2は、ホスト及び外部記憶装置に接続され
たコントローラであり、ホストからの入出力命令に基づ
いて当該ホストと外部記憶装置との間のデータの転送を
制御するとともに、外部記憶装置に対しその内部的動作
を指示している。
【0016】指示手順は、例えば外部記憶装置の内部的
動作の要処理時間を求めて、これがホスト1から指定さ
れた実行許容時間を越えるときには、内部的動作の実行
を中止させるようになっている。
【0017】コントロ−ラ2のRAMには外部記憶装置
の内部的動作の実行許容時間や、当該内部的動作につい
てあらかじめ算出した要処理時間などが格納され、ま
た、ROMには外部記憶装置の性能情報、例えば媒体の
速度,記録フォーマット,隣接シリンダへのシークタイ
ムなどが格納されている。また、コントロ−ラ2のメモ
リ書換え手段は、RAMに格納された時間情報をホスト
1からの指示によって変更する。
【0018】3は、外部記憶装置であり、磁気ディス
ク,光学ディスク,磁気テープなどの各種の大容量記憶
装置が用いられ、デ−タのリードライトの本来の機能の
他に内部的動作の実行機能も備えている。コントローラ
2と外部記憶装置3とを一体にするか別体にするかは任
意である。
【0019】
【作用】本発明は、コントローラ2の作用により、ホス
ト1からあらかじめ指定された実行許容時間の範囲内で
は、外部記憶装置3は所定の内部的動作を実行して性能
の向上を図り、また、この内部的動作の実行のための要
処理時間があらかじめ指定された実行許容時間を越える
ようであればその実行を中止している。
【0020】このように、外部記憶装置の内部的動作の
実行を許容する程度を、ホストから指定される時間で制
限しているため、ホストは以降の入出力命令の実行まで
の時間の予測がつき、また外部記憶装置もホストが許容
する時間内で最大限の内部的動作を行なうことができ
る。
【0021】
【実施例】図2〜図5を用いて本発明の実施例を、磁気
ディスク装置の先読みの場合を前提にして説明する。図
2は、一般的な磁気ディスク装置の態様を示しており、
共通の回転軸に取り付けられた複数の磁気ディスク21の
それぞれには磁気ヘッド22が設けてあり、各磁気ディス
ク21には同心円の複数のトラック23が形成され、また回
転軸から等しい距離にあるトラックの集合としてのシリ
ンダ24が形成されている。
【0022】シリンダ24のそれぞれには外側から内側に
向かってシリンダ番号が付与され、任意のシリンダを構
成するトラックのそれぞれには上方から下方に向かって
トラック番号が付与されている。
【0023】図3は、磁気ディスク上の各トラックにお
ける固定長ブロック形式のデ−タ格納の状態を示すもの
で、デ−タはブロックとよばれる固定長領域の単位で格
納され、隣のブロックとの間にはGAP領域が設けられ
ている。
【0024】デ−タの格納順序は、トラックの先頭ブロ
ックから以降のブロックへと順に進み、そのトラックの
最後まで進んだときには同一シリンダの次のトラックに
いき、更に、そのシリンダの最後のトラックまで進んだ
ときには次のシリンダの最初のトラックへと移っていく
ようになっている。なお、「最後」とは、デ−タ訂正用
領域を除いた通常の書き込み領域を対象としたときのも
のである。
【0025】図4は、最終転送要求対象のブロックの読
み出しに続いて、それぞれの位置関係が異なる後続の三
ブロックのデ−タに対する先読み処理時間の相違を示し
た説明図である。
【0026】(a)は、同一トラック上で先読みする場
合、 (b)は、あるトラックの最後のブロックMから(同一シ
リンダの)次のトラックの最初のブロック0に跨がって
先読みする場合、 (c)は、あるシリンダの最後のトラックL(の最後のブ
ロックM)から次のシリンダの最初のトラック0(の最
初のブロック0)に跨がって先読みする場合、をそれぞ
れ示している。
【0027】tb はブロックでの処理時間、tg はGA
P領域での処理時間、tt はあるトラックの最後のブロ
ックの読み出しが終了してから(同一シリンダの)次の
トラックの最初のブロックの読み出しを開始するまでの
処理時間、またts はあるシリンダの最後のブロックの
読み出しが終了してから次のシリンダの最初のブロック
の読み出しを開始するまでの処理時間を示しており、前
記各場合の先読み処理時間は図示のようになる。これら
の処理時間はコントロ−ラ2のROMに保持されてい
る。
【0028】ここで、tb は1/(トラック当たりのブ
ロック数×媒体の回転数)の略式で求められる。同一シ
リンダにおけるトラック切り換えにはヘッドの移動を伴
わないのに対して、次のシリンダへのトラック切り換え
にはヘッドの移動を伴うことになるので、tt <ts
なる。
【0029】図5は、コントロ−ラ2が、ホストから指
定された時間内で先読み可能なブロック数を求める手順
を示す説明図であり、その内容は次のようになってい
る。 (1) k=Bt +Bn n=0 t=0 として、次のステップに進む。なお、Bt は読み出し命
令での先頭ブロック番号,Bn は読み出し命令での転送
対象ブロック数,kは転送対象ブロックに続くブロック
の番号,nは先読み可能なブロック数,tはブロックk
までの先読みに要する処理時間である。 (2)ブロックkがシリンダの先頭ブロックであるかどう
か、すなわち図4(c) の場合のブロック0に相当するか
どうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進
み、「NO」の場合はステップ (4)に進む。 (3) t=t+ts +tb として、ステップ (7)に進む。すなわち、シリンダの最
後のブロックの読み出しを終了してから次のシリンダの
最初のブロックを読み出すまでの処理時間を加算してい
る。 (4)ブロックkがトラックの先頭ブロックであるかどう
か、すなわち図4(b) の場合のブロック0に相当するか
どうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進
み、「NO」の場合はステップ (6)に進む。 (5) t=t+tt +tb として、ステップ (7)に進む。すなわち、トラックの最
後のブロックを読み出しを終了してから(同一シリンダ
の)次のトラックの最初のブロックを読み出すまでの処
理時間を加算している。 (6) t=t+tg +tb として、次のステップに進む。すなわち、同一トラック
において次のブロックを読み出すまでの処理時間を加算
している。 (7)先に求めたtと、ホストから指定された先読み制限
時間Tとの間に、 t≦T が成立するかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のス
テップに進み、「NO」の場合はステップステップ (9)に
進む。Tはコントロ−ラ2のRAMに格納されている。 (8) n=n+1 k=k+1 とし、ステップ (2)に戻る。次のブロックの先読み可能
性を調べるための処理である。 (9)先読み単位のブロック数Nの指定がされているかど
うかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、
「NO」の場合はステップ(11)に進む。 (10)Nの倍数の中、nを越えない最大の値を先読み対象
のブロック数とする。このnはホストから指定された先
読み制限時間の範囲で処理できるブロック数であるが、
実際の先読みデ−タのホストやキャッシュ機構への転送
はNブロック単位で実行されることになる。 (11)Bn の倍数の中、nを越えない最大の値を先読み対
象のブロック数とする。ステップ(10)の場合と同様の処
理である。
【0030】
【発明の効果】本発明は、このように、ホスト及び外部
記憶装置と接続されたコントロ−ラを用いて、ホストが
あらかじめ指定する実行許容時間を越えない範囲での外
部記憶装置の内部的動作の実行を指示しているので、ホ
スト及び外部記憶装置それぞれの処理効率を高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】磁気ディスク装置のトラック,シリンダなどの
概要を示す説明図である。
【図3】トラック上へのデ−タの格納形式を示す説明図
である。
【図4】先読み対象ブロックの媒体上の位置による先読
み時間の相違を示す説明図である。
【図5】本発明の、ホストから指定された時間内での先
読み可能なブロック数を求める手順を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1・・・ホスト 2・・・コントローラ 3・・・外部記憶装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/06 G06F 13/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホスト及び外部記憶装置と接続され、 ホストからの入出力命令に基づいて、当該ホストと当該
    外部記憶装置との間のデ−タ転送を制御するとともに
    当該外部記憶装置に対してその内部的動作を指示するコ
    ントロ−ラにおいて、 ホストは、コントローラに対して前記内部的動作の実行
    許容時間を指定し、 コントロ−ラは、前記内部的動作の要処理時間をあらか
    じめ求めて当該要処理時間が前記実行許容時間を越えな
    い範囲で、前記外部記憶装置に対して前記内部的動作の
    実行を指示すること、 を特徴としたコントロ−ラにおける内部的動作の実行方
    法。
  2. 【請求項2】 ホスト及び外部記憶装置と接続され、 ホストからの入出力命令に基づいて、当該ホストと当該
    外部記憶装置との間のデ−タ転送を制御するとともに、
    当該外部記憶装置に対してその内部的動作の実行を、あ
    らかじめ求めた当該内部的動作の要処理時間が当該ホス
    トから指定される実行許容時間を越えない範囲で指示す
    るコントロ−ラであって、 制御対象である各外部記憶装置の前記内部的動作の要処
    理時間を求めることに関する性能情報を保持する第一の
    メモリと、 前記内部的動作を行なうことが許される時間情報を格納
    する第二のメモリと、 第二のメモリに格納された前記時間情報をホストからの
    指示によって変更するメモリ書換え手段と、 を備えることを特徴とするコントロ−ラ。
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