JPH01246657A

JPH01246657A - 並列処理システム

Info

Publication number: JPH01246657A
Application number: JP7308988A
Authority: JP
Inventors: Junichi Fujita; 純一藤田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-10-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、複数のプロセッサから構成される並列処理シ
ステムに係わり、特に各プロセッサの負荷が分散される
ようにオブジェクト（実行単位）の割付けを行う手段を
備えた並列処理システムに間する。

（従来の技術）近年、複数のプロセッサを結合ネットワークを介して結
合し、各プロセッサが複数のオブジェクトを並列に実行
する並列処理システムの開発が進められている。この並
列処理システムでは、各プロセッサの負荷が均等になる
ようにオブジェクトを割付けることが、処理速度の向上
を図る上で重要となる。

従来は並列処理システムの各プロセッサの負荷状況を事
前に計算によって求め、各プロセッサへのオブジェクト
の一割付けはこの計算値に基づいて行うようにしていた
。

しかし、並列処理システムの場合、システムの規模が大
きくなると、負荷状況を計算によって予測することとが
事実上困難になり各プロセッサの負荷が均等になるよう
なオブジェクトの割付けを静的に行うことは不可能であ
った。

また、動的にオブジェクトが生成される場合、上記のよ
うに静的な割付けでは、並列処理システム全体の負荷分
散は考慮されずに任意のプロセッサに割り付けられてし
まうという問題があった。

（発明が解決しようとする課題）このように従来の並列処理システムでは、各プロセッサ
の負荷が均等になるようにオブジェクトを割付けること
ができず、処理速度を十分に向上させることができなか
った。

本発明はこのような欠点を解消し、並列処理システムの
各プロセッサの負荷が均等になるように、オブジェクト
をプロセッサに動的に割付けることができ、もって処理
速度の向上を図ることが可能な並列処理システムを提供
することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、複数のプロセッサが割付けられたオブジェク
トを並列に処理する並列処理システムにおいて、前記各
プロセッサの所定時間内における遊休時間若しくは実行
時間をカウントし、そのカウント値を上記所定時間毎に
通知する手段と、この手段によって通知された上記各カ
ウント値に基づいて前記各プロセッサの負荷状況情報を
求め、新たに生成されたオブジェクトを前記負荷状況情
報から把握できる最小負荷のプロセッサに割付ける手段
とを具備したことを特徴としている。

（作用）本発明によれば、各プロセッサの所定時間内における遊
休時間若しくは実行時間をカウントし、そのカウント値
を通知する手段を備えているので、各プロセッサの負荷
状況を常時監視することができる。そして、本発明では
、各プロセッサについてのカウント値に基づいて各プロ
セッサの負荷状況情報を求め、新たに生成されたオブジ
ェクトを上記負荷状況情報から把握できる最小負荷のプ
ロセッサに割付けるようにしているので、常に各プロセ
ッサの負荷が均等になるようにオブジェクトの割付けを
行うことができる。このため、各プロセッサを効率良く
稼動させてシステム全体の処理速度を大幅に高めること
ができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の並列処理システムの構成図
である。複数のプロセッサー、１２゜・・・、１ｎはプ
ロセッサ間結合ネットワーク２を介して互いに接続され
るとともに、負荷分散処理装置３にそれぞれ接続されて
いる。各プロセッサ１．１□、・・・１ｏは、複数のオ
ブジェクトを実行し、各オブジェクトを各プロセッサ間
でメツセージ通信することによって、処理を進める。負
荷分散処理装置３は、並列処理システムの各プロセッサ
１１〜１□の負荷が均等になるように各プロセッサ１１
〜１ｎにオブジェクトを割り付ける。

第２図はこの並列処理システムを構成する各プロセッサ
１１の構成図である。

即ち、プロセッサーｌは、他のプロセッサからのメツセ
ージを送受信するＰＥ間間通郡部１１、上記メツセージ
により起動される複数のオブジェクトを実行／制御する
処理装置１２と、この処理装置１２の遊休時間く以下ｒ
ＩＤＬＥ時間」と呼ぶ）をカウントするＩＰＬＥカウン
タ２１と、このＩＤＬＥカウンタ２１のカウント動作を
制御するカウント制御部２２と、所定時間毎にカウント
制御部２２に割込むための周期タイマー２３と、負荷分
散処理装置との間の通信を行う負荷分散通信部２４とに
より構成されている。

又、負荷分散処理装置３は、第３図にその構成を示すよ
うに、プロセッサに対するメツセージ通信を行う通信部
３１と、負荷分散処理装置３の全体の制御を行う負荷分
散制御部３２と、各プロセッサの負荷状況を記録するプ
ロセッサ負荷記憶部３３と、各プロセッサから送信され
るオブジェクト・コードを一時記憶するオブジェクト記
憶部４と、所定時間毎に負荷分散制御部３２に割込むた
めの周期タイマー３５とにより構成されている。

次に上記のように構成された並列処理システムの動作に
ついて説明する。

まず、第４図のプロセッサの実行例に基づいて、プロセ
ッサの動作を説明する。

処理装置１１は、ＰＥ間間通郡部１１介してメツセージ
を受取ると、対応するオブジェクトを起動する。オブジ
ェクトは、一つの実行単位でメツセージを受信すること
により起動され、そのメツセージに対する処理を行うと
終了する。オブジェクトの終了によって処理装置１１が
メツセージの受信待ち状態となるためのｒｅｃｅｉｖｅ
命令を実行すると（４ａ）、プロセッサ１１はＩＤＬＥ
（遊体状態）になるので、負荷カウント部１３のカウン
ト制御部２２はＩＤＬＥカウンタ２１のカウントを開始
させる（４ｂ）、ＰＥ間間通郡部１１他のプロセッサよ
りメツセージを受信すると（４Ｃ）、その受信メツセー
ジを処理装置１２に送るとともに、カウント制御部２２
にその旨を通知する。これにより、カウント制御部２２
はＩＤＬＥカウンタのカウントを停止させる（４ｅ）、
この結果、ＩＤＬＥカウンタ２１の値は５０で停止する
。処理装置１２はその受信メツセージを処理するオブジ
ェクトを実行する。

処理装置１２はオブジェクトの実行が終了すると再びｒ
ｅｃｅ　ｉｖｅ命令を実行する（４ｆ）、負荷カウント
部１３のカウント制御部２２はＩＤＬＥカウンタ２１の
カウントを再開させる。そして再び他のプロセッサより
メツセージを受信すると（４ｈ）、処理装置１２による
オブジェクトの実行が再開され（４ｖ）、カウント制御
部２２はＩＤＬＥカウンタ２１のカウントを停止させる
（４Ｊ）、この結果、ＩＤＬＥカウンタこの結果、ＩＤ
ＬＥカウンタ２１の値は１５０で停止する。

周期タイマー２３は設定された間隔（第４図の例ではＩ
ＤＬＥカウンタの基準クロック数で６００）毎にカウン
ト制御部２２に割り込む（４ｋ）、カウント制御部２２
は、周期タイマー２３より割込まれると、ＩＤＬＥカウ
ンタ２１の値（１５０）を負荷分散通信部２４を介して
負荷分散処理装置３に送信し、かつ、ＩＤＬＥカウンタ
２１の値をクリアーする（４Ｊ）、これによってＩＤＬ
Ｅカウンタ２１の値は０になる。

また、処理装置１１で新しいオブジェクトが動的に生成
される場合、処理装置１１はその生成されるオブジェク
トのコードを負荷分散通信部２４を介して、負荷分散処
理装置３に送信し、オブジェクトのプロセッサへの割付
けを依頼する。

次に、第５図のフローチャート及び第６図め実行例に基
づいて負荷分散処理装置３の動作を説明する６通信部３
１がプロセッサ１１よりメツセージを受信すると（５ａ
）、負荷分散制御部３２は、メツセージを解釈する。も
し、ＩＤＬＥ時間の通知であれば（５ｂ）、そのＩＤＬ
Ｅ時間より負荷率を次のように計算する（５ｄ）　。

付加率＝１００−　（ＩＤＬＥ時間／周期タイマーの周
期時間＊１００）そして、計算した負荷率及び負荷率の平均をプロセッサ
負荷記憶部３３に記録する（５ｅ）、例えば、プロセッ
サ負荷記憶部３３が第６図の６ｇの状態で、プロセッサ
＃３よりＩＤＬＥ時間（１５０）の通知がメツセージで
送信されたとすると（６ａ）、負荷分散制御部３２は、
次のように負荷率及び負荷平均計算する。

負荷率＝１００−　（１５０／６００　＊　１００　）
　＝７５負荷平均＝　（７０＋７５）　／２＝７３求め
られた負荷率及び負荷平均はプロセッサ負荷記憶部３３
のプロセッサ＃３の項目に記録される（６ｂ）、この結
果、プロセッサ負荷記憶部３３は６ｈの状態になる。

また、プロセッサより新しく生成したオブジェクトの割
付は依頼メツセージを受信したならば（５ｃ）、そのメ
ツセージ内に格納されているオブジェクト・コードを一
時的にオブジェクト記憶部３４に格納する０次に、負荷
分散制御部３２はプロセッサ負荷記憶部３３を検索し、
負荷平均及び最新負荷よりなる負荷状況情報から最も負
荷の軽いプロセッサを把握しく５ｇｋそのプロセッサに
対してオブジェクト記憶部３４に格納されているオブジ
ェクト・コードを送信し、ロード／実行させる（５ｈ）
。

例えば、プロセッサ負荷記憶部３３が第６図の６ｈの状
態で、プロセッサ＃０より新しく生成したオブジェクト
の割付は依頼メツセージを受信したならば（６ｃ）、負
荷分散制御部３２はプロセッサ負荷記憶部３３を検索し
、最も負荷の軽いプロセッサ＃１（負荷平均３０）に対
し、オブジェクト記憶部３４に格納されたオブジェクト
・コードを送信し、ロード／実行させる（６ｄ）。

また、周期タイマー３５から負荷分散制御部３２に割込
みがかかると（５ｃ）、負荷分散制御部３２はプロセッ
サ負荷記憶部３３を検索し、最も負荷の重いプロセッサ
と最も負荷の軽いプロセッサとを調べ（５Ｊ）、その負
荷の差がある程度以上あれば、最も負荷の重いプロセッ
サに対し、そのプロセッサが実行しているオブジェクト
のうちの一つを解放し、そのオブジェクト・コードを負
荷分散処理装置３に送信するように命令するとともに、
そのオブジェクト・コードを消去する。

そのオブジェクト・コードを通信部３１が受信すると、
負荷分散制御部３２は受信したオブジェクト・コードを
最も負荷の軽いプロセッサに送信し、ロード／実行させ
る。

例えば、周期タイマーは前述した基準クロックで６００
００毎に負荷分散処理装置３２に割込む（６ｅ）。

割込まれた負荷分散制御部３２はプロセッサ負荷記憶部
３３（６ｉの状Ｂ）を検索し、最も負荷の重いプロセッ
サ＃０（負荷平均：　１００）及び最も負荷の軽いプロ
セッサ＃２（負荷平均＝２０）を調べる。負荷分散制御
部３２はプロセッサ＃０に対し、実行しているオブジェ
クトのうちの一つを解放し、そのオブジェクト・コード
を負荷分散処理装置３に送信するように命令する。その
オブジェクト・コードを通信部３１が受信すると、負荷
分散制御部３２は受信したコードをプロセッサ＃２に送
信し、ロード／実行させる。

このように、本システムによれば、並列処理システムを
構成する複数のプロセッサの負荷が均等になるように、
動的に調整することにより、並列処理システム全体の処
理速度を向上させることができる。

なお、上記実施例では、各プロセッサのｌｏＬＥ時間を
カウントしたが、各プロセッサの実行時間をカウントす
ることによっても負荷状況を把握することは可能である
。又、負荷状況情報は、負荷率、負荷平均のみならず、
カウント値そのものであっても良い。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば並列処理システムを
構成する各プロセッサの負荷状況を監視し、動的に生成
されるオブジェクトを負荷の軽いプロセッサに割付ける
ことにより、各プロセッサの負荷を常に均等にすること
ができ、並列処理システム全体の処理速度が向上する。

また、各プロセッサの負荷を逐次デイスプレィ等に表示
すれば、並列処理システムの性能評価等に用いることも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る並列処理システムの全
体構成図、第２図は同システムを構成するプロセッサの
構成図、第３図は同システムにおける負荷分散処理装置
の構成図、第４図は同プロセッサの実行例を示す図、第
５図は同負荷分散処理装置の機能を説明するための流れ
図、第６図は同負荷分散処理装置の実行例を示す図であ
る。１１〜１ｏ・・・プロセッサ、２・・・プロセッサ間結
合ネットワーク、３・・・負荷分散処理装置、１１・・
・ＰＥ間間通郡部１２・・・処理装置、１３・・・負荷
カウント部、２１・・・ＩＤＬＥカウンタ、２２・・・
カウント制御部、２３・・・周期タイマー、２４・・・
負荷分散通信部、３１・・・通信部、３２・・・負荷分
散制御部、３２・・・プロセッサ負荷記憶部、３４・・
・オブジェクト記憶部、３４・・・周期タイマー。

Claims

【特許請求の範囲】　複数のプロセッサを結合して構成され、各プロセッサ
に割付けられたオブジェクトを並列に処理する並列処理
システムにおいて、前記各プロセッサの所定時間内における遊休時間若しく
は実行時間をカウントし、そのカウント値を上記所定時
間毎に通知する手段と、この手段によって通知された上
記各カウント値に基づいて前記各プロセッサの負荷状況
情報を求め、新たに生成されたオブジェクトを前記負荷
状況情報から把握できる最小負荷のプロセッサに割付け
る手段とを具備したことを特徴とする並列処理システム
。