JPH02122365A - プロセッサ割当て方式 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数のプロセッサと複数の共有資源を有し、
複数のプロセッサが共有資源へアクセスし、プログラム
を実行するマルチプロセッサシステムにおけるプロセッ
サ割り当て方式に関し、特に、資源が競合する処理の命
令実行を制御するのに好適なプロセッサ割当て方式に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、複数のプロセッサと複数の共有資源を有し、複数
のプロセッサが共有資源へアクセスし、プログラムを実
行するマルチプロセッサシステムの例としては、例えば
、日経エレクトロニクスブックス「汎用大型コンピュー
タ」２日経マグロウヒル社、１９８２年５月３１日発行
、第１６３頁〜第１７９頁に記載の「密結合マルチプロ
セッサの実現手法」、または、特開昭６２−７５７３９
号公報に記載の「タスク割当て方法」等で論じられてい
るマルチプロセッサシステムの例がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のマルチプロセッサシステムの構成例に
おいては、複数のプロセッサが同一資源を同一種類のプ
ログラムで競合して使用するために、発生する逐次処理
の点について配慮がされておらず、性能劣化の問題点が
あった。

すなわち、マルチプロセッサシステムの各プロセッサに
おいて、命令実行を制御するシステムプログラムおよび
アプリケーションプログラムは各種資源へアクセスして
処理を行う。そのため、複数プロセッサが制御ブロック
を同時に更新したり、同時に実行されては困るプログラ
ムの命令実行を禁止するために逐次化などを行い、命令
実行の処理を進める。逐次化した場合、先行処理によっ
て待たされる間の各プロセッサはループないしウェイト
しており、その間のプロセッサ能力は浪費される。

また、バッファメモリ（キャッシュメモリ）方式によっ
て、各プロセッサ対応の主記憶装置のアクセス競合を避
ける制御が行われる。この場合の制御方式によっても、
他プロセツサからのメモリ更新により、バッファメモリ
の内容が無意味なものとなるので、それを無効化するた
めのハード処理によってハード性能も劣化する。

これに対しては、例えば、タスクとプロセッサを結び付
けて、１つのタスクの命令を実行するプロセッサを決め
ておき、資源競合を抑える方法が。

特開昭６２−７５７３９号公報において論じられている
。しかし、この方法は、複数のタスクが同一＊源を競合
して使用する場合の解決になっておらず、とりわけオペ
レーティングシステムおよびＤ　Ｂ　／　Ｄ　Ｃ（Ｄａ
ｔａ　Ｂａ５ｅ　／　Ｄａｔａ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎ）プログラムの制御テーブル更新の逐次処理によ
る性能劣化は避けられなかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされものであ
る。

本発明の目的は、マルチプロセッサシステムにおいて、
各プロセッサが使用する資源が競合する場合の処理の命
令実行を適切に制御して、処理するプロセッサ割当て方
式を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、複数のプ
ロセッサと複数の共有資源を有し、複数のプロセッサが
共有資源へアクセスし、プログラムを実行するマルチプ
ロセッサシステムにおいて、プログラムグループ管理テ
ーブルを備え、複数のプロセッサで動作するプログラム
をグループ番号を付加して管理し、同じグループのプロ
グラムのプロセスには同時に別のプロセッサを割当てず
に、命令実行を制御することを特徴とする。

〔作用〕

前記手段によれば、プログラムのプロセスをグループと
して管理するため、プログラムグループ管理テーブルが
備えられる。このプログラムグループ管理テーブルによ
り、複数のプロセッサで動作するプログラムをグループ
番号を付加して管理し、資源を使用するプログラムを資
源使用状況に応じてグループ番号により、同一グループ
のプログラム単位に、同時に別のプロセッサを割当てな
いようにして命令実行を制御する。すなわち、命令実行
によって他のグループのプログラムに制御を渡す際には
、必ずプロセッサ割当てのチエツクを行い、同じグルー
プのプログラムのプロセスには同時に別のプロセッサを
割当てずに、同一グループのプログラムの命令実行中に
は別の処理を実行させるか、プロセッサによる命令実行
を待たせるように動作する。このため、複数のプロセッ
サによる処理において、資源を競合して使用するプログ
ラムがなくなるので、逐次処理゛によるプロセッサ能力
の浪費がなくなると共に、プロセッサで実行されるプロ
グラムで使用する主記憶装置がプログラム対応に限定さ
れることになる。このため、プロセッサ間で共有する主
記憶量が減少し、バッファメモリの無効化処理が減少さ
れる。これにより、システムの処理性能が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する
。

なお、実施例を説明するための全図において、同一要素
のものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。

第１図は、本発明の一実施例にかかるマルチプロセッサ
システムの構成を示すブロック図である。

このマルチプロセッサシステムは１例えば、端末からの
受信メツセージを基にデータベースを参照。

更新して、受信メツセージが入力された端末へ応答メツ
セージを送信するためのオンラインデータベースシステ
ムとして用いられるシステムである。

第１図のマルチプロセッサシステムは、主記憶装置１１
、主記憶制御装置１２、端末や補助記憶装置とのデータ
送受を制御する入出力処理装置１３ａ〜１３ｄ、命令を
実行するプロセッサ１５８〜１５ｄ、プロセッサで実行
する命令の高速化のために主記憶装置の一部を持ってい
るバッファメモリ１４ａ〜１４ｄよりなる。

４台の密結合プロセッサ１５ａ〜１５ｄで実行する命令
実行するプログラムは、例えば、７つのプログラムグル
ープｌｌａ〜ｌ１ｇに分けられる。プロセッサ割当てプ
ログラムｌｌａは、各々のプロセッサ１５８〜１５ｄに
対して、どのプログラムグループに割当てるかを処理す
る。Ｉ１０プログラムｌｌｂは、入出力処理装置１３ａ
〜１３ｄからの１７０割込みを処理する。データ管理プ
ログラムｔｉｃは、入出力処理装置１３ａ〜１３ｄを介
して接続されている補助記憶装置へのアクセス処理する
。通信管理プログラムｌｉｄは入出力処理装置１３ａ〜
１３ｄを介して接続されている回線、端末へのアクセス
を処理する。

ＤＢプログラムｌｉｅはデータベースの処理を行う。

ＤＣプログラムｉｆｆはデータコミュニケーションの処
理を行う。アプリケーションプログラムｌ１ｇはＤＣプ
ログラムｌｌｌ上ら起動され、ＤＢプログラムｌｉｅお
よびＤＣプログラムｌｌｌ上対して各種要求を行い、オ
ンラインのトランザクション処理を行う。

第２図は、オンラインデータベースシステムにおけるト
ランザクション処理の流れを説明するシーケンス図であ
る。第２図を参照して説明する。

端末からのデータ入力により、１７０割込みが発生する
と、プロセッサ割当てプログラムｌｌａが空き状態のプ
ロセッサを割り当て、工／○プログラムｆｉｂをディス
パッチ（制御権委譲）する。Ｉ１０プログラムｌｌｂは
、端末から入力によるＩ１０割込みであることを解析し
て、通信管理プログラムｌｉｄに制御を渡すために、プ
ロセッサ割当てプログラムｌｌａにディスパッチ要求す
る。プロセッサ割当てプログラムｌｌａはプロセッサを
通信管理プログラムｌｉｄにディスパッチする。通信管
理プログラムｌｉｄは工／○プログラムｌｌｂからの事
象報告と入力データによってデータを渡すべきＤＣプロ
グラムｉｆｆを決定して、プロセッサ割当てプログラム
ｌｌａにＤＣプログラムｉｆｆへのプロセッサ割当てを
要求する。ＤＣプログラムｉｆｆに対して、プロセッサ
割当てプログラムｌｌａはプロセッサをディスパッチす
る。ＤＣプログラムｉｆｆは通信管理プログラム１１ｄ
からの入力データに従って、端末からのデータ受信処理
２１を実行して、入力データの編集を行い、入力データ
の編集処理に続いて、次に制御を渡すアプリケーション
プログラムｆｉｇの決定を行い、プロセッサ割当てプロ
グラムｌｌａに該当アプリケーションプログラムｆｉｇ
へのプロセッサのディスパッチ割当て要求を行う。

プロセッサ割当てプログラムｌｌａがアプリケーション
プログラムｌ１ｇにプロセッサをディスパッチすると、
アプリケーションプログラムｌ１ｇはＤＣプログラムｉ
ｆｆによって編集された端末人力メツセージをもとに参
照すべきデータベースを決定して、ＤＢプログラムｌｉ
ｅに制御を渡すために、プロセッサ割当てプログラムｌ
ｌａにプロセッサのディスパッチ要求を行う。プロセッ
サ割当てプログラムｌｌａによってディスパッチされた
ＤＢプログラムｌｉｅは、データベース参照処理２２．
２３の処理およびデータベース更新受付は処理２４をデ
ータ管理プログラムｌｌｃ、Ｉ１０プログラムｆｌｂと
分担して行う。また、アプリケーションプログラムｆｉ
ｇからの要求により、ＤＣプログラムｌｌｌ上、端末へ
の送信受付は処理２５．トランザクション終了処理２６
を行う。次に、ＤＢプログラムｌｉｅに制御が移り、デ
ータベース更新ジャーナル取得２７が行われる。また、
再び、ＤＣプログラムｌｌｌ上制御が移って、ＤＣプロ
グラムｌｌｌ上のジャーナル−括取得処理２８と、端末
へデータ送信処理２９が、プロセッサ割当てプログラム
ｌｌａによりプロセッサをディスパッチして行われる。

このようにして、一連の処理が行われるため、同時に複
数のトランザクションが存在する場合プログラムグルー
プ毎に複数のプロセッサを割当てないようにプロセッサ
割当てプログラムｌｌａがプロセッサの割当てを行う。

第３図は、プロセッサ割当てプログラムにおける制御テ
ーブル構成の一例を示す図である。第３図において、シ
ステム管理テーブル３１はマルチプロセッサシステム全
体を管理するテーブルであり、各テーブルへのポインタ
を持っている。また、プロセッサが処理すべき事象（プ
ロセスと以下称する）がない場合の表示のためにプロセ
ス待ちプロセッサ管理テーブル３４へのチエインおよび
逐次処理のためのロックバイトを持っている。ジョブ管
理テーブル３２はジョブ対応にエントリを有しており、
ジョブ内に存在するタスクなどのプロセスを管理するプ
ロセス管理テーブル３３へのポインタを持っている。プ
ロセス管理テーブル３３はプロセス対応にエントリが設
けられており、実行中のプログラムグループ番号をプロ
セス管理情報の一部として持っている。プログラムグル
ープに属さないプログラムのプロセスおよび休止中のプ
ロセスに対しては、プログラムグループ番号を「Ｏ」と
した情報が格納される。プロセッサ管理テーブル３４は
プロセッサ単位に設けられて、各プロセッサの状態とし
て実行中プロセスを示すため、実行中プロセス管理テー
ブルのエントリアドレス、実行中プログラムグループ番
号の情報を記録している。

また、プログラムグループのうちプロセッサ使用期間の
長いものに対しては、特定のプロセッサを専用的に割当
てるために固定割当てプログラムグループ番号の情報を
記録するエリアが設けられている。プログラムグループ
管理テーブル３５はプログラムグループ毎のエントリに
加えて、グループ管理外エントリを１エントリ持つ。グ
ループ管理外エントリとは、密結合マルチプロセッサシ
ステムの各プロセッサのバッファメモリ内の情報の無効
化や逐次処理による性能劣化の恐れのないプログラムの
管理用、例えば、バッチプログラムの管理用である。プ
ログラムグループ管理テーブル３５には実行中プロセス
のプロセス管理テーブル３３のエントリアドレス３５ａ
と、プロセッサ割当て時にプライオリティ管理を行い、
プライオリティの高いプログラムグループにプロセッサ
を割当てるためのプライオリティ３５ｂと、同一プログ
ラムグループのプログラムに異なるプロセッサを割当て
ないため、または、プロセッサ空きなしのために待ち状
態となっているプロセスの管理のため、プロセッサ待ち
のプロセス管理テーブルエントリの先頭または最終アド
レス３５ｃとを有する。このプロセッサ待ちのプロセス
管理テーブルエントリに対しては同じグループの待ちプ
ロセスがある場合に、エントリのチエインアドレス３５
ｄを持っている。

第４図は、あるプロセスに対してプロセッサを割当てる
処理の一例を説明するフローチャートである。このフロ
ーチャートの処理は、プロセッサ割当てプログラムｌｌ
ａにおいて処理される。第４図を参照して説明する。プ
ロセッサ割当て要求を受けると、まず、ステップ４１に
おいて、システム管理テーブルの更新を行うためにシス
テム管理テーブルのロックを行うゆ次に、ステップ４２
において、新プログラムグループのエントリをサーチし
、ディスパッチ要求されているプログラムグループ番号
の指定によって、第３図におけるプログラムグループ管
理テーブル３５のエントリ中の要求プログラムグループ
を求める。

次に、ステップ４３において、他プログラムグループの
プライオリティが高く、シかも待ち状態となっているか
否かを判定する。プロセッサ割当てのプライオリティ管
理のために、他のプログラムグループ（旧プログラムグ
ループを含む）に新プログラムグループよりプライオリ
ティが高く。

プロセッサ待ちのものがない場合、ステップ４４に進み
、ステップ４４からのプロセッサ割当ての処理を行う。

また、そうでない場合、他のプログラムグループに制御
を渡すため、ステップ５０からの処理を行う。ステップ
５０においては、プロセッサ待ちプロセスの最終に実行
中プロセスをチエインして、ステップ５１において、プ
ロセッサ管理テーブルの実行中プロセスアドレスを変更
中などの関連テーブル更新を行い、ステップ４８のシス
テム管理テーブルのアンロックの処理を行い、次に、ス
テップ４９での該当プロセスのディスパッチを行う。

プロセッサ割当ての処理を行うステップ４４の処理にお
いては、新しいプログラムグループに実行中プロセスが
あるか否かのチエツクを行う。実行中プロセスのない場
合はディスパッチ可能であるので、ステップ４５におい
て、プロセス管理テーブルのプログラムグループ番号を
新番号に変更する。次にステップ４６において、旧プロ
グラムグループの実行中プロセスアドレスを「０」にす
ると共に、新プログラムグループ実行中プロセスアドレ
スをセットする。次に、ステップ４７で、プロセッサ管
理テーブルのプログラムグループ番号を変更して、ステ
ップ４８において、システム管理テーブルのアンロック
した後、ステップ４９の処理で、当該プロセスにプロセ
ッサをディスパッチする。

一方、ステップ４４において、新しいプログラムグルー
プに実行中プロセスがある場合には、ステップ５２に進
む。ステップ５２では、プロセス管理テーブルのプログ
ラム管理テーブルのプログラムループ番号を変更して、
ステップ５３で、プログラムグループ管理テーブルにお
けるプロセッサ待ちプロセスアドレスの最後に当該プロ
セスをチエインしておく。次に、ステップ５４で、空い
たプロセッサを、まず、他のプロセスに割当てるため、
プロセッサ待ちプロセスをプログラムグループ管理テー
ブルからサーチする。次に、ステップ５５において、プ
ロセッサ待ちプロセスの存在のチエツクを行い、プロセ
ッサ待ちプロセスがあれば、ステップ５８で、プロセッ
サ管理テーブルの実行中プロセスアドレスなど関連テー
ブルの更新を行い１次にステップ４８に戻り、システム
管理テーブルのアンロックを行い、ステップ４９におい
て、該当プロセスのディスパッチを行う。

また、ステップ５５のプロセッサ待ちプロセスの存在の
チエツクにおいて、ディスパッチできるプロセスのない
場合は、次のステップ５６において、システム管理テー
ブルのプロセス待ちプロセッサアドレスにプロセッサ管
理テーブルのチエインを行い、更に、プロセッサ管理テ
ーブルの更新を行う。そして、次のステップ５７におい
て、システム管理テーブルのアンロックを行って、処理
を終了する。

また、このディスパッチ要求に対するディスパッチを機
会に、他のプロセスにプロセッサを割当てる場合には、
例えば、ステップ５０に進み、プロセッサ待ちプロセス
の最終に実行中プロセスをチエインして、ステップ５１
において、プロセッサ管理テーブルの実行中プロセスア
ドレスを変更中などの関連テーブル更新を行い、ステッ
プ４８のシステム管理テーブルのアンロックの処理を行
い、次に、ステップ４９での該当プロセスのディスパッ
チを行う。

このようにして、プロセスに対するディスパッチ要求に
対する処理を行う。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、同一の資源を
使用するプログラムが同時に複数のプロセッサで動作す
ることがないように制御できるので、逐次処理によるプ
ロセッサ能力の浪費とバッファメモリ上の内容の無効化
によるハード性能の劣化が防止でき、システムのスルー
プットおよび応答性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかるマルチプロセッサ
システムの構成を示すブロック図、第２図は、オンライ
ンデータベースシステムにおけるトランザクション処理
の流れを説明するシーケンス図。 第３図は、プロセッサ割当てプログラムにおける制御テ
ーブル構成の一例を示す図、 第４図は、あるプロセスに対してプロセッサを割当てる
処理の一例を説明するフローチャートである。 図中、１１・・・主記憶装置、１２・・・主記憶制御装
置、１３ａ〜１３ｄ・・・入出力処理装置、１４ａ〜１
４ｄ・・・バッファメモリ、１５ａ〜１５ｄ・・・プロ
セッサ、ｌｌａ・・プロセッサ割当てプログラム、ｆｌ
ｂ・・・Ｉ１０プログラム、１１ｃ・・・データ管理プ
ログラム、ｌｉｄ・・・通信管理プログラム、ｌｉｅ・
・ＤＢプログラム、１ｌｆＤＣプログラム、ｆｉｇ・・
・アプリケーションプログラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数のプロセッサと複数の共有資源を有し、複数の
   プロセッサが共有資源へアクセスし、プログラムを実行
   するマルチプロセッサシステムにおいて、プログラムグ
   ループ管理テーブルを備え、複数のプロセッサで動作す
   るプログラムをグループ番号を付加して管理し、同じグ
   ループのプログラムのプロセスには同時に別のプロセッ
   サを割当てずに、命令実行を制御することを特徴とする
   プロセッサ割当て方式。