JP2005258552A - イベント解析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イベントの総発生回数が多くなってもデータ量が巨大化することなく有用なイベント情報をプログラマに提示する。
【解決手段】 個々のイベントの発生時刻を全て記録する代わりに、ある基準となる基準イベントと個々の通常イベントの発生時刻との差を統計処理した情報を記録することで、イベントの総発生回数が多くなってもデータ量が巨大化することなく有用なイベント情報をプログラマに提示できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プログラムの開発あるいは修正に利用する。

プログラムの実行中に発生するイベントの種類と発生時刻をトレースファイルとして記録し、プログラムの実行後に、記録されたイベントを視覚的に表示するイベント解析装置は、個々のイベントの時間的関係を表示できるため、プログラムの挙動を正確に把握でき、性能上の問題を正しく検出して除去できるという利点がある（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２０００−１５１６０５号公報 特開２００２−１４９３８０号公報

このような従来のイベント解析装置は、個々のイベントの発生を、時刻と共に全て記録する方式のため、記録される情報量や、その情報を格納しておくトレースファイルのサイズが、イベントの数に比例して大きくなってしまうという欠点がある。概ねイベントの数はプログラムの実行時間と比例関係にあるため、実行時間が長い実用プログラムでは、性能情報ファイルのサイズが巨大になってしまう。例えば、特許文献１または２に開示されている技術では、プログラム実行中に発生する個々のイベントを全て記録するためにデータ量は時間と共に増大する。

このため、トレースファイルのサイズを一定量以下に抑えつつ、プログラマがプログラムを高速化するために有用な情報を提供できる方法が望まれていた。

本発明は、このような背景に行われたものであって、イベントの総発生回数が多くなってもデータ量が巨大化することなく有用なイベント情報をプログラマに提示するができるイベント解析装置を提供することを目的とする。

本発明は、プログラムの実行中に発生するイベントの種類と発生時刻とを、プログラムの実行後に視覚的に表示するイベント解析システムであり、個々のイベントの発生時刻を全て記録する代わりに、ある基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる個々の通常イベントの発生時刻との差を統計処理した情報を記録することで、イベントの総発生回数が多くなってもデータ量が巨大化することなく有用なイベント情報をプログラマに提示できる構成を提供するものである。以下では、基準イベントと通常イベントとの時間差をイベント時間差と呼ぶ。

これは、一般にプログラムは、同じ部分が何回も繰り返されるものであり、また、多くの場合には、この部分の動きは同じである。よって、この部分の中に基準となる基準イベントを設定すれば、基準イベントと他の通常イベントとのイベント時間差は多くの場合にほぼ一定となり、これを平均化すれば、イベント時間差を総合してプログラマは該当部分の動作を推測でき、チューニング上有用な情報となり得るという発想に基づくものである。

すなわち、本発明の第一の観点は、プログラムの実行中に発生するイベントの種類とその発生時刻とを、当該プログラムの実行後に視覚的に表示するイベント解析装置であって、本発明の特徴とするところは、基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる他の個々の通常イベントとの発生時刻差であるイベント時間差を統計処理した情報を記録する手段を備えたところにある。

このように、個々のイベントの種別と発生時刻とを単純に記録するのではなく、基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる他の個々の通常イベントとの発生時刻差であるイベント時間差を統計処理した情報を記録することにより、トレースファイルの増大を抑えることができる。

また、前記統計処理した情報を記録する手段は、前記基準イベントが初めて発生したときにその発生時刻を記録する手段と、当該基準イベントが繰り返し発生したときにはその発生時刻と共に繰り返し回数を記録する手段と、前記通常イベントが発生したときにはその発生時刻を記録する手段と、当該通常イベントの発生時刻から前記基準イベントの最近の発生時刻を減じたイベント時間差を計算する手段と、このイベント時間差を計算する手段により計算された時間差に基づく統計処理の元となる情報を算出して記録する手段と、この記録する手段に記録された情報に基づき統計処理を行う手段とを備えることができる。

すなわち、同じイベントが繰り返し実行される場合に、従来のように、このイベントの実行毎にトレースファイルにイベント種別と発生時刻とを記録していると、時間の経過と共にトレースファイルは増大する。本発明では、単に、同じ基準イベントの繰り返し回数と、この繰り返し実行される基準イベントからの通常イベントの発生時刻差に基づく統計処理の元となる情報を算出して記録するので、そのデータ量は従来と比較してきわめて小さく、トレースファイルの増大を抑えることができる。

あるいは、プログラムの実行中であっても、統計処理の元となる情報の記録が所定量蓄積された時点で、その時点までの統計処理を行い、統計処理の元となる情報を消去することもできる。これによれば、プログラムの実行が長時間にわたった場合でもデータ蓄積量は一定量以下に抑えることができる。

また、前記統計処理の元となる情報は、前記発生時刻差の合計値、最大値、最小値、２乗の合計値を含む情報であり、前記統計処理を行う手段は、前記合計値を前記繰り返し回数で除して平均値を算出する手段と、前記２乗の合計値を前記繰り返し回数で除した後に前記平均値の２乗を減じてその平方根をとり標準偏差を算出する手段とを備えることができる。

さらに、前記イベント毎に、前記統計処理を行う手段により統計処理された値と当該イベントの発生時刻とを対応付けて表示する手段を備えることができる。

これにより、従来のように、単に、個々のイベントの種別とその発生時刻とが表示される場合と比較すると、本発明は、プログラムの開発または修正を行うプログラマにとって利便性の高い表示を実現することができる。

本発明の第二の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、プログラムの実行中に発生するイベントの種類とその発生時刻とを、当該プログラムの実行後に視覚的に表示するイベント解析装置に相応する機能を実現させるプログラムであって、本発明の特徴とするところは、基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる他の個々の通常イベントとの発生時刻差を統計処理した情報を記録する機能を実現させるところにある。

また、前記統計処理した情報を記録する機能として、前記基準イベントが初めて発生したときにその発生時刻を記録する機能と、当該基準イベントが繰り返し発生したときにはその発生時刻と共に繰り返し回数を記録する機能と、前記通常イベントが発生したときにはその発生時刻を記録する機能と、当該通常イベントの発生時刻から前記基準イベントの最近の発生時刻を減じたイベント時間差を計算する機能と、このイベント時間差を計算する機能により計算された時間差に基づく統計処理の元となる情報を算出して記録する機能と、この記録する機能に記録された情報に基づき統計処理を行う機能とを実現させることができる。

また、前記統計処理の元となる情報は、前記発生時刻差の合計値、最大値、最小値、２乗の合計値を含む情報であり、前記統計処理を行う機能として、前記合計値を前記繰り返し回数で除して平均値を算出する機能と、前記２乗の合計値を前記繰り返し回数で除した後に前記平均値の２乗を減じてその平方根をとり標準偏差を算出する機能とを実現させることができる。

さらに、前記イベント毎に、前記統計処理を行う機能により統計処理された値と当該イベントの発生時刻とを対応付けて表示する機能を実現させることができる。

本発明のプログラムは記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。

これにより、汎用の情報処理装置を用いて、イベント数が増えてもトレースファイルのサイズが一定量以下に保たれるイベント解析装置を実現することができる。

本発明の効果は、イベントの総発生回数が多くなってもデータ量が巨大化することなく有用なイベント情報をプログラマに提示することである。

その理由は、個々のイベントの発生時刻が逐一記録されるのではなく、個々の通常イベントと基準となる基準イベントとの発生時刻の差を、統計的に処理した値のみが記録されるからである。第一の効果の帰結としてプログラマは、大規模で長時間実行されるプログラムにおいても、実行状況の詳細に関する情報をきわめて手軽に採取でき、従来より効率的な処理が行われるよう、プログラムの改善に取り組むことができる。

本発明実施例のイベント解析装置を図１を参照して説明する。図１は本実施例のイベント解析装置のブロック構成図である。

本実施例は、図１に示すように、プログラムの実行中に発生するイベントの種類とその発生時刻とを、当該プログラムの実行後に、表示装置３に、視覚的に表示するイベント解析装置であって、本発明の特徴とするところは、基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる他の個々の通常イベントとの発生時刻差を統計処理した情報を補助記憶装置２のトレースファイル２１に記録するデータ収集部１２を備えたところにある。

データ収集部１２は、前記基準イベントが初めて発生したときにその発生時刻を記録する基準イベント初期化部１２３１と、当該基準イベントが繰り返し発生したときにはその発生時刻と共に繰り返し回数を記録する繰り返し初期化部１２３２と、前記通常イベントが発生したときにはその発生時刻を記録するイベント時刻取得部１２４１と、当該通常イベントの発生時刻から前記基準イベントの最近の発生時刻を減じてイベント時間差を計算する時間差計算部１２４２と、この時間差計算部１２４２により計算された時間差に基づく統計処理の元となる情報を算出して時間差データ記憶部１２１に記録する統計値更新部１２４３およびインデックス加算部１２４４と、この時間差データ記憶部１２１に記録された情報に基づき統計処理を行うデータ出力部１２２とを備える。

前記統計処理の元となる情報は、前記発生時刻差の合計値、最大値、最小値、２乗の合計値を含む情報であり、データ出力部１２２は、前記合計値を前記繰り返し回数で除して平均値を算出する手段と、前記２乗の合計値を前記繰り返し回数で除した後に前記平均値の２乗を減じてその平方根をとり標準偏差を算出する手段とを備える。

さらに、前記イベント毎に、データ出力部１２２により統計処理された値と当該イベントの発生時刻とを対応付けて表示装置３に表示するデータ表示部１３を備える。

本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本発明のイベント解析装置に相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる。このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、データ収集部１２の基準イベント初期化部１２３１、繰り返し初期化部１２３２、イベント時刻取得部１２４１、時間差計算部１２４２、統計値更新部１２４３、インデックス加算部１２４４、時間差データ記憶部１２１、データ出力部１２２およびデータ表示部１３にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。

以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。

図１を参照すると、本実施例は、中央処理装置１と、補助記憶装置２と、表示装置３とから構成される。中央処理装置１は、プログラム１１と、イベントデータの収集を行うデータ収集部１２と、イベントデータの表示を行うデータ表示部１３とから構成される。データ収集部１２は、プログラム中に発生する各イベントの種別と、このイベントに対するイベント時間差に関する現在までの統計値、すなわち、図２に示すように、現在までの合計値、最大値、最小値、２乗の合計値を格納する時間差データ記憶部１２１と、統計処理されたデータをトレースファイルに出力するデータ出力部１２２と、基準イベントを処理する基準イベント処理部１２３と、通常のイベントを処理する通常イベント処理部１２４とから構成される。

さらに基準イベント処理部１２３は、基準イベントが初めて発生した際の初期化を行う基準イベント初期化部１２３１と、基準イベントが発生したときに常に行うべき初期化処理を行う繰り返し初期化部１２３２から構成される。また、通常イベント処理部１２４は、イベント発生時刻を取得するイベント時刻取得部１２４１と、イベント発生時刻から、最近の基準イベントの発生時刻を減じてイベント時間差を計算する時間差計算部１２４２と、イベント時間差に関する統計情報を更新する統計値更新部１２４３と、時間差データ記憶部１２１のインデックスに１を加算するインデックス加算部１２４４とから構成される。補助記憶装置２は、統計処理されたデータを格納するトレースファイル２１から構成される。

次に、図１〜図８を参照して本実施例の動作について詳細に説明する。

図５は、本実施例の説明に用いるプログラムの例である。

当プログラムは、複数のプロセッサが互いに必要なデータを送受信しながらそれぞれ独立に計算を行う。いわゆるＳＰＭＤ(Single Program Multiple Data)型の分散メモリ並列計算機向けプログラムである。本プログラムは、４つのプロセッサで同時に動作するようになっており、各プロセッサには、ランクと呼ばれる通し番号が０から３まで付いている。まず、３０行目で、自分が何番目のプロセッサであるかをＩＲＡＮＫに取得している。７０行目以降では、以下の処理を行っている。もし、自分が偶数番目のプロセッサであれば、まず８０行目で、自分の次の番号を持つプロセッサにデータを送信し、次に９０行目で同プロセッサからのデータを受信する。また、もし自分が奇数番目のプロセッサであれば、まず、１１０行目で自分の前の番号を持つプロセッサからのデータを受信し、次に１２０行目で同プロセッサにデータを送信する。

本実施例では、基準イベントとして、サブルーチンＳＵＢの開始を取ることにする。また、通常イベントとして、送信の開始または終了、受信の開始または終了を取ることにする。

以下、プロセッサ０の動作を例にとって説明する。

プログラムの開始後、ＳＵＢが呼び出される、すなわち基準イベントが発生したとする。プログラム１１の実行中に初めて基準イベントが発生すると、基準イベント処理部１２３が呼ばれ、以下の処理を行う。まず、基準イベント初期化部１２３１は最小値記憶域に表現可能な最大値を格納し、その他の全フィールドに０を格納する。次に繰り返し初期化部１２３２は現在時刻を取得し、基準時刻記憶域に格納すると共に、繰り返し数記憶域に１を加算し、現在インデックスを１にする。以上の処理が終了した段階の時間差データ記憶部１２１の状態を図６の（１）に示す。

次に、８０行目の実行が開始されると、送信の開始を表す通常イベントが発生する。通常イベントが発生すると、通常イベント処理部１２４が呼ばれ、以下の処理を行う。まず、イベント時刻取得部１２４１は、現在時刻を取得する。次に時間差計算部１２４２は、現在時刻から基準時刻を減じてイベント時間差を計算する。統計値更新部１２４２は、時間差データ記憶部１２１の現在インデックスに対応する行に対して、イベント種別を種別記憶域に格納し、イベント時間差を合計値記憶域に加算し、最大値記憶域の値とイベント時間差の大きい方を最大値記憶域に格納し、最小値記憶域の値とイベント時間差の小さい方を最小値記憶域に格納し、イベント時間差の２乗を２乗和記憶域に加算する。最後にインデックス加算部１２４４は、現在インデックスに１を加算する。以上の処理が終了した段階の時間差データ記憶部１２１の状態を図６の（２）に示す。

サブルーチンＳＵＢの最初の実行が終了し、次にＳＵＢが呼び出されると、２回目の基準イベントとなる。プログラムの実行中に２回目以降の基準イベントが発生すると、基準イベント処理部１２３が呼ばれ、以下の処理を行う。繰り返し初期化部１２３２は現在時刻を取得し、基準時刻記憶域に格納すると共に、繰り返し数格納域に１を加算し、現在インデックスを１にする。

プログラムが終了する直前に、データ出力部１２２は、時間差データ記憶部１２１に格納されたデータから、必要な諸計算を行って、トレースファイル２１に出力する。図３にトレースファイル２１の例を示す。必要な諸計算とは、合計値記憶域の各値を繰り返し数格納域の値で除して平均値を算出すること、および２乗和記憶域の各値を繰り返し数格納域で除した後、平均値を減じ、さらに平方根を取ることにより標準偏差を算出することである。プログラム終了直前の時間差データ記憶部１２１の状態の例、およびトレースファイル２１の例をそれぞれ図６の（２）および図３に示す。

なお、従来の技術では、一般に、発生したイベントすべての種別と発生時刻とを記録する。したがって、実行中に多数のイベントが発生した場合に、イベントの総数に比例してトレースファイルのサイズも大きくなり、外部記憶装置の領域を使い過ぎる等の問題が発生する。しかし、本発明のイベント解析システムでは、図３のように、イベント発生時刻の統計を記録するだけなので、イベントの総数が大きくなっても、トレースファイルのサイズは一定量以下である。この点が、本発明の最大の効果である。

プログラムが終了した後、データ表示部１３は、トレースファイル２１に格納されたデータを読み込んで、各イベントの発生時刻と種別の分布状況とを表示装置３上に視覚的に表示する。表示例を図４に示す。

図４で、縦軸は時刻を表し、横軸はプロセッサを表す。矩形の領域の中の４本の縦棒は、各プロセッサを表し、その中の斜線や縦線、空白で区別された各領域は、このプロセッサが、行っていた処理を表している。本ＳＵＢの例では、送信を行っていた時間帯は斜線で、受信を行っていた時間帯は縦線で、ＤＯループの実行を含むその他の処理を行っていた時間帯は空白で表されている。

図４から分かるように、各々の処理の開始、終了時刻はある幅を持って表現されている。これは、表示される時刻情報が、個別の発生時刻ではなく、発生時刻を統計的に処理した情報であることに対応している。

図４では、以下のような図形的表現方法を採用している。開始または終了を表す線の上端（図４のＡの部分）は、イベント時間差の最小値、すなわち、基準イベントが発生してから、最も早い場合でどれだけ後にこの通常イベントが発生したかを表している。開始または終了を表す線の下端（図４のＣの部分）は、イベント時間差の最大値、すなわち、基準イベントが発生してから、最も遅い場合でどれだけ後にこの通常イベントが発生したかを表している。

また、開始または終了を表す線の中間のやや平坦な部分の幅（図４のＢの部分）は、イベント時間差の標準偏差を表している。さらに標準偏差を表す部分の中間点（図４のＤの部分）は、開始イベントのイベント時間差の平均値を表している。

なお、他にも表現方法は考えられるが、要はイベント時間差の平均、最大、標準偏差といった統計情報がプログラマに適切に提示されればよく、その条件を満たす限り、図形的表現方法の選択は重要ではない。

さて、次に図４を用いてプログラマは、プログラムをどのように高速化し得るかを説明する。まず、図４からプログラマは、受信処理に必要以上に多くの時間を要していること、およびその原因が、他のプロセッサからのデータの到着を待つことに時間を要しているためであると判断することができる。

その理由は、奇数プロセッサから偶数プロセッサへのデータの送信処理のタイミングが、偶数プロセッサからのデータの受信処理の完了を待って開始されているために遅れ、そのために偶数プロセッサは一旦データを送出した後、次の受信処理を開始するものの、奇数プロセッサからのデータが即座に来ないため、一定時間待たざるを得ない状態にあることを、イベントの発生時刻の前後関係が示唆しているからである。

受信処理に必要以上に多くの時間を要していることが推測される場合には、プログラマは、図５に与えられたプログラムの処理手順を再考し、問題を解決できないかを考えることができる。

実際に、どのような修正を行えばプログラムを高速化できるかは、個々のハードウェアやソフトウェアの仕様に依存するが、例えば、図７のように修正することが考えられる。図７のプログラムでは、まず送信処理を行い、次に受信処理を行うようにしている。このプログラムを再度計算機上で実行し、トレースファイルを取得して表示した場合には、例えば、図８のような表示になるであろう。図８は、必要な送信を先行して発行することにより、受信処理における待ちが解消され、ＳＵＢの処理全体が短い時間で終了し、高速化されていることを示している。

次に、本発明の他の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

図９を参照すると、本実施例は、先に示した実施例と比較すると、データ表示部１３が、プログラム１１や、データ収集部１２が配置される中央処理装置１とは別の中央処理装置であるクロス環境中央処理装置４に配置されることである。その他の構成および動作は、先に示した実施例と同一であるため省略する。この構成は、主たる計算を中央処理装置１で行い、プログラムの編集またはコンパイルなどの補助的作業を別の計算機で行うクロス開発環境に、本発明を適用した例である。

本発明によれば、イベントの総発生回数が多くなってもデータ量が巨大化することなく有用なイベント情報をプログラマに提示することができるため、プログラムの開発または修正を行うプログラマの利便性を向上させることができる。

本実施例のイベント解析装置のブロック構成図。 本実施例の時間差データ記憶部を示す図。 本実施例のトレースファイルを示す図。 データ表示例を示す図。 本実施例の説明に用いるプログラムの例を示す図。 時間差データ記憶部の状態を示す図。 プログラムの修正例を示す図。 データ表示例を示す図。 その他の実施例のイベント解析装置のブロック構成図。

符号の説明

１ 中央処理装置
２ 補助記憶装置
３ 表示装置
４ クロス環境中央処理装置
１１ プログラム
１２ データ収集部
１３ データ表示部
２１ トレースファイル
１２１ 時間差データ記憶部
１２２ データ出力部
１２３ 基準イベント処理部
１２４ 通常イベント処理部
１２３１ 基準イベント初期化部
１２３２ 繰り返し初期化部
１２４１ イベント時刻取得部
１２４２ 時間差計算部
１２４３ 統計値更新部
１２４４ インデックス加算部

Claims (8)

1. プログラムの実行中に発生するイベントの種類とその発生時刻とを、当該プログラムの実行後に視覚的に表示するイベント解析装置において、
   基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる他の個々の通常イベントとの発生時刻差を統計処理した情報を記録する手段を備えた
   ことを特徴とするイベント解析装置。
2. 前記統計処理した情報を記録する手段は、
   前記基準イベントが初めて発生したときにその発生時刻を記録する手段と、
   当該基準イベントが繰り返し発生したときにはその発生時刻と共に繰り返し回数を記録する手段と、
   前記通常イベントが発生したときにはその発生時刻を記録する手段と、
   当該通常イベントの発生時刻から前記基準イベントの最近の発生時刻を減じたイベント時間差を計算する手段と、
   このイベント時間差を計算する手段により計算された時間差に基づく統計処理の元となる情報を算出して記録する手段と、
   この記録する手段に記録された情報に基づき統計処理を行う手段と
   を備えた請求項１記載のイベント解析装置。
3. 前記統計処理の元となる情報は、前記発生時刻差の合計値、最大値、最小値、２乗の合計値を含む情報であり、
   前記統計処理を行う手段は、
   前記合計値を前記繰り返し回数で除して平均値を算出する手段と、
   前記２乗の合計値を前記繰り返し回数で除した後に前記平均値の２乗を減じてその平方根をとり標準偏差を算出する手段と
   を備えた請求項２記載のイベント解析装置。
4. 前記イベント毎に、前記統計処理を行う手段により統計処理された値と当該イベントの発生時刻とを対応付けて表示する手段を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載のイベント解析装置。
5. 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
   プログラムの実行中に発生するイベントの種類とその発生時刻とを、当該プログラムの実行後に視覚的に表示するイベント解析装置に相応する機能を実現させるプログラムにおいて、
   基準となる基準イベントと当該イベントとは異なる他の個々の通常イベントとの発生時刻差を統計処理した情報を記録する機能を実現させる
   ことを特徴とするプログラム。
6. 前記統計処理した情報を記録する機能として、
   前記基準イベントが初めて発生したときにその発生時刻を記録する機能と、
   当該基準イベントが繰り返し発生したときにはその発生時刻と共に繰り返し回数を記録する機能と、
   前記通常イベントが発生したときにはその発生時刻を記録する機能と、
   当該通常イベントの発生時刻から前記基準イベントの最近の発生時刻を減じたイベント時間差を計算する機能と、
   このイベント時間差を計算する機能により計算された時間差に基づく統計処理の元となる情報を算出して記録する機能と、
   この記録する機能に記録された情報に基づき統計処理を行う機能と
   を実現させる請求項５記載のプログラム。
7. 前記統計処理の元となる情報は、前記発生時刻差の合計値、最大値、最小値、２乗の合計値を含む情報であり、
   前記統計処理を行う機能として、
   前記合計値を前記繰り返し回数で除して平均値を算出する機能と、
   前記２乗の合計値を前記繰り返し回数で除した後に前記平均値の２乗を減じてその平方根をとり標準偏差を算出する機能と
   を実現させる請求項６記載のプログラム。
8. 前記イベント毎に、前記統計処理を行う機能により統計処理された値と当該イベントの発生時刻とを対応付けて表示する機能を実現させる請求項５ないし７のいずれかに記載のプログラム。

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