JPH03182937A - マルチタスクシステムのタスク管理機構 - 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） 本願各発明は、マルチタスクシステムのタスク管理機構
に関し、詳細には、複数のタスクを常に起動された順序
に実行させることを目的としたマルチタスクシステムの
タスク管理機構に関する。

（従来の技術） コンピュータにおいては、コンピュータを効率的に使用
するために、コンピュータの資源を複数のプログラムで
共有するいわゆるマルチタスクシステムが採用されてい
る。

このマルチタスクシステムで処理される複数のプログラ
ムはそれぞれ自律的な非同期プログラムであり、タスク
とよばれている。マルチタスクシステムでは複数のタス
クにＣＰＵを割り当てて使用するが、ＣＰＵの使用時間
を分割した複数のタスクに割り当てる機能をスケジュー
ラ−という。

スケジューラ−のアルゴリズムには、タイムスライス方
式（ラウントロピン方式）と優先順位方式とがある。タ
イムスライス方式はすべてのタスクにＣＰＵの使用時間
を均等に割り当て、それぞれのタスクを順番に実行する
。したがって、タイムスライス方式では実行中のタスク
は　そのタイムスライスの間だけ実行でき、タイムスラ
イスを使いきったタスクは、たとえ実行中であっても実
行を打ち切る。タイムスライスを使いきったタスクは待
ち行列の最後尾に移され、他の全てのタスクがそれぞれ
のタイムスライスを使いきるまで待った後、次のタイム
スライスを受は取ることができる。また、優先順位方式
はそれぞれのタスクに優先順位を割り付け、最も優先順
位の高いタスクがＣＰＵの使用権を持つ。優先順位が同
じであるタスクが複数あるときは、タイムスライス方式
が併用されることがある。

ところが、印刷をするシステムのように、タスク間の同
期をとって処理させる必要のある場合がある。このよう
な場合、従来のマルチタスクシステムのタスク管理機構
においては、セフオマやメールボックスを利用した方法
がある。この七フオマは一時に一つのタスクしか共有資
源を使えないように制御するソフトウェア機構であり、
メールボックスはメソセージの保留場所となったキュー
をもち、タスク間でメソセージの受は渡しをするソフト
ウェア機構である。例えば、セフオマを使用した方法を
タスクに組み込み、タスクからの資源占有要求と資源返
却要求を受は付けることにより資源の管理を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のマルチタスクシステム
のタスク管理機構にあっては、タスク間の同期方法とし
て、セフオマやメールボックス等が使用されていたため
、セフオマを使用した方法を、タスクに組み込む必要が
あり、プログラムが複雑になるとともに、セフォマを使
用した処理時間が余分にかかり、システム全体の処理時
間が長くなる。また、セフォマ等を使用した場合、先に
起動したタスクが資源を解放するまで、他のタスクはス
トップし、システム全体の処理時間が長くなるという問
題があった。

（発明の目的） そこで、本発明は、複数のタスクを常に起動した順に実
行させる必要がある場合、各タスクの実際の実行時間か
ら各タスクにＣＰＵを使用させる有効実行時間を演算し
て設定し、設定した有効実行時間内で他のタスクにＣＰ
Ｕの使用権を切り換える手段をスケジューラ−に入れる
ことにより、タスクに変更を加える処理を省き、システ
ム全体の処理速度を向上させるとともに、起動したタス
クの実行時間を適切な有効実行時間に設定して、起動順
にタスクを実行させるとともに、システム全体の処理速
度を向上させることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を遠戚するため、本発明は、プログラムやデー
タを記憶するメモリと、メモリにあるプログラムを実行
するＣＰＵと、一定時間毎にＣＰＵに時間を知らせるタ
イマと、を備えたデータ処理装置を、複数のプログラム
で共有するマルチタスクシステムのタスク管理機構にお
いて、プログラムにＣＰＵを使用する有効実行時間を設
定する有効実行時間設定手段と、プログラムに設定する
有効実行時間を各プログラムの実際の実行時間から計算
する有効時間演算手段と、プログラムの実行時間を有効
実行時間を越えないように監視する監視手段と、実行時
間が有効実行時間を越えるまえにＣＰＵの使用権を他の
プログラムに切り換えるスイッチ手段と、を設け、複数
のプログラムを常に起動された順序で実行させることを
特徴としている。

以下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図〜第９図は本発明の一実施例を示す図である。

第１図は本発明のマルチタスクシステムのタスク管理機
構の適用されるデータ処理装置１のブロック図であり、
データ処理袋Ｗ１は、ＣＰＵ２、メモリ３およびタイマ
４等を有している。

メモリ３はプログラムやデータを記憶し、このメモリ３
内に後述する本発明のマルチタスクシステムのタスク管
理機構が構成される。

ＣＰＵ２はＣＰＵ２の使用権を与えられたタスクを処理
することにより、メモリ３内のプログラムを実行する。

タイマ４は時間を計時し、一定時間毎にＣＰＵ２に時間
を通知する。

上記メモリ３内には、第２図に示すようなマルチタスク
システムのタスク管理機構１０が構成され、マルチタス
クシステムのタスク管理機構１０はマルチタスク本体１
１、スケジューラ−１２およびタイムアウト１３等を有
している。マルチタスク本体１１は、複数のタスクＴＳ
Ｉ−ＴＳｎの切り換え、タスクＴＳＩ〜ＴＳｎ間の同期
制御およびシステムコールの実行等を行う機能であり、
スケジューラ−１２はＣＰＵ２を複数のタスクＴＳＩ〜
ＴＳｎに割り当てる機能である。スケジューラ−１２は
各タスクＴＳＩ　”ＴＳｎへのＣＰＵ２の割り当てを原
則としてタスクＴＳＩ〜ＴＳｎの優先順位に基づいて行
い、タイムスライス方式によりタスクスイッチを行う。

このスケジューラ−１２に、プログラムにＣＰＵを使用
する有効実行時間を設定する有効実行時間設定手段と、
プログラムに設定する有効実行時間を各プログラムの実
際の実行時間から計算する有効時間演算手段と、プログ
ラムの実行時間を有効実行時間を越えないように監視す
る監視手段と、有効実行時間を越えるまえにＣＰＵの使
用権を他のプログラムに切り換えるスイッチ手段と、を
付与し、タスクに変更を加える処理を行うことなく、ま
た、タスクの実行時間を適切に配分する。タイムアウト
１３は第１図のタイマ４から通知される時間を監視し、
一定時間が経つと、設定された処理を実行する。

マルチタスクシステムのタスク管理機構１０のタスクＴ
ＳＩ〜ＴＳｎを制御するデータ構成は、第３図のように
示され、優先順位を管理する優先順位テーブル２１が用
意されている。優先順位テーブル２１には、タスクＴＳ
Ｉ〜ＴＳｎの優先順位に従った各タスクＴＳＩ　＝ＴＳ
ｎのタスクコントロールブロック２２のポインタがはい
っており、優先順位テーブル２１のもっとも優先順位の
高いタスクコントロールブロック２２のタスクＴＳＩ〜
ＴＳｎが次に実行されるタスクＴＳＩ〜ＴＳｎである。

各タスクコントロールブロック２２にはタスクＴＳＩ〜
ＴＳｎのポインタ３１、グループ３２、タイム３３、お
よびＩＤ３４等が入っている。ポインタ３１は同一グル
ープ内のタスクＴＳＩ〜ＴＳｎの次のタスクコントロー
ルブロック２２を指ｔポインタであり、グループ３２は
他のグループを指すポインタである。タイム３３はこの
タスクコントロールブロック２２が指しているタスクＴ
ＳＩ　”ＴＳｎの実際の実行時間ＲＴが入っており、実
行時間ＲＴはタスクＴＳＩ〜ＴＳｎがＣＰＵ２を使用し
ている時間をタイマ４で測定してスケジューリング時に
、順次加算される。実行時間ＲＴは、タスクＴＳＩ〜Ｔ
Ｓｎの起動時には、′０”に初期化される。ＩＤ３３は
タスクＴＳＩ〜ＴＳｎの起動順に付けられる番号であり
、起動するごとに増える。ＩＤ３３は、スケジューリン
グ時に、起動順序の判定に使用される。

次に作用について説明する。

データ処理装置１ばメモリ３に構成されたマルチタスク
システムのタスク管理機構１０によりタスクＴＳＩ〜Ｔ
Ｓｎのマルチ処理を行う。この際、スケジューラ−１２
は、通常、複数のタスクＴＳＩ〜ＴＳｎに優先順位方式
によりＣＰＵ２の使用権を与えてタスクＴＳＩ〜ＴＳｎ
の実行を行わせ、タイムアウト１３が作動すると、タス
クスイッチが起き、優先順位方式により次のタスクＴＳ
Ｉ〜ＴＳｎに使用権が移る。

ところが、例えば、印刷処理のようにタスクを起動順序
に実行処理する必要のある場合がある。

このような場合に従来のスケジューラ−のセフォマやメ
ールボックス等により対応しようとすると、前述のよう
にタスクに変更処理を加える必要が生じたり、不適切な
待ち時間が生じ、システム全体としての処理速度が遅く
なる。

そこで、本実施例では、スケジューラ−１２に、上記プ
ログラム（タスク）にＣＰＵを使用する有効実行時間を
設定する有効実行時間設定手段と、プログラムに設定す
る有効実行時間を各プログラムの実際の実行時間から計
算する有効時間演算手段と、プログラムの実行時間を有
効実行時間を越えないように監視する監視手段と、実行
時間が有０ 効実行時間を越えるまえにＣＰＵの使用権を他のプログ
ラムに切り換えるスイ・ノチ手段と、を設けることによ
り、タスクＴＳＩ〜ＴＳｎへの変更処理を省き、また、
タスクＴＳＩ〜ＴＳｎの不必要な待ち時間を無くし、シ
ステム全体の処理速度を向上させている。

すなわち、第４図に示すように、マルチタスク本体１１
のテーブルによりポインタで実行するタスクＴ３１′〜
ＴＳｎのタスクコントロールブロック２２が指定される
と、そのタスクコントロールプロ・ツク２２のタスクＴ
ＳＩ〜ＴＳｎを次に実行するタスクＴＳＩ〜ＴＳｎとし
て設定する（ステ・ノブＰＩ）。次に実行するタスクＴ
ＳＩ〜ＴＳｎが設定されると、そのタスクＴＳＩ〜ＴＳ
ｎの所属する同一グループ内でタスクＴＳＩ〜ＴＳｎの
起動順序が１つ手前のタスクＴＳＩ〜ＴＳｎ（すなわち
、次に実行するタスクＴＳＩ　”ＴＳｎと同一グループ
内で次に実行するタスクＴＳＩ〜ＴＳｎのＩＤ３３に一
番近くて最も小さいＩＤ３３のタスクＴＳＩ〜ＴＳｎ＞
をタスクコントロールプロ・ツク２２のＩＤ３３から探
す（ステップＰ２、Ｐ３）。ここ■　（ で、グループとは、タスクＴＳＩ〜ＴＳｎの制御を処理
内容に応して分類したもので、各グループ毎に本発明の
タスク管理処理を設定することができ、また、本発明の
タスク管理処理を設定しなし）こともできる。起動順序
が一つ手前のタスクＴＳＩ　−ＴＳｎが見つかると、有
効実行時間ＡＴを演算する（ステップＰ４）。この有効
実行時間ＡＴは次に実行するタスクＴＳＩ〜ＴＳｎがＣ
ＰＵ２を使用できる最大時間を意味しており、次式より
求められる。

有効実行時間へＴ＝　（、次に実行するタスクの実行時
間ＲＴ）　−（同一グループ内の最もＩＤの小さいタス
クの実行時間ＲＴ）ここで、実行時間ＲＴは、前述のよ
うに、そのタスクＴＳＩ〜ＴＳｎの実行時間（実際にＣ
ＰＵ２を使用した時間）の積算値であり、そのタスクＴ
ＳＩ〜ＴＳｎの起動時には“Ｏ”が設定される。有効実
行時間へＴの演算が終了すると、グループおよびタスク
ＴＳＩ〜ＴＳｎのつなぎ換えを行い（ステ・ノブＰ５）
、有効実行時間ＡＴが“０”かどうかチエ・ツクする２ （ステップＰ６）。グループおよびタスクのつなぎ換え
は第５図（Ａ）（Ｂ）および第６図（Ａ）（Ｂ）のよう
に行い、グループとタスクのつなぎ換えは同時に行う。

すなわち、グループは、第５図（Ａ）に示すように、タ
スクコントロールブロック２２のグループ３２によりポ
インタで示されたタスクコントロールブロック２２につ
ながれ、先頭のグループ３２が選択されると、第５図（
Ｂ）に示すように、最後尾のグループ３２と選択された
先頭のグループ３２とがつながれる。このグループ３２
のつなぎ換えと同時に、第６図（Ａ）に示すようにつな
がれたタスクＴＳＩ〜ＴＳｎは、第６図（Ｂ）にしめず
ように、先頭のタスクＴＳＩ　＝ＴＳｎと最後尾のタス
クがつながれる。グループ３２およびタスクＴＳ１〜Ｔ
Ｓｎのつなぎ換えが終了すると、有効実行時間へＴが“
０”かどうかチエツクし、有効実行時間ＡＴが“Ｏ”で
あると、有効実行時間ＡＴが割り当てられていないので
、そのタスクＴＳＩ　−ＴＳｎを実行することなく、ス
テップＰ１に戻って、次のタスクＴＳＩ〜ＴＳｎの設定
を行う。有効実行時間訂が有３ るときには、ステップＰｉで設定したタスクＴＳＩ〜Ｔ
ＳｎをＣＰＵ２で実行しくステップＰ７）、ＣＰＵ２は
所定時間毎に実行中のタスクＴＳＩ〜ＴＳｎを中断して
タスクＴＳＩ〜ＴＳｎの今回の実行時間が有効実行時間
ＡＴに達したかどうかチエツクする（ステップＰ８　、
Ｐ９）。今回の実行時間が有効実行時間ＡＴに達してい
ないときには、ステップＰ７に戻ってステップＰ１で設
定したタスクＴＳＩ〜ＴＳｎの実行を継続し、今回の実
行時間が有効実行時間ＡＴに達したときには、割り当て
られた有効実行時間ＡＴを全て使い果たしたので、ステ
ップＰ１に戻ってスケジューラ−１２により次に実行す
るタスクＴＳ１＝ＴＳｎを設定する。このとき実行する
タスクＴＳ１〜ＴＳｎはステップＰ５でつなぎ換えられ
た次のグループ３２のタスクＴＳ１〜ＴＳｎである。ま
た、ステップＰ３で同一グループ３２内で最小のＩＤの
タスクＴＳＩ〜ＴＳｎが見つからないとき、すなわち、
当該タスクＴＳＩ〜ＴＳｎがそのグループで最優先のタ
スクＴＳＩ〜ＴＳｎのとき、には、有効実行時間ＡＴの
演算を行うことなく、グループ３２およびタスク４ ＴＳＩ　＝ＴＳｎのつなぎ換えを行い（ステップＰ１０
）、ステップＰ７に移行してステップＰ１で設定したタ
スク］゛Ｓ１〜ＴＳｎの実行を行う。このときのタスク
スインチは、タイムスライス方式による所定の時間等に
より行う。

上記作用をさらに具体的に説明すると、例えば、印刷処
理を行う場合、タスク間の同期を取らない場合、第７図
に示すように、−枚目のタスクが、ＴＩの時点で起動し
、二枚口のタスクが、Ｔ２の時点で起動した場合、図中
矢印の−Ｌ部に記載されている時間だけ各タスクが実行
され、Ｔ３の各時点でタスクの切り換えが行われる。そ
の後、二枚口のタスクが、Ｔ４の時点で終了し、−枚目
のタスクが、Ｔ５の時点で終了するという、タスクの起
動順序と終了順序が逆転する現象の生しることがある。

そこで、従来、セフォマ等の方法を用い、タスク間の同
期をとって起動順にタスクを実行させて、起動順に終了
させていた。この場合、例えば、第８図に示すように、
−枚目のタスクが、ＴＩの時点で起動し、二枚口のタス
クが、Ｔ２の時点で起動した５ 場合、Ｔ３の各時点でタスクの切り換えが行われ、−枚
目のタスクがＴ４の時点で終了し、二枚口のタスクが、
その後のＴ５の時点で終了すると、各タスクが起動順に
実行されて起動順に終了する。しかし、セフォマ等の方
法を用いると、上述のように、システム全体の処理速度
が低下する等の問題があった。そこで、本発明では、ス
ケジューラ−１２に上記各手段を設け、タスクの実行可
能な時間として有効実行時間ＡＴを設定し、タスクへの
変更処理を行うことな（、タスク間の同期をとっている
。

したがって、第９図に示すように、−枚目のタスクが、
Ｔ１の時点で起動し、二枚口のタスクが、Ｔ２の時点で
起動すると、いま、初期起動であるから、まず、二枚口
のタスクの有効実行時間ＡＴが一枚目のタスクの実行時
間ＲＴから演算されて設定される。

二枚口のタスクがこの有効実行時間ＡＴだけ実行すると
、Ｔ３の時点でタスクの切り換えが行われ、次いで、当
該グループで最優先の一枚目のタスクがタイムスライス
方式による実行時間ＲＴの間実行すると、Ｔ４の時点で
タスクスインチが生じる。二枚６ 目のタスクの有効実行時間ＡＴを一枚目の実行時間ＲＴ
から二枚口の実行時間ＲＴを減算して求め、演算結果の
有効実行時間＾Ｔだけ二枚口のタスクを実行し、有効実
行時間ＡＴが経過して、Ｔ５の時点で、タスクスインチ
が生しると、−枚目のタスクを実行する。Ｔ６の時点で
、−枚目のタスクの全ての処理を終了して、タスクスイ
ンチが生しると、二枚口のタスクの処理を実行し、二枚
口のタスクの全ての処理が、Ｔ７の時点で終了する。し
たがって、各タスクが起動順位に実行され、起動順位に
終了する。その結果、印刷処理において、ページ順位が
狂うことなく、かつ、速やかに処理を実行させることが
できる。

このように、スケジューラ−１２において、各グループ
３２毎に各タスクＴＳＩ　”ＴＳｎの実行時間を有効実
行時間ＡＴとして割り当て、この有効実行時間ＡＴを、
上記式のように、次の実行タスクＴＳＩ〜ＴＳｎの実行
時間ＲＴから同一グループ３２内の最小ＩＤのタスクＴ
ＳＩ〜ＴＳｎの実行時間ＲＴを減算して求めているので
、従来のように、セフォマ等を使用した］　７ 方法をタスクＴＳＩ〜ＴＳｎに組み込むためにタスクＴ
ＳＩ〜ＴＳｎに変更を加える必要がなく、タスクＴＳ１
〜ＴＳｎの同期をとってタスクＴＳＩ〜ＴＳｎを起動し
た順序に実行させることができるとともに、各タスクＴ
ＳＩ　”ＴＳｎの実行できる時間を有効実行時間ＡＴと
して最大限に確保することができる。その結果、システ
ム全体の処理時間を向上させることができる。また、上
記実施例においては、タスクＴＳＩ〜ＴＳｎを制御グル
ープにわけて行っているため、本発明のタスク管理機能
をグループ毎に設定することができるとともに、本発明
のタスク管理機能を必要としない場合にはそれらを別の
グループとすることができる。

（効果） 本発明によれば、タスクへの変更処理を行うことなく、
タスクの同期をとることができ、また、各タスクの実行
できる時間を最大限に確保することができる。したがっ
て、タスク間の同期をとる必要がある場合にも、システ
ム全体の処理速度を向上させることができる。

８

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明のマルチタスクシステムのタス
ク管理機構の一実施例を示す図であり、第１図はそのマ
ルチタスクシステムのタスク管理機構を適用したデータ
処理装置のブロック図、第２図はそのマルチタスクシス
テムのタスク管理機構の構成図、第３図はそのタスクコ
ントロールブロックの構成図、第４図はそのタスク管理
処理のフローチャート、第５図（Ａ）（Ｂ）はそのグル
ープのつなぎ換えの説明図、第６図（Ａ）（Ｂ）はその
タスクのつなぎ換えの説明図、第７図は印刷処理におけ
る非同期時のタスクの実行状態を示す図、第８図は印刷
処理における従来の同期処理のタスクの実行状態を示す
図、第９図は印刷処理における本発明のタスク管理機構
による同期処理のタスクの実行状態を示す図である。 ｌ・・・・・・データ処理装置、 ２・・・・・・ｃｐｕ。 ３・・・・・・メモリ、 ４・・・・・・タイマ、 ９ １１・・・・・・マルチタスク本体、 １２・・・・・・スケジューラ− １３・・・・・・タイムアウト、 ２１・・・・・・テーブル、 ２２・・・・・・タスクコントロールブロック、ＴＳＩ
　〜ＴＳｎ・・・・・・タスク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プログラムやデータを記憶するメモリと、メモリにある
   プログラムを実行するＣＰＵと、一定時間毎にＣＰＵに
   時間を知らせるタイマと、を備えたデータ処理装置を、
   複数のプログラムで共有するマルチタスクシステムのタ
   スク管理機構において、プログラムにＣＰＵを使用する
   有効実行時間を設定する有効実行時間設定手段と、プロ
   グラムに設定する有効実行時間を各プログラムの実際の
   実行時間から計算する有効時間演算手段と、プログラム
   の実行時間を有効実行時間を越えないように監視する監
   視手段と、実行時間が有効実行時間を越えるまえにＣＰ
   Ｕの使用権を他のプログラムに切り換えるスイッチ手段
   と、を設け、複数のプログラムを常に起動された順序で
   実行させることを特徴とするマルチタスクシステムのタ
   スク管理機構。