JP2007010357A - 機器分析用データ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 分析装置を制御するとともに分析データを収集したり処理したりするデータ処理装置において、連続運転の時間が長くなるとメモリリークにより動作が不安定になる等の問題が発生する。
【解決手段】 例えばメモリ不足検出部１１が使用可能なメモリ容量が減ったことを検出して再起動要求を出すと、分析状況監視部１２は管理下の分析装置の分析スケジュール情報を収集し、各分析装置の分析状況を把握する。この結果により、中央制御部１０は最も時間的に早い分析の合間を見つけて自動的に再起動を実行し、メモリ１３を初期化することで未解放領域を強制的に解放させる。これにより、分析に支障をきたすことなくメモリリークを回避して、安定した信頼性の高い分析を連続的に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、機器分析に用いられる各種分析装置（例えば、クロマトグラフ装置、分光光度計、質量分析装置等）を制御するとともに該分析装置により得られた分析データを収集したり処理したりするデータ処理装置に関する。

近年、機器分析の分野においてもＬＡＮ（Local Area Network）等を利用したネットワーク化が進んでおり、複数の分析機器が互いに接続され、分析により得られたデータが共有化されるようになってきている。例えば、データベース機能を備えるコンピュータをサーバとし、各種分析装置が備えるコンピュータや、一般ユーザーの使用するコンピュータをクライアントとするサーバ／クライアント型の分析システムでは、各種分析装置により得られた測定データは各々の分析装置に備えられた記憶装置に保存されるだけでなく、サーバのデータベースにも保存される。こうしてデータベースに保存されたデータは、各ユーザーが自分のコンピュータを用いて読み出し、ディスプレイに表示させたり編集したりすることができる。

サーバ／クライアント型の分析システムにも各種の形態が考えられるが、ここでは一例として図２に示すような分析システムを考える。図２に示す分析システムでは、ＬＡＮ等のネットワーク回線５に、分析データ等を集中的に保存・管理するサーバ３と、複数（この例では３台）の操作端末４ａ、４ｂ、４ｃと、データ処理装置１とが接続され、そのデータ処理装置１には複数台（この例では２台）の分析装置２ａ、２ｂが接続されている。分析装置２ａ、２ｂはその種類を問わないが、例を挙げると、液体クロマトグラフ装置、ガスクロマトグラフ質量分析装置、紫外可視分光光度計などである。データ処理装置１は、接続されている分析装置２ａ、２ｂの分析動作をそれぞれ制御する機能と、それら分析装置２ａ、２ｂで得られたデータを収集してネットワーク回線５を通してサーバ３へと転送するデータ収集機能を併せ持つ。また、データ処理装置１は場合によってはその内部で所定の演算処理を実行してデータを加工した上で、加工済みのデータをサーバ３へと送る。

操作端末４ａ〜４ｃは汎用的なパーソナルコンピュータであって、これに、分析装置２ａ、２ｂによる分析に必要な各種分析条件を設定したりサーバ３上に格納されている分析データを読み出して解析処理を行ったりするために必要なソフトウエアがインストールされている。ユーザーは手近のいずれかの操作端末４ａ〜４ｃを用いて各分析装置２ａ、２ｂで分析を行う際の分析条件等を設定する。こうした分析の実行に必要な各種情報はネットワーク回線５を通してデータ処理装置１に転送され、データ処理装置１の内部に保存される。データ処理装置１はその保存してある情報に基づいて管理下の分析装置２ａ、２ｂをそれぞれ制御して自動分析を実行し取得されたデータをサーバ３に送る。

こうした構成の分析システムでは、一旦分析条件等が設定されれば操作端末４ａ〜４ｃは分析には関与しないため、操作端末４ａ〜４ｃの電源を切断してもよいし、また別の用途（例えば分析とは全く無関係の文書作成など）に使用してもよい。即ち、操作端末４ａ〜４ｃは分析に占有されることがないので操作端末を有効に利用することができる。また、一旦分析条件等を設定してしまえば、その後にその操作端末が故障したり不具合が発生したりしても分析を遂行できるため、分析システムとして高い信頼性を確保することができる。

上記理由により、通常、操作端末４ａ〜４ｃは使用されていない場合には電源が遮断される。これに対し、データ処理装置１は分析装置２ａ、２ｂの制御やデータ処理を行うため、長時間連続運転される。例えば、多量の分析を請け負う分析機関や組織等では、昼夜を問わずに次々に分析が実行されることが多いため、長期間の休暇時期を除けば、データ処理装置１は殆ど常時稼働状態にある。そのため、データ処理装置１には高い信頼性が要求され、一般に、専用に設計されたコンピュータが用いられることが多い。

ところで、こうしたデータ処理装置１による分析装置２ａ、２ｂの制御やデータ収集・処理は複雑な処理を伴うため、各種データや情報を一時的に保持するためのメモリを動的に管理して効率の良い運用を行う必要がある。ところが、こうしたコンピュータシステムでは、長時間に亘って動作を継続すると、メモリ管理の断片化や解放されない記憶領域の蓄積が起こり、使用可能なメモリ容量が不足して動作速度が急に低下したり動作が不安定になったりすることがある。これは一般のパーソナルコンピュータでもメモリリークとしてよく知られている現象であり、そうした不具合を解消するための専用のソフトウエアも各種のものが提供されている（非特許文献１など参照）。また、より一般的には、オペレーティングシステム（ＯＳ）を再起動することでメモリを一旦全て解放する操作が行われる。

データ処理装置１において上記のような問題が発生すると分析の信頼性を損なうため、従来、システムの管理者は分析状況を見ながら未使用時間帯にデータ処理装置１のオペレーティングシステムを再起動することでメモリを初期化するようにしている。しかしながら、データ処理装置１の稼働率が高くほぼ連続的に分析を行っているような状況では、分析の合間に再起動可能なタイミングを見つけることが難しい。また、上述したように操作端末４ａ〜４ｃの電源が遮断された状態では、システム管理者やオペレータでもデータ処理装置１が動作しているということの認識を持ちにくいため、データ処理装置１を再起動するという操作を忘れがちである。そのため、或る期間（例えば毎日決まった時間帯に）システムの運用を一時停止してデータ処理装置１や分析システム全体の再起動処理を実行するようなことも行われており、システムの運用効率を低下させる一因となっている。

「めもりーくりーなー」、[online]、ベクター・ライブラリ、[平成１７年６月２２日検索]、インターネット<URL : http://www.vector.co.jp/vpack/browse/pickup/pw5/pw005557.html>

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、分析の実行にできるだけ支障をきたすことなく、常に効率的なメモリの動的管理を行うことができる機器分析用データ処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために成された本発明は、化学的又は物理的分析を実行する１乃至複数の分析装置を制御するとともに該分析装置で得られたデータを収集・処理する機器分析用データ処理装置において、
a)制御対象である１乃至複数の分析装置による分析のスケジュール情報を収集することで分析状況を把握する分析状況把握手段と、
b)制御やデータの収集・処理の際に一時的に使用される記憶手段について不要な未解放記憶領域を強制的に解放させる強制解放手段と、
c)記憶領域の強制解放要求を受けて、前記分析状況把握手段により分析状況を把握し、分析が実行されていない期間に前記強制解放手段による不要な未解放記憶領域の強制解放動作を実行させる制御手段と、
を備えることを特徴としている。

上記記憶手段とは一般的にはＲＡＭが多いが、装置によってはそれ以外の例えばハードディスクの一部を利用する場合もあり得るから、記憶手段の種類は特に限定されない。

また、強制解放要求はこのデータ処理装置自体から出す場合と他の装置から与えられる場合とがある。この装置自体から出す場合には、例えば、本装置の起動から所定の時間が経過する毎に、或いは毎日決まった時刻になる毎に、というように予め決まった時間に強制解放要求を出す構成とすることができる。また、前記記憶手段の記憶領域の使用状況を監視した結果に基づいて、例えば記憶手段の記憶領域の中で一時的な使用が許可される記憶領域の大きさが所定値よりも少なくなったとき等に強制解放要求を出す構成としてもよい。

また強制解放手段は、上述したような各種の、記憶手段の記憶領域の解放を実行する処理を行うソフトウエアを利用することもできるが、より確実に記憶手段の未解放記憶領域を解放するには自動的に再起動を実行するものとするとよい。

本発明に係る機器分析用データ処理装置において、制御手段は、上記のような強制解放要求を受けると分析状況把握手段により分析装置の分析状況を把握し、仕掛かり中の分析がある場合にはその分析が終了するまで待ち、分析の合間に強制解放手段を動作させて、記憶手段の未解放記憶領域を強制的に解放させる。好ましくは、強制解放要求があってから時間的に直近の分析の合間に記憶手段の未解放記憶領域の強制的解放を実行するのがよい。この装置自体がその制御対象である分析装置における分析スケジュール情報を管理している場合には、分析状況把握手段はその分析スケジュール情報を読み出してきて分析状況を把握することができる。他方、この装置とは別の装置、例えば上位のサーバ等が分析スケジュール情報を集中的に管理している場合には、このデータ処理装置はその別の装置にアクセスして必要な分析スケジュール情報を収集して分析状況を把握すればよい。

この発明に係る機器分析用データ処理装置によれば、１乃至複数の分析装置のいずれでも分析が実行されていないとき、つまり分析に何ら影響を与えないときに自動的に記憶手段の不要な未解放記憶領域が解放される。したがって、ユーザーが特に意識しなくても、メモリ管理の断片化や未解放記憶領域の蓄積等によるメモリ不足等に起因する動作速度の低下や動作の不安定化などの不所望の状態を未然に回避することができる。

また本発明に係る機器分析用データ処理装置の一態様として、前記制御手段は、強制解放要求を受けたときに、その時点で前記分析状況把握手段により把握される分析状況に応じて、分析の実行が予定されていない期間に前記強制解放手段による不要な未解放記憶領域の強制解放動作の時間を確保する構成とすることができる。

この構成によれば、分析の実行が予定されていない期間に強制解放動作の時間を優先的に確保することができるため、後からその時間に分析スケジュールが設定されてしまって、予定していた強制解放動作ができなくなるといった不具合を軽減できる。これにより、強制解放要求が有った後に、可能な限り早い時点で記憶手段の未解放記憶領域の強制解放を実行することができ、データ処理装置の信頼性をより高めることができる。

さらにまた、上記態様では、前記制御手段により強制解放動作の時間が確保されている場合に、その時間に重なるような新たな分析スケジュールの作成や変更を禁止する、或いはそうした分析スケジュールの作成や変更に警告を与えるスケジュール作成補助手段をさらに備える構成とするとよい。

この構成では、強制解放動作の時間が優先的に確保されている場合に、ユーザーが不注意でその時間に分析スケジュールを設定してしまうことを防止することができるので、強制解放要求が有った後の早い時点で記憶手段の未解放記憶領域の強制解放を確実に実行することができる。

以下、本発明の一実施例であるデータ処理装置について、図面を参照して説明する。本実施例のデータ処理装置を備える分析システムの全体構成は、既に説明した図２と同じであるので説明を省略する。図１は本実施例の機器分析用データ処理装置１の機能的構成を示すブロック図である。

本実施例のデータ処理装置１は、ハードウエア資源としてのコンピュータにインストールされたソフトウエアにより図１に示すような各機能が実現される。即ち、分析スケジュール記憶部１６には操作端末４ａ〜４ｃによりユーザーが設定した分析スケジュールが格納される。例えば分析装置２ａ、２ｂがオートサンプラを備えた液体クロマトグラフ装置である場合、分析スケジュールは、分析の開始時間及び終了時間、多数の試料の分析順序、試料の注入条件（注入量など）、分析条件（カラム温度やカラム流量）など、分析の遂行に必要な情報を全て含む。分析制御部１５はこの分析スケジュール記憶部１６に格納されている分析スケジュール情報に基づいて、制御信号を分析装置２ａ、２ｂにそれぞれ送出する。一方、分析装置２ａ、２ｂで取得された分析データはデータ処理部１４に入力され、例えばデータ処理部１４はこの分析データを一旦図示しないハードディスクなどの記憶装置に格納し、さらに所定の演算処理を実行する。

中央制御部１０はこのデータ処理装置の基本動作を司るものであり、例えば分析制御部１５による制御動作やデータ処理部１４による処理動作に際して必要なデータをメモリ１３に読み書きする。また、インタフェイス部１７はネットワーク回線５を介して制御データ等を受け取ったり、分析データを送り出したりする。

中央制御部１０はメモリ１３を動的に管理するが、或る処理の終了後に本来解放されるべき記憶領域が解放されずに蓄積する、いわゆるメモリリークが起こる可能性がある。メモリリークが発生すると実質的なメモリ容量が減少し、リソース不足に陥るおそれがある。そこで、本実施例のデータ処理装置に特徴的な構成として、中央制御部１０はメモリ１３で使用可能な記憶領域を監視するメモリ不足検出部１１と、分析スケジュール記憶部１６に格納されている分析スケジュール情報に基づいて分析状況を把握する分析状況監視部１２とを備え、これら各部１１、１２を用いて、メモリ１３の未解放領域を確実に解放するために自動再起動処理を実行する。なお、上述したように、ここでメモリ１３は通常ＲＡＭであるが、ハードディスクなどの他の記憶装置の記憶領域の一部をＲＡＭの代わりに仮想的に使用するものであってもよい。

次に、この自動再起動処理について、図３及び図４を参照して詳細に説明する。図３は自動再起動処理に関わる制御手順を示すフローチャート、図４は自動再起動処理動作の一例を説明するためのタイミング図である。

オペレータが電源投入等の所定の指示を行うことにより、このデータ処理装置１の各部は起動する（ステップＳ１）。その後、中央制御部１０は再起動要求（本発明における強制解放要求）が有ったか否かを繰り返し判定する（ステップＳ２）。ここでは、再起動要求は２つの要因により発生する。１つは、いずれかの操作端末４ａ〜４ｃ上でオペレータ（通常はシステムの管理者）がデータ処理装置１の再起動を指示した場合である。したがって、基本的にはこれは、メモリ１３の未解放領域の多少とは無関係の、手動操作による再起動の実行である。

他の１つの再起動要求はメモリ不足検出部１１により出される。即ち、メモリ不足検出部１１は時々刻々とメモリ１３の使用率やそのときに実行しているアプリケーションなどを判断することにより、メモリ１３の記憶領域のうちで使用していないにも拘わらず解放されていない領域の程度が所定程度以上になったか否かを判定し、その判定結果に応じて再起動要求を出す。具体的には、メモリ１３の未解放領域が増加して、このまま或る程度使用を継続すると動作の安定性や処理速度の維持に問題が生じる可能性があるような場合に再起動要求を出す。

こうした再起動要求が有った場合には、分析状況監視部１２は分析スケジュール記憶部１６に格納されている分析スケジュール情報を読み出すことにより情報を収集する（ステップＳ３）。なお、この例では、データ処理装置１自体が分析スケジュールを管理しているからその分析スケジュールを読み出してくればよいが、他のコンピュータ、例えばサーバ３が分析スケジュールを管理している場合には、そのコンピュータに対して問い合わせを行って分析スケジュール情報を取得すればよい。

そして、分析状況監視部１２は収集した分析スケジュール情報に基づいて、その時点で仕掛かり中の分析があるか否かを判定する（ステップＳ４）。仕掛かり中とは分析に関わる何らかの作業を実行している場合であって、必ずしも分析データを収集しているとは限らない。仕掛かり中の分析がある場合にはステップＳ４の判定を繰り返す。その繰り返しの間に、分析制御部１５の制御の下に分析装置２ａ、２ｂは分析を遂行し、分析データを収集する。そして分析スケジュールで定められた分析が終了して仕掛かり中の分析がなくなると、ステップＳ４からＳ５に進み、中央制御部１０は再起動処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には例えばこのデータ処理装置１のオペレーティングシステムがＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）である場合には、これをシャットダウンした後に再起動する。再起動によりメモリ１３は一旦初期化されるため、その直前に未解放であった領域は一旦全て解放される。起動された後には、メモリ１３の割り当ては行うべき処理に応じて再構築され、安定した動作が開始される。

図４の例で説明すると、例えば２台の分析装置２ａ、２ｂにおける分析動作は図４中の（ａ）、（ｂ）に示すようにスケジューリングされているものとする。即ち、分析装置２ａは、時刻ｔ０〜ｔ２、ｔ３〜ｔ５、ｔ７〜ｔ９の期間に分析が設定されており、分析装置２ｂは時刻ｔ１〜ｔ４、ｔ６〜ｔ８の期間に分析が設定されている。分析制御部１５はこれに基づいて各分析装置２ａ、２ｂをそれぞれ制御するが、いま例えば時刻ｔ２とｔ３との間の或る時点で再起動要求が有ったものとする。この再起動要求を受けて分析状況監視部１２は速やかに分析状況を把握するが、時刻ｔ５までは分析に空きが存在しないため、時刻ｔ５まで待機し、時刻ｔ５になると次の分析が開始される時刻ｔ６までの間に再起動を実行する。即ち、再起動要求が有った後、時間的に最も早い分析の合間に再起動を実行することより一旦メモリ１３の記憶領域を全て解放させて、それ以降の動作をより安定なものとすることができる。

上記実施例によるデータ処理装置では、分析スケジュールに設定されている分析の合間に再起動処理を行うようにしていたが、オペレータは操作端末４ａ〜４ｃより各分析装置の状況やスケジュールの詰まり具合などを判断して、必要に応じて新たな分析を行うための分析スケジュールを設定する。したがって、分析スケジュールは頻繁に更新されることがあり得る。或る時点で再起動要求が出ても、その時点からかなりの長時間に亘り分析の合間が存在しないような場合には、実際の再起動処理は再起動要求が出されてからかなり遅れることになり、これはあまり好ましい状況ではない。

そこで、上記データ処理装置１は次のようにその制御を変更することができる。図５を参照して制御を説明する。この構成では、再起動要求が有ると分析状況監視部１２は分析スケジュール情報を収集してその時点で予定されている分析状況を把握し、時間的に最も早い時点で再起動に必要な時間帯を確保する。即ち、図５において、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間に再起動要求があった場合に、時刻ｔ３の直後に分析の空きがあるため時刻ｔ３〜ｔ６に再起動実行期間を先に（つまり予約として）確保する。その後、実際に時刻ｔ３に至るまでにオペレータが操作端末４ａ〜４ｃより、時刻ｔ３の後の空き時間に別の分析のスケジュールを設定しようとする場合があり得るが、例えば図５中に示すように時刻ｔ６よりも前である時刻ｔ７に分析が開始される分析スケジュールを設定しようとしても、そうした設定は中央制御部１０により拒否される。即ち、一旦、再起動実行期間が設定された場合には、それが優先され、その期間と時間的に重なるような分析スケジュールの設定は禁止される。もちろん、再起動実行期間終了以降の空き時間であれば、自由に分析スケジュールを設定することが可能である。

また、上記のように優先的に確保された再起動実行期間と時間的に重なるような分析スケジュールをオペレータが設定しようとした場合に、単にオペレータに対する警告を行うようにしてもよい。この場合、警告を無視して分析スケジュールが設定された場合には、先に確保した再起動実行期間を取り消し、その時点で再び時間的に最も早い時点での分析の合間に新たな再起動実行期間の設定を行うようにするとよい。

また、上記実施例では、メモリ不足検出部１１が実際にメモリ１３の使用状況を確認して再起動要求を出すようにしていたが、その代わりに、定期的に、例えばこのデータ処理装置１の起動からの経過時間が所定時間に達したときに、或いは、毎日決まった時刻等に再起動要求を出すように定めてもよい。また、そうした定期的な再起動要求の発生と上記のような実際のメモリ１３の使用状況に応じた再起動要求の発生とを併用してもよい。

また、再起動を実行する代わりに上述したような各種のメモリ管理用のソフトウエアを利用してメモリ１３の未解放領域の強制解放を行うこともできるが、こうした操作だけではメモリ１３が完全に解放されるとは限らないため、オペレーティングシステムを再起動するほうがより確実である。

なお、上記実施例は本発明の一例であるから、本発明の趣旨の範囲で、適宜、変形、修正、又は追加などを行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。

本発明の一実施例によるデータ処理装置の機能ブロック構成図。 発明に係るデータ処理装置を適用する分析システムの全体構成図。 本実施例のデータ処理装置における特徴的な自動再起動動作の処理手順を示すフローチャート。 本実施例のデータ処理装置における自動再起動動作を説明するための概略タイミング図。 変形例によるデータ処理装置における自動再起動動作を説明するための概略タイミング図。

符号の説明

１…データ処理装置
１０…中央制御部
１１…メモリ不足検出部
１２…分析状況監視部
１３…メモリ
１４…データ処理部
１５…分析制御部
１６…分析スケジュール記憶部
２ａ、２ｂ…分析装置
３…サーバ
４ａ、４ｂ、４ｃ…操作端末
５…ネットワーク回線

Claims (5)

1. 化学的又は物理的分析を実行する１乃至複数の分析装置を制御するとともに該分析装置で得られたデータを収集・処理する機器分析用データ処理装置において、
   a)制御対象である１乃至複数の分析装置による分析のスケジュール情報を収集することで分析状況を把握する分析状況把握手段と、
   b)制御やデータの収集・処理の際に一時的に使用される記憶手段について不要な未解放記憶領域を強制的に解放させる強制解放手段と、
   c)記憶領域の強制解放要求を受けて、前記分析状況把握手段により分析状況を把握し、分析が実行されていない期間に前記強制解放手段による不要な未解放記憶領域の強制解放動作を実行させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする機器分析用データ処理装置。
2. 予め決まった時間に前記強制解放要求を前記制御手段に与える強制解放要求発生手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の機器分析用データ処理装置。
3. 前記記憶手段の記憶領域の使用状況を監視した結果に基づいて前記強制解放要求を前記制御手段に与える強制解放要求発生手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の機器分析用データ処理装置。
4. 前記制御手段は、強制解放要求を受けたときに、その時点で前記分析状況把握手段により把握される分析状況に応じて、分析の実行が予定されていない期間に前記強制解放手段による不要な未解放記憶領域の強制解放動作の時間を確保することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の機器分析用データ処理装置。
5. 前記制御手段により強制解放動作の時間が確保されている場合に、その時間に重なるような新たな分析スケジュールの作成や変更を禁止する、或いはそうした分析スケジュールの作成や変更に警告を与えるスケジュール作成補助手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の機器分析用データ処理装置。
   

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