JPH02238554A

JPH02238554A - 並列共有資源管理方式

Info

Publication number: JPH02238554A
Application number: JP5796789A
Authority: JP
Inventors: Haruo Yokota; 治夫横田; Akira Yasusato; 安里　彰; Hajime Kitagami; 北上　始
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-09-20

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】（概要）複数の要求元から複数の同種の資源を並列に利用させる
並列共有資源管理方式に関し、複数の同種の資源を複数
のキューを関連させて有効に利用できるようにすること
を目的とし、複数の要求元から出された各要求を保持す
る、複数の割り当て用待ち行列手段と、前記要求元から
の要求を前記割り当て用待ち行列手段に割り振る要求割
り振り手段と、該要求の割り振られた割り当て用待ち行
列手段から要求を取り出して複数ある同質の資源の中か
ら利用できるものの何れか１つに利用させる資源割り当
て手段を備えて構成する。

〔　産業上の利用分野　〕

本発明は、複数の要求元から複数の同種の資源を並列に
利用させる並列共有資源管理方式に関する。

〔　従来の技術　〕

従来の並列計算機では、複数の要求元から複数の同種の
資源を並列に利用する状況が生じることが起こる。例え
ば、第７図に示すように、同種の資源を並列に利用する
ことを要求する要求元となる複数の処理手段（以下、要
求元と略す）１，２，３，４．５が、同種のプロセッサ
あるいはメモリ等からなる複数の資源６，７．８を利用
し、この同種の資源６，７．８を利用するために一つの
待ち行列（以下、キューと略称する）９が形成されるも
のとすると、各要求元１，２，３，４，あるいは５の資
源利用要求は、要求を出された順にキュー９にためてお
かれ、キュー９の先頭から要求を取り出しては必要な資
源６，７，または８に割当てる。

また、第８図に示すように、資源６にはキュー１１を形
成させ、資源７にはキュー１２を形成させ、資源８には
キュー１３を形成させて独立に管理すると、各要求元１
，２，３，４，あるいは５の資源利用要求は、利用すべ
き資源６，７，または８に用意されたキュー１１，１２
，または１３にためておかれ、それぞれのギュー１１，
１２，または１３の先頭から要求を取り出しては、その
要求を対応する資源６，７，または８に出して、その資
源６，７，または８を利用させる。

〔　発明が解決しようとする課題　〕

上記従来の並列計算機では、第７図に示すような同種の
資源６，７．８を一律に１つのキュー９で管理するもの
は、キュー９の部分が隘路となり、そこで処理が逐次化
され、並列に利用可能な資源が有効に利用できないとい
う問題点かあった。一方、第８図に示すような各資源６
，７，８にそれぞれキュー１１，１２．１３を用意して
独立に管理するものでは、場合によっては忙しい資源と
暇な資源の差が大きくなって、資源の有効利用ができな
いという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、そ
の解決を目的として設定される技術的課題は、複数の同
種の資源を複数のキューを関連させて有効に利用できる
ようにした、並列共有資源管理方式を提供することにあ
る。

〔　課題を解決するための手段　〕

本発明は、上記課題を解決するための具体的な手段とし
て、第１図に示すように、並列共有資源管理方式を構成
するにあたり、複数の要求元ｌａ，ｌｂ、…、，Ｌｍか
ら出された各要求を保持する複数の割り当て用待ち行列
手段１１０ａ，１１０ｂ、…、，１１０ｎと、前記要求
元１ａ，ｌｂ、…、，Ｉｎからの要求を前記割り当て用
待ち行列手段１　１０ａ，１　１０ｂ，−・・または１
１０ｍへ割り振る要求割り振り千段１２０と、該要求の
割り振られた割り当て用待ち行列手段１１０ａ，ｉｉｏ
ｂ、…、または１１０ｍから要求を取り出して複数ある
同質の資源６ａ，６ｂ、…、，６文の中から利用できる
ものの何れか１つに利用させる資源割り当て手段１３０
を備えたものである。

（作用）本発明は上記構成により、複数の要求元１ａ，ｌｂ、…
、，１ｎからの要求を利用できる割り当て用待ち行列手
段１　１０ａ，１　１０ｂ、…、，または１１０ｍに、
要求割り振り手段１２０によって割り当てる。そしてそ
の要求を、資源割り当て手段１３０を介して特定の資源
６ａ，６ｂ、…、，または６文に各要求が集中すること
のないように分散化して、複数ある同質の各資源６ａ，
６ｂ、…、，６文の中の１つに利用させ、各割り当て用
待ち行列手段１　１０ａ，１　１０ｂ，　・・・，１　
１０ｍに割り振られた各要求に従って、各資源６ａ，６
ｂ、…、，６父を効率良く運用させる。

（　実施例　）以下、本発明の実施例として、要求の割り振りおよび資
源の割り当て等をプログラム化した場合について図示説
明する。

第１実施例としては、第２図に示すように、並列共有資
源管理装置１００には、割り当て用待ち？列手段（以下
キューという）１１０Ｘ　（ｘ＝ａ、…、，ｍ）と、要
求割り振り手段１２０と、資源割り当て手段１３０とを
備える。要求割り振り千段１２０には、キ．：Ｌ−１　
１０Ｘ　（ｘ＝ａ，　・”ｍ）を選択するだめの、要求
元１１　　（ｉ＝ａ，ｂ、…、，ｎ）と同数の選択手段
１２１１　　（ｉ＝ａ，ｂ、…、＋ｎ）を用意し、そし
て、資源割り当て手段１３０には、キュ−１　１０Ｘ　
（ｘ＝ａ、…、，ｍ）の最先の要求を資源６ａ，６ｂ、
…、，または６文側に割付けるための、資源６．＋（Ｊ
＝ａ、…、，文）と同数の割付手段１３１ｊ　（ｊ＝ａ
、…、，立）を用意して、同時に各選択手段１２１．（
ｉ＝ａ，ｂ，　・・・，ｎ）あるいは各割付手段１３１
ｊ　（ｊ＝ａ．・・・，文）が起動できるようにする。

うにする。

各キュ１　１　０Ｘ　　（　Ｘ＝　ａ　ｒ　・・’＋　
ｒｎ）には、第３図に示すように、要求元１■　（ｉ＝
ａ、…、，ｎ）を示す情報、例えば、要求元ＩＤ番号１
等を格納するだめの格納領域１　１　１Ｘ　（ｘ＝ａ、
…、ｎ）と、この格納領域１　１　１Ｘ　（ｘ＝ａ，−
ｎ）の先頭と末尾を示すポインタＴｏｐ　，　Ｂｏｔｔ
ｏｍをそれぞれ格納するための格納領域１１２Ｘ（Ｘ＝
ａ，　・，ｎ）１　１　１３Ｘ　　（ｘ＝ａ，　・Ｉｎ
）と、動作中に起動が掛けられないようにする排他制御
因子Ｌｏｃｋを格納するだめの格納領域１　１４ｘ　　
（ｘ＝ａ，＋＋＋，ｎ）とを設ける。

情報の格納領域１　１　１Ｘ　（ｘ＝ａ，　・・・，ｎ
）は、Ｎ個の領域ｑ［０］〜ｑ［Ｎ−１］に分けて、複
数の要求元１ａ，ｌｂ、…、，または１ｎの情報を要求
の到着順に格納することができるようにする。

排他制御因子Ｌｏｃｋの格納領域１１４Ｘ　（ｘ一ａ＋
　”’＋　ｎ）は、キュー１１０Ｘ　（Ｘ＝ａ、…、ｎ
）をロックする場合には１（以後Ｌｏｃｋ＝１とする）
、ロックしない場合には０（以後Ｌｏｃｋ＝Ｏとする）
を格納する。

各選択手段１２１１　　（ｉ＝ａ，ｂ，−・・，ｎ）は
ｉについて、各割付手段１３１Ｊ　（ｊ＝ａ、…、，文
）はｊについて、それぞれその処理の内容を共通にして
、プログラム化し、それそれ要求割り振り手段１２０と
資源割り当て千段１３０とにソフトの形態で保有させる
。

各要求元１ａ，ｌｂ、…、，１ｎは、プロセッサあるい
はそのプロセッサに備えられた処理手段、または処理手
段の中に組込まれた特定の処理手順を表現したプロセス
等からなり、同一形態または異形態の手段で構成する。

各資源６ａ，６ｂ、…、，６文は、記憶装置、プロセッ
サあるいはそのプロセッサに備えられた処理手段等から
なり、利用形態に合せて同種のものにより構成する。

また、要求割り振り手段１２０、資源割り当て手段１３
０はマイクロコンピュータを利用することができる。

以下では、１つの選択手段１２１，（ａ，ｂ、…、，ま
たはｎ）あるいはまた１つの割付千段１３１Ｊ　（ｊ＝
ａ、…、，交）の処理を説明することで、代表させるも
のとし、特に必要のある場合を除き、添え字ｉだけ表示
してあとは省略する。

同様に、他の手段に対しても、間違うおそれのないもの
については同様の省略した表現を用いることにする。

要求元１ａ，ｌｂ、…、，または１ｎから資源要求が出
されたとすると、要求割り振り手段１２０の選択千段１
２１ａ，１２ｌｂ，””，または１２１ｎの起動されて
いないものが１つ呼び出されて起動する。

呼び出された選択千段１２１１では、第４図に示すよう
に、適当な関数（あるいは戦略）ｆ、例えはｆ　（Ｘ）
＝ＸｍｏｄＭにより、要求元ＩＤ番号Ｉに対応するキュ
ー１１０Ｘ　（ｘ＝ａ、…、またはＮ、以下省略）を選
択する（ステッフ２１）。選択されたキュー１１０Ｘの
ロック状態を調べるため排他制御因子Ｌｏｃｋの格納領
域１１４Ｘの内容をチェックし（ステップ２２）、ロッ
クされていなければ内容をＬｏｃｋ＝１にして（ステッ
プ２３）、次のステップ２４に進み、ロックされていれ
ば次のキュー１１０Ｘを探す、例えば関数値（ａ＋１）
ｎｏｄＭを算出するためのステップ２５に進む。

ロック後、ロックしたキュー１１０Ｘの格納領域１１１
Ｘが一杯になったか調べ、例えば関数値（　Ｂｏｔｔｏ
ｍ＋Ｎ−Ｔｏｐ）　ｍ　ｏ　ｄ　Ｎが値Ｎ−１の時はキ
ュー１１０Ｘの格納領域１１１Ｘが一杯と判断すること
にするとＮ−１になっているか否かを調べ、一杯であれ
ば排他制御因子Ｌｏｃｋの格納領域１１４Ｘの内容をＬ
ｏｃｋ＝Ｏにし（ステップ２６）、次のキュー１１０Ｘ
を探すステツフ２５に進む。

ロックしたキュー１１０Ｘの情報の格納領域１１１Ｘが
一杯になっていなければ、末尾ポインタＢｏｔｔｏｍの
格納領域１１３Ｘの内容が示す領域ｑ　［　Ｂｏｔｔｏ
ｍ］に要求元情報、すなわち要求元ＩＤ番号Ｉを格納す
る（ステップ２７）。

格納後、末尾ポインタの内容を換え（ステッフ２８）、
そのキュー１１０ウの排他制御因子Ｌｏｃｋの格納領域
１１４Ｘの内容をＬｏｃｋ＝Ｏに換えて（ステップ２９
）、この処理を終了する。

要求元Ｉ　Ｘ（ｘ＝ａ，　ｂ，　ｓｅｎ，またはｎ）か
らキュー１１０、に対ずる処理とは別に、キュー１１０
Ｘと資源６Ｊ　Ｆ＝ａ＋　”’＋または交）との間の処
理を同時に進める。

資源６Ｊにおける前の処理が終ると、その資源６Ｊに対
する割り付け可能になり、資源割り当て千段１３０の割
付手段１３１Ｊ　（ｊ＝ａ，−，または文）の何れから
も要求が届けられるようになる。

割付千段１３１Ｊでは、第５図に示すように、適当な関
数（あるいは戦略）ｆ、例えばｆ　（Ｘ）ＸｍｏｄＭに
より、資源番号Ｊの資源６Ｊを利用する最先の要求を有
するキュー１１０Ｘの番号を選択する（ステップ３１）
。選択さ゛れたキュー１１０Ｘのロック状態を調べるた
め排他制御因子Ｌｏｃｋの格納領域１１４Ｘの内容をチ
ェックし（ステップ３２）、ロックされていなければ内
容をＬｏｃｋ＝１にして（ステップ３３）、次のステッ
プ３４に進み、ロックされていれば次のキュー１１０Ｘ
を探す、例えは関数値（ｂ＋１）ｍｏｄＭを算出するた
めのステップ３５に進む。

ロック後、ロックしたキュー１１０Ｘの情報の格納領域
１１１、が空か調べ、例えばＴｏｐ　＝Ｂｏｔｔｏｍの
時、空と判断することにすると、空になっているか否か
を調べ、Ｔｏｐ　＝Ｂｏｔｔｏｍであれは格納領域１１
４、の内容をＬｏｃｋ＝Ｏにし（ステップ３６）、次の
キュー１１０Ｘを探すステップ３５に進む。

ロックしたキュー１１０Ｘの格納領域１１１Ｘが空にな
っていなければ、先頭ポインタＴｏｐの格納領域１１２
Ｘの内容が示す領域ｑ　［Ｔｏｐ　］に格納されている
要求元情報、すなわち要求元ＩＤ番号工を取り出す（ス
テップ３７）。

取り出し後、先頭ポインタＴｏｐの内容を換え（ステッ
プ３８）、そのキュー１１０Ｘの排他制御因子Ｌｏｃｋ
の格納領域１１４Ｘの内容をＬｏｃｋ＝Ｏに換えて（ス
テップ３９）、この処理を終了し、資源６Ｊを利用させ
る（たたしこの資源の利用は割付千段１３１Ｊ以外の手
段、例えば要求元１．あるいは資源６ｊが実行する処理
になる）。

？のようにして第１実施例では、各要求元１．あるいは
各資源６Ｊが、それぞれ独自に必要な処理を実行して行
き、処理を平行に進められた分たけ時間短縮ができ、処
理効率を上げることがてきる。

第２実施例としては、第１実施例におけるキュー１１０
Ｘ、選択千段１２１■、および割付千段１３１Ｊを、第
１実施例と同様の構成のキュー１１０Ｘ．選択千段１０
１，および割付千段６１ｊとして構成するが、選択手段
１０１．を要求元１．に設け、割付千段６１ｊを資源６
Ｊに設ける。そして、要求割り振り手段１２０及び資源
割り当て手段１３０は単なる共通バスとして形成する。

さらに資源６Ｊに設けた割付手段６１Ｊによりロックさ
れていないキュー１１０Ｘを資源６ｊ側から探して、そ
の探したキュー１１０Ｘから最先の要求を取り出せるよ
うにする。

前述の実施例と同様に要求元１．をプロセッサまたはそ
のプロセッサに備えられた処理手段、また、資源６Ｊを
プロセッサまたはそのプロセッサに備えられた処理手段
として形成する。

共有資源管理装置１００の一部を構成するキュー１１０
Ｘ，要求割り振り手段１２０、および資源割り当て手段
１３０を１つのサブコンポーネント２００として、共通
バスを有する記憶装置の形態にまとめる。

すなわち、選択手段（ＣＰＵ）１０　１　ｉ，割付千段
６　１　ｊ　（ＣＰＵ）　，及びキュー（メモリ）１１
０Ｘを共通バスに接続し、各選択手段及び割付手段（Ｃ
ＰＵ等のメモリアクセス回路）がパスアービタの下に制
御されて複数のキュー（メモリ）を独立してキューの内
容の書込みまたは読取りを行なうようにする。

このような第２実施例によっても、実質的に第１実施例
と同棹な作用効果が得られる。

〔　発明の効果　〕

以上のように本発明では、複数の要求元１ａ，１ｂ、…
、，１ｎから出される要求の各割り当て用待ち行列手段
１　１０ａ，１　１０ｂ、…、１１０ｍへの割り振りを
均等化させ、各割り当て用待ち行列手段１　１０ａ，１
　１０ｂ、…、１１０ｍの要求を、特定の資源６ａ，６
ｂ、…、，または６旦に要求が集中することがないよう
に分散化させて、利用させたことによって、各資源６ａ
，６ｂ、…、，６文が独自平行的に運用され、有効に利
用できて、暇な資源と忙しい資源の差がなくなり、複数
の同種の資源６ａ，６ｂ、…、，６文を並列かつ有効に
利用でき、処理効率を向上させることができる。

さらに、各選択千段１０１ａ，１０ｌｂ、…、１０１ｎ
あるいは１　２　１　ａ　，　　１　２　ｌ　ｂ　，　
・・・１２１ｎ、および割付手段ｅｌａ，６ｌｂ、…、
６１文あるいは１　３　１　ａ　，　　１　３　ｌ　ｂ
　，　・・・，１３１立が、各割り当て用待ち行列手段
１１０ａ，１　１０ｂ，　・・・，１　１０ｍに対する
要求の配分、利用について独自に機能するため、要求元
Ｉａ，ｌｂ，　・・・，ｉｎおよび資源６ａ，６ｂ、…
、，６文の処理動作の独立性を高め、かつそれを保証す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による資源管理方式を備えた並列処理
システムを示す構成図、第２図は、第１実施例を示す構成説明図、第３図は、第
１実施例の割り当て用待ち行列手段を示す構成説明図、第４図は、第１実施例の選択手段における処理を示す流
れ図、第５図は、第１実施例の割付手段における処理を示す流
れ図、第６図は、第２実施例を示す構成説明図、第７図は、従
来における１木のキューでは隘路になる例を示す処理説
明図、第８図は、従来における資源にキューを張り付けると暇
な資源ができてしまう例を示す処理説明図。１ａ、１ｂ、…、１ｎ・・・要求元６ａ，６ｂ、…、，６！ｌ・・・資源６１ａ，６ｌｂ、…、，６１文・・・割付手段１００・
・・並列共有資源管理装置１０１ａ，　　１０ｌｂ，　　・・・，　　ｉｏｉｎ，
１２１ａ，１２ｌｂ，−−−，１２１ｎ・・・選択手段１　１０，１　１０ａ，１　１０ｂ，＝・，１　１０ｍ
・・・割り当て用待ち行列手段１２０・・・要求割り振り手段１３０・・・資源割り当て手段１３１ａ，１３ｌｂ，−−−，１３１Ｍ・・・割付手段

Claims

【特許請求の範囲】複数の要求元（１ａ、１ｂ、…、１ｎ）から出された各
要求を保持する、複数の割り当て用待ち行列手段（１１
０ａ、１１０ｂ、…、１１０ｍ）と、前記要求元（１ａ
、１ｂ、…、１ｎ）からの要求を前記割り当て用待ち行
列手段（１１０ａ、１１０ｂ、…、または１１０ｍ）に
割り振る要求割り振り手段（１２０）と、該要求の割り振られた割り当て用待ち行列手段（１１０
ａ、１１０ｂ、…、または１１０ｍ）から要求を取り出
して複数ある同質の資源（６ａ、６ｂ、…、６ｌ）の中
から利用できるものの何れか１つに利用させる資源割り
当て手段（１３０）を備えたことを特徴とする並列共有資源管理方式。