Запоминающее устройство с восстановлением информации

Союз СоаетскнкСоцналистическнкРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 907581(5)М. Кл. б 11 С 11/00 ЬеударствопаЯ квинтет СССР ао делен нзебретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Ю.М.Шамаев. Г ."гнев, С.А.Пескова и И.Н.АндрееваМосковский ордена Ленина энергетический инситтутИзобретение 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 накопителей1 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 избыточньвю накопитеНедостатком известного устройства является невысокая надежность вследствие невозможноСти восстановления информации при отказе нескольких накопителей.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в запоминающее устройство с восстановлением информации, содержащее основные накопители, резервный накопитель, сумматор по модулю два и формирователь сигналов четности, одни из выходов которого подклю" чены ко входам резервного накопителя, выходы сумматора по модулю два соединены со входами основных накопителей, входы и выходы которых являются входами и выходами устройств)ва введены коммутаторы и дополнительные резервные накопители, входы которых соединены с другими выходами формирователя сигналов четности, выходы первого коммутатора подклю=л О+А ЯА вия 2 - 1 3 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 Гвходами основных накопителей,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит Формирователь 1 сигналов четности, основные накопители 2.1-2.М, резервный накопитель 3.1, дополнительные резервные накопители 3,2-3,К, первый коммутатор 4, сумматор 5 по модулю два и второй коммутатор 6. На чертеже обозначены входы и выходы 7 устройства.В качестве основных 2,1-2.Ч и резервных 3.1 в .К накопителей могут быть применены, например, накопители на магнитных дисках.Устройство работает следующим образом,Согласно правилам кодирования длямодифицированного кода Хемминга,применяемого в предлагаемом устройс тв е, число К всех р еэ ерв ных накопителей 3 . 1-3, К определяется из услогде И - число основных накопителей 2,1-2.М, которые распределяются на К групп так, что каждому резервному 3.1 и дополнительным резервным (3,2- З.К) накопителям соответствует определенная группа основных накопителей2.1-2.Х. В представленной таблице обозначены единицами связи основных накопителей 2.1-2.Ы со всеми резервныминакопителями 3.1 - З.К для случая,когда устройство содержит, например,И = 7 основных накопителей 2.1-2.Чи три р е з ерв ных нак опи т ел я,Операция вычисления данных каждого сектора 1 - го 1=1 К) резервногонакопителя 3.1-3.К реализуется формирователем 1. Для этого, в соответствии с модифицированнью кодомХемминга, считываются и передаются в формирователь 1 данные одноименныхсекторов (т, е., например, с ек торов,расположенных в одном и том же местена каждом пакете дисков) тех основ ных накопителей 2.1-2,Х, которые входят в группу 1-га резервного накопителя 3.1-3.К. Например, для уст-,ройства, состоящего из семи основныхнакопителей и трех резервных, полу челне данных любого сектора первогоих трех накопителей 3.1 в ,Е осуществляется следующим образом; в соответствиии с таблицей считываются данныеодноименных гекторов основных нако пителей 2,1 - 2.М (второго, третьего,четвертого и седьмого), которые черезкоммутатор 6 подаются на формирователь 1, осуществляющий поразрядноесложение по модулю два принятой ин О Формации. Сформированные таким образом проверочные данные записываютсяна первый резервный накопитель 3.1.Аналогичным образом, в соответствиис таблицей, записывают информацию 25 в другие резервные накопители 3,2 -З.К.При обновлении информации любогосектора на основных накопителях2,1-2.Х необходимо обнов одно- ЗО именные ему секторы на всех связанных с ним резервных накопителях3.1 в ,К, Алгоритм перезаписи состоит в вычислении новых проверочныхданных по формуле старые данные сектора одного из накопителей 2,1 - 2.М,в который необходимо записать новые данныестарые проверочные данныеодноименного сектора соответствующего из резервныхнакопителей 3,1-3.К,Рассмотрим процедуру перезаписи информации, например, на третьем иэ основных накопителей 2. - 2,Ы для случая, когда М 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, необходимо5 9 сначала считать старые данные одноименных секторов основного накопителя 2. 3третьего из семи) и ре - зервного накопителя 3.1 (первого из трех). Коммутатор б 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 Ь 10 5 20 25 30 35 В случае работоспособности основных накопителей 2.1-2.И 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 2.1-2.1 Ч и при обращении на считывание с него необходимо считать данные одноименных секторов со всех исправных иэ основных накопителей 2,1-2,И, соответствующих одной любой группе, включающей отказавший основной накопи 40 45 50 55 процедура повторяется для накопителя 3.2, После того, как будет сформирована новая проверочная информация, она записывается на соответствующие резервные накопители 3.1 и3.2, а на основной накопитель 2,3(третий из семи) записывается вновьпоступившая информация со входовустройства 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 обращении на чтение с одного из них при условии, что для данногонакопителя нет ни одной группы, вкоторой бы резервная информация былаобразована независимо от нторогаотказавшего накопителя, восстановление требуемой информации производятпо группам суммированием по модулюдва данных одноименных секторовисправных основных накопителей 2,1"2.И, позволяющих получить сначаладанные второго из отказавших накопи"телей 2.1-2.И, а затем данные того из накопителей 2.1-2.М, к которому производится обращение. В качестве примера рассмотрим процедурувосстановления информации при отказедвух основных накопителей для примера ныполнения устройства в соответствии с таблицей, Предположим, что отказали четвертый и второй иэ основных накопителей 2.1-2.И и производится обращение ко второму накопителю 2.2. Из таблицы следует, что нетни одной группы накопителей, в которой бы информация второго основногонакопителя 2.2 могла бы быть восстановлена независимо от информациичетвертого основного накопителя 2.4.Поэтому сначала в соответствии стаблицей необходимо считать данныеодноименных секторов основных накопителей 2.1, 2.3 и 2.6 и информациюрезервного накопителя 3.2, позволяющих получить информацию четвертогоосновного накопителя 2.4, а затемсчитать данные одноименных секторовосновных накопителей 2,3 и 2.7 ирезервного накопителя 3.1 для получения информации второго основногонакопителя 2.2, Считанная информациячерез коммутатор 4 передается насумматор 5. Результат сложения, представляющий собой восстановленную информацию четвертого основного накопителя 2.4, передается на выходы7 устройства. Таким образом обеспечивается непрерывная работа устройства при отказе нескольких основныхнакопителей. Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в более Высокой по сравнению с известным надежности, достигае" мой за счет обеспечения возможности восстановления информации при отказе нескольких накопителей.907581 Накопители Рез ервные 2,1 2,2 2.3 2.4 2.5 2.6 2,7 3.1 3.2 3.3 О 1 1 0 О О О 1 О О 1 О О 1 О О О 1 О О 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 явля" ются 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, входыпервой группы входов коммутатоуов 20 соединены с выходами основных накопителей, входы второй группы входовкоммутаторов подключены к выходамрезервного и дополнительных резервных накопителей, а входы третьей 25 группы входов второго коммутаторасоединены со входами основных накопителей,Источники информ ни,З 11 принятые во внимание при экспертизе1. Журавлев Ю,П Котелюк Л.А.и Циклинский Н.И. Надежность и контроль ЗИМ, М., "Советское радио",978, с. 416.2. Патент СЮА У 3876978,кл. 340-146.1, 1975 (прототип).90758сСоставитель Т.Зайцева Редактор В.11 азаренко Техред А.Бабинец Корректор И.Демчик, Заказ ЬОО/59 Тираж 624 Подписное ВНИЯПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4