CN1127560A - 数据存储器处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据存储器处理装置,本发明的目的为提供包含脱机介质的存储器及改进用户的可利用率以及消除用户之间的不公平性。数据存储器处理的资源被划分并动态分配,同时数据存储器处理的资源中的各种多存储器是按照文件系统组合的并且是按照速度与特征分级配置的,而文件系统则是在这些分级的各种多存储器上建立的,从而用户能不加区分各种多存储器与/或文件系统而存取任意文件。

Description

数据存储器处理装置
本发明涉及数据存储器处理装置,并适用于根据客户机/服务器模型的网络存储服务器。
此前,作为多个用户通过网络公用的基于客户机/服务器模型的数据存储器处理设备(网络存储服务器),已出现过网络文件系统服务器,其将具有内装式磁盘与磁光盘的自动盘片柜(Jukcebox)连接在一个工作站上,并由工作站上操作系统一部分的设备驱动程序、唯一文件系统及文件设备的管理软件加载。
这一网络文件系统服务器使用一种软件,它使连接在网络上的计算机存储/文件服务器用起来好象是它自己的通过网络的计算机存储器一样。更具体地,它通过网络将其它计算机的存储器安装在它的计算机上的目录中。利用这一网络文件系统服务器,用户能通过网络将具有大容量的网络存储器连接在他自己的计算机上,并能利用它。
这一网络文件系统服务器的特殊特征为:首先,通过利用磁盘文件服务器的高速度,连接自动盘片柜降低位成本。其次,自动盘片柜中的所有可折卸的存储介质都是作为一个卷控制的。这意味着系统当作磁盘的扩展空间控制可拆卸的介质的卷,而用户不能自由使用单个的可拆卸介质。
再者,第三,该网络文件系统服务器采用了将自动盘片柜作为磁盘的一部分对待的文件系统,而服务器只处理一个文件系统。第四,通过在磁盘和自动盘片柜的存储器分级结构之间实行自动文件迁移,存取速度接近磁盘。还通过物理地连接多个自动盘片柜,可将它定义为一个无穷大的容量的文件。最后,其管理目标只是联机存储器而在系统工作条件中不更换介质,也不执行脱机介质管理。
从而,网络文件系统服务器具有按照存取速度分级的半导体存储器、磁盘、光盘与磁光盘的存储器结构,以及服务器利用分级存储器管理来控制资源。
然而,由于按照存取速度的分级是在NFS(网络文件服务器)服务器中进行的,而得到将存取工作周期时间带到更接近诸如磁盘等高速存储器的存取时间的设备。然而,由于并不进行各客户机的联机存储器容量管理,因此出现了在客户机中涉及客户机具有的联机存储器容量的不公平性的问题。这里的客户机是指客户机/服务器模型中的客户机而言。
此外,由于只对联机存储器进行分级管理,因此出现了在采用允许拆卸磁光盘的具有可拆卸的存储介质的存储器时,在系统工作条件中不能更换存储介质的问题。这意味着系统开始操作以后完全不能存取包含用户文件的介质。
再者,当前存在着与存储器的数据质量与特征对应的各种文件系统。然而由于分级存储器是作为一个大的卷对待的,因此存在着系统中只能存在一个文件系统的问题。这意味着不能存取由不受系统支持的文件系统构成的用户文件与数据。
再者,在联机存储器上存在着增加各客户机文件与数据的趋势。另一方面由于联机存储器上仍保持低存取频度的文件及不再存取的文件,联机存储器的可利用率降低。同时,由于可拆卸的介质是完全受系统控制的,便出现了客户机不能直接掌握他在系统中所拥有的可拆卸的存储介质的问题。
本发明是考虑了以上各点后作出的,并提出了一种能够改进用户的利用率以及消除用户中的不公平性的数据存储器处理装置。
按照本发明,为了消除这些问题,划分数据存储器处理资源(2,3,4,5,6,7,8,9)并动态地分配给用户,包含数据存储器处理资源(2-9)中的存储器资源的各种多个存储器(2,6,7,14)用文件系统集成且按照速度与特征分级,文件系统将在分级的多个存储器上(2,6,7,14)构成,并且用户能不区分各种多个存储器(2,6,7,14)与/或文件系统来存取任意的文件。
除了区分与动态分配资源(2-9)以外,文件系统将集成各种多个存储器(2,6,7,14)并按照速度与特征将它们分级,并且由于文件系统是在各种分级的多个存储器(2,6,7,14)上构成的,并且用户能不区分各种多个存储器(2,6,7,14)与/或文件系统存取任意的文件,用户的可用性得以改进并且用户中的不公平性得以消除。
图1为展示按照本发明的一个实施例的数据存储器处理装置的总体构造的方框图。
图2为展示该数据存储器处理装置的构造的方框图。
图3为展示在数据存储器处理装置中的资源划分的简要线性图。
图4为展示数据存储器处理装置中的划分的资源的软件管理模块的简要线性图。
图5为展示数据存储器处理装置中的各种文件系统的综合的简要线性图。
图6为展示数据存储器处理装置中的脱机文件管理的简要线性图。
图7为展示数据存储器处理装置中的联机与脱机存储介质管理的简要线性图。
图8为展示数据存储器处理装置中的自动贴标签系统的方框图。
图9为展示数据存储器处理装置中的联机容量的自动调整的简要线性图。
图10为总体上展示按照另一实施例的各种多文件系统的简要线性图。
图11为展示数据存储器处理装置中的文件分级的方框图。
图12为展示数据存储器处理装置中的可拆卸存储器的槽管理的简要线性图。
图13为展示数据存储器处理装置中的数据存储器处理过程的流程图。
图14为展示形成图13的处理过程的园(garden)管理程序流程图。
图15为展示图14中形成的一张路径图表的简要线性图。
图16为展示形成图14的处理过程的存储器管理程序流程图。
图17为展示图16的安装处理过程的流程图。
图18为展示图16的读/写存取处理过程的流程图。
图19为展示图18的高速缓冲存储器检验处理过程的流程图。
图20为展示用在图19中的高速缓冲存储器数据管理表的简要线性图。
图21为展示图18的园文件系统(GFS)处理过程的流程图。
图22为展示形成图21的处理过程的介质管理程序流程图。
图23为展示图22的脱机处理过程的流程图。
图24为展示图23的介质内部管理表的简要线性图。
图25为展示图22的读高速缓冲存储器处理过程的流程图。
图26为展示用在图19与图25中的介质存取管理表的图。
图27为展示图22的写高速缓冲存储器处理过程的流程图。
图28为展示图27的实际写处理过程的流程图。
图29为展示图28的介质卸载处理过程的流程图。
图30为展示图18的其它文件系统处理过程的流程图。实现本发明的最佳模式
参见附图,下面详细描述本发明的一个实施例。(1)数据存储器处理装置的总体构造
在图1中,1总体上示出一个数据存储器处理装置。作为第一存储器,这一数据存储器处理装置1具有一个自动换盘器2,它将第一存储介质,即磁光盘存储进磁光盘存储器2B中,使得能从外面用加载/卸载设备2A卸去第一存储介质,作为第二与第三存储器,它拥有包含第二与第三存储介质,即硬盘与半导体随机存取存储器(RAM)的一个硬盘存储器3及一个半导体存储器4,并且中央处理单元5(CPU)能够按照存储在内存6中的诸如操作系统与管理软件等软件在磁光盘、硬盘及半导体存储器元件中的存储区进行数据的写处理或读处理。作为自动换盘器2,可应用称作自动盘片柜的一种设备。
在这一点上,如图2中所示,该数据存储器处理装置1控制各种存储器作为通过总线6的一个整体的存储器7,这些存储器有:半导体存储器4、硬盘存储器3及磁光盘存储器2,它们在写处理与读处理中的存取时间按这一次序逐渐增加。
从而,CPU5通过将要写入或读出存储器7的数据通过网络接口8连接到由诸如以太网、FDDI(光纤分布式数据接口)构成的网络9上,将连接在网络9上的客户机即包括个人计算机客户10与11及工作站客户12连接起来作为NFS(网络文件系统),并且发送与接收数据。
数据存储器处理装置1,在用自动换盘器2将来自文件系统的客户机的数据存储在第一存储介质的磁光盘存储器2B上之后,便由加载/卸载设备2A输出所存储的磁光盘Dmo,并由操作员存放在外部存放器中,从而数据能够存放在外部。
为了使操作员能将提供的标签Lb1贴在输出的磁光盘Dmo上并存放它,在磁光盘Dmo从加载/卸载设备2A输出时,CPU5用标签打印机12将分配给输出的磁光盘Dmo的存取信息打即在标签Lb1上并将其提供给操作员。
结果,当数据存储器处理装置1从客户10、11与12接收到存取存放在外部存放器中的磁光盘Dmo中所存储的数据的信息时,它便将该存取信息通知操作员,使得操作员能容易地找到对应的磁光盘Dmo并将其装在自动换盘器2的加载/卸载设备2A上。(2)存储器资源管理
CPU5与网络接口8、安装在存储器7中的半导体存储器4、硬盘存储器3及自动换盘器2的槽中的磁光盘为数据存储器处理装置1的资源,并且如图3中所示,用划分线La、Lb与Lc分成多个资源工作组,并将它们动态地分配(即为了它们能随时间的前进而改变)给作为管理划分的资源工作组(此后称作范围)的实体的软件。
更具体地,半导体存储器4、硬盘存储器3及磁光盘存储器2B的存储容量分别用划分线La、Lb与Lc划分,从而半导体存储器4被分割成四个存储区AR11-AR14,同样,硬盘存储器3分成四个存储区AR21-AR24,而磁光盘存储器2B则分成四个存储区AR31-AR34。
然后,如图4中所示,分割的资源的工作组分别由对应的软件管理模块动态地管理。在图4中,服务器管理程序SVM是管理数据存储器处理装置1的总体资源的一个模块,它形成多个用于管理划分的资源的划分的工作组的园GDN1-GDN3,并在划分园GDN1、GDN2…GDNK作为资源的工作组时动态地分配数据存储器处理装置1的资源。
就此而论,在图3的实施例的情况中,半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B的存储区AR11、AR21与AR31是分配给第一园GDN1的。同时,半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B的存储器AR12、AR22与AR32是分配给第二园GDN2的,而半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B的存储区AR1K、AR2K与AR3K则分配给第K个园GDNK。
园GDN1、GDN2,…GDNK分别由一个园管理程序GDM、一个存储器管理程序SGM与介质管理程序MDM1、MDM2…构成。每一个园GDN中存在一个园管理程序GDM及一个存储器管理程序SGM,在自动换盘器2的磁光盘存储器2B中作为资源的工作组得到的各槽中存在介质管理程序MDM1、MDM2,…。
从而,划分的资源的工作组与分配的园GDN1、GDN2,…GDNK之间的关系分别为1∶1。因此,各园GDN1、GDN2,…GDNK能具有排斥其它园的物理上可使用的资源的工作组。(3)存储器资源与文件系统处理的分级
本实施例的数据存储器处理装置1通过按照容量与/或存取速度分级配置包括半导体存储器4、硬盘存储器3与自动换盘器2的磁光盘存储器2B的存储器7的存储器资源,执行由容量与/或存取速度引起的存储器7的分级(图2)
在实践中,作为数据存储器处理装置1的客户机最频繁地存取的存储器,配置象半导体存储器4这样的具有小容量与高速度的存储器,作为次频繁存取的存储器,配置诸如硬盘3等具有中等容量与中等速度的存储器,而第三频繁地存取的存储器则配置诸如自动换盘器2的磁光盘存储器2B等大容量与低速的存储器。
以这种存储器资源分级,便能实现具有高速度与大容量及高效率成本性能的存储器结构。
在这种数据存储器处理装置1的情况中,按照存储器资源的存取速度与/或容量的分级可应用于作为上面图3中所描述的资源的划分区的各个资源工作组中。从而,作为管理资源的工作组的实体的园GDN1、GDN2…GDNK的管理将由园管理程序GDM执行,该程序唯一地存在于其本身的资源的工作组的各园中,如图5中所示。
在图5中,在由各园GDN1、GDN2…GDNK管理的资源工作组中,将服务器文件系统SFS引导给以半导体存储器4、硬盘存储器3、自动换盘器2的磁光盘存储器2B的次序分级配置的各种多存储器资源(同一级中可存在多个相同的存储器资源),而组合分级存储器资源的框架则由各园GDN中只有一个的存储器管理程序SGM构成。从而,服务器文件系统SFS具有适合于这种数据存储器处理装置1的文件管理结构。
由服务器管理程序SVM划分的存储器资源的工作组是动态地分配(即以便随时间的前进而改变)给由服务器管理程序SVM组成的园GDN的,从而文件系统能在存储器管理程序SGM所执行的分级的各种多存储器上构成。
在实践中,动态地分配资源工作组的园GDN1、GDN2…GDNK通过设计调出各园的园管理程序GDM的方法而分级配置存储器资源。
更具体地,园管理程序GDM调出存储器管理程序SGM,而被调用的存储器管理程序SGM在分级的存储器上构成服务器文件系统SFS。服务器文件系统SFS具有树结构,包含一个根a及叶b、c、d。各文件的节点e、f、d将作为联机存储器由存储器管理程序SGM物理地放置在资源的分级工作组中,即半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B的划分的存储区。
再者,客户文件系统CFS是在诸如个人计算机客户10、11工作站客户12等各客户计算机所保持的存储器上构成的,以及通过在必要时连接节点,将数据存储器处理装置1所具有的存储器7上构成的服务器文件系统SFS与客户文件系统CFS连接。
例如,通过将服务器文件系统SFS的节点a连接(此后称作安装)到客户文件系统CFS中的节点g上,可以通过网络接口8(图2)作为客户文件系统CFS的一部分输入服务器文件系统SFS。这意味着客户文件系统CFS的文件的树结构通过安装节点g而具有包括由服务器文件系统SFS保持的文件的树结构在内的一个扩展的树结构。
从而,客户文件系统CFS将扩展到服务器文件系统SFS,而用户(客户机/服务器模型中的客户机)能存取作为客户文件系统CFS的一部分的服务器文件系统SFS。相应地,这一数据存储器处理装置1的用户能通过客户文件系统CFS存取服务器文件系统SFS中的文件,而无须知道在其中分级配置文件的存储器的物理位置。
如图5中所示,服务器文件系统SFS的树结构是在连接在CPU 5的一种状态中受到经常的存取控制的存储器7(此后称作联机存储器)上构成的。另一方面,如图6中所示,构成存取器7的一部分的自动换盘器2具有作为存储在内部的存储介质的磁光盘构成的联机存储器部分ONS以及通过加载/卸载设备2A作为存放在外部的可拆卸的存储介质的磁光盘构成的脱机存储器部分OFS,并且脱机存储器部分ONS的树结构的各节点在构成联机存储器部分ONS的磁光盘Dmo1-Dmo4上构成,而具有与服务器文件系统SFS相似的树结构的脱机文件系统OFFS1与OFFS2则在构成脱机存储器部分OFS的磁光盘上构成。
脱机文件系统OFFS1与OFFS2的节点j与R分别连接在服务器文件系统SFS的节点f与d上,因此,脱机文件系统OFFS1与OFFS2作为服务器文件系统SFS的一部分并从而作为客户文件系统CFS的一部分工作。结果这意味着扩展了客户文件系统。
在图5的情况中,客户文件系统CFS是在客户的计算机的存储器上构成的,而一部分服务器文件系统SFS的节点是在联机存储器部分ONS(图6)中的磁光盘Dmo1-Dmo4的可拆卸介质上构成的。例如,服务器文件系统SFS的节点a配置在磁光盘Dmo1上,以相同的方式,节点b与c配置在磁光盘Dmo2上,节点f配置在磁光盘Dmo3上而节点d则配置在磁光盘Dmo4上。
再者,要通过节点j连接在服务器文件系统SFS的节点f上的脱机文件系统OFFS1构成在脱机存储器OFS区中的磁光盘Dm012上。以相同的方式,要通过节点k连接在服务器文件系统SFS的节点d上的脱机文件系统OFFS2构成在脱机存储器OFS区中的磁光盘Dmo11上。
除了上述构造以外,在联机存储器ONS上引入两个虚拟存储介质VM1与VM2。在联机存储器ONS上第一虚拟存储介质VM1提供将配置有服务器文件系统SFS的节点f的磁光盘Dmo3与配置有脱机文件系统OFFS1的节点j的外部磁光盘Dmo11连接在一起的一种方法。
再者,第二虚拟存储介质VM2在联机存储器部分ONS上提供将配置有服务器文件系统SFS的节点d的磁光盘Dmo4与配置有脱机文件系统OFFS1的节点k的外部磁性存储器Dmo12连接在一起的一种方法。
这些虚拟的存储介质VM1与VM2并不作为磁光盘实际存在在联机存储器ONS上,但配置在联机存储器ONS上的存储介质中,诸如硬盘存储器3的工作组中的对应区,并且分别受到配置在对应的园GDNK(K=1-K)中的存储器管理程序SGN(图4)的控制。
作为虚拟存储介质VM1的内容,存储有构成在脱机存储器部分OFS的磁光盘Dmo11上的脱机文件系统OFFS1的目录信息(无文件实体)该脱机文件系统OFFS1是要连接在联机存储器部分ONS的磁光盘Dmo3上的节点f上的。在类似的想法中,在虚拟存储介质VM2中存储有构成在脱机存储器部分OFS的磁光盘Dmo12上的脱机文件系统OFFS2的目录信息(无文件实体),脱机文件系统OFFS2是要连接在联机存储器部分ONS的磁光盘Dmo4上的节点d上的。
相应地,由于构成在脱机存储器部分OFS的介质上的文件系统的目录信息是作为联机存储器部分ONS的虚拟存储介质管理的,文件系统空间能够从联机空间扩展到脱机空间。从而,联机空间上的服务器文件系统SFS及脱机空间上的脱机文件系统OFFS1与OFFS2可逻辑地作为在联机存储器上的整个文件系统对待。从而,使用这一数据存储器处理装置1的用户能象联机存储器部分ONS上存在的脱机文件那样处理脱机存储器部分OFS上存在的脱机文件。
下面将描述包括客户机的操作在内的(客户机/服务器型中的客户机)关于配置有服务器文件系统SFS的联机存储器部分ONS上的存储介质及脱机存储器部分OFS上的脱机存储介质的管理。
在图7中,客户机A、客户机B及客户机C分别具有磁光盘Dmo21、Dmo22与Dmo23、Dmo24、Dmo25与Dmo26作为联机存储器部分ONS的存储介质,其中客户文件系统CFS配置成如图5中所示,类似于图6中的客户的客户文件系统。
同时,客户机A与B分别具有外部存放的磁光盘Dmo31及Dmo32与Dmo33,作为脱机存储器部分OFS的存储介质,其中以类似于图6的磁光盘Dmo11与Dmo12的方式配置了图5的脱机文件系统OFFS1与OFFS2。
在这种条件下,在联机存储器部分ONS中,关于客户机B,作为将磁光盘Dmo32从联机存储器部分ONS到脱机存储器部分OFS的方向上拉出的结果而留下的虚拟存储介质VM22,作为显示向脱机存储器部分OFS的方向上的存储介质拉出操作的信息而存在,关于客户机A与B,存在着为了将来在脱机存储器部分OFS到联机存储器部分ONS的方向上插入磁光盘Dmo31与Dmo33而放置的虚拟存储介质VM21与VM23。
再者,在脱机存储器部分OFS中,关于客户机A与C,存在着为了将来在联机存储器部分ONS到脱机存储器部分OFS的方向上拉出磁光盘Dmo22与Dmo25而放置的虚拟介质VM31与VM32。
在实践中,当客户机A进行操作通过将磁光盘Dmo22拉出到外部而将作为联机存储介质的磁光盘Dmo22输出到脱机时,如上面图4中所述,客户机A当前所拥有的园GDNk(k=1-K)的存储器管理程序SGM提出配置在联机磁光盘Dmo22上的服务器文件系统SFS的目录信息,并写入诸如作为存储介质信息(介质标签)写在磁光盘Dmo22上的文件名以及在联机存储器部分ONS中新形成的虚拟存储介质的目录信息以替代磁光盘Dmo22。
除了以上的以外,联机存储器部分ONS中形成的虚拟存储介质中将写入配置在作为联机存储介质磁光盘Dmo21中的节点f(图5)与配置在联机磁光盘Dmo22中的节点j(图5)之间的连接信息。然后,客户A将从联机存储器部分ONS中去掉联机磁光盘Dmo22并且客户A将其作为脱机存储器OFS的脱机存储介质管理,如作为虚拟存储介质VM31示出的。关于客户B,可应用上面对联机存储器部分ONS的虚拟存储介质VM22与脱机存储器部分OFS的磁光盘Dmo32之间所描述的关系相同的条件。
结果,除了通过保持与管理配置在联机存储介质上的服务器文件系统SFS与配置在脱机存储介质上的脱机文件系统OFFS1及OFFS2之间的逻辑连接关系,联机管理联机介质f、虚拟存储介质及脱机存储介质之间的相互关系之外,也能管理从联机到脱机的排出方向上的联机存储介质与脱机存储介质。
此外,在客户B存取写在虚拟存储介质VM23的目录信息中的文件时,客户B当前所拥有的园GDNK的存储器管理程序SGM探查写在虚拟介质VM23中的存储介质的相互关系信息。从而能够识别作为存有文件实体的脱机存储介质的磁光盘Dmo33,并且也能指定客户B根据写在虚拟存储器介质VM23中的介质信息(电子标签)使脱机存储介质Dmo33成为联机存储器部分ON3的联机存储介质。
当客户B将脱机存储介质Dmo33转变成联机存储介质条件时,虚拟存储介质VM23便被存储介质Dmo33本体所取代,而配置在存储介质Dmo33中的脱机文件系统OFFS1与OFFS2则作为配置在联机存储器ONS上的服务器文件系统SFS的一部分存在。从而,能够执行从脱机到联机的存储介质插入方向上的联机存储介质与脱机存储介质管理。(4)自动贴标签机构
在本实施例的情况中,如图8中所示,一台标签打印机13与自动换盘器2的加载/卸载设备2A构成一个自动贴标签机构。
通过按照中央处理单元(CPU)21配置在存储器22中的软件模块经由内部总线23、I/O控制器24及总线25驱动控制机械手26与磁光记录/再生驱动器27,自动换盘器2构成磁光盘存储器2B,它通过分配可拆卸地存放在盒28中的多片磁光盘用机械手26和磁光记录/再生驱动器27写或读大量的信息,并通过控制机械手26将客户插入介质入口/出口31的磁光盘30存放或拉出在盒28中。
在图8中,上面图4中所描述的各管理程序的软件模块配置在存储器22中并由CPU21执行。同时,图5的服务器文件系统SFS存储在盒28中的作为可拆卸的存储介质的磁光盘中。下面通过例示园GDN拥有的资源的工作组及构成在资源的工作组上的服务器文件系统SFS与配置在脱机存储介质上的脱机文件系统OFFS1、OFFS2,来描述上面图5中所述的客户存取文件系统时软件模块与硬件的功能。
如果从客户来到一个对服务器文件系统SFS的节点f(图5)的存取请求,园管理程序GDM便从它保持与管理的文件系统的系统管理信息中找出客户所请求的文件,并将该文件管理信息发送给存储器管理程序SGM(图4)。
存储器管理程序SGM从文件管理信息中读出分配给存在所述文件的磁光盘的盒28的槽号并调出对应的介质管理程序MDM。调出的介质管理程序MDM根据文件存储介质上的存储器信息通过I/O控制器24与总线25控制机械手26,并通过将存储在盒28中的对应存储介质传送到驱动器27上而存取客户所请求的节点f。
以这种配置,磁光盘存储器2B结束按照来自客户的存取请求的存取功能。
然后,如果从客户来到对脱机文件系统OFFS2中的节点k(图5)的存取请求,园管理程序GDM从它所保持与管理的文件系统的管理信息中找出客户所请求的文件,并将该文件管理信息发送给存储器管理程序SGM。存储器管理程序SGM从文件管理信息中识别出该文件是配置在脱机介质上的。如上面图7中所述,这些将由存储器管理程序SGM通过检验存储在存储器22中的虚拟介质上的信息执行。
如果配置有存取请求的节点k的脱机存储介质为图7的磁光盘Dmo31,存储器管理程序SGM便将有关虚拟存储介质(VM21)的介质信息(电子标签)发送给园管理程序GDM。园管理程序GDM将电子标签的存储介质信息通知客户。客户根据存储介质信息从脱机存储器OFS中找出作为对应的脱机存储介质的磁光盘Dmo31,并从介质入口一出口31插入,以便用联机存储器部分ONS的虚拟存储介质VM21取代它。
这样,园管理程序GDM将作为虚拟存储介质管理的磁光盘Dmo31的管理信息更新为具有实体的联机存储器ONS介质。为了将插入的磁光盘Dmo31迁移到盒28的空槽中,存储器管理程序SGM调出介质管理程序MDM。介质管理程序MDM将插入的磁光盘Dmo31迁移到盒28的指定的槽中。此后,便能象上面描述的节点f的相同的过程来存取节点K。
在实践中,标签打印机是一台装在自动换盘器2内部的点击打打印机,并且通过将其经由内部布线连接在内部总线23上,该标签打印机13可由自动换盘器2的CPU21控制。
以这种配置,用户能够容易地读取与区分的标签能够自动地贴在或打印在程序控制的作为新使用的可拆卸介质的磁光盘的表面上。并且通过写上作为可拆卸的存储介质的介质信息的电子标签并同时在介质表面上贴上作为可视信息的标签,客户便能容易地执行脱机存储介质管理,并能容易地与肯定地实现从脱机存储介质到联机存储介质的迁移。(5)联机与脱机容量的自动调整处理
在图9中,将园GDN1管理的资源的工作组分配给客户机A,园GDN1所拥有的构成联机存储器部分ONS的存储器资源的半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B,以及构成脱机存储器部分OFS的外部存储器的磁光盘的存储容量可表示为对应于表示园GDN1的带形区与表示半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B以及外部存储器的存储区的带形区的相交面积的值。
在图9中,园GDN1、GDN2与GDN3的存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B以及外部存储器的存储容量可分别用容量显示(QA1、QA2与QA3、及QA4)、(QB1、QB2与QB3、及QB4)与(QC1、QC2与QC3、及QC4)的容积来表示。
例如,关于半导体存储器4,各园GDN1、GDN2与GDN3的容量显示QA1、QB1、QC1的面积之比是不同的。这意味着作为资源的工作组分配给各园GDN1、GDN2与GDN3的半导体存储器4的容量是不相等的。同样的原理也适用于硬盘存储器3与磁光盘存储器2B的存储器资源的划分。
如上所述,各园GDN1、GDN2、GDN3在其本身的资源工作组中根据存取时间与存储容量分级配置半导体存储器4、硬盘存储器3与磁光盘存储器2B的存储器,并在各分级存储器资源(QA1、QA2、QA3)、(QB1、QB2、QB3)、(QC1、QC2、QC3)上构成上面图5中所述的服务器文件系统。同时,在脱机存储器部分OFS中的分级存储器资源(QA4、QB4、QC4)上建立上面图5中所述的脱机文件系统OFFS1、OFFS2。
存储器的分级文件系统的构成是由各园GDN1、GDN2、GDN3所拥有的园管理程序GDM、存储器管理程序SGM及介质管理程序MDM组成的软件模块执行的。再者,各园GDN1、GDN2、GDN3的园管理程序GDM、存储器管理程序SGM、介质管理程序MDM的各软件模块在时间序列中改变分级存储器资源(QA1、QA2、QA3)、(QB1、QB2、QB3)、(QC1、QC2、QC3)的联机存储容量。这将由各客户机根据服务器文件系统中的文件存取频度与文件大小来进行。
从而,通过根据由各园GDN1、GDN2及GDN3所保持的客户文件的存取特征,动态地改变(随时间的流逝)作为各园GDN1、GDN2及GDN3所拥有的资源的工作组的半导体存储器4的存储器资源QA1、QB1及QC1的容量、硬盘存储器3的存储器资源QA2、QB2及QC2的容量及磁光盘的存储器资源QA3、QB3及QC3的容量,便能公平与高效地将资源分配给各客户机。
此外,在这一数据存储器处理装置1中,通过自动地调整联机存储容量,便能公平与高效地将资源分配给各客户机。除此以外,通过应用上面图7中所描述的联机与脱介质管理,联机存储容量本身能够动态地增加。这里,服务器文件系统SFS是配置在图7的联机存储器部分ONS中的联机存储介质上的,即磁光盘Dmo21-Dmo26。
再者,脱机文件系统OFFS1、OFFS2是配置在图7的脱机存储器部分OFS中的脱机存储介质上的,即磁光盘Dmo31-Dmo33。相应地,在图9中,服务器文件系统SFS是配置在作为联机存储介质的磁光盘存储器2B的磁光盘的存储器资源的工作组QA3、QB3、QC3上的,而脱机文件系统OFFS1、OFFS2则配置在作为脱机存储介质的磁光盘的存储器资源的工作组QA4、QB4、QC4上的。
在上述联机与脱机介质管理中,客户机执行将联机介质输出到脱机的功能,然而,各园GDN1、GDN2与GDN3所拥有的园管理程序GDM、存储器管理程序SGM与介质管理程序MDM的各软件模块自动选择建立在自动换盘器2的磁光盘存储器2B的容量QA3、QB3、QC3上的低存取频度的文件,同时将它们作为脱机文件系统OFFS1与OFFS2的候选文件。
然后,指定客户机输出配置有对应文件的联机存储介质(诸如图7的磁光盘Dmo22与Dmo25),这将释放磁光盘存储器2B的一个槽。从而,通过自动地将具有低存取频度文件的联机介质迁移到脱机,便能动态增加联机存储器的容量。
按照上述数据存储器处理装置1,通过将文件系统空间扩展到脱机上并使得联机与脱机介质可以管理,所有不能存储在联机存储器上的脱机文件都能由客户机联机地在其上操作。再者,通过由管户机延伸联机与脱机的管理,能够动态增加联机存储器容量。
除了上述以外,通过根据联机与脱机管理,保持扩展到脱机的文件系统空间的可调整性并为各园执行联机存储容量的自我调整,可将实际上能够无限制地增加存储容量的文件提供给拥有所述园GDN的各客户机。(6)数据存储器处理操作
按照上述构造,数据存储器处理装置1按照下述处理过程执行数据存储器处理操作。
首先,数据存储器处理装置1的CPU5启动图13的主例程RTO中的初始化,并在步骤SP1等待任何客户机从网络9到数据存储器处理装置1的园信息请求的到达。如果在步骤SP1得到一个肯定的结果,CPU5便在步骤SP2形成园管理程序。
在这一点上,园管理程序执行图14中所示的管理处理过程。
更具体地,在图14的步骤SP11上制成了图15中所示的一张路径图表之后,园管理程序在步骤SP12形成图4的存储器管理程序并在步骤SP13结束处理。
这一路径图表TBL1是为各文件系统建立的,具有包含图5或图10中所示的服务器文件系统SFS、脱机文件系统OFFS1与OFFS2、及存储器文件系统SAFS与SBFS在内的各节点的信息,并存储在硬盘存储器3上。如图15(A)中所示,文件系统类型作为登录项的标题存储在这一路径图表TBL1上。作为这一文件系统类型,有涉及本发明的园文件系统以及诸如UNIX用户文件系统等其它文件系统。
路径图表TBL1的各项是由展示“普通文件”、“目录”或“安装点”作为文件类型的多项表构成的,并且文件TBL2的项表的情况中,“文件”是作为文件类型存储的,而“文件名”、“存储介质号”与“文件号”则作为其它信息存储,如图15(B)中所示。另一方面在目录或安装点TBL3的项表的情况中,如图15(C)中所示,“目录”或“安装点”作为文件类型存储,而“路径名”与“指向其它路径图表的指针”则作为其它信息存储。
这样,在形成了图4的园GDN1或GDNK的园管理程序GDM的情况中,CPU5在步骤SP12形成存储器管理程序。
在这一点上,存储器管理程序进入图16中所示的管理处理例程RT2并等待存取请求的到达,在存取请求到达时,它在步骤SP22判断该存取请求是否是安装请求。
这时,如果得到一个肯定的结果,这意味着对于存取请求的节点当前需要的是将其连接到其它文件系统的安装处理,并且在这一点上,CPU5进行到安装处理子例程RT3并执行图17中所示的安装处理过程。
在安装处理子例程RT3中,CPU5首先在步骤SP31中指定待安装的目标的路径图表的文件系统类型(诸如脱机文件系统OFF1、OFF2的节点j、k)并设定在文件系统中,然后在下一步骤SP32,CPU5将安装点(TBL3)设定在路径图表(图15)的文件类型上,并从步骤SP33返回到存储器管理程序处理例程(图16)。
另一方面,如果在步骤SP22得到一个否定的结果,这意味着该存取请求不是一个安装处理而是一个读或写处理,CPU5便进行到读/写存取处理子例程RT4。
当CPU5进入这一读/写处理子例程RT4时,在步骤SP41用路径图表(图15)搜索到由客户机指定的文件(即,文件系统类型(图15(A))及文件或安装点(图15(B)或(C))上的文件类型之后,便执行高速缓冲存储器检验子例程RT5。
高速缓冲存储器检验子例程RT5是检验要存储到磁光盘存储器2B中的文件数据是否是在硬盘存储器3中读出的处理。进入高速缓冲存储器检验子例程RT5之后,CPU5在步骤SP51判定当前的存取请求是否是读存取,如果是读存取请求,CPU5在步骤SP52判定高速缓冲存储器数据管理表中是否有队列。
这里,该高速缓冲存储器数据管理表是存储在硬盘存储器3中的,并且如图20中所示具有多个高速缓冲存储器块CB1、CB2、…,它们的号码对应于磁光盘存储器28上所有的槽的号码,并且各高速缓冲存储器块CBj(j=1,2…)包含关于读或写的信息、高速缓冲存储器块号码及对下一个指针的信息。这一高速缓冲存储器数据管理表是用LRU(最少最近使用)法管理的,并将最近存取过的块列出连接在队列的头上,即图20中的最左侧块CB1。
当在步骤SP52中得到肯定的结果时,CPU5进行到步骤SP53并在关于发现的队列的读高速缓冲存储器管理表的头部上执行排队进程,及读出排队的处理块的文件数据,并从步骤SP59返回到读/写存取处理例程RT4(图18)。
反之,如果在步骤SP52得到一个否定的结果,CPU5便进行到步骤SP55及执行高速缓冲存储器未命中处理,并且在内部存储器6中存储了该高速缓冲存储器未命中结果时,进行到步骤SP54并结束处理。
再者,如果在上述步骤SP51中得到否定结果,这意味着当前的存取请求为写模式,CPU5前进到步骤SP56并临时写入要存储在存储器7中的文件数据到硬盘存储器3中,并将该存取请求是写存取请求存储在内部存储器6中,并进行到上述步骤SP54而结束处理。
以这一安排,在结束了高速缓冲存储器检验处理时,CPU5返回到读/写存取处理子例程RT4(图18)并在步骤SP42判定高速缓冲存储是否结束。
在这一点上,如果得到肯定结果,CPU5从步骤SP43返回到存储器管理处理例程(图16)。反之,如果在步骤SP42得到否定结果,CPU5进行到步骤SP44并查阅路径图表(图15)的文件系统类型判定在步骤SP21(图16)到达的存取请求是否是由园文件系统(GFS)管理的文件数据,如果得到肯定结果,便进入园文件系统处理例程RT6。
进入园文件系统处理例程RT6时,CPU5在步骤SP61判定是否是第一次存取盘,如图21中所示,如果得到肯定结果,便在步骤SP62形成图4的介质管理程序并从步骤SP63返回到读/写存取处理例程RT4(图18)。
在这一点上,在步骤SP71执行了介质存取管理表(图26)的读处理之后(如图22中所示),CPU5在步骤SP72判定介质管理程序是否是脱机的,并且如果得到肯定结果,CPU在处理了脱机处理子例程RT8之后便返回到上述的步骤SP71。
这里,CPU5判定在存储在介质存取管理表TBL31中的介质号码中是否存在有与存储要存取的文件的磁光盘的介质号码相同的介质号码。就此而言,存储有要存取的文件的磁光盘的介质号码可从路径图表TBL1的文件类型存储器信息中的存储器介质号码中找到。
再者,当CPU5进入脱机处理子例程RT8时,它在图23中所示的步骤SP81中执行该处理将介质内部管理表TBL11(图24)的介质标签输出到客户机。
介质内部管理表TBL11是装在各存储介质(即磁光盘2B)中的,并且该表TBL11中包含关于存储在该存储介质中的文件的“介质标签”、“文件号”及“节点指针”的管理信息,如图24(A)中所示。
图24(B)中所示的节点表TBL12是存储在各存储介质的介质内部管理表TBL11的各文件号的节点指针所指的位置上的,并从而存储了关于“所有者”、“许可”、“存取时间”、“改变时间”、“单个块指针”(包含图24(C)中所示的文件实体的数据)、“双块指针”(包含图24(C)中所示的一个块指针及对应的文件实体数据)、及“三重指针”(包括如图24(C)中所示的两个块指针信息及文件数据)。
然后,CPU5在步骤SP81(图23)输出介质标签时,便在下一步骤SP82等待用户将指定的介质插入自动换盘器2的加载/卸载设备2A中,并在CPU确认已完成了插入时,便通过步骤SP83返回到介质管理程序处理例程RT7(图22)的步骤SP71。这里,用户能从贴在介质上的标签区别目标存储介质。
如果在介质管理程序处理例程RT7(图22)的步骤SP72得到否定结果,这意味着所请求的文件存取不是脱机的,而是联机的(介质插在槽中),CPU5进行到步骤SP73并随即读入由来自介质内部管理表(图24)的文件号的i节点指针所指定的i节点,并在步骤SP74判定该读命令是否必要。
如果在步骤SP74得到肯定结果,CPU5便执行读高速缓冲存储器处理例程RT9的处理。
在进入读高速缓冲存储器处理例程RT9时,CPU5在步骤SP91执行去掉连接在高速缓冲存储器数据管理表(该表建在所需的许多块上)的最后队列上的块的处理,然后在步骤SP92,CPU5执行从i节点表的块指针所指定的块中读出文件数据(超前读)的处理,并在步骤SP93,CPU5执行将包含当前读入高速缓冲存储器数据管理表中的文件数据的队列连接到队列的头部的处理,然后在下一步骤SP94,在执行了介质存取管理表TBL31(图26)的存取计数数据与分级信息的更新处理之后,CPU5便通过步骤SP95返回到介质管理程序子例程RT7(图22)。
这里,如图26中所示,介质存取管理表TBL31在作为整个存储器的每一个槽号中存储“存取计数”(存取历史,即它表示存取的次数)、“分级信息”(诸如表示存取时间的信息)及“介质加锁/解锁信息”,而CPU5则在步骤SP94利用信息中的分级信息与存取计数信息执行更新处理。
如果在介质管理程序子例程RT7(图22)的步骤SP74得到否定结果,这意味着当前的请求不是读命令而是写命令,这时,CPU5执行以下的写高速缓冲存储器处理子例程RT10。
进入写高速缓冲存储器子例程RT10时,CPU5执行去掉连接在高速缓冲存储器数据管理表(图20)的最后队列上的块(必要时多个块)的处理,如图27中所示,并在下一个写准备例程RT11上,CPU5准备好将文件数据写到该文件的i节点表TBL12(图24(B))的块指针所指定的块上的处理。
当CPU5进入这一写准备处理例程RT11时,它在步骤SP111判定介质中是否存在待分配的空的空间,如图28中所示。
这一判断是为了确认要写入的文件数据是否由于指定的介质(即磁光盘)中留有足够的空间而能写入该磁光盘,并且可以利用作为剩余容量数据存储在介质存取管理表TBL31(图26)的每一个槽号中的数据而知道剩余的空间的程度。
如果在步骤SP111得到肯定结果,这意味着剩有足够的空间供当前存取请求不省略地将文件数据写入磁光盘中,CPU5进行到步骤SP112及更新介质内部管理表(图24)中的对应节点表TBL12,并在更新了路径图表TBL1的项表TBL2或TBL3之后,在步骤SP113返回到写高速缓冲存储器处理例程RT10(图27)。
反之,如果在所述步骤SP111(得到否定结果,这意味着在指定的存储介质(即磁光盘)中没有供所请求的存取的信息数据使用的空间,CPU5进行到步骤SP114判定在自动换盘器中的磁光盘存储器2B中是否存在任何空的介质。
在这一步骤SP114中,CPU5执行搜索具有大的剩余容量并且未分配园给它(并不作为园号存在的槽号)的槽的处理。
如果在步骤SP114得到肯定结果,这意味着在自动换盘器2中找到了空的介质,CPU5进行到步骤SP115,在执行了将关于该存储介质的信息列入介质内部管理表TBL11(图24)的一张管理表中的处理之后,在步骤SP116更新该介质内部管理表TBL11(图24)的节点表并同时更新路径图表TBL1的项表TBL2或TBL3,从而CPU5结束为写入所请求的存取的信息数据在自动换盘器2中准备空的介质的工作。
相应地,在这一点上,CPU5通过步骤SP113返回到写高速缓冲存储器处理例程RT10(图27)。
再者,如果在步骤SP114得到否定结果,这意味着在自动换盘器2中没有空的存储介质,在这一点上,CPU5进行到步骤SP117并判定在介质存取管理表TBL31中是否有空间。
在这一步骤SP117中的判断是执行搜索是否存在任何槽号而在这些槽号上没有数据存储在介质存取管理表TBL31(图26)中的介质号码列上的处理步骤,当得到肯定结果时,这意味着发现了存在着未插入存储介质(即磁光盘)的槽,并且在这一点上,CPU5进行到步骤SP118并在通过网络接口8将表示应将未写入信息的空的介质(即磁光盘)插入该槽号的槽中的信息输出到客户机之后,CPU5在步骤SP119中等待插入一块新的磁光盘。
然后,当在步骤SP119中得到一个肯定结果时,CPU5便能确认用户插入了一块新的存储介质,而在步骤SP116更新介质内部管理表TBL11的节点表TBL12及更新路径图表TBL1的项表TBL12或TBL13,并从步骤SP113返回到写高速缓冲存储器处理例程RT10(图27)。
反之,如果在步骤SP117得到否定结果,这意味着自动换盘器中不存在空的存储介质,在这一点上,通过执行介质卸下处理例程RT12,CPU5执行介质卸下处理来拉出自动换盘器2中的某些磁光盘,从而执行在自动换盘器2中制造空槽的处理。然后,CPU5执行通过步骤SP118、SP119、SP116及SP113的处理而返回到写高速缓冲存储器处理例程RT10(图27)。
进入介质卸下处理子例程RT12时,CPU5在步骤SP121从介质存取管理表TBL(图26)中的介质存取计数及分级信息中选择最不经常存取的存储介质(即最不经常使用的存储介质),然后在步骤SP122判定该存储介质是否是加锁的。
在这一点上,如果得到肯定结果,这意味着该最不经常存取的存储介质是加锁的,从而不能自由地将该介质改变到脱机,这时,CPU5返回到上述步骤SP121,并在选择3次最不经常存取的存储介质之后,在该存取介质上执行步骤SP122的处理。
如果在步骤SP122得到否定结果,这意味着能够卸下选中的存储介质,此时,CPU5进行到步骤SP123并检验高速缓冲存储器数据管理表(图20),在执行了在该存储介质上刷新文件数据之后,从下一步骤SP124开始执行卸下/打印处理。
在这一点上,如果写入的是连接在表尾上的高速缓冲存储器块的读/写数据,CPU5便执行刷新处理将存储在硬盘中的高速缓冲存储器块的文件数据写到磁光盘存储器的对应存储介质上。
在步骤SP124,CPU5判定是否已将介质标签写在带有介质内部管理表TBL11(图24)中的对应槽号的存储介质中,如果得到否定结果,CPU5在步骤SP125构成介质标签,并在步骤SP126通过打印机I/F在标签打印机13(图2)上打印介质标签。从而,通过将这一标签放在磁光盘的盒上,即使将这一磁光盘改变到脱机,客户也能从其它盘中区别这一磁光盘。然后,CPU5在步骤SP127将该介质标签设定在介质内部管理表TBL11(图24)的介质标签字段上,并且通过步骤SP128结束介质卸下处理子例程RT12(图29)。
反之,如果在上述步骤SP124得到肯定结果,这意味着已写了介质标签而新的设置没有必要,即标签已经贴在磁光盘的盒上。在这一点上,CPU5跳过步骤SP125-SP127而返回到写准备处理例程RT11(图28)。
以这一安排,执行卸下准备并将磁光盘卸到外面以及自动贴标签。然后,CPU5结束通过步骤SP118、SP119、SP116及SP113的写准备处理例程RT11而返回到写高速缓冲存储器处理例程RT10(图27)。在步骤SP102,CPU5将高速缓冲存储器块从高速缓冲存储器数据管理表上分配给请求写处理的数据,并将其连接在队列的头上。在下一步骤SP103,CPU5更新介质存取管理表TBL31(图26)的分级信息以便结束写高速缓冲存储器处理子例程RT10。并且CPU5从步骤SP104返回到介质管理程序形成处理子例程RT7(图22),并通过步骤SP75结束园文件系统(GFS)处理例程RT6(图21)。借此,CPU5返回到读/写存取处理例程RT4。
反之,当在园文件系统(GFS)处理例程RT6(图21)的步骤SP61得到否定结果时,CPU5判定这不是第一次存取该盘,而跳过介质管理程序形成步骤,从步骤SP63直接返回到读/写存取处理例程RT4(图18)。借此,CPU5从步骤SP43返回到存储器管理程序处理例程RT2(图16)。
在上述情况中,描述了将园文件系统(GFS)放置在存储器7上时的CPU5的操作。然而,在将其它文件与园文件系统(GFS)放在存储器7的情况中,在读/写存取处理子例程RT4(图18)的步骤SP44上能得到否定结果。从而,CPU5判定请求存取的文件是文件系统中的文件而不是园文件系统的文件,并因此进入其它文件系统处理子例程RT14。
进入其它文件系统处理子例程RT14时,CPU5在图30中所示的步骤SP141中改变园文件系统(GFS)路径图表TBL1的文件系统的路径名。然后,CPU5在步骤SP142启动文件系统处理程序,进行到步骤SP143并根据介质存取管理表TBL31判定请求存取的文件是否是脱机的。
在这一点上,如果得到肯定结果,这意味着这时所需要的是脱机处理。然后,CPU5进入上面图23中描述的脱机处理子例程RT8及执行脱机处理RT8,然后返回到步骤SP142。
反之,如果在步骤SP143得到否定结果,这意味着需要联机处理。这时,CPU5便从步骤SP144返回到读/写存取处理子例程RT4(图18)。
在这一点上,CPU5结束读/写存取处理子例程RT4的所有处理并通过步骤SP43返回到存储器管理程序处理(图16)。然后,CPU5在步骤SP21等待新的存取请求的到来。
相应地,CPU5能按照上面图13-图30中所描述的处理过程执行上面图1-图12中所描述的操作。(7)其它实施例(7-1)图10示出按照本发明的其它实施例。在这一情况中,通过将构成在包含一次性写入型光盘存储器的存储器上的存储器A文件系统SAFS的节点h安装在服务器文件系统SFS的节点b上,该数据存储器处理装置1便将存储器A文件系统SAFS中的文件作为服务器文件系统SFS的一部分对待。
再者,通过将构成在包含光盘存储器的存储器上的存储器B文件系统SBFS的节点i安装在服务器文件系统SFS的节点C上,存储器B文件系统SBFS中的文件便能作为服务器文件系统SFS的一部分对待。
在如图10中那样构成的数据存储器处理装置1的情况中,由于能够安装构成在除了磁光盘存储器以外的其它存储器上的文件系统,其它存储器包含一次性写入型光盘存储器、光盘存储器,用户能在不知道存储器的情况下通过客户文件系统CFS存取构成在各种类型的存储器上的任意的文件系统。更具体地,由园管理程序GDM调用的存储器管理程序SGM执行将具有包含服务器文件系统SFS与客户文件系统CFS的其它文件管理结构的文件系统安装到服务器文件系统SFS中的树结构的节点b、c、d、f上的工作。
由于存储器管理程序SGM具有了解要安装的文件系统结构的模块,可以将构成在各种多存储器上的各种多文件系统安装在服务器文件系统SFS中,同时所安装的文件系统可作为服务器文件系统SFS的一种扩展对待。
例如,存储器A文件系统SAFS是构成在象一次性写入型光盘之类的存储器上的,而通过将存储器A文件系统SAFS的节点h安装在服务器文件系统SFS中的节点b上,存储器A文件系统SAFS中的文件便能作为服务器文件系统SFS的一部分对待,以相同的方式,通过将存储器B文件系统SBFS的节点i安装在服务器文件系统SFS中的节点c上,便可将构成在象光盘之类的存储器上的存储器B文件系统SBFS作为服务器文件系统SFS的一种扩展对待。
从而,按照本数据存储器处理装置1,可以将构成在各种多存储器上的各种多文件系统安装在一起,再者,客户能在不知道存储器的情况下通过客户文件系统CFS存取作为服务器文件系统SFS的扩展的各种多文件系统中的文件,诸如服务器文件系统SFS、存储器A文件系统SAFS与存储器B文件系统SBFS。(7-2)图11示出本发明的其它实施例,图11中所示的数据存储器处理装置按照存储器的存取速度从客户存储器CLS到脱机存储器OFS分级配置。这是与图9等价的图,但这里各存储器是作为一个高速缓冲存储器对待的。最接近客户机的客户存储器CLS(对于客户机具有最快的存取速度的存储器)称作基本高速缓冲存储器,并且以存取速度的降序,将半导体存储器4称作次级高速缓冲存储器,硬盘存储器3作为第三级高速缓冲存储器,而自动换盘器2的磁光盘存储器2B则称作第四级高速缓冲存储器。这种想法与用于微处理器的主存储器(半导体存储器)的基本与次级高速缓冲存储器的想法相同,但扩展到了包含脱机的存储器。
按照上文中的构造,文件系统中的文件是由建立该文件系统(诸如分级存储器上的服务器文件系统SFS、脱机文件系统OFFS1、OFFS2)的客户机存取的。然而,在图11的情况中,文件可由每一个园GDN只有一个的存储器管理程序SGM自动地迁移到分级在诸如客户存储器CLS与半导体存储器4(最终分级在基本高速缓冲存储器中)等高速缓冲存储器中,或者分级在诸如自动换盘器2(最终分级在脱机存储器OFS中)等低速缓冲存储器中。从而,经常存取的文件的存取性能得以改进,而分级存储器得以有效地利用。
再者,在数据存储器处理装置1中,将由客户机存取的服务器文件系统SFS中的文件配置在自动换盘器2的磁光盘存储器2B上,随着时间的流逝,这些文件将按照它们的存取频度在高速缓冲存储器之间分级迁移。然而,诸如客户对文件的存取频度以及它们在存储器与高速缓冲存储器上的生命周期等统计数据的采集则是由存储器管理程序SGM执行的。
从而,本数据存储器处理装置1的用户便能分析数据存储器处理装置1的操作条件及其用在应用中的资源的利用条件。再者,作为用户统计数据分析的结果,能够执行数据存储器处理装置1的应用与资源分配及处理速度调谐。
除了上述以外,每一个园GDN只有一个的园管理程序GDM管理数据存储器处理装置1中的统计数据,并通过进行联机与脱机介质管理,用户形成在联机存储器上的存取频度非常低的无用文件能自动地移走作为脱机文件,并能将上面配置有文件的联机介质按照上述过程输出到脱机。
如图12中所示,移走作为脱机文件的处理可通过执行将磁光盘作为自动换盘器2中的一个可拆卸的存储器的槽管理来完成。图12示出图9的各园GDN1、GDN2、GDN3的存储器资源QA3、QB3、QC3中的磁光盘存储器2B的容量(具有按照盒28(图8)中的槽数的容量)。
当前,拥有园GDN1、GDN2与GDN3的客户机A、B与C分别具有槽(SL1、SL2)、(SL3-SL6)及(SL7-SL9),而磁光盘则作为可拆卸的存储介质插入所有的槽中。为了说明,假定具有磁光盘存储器2B的自动换盘器2的最大槽数为8个槽SL1-SL8,并且当前不存在空槽。
通过根据上述统计数据进行联机容量的自动调整,拥有其中放置了低存取频度的服务器文件系统SFS的联机介质的园管理程序GDM将为了客户机C对脱机存储介质(即磁光盘Dmo42)的存取请求而由服务器管理程序SVM将其调出,而联机介质将自动地迁移到脱机介质。
例如,作为客户机A的园GDN1在槽SL2中所拥有的存储介质的磁光盘将被作为脱机存储介质Dmo41输出。从而,脱机存储介质Dmo42能迁移到客户机C的园GDN3联机状态,并能作为槽SL9的联机存储介质工作。在这一点上,客户机A的园GDN1动态地改变成具有一个槽SL1,而客户机C的园GDN3则动态地改变成具有三个槽SL7、SL8、SL9。
相应地,对应于客户机的文件的存取频度与文件大小动态地改变客户机A、C的园GDN1、GDN3所能拥有的磁光盘的自动换盘器2的槽的数目,便能将经常存取的客户机文件保持在联机中。
再者,按照本实施例,客户机A、C的园GDN1、GDN3所拥有的磁光盘的自动换盘器2的槽是动态地改变的。然而,这并不适用于客户机B的园GDN2所拥有的槽。这些槽是作为供用户专用于园GDN2的槽分配给客户机B的园GDN2的。
作为可拆卸的存储介质的磁光盘插入客户机B的园GDN2的槽SL3与SL4中,但没有可拆卸的介质插在槽SL5与SL6中,即空状态。在这些情况下,槽SL5与SL6将不分配给其它客户机A、B的园GDN1、GDN3,但客户机B的园GDN2能独占槽SL5、SL6。因此,不论文件的存取频度如何,必要时客户机B能单独使用槽SL5与SL6。(7-3)上述实施例是针对以半导体存储器4、硬盘存储器3及包含磁光盘存储器2B和加载/卸载设备2A的自动换盘器2作为存储器的数据存储器处理装置1是按照存取速度与存储容量作为分级条件分级的情况的。然而,存储器与分级条件不限于以上所述的,但一次写入与多次读出的一次性写入型光盘、只读光盘、顺序存取的流式带等都可作为存储器,并且分级可以按照所应用的存储器的性状与特征执行。(8)实施例的优点
按照上文的构造,由于通过建立具有包含不能联机存取的脱机存储器的存储器分级的设备构造以及能用软件得到包含脱机的存储器与文件的管理系统,而包含脱机存储介质在内的存储器能作为存储器提供,因此能够得到能增进用户的可用性并实际上无限制地扩展其存储容量的数据存储器处理装置并且能消除用户之间的不公平性。
再者,按照上文的构造,通过将硬盘6作为高速缓冲存储器配置在磁光盘的自动换盘器2上,频繁使用的文件是自动地分级装在硬盘6上的,而文件能以硬盘6的性能读或写。同时,包含脱机介质的文件介质管理能象服务器上的联机文件那样对待脱机的可拆卸介质上的文件。
再者,按照上文的构造,当客户机存取不存在在联机上的文件时,系统能通知客户插入上面存在该文件的脱机介质。再者,在插入新的可拆卸介质时,通过在介质上自动地写包括电子标签的介质信息并贴可用视觉识别的标签,用户便能更容易与肯定地控制脱机介质,同时能将脱机介质转移到联机。
再者,按照上文的构造,通过自动地将低存取频度的文件输出到脱机,能将联机存储容量增加到3-10倍。此外,能够自动地重新配置客户机的无用文件。再者,自动输出到脱机的脱机介质中的目录将作为联机的虚拟介质控制,并且在必要时能随时迁移到联机。同时,通过控制包含脱机介质的文件介质及联机存储容量的有效利用管理,能够实现具有实际上无限大容量的文件。
再者,按照上文的构造,能够容易地安装各种多存储器,并且各存储器所拥有的文件系统能够安装在其本身的内部文件系统中。从而,客户机能够存取作为他自己的内部文件系统存在于各存储器中的各种文件系统。
再者,按照上文的构造,通过采集有关客户文件的存取频度、当前存储器位置、及高速缓冲存储器寿命长度的统计信息,用户能分析服务器的工作条件与服务器资源的利用条件。并能根据分析结果执行应用与服务器性能调谐。
再者,按照上文的构造,由于系统自动地掌握与发放按照文件的存取频度与大小分配给各客户机的磁光盘的自动换盘器的槽的数目,便能自动地调整各客户机的联机容量,并能将经常存取的客户文件保持在联机中。同时,由于客户锁定供其专用的槽,该客户便能不考虑文件的存取频度而用特定的应用程序来专用它们。此外,该客户能与其它共享诸如数据库等相同的应用程序的客户共用它们。
工业应用
按照本发明的数据存储器处理装置能供需要大容量存储器的各式各样的客户利用,并能利用来累积电子出版数据、库存数据与产品目录发布数据。
再者,按照本发明的数据存储器处理装置能利用在文件图象处理中,诸如政府文件的证明拷贝的保管及专利图表的保管。
再者,按照本发明的数据存储器处理装置能用于游戏软件开发业务。

Claims (24)

1.一种数据存储器处理装置,包括:
第一存储装置,用于处理对具有较高数据存取速度的第一存储介质的数据存取;
第二存储装置,用于处理对具有较低数据存取速度的第二存储介质的数据存取;以及
控制装置,用于控制所述第一与第二存储装置分别将所述第一存储介质的存储区与所述第二存储介质的存储区分成多个区,用一部分所述第一存储介质的划分的存储区及一部分所述第二存储介质的划分的区来响应来自一条控制线的命令,并用所述第一存储介质的划分的存储区的其它部分及所述第二存储介质的划分的存储区的其它部分来响应来自另一条控制线的命令。
2.按照权利要求1的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置按照根据来自所述第一控制线的命令规定的所述第一与第二存储介质的利用条件及根据来自所述第二控制线命令规定的所述第一与第二存储介质的利用条件,改变所述第一存储介质根据来自所述第一控制线的命令使用的存储区,及改变所述第二存储介质根据来自所述第二控制线的命令使用的存储区。
3.按照权利要求1的数据存储器处理装置,还包括:
加载/卸载装置,用于加载与卸载所述第二存储介质到/从所述存储装置;以及
存储介质信息保持装置,用于保持所述第二存储介质的识别信息,其中
所述控制装置在从所述存储装置中输出所述第二存储介质的情况下,令所述存储介质信息保持装置保持所述第二存储介质的识别信息。
4.按照权利要求3的数据存储器处理装置,还包括:
信息增加装置,用于在所述加载/卸载装置排出所述存储介质的情况下,增加使存储在所述存储介质中的信息的内容可用视觉识别的信息。
5.按照权利要求3的数据存储器处理装置,其中
所述加载/卸载装置包括用于可更换地存放多个所述第二存储介质的存放部分。
6.按照权利要求5的数据存储器处理装置,还包括:
介质存取管理信息存储装置,用于存储分别存放在各所述存放部分中的所述第二存储介质的存取信息。
7.按照权利要求5的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置控制所述加载/卸载装置自动地从所述第二存储装置中排出根据所述第二存储介质的存取信息选择的第二存储介质。
8.按照权利要求6的数据存储器处理装置,其中
所述介质存取管理信息存储装置存储所述第二存储介质是否存在、所存放的第二存储介质的识别号码、及存放的第二存储介质的存取信息。
9.按照权利要求8的数据存储器处理装置,其中
根据所述介质存取管理信息存储装置的信息,在被请求存取的第二存储介质并未存放在任何所述存放部分中以及所述第二存储介质存放在所有存放部分的情况下,所述控制装置控制所述加载/卸载装置从所述存放部分中排出根据所述存取信息确定的第二存储介质。
10.按照权利要求9的数据存储器处理装置,其中
所述介质存取管理信息存储装置存储展示控制存放在各存放部分中的第二存储介质的一条控制线的园信息;以及
所述控制装置根据所述介质存取信息存储装置探测其中的园信息所展示的控制线与请求存取的控制线相符合的第二存储介质是否存在,并控制对具有相符的园号码的第二存储介质的数据存取的执行。
11.按照权利要求10的数据存储器处理装置,其中
在不存在第二存储介质其中的园信息展示的控制线与请求存取的控制线相符的情况下,所述控制装置控制所述排出装置排出根据所述存取信息确定的存放在存放部分中的第二存储介质。
12.按照权利要求5的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置控制所述加载/卸载装置根据所述第二存储介质的存取频度,从所述第二存储装置中自动排出所述第二存储介质。
13.按照权利要求5的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置控制所述加载/卸载装置从所述第二存储装置中自动地排出最少最近使用的第二存储介质。
14.按照权利要求1的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置控制所述第一存储器装置与所述第二存储装置根据数据的存取条件往复地迁移存储在所述第一存储装置与所述第二存储装置中的数据。
15.按照权利要求4的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置在命令为对所述第二存储介质的数据存储命令的情况下,控制将数据一次存储在所述第一存储介质中并保持表示其条件的高速缓冲存储器信息,并控制在所述加载/卸载装置排出所述第二存储介质之前将存储在所述第一存储介质中的所述数据存储在所述第二存储介质中。
16.按照权利要求6的数据存储器处理装置,其中
所述存取条件存储装置存储表示所述排出装置是否能进行排出存放在所述多个存放部分中的所述第二存储介质的排出数据。
17.一种数据存储器处理装置,包括:
第一存储装置,用于处理对具有较高数据存取速度的第一存储介质的数据存取;
第二存储装置,用于处理对具有较低数据存取速度的可拆卸的第二存取介质的数据存取;
加载/卸载装置,用于加载所述第二存储介质到所述存储装置和从所述存储装置卸载所述第二存储介质;
控制装置,用于控制所述第一、第二存储装置及所述加载/卸载装置;以及
存储介质信息保持装置,用于在从所述存储装置排出所述第二存储介质的情况下,保持所述第二存储介质的识别信息。
18.按照权利要求17的数据存储器处理装置,还包括:
信息增加装置,用于在所述加载/卸载装置排出所述存储介质的情况下,增加使存储在所述存储介质中的信息的内容视觉上可识别的信息。
19.按照权利要求17的数据存储器处理装置,其中
所述加载/卸载装置包括一个存放部分用于可更换地存放多个所述第二存储介质。
20.按照权利要求19的数据存储器处理装置,还包括:
介质存取管理信息存储装置,用于存储分别存放在各所述存放部分中的所述第二存储介质的存取信息。
21.按照权利要求19的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置控制所述加载/卸载装置从所述第二存储装置中自动地排出根据所述第二存储介质的存取信息选择的第二存储介质。
22.按照权利要求21的数据存储器处理装置,其中
所述介质存取管理信息存储装置存储所述第二存储介质是否存在、存储的第二存储介质的识别号码及存储的第二存储介质的存取信息。
23.按照权利要求22的数据存储器处理装置,其中
所述控制装置被根据所述介质存取管理信息存储装置的信息,请求存取的第二存储介质未存放在任何所述存放部分中及所述第二存储介质存放在所有存放部分中的情况下,控制所述加载/卸载装置从所述存放部分中排出根据所述存取信息所确定的第二存储介质。
24.一种数据存储器处理装置,包括:
存储装置,用于存储多路径图信息;
存取装置,用于存取存储介质;
控制装置,用于根据命令控制所述存储装置与所述存取装置;以及
所述路径图信息包括:
指示文件系统类型的文件系统信息;
作为相对于所述文件系统信息的多个项存储的文件类型信息,标识在所述文件系统信息所示出的文件系统下存取的文件与目录,以及指示对其它文件系统的转接点的一个安装点;以及
在所述文件类型信息为所述安装点的情况下,指示相对于所述其它文件系统的路径图信息的存储位置的指针信息;以及其中
所述控制装置在第一文件系统下按照第一文件系统信息输入的命令操作,并从所述路径图信息中检测由所述命令所请求存取的文件,及根据所述指针信息读出其它路径图信息,并在由包含在已读出的其它路径图信息中的文件系统信息所指示的文件系统下,控制对请求存取的文件的存取。
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