JPH06214951A - ウィンドウシステム環境において時間的に厳しいプロセスを実行する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 アプリケーションプログラムがＣＰＵを共用
して動作できるようにする。 【構成】 アプリケーションプログラムを複数のプロセ
スへ機能的に分け、第１のプロセスはＣＰＵのタイムス
ライスに敏感なプロシージャすなわち時間的に厳しいプ
ロシージャの全てを含み、ウィンドウシステムインター
フェイスとは独立に動作し、オペレーティングシステム
と直接通信する。第２のプロセスは、ウィンドウシステ
ムを介してユーザー入力と出力を要求するが、時間的に
厳しいプロシージャは含まない全てのプロシージャを実
現し、ウィンドウシステムインターフェイスを介して動
作する。プロセスは、ユーザーには１つのプロセスとし
て見えるように、しかも、ウィンドウシステムオペレー
ションとブロッキングプロシージャのために停止から第
１のプロセスを絶縁するように、共用メモリのようなプ
ロセス間通信機構を介して、プロセスはデータを交換
し、実行を同期する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は計算環境における時間的
に厳しいプロセスの実行に関するものである。更に詳し
くいえば、本発明はウィンドウシステム環境において時
間的に厳しいプロセスを実行する方法および装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】計算機産業においては、Ｓｕｎ Ｖｉｅ
ｗまたはＮｅＷＳ ＸＶＩＥＷ（ＯＰＥＮ ＷＩＮＤＯ
ＷＳ）（いずれも、アメリカ合衆国カリフォルニア州マ
ウンテン・ビュー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ）所在
のサン・マイクロシステムズ（Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙ
ｓｔｅｍｓ）の商標である）を利用して、アプリケーシ
ョンプログラムへのユーザー入力および出力を表示およ
び制御することが一般的である。ウィンドウシステムに
よりメニュー、およびその他の図形オブジェクトのよう
な視覚的ユーザーインターフェイスを発生する手段が得
られる。多数のアプリケーションプログラムを、ウィン
ドウ化されている表示器を用いて示し、実行することを
同時に行うことができる。たとえば、第１のウィンドウ
においては、会計プログラムを動作させ、その間に第２
のウィンドウに作図プログラムを走らせることができ
る。コンピュータのユーザーは、カーソルを１つのウィ
ンドウから別のウィンドウへ移動させることにより、別
々のプログラムを動作させるためにウィンドウからウィ
ンドウへ切換えることができる。更に、ウィンドウシス
テムは表示されるシステム情報と、ウィンドウシステム
を介して実行するプロセスと、種々のウィンドウおよび
実行中のプロセスへのユーザー入力とを制御する。

【０００３】ウィンドウシステムは、それを介して実行
するプログラム（以降「アプリケーションプログラム」
と記す）に対する完全な制御を行う。たとえば、ウィン
ドウシステムはビデオ表示器、プリンタ等のようなハー
ドウェア出力装置に対するアクセスを制御する。アプリ
ケーションプログラムは、ユーザーウィンドウ事象のア
プリケーションプログラムを通知するためにウィンドウ
システムに依存する。更に、種々のアプリケーションプ
ログラムがマルチタスク環境で動作できるように、ウィ
ンドウシステムはアプリケーションプログラムを制御す
る。また、アプリケーションプログラムのどのプロセス
がＣＰＵをアクセスできるかということ、およびそのア
クセスの優先順位とを制御する。

【０００４】典型的には、マルチタスク計算環境におい
ては、実行する各プロセスにはＣＰＵを利用するための
「タイムスライス」（すなわち、所定の時間区間）が割
当てられる。プロセスはそれぞれのタイムスライス中に
実行することによりＣＰＵを共用する。あるプロセスが
それのタイムスライス中に実行を終わっていないとする
と、プロセスはそれの次のタイムスライスまで「眠りに
入る」（すなわち、プロセスは停止させられる）。更
に、ユーザー事象がブロッキング動作である、たとえ
ば、データをディスクから読出す、と考えられるとする
と、その動作が終わるまで対応するプロセスが保留させ
られる。

【０００５】ウィンドウシステム環境においては、ウィ
ンドウシステムはタイムスライスの割当てに関与でき、
したがってプロセスを停止させることができる。したが
って、ウィンドウシステムで動作する、アプリケーショ
ンプログラムのプロセスは所定の時間内にＣＰＵをアク
セスすることを保障されない。その理由は、ウィンドウ
システムによりプロセスを中間の長さの時間だけ停止さ
せることができるからである。

【０００６】たとえば、ウィンドウを動かすとか、図形
またはテキストを表するというような、ウィンドウシス
テムの一般的なオペレーションを行うためにＣＰＵタイ
ムスライスのプロセスへの割当てをウィンドウシステム
は変える必要はない。一般に、ウィンドウシステムによ
って実行するアプリケーションプログラムに対してはそ
れは問題ではない。具体的にいえば、アプリケーション
プロセスを停止しても、プロセスの実行が少し遅れるこ
とを除き、何の問題も生じさせない。たとえば、ユーザ
ーが未知の指令に入ると、ウィンドウシステムは誤りメ
ッセージを表示し、続行するためにユーザーが「承認」
またはそれに類似の確認応答指令に入ることを求める。
ユーザーが応答することをウィンドウプロセスが待って
いる間に、それはウィンドウシステムの下で現在実行し
ている他の全てのウィンドウプロセスを凍結すなわち停
止する。（ウィンドウシステムについては、たとえばゴ
スリング（Ｇｏｓｌｉｎｇ）、ローゼンタール（Ｒｏｓ
ｅｎｔｈａｌ）、アーデン（Ａｒｄｅｎ）著「ＮｅＷＳ
ブック（Ｔｈｅ ＮｅＷＳ Ｂｏｏｋ）」（１９８９
年）２３〜５２ページを参照されたい。）

【０００７】ブロッキングオペレーション等のためにウ
ィンドウシステムによるプロセスの停止によって、ウィ
ンドウシステムによるアプリケーションプログラム実行
の時間的に厳しいプロセスに問題が起こる。それらの時
間的に厳しいプロセスは指定された時間フレーム内で応
答し、活動することを要求する。たとえば、あるアプリ
ケーションプログラムがデータをモデムを介して受ける
とすると、ある時間依存性を指令するあるボー速度で送
るべきデータをモデムは受けねばならない。時間的に厳
しいアプリケーションプログラムがウィンドウシステム
により停止させられるとすると、モデムは利用されてい
るボー速度でデータを受けることができず、モデムは正
しく動作することができない。更に詳しくいえば、Ｕｎ
ｉｘ（商標）をベースとするシステムへモデムが接続さ
れ、時間的に厳しいアプリケーションプログラムがデー
タを受けるためにモデムを現在アクセスしており、かつ
時間的に厳しいアプリケーションがウィンドウシステム
により停止させられるものとすると、モデムを介して受
けられるデータは、オペレーティングシステムの中心部
にあるバッファへ行く。そうするとオペレーティングシ
ステムはモデムから受けた情報をアプリケーションプロ
グラムへ転送することを試みる。しかし、アプリケーシ
ョンプログラムが停止されたとすると、データを転送で
きないから、データはバッファ内に留まる。停止が継続
するものとすると、最終的にはバッファは一杯になり、
直列オーバランのためにデータは失われる。（Ｕｎｉｘ
システムおよびＵｎｉｘ中枢部については、バック（Ｂ
ａｃｋ）著「Ｕｎｉｘオペレーティング・システムの設
計（Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ＵｎｉｘＯ
ｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）」（１９８６年）を
参照されたい。）

【０００８】この問題は、時間的に厳しいプロセスを停
止させないようにウィンドウシステムを変更することに
より、避けることができる。しかし、ウィンドウシステ
ムを変更できず、かつウィンドウシステムとともに動作
するために書かれたアプリケーションプログラムを厳密
なウィンドウシステムインターフェイスへ付着せねばな
らないように、ほとんどのウィンドウシステムは標準化
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、ウィンドウシステムの下で実行する時間的に厳
しいアプリケーションプログラムがＣＰＵを共用でき、
かつ、ウィンドウシステムを変更するこなく、およびウ
ィンドウシステムインターフェイスを乱すことなしに、
それぞれのタイムスライス中に実行できるよにすること
である。本発明の別の目的は、ブロッキングオペレーシ
ョンを含む時間的に厳しいアプリケーションプログラム
が、ブロッキングオペレーションにより阻止されること
なしに、ＣＰＵをタイミング良く利用できるようにする
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】時間的に厳しいアプリケ
ーションプログラムは少なくとも２つのプロセスへ機能
的に分けられる。第１のプロセスはタイムスライスに敏
感なＣＰＵプロシージャ、すなわち時間的に厳しいＣＰ
Ｕプロシージャの全てを含む。このプロセスはウィンド
ウシステムインターフェイスとは独立に動作し、オペレ
ーティングシステムと直接通信する。第２のプロセス
は、ウィンドウシステムでユーザー入力と出力を必要と
するそれらの手順はもちろんブロッキングオペレーショ
ンを含むが、時間的に厳しいプロシージャは含まない残
りのプロシージャの全てを実現する。このプロセスはウ
ィンドウインターフェイスと典型的に通信し、かつ動作
する。２つまたはそれ以上のプロセスが動作し、かつ１
つのプログラムとしてユーザーに見えるように、共用さ
れるメモリのようなプロセス間通信機構を介してデータ
を交換し、実行を同期させる。

【００１１】記法および用語 以下に行う詳細な説明を、コンピュータメモリ内のデー
タビットのオペレーションのアルゴリズム表現および記
号表現で主として行う。それらのアルゴリズムによる説
明および表現は、データ処理の分野における専門家が自
己の業績を最も効果的に伝えるために、それらの専門家
が用いる手段である。アルゴリズムというのはここで
は、および一般的には、希望の結果へ導く自己無盾のな
い一連の過程であると考えられる。それらの過程は物理
量の物理的取扱いを要する過程である。通常は、必然的
なものではないが、それらの量は、記憶、転送、組合わ
せ、比較その他の処理を行うことができる電気信号また
は磁気信号の形をとる。主として一般的に用いられてい
るという理由で、それらの信号をビット、値、素子、記
号、オブジェクト、キャラクタ、項、番号等と呼ぶこと
が時には便利であることが判明している。しかし、それ
ら全ての項および類似の項には適切な物理量に関連づけ
ること、およびそれらの量へ取付けられる単なる便利な
ラベルであることを記憶すべきである。

【００１２】更に、行われる操作は、人の精神活動に一
般的に関連づけられる加算または比較のような表現でし
ばしば呼ばれる。本発明の一部を成す、ここで説明する
オペレーションのいずれにおいても人のそのような能力
は、ほとんどの場合に不必要であり、あるいは望ましく
ない。オペレーションはマシンオペレーションである。
本発明のオペレーションを行うために有用なマシンは汎
用デジタルコンピュータまたはそれに類似の装置を含
む。あらゆる場合に、コンピュータを動作させることに
おける方法オペレーションと計算自体の方法の違いを記
憶しておくべきである。本発明は、コンピュータを動作
させるため、および他の希望の物理的信号を発生するた
めに電気的信号またはその他の物理的信号を処理する方
法過程に関するものである。本発明はそれらのオペレー
ションを行うための装置にも関するものである。この装
置は求められている目的のためにとくに構成でき、また
はコンピュータに内蔵されているコンピュータプログラ
ムにより選択的に動作させられ、または再構成されるも
のとしての汎用コンピュータを含むことができる。ここ
で提示するアルゴリズムは任意の特定のコンピュータま
たはその他の装置に完全に関連するものではない。とく
に、種々の汎用機を、本発明の教示に従って書かれたプ
ログラムで使用でき、あるいは要求されている方法過程
を実行するために一層特殊化された装置を構成するため
にそれらの汎用機は一層便利であることを証明できる。
それらの種々の装置のために要求される構造は以下の説
明から明らかとなるであろう。

【００１３】

【実施例】図１は、ウィンドウシステム環境において時
間的に厳しいプロセスを実行する、コンピュータをベー
スとする本発明の典型的なシステムを示す。この図には
コンピュータ１０１が示されている。このコンピュータ
は３つの主な部品を有する。第１の部品は、適切な構造
のフォームで情報をコンピュータ１０１の他の部品とや
りとりするために用いられる入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路
１０２である。他の主の部品は中央処理装置（ＣＰＵ）
１０３とメモリ１０４である。後の２つの部品はほとん
どの汎用コンピュータおよびほとんど全ての専用コンピ
ュータに典型的に見られるものである。実際に、コンピ
ュータに含まれているいくつかの部品は、この広い種類
のデータプロセッサを表すことを意図するものである。
コンピュータ１０１の役割を果たすために適当なデータ
プロセッサの特定の例には、前記サン・マイクロシステ
ムズ社（Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎ
ｃ．）により製造される装置が含まれる。同様な性能を
有する他のコンピュータは、下記の諸機能を直線的なや
り方で実行するように構成できることはもちろんであ
る。

【００１４】図１には入力装置１０５も示されている。
典型的な実施例では、入力装置１０５はキーボードであ
る。しかし、入力装置は実際にはカード読取機、磁気テ
ープまたは紙テープの読取機、その他周知の入力装置
（もちろん別のコンピュータも含む）とすることができ
ることを理解すべきである。大容量メモリ１０６がＩ／
Ｏ回路１０２へ結合されて、コンピュータ１０１のため
に追加の記憶性能を提供する。この大容量メモリは他の
プログラム等を含むことができ、磁気テープまたは紙テ
ープの読取機、あるいはその他周知の装置の態様をとる
ことができる。大容量メモリ１０６に保持されるデータ
は、適切な場合には、メモリ１０４の一部としてコンピ
ュータ１０１に標準的なやり方で組込むことができる。

【００１５】また、図１には、メッセージその他の通信
をユーザーへ表示するために用いられる表示モニタ１０
７も示されている。その表示モニタはＣＲＴ、表示器、
プラズマ表示器、ＬＣＤ表示器のようないくつかの周知
の表示器のうちの任意のものとすることができる。カー
ソル制御器１０８が指令モードの選択と入力データの編
集のために用いられ、システムへ情報を入力するための
一層便利な手段を提供する。

【００１６】プロセスについての説明 本発明の好適な実施例についての以下の説明は、ウィン
ドウシステム環境において、時間的に厳しいプログラム
を動かす方法についてのものである。とくに、時間的に
厳しいプログラムを動かすための本発明の方法の実現
を、分布ウィンドウシステム環境（「サーバをベースと
するシステム」ともここでは呼ぶ）に関して説明する。
しかし、時間的に厳しいプロセスを処理するこの方法
を、異なるコンピュータアーキテクチャおよび異なるウ
ィンドウシステムを有する異なるコンピュータシステム
へ適用できることが、以下の説明から等業者には明らか
であろう。更に、以下の説明は、Ｕｎｉｘオペレーティ
ングシステムで動作するウィンドウシステム環境で、時
間的に厳しいプログラムを動作させる方法についてのも
のである。しかし、この方法はそれに限定されるもので
はなく、任意のマルチタスクおよびマルチプロセッサオ
ペレーティングシステムで実現できる。

【００１７】ウィンドウシステムは、スクリーンを、ウ
ィンドウと呼ばれる、重なり合う、または重なり合わな
い多数の視覚的領域に分割することが普通である。異な
るアプリケーションプログラムを各ウィンドウにおいて
実行できる。ウィンドウというのは、ウィンドウ内で動
作するアプリケーションプログラムに関して情報を表示
するために用いられるスクリーンの可視部分であって、
特定のウィンドウ内で実行しているアプリケーションプ
ログラムと対話する手段をユーザーに提供するものであ
る。ウィンドウシステムは、ほとんどのオペレーショ
ン、とくにユーザー入力および出力に対して、アプリケ
ーションプログラムとオペレーティングシステムの間の
インターフェイスとして作用することにより、オペレー
ティングシステムに対するアプリケーションプログラム
のアクセスを制御する。ウィンドウシステムは、ウィン
ドウの寸法と位置を指定し、ウィンドウ上で作図し、メ
ニューの出現を選択的に定めるためのプロシージャ（手
段）をアプリケーションプログラムに提供するものであ
る。

【００１８】図２に示すように、表示器２６０と、キー
ボード２７０およびマウス１８０は入力／出力をウィン
ドウシステムへ供給し、かつウィンドウシステムで動作
しているアプリケーションプログラムへ入力／出力をオ
ペレーティングシステム２５５を介して供給する。サー
バーをベースとするウィンドウシステムは、ウィンドウ
セーバー、ウィンドウマネジャーおよびツールキットと
呼ばれるいくつかのプロセスで構成される。

【００１９】ウィンドウセーバー２５０は表示器と、こ
の表示器へのアプリケーションプログラムのアクセスの
優先度とを制御する。ウィンドウサーバーの例には、Ｘ
１１（マサチューセッツ工科大学所有の商標）プロトコ
ルをサポートするＸ１１と、Ｘ１１／ＮｅＷｓウィンド
ウセーバープロトコルとを含む。Ｘ１１については、
「ＡＣＭ トランザクション・オン・グラフィックス
（ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｇｒａｐｈ
ｉｃｓ）」第５巻第２号、１９８６年４月号の７９〜１
０９ページ所載のシェイフラー・ゲッティス（Ｓｈｅｉ
ｆｌｅｒ Ｇｅｔｔｙｓ）の「Ｘウィンドウズ・システ
ム（Ｔｈｅ Ｘ Ｗｉｎｄｏｗ Ｓｙｓｔｅｍ）」を参
照されたい。Ｘ１１／ＮｅＷｓウィンドウセーバープロ
トコルについては、１９８８年夏季ユーザー会議議事録
（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｍｍｅ
ｒ １９８８ Ｕｓｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）」
（１９８８年、２３〜２５ページ所定の前記シャウフラ
ーの「Ｘ１１／ＮｅＷｓ設計の概観（Ｘ１１／ＮｅＷｓ
Ｄｅｓｉｇｎ Ｏｖｅｒｖｉｅｒ）」と題する論文を
参照されたい。

【００２０】ウィンドウマネジャーは、スクリーンを占
めるウィンドウの作業域を制御し、メニューウィンドウ
の作業域を決定する。ウィンドウマネジャーは、Ｘ１１
プロトコルの場合に典型的であるように別々のプロセス
にでき、または、ウィンドウマネジャーがウィンドウサ
ーバー中に存在するプロセスの集まりであるようなＸ１
１／ＮｅＷｓウィンドウシステムの場合にウィンドウサ
ーバーの一部とすることができる。ツールキット２１
０，２３０は、ウィンドウシステムメニューがどのよう
にして出現するか、ユーザーが制御区域とどのようにし
て対話するか、制御域がどのように編成されるかを決定
する。ツールキット２１０，２３０は、ツールキットが
アプリケーションプログラムをウィンドウシステムに対
してインターフェイスするために参照する機能のライブ
ラリイより成るツールキットライブラリイ２４０を含む
ことが好ましい。アプリケーションプログラムは、ツー
ルキットおよびツールキットライブラリイで利用できる
プロセスを介して、ウィンドウシステム内で通信および
動作する。ツールキットおよびツールキットライブラリ
イの例はＸ Ｖｉｅｗ（商標）ツールキットである。こ
のＸ ＶｉｅｗツールキットはＸ１１／ＮｅＷｓ（商
標）ウィンドウシステムで用いられる。Ｘ Ｖｉｅｗツ
ールキットについては、第３回年次技術会議（３ｒｄ
Ａｎｎｕａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ）、１９８９年、におけるヤコブス（Ｊａｃｏｂ
ｓ）著「Ｘ Ｖｉｅｗ ツールキット、アーキテクチャ
の概観（Ｔｈｅ Ｘ Ｖｉｅｗ Ｔｏｏｌｋｉｔ， Ａ
ｒｃｈｉｔｅｃｔｕａｌ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ）」を参照
されたい。ウィンドウシステム環境において時間的に厳
しいアプリケーションプログラムを動作させる本発明の
方法においては、アプリケーションプログラムは２つま
たはそれ以上のプロセスへ機能的に分割される。この場
合に１つのプロセスは時間的に厳しいプロシージャを含
む。時間的に厳しいプロシージャというのは、所定の時
間内に応答し、活動を行うことを要するプロシージャを
意味する。図３を参照して、アプリケーションプログラ
ム３０５は第１のプロセス３００と第２のプロセス３５
０へ分割される。

【００２１】第１のプロセス３００は、正しく実行する
ために所定の応答時間を要する、時間的に厳しいプロシ
ージャと指令を含むアプリケーションプログラムのプロ
シージャを含む。この問題は、ハードウェアというのは
動作時に遅れがほとんど、または全くないという本質的
に実時間の装置であるから、ハードウェアをソフトウェ
アでエミュレートするような場合に起こる。更に、割込
みのようなシステムサービスルーチンのソフトウェアエ
ミュレーションはタイミング良く動作せねばならない。
したがって、時間的に厳しいアプリケーションプロセス
の例は、ディスクドライブ制御器のエミュレーション、
割込み制御器のエミュレーション、キーボード制御器の
エミュレーション、直列Ｉ／Ｏインターフェイスのエミ
ュレーション、クロックエミュレータのエミュレーショ
ンのような入力／出力エミュレーション手順と、ハード
ウェアをエミュレートする別のプロセスとを含むが、そ
れらに限定されるものではない。第１のプロセス３００
はウィンドウシステムでは動作しないが、その代わりに
オペレーティングシステムと直接通信する。第１のプロ
セスはウィンドウシステムをバイパスするから、ウィン
ドウシステムによっては制御されず、どのような時間も
ウィンドウシステムにより停止させることはできない。
更に、ブロッキングオペレーションを他のプロセスに置
くことにより、時間的に厳しいプロシージャのブロッキ
ングオペレーションによる停止は避けられる。

【００２２】第２のプロセス３５０は、ウィンドウシス
テムとの対話を要するが、時間的に厳しくない手順と、
実行された時にプログラム／プロセスを停止させるブロ
ッキングプロシージャとを実現する。ウィンドウシステ
ムプロシージャの例は、データをスクリーンの別々の部
分に表示するため、または特定のウィンドウのサイズを
定め直すためのプロシージャを含む。第２のプロセス３
５０は、アプリケーションのメニュー性能、制御域性
能、作図性能を提供するツールキット３１０へリンクさ
れる。ウィンドウサーバー３２０は表示を制御し、アプ
リケーションプログラムの表示をアクセスする。したが
って、第１のプロセスはウィンドウシステムの要求と制
約を受ける。ブロッキングオペレーションはディスクか
らの読出しおよびその他のファイルオペレーションのよ
うな、実行に長い時間を要し、実行された時に、ブロッ
キングオペレーションの実行が終わるまで、オペレーシ
ョンシステムによりプログラムを停止させるプロシージ
ャである。

【００２３】アプリケーションに対するブロッキングオ
ペレーションの影響を最小にするために、アプリケーシ
ョンを追加のサブプログラムに分離することもできる。
追加プロセスを作成できる。各追加プロセスは１つまた
は複数のブロッキングプロシージャを含む。ＵＮＩＸ
（商標）オペレーティングシステム環境においては、１
つのブロッキングプロシージャに遭遇した時にプログラ
ムの実行を続行できるようにするためのＵＮＩＸオペレ
ーティングシステムの性能を利用するために、各プロセ
スはただ１つのブロッキングプロシージャを含むことが
好ましい。（しかし、２つ以上のブロッキングプロシー
ジャを実行するならば、プログラム／プロセスは阻止さ
れる。）したがって、アプリケーションを停止できるプ
ロシージャにより第１のプロセスは影響を受けない。

【００２４】アプリケーションプログラムは２つまたは
それ以上のプロセスに分けられるが、それらのプロセス
は互いに一緒に動作し、ユーザーにとっては１つのプロ
グラムとして見える。これはプロセス間通信と共用メモ
リの少なくとも一方により行われる。プロセス間通信性
能の一例を図４を参照して説明する。しかし、他のプロ
セス間通信機能を使用できることが当業者には明らかで
ある。更に、以下の説明は２つまたはそれ以上のプロセ
スの間のプロセス間通信についてのものである。しか
し、上記のように、本発明は２つのプロセスに限定され
るものではなく、アプリケーションプログラムを表す３
つまたはそれ以上のプロセスで実現することもできる。

【００２５】図４を参照して、ＵＮＩＸをベースとする
システムにおいては、ＵＮＩＸシステムＶ ＩＰＣパッ
ケージに設けられるメッセージ機構を用いることによ
り、プロセスは他のプロセスと通信できる。オペレーテ
ィングシステム５１０は、プロセス間メッセージを格納
するメッセージ待ち行列５３０を維持する。通信するた
めに、第１のプロセス５００はＭＳＧＧＥＴ（ＭＳＧＣ
ＲＥＡＴ）システムコールを送って、メッセージ待ち行
列５３０を指定するメッセージ記述を作成する。オペレ
ーティングシステム５００は待ち行列構造を割当て、識
別子を第１のプロセス５００へ戻す。そうすると第１の
プロセス５００はＭＳＧＳＮＤシステムコールを実行し
てメッセージを送る。オペレーティングシステム５１０
は、第１のプロセス５００がメッセージ記述に従って書
くことを許されているか、どうかを調べる。もし許され
ておれば、オペレーティングシステム５１０はメッセー
ジをメッセージ待ち行列に置く。第２のプロセス５２０
は、ＭＳＧＧＥＴシステムコールを実行することによ
り、オペレーティングシステム５１０内のメッセージ待
ち行列５３０からの第１のプロセスから送られたそれの
メッセージを受ける。Ｕｎｉｘシステムの詳細について
は、バック（Ｂａｃｋ）著「Ｕｎｉｘオペレーティング
システムの設計（Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｕｎｉｘ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）」
（１９８６年、プレンティス・ホール（Ｐｒｅｎｔｉｃ
ｅ Ｈａｌｌ）発行を参照されたい。

【００２６】プロセスはＳｏｃｋｅｔｓ（商標）を介し
て互いに通信できる。そのＳｏｃｋｅｔｓもＵＮＩＸオ
ペレーティングシステムにより供給される。Ｓｏｃｋｅ
ｔシステムは通信リンクの１つの端部点を定める。ＵＮ
ＩＸオペレーティングシステムにおけるプロセス間通信
の流れ図の一例が図５に示されている。プロセスが互い
に通信できる前に、それらのプロセスは通信リンクを設
定せねばならない。図５を参照して、通信するために、
サーバープロセスは流れＳｏｃｋｅｔ６１０を作成し、
Ｓｏｃｋｅｔ接続６２０に名を付け、入来メッセージ６
３０のための内部待ち行列長さをセットし、依頼人プロ
セス６４０からの任意の接続要求を検査する。接続要求
は通信したいというプロセスの希望を示す。要求がある
とすると、サーバープロセスは入来要求６５０を受け、
依頼人プロセス６７０と通信する。依頼人プロセスは、
流れＳｏｃｋｅｔ６８０を作成することにより通信の用
意を行い、名づけられたサーバーＳｏｃｋｅｔへ接続す
ることを中枢部に要求し、サーバープロセスと通信す
る。

【００２７】各プロセスはそれ自身の仮想アドレス空間
およびメモリ内を走り、オペレーティングシステムは他
のプロセスがそのメモリ領域をアクセスすることを阻止
する。しかし、種々のプロセスは、それらのプロセスの
仮想アドレス空間の部分を共用し、それから、共用され
ているメモリに対して読出しおよび書込みを行うことに
より、互いに通信できる。これについてのこれ以上の詳
細については、前掲バック（Ｂａｃｋ）著「Ｕｎｉｘオ
ペレーティングシステムの設計」を参照されたい。

【００２８】プロセス間の大量のデータの通信は共用メ
モリを利用して行うことが好ましい。たとえば共用メモ
リを用いることにより、第１のサブプログラムがデータ
をメモリへ書込むことができ、第２のサブプログラム
が、第１のサブプログラムによりメモリへ書込まれてい
るデータを読出すことができる。

【００２９】次に図６を参照して、第１のサブプログラ
ムは、システムコールを実行し共用メモリの新しい領域
を作成することにより第２のサブプログラムと通信で
き、それからその新しい領域をそれのプロセスの仮想ア
ドレスへ取付ける。そうすると、共用メモリを用いて２
つまたはそれ以上のサブプログラムを読出すことによ
り、共用メモリに記憶されているデータを共用できる。

【００３０】メモリに対するアクセスを共用するプロセ
スは、機能的なシステム挙動を確実にするために、それ
らのプロセスによるメモリの使用を統合せねばならな
い。たとえば、２つのプロセスが共用メモリ場所へ同時
に書込まないようにするために、プロセスに順位をつけ
て置くことができる。共用メモリに対するプロセスのア
クセスを制御する１つの方法は、セマフォを用いること
である。共用メモリ領域をアクセスすることを望むプロ
セスは、ある指定されたセマフォオペレーションの実行
に成功することにより、アクセスの許可を得なければな
らない。セマフォがプロセスによりセットされるものと
すると、対応するメモリ領域がロックされることによ
り、他のプロセスがそのメモリ領域をアクセスすること
を阻止する。セマフォ実現は、それがセットされる時は
零にセットでき、それがフリーの時は１にセットされ
る。フリーな（セットされていない）セマフォはメモリ
場所を利用できることを示す。ユニプロセッサＵｎｉｘ
システムにおいてプロセスのアクセスを制御するセマフ
ォの例を図７を参照して説明する。しかし、他の共用メ
モリ法を使用できることが当業者には明らかである。

【００３１】図７を参照して、セマフォは最初はセット
されず、共用メモリを使用できることを示す。７００に
おいて、セマフォがセットされているかどうかを第１の
プロセスは調べる。セマフォがセットされていないと、
第１のプロセスはセマフォをセット（７１０）、メモリ
を用いる（７２０）。同様に、セマフォがセットされて
いるかどうかを第２のプロセスが調べる（７４０）。セ
マフォが第１のプロセスによりセットされているとする
と、セマフォがフリーにされるまで第２のプロセスは眠
る（７６０）。セマフォがフリーになると、第２のプロ
セスはセマフォをセットし（７５０）、メモリを用いる
（７７０）。

【００３２】データを共用するために共用メモリ機構を
利用できる。たとえば、アプリケーションプログラムは
モデムから送られたデータを受け、それをウィンドウ上
に表示する。本発明に従って、第１のプロセスのＩ／Ｏ
プロセスがモデムポートを介してデータを受け、共用メ
モリ領域にそのデータを書込む。第１のプロセスがデー
タを共用メモリ領域に書込んでいる間に、セマフォは第
１のプロセスによりセットされる。第１のプロセスが書
込みを終わって、セマフォをフリーにした後で、第２の
プロセスはデータを共用メモリ領域から読出し、ウィン
ドウシステムを介して書込んで、対応するウィンドウ内
に表示する。プロセス間通信は共用メモリを介して行
い、「Ｓｉｇｎａｌ」システムコールをＵＮＩＸオペレ
ーティングで利用できることが好ましい。信号が発生さ
れた時に通知すべきプロセスを識別する信号番号で名Ｓ
ｉｇｎａｌは識別される。中枢部へは発生できるそれら
のＳｉｇｎａｌについて最初に知らされ、特定のＳｉｇ
ｎａｌ番号のＳｉｇｎａｌが発生された時に通知される
べきプロセスも最初に知らされる。プロセスによりある
Ｓｉｇｎａｌが発生されると、中枢部はＳｉｇｎａｌ番
号に対応するプロセスに、Ｓｉｇｎａｌにサービスする
所定のルーチン／プロシージャを実行させる。Ｓｉｇｎ
ａｌについての詳細は前掲書「ＵＮＩＸオペレーティン
グシステムの設計」２００〜２１２ページを参照された
い。本発明の好適な実施例においては、アプリケーショ
ンプログラムは２つのプロセスを有する。第１のプロセ
スは時間的に厳しいプロシージャを含み、第２のプロセ
スは、ウィンドウシステムプロシージャを実行するプロ
シージャを含んでいる残りのプロシージャを含む。それ
らのプロセスはマスタ＝スレイブ関係で機能し、第１の
プロセスがマスタとして機能し、第２のプロセスがスレ
イブとして機能する。共用メモリが設定され、そのメモ
リは両方のプロセスでアクセスできる。アプリケーショ
ンを開始するために、第１のプロセスの実行を開始させ
るための指令をユーザーは実行する。第１のプロセスは
アプリケーションを構成するためのスタートコードを実
行し、それから第２のプロセスへ渡す。たとえば、第１
のプロセスはプロセス間通信機構を初期化でき、または
共用メモリの区間を設定できる。アプリケーションプロ
グラムの実行中に、第２のプロセスにおけるあるプロシ
ージャを実行すべき時に、たとえば、ウィンドウシステ
ムプロシージャを実行すべき時に、第１のプロセスは、
実行すべきプロシージャを識別する指令と、そのプロシ
ージャを実行するために必要なパラメータとを共用メモ
リ内に置く。それから第１のプロセスは、第２のプロセ
スが共用メモリをアクセスし、共用メモリに記憶されて
いる指令を実行することを指示する、所定の信号番号を
有するＳｉｇｎａｌを生ずる。第２のプロセスの実行中
に、第１のプロセスはそれの実行を続けることにより、
第１のプロセスはウィンドウシステムプロシージャと、
ウィンドウシステムプロシージャの実行中に生ずること
があるプロセスの停止とにより影響を受けることはな
い。第１のプロセスは共用メモリを定期的にポーリング
して、第２のプロセスにより実行されるプロシージャに
より戻すことができる情報を探す。共用メモリ中で何ら
かの情報が見つかったら、第１のプロセスはその情報を
取出すだけである。このようにして、第１のプロセスは
第２のプロセスから自身を更に絶縁して、ユーザーにと
って単一アプリケーションプログラムとして明らかに動
作させるために、完全双方向通信を維持する。

【００３３】時間的に厳しいプロシージャを含んでいる
プロセスと、ウィンドウシステムインターフェイス特定
プロシージャおよびブロッキングプロシージャを含むプ
ロセスとにアプリケーションプログラムを分離すること
により、時間的に厳しいプロシージャは、時間的に厳し
いプロシージャを停止させることができ、プロシージャ
から絶縁され、その間にプロセスは互いに一緒に実行
し、プロセス間通信により相互に通信し、ユーザーにと
って１つのアプリケーションプログラムとして見えるよ
うにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】時間的に厳しいプログラムを実行するための本
発明の好適な実施例の典型的なコンピュータシステムの
ブロック図表現である。

【図２】サーバをベースとするウィンドウシステムのブ
ロック図表現である。

【図３】ウィンドウシステム環境において時間的に厳し
いプログラムを動作させる方法のブロック図表現であ
る。

【図４】メッセージを介する他のプロセスと通信する１
つのプロセスのブロック図表現である。

【図５】ソケットを用いるプロセス間通信を示す流れ図
である。

【図６】プロセスの間の共用されるメモリを示す流れ図
である。

【図７】セマフォを用いるプロセスの間のアクセスを示
す流れ図である。

【符号の説明】

１０２ Ｉ／Ｏ回路 １０３ ＣＰＵ １０４ メモリ １０６ 大容量メモリ １０７ 表示モニタ １０８ カーソル制御器 ２６０ 表示装置 ２７０ キーボード ２８０ マウス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリと、
   キーボードとマウスおよび表示器を含む入力／出力手段
   とを有し、ウィンドウをベースとするコンピュータシス
   テムにおいて、応答を要求し、所定の時間内に活動を行
   うことを要求する時間的に厳しいプロシージャと、時間
   的に厳しくないプロシージャとを含むウィンドウシステ
   ム環境プログラムを実行する方法において、 応答を要求し、かつ所定の時間内に活動を行うことを要
   求するプロシージャを含む第１のプロセスと、ユーザー
   入力とウィンドウシステムを介する出力を要求するプロ
   シージャを含む第２のプロセスとを含み、アプリケーシ
   ョンプログラムを構成する少なくとも２つのプロセスを
   発生する過程と、 前記第１のプロセスと前記第２のプロセスを、アプリケ
   ーションプログラムとして、一緒に実行する過程と、を
   備え、このアプリケーションプログラムは、 前記第１のプロセスと前記第２のプロセスの間でメッセ
   ージを送ることができるように、少なくとも１つのプロ
   セス間通信機構を介して、前記第１のプロセスと前記第
   ２のプロセスの間で通信する過程と、 共用されているメモリを用いて、前記プロセスがデータ
   と情報を相互に転送できるように、前記第１のプロセス
   と前記第２のプロセスの間でメモリを共用する過程と、
   を備え、それにより、前記プロセスは相互に協力して動
   作し、１つのプログラムとして実行するものとユーザー
   には見え、第２のプロセスの停止は第１のプロセスの実
   行に影響を及ぼさず、時間的に厳しいプロシージャの停
   止は避けられることを特徴とする、ウィンドウシステム
   環境において時間的に厳しいプロセスを実行する方法。
2. 【請求項２】 中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリと、
   キーボードとマウスおよび表示器を含む入力／出力手段
   とを備え、応答を要求し、かつ所定の時間内に活動を行
   うことを要求する時間的に厳しいプロシージャと、時間
   的に厳しくないプロシージャとを含むプログラムを実行
   するための、ウィンドウをベースとするコンピュータシ
   ステムにおいて、 アプリケーションプログラムを形成する第１のプロセス
   および第２のプロセスであって、前記第１のプロセスは
   応答を要求し、かつ所定の時間内に活動を行うことを要
   求するプロシージャを含み、前記第２のプロセスはユー
   ザー入力とウィンドウシステムを介する出力を要求する
   プロシージャを含む、前記第１のプロセスおよび前記第
   ２のプロセスと、 前記第１のプロセスと前記第２のプロセスをアプリケー
   ションプログラムとして一緒に実行する実行手段と、 前記第１のプロセスと前記第２のプロセスの間でメッセ
   ージを送ることができるように、第１のプロセスと第２
   のプロセスが通信するための少なくとも１つのプロセス
   間通信機構と、 前記プロセスがデータと情報を共用されるメモリを用い
   て相互に転送できるように、前記第１のプロセスと前記
   第２のプロセスにより共用させられるメモリと、を備
   え、それにより、前記プロセスは相互に協力して動作
   し、１つのプログラムとして実行するものとユーザーに
   は見え、第２のプロセスの停止は第１のプロセスの実行
   に影響せず、時間的に厳しいプロシージャの停止は避け
   られることを特徴とするプログラムを実行するためのウ
   ィンドウをベースとするコンピュータシステム。