Запоминающее устройство с восстановлением информации

 

Союз Соаетскнк

Соцналнстнческнк

Республик

О П И С А Н И Е 9()7581

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ау (22) Заявлено 3 1,0780 (2 3 ) 2967 I 7 7/1 8-24 с п3еисоединениен заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 230282 Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 230282 (5t)N. Кл.

G 31 С 31/00

5ЬеударстмннЫ3 квинтет

СССР ао делен нзебретенн33 н открытий (5З) УДК 681,327 (088 83 (72) Авторы изобретения

Ю.М.Шамаев„ . Г.."гнев, С.А.Пескова и И.Н.Андреева ь

Московский ордена Ленина энергетический инс иттут. (71) Заявитель (54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ВОССТАНОВЛЕНИЕМ

ИНФОРМАЦИИ лем (2).

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано в качестве системы внешних запоминающих устройств.

Известно запоминающее устройство с восстановлением информации, содержащее о новные и один резервный накопитель, который используется в случае отказа одного из основных накопителей (1 ).

Недостатком этого устройства является низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является запоминающее устройство с восстановлением информации, содержащее канал ввода-вывода, основные накопители, избыточный накопитель, сумматор по модулю два и формирователь четности, причем выходы основных накопителей через формирователь четности соединены с избыточньм накопитеНедостатком известного устройства является невысокая надежность вследствие невозможноСти восстановления информации при отказе нескольких накolIителей.

Цель и з обре т ения — п о выше ни е надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство с восстановлением информации, содер10 жащее основные накопители, резервный накопитель, сумматор по модулю два и формирователь сигналов четности, одни из выходов которого подключены ко входам резервного накопитеl5 ля, выходы сумматора по модулю два соединены со входами основных накопителей, входы и выходы которых являются входами и выходами устройст20 ° ва введены коммутаторы и дополнительные резервные накопители, входы которых соединены с другими выходами формирователя сигналов четности, выходы первого коммутатора подклю907581

»ic где Л .

=Л О+А D+A. вия

2 — 1 з Ы, чены ко входам сумматора по модулю два, а выходы второго коммутатора ко входам формирователя сигналов четности, входы первой группы входов коммутаторов соединены с выходами основных накопитслей, входы второй группы входов коммутаторов подключены к выходам резервного и дополнительных резервных накопителей, а входы третьей группы входов второго коммутатора соединены со

Г входами основных накопителей.

На чертеже представлена функциональ ная схема пр едлага емог о ус тройства.

Устройство содержит формирователь 1 сигналов четности, основные накопители 2 ° 1-2 N, резервный накопительь 3 . 1, дополнительные р е э ервные накопители 3.2-3.К, первый коммутатор ч, сумматор 5 по модулю два и второй коммутатор 6. На чертеже обозначены входы и выходы 7 устройства.

В качестве основных 2,1-2.N и резервных 3.1 †.К накопителей могут быть применены, например, накопители на магнитных дисках.

Устройство работает следующим образом.

Согласно правилам кодирования для модифицированного кода Хемминга, применяемого в предлагаемом устройс тв е, число 4 всех р еэ ерв ных накопителей 3 .! -3 . К определяе тся из услогде N — число основных накопителей

2. 1-2.N, которые распределяются на

К групп так, что каждому резервному

3.1 и дополнительным резервным (3,2=

З.К) накопителям соответствует определенная группа основных накопителей

2.1-2.N.

В представленной таблице обозначены единицами связи основных накопителей 2.1-2.N со всеми резервными накопителями 3.1 — 3 К для случая, когда устройство содержит, например, N = 7 основных накопителей 2.1-2.N и три рез ерв ных накопи теля .

Операция вычисления данных каждого сектора 1 — го i=1...К) резервного накопителя 3 . 1-3 . К !реализуется формирователем 1 . Для этого, в соответствии с модифицированньж кодом

Хемминга, считываются и передаются в формирователь 1 данные одноименных секторов (т, е., например, с ек торов, расположенных в одном и том же месте на каждом пакете дисков) тех основных накопителей 2. 1-2.!1, которые входят в группу 1-го резервного накопителя 3. 1-3. К. Например, для уст-, ройс тва, состоящего из семи основных накопителей и трех резервных, полу-! в челне данных любого сектора первого их трех накопителей 3.1 — 3.K осуществляется следующим образом: в соответствиии с таблицей считываются данные одноименных екторов основных нако>5 пителей 2.1 — 2.N (второго, третьего, четвертого и седьмого), которые через коммутатор 6 подаются на формирователь 1, осуществляющий поразрядное сложение по модулю два принятой ин2Î формации. Сформированные таким образом проверочные данные записываются на первый резервный накопитель 3 ..1, Аналогичным образом, в соответствии с таблицей, записывают информацию в другие резервные накопители 3,2—

3. V,.

При обновлении информации любого сектора на основ ных накопителях

2,! 2.Х необходимо обнов одно39 именные ему секторы на всех связанных с ним резервных накопителях

3. 1 — 3. К, Алгоритм перезаписи состоит в вычислении новых проверочных данных по формуле старые данные сектора одного из накопителей 2,1 — 2.М, в который необходимо записать новые данные Х„; старые проверочнь|е данные одноименного сектора соответствующего из резервных накопителей 3. 1-3 . K.

Рассмотрим процедуру перезаписи информации, например, на треть ем иэ основных накопителей 2.! — 2.N для случая, когда N равно семи и K равно трем, Как видно из таблицы, данные ос— новного накопителя 2. 3 (третьего из семи) участвуют в образовании информации резервных накопителей

3.) и 3.2. Поэтому, прежде чем записать новую информацию на требуемый основной накопитель, необходимо

5 9 сначала считать старые данные одноименных секторов основного накопителя 2 ° 3 1третьего из семи) и ре— зервного накопителя 3.1 (первого из трех). Коммутатор 6 принимает считанную информацию и информацию, переданную на входы устройства 7, а затем передают ее на формирователь 1, осуществляющий поразрядное сложение по модулю дна старых данных сектора основного накопителя

2.3, новых данных, которые необходимо записать в этот сектор со входом устройства 7, а также старых пронерочных данных резервного накопителя 3.1. Затем аналогичная

07581 b

f5

В случае работоспособности основных накопителей 2.1 — 2.N считывание информации с любого из них производится обычннм образом, без использования данных резервных нако.пителей 3.1-3.К. В случае отказа одного из основных накопителей 2.1-2.N и при обращении на считывание с него необходимо считать данные одноименных секторов со всех исправных иэ основных накопителей 2.1-2.N, соответствующих одной любой группе, включающей отказавший основной накопи40

55 процедура повторяется для накопителя 3.2, После того, как будет сфор мирована новая проверочная информация, она записывается на соответствующие резервные накопители 3.! и

3.2, а на основной накопитель 2,3 (третий из семи) записывается BHGBü поступившая информация со входов устройства 7.

Восстановление информации производится следующим образом ° тель, и сложить эти данные по модулю два.

Например, при отказе пятого накопителя 2.5 сначала, в соответствии с таблицей, считываются данные иэ одноименных секторов основных накопителей 2.1, 2.2 и 2.4 и резервного накопителя 3.3, затем через коммутатор 4 считанная информация передается на сумматор 5, осуществляющий поразрядное сложение принятой информации. Полученная сумма представляет собой восстановленную информацию отказавшего основного накопителя 2.5.

При .отказе двух основных накопителей и при обрашении на чтение с одного из них при условии, что для данного накопителя нет ни одной группы, в которой бы резервная информация была образована независимо от нторого отказавшего накопителя, восстановление требуемой информации производят по группам суммированием по модулю два данных одноименных секторов исправных основных накопителей 2.1

2.N„позволяющих получить сначала данные второго из отказавших накопителей 2.1-2.N, а затем данные того из накопителей 2. 1-2.М, к которому производится обращение. В качестве примера рассмотрим процедуру восстановления информации при отказе двух основных накопителей для примера ныполнения устройства в соответствии с таблицей. Предположим, что отказали четвертый и второй иэ основных накопителей 2,1-2.N и производится обращение ко второму накопителю 2.2. Из таблицы следует, что нет ни одной группы накопителей, в которой бы информация второго основного накопителя 2.2 могла бы быть восстановлена независимо от информации четвертого основного накопителя 2.0.

Поэтому сначала в соответствии с таблицей необходимо считать данные одноименных секторов основных накопителей 2.1, 2.3 и 2.6 и информацию резервного накопителя 3.2, позволяющих получить информацию четвертого основного накопителя 2.4, а затем считать данные одноименных секторов основных накопителей 2.3 и 2.7 и резервного накопителя 3.1 для получения информации второго основного накопителя 2. 2. Считанная информация через коммутатор 4 передается на сумматор 5. Результат сложения, представляющий собой восстановленную информацию четвертого основного накопителя 2.4, передается на выходы

7 устройства. Таким образом обеспечивается непрерывная работа устройства при отказе нескольких основных накопителей.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в более высокой по сравнению с известным надежности, достигаемой за счет обеспечения возможности восстановления информации при отказе нескольких накопителей.

907581

Накопители

Рез ервные

2,1 22 23 24 25 26 27 3.1 32 33

0 1

1 0

0 0

0 1

0 0

1 0

0 1

0 0

0 1

0 0

Формула изобретения

Запоминающее устройство с восстановлением информации, содержащее основные накопители, резервный накопитель, сумматор по модулю два и формирователь сигналов четности, одни из выходов которого подключены ко входам резервного накопителя, выходы сумматора по модулю два соединены со входами основных накопителей, входы и выходы которых являются входами и выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит коммутаторы и дополнительные резервные накопите-, ли, входы которых соединены с другими выходами формирователя сигналов четности, выходы первого коммута ра подключены ко входам сумматора по модулю два, а выходы второго коммутатора — ко входам формирователя сигналов четности, входы первой группы входов коммутатоуов

20 соединены с выходами основных накопителей, входы второй группы входов коммутаторов подключены к выходам резервного и дополнительных резервных накопителей, а входы третьей

2$ группы входов второго коммутатора соединены со входами основных накопителей.

Источники информ ни, щ принятые во внимание при экспертизе

I. Журавлев N.П., Котелюк Л.А. и Циклинский Н.И. Надежность и контроль ЗИМ. М., "Советское радио", 1978, с. 416.

2. Патент США У 3876978, кл. 340-146.1, 1975 (прототип).

90758!

Составитель Т.Зайцева

Редактор В.11азаренко Техред А.Бабинец Корректор И.Д емчик, Зак а з ЬОО/59 Тираж 624 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам .изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 милиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4