JPH0281154A - Ｉ／ｏの優先順位指示による負荷バランス方式 - 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〕 本発明は情報処理システムにおける入出力制御方式に関
し、特に複数のオペレーティングシステム（以下、Ｏ８
と呼ぶ）により共用される入出力装置の制御方式に関す
るものである。

（従来の技術〕 システムの信頼性や処理能力向上を目的として複数のＯ
８で構成されている情報処理システムでは、その入出力
装置を複数のＯ８で共用する場合がある。このような入
出力装置を共用する環境におけるシステムに対しては、
特開昭５４−１４６９４１公報に記載されているように
、中央処理装置（以下、ＣＰＵと呼ぶ）、チャネル（以
下、ＣＨと呼ぶ）、入出力制御装置を介して、入出力装
置へ通ずるパスを複数個設定し、任意のＯ８から、任意
の入出力装置に発行された入出力命令を処理するため、
当該入出力装置の選択や再接続に対し、いずれかのパス
をダイナミックに選択することにより、入出力応答時間
を改善することができる。しかし１本手法は、複数ＣＰ
Ｕ、複数ＣＨ，複数入出力制御装置を介して、複数の入
出力装置へ通ずるパス数の増加により、ＣＰＵと入出力
装置間の接続可能性を高めることを主眼としており、複
数のＯ８から、同一の入出力装置に発行された入出力命
令を処理する場合には、次のような問題が発生する。

一方のＯ８から入出力命令が発行されて、ある入出力装
置が既に占有されている場合に、別のＯ８から、同一の
入出力装置に対して入出力命令が発行さると、当該入出
力装置は使用中であるため、当該入出力命令は、待ち状
態となる。その後、当該入出力装置を占有していた入出
力命令が終了すると、使用中解除が報告され、待ち状態
となっていた入出力命令へのサービスが開始される。し
たがって、一方のＯ８から、ある入出力装置を長時間に
わたって占有するような入出力命令が、先に発行されて
しまうと、他のＯ８からの同一人出力装置に対する緊急
度の高い入出力命令は、長時間、実行指示されないまま
待機させられ、システムループツトを低下させることと
なる。

また、一方のＯ８から、特定の入出力装置に対し、連続
的に入出力命令が発行されている状態で別のＯ８から、
同一人出力装置に対して、入出力命令を発行した場合、
当該入出力装置が占有されていれば、使用中が報告され
、当該入出力命令は待機させられる。当該入出力装置を
占有していた入出力命令が終了すると、使用中解除の報
告により、当該入出力命令を再発行した時、１方のＯ８
からの連続的に発行される入出力命令で当該入出力装置
が既に占有されてしまい、再び使用中が報告されること
になる。このような状態が繰り返されると、別のＯ８か
らの同一人出力装置に対する入出力命令の沈み込みが発
生する。

このように、従来の技術では、複数のＯ８が共用して入
出力装置を使用する場合に、複数のＯ８間の関係や実行
されるジョブの優先順位については考慮されず、複数の
Ｏ８から同一の入出力装置に発行された入出力命令を合
理的に処理することについては、何ら配慮されていない
。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したように、従来の技術では、複数のＯ８により構
成される情報処理システムにおいて、複数のＯ８から同
一人出力装置に発行された入出力命令に対しては、その
優先順位を考慮せず、単に発行順に実行指示を行うため
、入出力命令が受は付けられずに待機させられ、適切に
実行できないという問題があった。

本発明の目的は、このような従来の問題点を改善し、複
数のＯ８が共用する入出力装置に対する入出力命令を優
先順位に関連する管理情報に基づく管理および実行指示
を行うことにより、合理的な順序で処理し、システムス
ループットを向上させることを可能とした入出力装置の
制御方式を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、上記目的を達成するため、複数のＯ８によ
り共用される入出力装置または入出力制御装置内に複数
のＯ８から発行された入出力命令とその優先順位に関連
する管理情報を格納するための記憶手段を設ける。入出
力命令の実行を指示する時には、この記憶手段を参照し
、複数のＯ８から発行された入出力命令を優先順位に基
づいて合理的に実行指示することに特徴がある。

さらに、この記憶手段に登録された入出力命令に対して
は、入出力制御装置による時間監視または、Ｏ８からの
要求に応じて記憶手段に登録されている優先順位の変更
ができるようにする。

〔作用〕

本発明による入出力装置または入出力制御装置に設けら
れた記憶手段には、入出力装置単位に入出力命令とその
管理情報が優先順位順に記憶されている。入出力制御装
置が入出力命令を入出力装置に発行する時には、この記
憶手段を参照し、優先順位の高い入出力命令から実行の
指示を行うので、入出力装置を長時間にわたって占有す
るような入出力命令には低い優先順位を割当てることに
より、１つのＯ８による入出力装置の占有を防止し、優
先順位の高い入出力命令に対して速やかにサービスする
ことが可能となる。

また、記憶手段に記憶された入出力命令に対しては、入
出力制御装置の時間監視および、Ｏ８からの要求により
、入出力命令の優先順位の変更ができ、入出力命令は、
その管理情報の変更に応じて実行することができる。

〔実施例〕

以下、本発明による入出力装置の制御方式について、入
出力装置の具体例として磁気ディスク装置（以下、ＤＫ
Ｕと呼ぶ）をあげ、図面により詳細に説明する。

第１図は、複数のＯ８がＤＫＵを共用する場合における
本発明の一実施例を示す情報処理システムの概要図、第
２図は、第１図における磁気ディスク制御装置（以下、
ＤＫＣと呼ぶ）内に設けられた入出力命令および優先順
位による実行指示を行うための管理情報を記憶するメモ
リの概要図、第３図は、第２図におけるメモリのうち、
１個のＤＫＵに対応するメモリ部分のメモリマツプの一
例を示す図、第４図は、第３図におけるメモリ内に記述
された情報がＤＫＣの時間監視により変更された一例を
示す図、第５図は、第３図におけるメモリ内に記憶され
た情報が端末装置からのコマンド入力により変更された
一例を示す図、第６図は、複数Ｏ８が複数ＤＫＵを共用
する場合における本発明の他の一実施例を示す情報処理
システムの概要図、第７図は、複数パスを持つシステム
に対する本発明の他の一実施例を示す図である。

第１図におイテは、３つ（７）ＣＰＵＩＯＩ。

１０２．１０３で動作する０８ＩＩＩ、１１２゜１１３
があり、各０８ＩＩＩ、１１２，１１３は各々、ＣＨ１
２１，１２２，１２３を介して、ＤＫＣ１３１とＤＫＣ
１３１により制御されるＤＫＵ１４１，１４２，１４３
を共用する。

ま・た、ＤＫＣ１３１は自身が制御する各ＤＫＵ１４１
．１４２，１４３に対する入出力命令とその管理情報と
は、ＤＫＵ１４１，１４２，１４３に対し、入出力命令
の実行を優先順位に基づいて指示するために必要とする
情報である。通常は、各ＤＫｔＪに対する入出力命令を
各Ｏ８がらＤＫＵが受は付ける時にＯ８から必要な情報
を受は取り、メモリ１５１内に登録する。ＤＫＣはこの
メモリ１５１を参照して優先順位に基づき、入出力命令
の実行を行う、また、メモリ１５１内に登録された入出
力命令の優先順位は、時間監視により、または、Ｏ８か
らの要求により変更される。したがって、メモリ１５１
は高速アクセス可能なものがよく、一般的には、半導体
メモリが適している。

また、このメモリ１５１はＤＫＣ１３１内ではなく、各
ＤＫＵ１４１，１４２，１４３内にそれぞれ設けてよい
。第１図では、複数のＤＫＵが接続された１台のＤＫＣ
を複数のＯ８で使用する場合であったが、第６図に示す
ように、各々、複数のＤＫＵが接続された複数のＩ）Ｋ
Ｃを複数のＯ８で使用するシステムでは、各ＤＫＣ内に
各Ｏ８からの入出力命令を登録するメモリを設けること
により、本発明は適用できる。さらに、第７図に示すよ
うに、複数パスを持ったシステムでは、各ＤＫＣ間に共
用メモリ７５１を設定し、該管理情報を記憶し、各ＤＫ
Ｃからアクセスすることにより、本発明は適用できる。

第２図においては、ＤＫＣ１３１内に設けられたメモリ
１５１は各ＤＫＵごとに分割され、さらに各ＤＫＵに対
応する部分は、優先順位ごとに分割されている。一般に
、入出力命令は各Ｏ８が実行するジョブにより発行され
る。そして、ジョブには実行すべきクラスとクラス内の
優先順位が割当てられている。したがって、Ｏ８より発
行された入出力命令のメモリ１５１内における優先順位
は、当該入出力命令を発行したジョブが実行されるクラ
スとそのクラス内の優先順位を組合せた最大数となる。

たとえば、ｏＳにおいて、ジョブが実行されるクラスは
Ａ、Ｂ、Ｃの３つ、各クラス内の優先順位が２．１．Ｏ
の３つであれば、その組合せは、８〜Ｏの９種類に区分
けされることになる。各優先順位内は、各Ｏ８ごとに１
つずつの入出力命令が登録できるように、さらに複数個
（Ｏ８の数）に区分けされている。たとえば、３つのＯ
８があれば、各優先順位内は、各Ｏ８ごとに１つずつ、
３つの入出力命令が登録できるようになっている。

一方、複数のＯ８からＤＫＵ１４１に入出力命令が発行
されると、ＤＫＣ１３１が各入出力命令に対し、適切な
優先順位を割当て、メモリ１５１内のＤＫＵ１４１に対
応するメモリ部分の該当する優先順位の区域に各入出力
命令を登録する。この時、各入出力命令を発行してＯ８
を識別する情報（たとえば、０８名やＯ８通し番号など
）とジョブを識別する情報（たとえば、ジョブ名やジョ
ブ通し番号など）および、各入出力命令がＯ８からＤＫ
Ｃ１３１に発行された時刻もともにメモリ１５１内に登
録できるようにメモリ１５１はマツピングされている。

以下、０８１１３からＤＫＵ１４１４：対すル入出力命
令１６３が既に発行されて実行中である時４ＳＯ８１１
１，１１２からＤＫＵ１４１４：対する入出力命令１６
１．１６２が発行された時に、入出力動作を実行する場
合について説明する。０８１１１．１１２，１１３では
、ジョブの実行されるクラスはＡ、Ｂ、Ｃ（優先順位は
Ａ、Ｂ、Ｃの順に低くなる）、各クラス内の優先順位は
０，１゜２（優先順位は０，１．２の順に低くなる）が
あるとする。このような場合には、第３図に示すように
、メモリ１５１内の優先順位は、前述したように、０〜
８（優先順位は０，１，２，３，４゜５．６，７，８の
順に低くなる）の９種類に区分けされることになる。Ａ
クラスの優先順位Ｏのジョブが発行した入出力命令は、
メモリ１５１内の優先順位０．Ａクラスの優先順位１の
ジョブが発行した入出力命令は、メモリ１５１内の優先
順位１、・・・、以下同様にして、Ｃクラスの優先順位
２のジョブが発行した入出力命令は、メモリ１５１内の
優先順位８に登録されることになる。

本実施例では、ジョブクラス、クラス内優先順位９発行
時刻はそれぞれ、入出力命令１６１では。

Ａ、２．Ｔｌ、　入出力命令１６２では、Ｃ，Ｏ。

１２人出力命令１６３では、Ａ、Ｏ，Ｔ３とする。

ただし、０８１１３から既に発行された入出力命令１６
３は、前述の優先順位の決定方法により１、メモリ１５
１内のＤＫＵ１４１に対するメモリ部分の優先順位０の
区域に登録されている。この時は、以下の手順で入出力
命令の実行指示が行われる。

（１）Ｏ８１１３からの入出力命令１６３は既に実行中
で、ＤＫＵ１４１が使用されている時に、０８１１１．
１１２から各々、ＤＫＵ１４１４：対する入出力命令１
６１．１６２が発行される。

（２）ＤＫＵ１４１が使用中のため、ＤＫＣ１３１は、
２つの入出力命令１６１，１６２をメモリ１５１内に’
ｔｌｔａするために受付ける。この時、ＤＫＣ１３１は
、従来の各入出力命令に、各入出力命令を発行したＯ８
識別情報、ジョブ識別情報、および各入出力命令を各Ｏ
８が発行した時刻も付加し、各Ｏ８から受取る。このよ
うな情報は、５ＴＡＲＴＩ１０の一貫として送り出され
るので、オーバヘッドはかかるが、これはわずかである
。

（３）ＤＫＣｌ　３１はメモリ１５１内のＤＫＵ１４１
に対応するメモリ部分に各入出力命令を登録すべき優先
順位を決定する。メモリ１５１内の優先順位の決定につ
いては、前に述べたように、各入出力命令１６１，１６
２は各々、優先順位２．６となる。

（４）２つの入出力装置１６１，１６２は各々。

メモリ１５１内のＤＫＵ１４１に対応するメモリ部分の
（３）で決定された優先順位２，６の区域にＯ８識別情
報、ジ３ブ識別情報２発行時刻とともに登録される。メ
モリ１５１内に登録した後は、ＣＨ１２１，１２２をＤ
ＫＣ１３１との接続から切り離し、ＣＨ１２１，１２２
を解放する。

（５）Ｏ８１１３からの入出力命令１６３の実行が終了
し、メモリ１５１内の登録から削除され、ＤＫＵ　１４
１が解放されると、ＤＫＣ１３１はメモリ１５１内のＤ
ＫＵ１４１に対応するメモリ部分を優先順位の高い区域
からサーチし、登録されている入出力命令のうち最も高
い優先順位をもつ入出力命令１６１に対して、実行を指
示する。ただし、同一人出力装置に対して同一の優先順
位をもつ入出力命令が複数ある場合には、発行時刻の古
いものから先に実行を指示する。

（６）入出力命令１６１に対する入出力動作が終了し、
ＤＫｔＪ１４１が解放されると、ＤＫＣは、（５）と同
様にして、入出力命令１６２に対して次に実行を指示す
る。

（７）ＤＫＵ１４１に対して、入出力命令１６２が実行
されている時に、ジョブクラスＣ，クラス内優先順位０
２発行時刻Ｔ４である入出力命令１６４が０８１１１か
ら発行されると。

ＤＫＣ１３１はメモリ１５１内のＤＫＵ１４１に対応す
るメモリ部分における登録場所を既に述べたメモリ内の
優先順位決定方法にしたがって、優先順位６の区域と決
定し、その区域内に入出力命令１６４とそのＯ８識別情
報、ジョブ識別情報２発行時刻を登録する。ところで、
当該優先順位の区域に、既に他の入出力命令が登録され
ている時は、登録されている最後の入出力命令の次に当
該入出力命令とその管理情報を登録する。したがって、
入出力命令１６４は、入出力命令１６２の次に登録され
る。入出力命令１６２，１６４は、既に述べた（１）〜
（６）と同様にして実行指示される。

次に、ＤＫＣ１３１の時間監視により、メモリ１５１内
に登録された入出力命令の優先順位のレベルアップにつ
いて述べる。第４図は、メモリ１５１内のＤＫＵ１４１
に対応するメモリ部分に登録された入出力命令に対する
ＤＫＣ１３１の時間監視により、優先順位がレベルアッ
プされた様子を示す図である。ＤＫＣ１３１は、ある一
定時間ごとに、メモリ１５１内を優先順位の低い区域か
らサーチして発行時刻をチエツクする。一定時間を経過
しても入出力命令１６２の実行指示が行われていない場
合には、当該入出力命令１６２の優先順位を１だけ上昇
させる。さらに、時間監視に対する再設定を行うため１
発行時刻を現在時刻（本実施例では、Ｔ５とする）とし
て、メモリ１５１内のＤＫＵ１４１に対応するメモリ内
の優先順位５の区域に登録しなおす、登録変更後は、入
出力命令１６２は、優先順位５として、既に述べた優先
順位指示に従って実行指示される。

一方、メモリ１５１内に登録され、まだ実行指示されて
いない入出力命令に対しては、前述のような時間監視と
は別に、端末装置がらのコマンド入力により、メモリ１
５１内に登録された入出力命令に対しては、前述のよう
な時間監視とは別に、端末装置からのコマンド入力によ
り、メモリ１５１内に登録された入出力命令の優先順位
を変更することができる。このために、新しいコマンド
、￥ＴＭＥＭが用意されている。第５図は、メモリ１５
１内のＤＫｔＪ１４１に対応するメモリ部分に登録され
た情報を端末装置から￥ＴＭＥＭコマンドを入力するこ
とにより、直接変更された一例を示す図である。このよ
うな優先順位の変更は、次の手順で行ねれる。

（１）入出力装置識別番号１４１．ＯＳ識別情軸Ｏ５１
１１，ジョブ識別情報ＪＯＢＩＩＩ、現在の優先順位か
らの偏差値＋３（本実施例では、優先順位を３レベル上
昇させるものとする）と指定して、第１図に示す端末装
置１７１より。

￥ＴＭＥＭコマンド１８１を入力する。

（２）ＤＫＵ１４１に対応するサブチャネルが使用中で
ない場合は、端末装置１７１に該当入出力命令がないこ
とを応答する。ＤＫＵ１４１に対応するサブチャネルが
使用中であれば、ＤＫｔＪ１４１に対応する入出力命令
がＤＫＣ１３１に登録されていることを示すので、次の
ステップ（３）に行く。

（３）該当サブチャネルが使用中なので、他のＤＫＵに
対応するサブチャネルで未使用のものをさがす。

（４）未使用のサブチャネルがない場合には、当該コマ
ンド１８１は、Ｏ８内の入出力キューに最優先で登録し
、順番を待つ、未使用のサブチャネルがある場合には、
そのサブチャネルに、当該コマンド１８１を登録し、Ｃ
Ｈ１２１とＤＫＣ１３１が未使用になるまで待つ。

（５）ＣＨ１２１とＤＫＣ１３１が共に未使用であれば
、ＣＨ１２１とＤＫＣ１３１を使用中として当該コマン
ド１８１をＤＫＣ１３１に発行する。

（６）ＤＫＣ１３１は、発行されたコマンド１８１から
入出力装置識別番号１４１を取り出し、メモリ１５１内
のＤＫＵ１４１に対応するメモリ部分をサーチし、指定
されたｏｓ’別情報○５１１１とジョブ識別情報ＪＯＢ
ＩＩＩをもつ入出力命令をさがす。

（７）該当する入出力命令が、メモリ１５１内にない場
合は、端末装置１７１に、該当入出力命令がないことを
応答する。該当する入出力命令が、メモリ１５１内にあ
る場合は、指定された偏差値より、新しい優先順位（本
実施例では３）を求め、メモリ１５１内のＤＫＵ１４１
に対応するメモリ部分の新しい優先順位３に登録しなお
す。

（８）ＣＨ１２１とＤＫＣ１３１および、当該コマンド
を登録したサブチャネルの使用中を解除する。

登録変更後の入出力命令１６４は、優先順位３として、
既に述べた優先順位指示に従って実行が指示される。ま
た、￥ＴＭＥＭコマンドにより、優先順位を変更した入
出力命令を発行したジョブに対しては、その後、当該ジ
ョブから発行される全ての入出力命令の優先順位は変更
後のものを適用することとする。なお、優先順位の低い
入出力命令がＤＫＣ１３１より、既に発行され、ＤＫＵ
を占有して実行されている時は、この処理を優先させて
、そのまま実行させる。当該入出力命令の実行終了後は
、既に述べた優先順位指示に従って実行指示される。

以上で説明したように、本発明によれば、複数のＯ８か
ら同一人出力装置に対して入出力命令を発行する場合に
は、ＤＫＣによる合理的な優先順位付けによる実行指示
、ＤＫＣの時間監視による入出力命令の優先順位のレベ
ルアップ、端末装置からのコマンド指示による入出力命
令の優先順位の即時変更を行うことができ、入出力装置
の効果的な共用が可能となる。

なお、上記実施例では、入出力制御装置としてＤＫＣを
、入出力装置としてＤＫＵを用いて説明したが、本発明
は、ＤＫＣおよびＤＫＵに限定されるものではなく、適
宜の入出力制御装置および入出力装置であっても適用で
きるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数のＯ８で入出力装置を共用する場
合に、Ｏ８間で連絡をとりあって調整せずに通常の入出
力動作の一部として複数のＯ８間の入出力命令の優先順
位が決定でき、合理的な順序で入出力命令を実行するこ
とが可能となる。

さらに、決定された優先順位は固定されてしまうのでは
なく、時間監視や端末装置からのコマンドにより変更す
ることができ、優先順位の低い入出力命令のレベルアッ
プによる沈み込みの防止や使用環境に応じた動的な入出
力命令の実行指示が可能となる。

以上のように１本発明では、複数のＯ８で共用される入
出力装置が１つのＯ８で占有されることを防止し、複数
のＯ８で共用される入出力装置が１つのＯ８で占有され
ることを防止し、複数のＯ８で均等に使用することが可
能となるという大きな効果がある。特に、本発明は、バ
ッチ処理とオンライン処理が混在する情報処理システム
において、バッチ処理とオンライン処理で同一の入出力
装置を共用する時の問題解決に対し、極めて効果が大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す情軸処理システムの
概要図、第２図は、メモリマツプの一例を示す図、第３
図は、１個のＤＫＵに対応するメモリ部分のメモリマツ
プの一例を示す図、第４図は、ＤＫＣの時間監視による
メモリ内の変更例を示す図、第５図は、端末装置からの
コマンドによるメモリ内の変更例を示す図、第６図と第
７図は、本発明における他の実施例を示す情報システム
の概要図である。 第１図において、１０１〜１０３・・・中央処理装置、
１１１〜１１３・・・オペレーティングシステム、１２
１〜１２３・・・チャネル、１３１・・・入出力制御装
置、１４１〜１４３・・・入出力装置、１５１・・・メ
モリ、１６１〜１６４・・・入出力命令、１７１・・・
端末装置、１８１・・・コマンド。 纂 図 集 ヰ 図 纂 図 集 図 第 爾

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のオペレーティングシステムにより構成される
   情報処理システムにおいて、複数のオペレーティングシ
   ステムから共用される入出力装置および入出力制御装置
   と、前記入出力装置に対する前記複数のオペレーティン
   グシステムからの入出力命令およびその優先順位に関連
   する情報を管理情報として記憶するために該入出力装置
   または入出力制御装置内に設けた記憶手段と、前記入出
   力命令を前記管理情報に基づく優先順位による重みづけ
   にしたがって、複数のオペレーティングシステム間で前
   記入出力装置を均等に使用できるように処理することを
   特徴とする入出力制御方式。 ２、前記情報処理システムにおいて、前記管理情報に基
   づいて処理される入出力命令が、一定時間、経過しても
   処理されず、前記記憶手段にとどまっている場合には、
   優先して処理される手段を前記入出力装置または入出力
   制御装置内に備え、該入出力命令の沈み込みを防止させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の入出力
   制御方式。 ３、前記情報処理システムにおいて、オペレーティング
   システムから前記入出力装置に対して既に発行した入出
   力命令が前記記憶手段に登録されている場合に、該入出
   力命令に対する優先順位をオペレーティングシステムか
   らの要求に応じて変更する手段を前記入出力装置または
   入出力制御装置内に備えることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項の入出力制御方式。