JP2000242509A - ディスパッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジョブの実行時において、動的にＣＰＵの割
り当てを調整することによってターンアラウンドタイム
を均等化する。 【解決手段】 時分割によって与えられた時間だけジョ
ブを実行する手段１５は、キューから外した１つのジョ
ブを、時分割方式によって実行する。今回の実行時間を
該当実行時間領域に加算する手段１６は、時分割方式に
よって１つのジョブを実行した後、ジョブを実行してい
た時間を、ジョブが所属すべきキュー２４に対応した実
行時間領域２３に加算する。実行時間領域の比率を計算
する処理１９は、各キュー２４に対応した実行時間領域
２３の値を比較して比率を計算する。各ＣＰＵを各キュ
ーに割り当てる手段２０は、各キュー２４に対応した実
行時間領域２３の値から算出された比率と同比率で、各
ＣＰＵを各キュー２４に割り当てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジョブを時分割で
実行する計算機システムにおけるジョブのディスパッチ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のキュー（実行待ち行列）
と、複数のＣＰＵ（処理装置）とで構成されて、ジョブ
を時分割で実行するマルチプロセッサ計算機に具備され
るディスパッチ装置は、各キューにキューイングされて
いるジョブを取り出して、所定の各ＣＰＵに割り当てて
ディスパッチする。これによって各ＣＰＵは、ディスパ
ッチされたジョブを実行する。ところで、ディスパッチ
装置が、各キューからジョブを取り出して、各ＣＰＵに
割り当てる際には、各キューは特定のＣＰＵに固定的に
対応付けられており、例えばジョブの実行途中等におい
て各キューと各ＣＰＵとの対応関係が変更されることは
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなディスパ
ッチ装置においては、例えば各キューにキューイングさ
れるジョブの数に関して、各キュー間で偏りが生じる
と、各ＣＰＵ間におけるジョブの実行時の負荷にも偏り
が発生する。この場合、各キュー間においてジョブの処
理のされ方に差異が生じ、例えばジョブの処理時間に遅
延が生じたり、例えば同一ジョブであっても、このジョ
ブが投入される度にターンアラウンドタイム、すなわち
ジョブが投入されてから結果が得られるまでの経過時間
が変わる等の問題があった。本発明は上記事情に鑑みて
なされたもので、ジョブの実行時に必要とされるＣＰＵ
の処理能力にアンバランスが生じた場合、動的にＣＰＵ
の割り当てを調整することにより、ターンアラウンドタ
イムを均等化することが可能なディスパッチ装置を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のディ
スパッチ装置は、複数の実行待ち行列と、複数の処理装
置とから構成され、前記複数の実行待ち行列に属するジ
ョブを時分割で実行するマルチプロセッサ計算機に具備
されるディスパッチ装置であって、前記ディスパッチ装
置は、前記ジョブを実行した際に、所定の単位時間毎
に、前記複数の実行待ち行列のそれぞれに対して、前記
複数の処理装置が占有された時間の累積値を記憶する手
段と、前記複数の実行待ち行列のそれぞれに対する前記
累積値の比率を算出する手段と、前記比率に基づいて前
記複数の実行待ち行列のそれぞれに前記処理装置を割り
当てる手段とを備えることを特徴としている。

【０００５】上記構成のディスパッチ装置では、ジョブ
の実行される所定の単位時間毎に、各実行待ち行列が処
理装置を占有した時間の比率に従って、動的に、各実行
待ち行列に割り当てられる処理装置が変化するため、例
えば特定の実行待ち行列と特定の処理装置との対応関係
が固定化されている場合に比べて、各実行待ち行列の負
荷に応じて処理装置が割り当てられることになり、たと
え、ジョブの実行途中に必要とされる処理装置の能力に
アンバランスが生じた場合であっても、ターンアラウン
ドタイムを均等化することが可能となる。

【０００６】さらに、請求項２に記載のディスパッチ装
置は、前記複数の実行待ち行列のそれぞれには、少なく
とも１つ以上の前記処理装置が割り当てられることを特
徴としている。

【０００７】上記構成のディスパッチ装置では、例え
ば、複数回の時分割によってジョブが処理される際に、
ある特定の回の所定の単位時間において実行可能状態の
ジョブが存在せずに、ジョブの実行時間、すなわちジョ
ブの属する実行待ち行列が処理装置を占有する時間がゼ
ロとなった場合に、少なくと１台以上の処理装置を実行
待ち行列に割り当てておくことで、例えば、この次の回
の所定の単位時間においてジョブが存在した場合に、こ
のジョブを正常に実行することが出来る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディスパッチ装置
の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係わるディスパッチ装置の
ブロック構成図である。本実施の形態によるディスパッ
チ装置１０は、図１に示すように、各ＣＰＵを各キュー
に均等に割り当てる手段１１と、全実行時間領域を消去
する手段１２と、減算タイマーに設定値をセットする手
段１３と、担当するキューの先頭のジョブをキューから
外す手段１４と、時分割によって与えられた時間だけジ
ョブを実行する手段１５と、今回の実行時間を該当実行
時間領域に加算する手段１６と、ジョブを該当キューに
つなぐ手段１７と、減算タイマーの値がゼロ以下か否か
の判別手段１８と、実行時間領域の比率を計算する手段
１９と、各ＣＰＵを各キューに割り当てる手段２０とを
備えている。このディスパッチ装置１０を具備するマル
チプロセッサ計算機システムは、担当キュー領域２１
と、減算タイマー２２と、実行時間領域２３と、キュー
２４とを具備している。

【０００９】各ＣＰＵを各キューに均等に割り当てる手
段１１は、例えばマルチプロセッサ計算機システムの立
ち上げ時等の初期割り当てとして、各キュー２４に対す
る各ＣＰＵの割り当ての比率を、全てのキュー２４に対
して等しいものとし、各ＣＰＵを各キュー２４に均等に
割り当てる。全実行時間領域を消去する手段１２は、Ｃ
ＰＵをキュー２４に割り当てる際の、割り当て計算の統
計すなわち各キュー２４毎にＣＰＵの占有時間の統計を
取るにあたり、最初に実行時間領域２３を消去する。減
算タイマーに設定値をセットする手段１３は、ＣＰＵの
割り当て計算の統計を取るにあたり、減算タイマー２２
を初期設定する。この減算タイマー２２の値がゼロにな
ると、ＣＰＵの割り当てが行われる。担当するキューの
先頭のジョブをキューから外す手段１４は、ＣＰＵがジ
ョブを実行する際、各ＣＰＵに対応する担当キュー領域
２１の値に基づいてキュー２４を選択し、そのキュー２
４につながれているジョブの先頭のものをキュー２４か
ら外す。これによって、複数のＣＰＵが同じジョブを選
択してしまう不整合を防ぐ。時分割によって与えられた
時間だけジョブを実行する手段１５は、キュー２４から
外した１つのジョブを、時分割方式によって実行する。

【００１０】今回の実行時間を該当実行時間領域に加算
する手段１６は、時分割方式によって１つのジョブを実
行した後、このジョブを実行していた時間を、このジョ
ブが所属すべきキュー２４に対応した実行時間領域２３
に加算する。この実行時間の統計が、ＣＰＵの割り当て
計算の際のデータとなる。ジョブを該当キューにつなぐ
手段１７は、ジョブ番号等のジョブ単位で独自に設定さ
れた値を、予め決められた所定の振り分け規則に則って
分類し、該当のキュー２４を選択して接続する。減算タ
イマーの値がゼロ以下か否かの判別手段１８は、ＣＰＵ
の割り当ての時間（所定の単位時間）間隔を計る減算タ
イマー２２をチェックし、ゼロ以下になっていればＣＰ
Ｕの割り当ての処理を行い、そうでなければ引き続きジ
ョブの実行及び統計の採取を続ける。実行時間領域の比
率を計算する処理１９は、各キュー２４に対応した実行
時間領域２３の値を比較して比率を計算する。各ＣＰＵ
を各キューに割り当てる手段２０は、各キュー２４に対
応した実行時間領域２３の値の比較によって算出された
比率と同比率で、各ＣＰＵを各キュー２４に割り当て
る。この割り当て情報は、各ＣＰＵに対応する担当キュ
ー領域２１に格納され、それ以後、各ＣＰＵがジョブを
実行する際に参照される。

【００１１】担当キュー領域２１は、各ＣＰＵに対応し
て用意され、該当ＣＰＵの担当すべきキュー２４のキュ
ー情報が格納される。各ＣＰＵは担当キュー領域２１の
キュー情報を参照し、該当するキュー２４からジョブを
選択する。減算タイマー２２は、ＣＰＵの割り当ての計
算を行う時期を指定するために使用され、減算タイマー
２２の値がゼロになると、各実行時間領域２３の値を基
に、各キュー２４にＣＰＵの割り当てが行われる。実行
時間領域２３は、各キュー２４に対応して用意され、該
当キュー２４に属するジョブの時分割での実行が行われ
るたびに、その回の実行時間が累積される。この値はＣ
ＰＵの割り当て計算のための統計値となる。なお、ＣＰ
Ｕの割り当てが行われた後は、この統計値は消去され
る。キュー２４は、実行を待つジョブがつながれる実行
待ち行列である。ジョブはジョブ番号等のジョブ固有な
値によって所定の規則に従い分類され、所属すべきキュ
ー２４が決定される。

【００１２】本実施の形態によるディスパッチ装置１０
は上述の構成を備えており、次に、ディスパッチ装置１
０の動作について図１および図２を参照しながら説明す
る。図２はディスパッチ装置１０が各キュー２４に各Ｃ
ＰＵを割り当てる動作のタイミングチャートである。な
お、ここでは、例えば、複数のジョブを時分割に実行す
るマルチプロセッサ計算機システムにおいて、キュー２
４が２つ（キュー０，キュー１）、ＣＰＵが４台（ＣＰ
Ｕ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３）、ＣＰＵの割り
当ての時間（所定の単位時間）間隔が３分として説明す
る。

【００１３】先ず、各ＣＰＵを各キューに均等に割り当
てる手段１１により、図２に示すように、キュー０およ
びキュー１にはそれぞれ均等に２台ずつ、すなわちキュ
ー０にはＣＰＵ０およびＣＰＵ１が、キュー１にはＣＰ
Ｕ２およびＣＰＵ３が割り当てられる（ＣＰＵ割り当て
Ａ０）。また、全実行時間領域を消去する手段１２によ
り、全ての実行時間領域２３がゼロに消去されると共
に、減算タイマーに設定値をセットする手段１３によ
り、減算タイマー２２に設定値の３分がセットされる。
担当するキューの先頭のジョブをキューから外す手段１
４により、各ＣＰＵは各ＣＰＵに対応して用意された担
当キュー領域２１の値に従って、担当するキュー２４か
らジョブを選択してキュー２４から外す。時分割によっ
て与えられた時間だけジョブを実行する手段１５によ
り、各ＣＰＵは選択したジョブを時分割によって与えら
れた所定の時間だけ実行する。ジョブの実行を終えた各
ＣＰＵは、今回の実行時間を該当実行時間領域に加算す
る手段１６によって、担当するキュー２４に対応する実
行時間領域２３に、今回のジョブの実行時間を加算し、
ジョブをキュー２４につなぐ手段１７により、実行を終
えたジョブをキュー２４に接続する。ここで、減算タイ
マーの値がゼロ以下か否かの判別手段１８により、減算
タイマー２２の値がゼロ以下になっていない場合には、
各ＣＰＵは上記の処理すなわちジョブの選択、実行、接
続を繰り返す。

【００１４】なお、１回の時分割での実行の完了したジ
ョブがキュー２４につなぎ直される際には、ジョブ単位
で独立した値、例えばジョブ番号等によって集合を作
り、各キュー２４に割り当てておく。ジョブがキュー２
４につなぎ直される時は、このジョブが含まれる集合の
割り当てられているキュー２４が選択される。これによ
って、全てのジョブが常に特定のキュー２４に固定的に
つなぎ直される。ここでは、１回の時分割による実行が
完了したジョブがキュー２４につなぎ直される際の規則
として、キュー０およびキュー１のうち、一方にはジョ
ブ番号が例えば偶数のジョブ、他方にはジョブ番号が例
えば奇数のジョブがつながれるように規定されている。
ここで、ジョブ番号とは、１つのジョブに対して、この
ジョブの発生から消滅までの間に与えられている１つの
値であり、全てのジョブは常にキュー０およびキュー１
のうちの何れかに固定的につなぎ直される。

【００１５】その後、減算タイマー２２に設定された設
定値の時間が経過した時、すなわち３分後において、図
２に示すように、キュー０側のジョブの合計実行時間Ｂ
１が例えば０．７分とされ、キュー１側のジョブの合計
実行時間Ｂ１が例えば２．１分とされた場合には、実行
時間領域の比率を計算する手段１９によって、実行時間
領域２３の比率がキュー０とキュー１とでは１：３と算
出される。従って、各ＣＰＵをキューに割り当てる手段
２０によって、キュー０およびキュー１に対するＣＰＵ
の割り当ての比率が１：３に設定される。すなわち、図
２に示すように、これ以降の３分間は、キュー０側には
ＣＰＵ０が、キュー１側にはＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰ
Ｕ３が割り当てられる（ＣＰＵ割り当てＡ１）。なお、
各ＣＰＵをキューに割り当てる手段２０によって参照さ
れる割り当て情報は、各ＣＰＵ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ
２，ＣＰＵ３毎に用意された担当キュー領域２１に格納
されており、各ＣＰＵ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ
３は割り当て情報に基づいてキュー０またはキュー１を
選択し、キュー０またはキュー１につながれているジョ
ブを実行する。

【００１６】さらに、次の３分経過後に、図２に示すよ
うに、キュー０側のジョブの合計実行時間Ｂ２が例えば
１．５分とされ、キュー１側のジョブの合計実行時間Ｂ
２が例えば４．５分とされた場合には、実行時間領域の
比率を計算する手段１９によって、実行時間領域２３の
比率がキュー０とキュー１とでは１：３と算出される。
各ＣＰＵをキューに割り当てる手段２０によって、キュ
ー０およびキュー１に対するＣＰＵの割り当ての比率が
１：３に設定され、これ以降の３分間は、キュー０側に
はＣＰＵ０が、キュー１側にはＣＰＵ１，ＣＰＵ２，Ｃ
ＰＵ３が割り当てられる（ＣＰＵ割り当てＡ２）。以
後、同様にして、３分間隔で実行時間領域２３における
キュー０とキュー１との比率が計算され、キュー０およ
びキュー１に対するＣＰＵの割り当てが動的に設定され
る。なお、ＣＰＵの割り当ての比率の算出を行うＣＰＵ
は、特に限定されないが、好ましくはＣＰＵ０，ＣＰＵ
１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３のうちの何れか１台とされる。

【００１７】本実施の形態によるディスパッチ装置１０
によれば、ジョブの実行される所定の単位時間毎に、各
キュー２４（例えばキュー０，キュー１）が、ＣＰＵ
（例えばＣＰＵ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３）を
占有した時間の比率に従って、動的に、各キュー２４
（例えばキュー０，キュー１）に割り当てられるＣＰＵ
（例えばＣＰＵ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３）が
変化するため、例えば特定のキュー２４（例えばキュー
０，キュー１）と特定のＣＰＵ（例えばＣＰＵ０，ＣＰ
Ｕ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３）との対応関係が固定化され
ている場合に比べて、各キュー２４（例えばキュー０，
キュー１）の負荷に応じてＣＰＵ（例えばＣＰＵ０，Ｃ
ＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３）が割り当てられることに
なり、たとえ、ジョブの実行途中に必要とされるＣＰＵ
（例えばＣＰＵ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ３）の
能力にアンバランスが生じた場合であっても、ターンア
ラウンドタイムを均等化することが可能となる。

【００１８】なお、本実施の形態においては、ＣＰＵの
割り当ての比率がキュー０とキュー１とでは１：３とさ
れたが、これに限定されず、ＣＰＵの割り当ての比率が
キュー０とキュー１とで整数倍にならなくてもよい。こ
の場合、まず、１以上の整数部分については、その数値
分のＣＰＵの台数を割り当て、残りの１に満たない部分
についてはキュー０およびキュー１の間で比較を行い、
小数点以下の数値の大きい順に残りのＣＰＵを配分して
いく。例えば、ＣＰＵ０，ＣＰＵ１，ＣＰＵ２，ＣＰＵ
３の４台のＣＰＵに対して、ＣＰＵの割り当ての比率が
キュー０側に１．２台、キュー１側に２．８台とされた
場合には、先ず、１以上の整数部をそのまま各キュー２
４（キュー０，キュー１）に配分するので、キュー０側
に１台のＣＰＵ、キュー１側に２台のＣＰＵが割り当て
られる。次に、小数点以下の数値の大小に従って、キュ
ー１側に残りの１台のＣＰＵが割り当てられる。この結
果、キュー０側に１台のＣＰＵが、キュー１側に３台の
ＣＰＵがそれぞれ割り当てられる。

【００１９】また、例えば４つのキュー２４，…，２４
に６台のＣＰＵを配分する際に、ＣＰＵの割り当ての比
率が、４つのキュー２４，…，２４の順に、１．２台，
１．４台，１．６台，１．８台とされた場合には、ＣＰ
Ｕの配分は、４つのキュー２４，…，２４の順に、１
台，１台，２台，２台となる。また、ＣＰＵの割り当て
の比率が１に満たない、あるいは０の場合には、少なく
とも１台のＣＰＵを割り当てる。さらに、ＣＰＵの割り
当て比率における小数点以下の数値が各キュー２４の間
で一致した場合には、各キュー２４が保持するキュー番
号の小さい順にＣＰＵを割り当てる。例えば、４つのキ
ュー２４，…，２４に８台のＣＰＵを配分する際に、Ｃ
ＰＵの割り当て比率が、キュー番号の小さい順に、１．
７５台，２．７５台，１．７５台，１．７５台とされた
場合には、ＣＰＵの配分は、４つのキュー２４，…，２
４の順に、２台，３台，１台，１台となる。

【００２０】上記の手順を総合的に説明すると、例えば
４つのキュー２４，…，２４に８台のＣＰＵを配分する
際において、ＣＰＵの割り当て比率が、４つのキュー２
４，…，２４の順に、０．５台，２．８台，２．８台，
１．９台とされた場合には、まず、１以上の整数部分に
従って、ＣＰＵの配分は、４つのキュー２４，…，２４
の順に、０台，２台，２台，１台となる。次に、ＣＰＵ
の割り当て比率が１に満たないキュー２４に対して１台
のＣＰＵを配分することによって、ＣＰＵの配分は、４
つのキュー２４，…，２４の順に、１台，２台，２台，
１台となる。さらに、小数点以下の数値を比較して、こ
の数値の大きい順にＣＰＵを配分するが、第２のキュー
２４と第３のキュー２４とが同じ数値、すなわち０．８
を有しているので、キュー番号の小さい第２のキュー２
４にＣＰＵが配分される。結局、ＣＰＵの配分は、４つ
のキュー２４，…，２４の順に、１台，３台，２台，２
台となる。なお、設定されるキュー２４の数は、ＣＰＵ
の台数以下とされる。この場合には、各キュー２４に少
なくとも１台のＣＰＵが割り当てられることになり、全
ての実行時間領域２３の更新が行われ、ＣＰＵの割り当
ての比率の算出が正常に行われることとなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明のディスパッチ装置によれば、ジョブの実行される
所定の単位時間毎に、各実行待ち行列が処理装置を占有
した時間の比率に従って、動的に、各実行待ち行列に割
り当てられる処理装置が変化するため、ジョブの実行途
中に必要とされる処理装置の能力にアンバランスが生じ
た場合であっても、ターンアラウンドタイムを均等化す
ることが可能となる。さらに、請求項２記載のディスパ
ッチ装置によれば、例えば、複数回の時分割によってジ
ョブが処理される際に、ある特定の回の所定の単位時間
において実行可能状態のジョブが存在せずに、ジョブの
実行時間、すなわちジョブの属する実行待ち行列が処理
装置を占有する時間がゼロとなった場合に、少なくと１
台以上の処理装置を実行待ち行列に割り当てておくこと
で、例えば、この次の回の所定の単位時間においてジョ
ブが存在した場合に、このジョブを正常に実行すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係わるディスパッチ装
置のブロック構成図である。

【図２】 図１に示すディスパッチ装置が各キューに各
ＣＰＵを割り当てる動作のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１１ 各ＣＰＵを各キューに均等に割り当てる手段 １２ 全実行時間領域を消去する手段 １３ 減算タイマーに設定値をセットする手段 １４ 担当するキューの先頭のジョブをキューから外す
手段 １５ 時分割によって与えられた時間だけジョブを実行
する手段 １６ 今回の実行時間を該当実行時間領域に加算する手
段 １７ ジョブを該当キューにつなぐ手段 １８ 減算タイマーの値がゼロ以下か否かの判別手段 １９ 実行時間領域の比率を計算する手段 ２０ 各ＣＰＵを各キューに割り当てる手段 ２１ 担当キュー領域 ２２ 減算タイマー ２３ 実行時間領域 ２４ キュー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の実行待ち行列と、複数の処理装置
   とから構成され、前記複数の実行待ち行列に属するジョ
   ブを時分割で実行するマルチプロセッサ計算機に具備さ
   れるディスパッチ装置であって、 前記ディスパッチ装置は、前記ジョブを実行した際に、
   所定の単位時間毎に、前記複数の実行待ち行列のそれぞ
   れに対して、前記複数の処理装置が占有された時間の累
   積値を記憶する手段と、 前記複数の実行待ち行列のそれぞれに対する前記累積値
   の比率を算出する手段と、 前記比率に基づいて前記複数の実行待ち行列のそれぞれ
   に前記処理装置を割り当てる手段とを備えることを特徴
   とするディスパッチ装置。
2. 【請求項２】 前記複数の実行待ち行列のそれぞれに
   は、少なくとも１つ以上の前記処理装置が割り当てられ
   ることを特徴とする請求項１に記載のディスパッチ装
   置。