JPH04338837A - プロセススケジュール方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は計算機システムにおける
プロセススケジュール方式に関し、特に複数のプロセッ
サが主メモリを共用し、複数の仕事を複数のプロセスに
より並行して実行する密結合マルチプロセッサシステム
における高性能プロセススケジユール方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】各プロセッサで走行するオペレーティン
グシステム（例えばＶＯＳ３／ＡＳ）は一般にプロセス
の実行の制御、特にスケジューリングを行う。オペレー
ティングシステムは、そのスケジュール機能により、実
行可能なプロセスの一つをスケジュールキューから選択
して実行を開始する。ＶＯＳ３／ＡＳオペレーティング
システムの概要は（株）日立製作所発行のマニュアル、
スーパバイザ概説に記載されている。一般に、計算機シ
ステムのユーザから見た作業の単位（これを仕事とここ
では呼ぶ）は、計算機システムの中では複数のプロセス
として実行される。従って、一つのプロセスに対応する
複数のプロセスは同一のデータにアクセスする機会が他
のプロセスに比較して多いと推定される。同一の仕事を
行う複数のプロセスすべてを特定のバッファメモリに対
応するプロセッサグループに括り付けることにより、バ
ッファヒット率の改善が予測される。しかしながら、従
来のプロセスとプロセッサとの括り付けは、上記の仕事
との関連にかかわらずプロセス単位に行われていた。

【０００３】従来プロセススケジュールのためのプロセ
スと特定のプロセッサグループを括り付ける方式として
、例えば特開昭６２−７５７３９　号に開示されたアフ
ィニティを用いる方式が知られている。また、特願平２
−１８３９４２　号によれば、プロセスとバッファメモ
リに対応して定義されたプロセッサグループを括り付け
る方式が提示されている。

【０００４】図８に従来のプロセススケジュール方式に
よるプロセスのバッファメモリ括り付けの一例を示す。 主メモリ１を共用するプロセッサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄは、同等の処理能力を持ち、各々独立にプロセスを処
理することができる。プロセッサ２ａと２ｂ、２ｃと２
ｄはそれぞれバッファメモリ６ａｂ，６ｃｄを共用する
。また、オペレーティングシステムが管理情報を記憶す
るのに使用するシステムテーブル５を主メモリ１上に持
つ。主メモリ上にプロセス情報を管理するための領域（
プロセステーブル）１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉを
プロセス対応に持っている。同様にプロセッサ２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄに対応して、ＩＰテーブル３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄを持つ。

【０００５】また、ＩＰテーブルには、プロセッサグル
ープ（以後ＶＩＰと呼ぶ）との対応関係をビットごとに
表現したサービス可能ＶＩＰビットマップ４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄが設けられている。本実施例では３種のＶＩ
Ｐを想定している。ビットマップのビット０，ビット１
，ビット２は、前記３種のＶＩＰ（ＶＩＰ０，ＶＩＰ１
，ＶＩＰ２）との対応関係を各々表しており、あらかじ
めシステム開始パラメータに従って図８に示すように設
定されている。ビットが１の時、そのＩＰはＶＩＰのメ
ンバである。

【０００６】本実施例では、ＶＩＰ０は全プロセッサよ
りなるプロセッサグループであり、ＶＩＰ１は、バッフ
ァメモリ６ａｂに対応するプロセッサグループであり、
ＶＩＰ２はバッファメモリ６ｃｄに対応するプロセッサ
のグループである。プロセステーブル１０ｆ，１０ｇ，
１０ｈ，１０ｉの中に対応するＶＩＰを表すプロセスＶ
ＩＰビットマップ１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉをそ
れぞれ含む。プロセスＶＩＰビットマップには図８に示
すようにプロセスの生成時にパラメータによりあらかじ
めＶＩＰとの対応が設定されている。プロセスのうち実
行可能なものはシステムテーブルから繋がっているスケ
ジュールキューに入っている。ＶＩＰ０，ＶＩＰ１，Ｖ
ＩＰ２に対応してＶＩＰテーブル８ｋ，８ｌ，８ｍが主
メモリ上にある。

【０００７】ＶＩＰテーブル中には、ＶＩＰビットマッ
プ１２０ｋ，１２０ｌ，１２０ｍをそれぞれ持つ。ＶＩ
Ｐビットマップは図８に示すように自ＶＩＰに対応する
ビットがオンに設定されており、プロセステーブルのプ
ロセスＶＩＰビットマップの設定に使用される。

【０００８】プロセッサ２ａはプロセスのスケジュール
の際に下記の処理を行い実行可能なプロセスを選択する
。まず、自プロセッサに対応するＩＰテーブル３ａを見
つける。その中のサービス可能ＶＩＰビットマップ４ａ
よりＶＩＰ０とＶＩＰ１が対応するＶＩＰである事を知
る。次にプロセスキューをサーチし、ＶＩＰ０３あるい
はＶＩＰ１に対応するプロセスを見つけプロセスキュー
から外し、実行開始する。

【０００９】このような処理を行なうにあたり、従来の
方式ではどのプロセスをどのプロセッサと括り付けるか
は人間が決定し、計算機に指示していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、プ
ロセスとプロセッサグループとの対応関係を人手で決定
していたことから、処理が繁雑となるとともに、実際の
使用状況と対応した設定がなされず、プロセスのバッフ
ァメモリの括り付け方式の利点が生かされないという心
配があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、プロセスのバッファメモリ上のデータ
の有効活用の度合いをモニタし、その高いプロセスのみ
をシステムがグループ分けし、バッファメモリに括り付
けることにより、人手の介入を無くすとともに、設定誤
差の排除をねらっている。また、プロセスの上位概念で
ある仕事を利用し、上記括り付けの判断をこの仕事単位
に行い、同一の仕事を分担するプロセス間のデータの受
け渡しを効率よく行えるよう考慮した。さらにシステム
の判断を監視し人手で変更する手段として、各仕事のバ
ッファデータの有効活用状況をグラフとして表示すると
ともに、しきい値の設定をカーソルの移動により可能と
した。

【００１２】

【作用】本発明のプロセススケジュール方式によればバ
ッファメモリのデータの再利用の度合いの高いプロセス
はバッファメモリに括り付けられて高効率で処理すると
ともに、バッファメモリのデータ活用の度合いの低いプ
ロセスはプロセッサを限定しないことによりプロセッサ
間の処理のバランスを保つことができる。さらに仕事単
位にこの括り付けの評価をシステムが行なうことにより
、プロセス間のデータ引き継ぎも考慮してプロセスとプ
ロセッサを括り付けることができる。

【００１３】

【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。図１は、本発明の実施例に係るプロセスス
ケジュール方式におけるシステム構成を示す図である。 従来方式のシステム構成図１に対して追加されている点
は、プロセステーブル内にプロセスヒットカウント１１
ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉおよびプロセス処理時間１
３ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉを、ＶＩＰテーブル内に
ＶＩＰ処理時間１２１ｋ，１２１ｌ，１２１ｍをそれぞ
れ持つことである。また、システムテーブル５内にヒッ
トカウントしきい値７を持つ。さらに、仕事に対応する
仕事テーブル１５ｐ，１５ｑ，１５ｒが主メモリ上にあ
る。 仕事テーブル１５ｐ中の関連プロセスリスト１６ｐはこ
の仕事に対応するプロセスのプロセステーブル１０ｆ，
１０ｈを指しており、仕事ＩＤ１９ｐはこの仕事の識別
子である。仕事テーブル１５ｑ，１５ｒに関しても同様
に関連プロセスリスト１６ｑ，１６ｒ及び仕事ＩＤ１９
ｑ，１９ｒをふくむ。また、仕事テーブル内に仕事処理
時間１４ｐ，１４ｑ，１４ｒ、仕事ヒットカウント１７
ｐ，１７ｑ，１７ｒおよび仕事ＶＩＰビットマップ１８
ｐ，１８ｑ，１８ｒを含む。

【００１４】さらに、ハードウェアとしてプロセッサ毎
にプロセッサヒットカウント１１０ａ，１１０ｂ，１１
０ｃ，１１０ｄおよびプロセッサタイマ１１１ａ，１１
１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄを持つ。プロセッサヒットカ
ウントは、ソフトウェアにより読み取りとリセットが可
能であり、当該プロセッサがバッファメモリをアクセス
し、それがヒットである毎に１カウントアップされる。 また、プロセッサタイマもソフトウェアにより読み取り
とリセットが可能であり、リセット以降の当該プロセッ
サの処理時間を測定する事ができる。

【００１５】図２にオペレーティングシステムにより行
われる本方式のプロセススケジュール処理の流れを示す
。以下プロセッサ２ａがスケジュール処理を行なう場合
の処理の流れを一例として述べる。プロセッサ２ａはま
ず、自分に対応するＩＰテーブル３ａを求め、サービス
可能ＶＩＰビットマップ４ａからＶＩＰ０，ＶＩＰ１に
対してサービス可能であることを知る（ブロック２０１
）。システムテーブル５からスケジュールキューのサー
チを開始する（ブロック２０２）。プロセステーブル１
０ｆ中のプロセスＶＩＰビットマップ１２ｆに対して前
述のＶＩＰ０，ＶＩＰ１がオンであるかを調べる（ブロ
ック２０３）。すべてオフの場合、スケジュールキュー
上の次のプロセステーブル１０ｇを求める（ブロック２
０４）。次のプロセステーブルがあるかをチェックし（
ブロック２０５）、ない場合、プロセッサはＷＡＩＴ状
態となる（ブロック２０６）。この例では、次のプロセ
ステーブルがあるので、ブロック２０３へ戻り、今度は
プロセスＶＩＰビットマップにＶＩＰ１が設定されてい
るため、プロセステーブル１０ｇをスケジュールキュー
から外す（ブロック２０７）。次にプロセスの環境（レ
ジスタ等）をプロセステーブルから回復し（ブロック２
０８）、プロセッサビットカウント１１０ａおよびタイ
マ１１１ａをクリヤし（ブロック２０９）、当該プロセ
スの実行を開始する（ブロック２１０）。

【００１６】実行中のプロセスは、当該プロセスからの
入出力の発生によるその完了待ち、あるいはより高いプ
ライオリティの実行可能プロセスの発生により中断され
る。図３は、オペレーティングシステムにより実行され
る実行中プロセスの中断時の処理の流れである。まず、
プロセスに対応するプロセステーブルを求める（ブロッ
ク３０１）。プロセッサヒットカウントをプロセスヒッ
トカウントに加算し、プロセッサタイマをプロセス処理
時間に加算する（ブロック３０２）。レジスタ等のプロ
セス実行環境をプロセステーブルに待避し（ブロック３
０３）、プロセスが実行可能な場合、プロセスをスケジ
ュールキューに戻す（ブロック３０４，３０５）。最後
に図２で示したスケジュール処理に行く（ブロック３０
６）。プロセスとプロセッサの括り付けは、オペレーテ
ィングシステムにより定期的に見直される。また、この
見直しをオペレータの指示により臨時におこなわせるこ
とができる。図４は、オペレーティングシステムにより
定期的にあるいはオペレータの指示により起動されるプ
ロセス処理時間およびバッファメモリのヒットカウント
モニタ処理の流れを示す。

【００１７】まず、自プロセスのプロセスＶＩＰビット
マップにＶＩＰ０のＶＩＰビットマップの内容を複写す
る（ブロック４０１）（本実施例ではＶＩＰ０は全プロ
セッサ共通のＶＩＰとなっている事を仮定している）。 次に、各仕事テーブルを順にサーチし（ブロック４０２
）、ＶＩＰ１のＶＩＰビットマップの内容を関連プロセ
スリストで対応付けられたプロセステーブルのプロセス
ＶＩＰビットマップに設定し、プロセスヒットカウンタ
およびプロセス処理時間をクリヤする（ブロック４０３
）。

【００１８】次に、全プロセッサのプロセッサヒットカ
ウントおよびプロセッサタイマをクリヤし（ブロック４
０４）、一定の時間通常の処理を行なう（ブロック４０
５）。その後、この仕事に対応するプロセスのプロセス
ヒットカウントの値の和を仕事ヒットカウントに設定し
、プロセス処理時間の和を仕事処理時間に設定し、プロ
セスＶＩＰビットマップをＶＩＰ０のＶＩＰビットマッ
プの値に戻す（ブロック４０６）。次の仕事テーブルを
捜し、もしあればブロック４０３へ戻る（ブロック４０
７，４０８）。もしなければ、括り付けの設定処理を開
始する（ブロック４０９）。

【００１９】本実施例では、バッファメモリ６ａｂと６
ｃｄの、容量および接続プロセッサ台数は等しい。従っ
て、ＶＩＰ１，ＶＩＰ２のプロセスを括り付けた場合の
仕事ヒット率，仕事処理時間もほぼ等しいと仮定し、Ｖ
ＩＰ１についてのみこれらの値の実測を行っているた。

【００２０】図５はオペレーティングシステムにより、
前述のプロセス処理時間およびバッファメモリのヒット
カウントのモニタ処理、あるいは後述のしきい値変更処
理に、引き続いて行われるプロセスとバッファメモリの
括り付けの設定処理の流れを示す。前処理として、全Ｖ
ＩＰテーブルのＶＩＰ処理時間をクリヤし（ブロック５
０１）、全仕事テーブルのＶＩＰビットマップをクリヤ
する（ブロック５０２）。仕事テーブルのエントリの中
から仕事ヒットカウントがしきい値より上で、仕事ＶＩ
Ｐビットマップが未設定のもののうち仕事処理時間が最
大のものを選ぶ（ブロック５０３）。

【００２１】このような仕事テーブルが見つかれば（プ
ロック５０４）、づきにＶＩＰテーブルからＶＩＰ処理
時間の最少のものを見つける（ブロック５０５）。見つ
けたＶＩＰテーブルのＶＩＰ処理時間に前記仕事テーブ
ルの仕事処理時間を加算する（ブロック５０６）。また
、仕事テーブルの仕事ＶＩＰビットマップおよびその仕
事に関連するプロセスのプロセスＶＩＰビットマップに
前記のＶＩＰテーブルのＶＩＰビットマップを設定し（
ブロック５０７）、ブロック５０３へ戻る。ブロック５
４０で仕事テーブルのエントリが見つからなければ処理
を終了する（ブロック５０８）。

【００２２】プロセス括り付けの判定基準として使用さ
れるしきい値は、オペレータの指示により、オペレーテ
ィングシステムが変更する。図６はしきい値の変更の際
に表示される仕事毎のヒットカウントとヒットカウント
しきい値の変更画面である。図７にオペレータからしき
い値変更の指示が入力された場合に、オペレーティング
システムが実行するしきい値変更の処理の流れを示す。 まず、各仕事テーブルから仕事ヒットカウントを求め、
仕事ＩＤと対応させて図６のようにグラフを表示する（
ブロック７０１）。次に、ヒットカウントしきい値をこ
れに重ねて表示し、オペレータの入力を待つ（ブロック
７０２，７０３）。オペレータの入力がカーソルの上下
指示ならば、これに従いヒットカウントしきい値を更新
し（ブロック７０４，７０５）、ブロック７０２へ戻る
。そうでなければ、処理を終了して括り付け設定処理を
開始する（ブロック７０６）。

【００２３】本実施例において、図２，図３，図４，図
５の処理は、同時に複数のプロセッサにより実行すると
、データに矛盾を生じる可能性がある。従って、オペレ
ーティング内の排他制御機能（詳細説明省略）により、
同時には１個のプロセッサのみで、割込み禁止状態で実
行される。同様に、意味のない表示を避けるため、図４
の処理と図７のブロック７０１の処理も同時には実行し
ないように、オペレーティングシステムの排他制御機能
が働く。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、システムは各プロセスを
関連する仕事対応にバッファメモリに括り付けるかどう
か、実際のヒットカウントおよび処理時間をもとに自動
設定する事ができ、有効な括り付けとそれによるバッフ
ァヒット率の改善が可能である。また、その際に使用す
るしきい値を設定する操作の容易な画面インタフェイス
を設けたことにより、誰でもしきい値の設定および変更
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図である
。

【図２】本発明のプロセススケジュールの処理の流れを
示す図である。

【図３】本発明の実行中プロセスの中断の処理の流れを
示す図である。

【図４】本発明のプロセスの処理時間およびバッファヒ
ットカウントのモニタ処理の流れを示す図である。

【図５】本発明のプロセスのバッファ括り付けの設定処
理の流れを示す図である。

【図６】本発明のヒットカウントしきい値の設定時の画
面を示す図である。

【図７】本発明のヒットカウントしきい値の設定の処理
の流れを示す図である。

【図８】従来のシステムのシステム構成図である。

【符号の説明】

１…主メモリ、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…プロセッサ、
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…ＩＰテーブル、５…主メモリ
、１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ…プロセステーブル
、１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ…仕事テーブル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のプロセッサが主メモリを共用し、主
   メモリとプロセッサの間に複数のバッファメモリを備え
   、複数の仕事を各々複数のプロセスに対応させて並行し
   て実行する密結合マルチプロセッサシステムで、プロセ
   スを一部のプロセッサでのみ動作させるようスケジュー
   ルする機能を有するシステムにおいて、各プロセスのバ
   ッファメモリ中のデータを再利用する単位時間当りの回
   数をモニタして仕事毎に集計する機能を設け、各仕事毎
   に対応するプロセスを一時的に各バッファメモリに対応
   するプロセッサに括り付けてモニタを行い、この結果に
   より各仕事に対応するプロセスを各バッファメモリに括
   り付けるか括り付けないかを決定するプロセススケジュ
   ール方式。
2. 【請求項２】前記密結合マルチプロセッサシステムで、
   プロセス対応のプロセッサ使用時間をモニタする機構を
   設け、この合計時間により各プロセスをバッファメモリ
   に括り付ける請求項１のプロセススケジュール方式。
3. 【請求項３】前記密結合マルチプロセッサシステムで、
   各仕事対応に単位時間あたりのバッファメモリのデータ
   再利用回数を表示させ、これに対してカーソルにより括
   り付けを行なうスレッショルド値を重ね合わせて表示さ
   せ、しきい値以上のデータ再利用率の仕事のみをプロセ
   ッサとの括り付けの対象とする請求項１のプロセススケ
   ジュール方式。