JPH04116742A - 仮想記憶システムにおけるメモリ割り当て方式 - 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、情報処理に係り、特にページング処理におけ
る、ページフォールト率を低減させる方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、ページング処理における局所参照性向上に関する
技術としては、益田隆司、亀田壽夫著「オペレーティン
グシステムの性能解析Ｊ　　（１９８２年）第９３頁か
ら第９７頁において論じられている。しかし、対象が手
続きコードや静的なデータ又は行列に限られており配列
、構造体及びリスト等の複合的なデータを動的に確保し
使用するプログラムについての考慮がなされていなかっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

配列、構造体及びリスト等の複合的なデータを動的に確
保し使用するプログラムでは、データの発生順にメモリ
を確保し割り当てる方式が一般的であるが、この場合、
次のような不都合が生じることがある。すなわち、（１
）参照頻度の高い小さなデータと（２）参照頻度の低い
大きなデータとが交互に発生する場合では、同一ページ
に上記の（１）と（２）のデータが混在することになり
局所参照性が低下し、結果的にページフォールト率が高
くなる。また、データの発生Ｊ＠にメモリを割り当てた
場合、一つのデータが二つ以上のページにまたがる可能
性があり、この時も局所参照性が低下し、ページフォー
ルト率が高くなる。

本発明の目的は、このような状況を回避するために、個
々のデータの参照頻度や大きさに応じて割り当てるペー
ジを分けることで局所参照性を高め、結果的にページフ
ォールト率を低下させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、論理ページをデータの参照頻度と大きさに
よってグループに分け、参照頻度の高いデータをできる
だけ局所化することにより達成される。

すなわち、論理ページを第３図のように三つのグループ
に分け、それぞれのグループ内のページに割り当てるデ
ータの特性を次のように規定する。

１のグループには、参照頻度が最も高く、−要素の大き
さが比較的小さい種類のデータを割り当てる。

２のグループには、参照頻度が比較的高く、−要素の大
きさが比較的大きい種類のデータを割り当てる。

３のグループには、上記１，２以外の種類のデータを割
り当てる。

一方、グループ内でのメモリ割り当て方法は以下の規則
に従う。

（１）データの発生頻度に論理アドレスの若いほうから
すきまなく割り当てることを原則とする。

（２）一つのデータがページをまたがる場合は、上位ペ
ージの未割り当て部分をそのままにして、次のページの
先頭から割り当てる。

（３）上位ページに未割り当て部分があり、当該データ
がその部分に納まる大きさなら、そこに割り当てる。

（４）　（３）について複数の候補があるなら、論理ア
ドレスの若いほうを優先する。

（５）あらかじめ用意した論理ページ群に亘って十分な
空きがなくなったときは、他のグループについて（１）
〜（４）を適用する。

なお、各グループに割り当てる論理ページの数は、初期
処理にて自由に設定することが可能とする。

〔作用〕

一般のプログラムでは、使用するデータの参照頻度を厳
密に求めることは困難である。そのため各々のデータを
どのグループに割り当てればよいかを決定するのが雛し
く、データとグループとの対応を最適にするには、すべ
ての組合せを試す必要がある。しかし、当該プログラム
設計者自身の考察によれば、はとんどの組合せは始めか
ら除外でき、残ったいくつかの組合せだけについて実験
。

検証することで、はとんど最適な組合せを発見できるは
ずである。

また、論理アドレス空間をいくつかのグループに分ける
ことで、分割損が発生し、論理アドレス空間全体の使用
効率が低下する恐れがあるが、これは、前項グループ内
でのメモリ割り当て方法の（５）により回避できる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を示す、なお１本実施例は、パ
ーソナルコンピュータにおけるエキスパートシステム構
築ツールプログラムでの例である。

第２図に、Ｃ言語による本プログラムでのグループ設定
ルーチンとメモリ割り当てルーチンの外部仕様を示す。

第２図の１のルーチンは、第１引数としてグループの数
、第２引数として各グループの論理ページ数を格納した
配列のポインタを指定して論理ページのグループ分けを
行う。このルーチンは、プログラムの初期処理で呼び出
され、物理ページ数やデータ量等によってグループの構
成を自由に設定することができる。

第２図の２のルーチンは、第１引数としてグループ番号
、第２引数として割り当てるメモリの大きさを指定して
割り当てられた論理アドレスを得る。このルーチンは、
推論実行中にメモリが必要となったときに呼び出され、
本実施例の場合では第３図のように三つのグループに分
けた論理ページにメモリを割り当てる。

次に第１図に本プログラムでのメモリ割り当てルーチン
の流れ図を示す２まず、判定２１にて示すようにグルー
プ１への割り当て要求の場合１判定２４にて示すように
空きがあるページを探し、空きがある場合は割り当て処
理１でグループ１に割り当て、空きがない場合はグルー
プ２への割り当て要求とする。なお、割り当て処理は前
述の規則に従って行う。本実施例の場合では、グループ
１には、セルと呼ばれる推論中の状態を記憶しておく作
業領域を割り当てた。セルは、参照回数が全体の８０％
以上であり最も参照頻度が高い。

判定２２．２５においてもグループ１と同様にグループ
２内のページから空きを探す。本実施例の場合では、グ
ループ２には、推論を制御する命令コードやフレームと
呼ばれる知識の管理テーブル等の比較的参照頻度の高い
データを割り当てた。

判定２３にて示すように、グループ３内のページに空き
がない場合には割り当て不可能としてエラー処理を行う
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下のような効果がある。

参照頻度が８５％のデータが全体の３８％を占める場合
、このデータを第３図に示すようなグループ１に割り当
てたときは、データの発生順に割り当てたときに比べて
、ページフォールト率が６．３％から３．２％へ２分の
１に低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図はメモリ割り当てルーチンの流れ図、第２図は本
発明の一実施例のグループ設定ルーチンとメモリ割り当
てルーチンの外部仕様を示す図、第３図はグループ分け
した論理ページの状態を示す図である。 躬　１　悶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ページング方式を採用した仮想記憶システムにおい
   て、データをその参照頻度と大きさとに着目していくつ
   かのグループに分け、別種グループのデータが、極力同
   一ページ内に存在しないようにメモリを割り当てること
   で、データの局所参照性を高め、ページフォールト率を
   低減させることを特徴とする、仮想記憶システムにおけ
   るメモリ割り当て方式。