JP2698616B2 - コンピュータのタスク優先度制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はコンピュータのタスク優先度制御方式に関す
るものである。

（従来の技術） 一つのプロセッサ（CPU）を複数の入出力装置にて共
有使用し、各々の入出力装置を制御するタスクをCPUに
より順に実行して各々の入出力装置に対する入出力要求
を行い、入出力装置からの入出力があると、タスクは入
出力装置からの入力に対する処理を行うようにしたシス
テムがある。このようなシステムにおいては、CPUは一
つのタスク実行時にはその処理に占有されることになる
ので、他のタスクは全く実行されない。

ところで今、例えば、10台の入出力装置があるとする
と、CPUには10個のタスクが設定されており、優先度の
高いタスクから順に実行される。そして、実行要求のあ
るタスクのうちの最上位にあるタスクを実行してそのタ
スクの受持つ入出力装置に対して入出力要求を行い、当
該入出力装置からの入力を待って引き続き処理を実行す
る。CPUはこの処理中は当該入出力装置からの入出力開
始から入出力終了までの間を除き、他のタスクの処理を
実行できないので、他のタスクにより動作する他の入出
力装置は休止状態で、画面の変化もなく、キー入力も受
付けられない。しかし、入出力待ちの入出力装置におけ
る入出力開始から入出力終了までの間、及び現在実行中
のタスクの処理が終わった時、CPUは当該タスクの実行
要求があるまでは、下位の他のタスクの処理を可能とす
る。しかし、入出力装置における入出力開始から終了ま
での時間は、入出力装置が高速処理型であると、短時間
で終わるので、直ぐに割込みがかかることになり、その
ため、上位に高速で高頻度の入出力があれば、下位のタ
スクはなかなか実行の機会が回ってこなくなる。従っ
て、上位タスクで管理される入出力装置の入出力待ちの
時に、当該タスクにおける優先順位が当該タスク自身に
より下位に変更されるようにしてあれば、下位にあった
タスクの実行の機会が回り易くなる。これにより、上位
に高い頻度で実行されるタスクが複数ある場合でも下位
タスクにより入出力される入出力装置からの作業が可能
になるが、しかし、タスク優先度の変更はシステム全体
の状況に即したものとならないと、高頻度のタスクの実
行に支障を来たすことになるので、システムとしての全
体の状況を把握した上で優先度順位の変更を決めなけれ
ばならないことから、極めて難しい。

このように、従来システムにおける複数の各入出力装
置を処理する各タスクの優先度制御はそれらのタスク自
身が優先度制御処理を行わなければ希望するタスク優先
度列が構築されず、従って、優先変更処理をタスクに持
たせていないと、上位に高速入出力型の入出力装置があ
り、そのタスクが高頻度で実行されることになり、この
ような場合には、特定の高速入出力装置のみが稼働して
他は稼働されないと云う事態が発生して、システムの処
理効率を低下させる。

すなわち、タスクは優先度の高いものが実行され、し
かも、その実行されたタスク対応の入出力装置の入出力
待ち時には当該入出力が終了するまでは、他の下位タス
クが実行されるものの、上位優先度のタスク対応の入出
力装置の入出力が終了すると再びこの上位優先度のタス
クによりCPUが占有されてしまうので、上位の入出力装
置が高速型であると、下位のタスク程、実行される機会
が少なくなる。

そのため、特定の高速入出力装置のみが稼働して他は
稼働されないと云う事態が発生し、システムの処理効率
が低下する。これを打開するには、実行したタスク対応
の入出力装置の入出力が終了した後の当該タスクの優先
度を変え、下位のタスクの実行を可能にすれば良いが、
この場合、どのような優先度に変更すれば良いかが効率
上、重要な問題となり、システム全体の構成や機能、そ
して、稼働頻度等を総合的に把握していなければ、タス
クの優先度変更処理のプログラム設計が難しいので、シ
ステムに合せた適切な設定がし難い。

（発明が解決しようとする課題） このように、一つのCPUを複数の入出力装置で共用す
る場合、各入出力装置の稼働は各入出力装置単位でCPU
側に持たせてあるタスクにより行うが、タスクには優先
度が設定してあり、CPUはこれらタスクのうち、優先度
の高いものから実行する。

そして従来システムにおける複数の各高速入出力装置
を処理する各タスクの優先度制御はそれらのタスク自身
に委ねられているので、実行したタスク自身に優先度制
御処理機能を持たせていなければ希望するタスク優先度
列が構築されず、従って、優先変更処理をタスクに持た
せていないと特定の入出力装置のみが稼働して他は稼働
されないと云う事態を招きかねず、システムの処理効率
が低下させる。

これを打開するには、実行したタスク対応の入出力装
置の入出力が終了した後の当該タスクの優先度を変え、
下位のタスクの実行を可能にすれば良いが、この場合、
どのような優先度に変更すれば良いかが効率上、重要な
問題となり、システム全体の構成や機能、そして、稼働
頻度等を総合的に把握していなければ、タスクの優先度
変更処理のプログラム設計が難しいので、システムに合
せた適切な設定がし難い。

そこで、この発明の目的とするところは、各入出力装
置が最適に稼働できるようにして、システムの処理能率
を向上させることができるようにしたコンピュータにお
けるタスク優先度制御方式を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成す
る。すなわち、それぞれ複数の入出力装置に対応付けら
れた複数のタスクを、この複数のタスクに設定されたそ
れぞれ異なる優先度に応じた順序で１つのCPUによって
実行するコンピュータシステムにおいて、前記複数のタ
スクのそれぞれに前記優先度をそれぞれ設定しておくた
めの優先度列テーブルと、前記複数の入出力装置のそれ
ぞれに対応付けて、その入出力装置に関する入出力処理
の実行中には当該入出力装置に対応付けられたタスクを
示すタスク番号を、また入出力処理を実施していないと
きにはその旨を示す所定の番号を記憶しておくための機
器使用タスクテーブルと、前記タスクの優先度列につい
て、それぞれ連続する複数の優先度のみが含まれるよう
に少なくとも１つの優先度範囲を設定し、この優先度範
囲の最高優先度および最低優先度に対応付けて、各優先
度範囲に含まれる優先度の数と同数のタスクを設定した
優先度範囲テーブルとを設け、オペレーティングシステ
ムは、前記複数の入出力装置のいずれかに関する入出力
処理を完了したことに応じて、当該入出力処理に用いら
れていたタスクを前記機器使用タスクテーブルを参照し
て判定し、このタスクの優先度を、当該タスクに前記優
先度範囲テーブルにて対応付けられた最高優先度とする
とともに、当該タスクが含まれる優先度範囲中で当該タ
スクよりも高い優先度が対応付けられていたタスクの優
先度を１つずつ下位にシフトして前記優先度列テーブル
の内容を更新登録するようにしたものである。

（作 用） このような手段を講じたことにより、複数の入出力装
置のいずれかに関する入出力処理が完了した場合、当該
入出力処理に用いられていたタスクが機器使用タスクテ
ーブルを参照して判定され、このタスクの優先度が、当
該タスクに前記優先度範囲テーベルにて対応付けられた
最高優先度とされるとともに、当該タスクが含まれる優
先度範囲中で当該タスクよりも高い優先度が対応付けら
れていたタスクの優先度を１つずつ下位にシフトして前
記優先度列テーブルの内容が更新登録される。

従って、入出力処理が完了した入出力装置に関する処
理が優先されるように優先度範囲中で優先度の更新が行
われ、完了した入出力処理に関する応答速度の高速化と
均一化が図られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図であって、１は
CPU、２は専用メモリ、3a〜3nはそれぞれ高速入出力が
可能な入出力装置群であり、これらはCPU1に接続されて
要求によりCPU1側で当該要求の生じた入出力装置3a〜3n
の処理タスクを実行することにより、当該処理タスクの
対応する入出力装置による入出力操作が可能になってい
る。専用メモリ２はこれら各タスクや後述するテーブル
類がおかれており、各タスクは現在の自タスクの優先順
位により高優先のものが実行されるようになっている
他、優先順位はテーブルに従って、順次所定の変更がな
されるようにオペレーティングシステムを構成してあ
る。前記テーブルは以下に示す如きである。

第２図はマルチタスキング機能をサポートしているタ
スクディスパッチャ（CPUの制御プログラム）がタスク
選択の基準に用いるタスク優先度列テーブルT1であり、
CPU1は上から下へ、順に検索するのでこのテーブルT1に
おける上位程、優先度が高くなっている。そして、この
テーブルT1は前記タスクの実行時に書き変えられるよう
になっている。

第３図は高速入出力に対しての入出力処理の開始（St
art）時、その機器を使用中である旨の情報として、そ
の機器に予め設定されたタスク番号が格納される機器使
用タスクテーブルT2であって、上記入出力要求による使
用中である機器のタスク番号が、その機器対応位置に登
録される。

第４図はタスクのそれぞれに対して設定される最高優
先度と最低優先度（以下、ベース優先度と称する）とを
記憶しておくための優先度範囲テーブルT3を示す。

この優先度範囲テーブルT3に記憶される最高優先度お
よびベース優先度は、次のようにして決定される。すな
わち、各タスクに設定する優先度列について、それぞれ
連続する優先度のみが含まれるように優先度範囲を設定
し、この優先度範囲における最高の優先度を最高優先
度、また最低の優先度をベース優先度とする。そして、
各優先度範囲には、その優先度範囲に含まれる優先度の
数と同数のタスクが設定され、これらのタスクのそれぞ
れに対応付けて最高優先度およびベース優先度が優先度
範囲テーブルT3に記憶される。具体的には、優先度
「‘4'」から優先度「‘6'」までを１つの優先度範囲と
するならば、最高優先度は「‘4'」に、またベース優先
度は「‘6'」にそれぞれ設定される。そしてこの優先度
範囲には、優先度として「‘4'」，「‘5'」，「‘6'」
の３つが含まれるので、３つのタスクが対応付けられ、
その３つのタスクのそれぞれに対応付けて、最高優先度
「‘4'」とベース優先度「‘6'」とが記憶される。

なお、各優先度範囲への各タスクの割当ては、各タス
クが対応付けられている入出力装置の重要度に応じて任
意に行われる。このように優先度範囲テーブルT3にはと
り得る最高の優先度の範囲を示すデータと基礎となる優
先度（最低の優先度）を示すデータが各タスク番号毎に
設定され登録されていて、要求により実行されたタスク
はそのタスクの最高優先度になるよう第２図のテーブル
T1の当該順位位置に当該タスクの番号を入れ、当該番号
がおかれていたもとの位置における当該番号を削除して
第２図のテーブルT1内のタスク番号格納領域内のタスク
番号データを詰める。このような機能をオペレーティン
グシステム側に持たせてある。

次にこのような構成の本発明の作用を第５図を参照し
て説明する。本発明では入出力装置に関しての入出力処
理の開始（Start）時、その入出力装置に対応付けられ
たタスクのタスク番号を機器使用タスクテーブルに使用
中タスクとして登録し、その入出力処理の完了通知（Po
st）時、その入出力処理にて使用中のタスクのタスク番
号を求め、そのタスク番号に対応した最高優先度とベー
ス優先度を優先度範囲テーブルより求め、この求めた最
高優先度とベース優先度からそのタスクのカレント優先
度を決定し、タスク優先度列の最高優先度から行うよう
にタスクディスパッチャに指示するようにしたものであ
る。具体的に説明すると、本システムでは入出力装置に
関しての入出力処理の開始（Start）時、機器使用タス
クテーブルT2に、その入出力処理の対象となる入出力装
置に対応付けられたタスクのタスク番号を使用中タスク
として登録する。例えば、［機器１」に関する処理を行
うタスクが“タスク番号4"、「機器２」に関する処理を
行うタスクが“タスク番号5"、「機器３」に関する処理
を行うタスクが“タスク番号6"であったとし、今、「機
器１」に対応付けられたタスクが実行されたとすると、
機器使用タスクテーブルT2の「機器１」対応箇所にはそ
のタスクの番号である“タスク番号4"なるデータが格納
され、「機器３」に対応付けられたタスクが実行された
とすると、機器使用タスクテーブルT2の「機器３」対応
箇所にはそのタスクの番号である“タスク番号6"なるデ
ータが格納され、実行されていない機器の対応箇所には
未実行であることを示すための“FF"なるデータが格納
される。

そして、実行されたタスクが使用している機器より入
出力完了通知（Post）あると、CPU1はその機器に関する
処理を実行するために使用していたタスクのタスク番号
を機器使用テーブルT2から求め、そのタスク番号に対応
した最高優先度とベース優先度を優先度範囲テーブルT3
より求める。

これは例えば、前述のように「タスク番号４」から
「タスク番号６」までのタスクはそれぞれ、「最高優先
度‘4'」で、且つ「ベース優先度‘6'」と設定してある
とすると、「タスク番号４」の「機器１」の最高優先度
は「‘4'」、ベース優先度は「‘6'」であることから、
実行されたタスクが使用している機器が「機器１」であ
ったとすると、CPU1は優先度列テーブルT1における優先
度「‘4'」の位置に「タスク番号４」のデータを置く。
そして、この優先度「‘4'」から「‘6'」までの範囲内
において、「タスク番号４」がこれまで設定されていた
優先度よりも高い優先度に設定されていたタスクがあっ
たならば、それらのタスクの優先度を１つずつ下位にシ
フトするように優先度列テーブルT1を書替える。例え
ば、優先度「‘4'」および「‘5'」の位置に「タスク番
号５」および「タスク番号６」がそれぞれあった場合、
これらのデータをこれらのベース優先度である優先度
「‘6'」の範囲内で１つずつ順位を下げるように優先度
列テーブルT1を書替える。

このようにして、CPU1はベース優先度からそのタスク
のカレント優先度を決定し、優先度列テーブルT1を変更
してからタスク優先度列の最高優先度よりタスクを実行
するように、タスクディスパッチャに指示する。「タス
ク番号４」のタスクが実行を終了すると機器使用テーブ
ルT2における「機器１」の「タスク番号４」が「FF」に
書き変えられる。また、この状態で次に「タスク番号
６」のタスクが実行されたとすると、このタスクが対応
付けられた機器が「機器３」であるので、CPU1は機器使
用タスクテーブルT2の「機器３」対応の項に「タスク番
号６」を記録し、そして、このタスクが使用している機
器より入出力完了通知（Post）あると、CPU1は「機器
３」に対応付けられたタスクのタスク番号を機器使用テ
ーブルT2から求め、その「タスク番号６」に対応した最
高優先度とベース優先度を優先度範囲テーブルT3より求
める。そして、CPU1は優先度列テーブルT1における優先
度「‘4'」の位置に「タスク番号６」のデータを置き、
優先度「‘4'」から「‘5'」の位置にあった「タスク番
号４」から「タスク番号５」までのデータをこれらのベ
ース優先度である優先度「‘6'」の範囲内で一つずつ順
位を下げるように優先度列テーブルT1を書替える。そし
て、優先度列テーブルT1を変更してからタスク優先度列
の最高優先度よりタスクを実行するように、タスクディ
スパッチャに指示する。「タスク番号６」のタスクが実
行を終了すると機器使用テーブルT2における「機器３」
の「タスク番号６」が「FF」に書き変えられる。

このように本実施例によれば、入出力処理が完了した
入出力装置に対応付けられたタスクが、そのタスクが属
する優先度範囲の中での最高優先度となるようにタスク
の優先度がカレントに変化される。従って、完了した入
出力処理に関連した処理が、優先度範囲内においては最
優先になされることになる。この結果、同一の優先度範
囲に属する入出力装置に関する応答速度の高速化および
均一化を図ることができ、システムの処理効率を高くす
ることができる。

尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定
することなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形し
て実施し得ることは勿論であり、例えば、上記実施例で
は入出力装置の入出力が終わると、最高優先度とベース
優先度からその入出力装置を使用しているタスクのカレ
ント優先度を決定し、その後、タスク優先度列の最高優
先度から実行させるべきタスクの実行を始めるようタス
クディスパッチャに指示するようにしたが、タスクディ
スパッチャへの指示は必ずしも行なわなくとも良い。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように本発明によれば、高速入出力を
伴うタスクの優先度がカレントに変化し、他の入出力装
置にも共用のCPUの割当てが行われることによりシステ
ムの処理効率を高くすることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図乃
至第４図はそれぞれ本発明で使用する各種テーブルを示
す図、第５図は本発明の作用を説明するための図であ
る。 １……CPU、２……専用メモリ、3a〜3n……入出力装
置、T1……優先度列テーブル、T2……機器使用タスクテ
ーブル、T3……優先度範囲テーブル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ複数の入出力装置に対応付けられ
   た複数のタスクを、この複数のタスクに設定されたそれ
   ぞれ異なる優先度に応じた順序で１つのCPUによって実
   行するコンピュータシステムにおいて、 前記複数のタスクのそれぞれに前記優先度をそれぞれ設
   定しておくための優先度列テーブルと、 前記複数の入出力装置のそれぞれに対応付けて、その入
   出力装置に関する入出力処理の実行中には当該入出力装
   置に対応付けられたタスクを示すタスク番号を、また入
   出力処理を実施していないときにはその旨を示す所定の
   番号を記憶しておくための機器使用タスクテーブルと、 前記タスクの優先度列について、それぞれ連続する複数
   の優先度のみが含まれるように少なくとも１つの優先度
   範囲を設定し、この優先度範囲の最高優先度および最低
   優先度に対応付けて、各優先度範囲に含まれる優先度の
   数と同数のタスクを設定した優先度範囲テーブルとを設
   け、 オペレーティングシステムは、前記複数の入出力装置の
   いずれかに関する入出力処理を完了したことに応じて、
   当該入出力処理に用いられていたタスクを前記機器使用
   タスクテーブルを参照して判定し、このタスクの優先度
   を、当該タスクに前記優先度範囲テーブルにて対応付け
   られた最高優先度とするとともに、当該タスクが含まれ
   る優先度範囲中で当該タスクよりも高い優先度が対応付
   けられていたタスクの優先度を１つずつ下位にシフトし
   て前記優先度列テーブルの内容を更新登録するようにし
   たことを特徴とするコンピュータのタスク優先度制御方
   式。