JP2015114675A - アプリケーションソフトウェア加速試験装置および試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加速試験を効率良く実施し、本来障害として検出するべき長時間の連続動作における障害を効率よく検出するアプリケーションソフトウェア加速試験装置を提供する。
【解決手段】中央処理部３と、試験対象アプリケーションソフトウェア６、時計機能加速プログラム７、時計機能加速データ８を格納した記憶装置４とを備え、時計機能加速プログラム７および時計機能加速データ８を用いて、オペレーティングシステム５の時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態（ｎ＝１）を切り替える。
【選択図】図４

Description

この発明は、アプリケーションソフトウェアの加速試験を実施する加速試験装置及び試験方法に関し、特に長時間の連続稼動における耐久試験に関するアプリケーションソフトウェア加速試験装置および試験方法に関するものである。

ソフトウェアには、年単位の集計機能やメモリリークなど長期間の連続稼動により初めて顕在化する障害がある。これを実運用と同じ環境で再現しようとすると、長期間を要するため、出荷前に完全に試験検証することは現実には行えない。この問題に対応するため、計算機上のオペレーティングシステムが時刻を刻むタイマ割込み信号の間隔を短く設定することで、計算機上の時刻を加速し、アプリケーションを実時間のｎ倍で連続稼動させ、検証する方法が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−３８３５０号公報（段落［０００９］、［００１６］〜［００２２］、図６〜図８）

先行技術発明では、加速試験の実施中のＣＰＵの負荷状況等により処理が設計された処理時間／ｎ内に完了しない場合、試験結果としては不良となる。すなわち、通常速度の動作では発生しない障害を発生させ、障害の原因究明や対策の検討が必要となり、さらに試験効率が低下するという問題がある。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、加速試験を効率良く実施し、本来障害として検出するべき長時間の連続動作における障害を効率よく検出するアプリケーションソフトウェア加速試験装置および試験方法を提供することを目的とする。

この発明に係るアプリケーションソフトウェア加速試験装置は、ＣＰＵおよびメモリから構成される中央処理部と、オペレーティングシステム、試験対象のアプリケーションソフトウェア、時計機能加速プログラム、および加速係数と時間情報からなる時計機能加速データを格納した記憶装置を備え、時計機能加速プログラムおよび時計機能加速データを用いて、オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態（ｎ＝１）を切り替えてアプリケーションソフトウェアの加速試験を行うものである。

この発明に係るアプリケーションソフトウェア加速試験方法は、ＣＰＵおよびメモリから構成される中央処理部と、オペレーティングシステム、試験対象のアプリケーションソフトウェア、時計機能加速プログラム、および加速係数と時間情報からなる時計機能加速データを格納した記憶装置を用い、時計機能加速データを中央処理部のメモリ上にスケジュール情報として展開するスケジュール情報処理工程と、スケジュール情報と現在時刻情報に基づいて、オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態（ｎ＝１）を切り替えてアプリケーションソフトウェアの加速試験を行う時計機能加速工程と、から成るものである。

この発明に係るアプリケーションソフトウェア加速試験装置は、上記のように構成されているため、短時間試験では顕在化しなかった僅かなメモリリーク障害や年替り処理に関する障害を検出することが可能となり、現地障害を軽減させることができる。

この発明に係るアプリケーションソフトウェア加速試験方法は、上記のような工程から成るため、短時間試験では顕在化しなかった僅かなメモリリーク障害や年替り処理に関する障害を検出することが可能となり、現地障害を軽減させることができる。

この発明の実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る構成図である。 この発明の実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る監視画面例である。 この発明の実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る全体処理フロー図である。 この発明の実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る時計機能加速処理のフローチャートである。 この発明の実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る時計機能加速データの説明図である。 この発明の実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る構成図である。 この発明の実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る全体処理フロー図である。 この発明の実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係るパフォーマンス監視処理のフローチャートである。 この発明の実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に係る第２時計機能加速処理のフローチャートである。 この発明の実施の形態３のアプリケーションソフトウェア加速試験方法に係るフローチャートである。

実施の形態１．
実施の形態１は、中央処理部と、オペレーティングシステム、試験対象のアプリケーションソフトウェア、時計機能加速プログラム、および時計機能加速データを格納した記憶装置とを備え、時計機能加速プログラムおよび時計機能加速データを用いて、オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態を切り替えてアプリケーションソフトウェアの加速試験を行うアプリケーションソフトウェア加速試験装置に関するものである。

以下、本願発明の実施の形態１に係るアプリケーションソフトウェア加速試験装置１の構成、動作について、アプリケーションソフトウェア加速試験装置の構成図である図１、監視画面例である図２、全体処理フロー図である図３、時計機能加速処理のフローチャートである図４、および時計機能加速データの説明図である図５に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置１に関する構成を示す。
図１において、アプリケーションソフトウェア加速試験装置１は、試験装置本体２およびマンマシンインターフェイスとしての表示装置１１、キーボード１２、ポインティングマウス１３から構成される。
試験装置本体２は、中央処理部３と記憶装置であるディスク装置４を備える。ディスク装置４は、オペレーティングシステム５、試験対象のアプリケーションソフトウェア６、時計機能加速プログラム７、および時計機能加速データ８を格納している。
なお、適宜、「アプリケーションソフトウェア加速試験装置」は「加速試験装置」と記載し、「ポインティングマウス」は「マウス」と記載する。

中央処理部３は、ＣＰＵおよびメモリから構成される。中央処理部３は、加速試験の実行時、オペレーティングシステム５、試験対象となるアプリケーションソフトウェア６、オペレーティングシステム５の時計機能を加速させる時計機能加速プログラム７、さらに時計機能加速データ８を読み出し、中央処理部３の内部メモリ上に保有し、オペレーティングシステム上で起動する。
試験装置本体２には、アプリケーションソフトウェア６の操作画面や処理結果、処理経過を表示する表示手段である表示装置１１と操作画面に対してオペレータが操作入力するための入力手段であるキーボード１２およびマウス１３が接続されている。

まず、アプリケーションソフトウェア加速試験装置１の全体機能、動作を試験対象がプラントシステム監視プログラムである場合を例として説明する
加速試験対象であるアプリケーションソフトウェア６は、プラントシステム監視プログラムであり、加速試験装置１の中央処理部３により実際の運用時とほぼ同じ状態で起動される。

中央処理部３はアプリケーションソフトウェア６を実行し、キーボード１２、マウス１３によりオペレータからの操作入力を受け付ける。オペレータがキーボード１２、マウス１３により画面遷移等の操作をした場合は、中央処理部３は操作に従い画面表示の遷移等の処理を行う。
操作入力がない場合は、中央処理部３は監視制御対象のプラントの各所に設置された計測計量機器から入力される、計測値、計量値を画面上の表示欄に表示し、オペレータの監視作業を支援する。
図２は監視画面の１例であり、測定値データ監視画面を示す。図２において、例えば表示エリアＡには、貯水計から入力される計量値である貯水位が表示される。

さらにアプリケーションソフトウェア６は、計測計量機器より入力される計測値、計量値データに基づき、１時間、１日、１ヶ月、あるいは１年ごとの決められた間隔にて、入力されたデータを集計し保存する集計処理を定期的に作動させる機能を有する。これは、プラントの過去の状態や動作などを、日報（日単位の報告様式）、月報（月単位の報告様式）、年報（年単位の報告様式）などにまとめるために必要な処理である。

次にアプリケーションソフトウェア加速試験の動作を、プラントシステム監視プログラムの加速試験を行う場合を想定して、図３から図５に基づいて説明する。

図３に基づき、全体処理フローを説明する。
アプリケーションソフトウェア６の起動（ステップ１）に続き、時計機能加速プログラム７が起動（ステップ２）される。時計機能加速プログラムは起動後、時計機能加速処理開始する（ステップ３）。

図４のフローチャートに基づき、時計機能加速処理を説明する。
時計機能加速処理は開始後、時計機能加速データ８の読み出しを行い、メモリ上に展開する（ステップ１１）。
時計機能加速データ８の構成例を図５に示す。加速係数とこの加速係数での実行の開始時間と終了時間をまとめたテーブルである。
図５の時計機能加速データの例では、２０１３年３月１日０時０分２０秒を経過すれば時計機能を加速状態に変更し、２０１３年３月３１日２３時５９分５０秒を経過すれば、時計機能を定常状態に戻すことを示している。つまり加速試験装置は、２０１３年３月１日０時０分２０秒から３月３１日２３時５９分５０秒までを加速状態（図５では１０倍の速度）で時刻が進むこととなる。
なお、図５では、加速係数ｎ＝１０の場合を示したが、例えば年報処理の加速試験では、ｎ＝１０００が設定される。

時計機能加速データ８の読み出し後、加速試験装置１上の時刻を取得し（ステップ１２）、時計機能加速データと時刻の比較を行う（ステップ１３）。
時刻が加速開始時刻から加速終了時刻の間にある場合、オペレーティングシステムの時計機能を加速状態（ｎ：加速係数、ｎ＞１）とする（ステップ１４）。ステップ１４での判定が否定（ＮＯ）された場合、オペレーティングシステムの時計機能は定常速度を設定することで、定常状態（ｎ＝１）とする（ステップ１５）。なお、ステップ１２にて取得する加速試験装置上の時刻は、加速試験装置が既に加速状態にある場合は、実際の時刻とは異なっていることに注意する必要がある。

ステップ１４およびステップ１５からステップ１６へ進み、１秒間スリープする。
次にオペレータからの時計機能加速プログラム停止要求があるかどうかの確認を行う（ステップ１７）。終了要求がなければ、ステップ１２に戻る。
以後、１秒単位でステップ１２からステップ１７を繰り返す。
このように、図５の時計機能加速データの設定に基づき、加速状態と定常状態を切り替えて加速試験が継続される。
加速試験の終了時は、オペレータからの終了要求に従い、ステップ１７にて判定を行い、オペレーティングシステムの時計機能は、加速状態にあったとしても定常速度に設定され、定常状態にされる（ステップ１８）、時計機能加速プログラムを停止させる。

以上、時計機能加速プログラム７と時計機能加速データ８を用いた加速試験装置１の動作を説明した。時計機能加速データ８の作成については、日替わり、月替わり、および年替わりでの集計処理等、あらかじめ動作タイミングが明確となっており、特に中央処理部３での負荷増大が見込まれるものに対して、定常状態となるようにスケジュールデータを作成することが重要である。

また、本実施の形態１では、時計機能加速データ８を１秒単位で設定し、加速状態・定常状態の切り替えを１秒周期で行う（ステップ１６の１秒スリープ）こととした。しかし、加速状態・定常状態の切り替えの頻度が１０秒単位、あるいは１分単位で問題なければ、時計機能加速データ８（図５）の設定とステップ１６の周期待ち処理を１０秒単位あるいは１分単位に変更することで対応することが可能である。

本実施の形態１に係るアプリケーションソフトウェア加速試験装置では、定期的に実施される高負荷処理に対して、加速試験の加速状態を定常状態に戻すようにしている。このため、加速状態のままでは設計された処理時間／ｎ（ｎ：加速係数、ｎ＞１）内に完了せず、障害となってしまう問題を回避することが可能である。これにより加速試験を中断することなく加速試験を継続することができ、本来検出すべきソフトウェア障害の検出を効率良く実施することができる。

以上説明したように、実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置１は、中央処理部と、オペレーティングシステム、試験対象のアプリケーションソフトウェア、時計機能加速プログラム、および時計機能加速データを格納した記憶装置とを備え、時計機能加速プログラムおよび時計機能加速データを用いて、オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態を切り替えてアプリケーションソフトウェアの加速試験を行うものである。したがって、短時間試験では顕在化しなかった僅かなメモリリーク障害や年替り処理に関する障害を検出することが可能となり、現地障害を軽減させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置は、実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置にさらにＣＰＵのパフォーマンス値を監視する機能を追加したものである。

以下、実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置の動作について、アプリケーションソフトウェア加速試験装置の構成図である図６、全体処理フロー図である図７、パフォーマンス監視処理のフローチャートである図８、および第２時計機能加速処理のフローチャートである図９に基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。
以下の説明では、必要に応じて、適宜実施の形態１の図面を参照する。
なお、図６において、図１と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。

実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置の構成（図６）は、実施の形態１の加速試験装置と一部を除いて同じである。実施の形態１の加速試験装置の構成（図１）との違いは、パフォーマンス監視プログラム１０９が追加されている点である。
実施の形態１の加速試験装置１と区別するため、実施の形態２では加速試験装置１０１、試験装置本体１０２、およびディスク装置１０４としている。
なお、実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置１０１で実行される時計機能加速プログラム（区別するために、第２時計機能加速プログラムと記載する）は、後で説明するように実施の形態１で実行された時計機能加速プログラムと同じではないが、時計機能加速プログラムの一部として内蔵されているものとする。

中央処理部３は、ＣＰＵのパフォーマンス値を監視した状態で加速試験を実行する際、オペレーティングシステム５、試験対象となるアプリケーションソフトウェア６、オペレーティングシステム５の時計機能を加速させる時計機能加速プログラム７、時計機能加速データ８、さらにパフォーマンス監視プログラム１０９を読み出し、中央処理部３の内部メモリ上に保有し、オペレーティングシステム上で起動する。

図７に基づき、本発明の実施の形態２に係るアプリケーションソフトウェア加速試験装置の全体処理フローを説明する。
アプリケーションソフトウェア６の起動（ステップ１０１）に続き、パフォーマンス監視プログラム１０９が起動（ステップ１０２）される。パフォーマンス監視プログラムは起動後、パフォーマンス監視処理を開始する（ステップ１０３）。

本実施の形態２では、実施の形態１の全体処理フロー図３と比較して、時計機能加速プログラム７を起動する代わりにパフォーマンス監視プログラム１０９を起動している。本発明の基本である時計機能の加速は、パフォーマンス監視プログラム１０９の中で必要な処理が実行される。

図８のフローチャートに基づき、パフォーマンス監視処理の動作を説明する。
パフォーマンス監視プログラムは起動後、まず時計機能加速のために必要な時計機能加速データ８の読み出しを行い、メモリ上に展開する（ステップ１１１）。
次に加速試験装置１０１内で監視対象となるＣＰＵのパフォーマンス値の収集を行う（ステップ１１２）。

ここでＣＰＵのパフォーマンス値とは、例えばＣＰＵ使用率やＣＰＵ割り当て待ちのキューの数が該当する。ＣＰＵ負荷率が高い状態やキューの数が多い状態では、アプリケーションソフトウェア６の実行に対してＣＰＵの割り当てが遅延し、処理完了までに時間を要することが想定される。そのような状態でさらに時計機能を加速すると、アプリケーションソフトウェア６の処理が設計時間内で完了できない可能性が更に高まる。

このため、あらかじめ設定された閾値と収集されたパフォーマンス値の比較を行う（ステップ１１３）。
パフォーマンス値が閾値以上の場合、時計機能加速プログラム停止要求を出す（ステップ１１４）。時計機能加速プログラム停止要求が出た場合、後で説明する第２時計機能加速処理で、たとえ加速状態にあっても、定常状態に切り替えられる。

あらかじめ設定された閾値と収集されたパフォーマンス値の比較（ステップ１１３）の結果、閾値未満である場合は、中央処理部３の負荷が軽いと判断して、時計機能加速プログラム停止要求は出さない。後で説明する第２時計機能加速処理で、実施の形態１に説明したように図５の時計機能加速データに基づいて、時計機能を加速状態に、あるいは定常状態に切り替えられる。
ステップ１１３あるいはステップ１１４からステップ１１５に進み、第２時計機能加速プログラムが起動され（ステップ１１５）、第２時計機能加速処理が実行される（ステップ１１６）。

第２時計機能加速処理の実行（ステップ１６）が終了後、ステップ１１７へ進み、１秒間スリープする。
次にオペレータからのパフォーマンス監視プログラムの停止要求があるかどうかの確認を行う（ステップ１１８）。停止要求がなければ、ステップ１１２に戻る。
以後、１秒単位でステップ１１２からステップ１１８を繰り返す。
停止要求がある場合は、オペレーティングシステムの時計機能は、加速状態にあったとしても定常速度に設定され、定常状態にされ（ステップ１１９）、パフォーマンス監視処理は終了する。

次に図９のフローチャートに基づき、第２時計機能加速処理を説明する。
加速試験装置１０１上の時刻を取得する（ステップ１３１）。
次に、時計機能加速停止要求があるかどうかを確認する（ステップ１３２）。時計機能加速停止要求がある場合は、強制的に時計機能を定常速度に設定し、定常状態とするために、ステップ１３５に進む。時計機能加速停止要求がない、すなわちパフォーマンス値が閾値未満の場合は、時計機能加速データに基づいた時計機能加速を行うために、ステップ１３３に進む。
ステップ１３３では、時計機能加速データと時刻の比較を行う。
時刻が加速開始時刻から加速終了時刻の間にある場合、オペレーティングシステムの時計機能を加速状態とする（ステップ１３４）。
時刻が加速開始時刻から加速終了時刻の間にない場合は、ステップ１３５へ進み、オペレーティングシステムの時計機能を定常状態とする。

このように、実施の形態２では、パフォーマンス値の監視を行いながら、図５の時計機能加速データの設定に基づき、時計機能の加速状態と定常状態を切り替えて加速試験が継続される。そして、パフォーマンス値が閾値以上の場合は、時計機能を定常状態に強制的に切り替える。
このとき、加速試験装置１０１が実際に加速状態となるか、定常状態となるかは、時計機能加速データと加速試験装置１０１が示す現在時刻に基づいて判断される。

以上説明したように、実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置は、実施の形態１のアプリケーションソフトウェア加速試験装置に、さらにＣＰＵのパフォーマンス値を監視する機能を追加したものである。したがって、短時間試験では顕在化しなかった僅かなメモリリーク障害や年替り処理に関する障害を検出することが可能となり、現地障害を軽減させることができる。さらに、ＣＰＵのパフォーマンス値があらかじめ設定された閾値を上回る高負荷状態を検知した場合、加速状態から定常状態へ切り替えることにより、加速状態に起因する障害の発生を回避することができる。

実施の形態３．
実施の形態３のアプリケーションソフトウェア加速試験方法は、実施の形態２のアプリケーションソフトウェア加速試験装置１０１を用いて、スケジュール情報処理工程と、負荷監視工程と、時計機能加速工程と、から成るものである。
以下、実施の形態３のアプリケーションソフトウェア加速試験方法について、図１０のフローチャートに基づき、加速試験装置１０１の構成図である図６および実施の形態１、２の各説明図を適宜参照して説明する。

処理が開始されると、まずステップ２０１において、時計機能加速データを用いて加速係数と時間情報をスケジュール情報として、中央処理部３のメモリ上に展開する（スケジュール情報処理工程）。
次に、ステップ２０２において、ＣＰＵのパフォーマンス値を監視し。あらかじめ設定された閾値を超えた場合、時計機能加速プログラム停止要求を出す（負荷監視工程）。
次に、ステップ２０３において、時計機能加速プログラム停止要求が出ている場合は、オペレーティングシステムの時計機能を定常状態とする。
時計機能加速プログラム停止要求が出ていない場合は、スケジュール情報と現在時刻情報に基づいて加速係数を変更させて、オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態を切り替える（時計機能加速工程）。

実施の形態３のアプリケーションソフトウェア加速試験方法の説明では、スケジュール情報処理工程に続けて、負荷監視工程を実施し、その後時計機能加速工程を実施した。
しかし、負荷監視工程を実施せず、スケジュール情報処理工程に続けて、時計機能加速工程を実施することができる。この場合は、ＣＰＵのパフォーマンス値の監視は行わず、しスケジュール情報と現在時刻情報に基づいて加速係数を変更させて、オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態を切り替える。

以上説明したように、実施の形態３のアプリケーションソフトウェア加速試験方法は、スケジュール情報処理工程と、負荷監視工程と、時計機能加速工程と、から成るものである。したがって、短時間試験では顕在化しなかった僅かなメモリリーク障害や年替り処理に関する障害を検出することが可能となり、現地障害を軽減させることができる。さらに、ＣＰＵのパフォーマンス値があらかじめ設定された閾値を上回る高負荷状態を検知した場合、加速状態から定常状態へ切り替えることにより、加速状態に起因する障害の発生を回避することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１，１０１ アプリケーションソフトウェア加速試験装置、
２，１０２ 試験装置本体、３ 中央処理部、４，１０４ ディスク装置、
５ オペレーティングシステム、６ アプリケーションソフトウェア、
７ 時計機能加速プログラム、８ 時計機能加速データ、１１ 表示装置、
１２ キーボード、１３ ポインティングマウス、
１０９ パフォーマンス監視プログラム。

Claims (4)

1. ＣＰＵおよびメモリから構成される中央処理部と、オペレーティングシステム、試験対象のアプリケーションソフトウェア、時計機能加速プログラム、および加速係数と時間情報からなる時計機能加速データを格納した記憶装置を備え、
   前記時計機能加速プログラムおよび前記時計機能加速データを用いて、前記オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態（ｎ＝１）を切り替えて前記アプリケーションソフトウェアの加速試験を行うアプリケーションソフトウェア加速試験装置。
2. 前記ＣＰＵのパフォーマンス値の監視を行い、あらかじめ設定された閾値を超えた場合に、前記オペレーティングシステムの前記時計機能を前記定常状態に変更する要求を出す負荷監視機能をさらに備えた請求項１に記載のアプリケーションソフトウェア加速試験装置。
3. ＣＰＵおよびメモリから構成される中央処理部と、オペレーティングシステム、試験対象のアプリケーションソフトウェア、時計機能加速プログラム、および加速係数と時間情報からなる時計機能加速データを格納した記憶装置を用い、
   前記時計機能加速データを前記中央処理部のメモリ上にスケジュール情報として展開するスケジュール情報処理工程と、
   前記スケジュール情報と現在時刻情報に基づいて、前記オペレーティングシステムの時計機能をｎ倍（ｎ：加速係数、ｎ＞１）に加速する加速状態と定常状態（ｎ＝１）を切り替えて前記アプリケーションソフトウェアの加速試験を行う時計機能加速工程と、
   から成るアプリケーションソフトウェア加速試験方法。
4. さらに、前記ＣＰＵのパフォーマンス値があらかじめ設定された閾値を超えた場合、前記オペレーティングシステムの前記時計機能を前記定常状態に変更する要求を出す負荷監視工程を追加した請求項３に記載のアプリケーションソフトウェア加速試験方法。

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