Verbesserung der Dateizugriffszeit

Die Dateizugriffszeit ist die mittlere Bedienzeit für einen Ein-/Ausgabe-Auftrag. Die Ausgabe der Dateizugriffszeit ist mit openSM2 über das Messprogramm FILE-STATISTICS dateispezifisch möglich

(siehe Handbuch „openSM2“ [7]). Allgemein setzt sich die Dateizugriffszeit aus folgenden Größen zusammen:

wobei gilt:

RDHit	Anzahl der Lese-Hits.
WRHit	Anzahl der Schreib-Hits (nur bei Schreib- bzw. Schreib-Lese-Cache!).
tHit	Dauer eines Hit (abhängig von CPU und Cache-Medium 0,1 ms bis 0,2 ms).
RDMiss	Anzahl der Lese-Miss (nur bei Lese- bzw. Schreib-Lese-Cache!).
tSG	Dauer für eine Segmenteinlagerung; sie ist prinzipiell abhängig von Plattentyp und -auslastung sowie von der Segmentgröße. Als Basisbedarf bei direktem Plattenzugriff (unabhängig von der Segmentgröße) ist mit 10 ms zu rechnen, dazu sind 0,2 bis 0,3 ms pro 2 KB-Datenübertragung erforderlich (siehe auch „Performance-Handbuch“ [5]).
RD	Anzahl der Lese-Zugriffe auf Platte (nur bei Schreib-Cache).
WR	Anzahl der Schreib-Zugriffe auf Platte (nur bei Lese-Cache).
tPlatte	Mittlere Plattenbedienzeit = (mittlere Positionier- und Drehwartezeit) + Übertragungszeit (Die Übertragungszeit ist wesentlich abhängig von der Zahl der übertragenen Blöcke).

Um eine Verbesserung der Dateizugriffszeit zu erreichen, sollte die Lese-Hitrate abhängig von der Segmentgröße eine bestimmte Mindestrate erreichen (siehe auch Bild 7). Bei Schreib-Aufträgen und eingestellten Schreib-Caches ergibt sich immer eine Verbesserung der Dateizugriffszeit, wenn sichergestellt wird, dass freie DAB-Segmente zur Verfügung stehen.

Erläuterung im Einzelnen

A) Lese-Cache

Bei Lese-Aufträgen wird die Dateizugriffszeit im Wesentlichen von der Hitrate bestimmt. Um eine Verbesserung der Dateizugriffszeit zu erreichen, sollte die Hitrate (abhängig von der Segmentgröße) eine bestimmte Mindestrate erreichen (siehe Bild unten).

Es gilt:

RDHit	ist abhängig von der eingestellten Cache-Größe, dem Zugriffsverhalten und der gewählten Segmentgröße.
WRHit = 0	Schreib-Aufträge werden grundsätzlich auf Platte ausgeführt (WR). Befindet sich der betreffende Block im Cache, wird er zusätzlich dort aktualisiert.
RDMiss	Bei einem Miss wird eine Segmenteinlagerung eingeleitet.
RD = 0	Lese-Aufträge werden grundsätzlich aus dem Cache-Bereich bedient.

Bild 7: Dateizugriffszeiten beim Einsatz des Lese-Cache (100% lesen, Random-Zugriff, Block-Size 2KB)

In Bild 7 wird dargestellt, wie die Dateizugriffszeit durch den DAB verkürzt wird. Die Verkürzung ist relativ zur Dateizugriffszeit des Datenträgers bei direktem Plattenzugriff (z.B. ca. 11 ms bei 3421, etwa 0,5 bis 3,5 ms bei einem Plattenspeichersystem Symmetrix mit 100% bzw. 70% Gesamt-Hitrate). Mit AutoDAB liegen in der Regel die Hitrate und damit die Dateizugriffszeiten in dem schraffierten Bereich.

B) Schreib-Cache

Bei Schreib-Aufträgen werden die zu schreibenden Segmente zunächst immer in den DAB-Cache-Bereich übertragen, sodass eine sehr gute Dateizugriffszeit erzielt wird. Abhängig vom Operanden FORCE-OUT (siehe auch "CPU-Auslastung") werden asynchron von der DAB-Sicherungs-Task beschriebene Segmente auf Platte gesichert, wobei versucht wird, mehrere Segmente zu ketten. Bei sehr kleinem Cache-Bereich kann es vorkommen, dass kurzzeitig keine freien Segmente vorhanden sind. In diesem Fall wird direkt auf Platte geschrieben (Cache-Overrun).
Es gilt:

RDHit	ist abhängig von der eingestellten Cache-Größe, dem Zugriffsverhalten der Schreib-Aufträge und der gewählten Segmentgröße.
WRHit	Die zu schreibenden Segmente werden zunächst immer in den Cache übertragen, vorausgesetzt, es sind freie Cache-Blöcke vorhanden. Bei genügend großem Cache beträgt deshalb die Schreib-Hitrate immer 100% (WR = 0). Asynchron werden von der DAB-Sicherungs-Task die beschriebenen Segmente auf die Platte gesichert, wobei versucht wird, mehrere Segmente zu ketten.
RDMiss = 0	Bei Read-Miss werden die Daten von Platte gelesen, aber nicht in den Cache eingetragen, d.h. es erfolgt ein normaler Lese-Zugriff (RD) auf Platte.

C) Schreib-Lese-Cache

Hier werden wieder alle Schreib-Aufträge beschleunigt. Daher ergibt sich auch schon bei relativ niedrigen Lese-Hitraten eine Verbesserung der Dateizugriffszeit. Auch hier ist die Verbesserung der Dateizugriffszeit abhängig von der Hitrate und der Segmentgröße.

Es gilt:

RDHit / WRHit	sind abhängig von der eingestellten Cache-Größe, vom Zugriffsverhalten und von der gewählten Segmentgröße.
RD = 0	siehe bei A) Lese-Cache.
WR = 0	siehe bei B) Schreib-Cache.

Auch für den Schreib-Lese-Cache gilt das in Bild 7 dargestellte Verhalten. In dem hervorgehobenen Bereich liegen die Werte für den Schreib-Lese-Cache nahe an den Werten für den reinen Lese-Cache.