数据存储装置和用于管理缓冲存储器的方法制造方法及图纸

一种数据存储装置，包括：　　　　用于以磁的方式记录数据的磁盘；以及　　　　用于在所述磁盘上进行处理之前暂时保存从所述磁盘读出的或在所述磁盘上写入的数据的缓冲存储器；　　　　其中所述缓冲存储器包括一个存储区，所述存储区被分成用于存储从外部接收的对所述磁盘的写请求的第一环形缓冲器，以及用于存储从所述磁盘上读出的数据的第二环形缓冲器，所述第一环形缓冲器和所述第二环形缓冲器具有各自的缓冲器尺寸，所述缓冲器尺寸可以通过改变用于分离所述第一环形缓冲器和所述第二环形缓冲器的分割的位置被改变。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据存储装置，尤其涉及缓冲存储器的控制，当在记录介质例如磁盘中写入或者从所述记录介质中读出数据时，所述缓冲存储器用于在其中暂时保存所述数据。
技术介绍
在包括磁盘装置(硬盘驱动器)的计算机的外部存储装置中，制备一种被称为扇区缓冲器的缓冲存储器(DRAM动态随机存取存储器)，作为用于改善数据读写处理的性能的装置。一直方便地进行从主机系统发出的数据写请求(包括写数据)或只读一次的数据的高速缓存(保存)。通常使用一种被称为环形缓冲器的数据结构作为扇区缓冲器。环形缓冲器是一种用于连接缓冲器的开始和结尾，借以把有限长度的缓冲器作为无限长度的缓冲器来处理的技术(例如见专利文件1，2)。图5是表示环形缓冲器的结构的示意图。如图5所示，环形缓冲器管理作为一个片断的连续数据的有效的集合，同时从每个扇区缓冲器的缓冲器的底部到顶部按照顺序使用每个扇区缓冲器的存储区域。在扇区缓冲器被用到缓冲器顶部之后，环形缓冲器返回缓冲器底部，在那里继续使用扇区缓冲器。因而，在语义上(逻辑上)形成一个环。因为扇区缓冲器被按顺序使用，上述的环形缓冲器系统适用于用来依次处理指令的指令处理格式。在另一方面，近来，进行指令的重新排序操作或其类似操作，以便进一步改善数据读写处理的性能。重新排序操作是为了用这种方式重新排列用于读写数据的指令的执行顺序，使得到执行数据的读写操作所需的等待时间最短。借助于重新排序或其类似操作，合适地重新排列指令的处理顺序和执行所述指令将导致以写请求和读出的数据相混合的形式的段缓冲器的段管理的复杂性。日本专利公开号2002-259115日本专利公开号2002-170319虽然环形缓冲器系统适用于用来依次处理指令的指令处理格式，如上所述，但是其使得以写请求和读出的数据的混合形式的扇区缓冲器的段管理复杂化，其中在执行指令之后，指令的处理顺序被合适地重新排序。为了解决这个问题，可以想出一种系统，其中数据写请求和读出的数据在扇区缓冲器内被单独地处理。即，这种系统是这样的在扇区缓冲器中提供一个用于高速缓存写请求的环形缓冲器和用于高速缓存读出的数据的另一个环形缓冲器，并且在两个环形缓冲器中的段被单独地管理。这种系统下面被称为双环形缓冲器系统。即使在与数据读写相关的指令被合适地重新排序和执行的情况下，单独地管理写请求和读出的数据使得能够避免扇区缓冲器中的段管理的复杂性。不过，因为在这种情况下在扇区缓冲器中提供有两个环形缓冲器，使得用于高速缓存写请求和读出的数据的各个缓冲器的尺寸被减少。更具体地说，因为在正常的环形缓冲器(下面被称为单环形缓冲器系统)中要被高速缓存的内容不受限制，如果用于在外部存储装置中写数据的访问增加，则许多写请求被高速缓存，而如果用于读出数据的访问增加，则许多读出数据被高速缓存。换句话说，当使访问偏向数据写或读时，相应于扇区缓冲器的最大存储容量的写请求或读出的数据可以被高速缓存。在另一方面，因为在双环形缓冲器系统中写请求环形缓冲器和读出的数据环形缓冲器彼此分开，双环形缓冲器系统可以只高速缓存分配给各个环形缓冲器的缓冲器尺寸。一般地说，在高速缓存系统中，高速缓存存储器(缓冲存储器)的大的存储容量能够贡献于性能的改进。因而，当存在偏向于数据写或读的访问时，和采用单个的环形缓冲器系统的外部存储装置相比，在扇区缓冲器中使用双环形缓冲器系统这种外部存储装置的性能变劣。同时，今天要由计算机处理的数据呈多媒体形式，并且用于在磁盘上记录活动图像和话音的硬盘记录器被普遍采用，还具有使这种偏向访问增加的可能，使得大容量的数据例如图像数据、话音数据或其类似数据被同时写入或读出。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，通过采用双环形缓冲器系统作为缓冲存储器的数据结构，使得即使在执行偏向数据的写或读的访问的情况下，也能避免存储装置的性能劣化。为实现上述目的，作为用以下方式配置的数据存储装置实施本专利技术。即，所述数据存储装置包括用于记录数据的记录介质；缓冲器装置，其具有第一环形缓冲器，用于在所述记录介质上进行处理之前暂时保存对所述记录介质的外部写请求，以及第二环形缓冲器，用于保存按照对所述记录介质的外部读请求从所述记录介质读出的数据；以及缓冲器控制装置，其按照对所述记录介质的外部访问的模式改变包括在所述缓冲器装置中的第一环形缓冲器和第二环形缓冲器的尺寸。更优选地，所述缓冲器装置包括RAM(随机存取存储器)，其中缓冲区被分成第一环形缓冲器和第二环形缓冲器。改变所述第一环形缓冲器的底页的位置或者所述第二环形缓冲器的底页的位置，以便改变第一和第二环形缓冲器的各个缓冲器的尺寸。缓冲器的尺寸可以根据从外部接收的每个访问请求的类型和每个类型的访问请求的频率被改变，或者根据与从外部接收的访问请求相关的写数据或读出数据的尺寸被改变。此外，本专利技术还作为一种用于管理缓冲存储器的方法来实施，所述缓冲存储器用于在从记录介质上读出数据和写数据之前暂时保存所述数据。所述缓冲存储器管理方法包括以下步骤分析对所述记录介质的外部访问请求，根据分析的结果确定提供在所述缓冲存储器的缓冲区内的写请求环形缓冲器和读出数据环形缓冲器的各个缓冲器的尺寸是否应当被改变，以及按照所述确定的结果改变一个分割的位置，所述分割用于把缓冲存储器的缓冲区划分成两个环形缓冲器，借以改变两个环形缓冲器的各个缓冲器尺寸。更具体地说，所述缓冲器的尺寸用这种方式被改变，使得当在外部访问请求中的写请求的数量增加时，所述写请求环形缓冲器被扩展，并且所述缓冲器的尺寸用这种方式被改变，使得当在外部访问请求中的读请求的数量增加时，所述读出数据环形缓冲器被扩展。或者，缓冲器的尺寸用这种方式被改变，使得当外部访问请求中的请求写入大尺寸的数据的访问请求的数量增加时，所述写请求环形缓冲器被扩展，并且缓冲器的尺寸用这种方式被改变，使得当外部访问请求中的请求读出大尺寸的数据的访问请求的数量增加时，所述读出数据环形缓冲器被扩展。此外，用于实现上述目的的本专利技术可以作为一种按照下述被构成的磁盘装置来实施，所述磁盘装置包括用于以磁的方式记录数据的磁盘，以及用于在所述磁盘上进行处理之前暂时保存从所述磁盘读出的和在所述磁盘上写入的数据的缓冲存储器，其中所述缓冲存储器包括一个存储区，所述存储区被分成用于存储从外部接收的对所述磁盘的写请求的第一环形缓冲器和用于存储从所述磁盘上读出的数据的第二环形缓冲器，并且用于分离所述第一环形缓冲器和所述第二环形缓冲器的分割的位置被改变，以便改变写区域和读区域的各个缓冲器的尺寸。此外，本专利技术也可以作为一种利用磁盘作为记录介质用于记录和再现多媒体的内容的硬盘记录器来实施。所述硬盘记录器被这样构成，使得其包括缓冲器装置，所述缓冲器装置具有第一环形缓冲器，用于在所述磁盘上进行处理之前暂时保存对所述磁盘的写请求，和第二环形缓冲器，用于保存按照对磁盘的读请求从所述磁盘上读出的数据，以及缓冲器控制装置，用于用这种方式动态地分配所述缓冲器装置的存储区域，使得当所述硬盘记录器以用于记录多媒体内容的操作方式操作时，给予所述第一环形缓冲器大的缓冲器尺寸，当所述硬盘记录器以用于再现多媒体内容的操作方式操作时，给予所述第二环形缓冲器大的缓冲器尺寸。按照本专利技术，如上所述，通过采用双环形缓冲器系统作为缓冲存储器的数据结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：山田秀二，齐藤博史，斋藤高裕，福久良司，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：