JPH04270432A - ディスクキャッシュ制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク装置のアクセ
ス時間を向上させるために用いられるディスクキャッシ
ュ制御方式に関し、特に上位装置からアクセスされたト
ラックの次のトラックを先行してステージングするプリ
フェッチ機能を備えたディスクキャッシュ制御方式に関
する。

【０００２】近年のコンピュータ・システムの発展に伴
い、外部記憶装置の中心である磁気ディスク装置の大容
量かつ高速化が望まれており、磁気ディスク装置のアク
セスを高速化して必要なデータを主記憶装置に高速転送
することが必要である。しかし、磁気ディスク装置をア
クセスするにはヘッド位置付けに機械的動作を伴うため
、磁気ディスク装置のアクセス時間は中央処理装置の半
導体メモリに比較して大幅に遅く、アクセス時間差を減
少させる手段としてディスクキャッシュ制御方式が採用
されている。

【０００３】ディスクキャッシュ制御方式は、上位装置
からディスク装置をアクセスした際に、キャッシュメモ
リにトラックデータをステージングし、次の同一トラッ
クをアクセスした際にキャッシュメモリから読出すよう
にしたもので、ディスク装置のヘッド位置付けが不要で
あることから高速アクセスを実現できる。このようなデ
ィスクキャッシュ制御方式には、上位装置がディスク装
置のトラックデータを順次アクセスする場合、次のトラ
ックデータを先行してディスク装置から読出してキャッ
シュメモリにステージングする機能（以下「プリフェッ
チ・ステージング」という）が設けられ、これにより上
位装置のアクセスが必ずキャッシュヒットとなり、アク
セス速度を改善できる。

【０００４】しかし、上位装置の処理速度が高速化する
と、プリフェッチ・ステージング中に同一トラックがア
クセスされ、ステージングを終了するまでアクセスが待
たされる問題があり、この点の改善が望まれる。

【０００５】

【従来の技術】図１８はディスクキャッシュ制御方式を
備えた従来の計算機システムを示したもので、例えば磁
気ディスク制御装置（ＤＫＣ）２と複数の磁気ディスク
装置（ＤＫＵ）１−１〜１−ｎとの間に、キャッシュメ
モリ３を備えたディスクキャッシュ制御部（ＤＣＣ）４
を設けている。

【０００６】上位装置５は、中央処理装置（ＣＰＵ）７
、チャネル処理装置８及び主記憶装置１３を備え、チャ
ネル９を介して磁気ディスク装置２と接続される。中央
処理装置７はチャネル処理装置８を制御し、チャネル９
から磁気ディスク制御装置２を介して磁気ディスク装置
１−１〜１−ｎのいずれかを指定してデータを読み書き
する。尚、１２は磁気ディスク制御アダプタである。

【０００７】例えば中央処理装置７より磁気ディスク装
置１−１のデータ読出しのためのスタートＩ／Ｏ命令が
実行されると、チャネル９はチャネル命令語列に変換し
て磁気ディスク制御装置２にチャネル命令語を逐次発行
する。このチャネル命令語には、磁気ディスク装置１−
１の読出書込用のヘッドを目的のトラックに位置づけす
るシーク命令、トラック上の目的レコードの手前を検出
するセットセクタ命令、目的レコードを検索するサーチ
命令、更にリード命令／ライト命令等がある。

【０００８】磁気ディスク制御装置２はチャネル８から
のシーク命令を受け取ると、ディスクキャッシュ制御部
４に問い合わせて指定トラックのデータがキャッシュメ
モリ３に格納されているかどうかを判定する。もし、指
定トラックのデータが無いキャッシュ・ミスが判定され
ると、磁気ディスク制御装置２はデバイスアダプタ部１
１、具体的には磁気ディスク制御アダプタを経て磁気デ
ィスク装置１−１の指定トラックの内容を読出してキャ
ッシュメモリ３に格納する。

【０００９】一方、指定トラックのデータが既にキャッ
シュメモリ３に格納されているキャッシュ・ヒットが判
定されると、磁気ディスク装置１−１のヘッドの位置付
けは行わず、キャッシュメモリ３から指定トラックのデ
ータを読出し、チャネル９、チャネル処理装置８を経て
主記憶装置１３に転送する。従って、磁気ディスク装置
１のヘッド位置付けの必要がなく、アクセス時間は非常
に改善される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、キャッシュ
メモリ３の容量は、磁気ディスク制御装置２の配下の磁
気ディスク装置１−１〜１−ｎの容量に比較して数パー
セントであり、データは最も最近使われたデータの順番
にスペースが管理されている。即ち、最も古く使用され
たトラックデータから追い出してメモリ解放し、最も最
近使用されたデータ順にトラックデータが保持されるよ
うに考慮されている。

【００１１】更に、中央処理装置７が磁気ディスク装置
１−１〜１−ｎに記録されているデータを順次読む場合
、先行して次のトラックデータをキャッシュメモリ３に
ステージングするプリフェッチ・ステージング機能も実
現されている。即ち、プリフェッチ・ステージングは、
現在、中央処理装置７がアクセスしているトラックレコ
ードの次のトラックを磁気ディスク制御装置２とディス
クキャッシュ制御部４がキャッシュメモリ３にステージ
することである。

【００１２】このプリフェッチ・ステージングにより、
中央処理装置７が順次レコードを読むアクセスの場合、
一連のスタートＩ／Ｏは常にトラックヒットで処理され
、アクセス時間の改善が期待できる。しかし、より高速
な中央処理装置７では、磁気ディスク制御装置２とディ
スクキャッシュ制御部４が行うプリフェッチ・ステージ
ングを開始する前に、中央処理装置７がプリフェッチと
同一のトラックのレコードを読むスタートＩ／Ｏ命令を
実行する確率が高くなる。この場合、そのままプリフェ
ッチ・ステージングを行うと、スタートＩ／Ｏはプリフ
ェッチ動作が完了してからヒット処理されることになる
。見かけ上はトラック・ヒットだがプリフェッチ・ステ
ージしている間（ディスク１回転分）だけ待たされる結
果となり、中央処理装置７からのアクセス性能が低下す
る。

【００１３】図１９は従来のプリフェッチ・ステージン
グ処理の説明図であり、次のステップ（２ａ）〜（２ｈ
）からなる。尚、磁気ディスク装置１−１を指定したア
クセスを例にとる。 ステップ（２ａ）；いまディスクキャッシュ制御部４が
、ある指定トラックのプリフェッチ・ステージングが必
要と判断してジョブを作成する。ここでジョブとは、磁
気ディスク制御装置２内のディスク処理の単位であり、
スタートＩ／Ｏ毎やプリフェッチ毎に作成される。 ジョブの中にはディスク処理がスタートＩ／Ｏなのかプ
リフェッチなのか等の識別情報、処理対象のディスク装
置がどれかの指定情報、更にどのトラックなのか等の情
報が存在する。

【００１４】続いてディスクキャッシュ制御部４はプリ
フェッチ・ステージング処理のジョブの実行をデバイス
アダプタ部１１に依頼する。同時に指定トラックに関す
るディスクキャッシュ状態を「ミス」から「プリフェッ
チ開始」に変える。「プリフェッチ開始」とはディスク
装置がプリフェッチ・ステージのためにシーク及びセッ
トセクタ中であることを表す。

【００１５】ステップ（２ｂ）；デバイスアダプタ部１
１はジョブの内容から該当するデバイスとして例えば磁
気ディスク装置１−１を選択する。続いてプリフェッチ
処理なので目的のトラックの先頭レコードにヘッドを位
置付けるため、磁気ディスク装置１−１に「シーク」と
「セットセクタ」を命令して磁気ディスク装置１−１を
付き放す。

【００１６】ステップ（２ｃ）；磁気ディスク装置１−
１は命令されたトラックとレコード位置に機械的にヘッ
ドを位置付けるシークとセットセクタの動作を開始する
。 ステップ（２ｄ）；磁気ディスク装置１−１のシーク及
びセットセクタ動作中に、中央処理装置７がプリフェッ
チ・ステージ処理中のトラックと同一のトラックのレコ
ードを読むスタートＩ／Ｏを発行したとする。チャネル
アダプタ部１０はシーク、セットセクタ及びサーチの各
チャネル命令語を逐次受け取ってスタートＩ／Ｏのジョ
ブを作成する。そして、ディスクキャッシュ制御部４に
指定トラックのヒット判定を依頼する。

【００１７】ステップ（２ｅ）；ディスクキャッシュ制
御部４は指定トラックが現在「プリフェッチ開始状態」
で使用中であることをチャネルアダプタ部１０に通知す
る。チャネルアダプタ部１０は同一トラックが他のジョ
ブで使用中、即ちプリフェッチ・ステージング中なので
、ステージング完了を待つためにチャネル９と切り離れ
る。このジョブは指定トラック使用中が終了した時点で
実行される。

【００１８】ステップ（２ｆ）；デバイスアダプタ部１
１は磁気ディスク装置１−１がシーク及びセットセクタ
完了した時点で、磁気ディスク装置１−１からのプリフ
ェッチ・ステージングのリードを開始し、キャッシュメ
モリ３に格納させる。 ステップ（２ｇ）；デバイスアダプタ部１１はステージ
ング完了をディスクキャッシュ制御部４に通知する。こ
のため指定トラックのディスクキャッシュ状態はヒット
に移行する。ディスクキャッシュ制御部４は指定トラッ
ク使用中が終了し、スタートＩ／Ｏのジョブがキャッシ
ュ・ヒットで実行できることをチャネルアダプタ部１０
に通知する。

【００１９】ステップ（２ｈ）；チャネルアダプタ部１
０はチャネル９と再結合した後、スタートＩ／Ｏで指定
されたトラック上のレコードをキャッシュメモリ３から
チャネル９及びチャネル処理装置８を介して中央処理装
置７にデータ転送する。このように従来のディスクキャ
ッシュ制御方式におけるプリフェッチ・ステージングに
あっては、ステージング中に同一トラックを指定したス
タートＩ／Ｏが発行されると、プリフェッチ・ステージ
ングが終了してキャッシュ・ヒットとなるまでスタート
Ｉ／Ｏが実行待ちとなり、アクセス速度が低下する問題
があった。

【００２０】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、プリフェッチ・ステージ中のトラッ
クと上位装置が次にアクセスしたトラックと重なった場
合、上位装置のアクセス待ちを必要最小限に抑えた高速
アクセスができるディスクキャッシュ制御方式を提供す
ることを目的とする。

【００２１】

【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。まず本発明は、ディスク装置１を制御するデ
ィスク制御部２と、キャッシュメモリ３を備えたディス
クキャッシュ制御装置４とを有し、上位装置５がディス
ク装置１のトラックデータを順次アクセスする場合に、
次のトラックデータを先行してディスク装置１から読出
してキャッシュメモリ３にステージングする機能（プリ
フェッチ・ステージング）を備えたディスクキャッシュ
制御方式を対象とする。

【００２２】このようなディスクキャッシュ制御方式に
つき本発明にあっては、プリフェッチ・ステージング中
に上位装置５から現在ステージングを開始しているトラ
ックと同一トラックがアクセスされたことをディクスキ
ャッシュ制御装置４が判別した際に、キャッシュ状態管
理テーブル６の内容をステージング状態からミス・ステ
ージング状態に変更する。

【００２３】この変更後にディスク装置１からリード開
始通知を受けた時にミス・ステージ処理を実行してディ
スク装置から読出されたデータを上位装置５に転送する
と同時にキャッシュメモリ３にステージングし、上位装
置５への転送終了後に残りのトラックデータをキャッシ
ュメモリ３にステージングすることを特徴とする。また
ディスク制御装置２は複数のディスク装置１−１〜１−
ｎを制御し、ディスクキャッシュ制御装置４は複数のデ
ィスク装置１−１〜１−ｎに共用される。

【００２４】

【作用】このような構成を備えた本発明のディスクキャ
ッシュ制御方式によれば、上位装置５が順次ディスク装
置１をアクセスし、ディスク制御装置２とディスクキャ
ッシュ制御装置４で次のトラックのデータをキャッシュ
メモリにステージングしている際に、上位装置５の高速
化に伴ってステージング中のトラックと同一トラックの
アクセス命令が発行された場合には、ステージング対象
トラックの状態を示すキャッシュ管理テーブル６の内容
をステージング状態からミス・ステージング状態に変更
する。

【００２５】この変更後にディスク装置１よりリード開
始通知を受けたならば、ミス・ステージの実行によりリ
ードデータ（トラックの中の必要なレコード）を上位装
置５に転送する同時にキャッシュメモリ３にもステージ
ングする。即ち、従来のようにキャッシュ・ヒットを待
たずにディスク装置１のデータを上位装置５に転送でき
、ディスク１回転分に相当する上位装置のアクセス待ち
を不要にできる。

【００２６】上位装置５に対するデータ転送が終了する
と、残りのトラックデータをキャッシュメモリ３に格納
するポストステージングを行ない、最終的にキャッシュ
・ヒット状態に移行する。より具体的には、プリフェッ
チ・ステージング開始中に上位装置５から同一トラック
に対するスタートＩ／Ｏが発行された場合、従来のよう
なスタートＩ／Ｏをステージング完了まで待たせること
なしに、ミス・ステージングをしながら同時に上位装置
５にデータ転送することができきる。

【００２７】

【実施例】図２は本発明のディスクキャッシュ制御方式
を備えた計算機システムの一例を示した実施例構成図で
ある。図２において、５は上位装置であり、中央処理装
置（ＣＰＵ）７、チャネル処理装置８、主記憶装置１３
を備え、ディスク装置側とを結ぶ２つのチャネル９−１
，９−２を備えている。

【００２８】上位装置５に対しては磁気ディスク制御装
置２が設けられ、磁気ディスク制御装置２内には、ディ
スクアクセス用としてチャネルアダプタ部１０−１，１
０−２、デバイスアダプタ部１１−１，１１−２、これ
らに共用される共用制御テーブル１４、キャッシュメモ
リ３を備えたディスクキャッシュ制御部４が設けられる
。尚、チャネルアダプタ部１０−３，１０−４は他の上
位装置のために設けられる。

【００２９】チャネルアダプタ部１０−１，１０−２は
、中央処理装置７からチャネル９−１，９−２を介して
送られてくるチャネル命令語を解読し、またチャネル命
令語に付随するパラメータの受理し、更にチャネル９−
１，９−２との間の読み書き、データ転送を行う。更に
チャネルアダプタ部１０−１，１０−２は、キャッシュ
処理に関し、ディスクキャッシュ制御部４にアクセスす
べきトラック番号のヒット判定を依頼し、ディスクキャ
ッシュ制御部４から報告される判定結果を元に、キャッ
シュ・ヒット処理の実行や磁気ディスク装置１−１〜１
−ｎに対するミス・ステージング処理のジョブを作成す
る。

【００３０】キャッシュ・ヒットの場合は、キャッシュ
メモリ３をアクセスしてデータをチャネル９−１，９−
２から中央処理装置７に転送する。ミス・ステージング
の場合は、デバイスアダプタ部１１−１，１１−２に磁
気ディスク装置１−１〜１−ｎからのステージング実行
を依頼する。デバイスアダプタ部１１−１，１１−２は
、磁気ディスク装置１−１〜１−ｎの中の指定されいず
れか１つの装置の読出書込用のヘッドの位置付け（シー
ク）や、ディスク上のデータのリード又はライトを処理
する。また、キャッシュ・ミスの場合、磁気ディスク装
置１−１〜１−ｎからキャッシュメモリ３にデータ格納
するステージングのために、ディスクキャッシュ制御部
３にメモリスペースの確保を要求したり、ステージング
が完了したことを通知したりする。

【００３１】ディスクキャッシュ制御部３は、チャネル
アダプタ部１０−１，１０−２から依頼された指定の磁
気ディスク装置１−ｉのトラックのヒット判定を行う。 キャッシュ・ヒットの場合、トラックデータが格納され
ているキャッシュメモリ３の位置を判定を依頼したチャ
ネルアダプタ部１０−１又は１０−２に通知する。ミス
・ステージングの場合は、キャッシュメモリ３の割当て
や、ステージングを完了したキャッシュデータの管理、
更にはプリフェッチ・ステージングのジョブの作成など
を行う。

【００３２】共通制御テーブル１４は、中央処理装置７
からのスタートＩ／Ｏやディスクキャッシュ制御部から
のプリフェッチ・ステージング処理のために作成された
ジョブを記憶したり、配下の磁気ディスク装置１−１〜
１−ｎの状態情報を記憶するためのテーブル領域を持ち
、各制御部から参照及び更新が可能できる。磁気ディス
ク制御装置２内の各機能部間は内部共通バス１５−１，
１５−２でチャネル９−１，９−２の系統毎に論理結合
されており、内部共通バス１５−１，１５−２を介して
機能部間の命令の授受やテーブル情報の更新及び参照を
行う。

【００３３】図３は図２の共通制御テーブル１４の格納
内容を示したもので、図３（ａ）に示すように、キャシ
ュ状態管理テーブルとしてのデバイス管理テーブル６と
、ジョブテーブル群１６が設けられる。デバイス管理テ
ーブル６は、ディスク制御装置２に接続されている機番
＃０〜＃Ｎで示す磁気ディスク装置１−１〜１−ｎ分の
情報がある。デバイス管理テーブル６は図３（ｂ）に機
番＃ｉを取り出して示すように、 「現在トラック番号」 「ジョブ先頭位置」 「ジョブ最終位置」 「状態フラグ」 が設けられる。「現在トラック番号」は、磁気ディスク
装置１−ｉの書込読出用のヘッドがどのトラックに位置
付けられているかを記憶している。「ジョブ先頭位置」
及び「ジョブ最終位置」は、磁気ディスク装置１−ｉに
関して実行する「ジョブ・リンク」の先頭と最終の位置
を記憶している。「情報フラグ」には、いずれかのジョ
ブで使用中か否かを記憶している「使用中」フラグＦ１
、使用中の詳細状態としての「シーク／セットセクタ中
」フラグＦ２、「リード／ライト中」を記憶するフラグ
Ｆ３、更に、使用中が「プリフェッチ・ステージング」
であることを記憶するフラグＦ４がある。

【００３４】この内、「Ｆ２：シーク／セットセクタ中
」，「Ｆ３：リード／ライト中」，「Ｆ４：プリフェッ
チ・ステージ中」の各フラグは本発明によるプリフェッ
チ・ステージングのために追加したものである。「ジョ
ブ」は図示のように、磁気ディスク装置１−１／〜１−
ｎ単位にリンクが形成され、ジョブリンクの先頭と最終
はデバイス管理テーブル６から参照できる。ジョブリン
クにおける各ジョブのリンクとの関係は、図３（ｃ）に
示すように、「前ジョブ位置」、「後ジョブ位置」とし
て記憶されている。

【００３５】「目的トラック位置」には、このジョブが
実行すべきトラック番号を記憶しており、デバイス管理
テーブル６の記憶しているトラック番号と比較してシー
クが必要か否か判断される。「ジョブフラグ」は、この
ジョブが中央処理装置７からのスターヘトＩ／Ｏ、ディ
スクキャッシュ制御部３からのプリフェッチか等を記憶
するもので、スタートＩ／ＯのジョブフラグＪ１及びプ
リフェッチのジョブフラグＪ２を設けている。

【００３６】このプリフェッチのジョブフラグＪ２は本
発明によるプリフェッチ・ステージングのために追加し
たものである。次に図４を参照して本発明のディスクキ
ャッシュ制御方式における基本的なプリフェッチ・ステ
ージング処理の流れを説明すると、次のステップ（１ａ
）〜（１ｈ）に示すようになる。尚、チャネル９−１の
系統でアクセスが行なわれ、磁気ディスク装置１−１が
指定された場合を例にとる。

【００３７】ステップ（１ａ）；ディスクキャッシュ制
御部３は磁気ディスク装置１−１のある指定トラックの
プリフェッチ・ステージが必要と判断してジョブを作成
し、このプリフェッチ・ステージング処理のジョブの実
行をデバイスアダプタ部１１−１に依頼する。同時に指
定とラックに関するデバイス管理テーブル６のディスク
キャッシュ状態を「ミス」から「プリフェッチ開始」に
変える。

【００３８】ステップ（１ｂ）；デバイスアダプタ部１
１−１はジョブの内容から該当するデバイスとして磁気
ディスク装置１−１を選択する。この場合、プリフェッ
チ処理なので目的のトラックの先頭レコードにヘッドを
位置付けるために、磁気ディスク装置１−１に「シーク
」と「セットセクタ」を命令して磁気ディスク装置１−
１を付き放す。

【００３９】ステップ（１ｃ）；磁気ディスク装置１−
１は命令されたトラックとレコード位置に機械的にヘッ
ドを位置付けるシークとセットセクタの動作を開始する
。 ステップ（１ｄ）；磁気ディスク装置１−１のシーク及
びセットセクタ動作中に、中央処理装置７がプリフェッ
チ・ステージ処理と同一のトラックのレコードを読むス
タートＩ／Ｏを発行したとする。チャネルアダプタ部１
０−１はシーク、セットセクタ及びサーチのチャネル命
令語を逐次受け取ってスタートＩ／Ｏジョブを作成し、
ディスクキャッシュ制御部４に指定トラックのヒット判
定を依頼する。

【００４０】ステップ（１ｅ）；ディスクキャッシュ制
御部４は「プリフェッチ開始状態」のトラックにスター
トＩ／Ｏが実行されたことを判断し、チャネルアダプタ
部１０−１にトラック・ミスを通知する。続いて指定ト
ラックのディスクキャッシュ状態を「ミス・ステージ開
始」に切り換える。

【００４１】更に、デバイスアダプタ部１１−１が実行
中であるプリフェッチ・ステージ処理のジョブを撤回し
、スタートＩ／Ｏの「ミス・ステージング」処理のジョ
ブに変更し、トラック・ミスを受け取ったシーク及びセ
ットセクタ完了を待つためにチャネル９−１と切り離れ
る。このジョブは磁気ディスク装置１−１のシーク及び
セットセクタが完了した時点で実行される。

【００４２】ステップ（１ｆ）；デバイスアダプタ部１
１−１は、磁気ディスク装置１−１のシーク及びセット
セクタ完了した時点で、磁気ディスク装置１−１からの
ミス・ステージングのリードを開始する。このリードデ
ータはキャッシュメモリ３に格納されながら同時にデバ
イスアダプタ部１１−１、チャネルアダプタ部１０−１
を経由し、チャネル９−１から中央処理装置７に転送さ
れさる。

【００４３】ステップ（１ｇ）；スタートＩ／Ｏは指定
レコードのデータ転送が終了した時点で終了する。続い
てチャネルアダプタ部１０−１はデバイスアダプタ部１
１−１に残りのレコードのステージング、即ちポスト・
ステージングを依頼して処理終了する。このためディス
クキャッシュ状態は「ミス・ステージング」から「ポス
ト・ステージング」に移行する。

【００４４】ステップ（１ｈ）；デバイスアダプタ部１
１−１は、指定トラックのステージングが完了したこと
をディスクキャッシュ制御部４に通知し、最終的にキャ
ッシュ状態はヒットに移行する。次に図４に示した本発
明におけるプリフェッチ・ステージング処理を図３のデ
バイス管理テーブル６及びジョブテーブル群１６を参照
して説明すると次のようになる。

【００４５】いま中央処理装置７がチャネル９−１より
機番＃０の磁気ディスク装置１−１に対し順次アクセス
のリードを実行しており、あるトラック番号Ｎのヒット
転送時点でディスクキャッシュ制御部４がプリフェッチ
・ステージングが必要と判断したとする。この場合、デ
ィスクキャッシュ制御部４は磁気ディスク装置１−１の
トラック番号（Ｎ＋１）のプリフェッチ・ステージング
のジョブＨＢ１を作成し、デバイスアダプタ部１１−１
に実行を依頼する。このときキャッシュメモリ３の格納
場所も作成したジョブの情報の中に記憶しておく。以後
の処理は次のケース１，２，３に分かれる。

【００４６】［ケース１］デバイスアダプタ部１１−１
は、共通制御テーブル１４からジョブの内容を読み込み
、磁気ディスク装置１−１のトラック番号（Ｎ＋１）の
プリフェッチ処理と認識する。続いて、指定の磁気ディ
スク装置１−１を選択し、トラック番号＝（Ｎ＋１）へ
のシーク及びセットセクタを命令して磁気ディスク装置
１−１を突き放す。

【００４７】その後、デバイス管理テーブル６の内容を
更新する。即ち、現在トラック番号をプリフェッチ・ト
ラック（Ｎ＋１）、状態フラグの「使用中」、「シーク
／セットセクタ中」及び「プリフェッチ・ステージング
中」のフラグＦ１、Ｆ２，Ｆ４をオンにする。磁気ディ
スク装置１−１はシーク及びセットセクタの機械的なヘ
ッド位置付け動作を開始する。ヘッド位置付けの完了は
、磁気ディスク装置１−１からデバイスアダプタ部１１
−１に割り込みで通知される。この間、デバイス管理テ
ーブル６のディスク機番＃０の内容にはデバイスアダプ
タ部１１−１が更新した内容が記憶されている。

【００４８】ここで、順次アクセスでリードを実行して
いる中央処理装置７がトラック番号（Ｎ＋１）のレコー
ド、例えば先頭レコード番号１をリードするスタートＩ
／Ｏを発行したとする。チャネル９−１は命令をチャネ
ルインタフェースを介して磁気ディスク制御装置２のチ
ャネルアダプタ部１０−１に発行する。チャネルアダプ
タ部１０−１は内部共通バス１５を介してディスクキャ
ッシュ制御部４にスタートＩ／Ｏのトラック番号（Ｎ＋
１）のヒット判定を要求する。ディスクキャッシュ制御
部４は図３に示したように磁気ディスク装置１−１のデ
バイス制御テーブル６から、磁気ディスク装置１−１が
スタートＩ／Ｏと同一トラック番号でプリフェッチ・ス
テージング中にあり、且つ「シーク／セットセクタ中」
であるか否かを調べる。

【００４９】これらの条件を満足する場合、ディスクキ
ャッシュ制御部４はチャネルアダプタ部１０−１にキャ
ッシュ・ミスとプリフェッチ削除を応答する。チャネル
アダプタ部１０−１はプリフェッチ・ステージングのジ
ョブＪＢの内容をスタートＩ／Ｏに切り換える。具体的
には、「プリフェッチ」のジョブフラグＪ２ををオフに
して「スタートＩ／Ｏ」のジョブフラグＪ１をオンにす
る。

【００５０】更に磁気ディスク装置１−１のデバイス管
理テーブル６の状態フラグの「プリフェッチ・ステージ
中」フラグＦ４をオフする。これによって、磁気ディス
ク装置１−１がシーク及びセットセクタを完了した時点
でチャネル９−１と再結合し、ミス・ステージングしな
がらトラック番号（Ｎ＋１）のレコード番号１のデータ
をチャネル９−１から中央処理装置７に転送するスター
トＩ／Ｏを実行する。

【００５１】勿論、磁気ディスク装置１−１からのレコ
ード番号１のデータは同時にキャッシュメモリ３にステ
ージングされる。チャネル９−１とのデータ転送が完了
してスタートＩ／Ｏが終了した時点から、デバイスアダ
プタ部１１−１は引き続きトラック番号（Ｎ＋１）の残
りレコードをキャッシュメモリ３にステージングする。 そして、最終的にトラック番号（Ｎ＋１）のディスクキ
ャッシュ状態はヒット状態になる。

【００５２】［ケース２］デバイスアダプタ部１１−１
がプリフェッチ処理を実行しようとした時点で、既に磁
気ディスク装置１−１が別のジョブで使用中だった場合
、プリフェッチのジョブは現在実行中のジョブが終了す
るまでジョブ・リンクされた状態で待っている。

【００５３】この状態で順次アクセスでリードを実行し
ている中央処理装置７がトラック番号（Ｎ＋１）の先頭
レコード番号１をリードするスタートＩ／Ｏを発行した
とすると、ディスクキャッシュ制御部４は磁気ディスク
装置１−１のデバイス管理テーブル６から、ジョブリン
クを検索してプリフェッチ実行待ちのジョブの有無を探
し、存在すれば、そのジョブを削除してチャネルアダプ
タ部１０−１にキャッシュ・ミスを応答する。

【００５４】チャネルアダプタ部１０−１は新規にスタ
ートＩ／ＯのジョブＪＢ２を作成し、デバイスアダプタ
部１１−１にミス・ステージングの実行を依頼する。こ
のジョブは実際には磁気ディスク装置１−１を使用中の
別のジョブの後ろにリンクされる。 ［ケース３］更に、プリフェッチ処理が進んで実際に磁
気ディスク装置１−１のデータ・ステージングを開始し
た状態で、中央処理装置７がトラック番号（Ｎ＋１）の
先頭レコード番号１をリードするスタートＩ／Ｏを発行
した場合は、プリフェッチ処理は中断しないでスタート
Ｉ／Ｏはステージング完了後、ヒット転送で実行される
。

【００５５】図５は、図４に示した本発明におけるプリ
フェッチ・ステージング処理の概要を示したフローチャ
ートであり、スタートＩ／Ｏ発行時にステージ実行中で
且ステージング開始後であればステージング及び転送は
Ｓ１〜Ｓ３で行われ、ステージング開始前のミス・ステ
ージに変更して行うステージング及び転送はＳ１，Ｓ２
，Ｓ４で行われる。

【００５６】更にスタートＩ／Ｏ発行時にステージ実行
中であればＳ１，Ｓ５，Ｓ６により処理される。更に図
６は、磁気ディスク制御装置２でスタートＩ／Ｏが受理
された時のディスクキャッシュ動作の遷移状態を示す。 図７乃至図１７は本発明にによるディスクキャッシュ制
御の詳細を示したフローチャートであり、次のように分
けて示している。

【００５７】（１）スタートＩ／Ｏ処理　　　　　　（
図７）（２）スタートＩ／Ｏヒット処理（図７）（３）
チャネルアダプタ処理　　　　（図８）（４）デバイス
再結合処理　　　　　　（図９）（５）キャッシュ再結
合処理　　　　（図１０）（６）デバイスアダプタ処理
　　　　（図１１）（７）デバイスアダプタのアダプタ
再結合処理　　（図１２） （８）ディクスキャッシュ処理　　（図１３、図１４、
図１５、図１６、図１７） この内、本発明のおけるプリフェッチ・ステージング処
理は図７のスタートＩ／Ｏヒット処理（Ｓ１１〜Ｓ１３
）及び図１３乃至図１７のディスクキャッシュ処理で示
される。

【００５８】このうちディスクキャッシュ処理について
は、 図１４のキャッシュヒット判定処理（Ｓ４５〜Ｓ５９）
図１５のミス・ステージング処理（Ｓ６１，Ｓ６２）図
１５のステージ完了待ち処理（Ｓ６３，Ｓ６４）図１６
のプリフェッチ・ステージ完了待ち（Ｓ６７，Ｓ６８） 図１６のプリフェッチ・ジョブを削除（Ｓ６９，Ｓ７０
） 図１７のステージング完了処理（Ｓ７１〜Ｓ７６）に分
けて詳細に示される。

【００５９】尚、上記の実施例は磁気ディスク装置を例
にとるものであったが、本発明はこれに限定されず、光
ディスク装置や光磁気ディクス装置等の機械的なヘッド
位置付けを伴う適宜のディスク装置を含む。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
位装置の高速化に伴ってステージング中のトラックと同
一トラックのアクセス命令が発行された場合には、キャ
ッシュ状態をミス・ステージング状態に変更し、リード
開始通知を受けたならば、ミス・ステージの実行により
リードデータを上位装置に転送する同時にキャッシュメ
モリにもステージングし、従来のようにステージング終
了によるキャッシュ・ヒットを待たずに上位装置に転送
できることから、上位装置のアクセス待ちを短時間に抑
え、効率のよいプリフェッチ・ステージングができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例構成図

【図３】図２の共通制御テーブルの説明図

【図４】本発
明によるプリフェッチ・ステージングの基本的な処理の
流れを示した説明図

【図５】本発明のプリフェッチ・ステージングの概略を
示したフローチャート

【図６】本発明のディスクキャッシュ動作の遷移説明図

【図７】本発明によるスタートＩ／Ｏ処理及びスタート
Ｉ／Ｏヒット処理を示したフローチャート

【図８】本発
明によるチャネルアダプタ処理を示したフローチャート

【図９】本発明によるデバイス再結合処理を示したフロ
ーチャート

【図１０】本発明によるキャッシュ再結合処理を示した
フローチャート

【図１１】本発明によるデバイスアダプタ処理を示した
フローチャート

【図１２】本発明によるデバイスアダプタのデバイス再
結合処理を示したフローチャート

【図１３】本発明によるディスクキャッシュ制御処理を
示したフローチャート

【図１４】本発明によるディスクキャッシュ制御処理を
示したフローチャート（続き）

【図１５】本発明によるディスクキャッシュ制御処理を
示したフローチャート（続き）

【図１６】本発明によるディスクキャッシュ制御処理を
示したフローチャート（続き）

【図１７】本発明によるディスクキャッシュ制御処理を
示したフローチャート（続き）

【図１８】従来方式の装置構成図

【図１９】従来のプリフェッチ・ステージング処理の流
れを示した説明図

【符号の説明】

１，１−１〜１−ｎ：ディスク装置（磁気ディスク装置
） ２：ディスク制御装置（磁気ディスク制御装置）３：キ
ャッシュメモリ ４：ディスクキャッシュ制御装置（部）５：上位装置 ６：キャッシュ状態管理テーブル（デバイス管理テーブ
ル） ７：中央処理装置（ＣＰＵ） ８：チャネル処理装置 ９−１，９−２：チャネル １０−１〜１０−４：チャネルアダプタ部１１−１，１
１−２：デバイスアダプタ部１２：磁気ディスク制御ア
ダプタ １３：主記憶装置 １４：共通制御テーブル １５−１，１５−２：内部共通バス １６：ジョブテーブル群

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク装置（１）を制御するディスク制
   御部（２）と、キャッシュメモリ（３）を備えたディス
   クキャッシュ制御装置（４）とを有し、上位装置（５）
   が前記ディスク装置（１）のトラックデータを順次アク
   セスする場合、次のトラックデータを先行してディスク
   装置（１）から読出してキャッシュメモリ（３）にステ
   ージングする機能を備えたディスクキャッシュ制御方式
   に於いて、前記ディスクキャシュ制御装置（４）は、前
   記ステージング中に上位装置（５）から現在ステージン
   グを開始しているトラックと同一トラックがアクセスさ
   れたことを判別した際に、キャッシュ状態管理テーブル
   （６）の内容をステージング状態からミス・ステージン
   グ状態に変更し、該変更後にディスク装置（１）からリ
   ード開始通知を受けた時にミス・ステージ処理を実行し
   てディスク装置から読出されたデータを前記上位装置（
   ５）に転送すると同時にキャッシュメモリ（３）にステ
   ージングし、上位装置（５）への転送終了後に残りのト
   ラックデータをキャッシュメモリ（３）にステージング
   することを特徴とするディスクキャッシュ制御方式。
2. 【請求項２】請求項１記載のディスクキャッシュ制御方
   式に於いて、前記ディスク制御装置（２）は複数のディ
   スク装置（１−１〜１−ｎ）を制御し、前記ディスクキ
   ャッシュ制御装置（４）は複数のディスク装置（１−１
   〜１−ｎ）に共用されることを特徴とするディスクキャ
   ッシュ制御方式。