JPH0474232A - タスク実行方法及びキャッシュ装置の割り当て方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複数のタスクを時分割的に処理するマルチタス
ク計算機に関する。

（従来の技術） 計算機において、ある目的（仕事）の遂行に大量のデー
タの操作を必要とする場合、そのデ−夕はファイルとし
て保存されるため、データ操作がファイルの使用（参照
、更新）を伴うことが多い。

ところが、ファイルのアクセスは通常計算機の演算スピ
ードに比べ遅いため、ファイル内容の一部をメモリにキ
ャッシュしたり、ＬＡＮ等で結合されたディスク装置上
のリモートファイルの内容をタスクを処理する計算機の
ローカルディスク等にキャッシュしたりすることが多い
。

この時、キャッシュはあくまでファイルの一部を保存す
るものであるため、ファイルのアクセス時には、まずキ
ャッシュ内にアクセスしたい部分が存在するかの検索が
必要となる。そして検索の結果、存在しない場合には改
めてディスク装置をアクセスしなくてはならない。この
ため、この検索時間の短縮と、アクセスする部分がキャ
ッシュ内に存在する確率であるヒツト率の向上がキャッ
シュにおいて重要となる。

ところが、ファイルキャッシュの場合、マツピング方式
として、実体をキャッシュのどこにでも割り付けられる
フルアソシアティブ方式が用いられることが多く、この
場合、キャッシュの検索時間はキャッシュサイズに依存
する。

したかって、検索時間を短縮するためには、キャッシュ
サイズを小さくする必要があるが、逆にヒツト率を向上
するためには、キャッシュサイズを大きくする必要かあ
り、この２つの要求は矛盾してしまう。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来のマルチタスク計算機では検索時
間を短縮するためには、キャッシュサイズを小さくする
必要があるが、逆にヒツト率を向上するためには、キャ
ッシュサイズを太き（する必要があった。

本発明は、上記課題を解決するために創案されたもので
あり、小さいキャッシュサイズて晶いヒツト率を確保し
、検索時間の短縮とヒツト率の向上を実現することが可
能なマルチタスク計算機を提供することを目的とする。

［１明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、 第１の発明は、タスク群を時分割的に実行するマルチタ
スク計算機であって、前記タスク群の各タスク毎に設け
られ、各々のタスクの実行に関与する情報をキャッシュ
する複数のキャッシュ手段と、あるタスクの処理時に、
前記複数のキャッシュ手段のうち該タスクに対応するキ
ャッシュ手段に格納されている情報を検索して必要とす
る情報を読出し、この情報に基づいて演算処理を実行す
る演算処理手段とを具備したマルチタスク計算機であり
、 第２の発明は、第１の発明において、前記タスク群のう
ちの複数のタスクが共有する情報をキャッシュする共有
情報キャッシュ手段をさらに具備し、前記共有する情報
が必要な場合に前記共有情報キャッシュ手段にキャッシ
ュされている情報を検索するマルチタスク計算機であり
、 第３の発明は、第１の発明において、前記タスク群のう
ちの複数のタスクが共有する情報を、この情報を共有す
る複数のタスクに対応する複数のキャッシュ手段のうち
の一部のキャッシュ手段にキャッシュし、あるタスクの
処理時に、該タスクに対応するキャッシュ手段に必要と
する情報がキャッシュされていなかった場合には、他の
キャッシュ手段にキャッシュされている情報を検索する
マルチタスク計算機である。

（作用） 本発明のマルチタスク計算機では、タスク毎にキャッシ
ュ手段に情報がキャッシュされ、キャッシュ手段にキャ
ッシュされている情報が読出されて演算処理される。

したがって、キャッシュのヒツト率が向上し、キャッシ
ュの検索の時間が短縮される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例であるマルチタスク計算機の
構成を示す図である。

同図に示すように、このマルチタスク計算機は情報を格
納するディスク１と、このディスク１を制御するディス
ク制御装置２と、このディスク制御装置２からのデータ
を保持するキャッシュ装置３ａ、３ｂ、−３ｎと、キー
ｉ”ｙシュ装置３ａ。

３ｂ、・・・　３ｎに保持されているデータのファイル
情報を管理するファイル情報管理装置４と、キャッシュ
装置３ａ、３ｂ％・・・　３ｎに保持されているデータ
を読出して演算処理を実行する演算装置５とによって主
要部分が構成されている。

第２図はディスク１に記憶されているファイルのディレ
クトリ構造を示す図である。同図に示すように、全タス
ク共用ファイルファイルエリアに含まれるファイルは、
複数のタスクグループで使用する共用ファイルである。

また第３図はファイル情報管理装置４がもっているファ
イル毎のフォーマット情報を示している。

またディスク１は固定長のブロックの集合から成り、フ
ァイルはいくつかのブロックの連続から構成されている
。第３図のテーブル中「ディスク上での位置情報」の項
は、個々のファイルがディスクのどのブロックの連続か
ら成るかを示している。

さらに、個々のキャッシュ装置３ａ、・・・　３ｎは従
来のキャッシュ装置と同様にブロック毎にディスクのデ
ータを保持する。そして参照／更新するブロックをこの
保持しているデータから検索し、存在すればこのデータ
を用い、存在しない場合は新たにディスクからキャッシ
ュへ転送する。

つぎに、上述した構成のマルチタスク計算機の動作につ
いて説明する。

まず、あるタスクグループＴ１がこのタスクグループＴ
１用のファイルｆｉｌｅ２と共用のファイルｆｉｌｅ＋
を使用した場合の処理の流れを示す。

この場合は演算装置５がタスクグループＴ１の処理中に
ｆ’Ｎｃ２を使用する必要か生じた時に、ファイル情報
管理装置４にファイルを使用するタスクグループ名、フ
ァイル名、ファイル中のどの部分をアクセスするか等の
情報を渡す。

第４図はファイル情報管理装置４が実行する処理を示す
フローチャートである。

まず、ファイル情報管理装置４はファイル情報テーブル
を検索しくステップ４１）、ファイルが共用のファイル
でなく　（ステップ４２）、タスクグループＴ１にはタ
スクグループ用のキャッシュ装置か割当てられていない
ので（ステップ４４）、新たなキャッシュ装置をタスク
グループＴｌ用として割当てる（ステップ４５）。そし
て、そのキャッシュ装置に対して、ディスク１の使用す
るブロックのブロック情報を転送する（ステップ４６）
。キャッシュ装置は前述のように従来のキャッシュと同
様に働き、ブロックの内容を演算装置５に返す。

次に、Ｎ１ｃｌを使用する必要が生じた時には、ｆｌｌ
ｃ２の場合と同様にファイル情報管理装置１２に必要な
情報を渡す。これらの情報を得たファイル情報管理装置
１２は、Ｎ１ｃ２の場合と同様に第４図に従ってファイ
ル情報テーブルを検索するが（ステップ４１）、今回は
ファイルが共用のファイルであるので（ステップ４２）
、共用ファイル用のキャッシュ装置３ａに使用するディ
スクのブロックを伝える（ステップ４３）。このキャッ
シュ装置も従来のキャッシュ装置同様に働き、ブロック
の内容を演算装置５に返す。

以上のような処理をファイルの使用毎に繰返すと、キャ
ッシュ装置はタスクグループ毎に割当てられ、従来１つ
のキャッシュ装置にキャッシュされていたディスクのブ
ロックがこれらのキャッシュ装置に分配される。そのた
め、キャッシュ装置のサイズの合計が従来のキャッシュ
のサイズと等しい場合、毎回のファイル使用時のキャッ
シュ装置での検索時間が従来よりも減少する。また、個
々のキャッシュのサイズを従来のキャッシュサイズを越
えない範囲で大きくしてやることにより、従来手法より
も短い検索時間で高いヒツト率を得ることができる。

つぎに、本発明の他の実施例について説明する。

第５図は本発明の他の実施例であるマルチタスク計算機
の構成を示す図である。第１図に示す構成と同一の部分
には同一の記号を付し、重複する説明を省略する。この
実施例は第１図に示すマルチタスク計算機と共用ファイ
ル用のキャッシュ装置を持たないという点で異なってお
り、キャッシュ装置３ｐ、３ｂ、・・・　３ｎは、すべ
てタスクグループ用となっている。またディレクトリ構
造は第２図に示す構造とは異なり、全タスク共用ファイ
ルエリアとタスクグループ用ファイルエリアに分かれて
いない。さらにファイル情報管理装置４ａが持つファイ
ル情報テーブルは第３図のフォーマットから「共用／個
別フラグ」の項目を除いたフォーマットである。

このファイル情報テーブルを第６図に示す。またタスク
グループＡに対し、タスクグループ用のキャッシュ装置
３ｐが、タスクグループＢに対してキャッシュ装置５３
ｂが割当て済みとし、各々のキャッシュ装置には第７図
のキャッシュドブロックテーブルに登録されているディ
スクのブロックがキャッシュされているとする。

この時、タスクグループＡに属するタスクがｆｉｌｅ５
の第２ブロツクに相当する部分、すなわち、ディスクブ
ロックの１２３５と、ｆｉｌｅＢの第１ブロツクに相当
する部分、すなわち、ディスクブロックの１２４０をア
クセスした場合の処理の流れを以下に説明する。

ます、演算装置５てこのタスクの処理中にｆｉｌｅ５の
第２ブロツクに相当する部分をアクセスする必要か生じ
ると、ファイル情報管理装置４ａにファイルを使用する
タスクグループ名、ファイル名、ファイル中の第何ブロ
ックをアクセスするか等の情報を渡す。これらの情報を
得たファイル情報管理装置４ａは第８図に示すフローチ
ャートに従って処理を実行する。

ます、ファイル情報テーブルを検索し、ファイル“ｆｉ
ｌｅ５″の第２ブロツクがディスクのブロック１２３５
であることを得る（ステップ８１）。このとき要求元の
タスクか属するタスクグループＡ用にキャッシュ装置３
ｐか割当て済みであるので（ステップ８２）、このキャ
ッシュ装置３ｐにブロック１２３５の検索要求を出す（
ステップ８４）。

この要求を受けたキャッシュ装置３ｐは、第９図に示す
フローチャートに従って処理を実行する。

キャッシュドブロックテーブルを検索しくステップ９１
）、ブロック１２３５をキャッシュしていないので（ス
テップ９２）、ファイル情報管理装置５２にブロック１
２３５がキャッシュされていないことを返答する（ステ
ップ９４）。

この返答を受取ったファイル情報管理装置４ａは要求元
のタスクが属するタスクグループＡ用のキャッシュ装置
にブロック１２３５がキャッシュされていす（ステップ
８５）、未検索の他のタスクグループ用キャッシュ装置
が存在するので（ステップ８６）タスクグループＢ用の
キャッシュ装置３ｂに、ブロック１２３５の検索要求を
出す（ステップ８７）。

この要求を受けたキャッシュ装置３ｂは、第９図に従っ
て、キャッシュドブロックテーブルを検索しくステップ
９１）、今回はブロック１２３５をキャッシュしている
ので（ステップ９２）、ブロックの内容を演算装置５に
返送しくステップ９３）、ファイル情報管理装置４ａに
ブロック１２３５がキャッシュされていたことを返答す
る（ステップ９４）この返答を受けとったファイル情報
管理装置４ａは該キャッシュ装置で該ブロックがキャッ
シュされていたので（ステップ８８）、処理を終わる。

次に、ｆｉｌｅ［ｉの第１ブロツクに相当する部分をア
クセスする必要が生じると、ｆｉｌｅ５の第２ブロツク
の場合と同様、ファイル情報管理装置５２にファイルを
使用するタスクグループ名、ファイル名、ファイル中の
第何ブロックをアクセスするか等の情報を渡す。これら
の情報を得たファイル情報管理装置５は、第８図に示す
フローチャートに従って、ファイル情報テーブルを検索
し、ファイル“「１ｌｃ６−の第１ブロツクがディスク
１のブロック１２４０であることを得る（ステップ８１
）。そして要求元のタスクが属するタスクグループＡ用
にキャッシュ装置３ｐが割当て済みであるので（ステッ
プ８４）、このキャッシュ装置３ｐにブロック１２４０
の検索要求を出す（ステップ８２）。

この要求を受けたキャッシュ装置３ｐは、第９図に示す
フローチャートに従って、キャッシュドブロックテーブ
ルを検索しくステップ９１）、ブロック１２４０をキャ
ッシュしていないので（ステップ９２）、ファイル情報
管理装置４ａにブロック１２４０がキャッシュされてい
ないことを返答するステップ９４）。この返答を受取っ
たファイル情報管理装置４ａは要求元のタスクが属する
タスクグループＡ用のキャッシュ装置にブロック１２４
０がキャッシュされていず（ステップ８５）、未検索の
他のタスクグループ用キャッシュ装置が存在するので（
ステップ８６）、まず、タスクグループＢ用のキャッシ
ュ装置３ｂに、ブロック１２４０の検索要求を出す（ス
テップ８７）。この要求を受けたキャッシュ装置３ｂは
、第９図に示すフローチャートに従って、キャッシュド
ブロックテーブルを検索しくステップ９１）、今回もブ
ロック１２４０をキャッシュしていないので（ステップ
９２）、ファイル情報管理装置４ａにブロック１２４０
がキャッシュされていないことを返答する（ステップ９
４）この返答を受取ったファイル情報管理装置４ａは他
に未検索のタスクグループ用キャッシュ装置が存在しな
いので（ステップ８６）、要求元のタスクが含まれるタ
スクグループＡ用のキャッシュ装置３ｐにブロック１２
４０のキャッシュ要求を出す（ステップ８９）。この要
求を受けたキャッシュ装置３ｐは第１０図に従って、キ
ャッシュドブロックテーブルを検索し、キャッシュ用エ
リアに空きか有るので（ステップ１００１）、ディスク
制御装置２を介してディスク１からキャッシュ装置の空
きエリアにブロック１２４０をダウンロードし、キャッ
シュドブロックテーブルに登録する（ステップ１００Ｂ
）とともに、演算装置５にブロック１２４０の内容を返
答する（ステップ１００４）。この結果、キャッシュド
ブロックテーブルは第１１図に示すようになる。

以上のような処理を行うことにより、ファイルを複数タ
スクグループで共用するファイルと、１タスクグループ
でのみ使用するファイルに分類しなくても、同じブロッ
クを複数のタスクグループ用キャッシュ装置にキャッシ
ュすることを防げる。

また、１タスクグループでしか使用されないファイルは
必ず自タスクグループ用キャッシュ装置にキャッシュさ
れるのでキャッシュ済みのブロックの検索時間は１キヤ
ツシユ装置の検索に要する時間内で済み、全体を検索す
る従来の手法により検索時間は短縮される。また、自タ
スククループ用キャッシュ装置でヒツトしなかった場合
、全キャッシュ装置を検索し、１ブロツクは高々１キヤ
ツシユ装置にしかキャッシュされないので、全キャッシ
ュ装置のキャッシュサイズの合計が従来手法の場合のキ
ャッシュサイズと同一であれば、ヒツト率は悪くならな
いし、ヒツトしなかった場合の検索時間も従来手法に比
べ増加しない。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明のマルチタスク計算機によ
れば、タスク毎にキャッシュ手段に情報がキャッシュさ
れるのでキャッシュのヒツト率が向上し、キャッシュの
検索の時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるマルチタスク計算機の
構成を示す図、第２図はディスクに記恒されているファ
イルのディレクトリ構造を示す図、第３図はファイル情
報管理装置かもっているファイル毎のフォーマット情報
を示す図、第４図はファイル情報管理装置が実行する処
理を示すフローチャート、第５図は本発明の他の実施例
であるマルチタスク計算機の構成を示す図、第６図は第
５図に示す実施例のファイル情報管理装置のファイル情
報テーブルを示す図、第７図はキャッシュ装置のキャッ
シュドブロックテーブルを示す図、第８図は第５図に示
す実施例のファイル情報管理装置が実行する処理を示す
フローチャート、第９図はキャッシュ装置が検索要求を
受けたときの処理を示すフローチャート、第１０図はキ
ャッシュ装置かキャッシュ要求を受けたときの処理を示
すフローチャート、第１１図は各処理が終了した後のキ
ャッシュ装置のキャッシュドブロックテーブルを示す図
である。 １・・・ディスク、２・・ディスク制御装置、３ａ。 ３ｂ、　　・・　３ｎ、３ｐ・・・キャッシュ装置、４
．４ａ・・・ファイル情報管理装置、５・・・演算装置
。 第 図 第 図 （ａ）キャノン二装置３ｍのもの （ｂ）キヤノン二装置３ｂのもの 第 図 第 図 第９図 第１ ０図 第１ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）タスク群を時分割的に実行するマルチタスク計算
   機であって、 前記タスク群の各タスク毎に設けられ、各々のタスクの
   実行に関与する情報をキャッシュする複数のキャッシュ
   手段と、 あるタスクの処理時に、前記複数のキャッシュ手段のう
   ち該タスクに対応するキャッシュ手段に格納されている
   情報を検索して必要とする情報を読出し、この情報に基
   づいて演算処理を実行する演算処理手段と を具備することを特徴とするマルチタスク計算機。
2. （２）前記タスク群のうちの複数のタスクが共有する情
   報をキャッシュする共有情報キャッシュ手段をさらに具
   備し、 前記共有する情報が必要な場合に前記共有情報キャッシ
   ュ手段にキャッシュされている情報を検索することを特
   徴とする請求項１記載のマルチタスク計算機。
3. （３）前記タスク群のうちの複数のタスクが共有する情
   報を、この情報を共有する複数のタスクに対応する複数
   のキャッシュ手段のうちの一部のキャッシュ手段にキャ
   ッシュし、あるタスクの処理時に、該タスクに対応する
   キャッシュ手段に必要とする情報がキャッシュされてい
   なかった場合には、他のキャッシュ手段にキャッシュさ
   れている情報を検索することを特徴とする請求項１記載
   のマルチタスク計算機。