Запоминающее устройство с восстановлением информации Советский патент 1982 года по МПК G11C11/00 

(54) ЗАПОМИНАВДЕЕ УСТРОЙСТВО С ВОССТАНОВЖНИЕМ ИНФОРМАЦИИ

I

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

Известно запоминающее устройство с восстановлением информации, содержащее основные 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 избыточньи накопителем С 2.

Недостатком известного устройства является невысокая надежность вследствие невозможности восстановления информации при отказе нескольких накопителей.

Цель изобретения - повыщение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство с восстановлением информации, содер10жащее основные накопители, резервный накопитель, сумматор по модулю два и формирователь сигналов четности, одни из выходов которого подключены ко входам резервного накопитеtsля , выходы сумматора по модулю два соединены со входами основных накопителей, входы и выходы которых являются входами и выходами устройства, введены коммутаторы и дополнимтельные резервные накопители, входы которых соединены с другими выходами формирователя сигналов четности, выходы первого коммутатора подклю39чены ко входам сумматора по модулю два, а выходы второго коммутатора ко входам формирователя сигналов четности, входы первой группы входов коммутаторов соединены с выхода ми основных накопителей, входы второй группы входов коммутаторов подключены к выходам резервного и дополнительных резервных накопителей, а входы третьей группы входов второго коммутатора соединены со входами основных накопителей. На Чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит формирователь I сигналов четности, основные накопители 2.1-2,N, резервный накопитель 3.1, дополнительные резервные накопители 3,2-3,К, первый коммутатор 4, сумматор 5 по модулю два и второй коммутатор 6. lia чертеже обозначены входы и выходы 7 устройства, В качестве основных 2.1-2.N и ре зервньгх 3.1-3.К накопителей могут быть применены, например, накопители на магнитных дисках. Устройство работает следующим об разом. Согласно правилам кодирования дл модифицированного кода Хемминга, применяемого в предлагаемом устройстве, число К всех резервных накопителей 3.1-3,К определяется из уел 2 - 1 М, где N - число основных накопителей 2.1-2.М, которые распределяются на К групп так, что каждому резервному 3,1 и дополнительным резервным (3,2 3,К) накопителям соответствует опре деленная группа основных накопителе 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, наприме N 7 основных накопителей 2.t-2.N и три резервных накопителя. Операция вычисления данных кажд го сектора i-ro ,,,К) резервно накопителя 3 .1-3 , К (реализуется фор мирователем 1, Для этого, в соответствии с модифицированньв кодом Хемминга, считываются и передаются в формирователь I данные одноименных секторов (т,е,, например, секторов, расположенных в одном и том же месте на каждом пакете дисков) тех основных накопителей 2.1-2.N, которые входят в группу i-ro резервного накопителя 3,1-3. К, Например, для уст-, ройства, состоящего из семи основных накопителей и трех резервных, получение данных любого сектора первого их трех накопителей 3.1-3.К осуществляется следующим образом: в соответствии с таблицей считываются данные одноименных секторов основных накопителей 2.I-2.N (второго, третьего, четвертого и седьмого), которые через коммутатор 6 подаются на формирователь 1, осуществляющий поразрядное сложение по модулю два принятой информации. Сформированные таким образом проверочные данные записываются па первый резервный накопитель 3.1. Аналогнчьагм образом, в соответствии с таблицей, записывают информацию в другие резервные накопители 3.2З.К. При обновлении информации любого сектора на основных накопителях 2,-2.N необходимо обноводноименные ему секторы на всех связанных с ним резервных накопителях 3.1-3.К. Алгоритм перезаписи состоит в вычислении новых проверочных данных по формуле АС Л.@АС®А., где Д. старые данные сектора одного из накопителей 2.1-2.N, в который необхо4:шмо записать новые данные А-; старые проверочные данные одноименного сектора соответствующего из резервных накопителей 3.1-3.К. Рассмотрим процедуру перезаписи информации, например, на третьем из основных накопителей 2.1-2.N для случая, когда N равно семи и К равно трем .. Как видно из таблицы, данные основного накопителя 2.3 (третьего из семи) участвуют в образовании информации резервных накопителей 3.1 и 3,2. Поэтому, прежде чем записать новую информацию на требуемый основной накопитель, необходимо сначала считать старые данные одноименных секторов основного накопителя 2.3 (третьего 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 два старых данных сектора основного накопителя 2.3, новых данных, которые необходи мо записать в этот сектор со входом устройства 7, а также старых проверочных данных резервного накопителя 3.1. Затем аналогичная процедура повторяется для накопителя 3.2. После того, как будет сфо мирована новая проверочная информация, она записывается на соответствующие резервные накопители 3.1 и 3.2, а на основной накопитель 2,3 .(третий из семи) записьшается вновь поступивщая информация со входов устройства 7. Восстановление информации производится следующим образом. 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 од ного из основных накопителей 2.1-2. и при обращении на считывание с нег необходимо считать данные одноименных секторов со всех исправных из основных накопителей 2.1-2.N, соответствующих одной любой группе, вкл чающей отказавший основной накопи-, тель, и сложить эти данные по модул два. Например, при отказе пятого нако пителя 2.5 сначала, в соответствии с таблицей, считываются данные из одноименных секторов основных накопителей 2.1, 2.2 и 2.4 и резервного накопителя 3.3, затем через коммута тор 4 считанная информация передает ся на сумматор 5, осуществляющий поразрядное сложение принятой инфор мации . Полученная сумма представляе собой восстановленную информацию от казавшего основного накопителя 2.5. При .отказе двух основных накопителей и при обращении 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 второго отказавщего накопителя, восстановление требуемой информации производят по группам суммированием по модулю два данных одноименных секторов исправных основных накопителей 2,12.N, позволяющих получить сначала данные второго из отказавщих накопителей 2.1-2.N, а затем данные того из накопителей 2.I-2.N, к которому производится обращение. В качестве примера рассмотрим процедуру восстановления информации при отказе двух основных накопителей для примера выполнения устройства в соответствии с таблицей. Предположим, что отказали четвертый и второй из 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 2.4. Поэтому сначала в соответствии с таблицей необходимо считать данмле . 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 обеспеивается непрерывная работа устройства при отказе нескольких основных накопителей. Технико-экономическое преимущетво предлагаемого устройства заклюается в более высокой по сравнению известным надежности, достигаеой за счет обеспечения возможости восстановления информации ри отказе нескольких накопитеей.

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, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности устройства, оно содержит коммутаторы и дополнительные резервные накопите- . ли, входы которых соединены с другими выходами формирователя сигналов четности, выходы первого коммуTaii pa подключены ко входам сумматора по модулю два, а выходы второго коммутатора - ко входам формирователя сигналов четности, входы первой группы входов-коммутаторов соединены с выходами основных накопителей, входы второй группы входов коммутаторов подключены к выходам резервного и дополнительных резервных накопителей, а входы третьей группы входов второго коммутатора соединены со входами основных накопителей .

Источники ИНфОрМаДиИ,

принятые во внимание при экспертизе

и Циклинский Н.И. Надежность и контроль ЭВМ. М., Советское радио, 1978, с. 416.

2.Патент США № 3876978, кл. 340-146.1, 1975 (прототип).