JP2001344222A

JP2001344222A - コンピュータ・システム

Info

Publication number: JP2001344222A
Application number: JP2000162893A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Haneda; 芳仁羽田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータにメモリを増設したりすること
なく、コンピュータの資源で処理できる以上のタスクを
処理できるようにする。【解決手段】少なくとも第１のコンピュータ及び第２
のコンピュータを含むコンピュータ・システムであっ
て、第１のコンピュータが、第１のタスクを処理する第
１の処理部を備え、第２のコンピュータが、第２のタス
クを処理する第２の処理部及び第２の処理部が第２のタ
スクを処理するために使用可能な資源を備える本発明の
コンピュータ・システムは、第２の処理部と資源とを接
続するための内部バスと、内部バスを選択的に導通し及
び遮断する内部切換器と、第１の処理部と資源とを接続
するための外部バスと、外部バスを選択的に導通し及び
遮断する外部切換器と、第１のタスク及び第２のタスク
に応じて、第２の処理部と資源との導通及び遮断を内部
切換器により制御し、かつ、第１の処理部と資源との導
通及び遮断を外部切換器により制御する切換制御部とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・シ
ステムに関し、特にネットワーク型コンピュータ・シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、タスクの分散処理やハードウェア
及びソフトウェアの共有化の観点から、ネットワーク型
コンピュータ・システムが普及している。ネットワーク
型コンピュータ・システムを構成する各コンピュータ
は、そのコンピュータが処理すべきタスクが発生する
と、タスクを迅速に処理すべく、タスクを他のコンピュ
ータに分散し他のコンピュータに処理させることがあ
る。これとは対照的に、タスクの全てを自己のコンピュ
ータだけで処理することがある。後者の場合には、タス
クの全てを処理するために必要な資源を準備する必要が
ある。例えば、メモリについては、タスクの全てを処理
するために必要な記憶領域を確保する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンピ
ュータが、そのような記憶領域に相当するメモリを予め
備えていること、あるい他のタスクを処理しながらも、
そのような記憶領域がまだ残されていることは必ずしも
保証されない。したがって、コンピュータが使用可能な
記憶領域の大きさ如何によって、処理すべきタスクは全
く処理されなかったり、あるいは、メモリとハードディ
スクとの間のスワップを併用しつつ、多大な時間を費や
して処理されたりするという問題があった。このような
処理の不能や遅滞を回避すべく、メモリ・モジュールを
増設したり、大容量の記憶領域を有するコンピュータを
使用することが行われていたものの、煩雑な増設作業を
要求されたり、コンピュータのコストが高くなったりす
ると問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明のコンピュータ・システムは、少なくとも
第１のコンピュータ及び第２のコンピュータを含むコン
ピュータ・システムであって、第１のコンピュータは、
第１のタスクを処理する第１の処理部を備え、第２のコ
ンピュータは、第２のタスクを処理する第２の処理部及
び第２の処理部が第２のタスクを処理するために使用可
能な資源を備えるコンピュータ・システムであって、第
２の処理部と資源とを接続するための内部バスと、内部
バスを選択的に導通し及び遮断する内部切換器と、第１
の処理部と資源とを接続するための外部バスと、外部バ
スを選択的に導通し及び遮断する外部切換器と、第１の
タスク及び第２のタスクに応じて、第２の処理部と資源
との導通及び遮断を内部切換器により制御し、かつ、第
１の処理部と資源との導通及び遮断を外部切換器により
制御する切換制御部とを有する。

【０００５】切換制御部が、第１のタスク及び第２のタ
スクに応じて、第１の処理部が資源を使用できるよう
に、内部切換器及び外部切換器を制御することにより第
１の処理部と資源とを接続することから、第１のコンピ
ュータでは、第１の処理部は、たとえ、第１のコンピュ
ータの資源が第１のタスクを処理するのに不充分であっ
ても、第２のコンピュータの資源を使用することによ
り、第１のタスクを処理することが可能になる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、具体例のコンピュータ・
システムの構成を示す図である。このコンピュータ・シ
ステム１は、３台のコンピュータ２、３、４、及びこれ
らのコンピュータ２、３、４をバス型に接続するネット
ワーク５を備える。コンピュータ２は、プロセッサ２
０、メモリ・コントローラ２１、３個のメモリ２２ａ、
２２ｂ、２２ｃ、内部バス２３、バス・トランシーバ２
４ａ、２４ｂ、２４ｃ、記憶装置２５、Ｉ／Ｏユニット
２６、システム・バス２７を有する。

【０００７】プロセッサ２０は、例えば、ＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit）から構成され、コンピュータ２
が処理すべきタスクを処理し、また、メモリ管理ファイ
ル（図示せず）を用いてメモリ２２ａ〜２２ｃの使用状
況を管理する。メモリ・コントローラ２１は、プロセッ
サ２０とメモリ２２ａ〜２２ｃとの間に設けられ、プロ
セッサ２０の指示に従ってそれらのメモリ２２ａ〜２２
ｃの動作を制御する。

【０００８】メモリ２２ａ〜２２ｃは、プロセッサ２０
がタスクを処理するためにタスクに必要なプログラムや
データを一時的に記憶するために用いられる。メモリ２
２ａ〜２２ｃの記憶容量は、メモリの管理や制御を容易
にすべく、それぞれ互いに同一であり、また、他のコン
ピュータ３、４内のメモリ３２ａ〜３２ｃ、４２ａ〜４
２ｃとも同一である。

【０００９】これらのメモリ２２ａ〜２２ｃは、プロセ
ッサ２０によってプログラムをアクセスされたり、デー
タの読み出しや書き込みをされたりする。これらのメモ
リのうち、メモリ２２ｂは、プロセッサ２０に独占的に
使用され、メモリ２２ａは、他のコンピュータ（図示せ
ず）内のプロセッサによる使用が可能であり、またメモ
リ２２ｃは、コンピュータ３内のプロセッサ３０による
使用が可能である。詳細は、後述する。内部バス２３
は、メモリ・コントローラ２１及びメモリ２２ａ〜２２
ｃの間に設けられ、それらの間でのデータの送受のため
に用いられる。この内部バス２３は、隣接するコンピュ
ータ３の内部バス３３に外部バス６を介してバス型に接
続されている。これにより、メモリ２２ｃは、コンピュ
ータ３内のプロセッサ３０による使用が可能になり、ま
た、メモリ３２ａは、コンピュータ２内のプロセッサ２
０による使用が可能になる。

【００１０】バス・トランシーバ２４ａは、他のコンピ
ュータ（図示せず）内のメモリとプロセッサ２０とを導
通または遮断し、バス・トランシーバ２４ｂは、メモリ
２２ａとプロセッサ２０とを導通または遮断し、バス・
トランシーバ２４ｃは、メモリ２２ｃとプロセッサ２０
とを導通または遮断する。記憶装置２５は、例えばハー
ドディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）から構成さ
れ、不揮発性のプログラムやデータを格納する。Ｉ／Ｏ
ユニット２６は、入出力機能を有しており、例えば、ネ
ットワーク５を介して他のコンピュータ３、４との間で
ファイルやデータを送受するためのＬＡＮ（Local Area
Network）ユニットを含む。

【００１１】他のコンピュータ２、４も同様な構成を有
する。即ち、コンピュータ３は、プロセッサ３０、メモ
リ・コントローラ３１、メモリ３２ａ〜３２ｃ、内部バ
ス３３、バス・トランシーバ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、
記憶装置３５、Ｉ／Ｏユニット３６、システム・バス３
７を備え、コンピュータ４は、プロセッサ４０、メモリ
・コントローラ４１、メモリ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、
内部バス４３、バス・トランシーバ４４ａ、４４ｂ、４
４ｃ、記憶装置４５、Ｉ／Ｏユニット４６、システム・
バス４７を備える。また、内部バス３３と内部バス４３
とは、外部バス７を介してバス型に接続されている。こ
の外部バス７により、コンピュータ３内のプロセッサ３
０は、メモリ４２ａを使用することが可能になり、ま
た、コンピュータ４内のプロセッサ４０は、メモリ３２
ｃを使用することが可能になる。

【００１２】図２は、メモリのマッピングを示す図であ
る。同図で、例えば、コンピュータ３については、コン
ピュータ３内のアドレス空間でアドレス１０００ｈを先
頭アドレスとして、メモリ２２ｃ、３２ａ、３２ｂ、３
２ｃ、４２ａが順番に割り付け可能であることを示す。
これは、プロセッサ３０がタスクの処理のために、最大
でアドレス１０００ｈ〜ＡＦＦＦｈまでの記憶領域を使
用することが可能であることを意味する。他のコンピュ
ータ２、４についても同様にしてメモリが割り付けられ
ている。より具体的には、プロセッサ２０は、コンピュ
ータ２内のアドレス空間でアドレス４０００ｈを先頭ア
ドレスとして、メモリ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、３２ａ
を順番に割り付け可能であり、また、プロセッサ４０
は、コンピュータ４内のアドレス空間でアドレス５００
０ｈを先頭アドレスとして、メモリ３２ｃ、４２ａ、４
２ｂ、４２ｃを割付可能である。プロセッサ２０、４０
は、それらの記憶領域をそれぞれのタスクの処理に使用
することが可能である。

【００１３】図３は、初期時のメモリのマッピングを示
す図であり、図４は、使用する記憶容量が互いに同一で
あるタスクの処理時のメモリのマッピングを示す図（そ
の１）であり、図５は、使用する記憶容量が互いに異な
るタスクの処理時のメモリのマッピングを示す図（その
２）である。以下、これらの図を参照しつつ動作を説明
する。

【００１４】〈初期時〉コンピュータ２、３、４の電源
を投入されると、記憶装置２５、３５、４５に格納され
ている、初期動作を規定するプログラムに従って、プロ
セッサ２０、３０、４０は、図３（Ａ）に示されるよう
に、バス・トランシーバ２４ａ〜２４ｃ、３４ａ〜３４
ｃ、４４ａ〜４４ｃを全てＯＦＦする。これにより、図
３（Ｂ）に示されるように、初期段階では、プロセッサ
２０は、メモリ２２ｂのみを使用でき、プロセッサ３０
は、メモリ３２ｂのみを使用でき、プロセッサ４０は、
メモリ４２ｂのみを使用できる。このように、例えば、
１個のメモリ３２ｂをプロセッサ３０が使用できるよう
に、他のメモリ３２ａ、３２ｃをプロセッサ３０が使用
できないようにする理由は、プロセッサ３０による処理
には少なくとも１個分のメモリが必要である一方、残り
の２個のうちの１個のメモリ３２ａは、プロセッサ２０
及び３０が直ちに利用できるようにし、また、他の１個
のメモリ３２ａは、プロセッサ３０及び４０が直ちに利
用できるようにするためである。

【００１５】〈使用する記憶容量が互いに同一なタスク
の処理時〉上記の初期動作の後に、コンピュータ２、
３、４の各々に処理すべきタスクＴ２、Ｔ３、Ｔ４が発
生し、かつそれらのタスクＴ２、Ｔ３、Ｔ４を処理する
ためにそれぞれ３個分のメモリを必要とすることを想定
する。プロセッサ２０は、タスクＴ２を処理するために
必要なメモリを確保すべく、図４（Ａ）に示されるよう
に、バス・トランシーバ２４ａをＯＦＦのままにし、か
つバス・トランシーバ２４ｂ及び２４ｃをＯＮにする。
これにより、プロセッサ２０は、図４（Ｂ）に示される
ように、メモリ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの記憶領域を確
保する。

【００１６】同様にして、プロセッサ３０、４０は、バ
ス・トランシーバ３４ａ〜３４ｃ、４４ａ〜４４ｃを、
図４（Ａ）に示されるように操作することにより、図４
（Ｂ）に示されるように、メモリ３２ａ〜３２ｃの３個
分の記憶領域、メモリ４２ａ〜４２ｃの３個分の記憶領
域をそれぞれ確保する。このようして、全てのプロセッ
サ２０、３０、４０は、３個分の記憶領域を確保する。
記憶領域を確保した後に、プロセッサ２０は、その記憶
領域を用いてタスクＴ２を処理し、他のプロセッサ３
０、４０も同様にして、それぞれ確保された記憶領域を
用いてタスクＴ３、Ｔ４を処理する。プロセッサ２０、
３０、４０は、それぞれのタスクＴ２、Ｔ３、Ｔ４の処
理を完了すると、他のタスクの処理の如何に拘わらず、
使用したメモリを解放する。例えば、プロセッサ３０
は、タスクＴ３の処理を完了すると、プロセッサ２０に
よるタスクＴ２の処理やプロセッサ４０によるタスクＴ
４の処理の如何に拘わらず、メモリ３２ａ及び３２ｃを
解放し、即ちバス・トランシーバ３４ｂ、３４ｃをＯＦ
Ｆにする。このようにして、速やかに、メモリ３２ａ及
び３２ｃを他のプロセッサ２０及び４０によって使用可
能できる状態にする。

【００１７】〈使用する記憶容量が互いに異なるタスク
の処理時〉上述した初期動作の後に、コンピュータ３に
５個分のメモリを必要とするタスクＴ３０が発生したこ
とを想定する。タスクＴ３０が発生すると、プロセッサ
３０は、まず３個分の記憶領域を確保すべく、バス・ト
ランシーバ３４ｂ及びバス・トランシーバ３４ｃをＯＮ
にする。次に、１個分のメモリを確保すべく、プロセッ
サ３０は、ネットワーク５を介して、プロセッサ２０に
メモリ２２ｃの使用を許可することを要求する。この要
求に応答して、プロセッサ２０は、メモリ２２ｃが未使
用であることをメモリ管理ファイルによって確認する
と、バス・トランシーバ２４ｃをＯＦＦのままに維持
し、プロセッサ３０にメモリ２２ｃの使用を許可する旨
を通知する。この通知を受けて、プロセッサ３０は、バ
ス・トランシーバ３４ａをＯＮにする。これにより、プ
ロセッサ３０は、メモリ２２ｃを確保し、以後、外部バ
ス６を介してメモリ２２ｃを使用することができる。

【００１８】上記と異なり、プロセッサ３０からの要求
を受けた場合に、メモリ２２ｃが使用中であるときに
は、プロセッサ２０は、メモリ２２ｃの使用を許可でき
ない旨をプロセッサ３０に通知する。この通知を受ける
と、プロセッサ３０は、所定時間を経過した後、プロセ
ッサ２０に再度、許可を求める。

【００１９】メモリ２２ｃの確保と同様にして、プロセ
ッサ３０は、ネットワーク５を介してプロセッサ４０に
メモリ４２ａを使用することの許可を要求する。この要
求に応答して、プロセッサ４０は、メモリ４２ａが使用
されていないことをメモリ管理ファイルによって確認す
ると、バス・トランシーバ４４ａをＯＮに切り換えた
後、プロセッサ３０にメモリ４２ａの使用を許可する旨
を通知する。これにより、プロセッサ３０は、メモリ４
２ａを確保し、以後、プロセッサ３０は、外部バス７を
介してメモリ４２ａを使用することができる。

【００２０】このように、バス・トランシーバ２４ｃ、
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、４４ａを図５（Ａ）に示すよ
うに設定することにより、プロセッサ３０は、図５
（Ｂ）に示すように、メモリ２２ｃ、３２ａ、３２ｂ、
３２ｃ、４２ａの５個のメモリを確保し、これらのメモ
リを用いてタスクＴ３０を処理する。タスクＴ３０の処
理を終えると、プロセッサ３０は、バス・トランシーバ
３４ａ、３４ｂ、３４ｃをＯＦＦにし、さらに、プロセ
ッサ２０、４０に、それぞれのメモリ２２ｃの使用、メ
モリ４２ａの使用を終了した旨を通知する。この通知を
受けると、プロセッサ２０は、メモリ２２ｃが解放され
た、即ち、利用可能であることをメモリ管理ファイルに
記憶し、また、プロセッサ４０は、メモリ４２ａが使用
可能であることをメモリ管理ファイルに記憶すると共
に、バス・トランシーバ４４ａをＯＦＦにする。

【００２１】上述したように、具体例のコンピュータ・
システムによれば、例えば、メモリ３２ａ、３２ｃは、
それらのメモリが実装されたコンピュータ３のプロセッ
サ３０によって使用されることに加えて、バス・トラン
シーバ３４ａ、４４ａ及び外部バス６、７を備えること
から、他のコンピュータ２、４のプロセッサ２０、４０
によっても使用されることが可能になる。したがって、
従来のコンピュータ・システムと異なり、大きな記憶領
域を必要とするタスクを、メモリの増設や大きな記憶容
量を有するコンピュータの使用をすることなく、実行す
ることができる。

【００２２】図６は、リング型のコンピュータ・システ
ムの構成を示す図である。外部バス６、７が内部バス２
３、３３、４３をバス型に接続する上記のコンピュータ
・システムと異なり、この図に示されるように、外部バ
ス８、９、１０が内部バス２３、３３、４３をリング型
に接続するコンピュータ・システムでも、コンピュータ
２、３、４同士の間でメモリを共有することが可能であ
る。このリング型のコンピュータ・システムでは、バス
型のコンピュータ・システムと異なり、全てのコンピュ
ータ２、３、４が隣接するコンピュータとメモリを共有
することが可能であることから、例えば、メモリ２２ａ
やメモリ４２ｃはコンピュータ２及び４によって使用可
能であることから、バス型のコンピュータ・システムよ
りも一層、効率的にメモリを使用することが可能にな
る。

【００２３】図７は、他のコンピュータ・システムを示
す図である。この図に示されるように、このシステム
は、コンピュータ２、３、４及び切換ユニット１１を備
える。各コンピュータは、３つのメモリ及び２つのバス
・トランシーバを有する。例えば、コンピュータ２は、
メモリ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、及びバス・トランシー
バ２８ａ、２８ｂを有する。一方、切換ユニット１１
は、複数のバス・トランシーバを有する（図示せず）。
切換ユニット１１内の各バス・トランシーバは、各コン
ピュータ２、３、４内のプロセッサによる制御の下に、
コンピュータ２、３、４内のメモリ同士を選択的に導通
したり、遮断したりする。これにより、例えば、コンピ
ュータ２は、メモリ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを使用する
ことに加えて、コンピュータ３内のメモリ３２ａ、３２
ｃ、及びコンピュータ３内のメモリ４２ａ、４２ｃをも
使用することが可能になる。この結果、コンピュータ・
システム内のメモリをより一層効率的に利用することが
可能になる。

【００２４】メモリ用の内部バス２３、３３、４３を互
いに接続することにより、メモリを共有して使用する上
記の具体例のコンピュータ・システムと異なり、システ
ム・バス２７、３７、４７を互いに接続することによ
り、コンピュータ同士の間で他の資源、例えば、記憶装
置２５、３５、４５やＩ／Ｏユニット２６、３６、４６
を共有して使用することが可能になる。さらには、プロ
セッサ２０、３０、４０が複数のプロセッサ（図示せ
ず）から構成されるときには、上記のメモリを共有して
使用する場合と同様に、それらのプロセッサの一部を共
有して使用することも可能である。

【００２５】上記の具体例のコンピュータ・システムで
は、管理や制御を容易にすべく、メモリ２２ａ〜２２
ｃ、３２ａ〜３２ｃ、４２ａ〜４２ｃのサイズは全て同
一である。このような構成と異なり、メモリのサイズを
異ならせることも可能である。例えば、大きなタスクが
発生する確率が高いコンピュータに大きなメモリを実装
したり、あるいは、その確率が大きいコンピュータ同士
の間で大きなメモリを共有させたりする等である。

【００２６】上記の具体例のコンピュータ・システムで
は、コンピュータ同士の間で１個のメモリを共有して使
用する。これとは異なり、コンピュータ同士の間で複数
個のメモリを共有することも可能である。また、コンピ
ュータ同士の間毎で異なる個数のメモリを共有すること
も可能である。例えば、コンピュータ２と３との間で、
２個のメモリを共有し、コンピュータ３と４との間で３
個のメモリを共有する等である。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例のコンピュータ・システムの構成を示す
図である。

【図２】メモリのマッピングを示す図である。

【図３】初期時のメモリのマッピングを示す図である。

【図４】タスクの処理時のメモリのマッピングを示す図
（その１）である。

【図５】タスクの処理時のメモリのマッピングを示す図
（その２）である。

【図６】リング型のコンピュータ・システムの構成を示
す図である。

【図７】他のコンピュータ・システムを示す図である。

【符号の説明】

１コンピュータ・システム２、３、４コンピュータ５ネットワーク６、７、８、９、１０外部バス１１切換ユニット２０、３０、４０プロセッサ２１、３１、４１メモリ・コントローラ２２ａ〜２２ｃ、３２ａ〜３２ｃ、４２ａ〜４２ｃメ
モリ２３、３３、４３内部バス２４ａ〜２４ｃ、２８ａ、２８ｂ、３４ａ〜３４ｃ、３
８ａ、３８ｂ、４４ａ〜４４ｃ、４８ａ、４８ｂバス
・トランシーバ２５、３５、４５記憶装置２６、３６、４６Ｉ／Ｏユニット２７、３７、４７システム・バス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 15/173 Ｇ０６Ｆ 15/173 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１のコンピュータ及び第２
のコンピュータを含むコンピュータ・システムであっ
て、該第１のコンピュータは、第１のタスクを処理する
第１の処理部を備え、該第２のコンピュータは、第２の
タスクを処理する第２の処理部及び該第２の処理部が該
第２のタスクを処理するために使用可能な資源を備える
コンピュータ・システムであって、前記第２の処理部と前記資源とを接続するための内部バ
スと、該内部バスを選択的に導通し及び遮断する内部切換器
と、前記第１の処理部と前記資源とを接続するための外部バ
スと、該外部バスを選択的に導通し及び遮断する外部切換器
と、前記第１のタスク及び前記第２のタスクに応じて、前記
第２の処理部と前記資源との導通及び遮断を前記内部切
換器により制御し、かつ、前記第１の処理部と前記資源
との導通及び遮断を前記外部切換器により制御する切換
制御部とを有することを特徴とするコンピュータ・シス
テム。
【請求項２】請求項１記載のコンピュータ・システム
であって、前記資源は、メモリであり、前記内部バス及び外部バスは、該メモリとの間で、前記
第１のタスクを処理するためのデータを読み書きするた
めのメモリバスであることを特徴とするコンピュータ・
システム。
【請求項３】請求項１記載のコンピュータ・システム
であって、前記資源は、前記第１のタスクを処理する機能と異なる
機能を有する周辺回路であり、前記内部バス及び外部バスは、該周辺回路用のデータを
送受するためのシステム・バスであることを特徴とする
コンピュータ・システム。
【請求項４】請求項１記載のコンピュータ・システム
であって、前記外部バスは、バス型ネットワーク、リング型ネット
ワーク、及びメッシュ型ネットワークのいずれかを構成
することを特徴とするコンピュータ・システム。