JPH052468A - バツフアメモリ管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチタスク処理におけるバッファメモリに
対するデータの書込み又は読出しを効率的に行う。 【構成】 出力処理要求元プログラム部１内の所望のプ
ログラムは、ランデブポート１２を用いて書込み処理タ
スク部２を呼出し、受付けられると、書込み処理タスク
の処理が書込み処理関数部３を用いてバッファメモリ４
に対して開始される。バッファメモリ４にデータが書き
込まれる時には、計数セマフォ部９を加算する。またバ
ッファメモリ４に書き込まれているデータの読出しは、
読出し処理タスク部６が読出し処理関数部５を用いて行
われる。データの読出しに伴って計数セマフォ部９を減
算し、計数セマフォ部９の値が０になるまでは、バッフ
ァメモリ４からデータを読み出すことができ、値が０に
なると読出し処理タスク部６の処理は停止される。読み
出されたデータは外部に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータシステ
ムなどにおけるワークステーションの、例えばマルチタ
スク処理によって得られたデータを一時的に格納して、
所望の時間に読み出して外部に供給するバッファメモリ
のデータの管理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばマルチタスク処理を行うワ
ークステーションなどにおいて、同期多重処理によって
得られたデータをバッファメモリなどに一時的に格納
し、その後に所望に時間に読み出して外部に供給する場
合、または外部から供給されたデータを書き込んだ後に
所望の時間に読み出す場合などにおいて、１つの命令で
データの書込み操作を行う場合に、次の書込み操作は、
バッファメモリ内の全データが読み出された後に、再び
バッファメモリの先頭からデータを書込むという方法が
一般的であった。

【０００３】バッファメモリへのデータの書込み処理と
データの読出し処理を非同期でおこなうことはできなか
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来書込
み又は読出し処理が一対になって行われるために、並列
に複数のタスク処理を行ってデータの書込み又は読出し
を非同期で行って処理効率を上げたい場合でも、書込み
又は読出し処理の効率が上がらないという問題があっ
た。

【０００５】また少量のデータの書込み又は読出し処理
を繰り返して行う場合に、バッファメモリの容量を増加
しても、処理の効率が上がらず、またバッファメモリの
部分的使用となり使用率が低いという問題もあった。

【０００６】この発明は、以上の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的とするところは、マルチタスク処理
におけるバッファメモリへのデータの書込みと読出しを
効率的に行うバッファメモリの管理方式を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上の目的
を達成するために、次のように改良した。

【０００８】同時並行処理によって得られるデータを一
時的にバッファメモリに格納し、所望の時間に読み出し
て、外部に供給する情報処理装置において、バッファメ
モリに書込み処理関数を用いて入力データを書き込む書
込み処理タスク部と、ポートを介して入力される処理要
求の呼出しタスクと書込み処理タスク部が発行する受付
けタスクが待合わせを行う同期手段（例えばランデブポ
ート）と、バッファメモリのデータを読出し処理関数を
用いて読み出す読出し処理タスク部と、バッファメモリ
内のデータの有無を管理するデータ有無管理手段（例え
ばセマフォ）を有して、入力された所望の処理要求の呼
出しに対して同期手段を用いて書込み処理タスク部が受
付け、書込み処理タスク部が入力データの書き込みに応
じてデータ有無管理手段の値を更新し、バッファメモリ
内のデータを読出し時にこのデータ有無管理手段の値に
応じて読出し処理タスク部が読出し処理関数を用いてバ
ッファメモリ内のデータを読み出すことを特徴とする。

【０００９】また前記バッファメモリが、バッファメモ
リへのデータの書込み又はバッファメモリからのデータ
の読出しによって、データ先頭部又は空き領域先頭部が
バッファ最後部を越えた場合に、データ領域先頭部又は
空き領域先頭部をバッファ先頭部に戻すことによって、
仮想的にバッファメモリがリング状をなしているように
見せることが適当である。

【００１０】

【作用】この発明によれば、書込み処理タスク部が書込
み処理要求を受付けるときにランデブポートなどの同期
手段を用いて、受付けているので複数の処理要求を受付
ける場合に、受付ける順番を統制することができる。ま
た書込み処理タスク部がデータを実際にバッファメモリ
に書き込むときに、バッファメモリに書き込まれるごと
にセマフォなどのデータ有無管理手段によってデータ数
を計数しているので、バッファメモリ内のデータ数を管
理することができる。また読出し処理タスク部は読出し
処理関数を用いてバッファメモリからデータを読み出す
ときに、前記データ有無管理手段の値が０でなければ、
読出しを行い、もし０であれば（バッファメモリ内にデ
ータが存在しない場合）、読出し処理を停止し、書込み
処理が可能にさせることができる。このようにしてバッ
ファメモリに対する書込みタスク処理と読出しタスク処
理を非同期で行うことができる。

【００１１】またバッファメモリの構造を、仮想的リン
グ状構造にさせることによって、バッファメモリのどの
部分からでもデータを書き込んだり、読み出すこともで
き、全体を有効に使用することができる。

【００１２】

【実施例】次にこの発明に係るバッファメモリ管理方式
の好適な一実施例を図面を用いて説明する。

【００１３】図１は、バッファメモリ管理方式を出力処
理要求元プログラムの要求に基づいて所望のデータをＲ
Ｓ−２３２Ｃポートから出力する場合を例に適用した場
合の機能ブロック図を示す。図１において、１は出力処
理要求元プログラム部であり、２は書込み処理タスク部
であり、３は書込み処理関数部であり、４はバッファメ
モリであり、５は読出し処理関数部であり、６は読出し
処理タスク部であり、７はＲＳ−２３２Ｃポートであ
り、８は割込みハンドラ部であり、９は計数セマフォ部
（データ有無管理手段）であり、１０は２進セマフォ部
であり、１１は外部機器（例えばワークステーション、
プリンタなど）であり、１２はランデブポート（同期手
段）である。またこの実施例を実現するハードウエア
は、一般的なコンピュータシステムにおけるマルチタス
ク処理を行うワークスションなどが有する構成と同様な
構成で実現することができる。

【００１４】出力処理要求元プログラム部１に含まれる
プログラムの内、所望のプログラムは、ランデブ（待合
せ）ポート１２を用いて書込み処理タスク部２を呼び出
す。書込み処理タスク部２は、出力処理要求元プログラ
ム部１からのランデブポート１２を介して処理命令を受
付けると書込み処理関数部３を用いて、バッファメモリ
４内にデータを書込む。

【００１５】次にランデブポート１２の動作の例を図９
を用いて以下に説明する。この例においてはＩＴＲＯＮ
（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｈｅ Ｒｅａｌｔｉｍｅ
Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｔｅｍ Ｎｕｃｌｅｕｓ）を
利用してＣ言語又はアセンブラを用いて実現する方法を
説明する。まず出力処理要求元プログラム部１は、予め
生成されているランデブポート１２に対してｃａｌ−ｐ
ｏｒ（ｃａｌｌ ｐｏｒｔ：呼出し）を発行し、ランデ
ブの終了を待つ（関数ｃａｌ−ｐｏｒが終了するまで待
ち状態になる）。書込み処理タスク部２はランデブポー
ト２に対してａｃｐーｐｏｒ（ａｃｃｅｐｔ ｐｏｒ
ｔ：受付け）を発行し、ランデブの成立を待つ（出力処
理要求元プログラム部１からｃａｌ−ｐｏｒが発行され
るまで、待ち状態になる）。出力処理要求元プログラム
部１からのｃａｌ−ｐｏｒと、書込み処理タスク部２か
らのａｃｐ−ｐｏｒが共にランデブポート１２に発行さ
れると、ランデブの成立となる。ランデブが成立すると
書込み処理タスク部２は関数ａｃｐ−ｐｏｒから戻って
くるので、次の処理を実行できる。このときに出力すべ
きデータが入っているメモリの先頭アドレスが、ランデ
ブポート１２を介して出力処理要求元プログラム部１か
ら書込み処理タスク部２に供給される。書込み処理タス
ク部２は、処理が終了するとランデブポート１２に対し
てｒｐｌ−ｐｏｒ（ｒｅｐｌｙ ｐｏｒｔ：返答）を発
行する。書込み処理タスク部２からｒｐｌ−ｐｏｒが発
行されると、ランデブの終了となり、出力処理要求元プ
ログラム部１の待ち状態が解除され実行状態にされる
（関数ｃａｌ−ｐｏｒから戻ってくる）。

【００１６】書込み処理関数部３は、書込み処理タスク
部２から関数（サブルーチンプログラム）として呼出さ
れ、バッファメモリ４にデータを書込み、計数セマフォ
部９に対してＶ命令（セマフォ値に１を加え、ｐ命令で
待ち状態になっている読出し処理タスクがあれば実行可
能状態にする）を実行し、バッファ４内の空き領域の先
頭を示す変数の値を変更し、バッファメモリ４が一杯に
なった場合は、書込み処理タスク部２を待ち状態にす
る。

【００１７】バッファメモリ４は、書込み処理関数部３
から供給されたデータを格納し、また格納されているデ
ータを読出し処理関数部５に出力する。

【００１８】読出し処理関数部５は、読出し処理タスク
部６から関数として呼出され、計数セマフォ部９に対し
てＰ命令（セマフォ値から１減算し、ｐ命令を発行した
場合ときのセマフォ値が０の場合は所望の処理を待ち状
態とさせる）を実行し、バッファ４からデータを読出
し、バッファ４内のデータの先頭を示す変数の値を変更
し、書込み処理タスク部２が待ち状態の場合は、書込み
処理タスク部２の待ち状態を解除し、書込み処理タスク
部２の処理ができる状態にさせる。

【００１９】読出し処理タスク部６は、２進セマフォ部
１０に対してＰ命令を供給し、読出し処理間関数部５を
使用してバッファメモリ４からデータを読出して、ＲＳ
ー２３２Ｃポート７に対してこのデータを出力する。

【００２０】ＲＳ−２３２Ｃポート７は、読出し処理タ
スク部６から供給されたデータを外部機器１１に出力
し、データが無くなり、データを取り込める状態になる
と割込みハンドラ部８に割込み信号を出力する。このＲ
Ｓー２３２Ｃポート７は一般に専用ＩＣを使用して行う
ことができる。

【００２１】割込みハンドラ部８は、供給された割込み
信号に基づいて２進セマフォ部１０に対してＶ命令を供
給する。

【００２２】計数セマフォ部９は、セマフォ値がバッフ
ァメモリ４内のデータ数を示しており、バッファメモリ
４内にデータが格納されていない状態（初期状態を含
む）ではセマフォ値は０である。

【００２３】２進セマフォ部１０は、Ｖ命令が供給され
るとセマフォ値は１にされ、この時には読出し処理タス
ク６は読出し処理関数部５を使ってバッファメモリ４内
のデータをＲＳー２３２Ｃポート７に出力する。Ｐ命令
が供給されるとセマフォ値は０にされる。

【００２４】外部機器１１は、ＲＳ−２３２Ｃポート７
を介して接続される。

【００２５】次に図２は、仮想リング状バッファメモリ
４の構造を示す図である。図２（ａ）、（ｂ）の２０、
３０、α、βは対応しており、２０はバッファメモリ４
内のデータが入っている領域の先頭部（データ領域先頭
部）を示し、３０はバッファメモリ４内の空き領域の先
頭部（空き領域先頭部）を示し、αは実際のバッファメ
モリ４の先頭部（バッファ先頭部）を示し、βは実際の
バッファメモリ４の最後部（バッファ最後部）を示して
いる。

【００２６】仮想リング状のバッファメモリとは、バッ
ファメモリへのデータの書込み又はバッファメモリから
のデータの読出しによって、データ先頭部２０又は空き
領域先頭部３０がバッファ最後部βを越えた場合に、デ
ータ領域先頭部２０又は空き領域先頭部３０をバッファ
先頭部αに戻すことによって、仮想的にバッファメモリ
がリング状をしているように見せる方式である。

【００２７】次に図３〜図８の動作フローチャートを用
いて処理の流れを説明する。図３は、図１に示す機能ブ
ロック図の出力処理要求元プログラム部１の動作を説明
する動作フローチャートである。出力処理要求元プログ
ラム部１はいくつかのプログラムから処理対象のプログ
ラムを選定し、ランデブポート１２を利用して、書込み
処理タスク部２を呼出し、書込み処理タスク部２からの
「処理受付け」の返答が返ってくるまで、待ち状態にさ
れる（ステップ３１）。

【００２８】次に図４を用いて、書込み処理タスク部２
の動作を説明する。ランデブポート１２からの呼出しに
対して「処理受付け」を発行し、出力処理要求元プログ
ラム部１とのランデブ（待合せ又は処理受付け）が成立
するまで待ち状態にされ、つまり書込み処理が可能状態
になるまで待ち状態にされる。ランデブが成立すると書
込み処理タスク部２に選択された出力処理を移す（ステ
ップ４１）。次にデータの数（例えば、アスキー形式の
文字列であれば、文字列の長さに相当する数）だけ、書
込み処理関数を呼出して、書込みたい全データをバッフ
ァメモリ４に書込む（ステップ４２、４３）。全データ
の書き込みが終了すると次にランデブポート１２に対し
て「書込み終了」の返答を返して、出力処理要求元プロ
グラム部１の待ち状態を解除（ステップ４４）し、出力
処理要求元プログラム部１から次の処理要求が出せる状
態にする。

【００２９】次に図５を用いて、書込み処理関数部３の
動作を説明する。書込み処理タスク部２からの呼出しが
供給されるとバッファメモリ４にデータを１つ（例え
ば、アスキー形式の文字列であれば、１バイト）書き込
む（ステップ５１）。同時に計数セマフォ部９に対して
Ｖ命令を実行し、計数セマフォ部９のセマフォ値を１増
加する（ステップ５２）。次にバッファメモリ４に対し
てデータが１つ書き込まれた（追加された）ので、バッ
ファメモリ４内の空き領域の先頭を示す変数の値（図２
の空き領域先頭部３０）を１つ増加させる（ステップ５
３）。次にステップ５３の処理の結果、バッファメモリ
４の空き領域の先頭を示す変数の値が、実際のバッファ
メモリ４の最後部（図２中のバッファ最後部β）より
も、大きくなった場合に、バッファメモリ４の空き領域
の先頭部３０を示す変数が、実際のバッファの先頭部α
を指定するように変更する（ステップ５４、５５）。大
きくない場合には前記空き領域先頭部３０の値はそのま
までステップ５６に進む。次に前記ステップ５３〜５５
における処理の結果、データ領域先頭部２０と空き領域
先頭部３０が等しくなった場合（空き領域がなくなった
場合）（ステップ５６）、書込み処理タスク部２を待ち
状態にさせ（ステップ５７）、新たにデータが書き込ま
れないようにする。等しくない場合には何もせず、書込
み処理タスク部２からの次の呼出しが供給されるまで待
つ。次のデータの書込みのための呼出しが供給されたな
らば、前記ステップ５１〜ステップ５７までの処理を実
行する。

【００３０】次にバッファメモリ４に書込まれたデータ
の読出しの動作について説明する。バッファメモリ４に
対するデータの書込みと読出しは完全に非同期で行うこ
とができ、読出しは、この実施例では外部機器１１にデ
ータを出力するＲＳ−２３２Ｃポート７がデータを出力
できる状態であれば、読出し処理タスク部６が読出し処
理関数部５を使ってバッファ４からデータを読出して外
部に出力することができる。

【００３１】次に図６を用いて、読出し処理タスク部６
の動作を説明する。読出し処理タスク部６は、２進セマ
フォ部１０に対してＰ命令を実行する（ステップ６
１）。もしセマフォ値が０の場合には読出し処理タスク
部６は実行されない。次にバッファメモリ４からデータ
を１つ読み出すために、読出し処理関数部５を呼び出し
（ステップ６２）、読み出されたデータはＲＳー２３２
Ｃポート７に出力される。１つのデータの読出しが完了
すると、以後前記ステップ６１とステップ６２を繰り返
して、残りのデータの読出しを行う。

【００３２】次に図７を用いて、読出し処理関数部５の
動作を説明する。読出し処理タスク部６のステップ６２
の処理で呼出された読出し処理関数部５は、計数セマフ
ォ部９に対してＰ命令を実行し、計数セマフォ値から１
減算する（ステップ７１）。しかしバッファメモリ４に
データが存在しない場合には、バッファメモリ４にデー
タが供給され、計数セマフォ部９のセマフォ値が１以上
になり、実行可能状態にされるのを待つ。次にデータが
バッファメモリ４に存在する場合にはバッファメモリ４
からデータを１つ読み出す（ステップ７２）。次にバッ
ファメモリ４からデータが１つ読み出されたので、デー
タ領域先頭部２０の変数の値を１ずらせて、増加させる
（ステップ７３）。次に前記ステップ７３の結果、デー
タ領域先頭部２０の変数の値が、バッファメモリ４のバ
ッファ最後部βの変数の値よりも大きくなった場合（ス
テップ７４）には、データ領域先頭部２０の変数の値
を、バッファ領域先頭部αを表す変数の値に変更（ステ
ップ７５）し、次にステップ７６に進む。またステップ
７４において大きくないと判断されれば、ステップ７６
に進み書込み処理タスク部２が待ち状態になっているか
否かを確認する。待ち状態になっている場合には、待ち
状態を解除（ステップ７７）し、ここで読出し処理関数
部５の処理を完了し、再び読出し処理タスク部６に戻
る。

【００３３】前記読出し処理タスク部６は以上のように
して読出し処理関数部５を呼出して読み出されたデータ
は、ＲＳー２３２Ｃポート７に供給され、供給されたデ
ータはＲＳー２３２Ｃポート７から、外部機器１１に出
力される。

【００３４】ＲＳー２３２Ｃポート７は、データが外部
に出力されるごとに、継続して出力可能か否かを確認
し、可能であれば割込み信号を割込みハンドラ部８に供
給する。割込みハンドラ部８は２進セマフォ部１０に対
してＶ命令（１加算）を実行し（図８のステップ８
１）、セマフォ値を１にする。このセマフォ値は、読出
し処理タスク部６が、Ｐ命令を実行するごとに０とな
り、Ｖ命令が実行されるごとに１となる。

【００３５】以上のようにして、バッファメモリ４に対
する書込み処理タスク部２と読出し処理タスク部６の処
理を非同期で行うことができ、バッファメモリに書き込
まれたデータに対するデータの読出しが完了する前に、
次の書込み動作を行うことができるため、出力処理要求
元プログラム部からの呼出しに対して、待ち時間を減少
させることができる。またバッファメモリを仮想リング
状構造にしてデータの書込み又は読出しを行い、セマフ
ォを使用してバッファメモリ内のデータを管理している
ので、バッファメモリ全体を有効に利用している。した
がってバッファメモリを有するマルチタスク処理システ
ム（例えば各種のＴＲＯＮなど）の構築を容易にするこ
とができる。

【００３６】以上の実施例においてはＲＳー２３２Ｃポ
ート７を例にして説明したが、他の伝送方式であっても
よい。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、書
込み処理タスク部が書込み処理要求を受付けるときに同
期手段を用いて、受付けているので複数の処理要求を受
付ける場合に、受付ける順番を統制することができる。
また書込み処理タスク部がデータを実際にバッファメモ
リに書き込むときに、バッファメモリに書き込まれるご
とにデータ有無管理手段のデータ数を計数しているの
で、バッファメモリ内のデータ数を管理することができ
る。このデータ有無管理手段の値によって読出し可否を
判断し、また書込み可否も判断できる。このようにして
バッファメモリに対する書込みタスク処理と読出しタス
ク処理を非同期で行うことができる。

【００３８】またバッファメモリの構造を、仮想的リン
グ状構造にさせることによって、バッファメモリのどの
部分からでもデータを書き込んだり、読み出すこともで
き、全体を有効に使用することができる。

【００３９】したがってマルチタスク処理におけるバッ
ファメモリへのデータの書込みと読出しを効率的に行う
ことができ、またバッファメモリを有するマルチタスク
処理システムの構築を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この実施例に係るバッファメモリ管理方式を実
現する機能ブロック図である。

【図２】バッファメモリの構造の例を示す図である。

【図３】出力処理要求元プログラム部の動作フローチャ
ートである。

【図４】書込み処理タスク部の動作フローチャートであ
る。

【図５】書込み処理関数部の動作フローチャートであ
る。

【図６】読出し処理タスク部の動作フローチャートであ
る。

【図７】読出し処理関数部の動作フローチャートであ
る。

【図８】割込みハンドラ部の動作フローチャートであ
る。

【図９】ランデブポートの動作を説明する図である。

【符号の説明】

１…出力処理要求元プログラム部、２…書込み処理タス
ク部、３…書込み処理関数部、４…バッファメモリ、５
…読出し処理関数部、６…読出し処理タスク部、７…Ｒ
Ｓー２３２Ｃポート、８…割込みハンドラ部、９…計数
セマフォ部、１０…２進セマフォ部、１１…外部機器、
１２…ランデブポート。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同時並行処理によって得られるデータを
   一時的にバッファメモリに格納し、所望の時間に読み出
   して、外部に供給する情報処理装置において、バッファ
   メモリに書込み処理関数を用いて入力データを書き込む
   書込み処理タスク部と、ポートを介して入力される処理
   要求の呼出しタスクと書込み処理タスク部が発行する受
   付けタスクが待合わせを行う同期手段と、バッファメモ
   リのデータを読出し処理関数を用いて読み出す読出し処
   理タスク部と、バッファメモリ内のデータの有無を管理
   するデータ有無管理手段を有して、入力された所望の処
   理要求の呼出しに対して同期手段を用いて書込み処理タ
   スク部が受付け、書込み処理タスク部が入力データの書
   き込みに応じてデータ有無管理手段の値を更新し、バッ
   ファメモリ内のデータを読出し時にこのデータ有無管理
   手段の値に応じて読出し処理タスク部が読出し処理関数
   を用いてバッファメモリ内のデータを読み出すことを特
   徴とするバッファメモリ管理方式。
2. 【請求項２】 前記バッファメモリが、バッファメモリ
   へのデータの書込み又はバッファメモリからのデータの
   読出しによって、データ先頭部又は空き領域先頭部がバ
   ッファ最後部を越えた場合に、データ領域先頭部又は空
   き領域先頭部をバッファ先頭部に戻すことによって、仮
   想的にバッファメモリがリング状をなしているように見
   せることを特徴とする請求項１に記載のバッファメモリ
   管理方式。