JPH06266619A - ページ退避／復元装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ページの退避先の二次記憶装置の選択に際し
二次記憶装置の入出力速度を考慮することにより、仮想
記憶システム全体の二次記憶装置の利用効率を向上させ
る。 【構成】 退避／復元頻度要素管理手段（ページアクセ
ス回数管理手段５）は、各ページの退避／復元頻度要素
（各ページが過去にアクセスされた回数）をページ毎に
管理する。二次記憶装置管理手段８は、ページの退避時
に、退避／復元頻度要素の値に基づいて選択された二次
記憶装置１１（二次記憶装置１１−１〜１１−ｎの中の
１つ）にページを退避する。ページアウト履歴管理手段
６は、ページの退避先の二次記憶装置１１（プログラム
記憶装置１０を含む）を示す情報をページアウト履歴の
１つとして管理しており、ページの復元時に復元対象の
ページが存在する二次記憶装置１１を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、仮想記憶システム（仮
想記憶方式を採用するコンピュータシステム）に関し、
特に主記憶から二次記憶装置へのページの退避（主記憶
からのページアウト）および二次記憶装置から主記憶へ
のページの復元（主記憶へのページイン）を行うページ
退避／復元装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のページ退避／復元装置で
は、ページをどの二次記憶装置に退避するかを決定（選
択）する際に、退避先の二次記憶装置の入出力速度は考
慮されていなかった。したがって、一般的には、管理上
の要請等から、１つのプログラムについて割り当てられ
る退避先の二次記憶装置は、入出力速度に関して１つの
種類の二次記憶装置のみであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のページ
退避／復元装置では、ページをどの二次記憶装置に退避
するかを決定する際に退避先の二次記憶装置の入出力速
度は考慮されておらず、１つのプログラムについて割り
当てられる退避先の二次記憶装置は入出力速度に関して
１つの種類のみであったので、仮想記憶システム全体の
二次記憶装置の利用効率の悪化を招くという欠点があっ
た。

【０００４】すなわち、大きなプログラムに対して巨大
な記憶スペースを入出力速度に関して１つの種類の二次
記憶装置から確保しなければならないことから、当該大
きなプログラムに入出力速度が速い二次記憶装置が退避
先として割り当てられると、他のプログラムが高速の二
次記憶装置を使用することができず、仮想記憶システム
全体の二次記憶装置の利用効率が悪くなっていた。一
方、当該大きなプログラムに入出力速度が遅い二次記憶
装置が退避先として割り当てられると、当該大きなプロ
グラムの二次記憶装置の利用効率が悪くなり、ひいては
仮想記憶システム全体の二次記憶装置の利用効率が悪く
なっていた。

【０００５】本発明の目的は、上述の点に鑑み、ページ
の退避先の二次記憶装置の選択に際して二次記憶装置の
入出力速度を考慮し、１つのプログラムに対して入出力
速度に関して複数の種類の二次記憶装置を割り当て、退
避／復元の頻度が高いと考えられるページほどその退避
先として入出力速度が高速の二次記憶装置を使用するこ
とにより、仮想記憶システム全体の二次記憶装置の利用
効率を向上させることができるページ退避／復元装置を
提供することにある。

【０００６】なお、仮想記憶システムにおける二次記憶
装置の利用効率の向上を図る技術としては、例えば、次
のような従来技術が公表されている。 プログラムの再開点保存処理において二次記憶装置
の有効利用を図る技術である「プログラム再開点保存方
式（特開平１−３１６８３４号）」 実行中のプログラムのページであって主記憶上に存
在するページを外部記憶装置（二次記憶装置）に退避す
る際に主記憶上に存在する必要最小限のページしか二次
記憶装置に退避しないことにより二次記憶装置の有効利
用を図る技術である「プログラムの外部記憶装置への退
避方式（特開昭６３−６１３４６号）」

【０００７】しかし、上述の従来技術等は、二次記憶装
置の入出力速度の考慮に基づいて二次記憶装置の利用効
率の向上を図るという本発明の技術とは異質のものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のページ退避／復
元装置は、各ページの退避／復元の頻度を反映する退避
／復元頻度要素をページ毎に管理する退避／復元頻度要
素管理手段と、ページの退避が行われる際に前記退避／
復元頻度要素管理手段によって管理されている退避／復
元頻度要素の値に基づいて入出力速度が異なる複数の二
次記憶装置の中から選択された退避先の二次記憶装置に
ページを退避する二次記憶装置管理手段と、ページの退
避先の二次記憶装置を示す情報をページアウト履歴の１
つとして管理しておりページの復元が行われる際に復元
対象のページが存在する二次記憶装置を特定するページ
アウト履歴管理手段とを有する。

【０００９】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。

【００１０】図１は、本発明のページ退避／復元装置の
第１の実施例（請求項２記載の発明に対応する実施例）
を含む仮想記憶システムの構成を示すブロック図であ
る。

【００１１】この仮想記憶システムは、本実施例のペー
ジ退避／復元装置と、主記憶９と、プログラム記憶装置
１０と、複数の二次記憶装置１１−１，１１−２，…，
１１−ｎ（ｎは２以上の正整数）とを含んで構成されて
いる。

【００１２】本実施例のページ退避／復元装置は、ペー
ジアウト手段１と、実メモリ制限手段２と、ページイン
手段３と、ページアクセス履歴管理手段４と、ページア
クセス回数管理手段５と、ページアウト履歴管理手段６
と、二次記憶装置管理手段８とを含んで構成されてい
る。本実施例のページ退避／復元装置では、ページアク
セス回数管理手段５によって、主記憶９上で実行される
各プログラムを構成する各ページの退避／復元の頻度を
反映する要素（退避／復元頻度要素）をページ毎に管理
する退避／復元頻度要素管理手段が実現されている。す
なわち、本実施例では、各ページが過去にアクセスされ
た回数の多少が退避／復元頻度要素の値となっている。

【００１３】主記憶９は、ページ単位の実メモリ毎に分
割されており、実行中のいくつかのプログラムのいくつ
かのページを記憶している。

【００１４】プログラム記憶装置１０は、主記憶９上で
実行されるプログラムの初期の内容（全てのページの内
容）を記憶している大容量の記憶装置である（磁気ディ
スク等によって実現される）。

【００１５】二次記憶装置１１−１〜１１−ｎは、ペー
ジの退避先として使用される磁気ディスク等の記憶装置
である。ここで、二次記憶装置１１−１，二次記憶装置
１１−２，…，二次記憶装置１１−ｎの順で、入出力速
度が速いものとする（二次記憶装置１１−１の入出力速
度が最も高速となっている）。

【００１６】図２は、本実施例のページ退避／復元装置
の処理を示す流れ図である（後述する第２の実施例およ
び第３の実施例の処理を示す流れ図でもある）。この処
理は、ページイン要求ステップ２１と、実メモリ量チェ
ックステップ２２と、実メモリ取上げステップ２３と、
退避ステップ２４と、復元ステップ２５と、実メモリ割
当てステップ２６とからなる。

【００１７】次に、本実施例のページ退避／復元装置の
動作について説明する。ここでは、図２の流れ図に従っ
て、動作の説明を行う。

【００１８】主記憶９上で実行されているプログラムの
実行の過程で、実メモリが割り当てられていないページ
がアクセスされると、ページイン要求が発生する（ステ
ップ２１）。このページイン要求に係るプログラムを、
「対象プログラム」ということにする。

【００１９】実メモリ制御手段２は、このページイン要
求に基づいて、対象プログラムに割り当てられている実
メモリ量のチェックを行う（ステップ２２）。すなわ
ち、現時点までに対象プログラムに割り当てられている
実メモリ量が本仮想記憶システム（本実施例のページ退
避／復元装置が適用される仮想記憶システム）であらか
じめ定められている対象プログラムに対する実メモリ制
限量（対象プログラムに割り当てることができる実メモ
リ量）を越えているか否かを判定する。

【００２０】実メモリ量チェックステップ２２のチェッ
クで「対象プログラムに割り当てられている実メモリ量
が対象プログラムに対する実メモリ制限量を越えてい
る」と判定された場合には、ページアウト手段１は対象
プログラムに割り当てられている実メモリ（使用中の実
メモリ）の１つの取上げを行う（ステップ２３）。

【００２１】取上げ対象の実メモリの選択は、ページア
ウト手段１の指示に基づいてページアクセス履歴管理手
段４（各ページが過去にアクセスされた時刻を管理する
手段）によって行われる。すなわち、ページアクセス履
歴管理手段４は、対象プログラムに割り当てられている
全ての実メモリの各々について、各実メモリ内のページ
が最後にアクセスされた時刻を比較し、最後にアクセス
された時刻が最も旧いページが存在する実メモリを取上
げ対象の実メモリとして選択する。なお、このような
「取上げ対象の実メモリの選択」のアルゴリズムは、ペ
ージアクセス履歴管理手段４によって行われる上述のア
ルゴリズムに限定されるものではない。

【００２２】二次記憶装置管理手段８は、ページアウト
手段１によって取り上げられた実メモリ内のページを二
次記憶装置１１−１〜１１−ｎの中のいずれか（以下、
二次記憶装置１１−１〜１１−ｎの中の任意の１つを
「二次記憶装置１１」と表現する）に退避する（ステッ
プ２４）。

【００２３】退避先の二次記憶装置１１の選択は、二次
記憶装置管理手段８の指示に基づいてページアクセス回
数管理手段５（各ページが過去にアクセスされた回数を
退避／復元頻度要素とする退避／復元頻度要素管理手
段）によって行われる。すなわち、ページアクセス回数
管理手段５は、取上げ対象の実メモリ内のページが過去
にアクセスされた回数を調べ、その回数の多さに対応す
る速さの入出力速度を有する二次記憶装置１１を退避先
の二次記憶装置１１として選択する。すなわち、過去に
アクセスされた回数が多いページほどその退避／復元の
頻度が高いと推定して、そのページの退避先として入出
力速度が速い二次記憶装置１１を選択する。

【００２４】退避先の二次記憶装置１１へのページの退
避が終了した場合または実メモリ量チェックステップ２
２のチェックで「対象プログラムに割り当てられている
実メモリ量が対象プログラムに対する実メモリ制限量を
越えていない」と判定された場合には、二次記憶装置管
理手段８はページイン要求に係るページを主記憶９（主
記憶９内の実メモリ）に復元する（ステップ２５）。

【００２５】復元対象のページが存在する二次記憶装置
（この「二次記憶装置」には、二次記憶装置１１ととも
にプログラム記憶装置１０が含まれる）の特定（どの二
次記憶装置から復元対象のページイメージを復元するか
という選択）は、二次記憶装置管理手段８の指示に基づ
いてページアウト履歴管理手段６によって行われる。す
なわち、ページアウト履歴管理手段６は、復元対象のペ
ージが二次記憶装置１１に退避されているか否かを調
べ、二次記憶装置１１に退避されていなかった場合には
プログラム記憶装置１０からの復元を選択し、二次記憶
装置１１に退避されていた場合には退避先の二次記憶装
置１１からの復元を選択する（どの二次記憶装置１１が
退避先の二次記憶装置１１であるかということはページ
アウト履歴の１つとしてページアウト履歴管理手段６に
よって管理されている）。

【００２６】ページの復元が終了すると、ページイン手
段３は当該ページがページインされた実メモリを対象プ
ログラムに割り当てる（ステップ２６）。

【００２７】これによって、本実施例のページ退避／復
元装置の処理が終了する。

【００２８】本実施例では、上述のように、ページアク
セス回数管理手段５によって退避／復元頻度要素管理手
段が実現されており、退避ステップ２４での「退避先の
二次記憶装置１１の選択」はページアクセス回数管理手
段５による調査に基づいて行われている。しかし、退避
／復元頻度要素管理手段の実現方法（退避先の二次記憶
装置１１を選択する手法）は、上述の方法に限られず、
以下の第２の実施例および第３の実施例等による方法も
考えられる。

【００２９】図３は、本発明のページ退避／復元装置の
第２の実施例（請求項３記載の発明に対応する実施例）
を含む仮想記憶システムの構成を示すブロック図である
（図１中の構成要素に対応する構成要素は図１中の符号
と同一の符号で表している）。本実施例においては、ペ
ージアウト履歴管理手段６によって退避／復元頻度要素
管理手段が実現されている（各ページが最後にページア
ウトされた時刻の新旧が退避／復元頻度要素の値となっ
ている）。

【００３０】本実施例では、ページアウト履歴管理手段
６が、図２中の退避ステップ２４において、取上げ対象
の実メモリ内のページの前回のページアウト（最後のペ
ージアウト）の時刻を調べ、その時刻の新しさに対応す
る速さの入出力速度を有する二次記憶装置１１を退避先
の二次記憶装置１１として選択する。すなわち、最後に
ページアウトされた時刻が新しいページほどその退避／
復元の頻度が高いと推定して、そのページの退避先とし
て入出力速度が速い二次記憶装置１１を選択する。

【００３１】図４は、本発明のページ退避／復元装置の
第３の実施例（請求項４記載の発明に対応する実施例）
を含む仮想記憶システムの構成を示すブロック図である
（図１中の構成要素に対応する構成要素は図１中の符号
と同一の符号で表している）。本実施例においては、ペ
ージアウト回数管理手段７によって退避／復元頻度要素
管理手段が実現されている（各ページが過去にページア
ウトされた回数の多少が退避／復元頻度要素の値となっ
ている）。

【００３２】本実施例では、ページアウト回数管理手段
７が、図２中の退避ステップ２４において、取上げ対象
の実メモリ内のページが過去にページアウトされた回数
を調べ、その回数の多さに対応する速さの入出力速度を
有する二次記憶装置１１を退避先の二次記憶装置１１と
して選択する。すなわち、過去のページアウトの回数が
多いページほどその退避／復元の頻度が高いと推定し
て、そのページの退避先として入出力速度が速い二次記
憶装置１１を選択する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ページの
退避先の二次記憶装置の選択に際して二次記憶装置の入
出力速度を考慮し、１つのプログラムに対して入出力速
度に関して複数の種類の二次記憶装置を割り当て、退避
／復元の頻度が高いと考えられるページほどその退避先
として高速の入出力速度を有する二次記憶装置を使用す
ることにより、仮想記憶システム全体の二次記憶装置の
利用効率を向上させることができるという効果を有す
る。すなわち、「１つの二次記憶装置を１つの大きなプ
ログラムが独占する」ということがなくなり、入出力速
度が速い入出力装置を多くのプログラムで効率的に共用
することができるようになる。

【００３４】なお、仮想記憶システムの構成やプログラ
ムの利用形態等に応じて、退避／復元頻度要素を過去の
ページアクセス回数，最後のページアウト時刻および過
去のページアウト回数等に変化することができるので、
どのような仮想記憶システムであっても上述のような効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のページ退避／復元装置の第１の実施例
を含む仮想記憶システムの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１，図３および図４に示すページ退避／復元
装置の処理を示す流れ図である。

【図３】本発明のページ退避／復元装置の第２の実施例
を含む仮想記憶システムの構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明のページ退避／復元装置の第３の実施例
を含む仮想記憶システムの構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ ページアウト手段 ２ 実メモリ制限手段 ３ ページイン手段 ４ ページアクセス履歴管理手段 ５ ページアクセス回数管理手段 ６ ページアウト履歴管理手段 ７ ページアウト回数管理手段 ８ 二次記憶装置管理手段 ９ 主記憶 １０ プログラム記憶装置 １１−１，１１−２，…，１１−ｎ 二次記憶装置 ２１ ページイン要求ステップ ２２ 実メモリ量チェックステップ ２３ 実メモリ取上げステップ ２４ 退避ステップ ２５ 復元ステップ ２６ 実メモリ割当てステップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実メモリ制限量を管理する実メモリ制限
   手段と、この実メモリ制限手段によって管理されている
   実メモリ制限量を考慮して対象プログラムに割り当てら
   れている実メモリの取上げを行うページアウト手段と、
   対象プログラムに実メモリを割り当てるページイン手段
   とを有する仮想記憶システムにおけるページ退避／復元
   装置において、 各ページの退避／復元の頻度を反映する退避／復元頻度
   要素をページ毎に管理する退避／復元頻度要素管理手段
   と、 ページの退避が行われる際に、前記退避／復元頻度要素
   管理手段によって管理されている退避／復元頻度要素の
   値に基づいて入出力速度が異なる複数の二次記憶装置の
   中から選択された退避先の二次記憶装置にページを退避
   する二次記憶装置管理手段と、 ページの退避先の二次記憶装置を示す情報をページアウ
   ト履歴の１つとして管理しており、ページの復元が行わ
   れる際に復元対象のページが存在する二次記憶装置を特
   定するページアウト履歴管理手段とを有することを特徴
   とするページ退避／復元装置。
2. 【請求項２】 各ページが過去にアクセスされた回数を
   退避／復元頻度要素として管理するページアクセス回数
   管理手段によって前記退避／復元頻度要素管理手段を実
   現する請求項１記載のページ退避／復元装置。
3. 【請求項３】 各ページが最後にページアウトされた時
   刻を退避／復元頻度要素として管理する前記ページアウ
   ト履歴管理手段によって前記退避／復元頻度要素管理手
   段を実現する請求項１記載のページ退避／復元装置。
4. 【請求項４】 各ページが過去にページアウトされた回
   数を退避／復元頻度要素として管理するページアウト回
   数管理手段によって前記退避／復元頻度要素管理手段を
   実現する請求項１記載のページ退避／復元装置。