具有永久性存储器的可恢复磁盘控制系统技术方案

一个用于包括一个校验点操作的计算机系统的可恢复磁盘控制系统１０。当操作系统１５产生一个向磁盘装置４的写请求时，写请求及伴随的写数据被存入一个永久性存储器３中。操作系统立即得到通知，如同写请求已被完成那样。向磁盘装置写入数据被推迟到下一个校验点，在下一个校验点执行结尾，该写请求被调度执行。如果在调度该写请求之前发生了故障，则该写请求被废弃。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种使用校验点(checkpoint)方法的计算机系统，特别是关于一种磁盘控制系统，它能实现高速磁盘访问以避免伴随校验点方法的处理延迟。使用校验点方法的计算机系统把对磁盘装置的写操作推迟到获得下一个校验点的时候进行。否则，如果由于故障使计算机系统下一次从最后一个校验点重新启动，磁盘装置便不能恢复到最后一个校验点时的状态。这使系统性能大大降低。本专利技术的目的是提供一种可恢复磁盘装置，它不发生伴随校验点方法的处理延迟。本专利技术的另一个目的是通过使用永久性存储器来加速磁盘写操作。根据本专利技术，前述目标以及其他目标是通过提供执行校验点操作的计算机系统来实现的，如果发生了故障，该系统从最后一个校验点状态重新开始。该计算机系统的组成是一个磁盘装置用于读和存储数据，一个向磁盘装置发出写或读请求的操作系统，一个永久性存储器，在永久性存储器中存储写数据和伴随的写请求的写请求存储装置，以及把被写请求存储装置写入永久性存储器的写数据存入磁盘装置中的磁盘写装置。该磁盘写装置进一步包括一个存储装置，用于根据在上一个校验点之前产生的写请求将写数据从永久性存储器写入到磁盘装置中。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种控制磁盘访问的方法，其组成步骤是首先把从操作系统到磁盘装置的写数据和伴随的写请求存储到永久性存储器中，第二步是把存储在永久性存储器中的写数据存入磁盘装置，这第二存储步骤包括把在上一个校验点之前产生的写数据从永久性存储器写入磁盘装置中。本专利技术把操作系统要求的写数据存到永久性存储器中。本专利技术还把执行上一个校验点之前产生的写请求所对应的写数据从永久性存储器写入磁盘装置中。本专利技术的磁盘控制系统能保证抗故障性。本专利技术的磁盘控制器避免了由于检验校验点执行情况所造成的处理延迟，从而能改善磁盘访问的等待时间。从下文中的详细描述，可以清楚本专利技术的其他目标、特点和优点。然而，应该理解，尽管详细描述和具体实例给出了本专利技术的最佳实施例，但只是举例说明而已，因为那些精通本门技术的人们可从本专利技术的描述中清楚地看到，在本专利技术的精神和范围内可有多种变化和修改。附图说明图1是使用校验点的计算机系统的示意性方框图，该系统中应用了本专利技术的磁盘控制系统。图2是一个示意性方框图，显示出一个计算机系统的一个实施例的各个部件，在该系统中的写请求把数据送到一个永久性存储器中。图3是一个示意性方框图，显示出数据从不确定队列到确定队列的运动。图4(a)是一个流程图，显示出本磁盘控制系统的写过程。图4(b)是一个流程图，显示出本磁盘控制系统的校验点操作。图4(c)是一个流程图，显示出本磁盘控制系统的后台处理。图5(a)是一个方框图，显示出一个永久性存储器的链式控制结构。图5(b)是一个流程图，显示出一个磁盘写处理。图5(c)显示出永久性存储器中的写入数据与写请求结构。图6和图7的方框图显示出当在计算机系统中发生故障时磁盘控制系统的操作。图8是一时序图，显示出计算机系统中发生故障时磁盘控制系统的操作。图9(a)是一个流程图，显示出该磁盘控制系统的恢复序列(1)。图9(b)是一个流程图，显示出该磁盘控制系统的恢复序列(2)。图9(c)是一个流程图，显示出该磁盘控制系统的读处理。现在参考附图解释本专利技术的一个实施例。图1(a)是使用校验点方法的一个计算机系统的方框图，对该系统应用了本专利技术的磁盘控制系统。当处理器1更新一个主存储器2的内容时，该计算机系统把被更新部分的更新前映象记录到一个日志(log)存储器6中。在校验点把该处理器现场信息及一个高速缓存存储器的内容写入主存储器。从最后一个校验点重新启动数据处理所需要的状态信息被保存在主存储器和日志存储器中。当发生故障时，计算机系统把更新前映象写回主存储器的被更新部分，从而恢复主存储在上一个校验点的状态。在校验点操作的结尾，日志存储器内容被清除。再有，本专利技术的计算机系统有一个永久性存储器3作为辅助存储器，还有一个磁盘装置4。图1(b)是本专利技术的磁盘控制系统的方框图。如图1(b)所示，该磁盘控制系统有一个写请求存储装置11，写请求固定装置12，写请求删除装置13和磁盘写装置14。当操作系统产生一个向磁盘装置写的请求时，写请求存储装置将写请求及伴随的写数据存入永久性存储器。尽管在这一点上将写请求保持在永久性存储器中，但在下一个校验点之前不能把伴随的数据写入磁盘装置。如果在下一个校验点操作结束之前发生故障，则废弃该写请求与写入数据。下文中我们把在这种状态下存储于永久性存储器中的写请求和数据称作不确定状态。当下一个校验点操作被执行而无任何故障时，写请求固定装置把永久性存储器中的写请求的状态改变成确定状态。这意味着即使在这种状态改变之后发生了故障，该写请求也肯定地要被执行。如果在下一个校验点操作之前发生故障，则写请求删除装置删除处于不确定状态的磁盘写请求和伴随的数据。磁盘写装置根据保持在永久性存储器中的处于确定状态的磁盘写请求去执行一个磁盘写操作。下面参考图2-9来解释本专利技术的操作，这些附图是说明本专利技术一个实施例操作的方框图和流程图。首先，如图1(a)所示，当从操作系统接收到一个向磁盘装置写的请求时；写请求存储装置把这个写请求及伴随的写数据存入永久性存储器。如图2描述的那样，永久性存储器有一个不确定队列31和一个确定队列32。在上一个校验点之后收到的写请求及伴随的写数据被存入永久性存储器中的不确定队列。一旦无故障执行了该校验点，在不确定队列中的写请求及伴随的写数据被移送到永久性存储器的确定队列中。当一写请求被写请求存储装置写入永久性存储器的不确定队列时，磁盘控制系统通知操作系统“写完成”(图4(a)中的S13)。于是操作系统不必等待写请求的实际完成，这一点显著地改善了性能。下面参考图3解释在校验点执行过程中磁盘控制系统的操作。假定本计算机系统的校验点是在图2所示状态下执行的。当永久性存储被写数据填满时，校验点是被强迫执行的。磁盘控制系统检验永久性存储器空闲空间的大小。如果永久性存储器的容量低于一个预先确定值，或者在执行计算机系统校验点之后已经过去了一个固定时间，则重新启动来自操作系统的I/O(输入/输出)操作。当校验点正在被执行时，来自操作系统的I/O处理被延迟。在校验点执行过程中，首先由写请求固定装置把不确定队列中存储的写请求和它们的写数据移到确定队列中(图3及图4(b)中的S15)。这种移动不一定需要整个数据物理上的移动，只是要改变指针。下面参考图5解释控制存于永久性存储器中写请求和写数据的方法。在校验点之后，磁盘写装置根据确定队列(图(3)和图4(c)中的S17)中所存写请求执行磁盘写操作。建议由磁盘写装置执行的向磁盘装置的写操作根据写请求的优先级和计算机系统的负载正常地执行。永久性存储器中包含一个不确定队列，一个确定队列，多个请求结构和写数据(参见图5(a))。不确定队列和确定队列有一个控制块(示画出)用于管理请求结构。如图5(a)所示，不确定队列有两个请求结构4和5。如图5(a)所示，确定队列有三个请求结构1、2和3。如图5(a)所示，关于请求结构的控制信息有一个写标志以表明正在向磁盘写数据，还有写入数据和下一个请求结构的指针信息，磁盘号N、扇区号M，以及写数据的总量L，为了把保存在确定队列的写数据写入磁盘装本文档来自技高网...

【技术保护点】
周期性执行校验点操作的一种计算机系统，该系统从发生故障之前的上一个校验点重新启动，该系统的组成是：用于存储在该系统中要被处理的数据的磁盘装置（４），向磁盘装置发出写请求的操作系统（１５）。其特点在于该系统进一步包括：用于读和存储数据的磁盘装置；用于向磁盘装置发出写或读请求的操作系统；永久性存储器（３）；用于在永久性存储器中存储写数据和伴随的写请求的写请求存储装置（１１、图４（ａ））；以及磁盘写装置（１４，图４（ｃ）、图５（ｂ）），用于把写请求存储装置存入永久性存储器的写数据存入磁盘装置，该磁盘写装置进一步包括根据上一个校验点之前产生的写请求将写数据从永久性存储器写入磁盘装置的装置。２．权利要求１的计算机系统，其特点在于该系统还包括这样一个装置（图４（ａ）中的Ｓ１３），当发出一个从操作系统向磁盘装置的写请求时，在把写请求和伴随的写数据写入永久性存储器后，该装置向操作系统发出一个“写完成”的通知。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清水邦保，平山秀昭，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]