JPH05241958A - 仮想記憶制御方式 - Google Patents

仮想記憶制御方式

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JPH05241958A
JPH05241958A JP4075421A JP7542192A JPH05241958A JP H05241958 A JPH05241958 A JP H05241958A JP 4075421 A JP4075421 A JP 4075421A JP 7542192 A JP7542192 A JP 7542192A JP H05241958 A JPH05241958 A JP H05241958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
page
transfer
arithmetic processing
processing unit
synchronous
Prior art date
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Application number
JP4075421A
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English (en)
Inventor
Yuji Murotani
祐二 室谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 拡張記憶装置を使用した仮想記憶制御におい
て,ページイン/ページアウトに係わる演算処理装置と
入出力処理装置との間の負荷を制御することを目的とす
る。 【構成】 拡張記憶装置40を使用した仮想記憶システ
ムにおいて,演算処理装置10を使用した同期形ページ
転送手段1、あるいは入出力処理装置20を使用した非
同期形ページ転送手段2を、転送サイズによる判定手段
4,演算処理装置待ちタスク数による判定手段6,ある
いは演算処理装置占有時間による判定手段8を使用する
ことにより選択し、主記憶装置30と拡張記憶装置40
との間でページテキストの転送を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主記憶装置と拡張記憶
装置とを備えた電子計算機システムに関し、特にその仮
想記憶制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、拡張記憶装置を備えていない電
子計算機システムでは、仮想記憶空間の仮想ページとし
て、磁気ディスク装置、もしくは半導体素子を使用した
電子ディスク装置を使用していた。従ってページイン/
ページアウトのページテキスト転送動作は、演算処理装
置から入出力処理装置を起動して、演算処理装置とは非
同期に行う入出力動作方式によって実現していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
は、拡張記憶装置を仮想記憶空間の仮想ページとして備
えていないシステムにおいて、ページイン/ページアウ
ト動作を行うとき、演算処理装置を占有した同期形転送
と、入出力装置を使用した非同期形転送とで使い分ける
ことが不可能であり、システムの演算処理装置と入出力
処理装置との付加バランスを考慮した転送方式を選択で
きないため、システムの総合性能が十分ではない点であ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、仮想記憶空間
に対するページイン、もしくはページアウト動作におい
て、主記憶装置と拡張記憶装置との間のページテキスト
転送を、演算処理装置を使用して同期的に行うか、ある
いは入出力処理装置を使用して非同期的に行うかを転送
サイズのしきい値、演算処理装置の割当てを待つタスク
数のしきい値、あるいは1つのタスクが占有する演算処
理装置時間のしきい値によって選択し、負荷のバランス
をとることに特徴がある。
【0005】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明による仮想記憶制御方式の
一実施例を示すブロック構成図である。本実施例におい
て、10は演算処理装置,20は入出力処理装置,30
は主記憶装置,40は拡張記憶装置である。また、1は
同期形ページ転送手段,2は非同期形ページ転送手段,
3は転送サイズしきい値設定手段,4は転送サイズ判定
手段,5は演算処理装置待ちタスク数しきい値設定手
段,6は待ちタスク数判定手段,7は演算処理装置占有
時間しきい値設定手段,8は占有時間判定手段である。
【0006】図2は本発明による仮想記憶制御方式のペ
ージイン処理とページアウト処理とを含む一動作例を示
す説明図である。まず、図2を参照して、本発明による
仮想記憶制御におけるページイン処理と、ページアウト
処理とを説明する。本実施例では、仮想記憶空間50
は、主記憶装置30を実ページとし、拡張記憶装置40
を仮想ページとする。なお、本実施例は、拡張記憶装置
40にプログラムおよびデータが格納されている状態か
ら説明する。プログラムが仮想記憶空間50内の或る仮
想アドレス51をアクセスした際に、ページ不在割込み
が発生すると、オペレーティングシステムは下記の手順
でページイン処理を行う。
【0007】まず、主記憶装置30の内部の未割り当て
実ページ31を確保する。次に、該仮想記憶空間50の
ページ変換テーブル60を参照して、仮想ページ41に
該当ページテキストが存在することを知り、拡張記憶装
置40の仮想ページ41から主記憶装置30の実ページ
31へ、ページテキストを転送する。また、前記ページ
インで割り当てる主記憶装置30の実ページが枯渇する
と、オペレーティングシステムは下記の手順でページア
ウト処理(ページスチール処理ともいう。)を行う。
【0008】主記憶装置30のうちから既に割当済みの
実ページ集合を走査し、各ページのアクセス履歴をもと
にして、LRUアルゴリズムによって、取り上げる実ペ
ージを選択する。ここで選択した実ページ32が前のペ
ージイン後に更新されている場合には、該仮想記憶空間
50のページ変換テーブル60を参照して、割当てられ
ている仮想アドレス52に対応する仮想ページ42へ、
実ページ32のページテキストを転送する。その後、該
実ページ32を未割当て実ページとして返却する。な
お、前記ページインおよびページアウト処理は、1ペー
ジ(通常4096バイト)単位に行う場合と、複数ペー
ジをまとめて行う場合とがある。
【0009】ここで、主記憶装置30を実ページとし、
拡張記憶装置40を仮想ページとして使用するものとす
る。この場合、仮想記憶空間の実ページと仮想ページと
の間でページテキストを転送する方式としては、同期形
ページ転送手段1と、非同期形ページ転送手段2とのい
ずれかを選択することができる。同期形ページ転送手段
1によるものは、ページ転送指示を演算処理装置10に
対する転送命令として実行し、転送が完了するまで演算
処理装置10を占有する方式である。
【0010】また、非同期形ページ転送手段2によるも
のは、演算処理装置10から入出力処理装置20に対し
てページ転送指示を起動し、転送の完了は入出力処理装
置20から演算処理装置10への入出力終了割込みによ
って通知する方式である。ここで、入出力装置20に転
送を指示したのち、ページイン、もしくはページアウト
を要求したタスクから演算処理装置10を解放し、他の
タスクに演算処理装置10を割当てることができる。
【0011】前者の同期形ページ転送手段1によるもの
は、公社の非同期形ページ転送手段2によるものに比
べ、入出力処理装置20への入出力指示スケジュール、
および入出力終了割込みに伴うタスク切替えのオーバヘ
ッドがなく、転送に係わる処理時間の点では勝る。しか
し、多重プログラムの実行環境では、演算処理装置1と
入出力処理装置2とを適当に使用してシステムの高スル
ープットが得られるように、同期形ページ転送手段1と
非同期形ページ転送手段2とを適当に使い分けるための
選択手段が必要である。以下に、これらについて説明す
る。
【0012】図3は、転送サイズによる同期/非同期の
選択を示す説明図である。図3を参照して、転送サイズ
による同期/非同期ページ転送方式選択手段の動作を説
明する。まず、転送サイズしきい値設定手段3は、同期
形ページ転送手段1で1回に転送する転送量のしきい値
300を設定する。或る1回のページイン動作もしくは
ページアウト動作において、対象とする転送ページ量3
01が決定すると、転送サイズ判定手段4は、該転送ペ
ージ量301と前記しきい値300とを比較判定し、同
期ページ転送手段1と非同期転送手段2とのどちらを使
用するかの選択を下記のようにして決定する。
【0013】転送ページ量301がしきい値300未満
の場合には、同期ページ転送手段1を選択する。一方、
転送ページ量301がしきい値300以上の場合には、
非同期ページ転送手段2を選択する。この選択は、下記
の理由による。
【0014】同期ページ転送手段1の転送に係わる演算
処理装置10の消費時間は転送ページ量301にほぼ比
例する。一方、非同期ページ転送手段2の入出力スケジ
ューリング、および入出力終了割込みに係わる演算処理
装置10の消費時間は転送ページ量301には依存しな
い。すなわち、演算処理装置10に対する前者の消費時
間と後者の消費時間とが平衡する転送ページ量を前記し
きい値300として、演算処理装置10に時間を消費し
すぎないように非同期ページ転送手段2は調整をする。
【0015】図4は、タスク数による同期/非同期ペー
ジ転送方式選択手段の動作を示す説明図である。次に、
図4を参照して、本発明のタスク数による同期/非同期
ページ転送方式の動作を説明する。まず、演算処理装置
待ちタスク数しきい値設定手段5は、同期形ページ転送
手段1を使用する判定条件として、システム内の演算処
理装置待ちタスク数のしきい値500を設定する。
【0016】或る1回のページイン動作、もしくはペー
ジアウト動作時点において、待ちタスク数判定手段6
は、その時点の演算処理装置待ち行列上の待ちタスク数
501を求め、待ちタスク数501と前記しきい値50
0とを比較して判定を行い、前記同期ページ転送手段1
と非同期転送手段2とのどちらを使用するかを下記のよ
うに選択する。その時点で、システムの待ちタスク数5
01がしきい値500未満の場合には、前者の同期ペー
ジ転送手段1を使用する。一方、待ちタスク数501が
しきい値500以上の場合には、後者の非同期ページ転
送手段2を使用する。この選択は、下記の理由による。
【0017】同期ページ転送手段1は、演算処理装置1
0を占有する。このため、演算処理装置待ちのタスクが
滞留している場合には、非同期ページ転送手段2で入出
力スケジューリングを行ってから、終了割込みを通知さ
れるまでの間の時間を他の待ちタスクに演算処理装置1
0を割り当てる。これによって、多重プログラム実行環
境において、演算処理設置10を平等に割り当てるよう
に調整することができる。
【0018】図5は、演算処理装置占有時間による同期
/非同期ページ転送方式選択手段の動作を示す説明図で
ある。最後に、図5を用いて、本発明の演算処理装置占
有時間による同期/非同期ページ転送方式選択手段を説
明する。まず、演算処理装置占有時間しきい値設定手段
7は、同期形ページ転送手段1を使用する判定条件とし
て、1つのタスクの演算処理装置占有時間のしきい値7
00を設定する。
【0019】或るタスクの1回のページイン動作、もし
くはページアウト動作時点において、占有時間判定手段
8は、まず、該タスクが最後に演算処理装置10を割当
て、てから、その時点までに消費した演算処理装置占有
時間701を算出する。次に、演算処理装置占有時間7
01と前記しきい値700を比較して判定を行い、同期
ページ転送手段1と非同期転送手段2とのどちらを使用
するかを下記のように選択する。
【0020】該タスクの占有時間701がしきい値70
0未満の場合には、前者の同期ページ転送手段1を使用
する。一方、占有時間701がしきい値700以上の場
合には、後者の非同期ページ転送手段2を使用する。
【0021】この選択は、下記の理由による。同期ペー
ジ転送手段1は演算処理装置10を占有する。このた
め、演算処理装置10を占有しすぎた場合には、非同期
ページ転送手段2で入出力スケジューリングを行ってか
ら終了割込みを通知されるまでの間の時間、他のタスク
に演算処理装置10を割当てている。これによって、多
重プログラム実行環境において、演算処理装置10を平
等に割り当てるように調整することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明では、拡張記憶装置を仮想記憶空
間の仮想ページとして使用できるシステムにおいて、ペ
ージイン/ページアウト動作を行う際に、演算処理装置
を占有した同期形転送と、入出力装置を使用した非同期
形転送とを使い分けることが可能になり、システムの演
算処理装置と入出力処理装置との負荷バランスを考慮し
た転送方式の選択が可能になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による仮想記憶制御方式の一実施例を示
すプロック構成図である。
【図2】本発明におけるページイン処理と、ページアウ
ト処理とを含む動作例を示す説明図である。
【図3】転送サイズによる同期/非同期の選択を示す説
明図である。
【図4】タスク数による同期/非同期ページ転送方式選
択手段の動作を示す説明図である。
【図5】演算処理装置占有時間による同期/非同期ペー
ジ転送方式選択手段の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1 同期形ページ転送手段 2 非同期形ページ転送手段 3 転送サイズしきい値設定手段 4 転送サイズ判定手段 5 演算処理装置待ちタスク数しきい値設定手段 6 待ちタスク数判定手段 7 演算処理装置占有時間しきい値設定手段 8 占有時間判定手段 10 演算処理装置 20 入出力処理装置 30 主記憶装置 31,32 実ページ 40 拡張記憶装置 41,42 仮想ページ 50 仮想記憶空間 51,52 仮想記憶空間の仮想アドレス 60 ページ変換テーブル 300 転送サイズしきい値 301 転送ページ量 500 演算処理装置待ちタスク数しきい値 501 演算処理装置待ちタスク数 700 演算処理装置占有時間しきい値 701 演算処理装置占有時間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 仮想記憶空間の実ページとして主記憶装
    置を使用し、また仮想記憶空間の仮想ページとして拡張
    記憶装置を使用した仮想記憶システムにおいて、 前記仮想記憶空間に対するページイン、もしくはページ
    アウト動作における前記主記憶装置と前記拡張記憶装置
    とのページテキスト転送を、演算処理装置を使用して同
    期的に行うための同期形ページ転送手段と、 前記ページテキスト転送を、入出力処理装置を使用して
    非同期的に行うための非同期形ページ転送手段とを備え
    た仮想記憶制御方式。
  2. 【請求項2】 前記ページテキスト転送のサイズのしき
    い値を設定するための転送サイズしきい値設定手段と、 1回のページインもしくはページアウトの対象とするペ
    ージ集合サイズが前記しきい値未満の場合には前記同期
    形ページ転送手段を使用し、前記しきい値以上の場合に
    は前記非同期形ページ転送手段を使用するための転送サ
    イズによる同期/非同期ページ転送方式選択手段とを備
    えた請求項1の仮想記憶制御方式。
  3. 【請求項3】 前記演算処理装置の割当てを待つタスク
    数のしきい値を設定するための演算処理装置待ちタスク
    数しきい値設定手段と、 前記仮想記憶空間のページインもしくはページアウトを
    行う際に、前記演算処理装置待ちタスク数が前記しきい
    値未満の場合には前記同期形ページ転送手段を使用し、
    前記しきい値以上の場合には前記非同期形ページ転送手
    段を使用するための演算処理装置待ちタスク数による同
    期/非同期ページ転送方式選択手段とを備えた請求項1
    の仮想記憶制御方式。
  4. 【請求項4】 前記演算処理装置を1つのタスクが占有
    する時間のしきい値を設定するための演算処理装置占有
    時間しきい値設定手段と、或るタスクが仮想記憶空間の
    ページインもしくはペジアウトを行う際に、該タスクへ
    の演算処理装置割当て時刻からの経過時間が前記しきい
    値未満の場合には前記同期形ページ転送手段を使用し、
    前記しきい値以上の場合には前記非同期形ページ転送手
    段を使用するための演算処理装置占有時間による同期/
    非同期ページ転送方式選択手段とを備えた請求項1の仮
    想記憶制御方式。
JP4075421A 1992-02-26 1992-02-26 仮想記憶制御方式 Pending JPH05241958A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018026136A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 グーグル エルエルシー ハイブリッドメモリ管理
US10152427B2 (en) 2016-08-12 2018-12-11 Google Llc Hybrid memory management

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US10705975B2 (en) 2016-08-12 2020-07-07 Google Llc Hybrid memory management

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