JPH07141180A - オブジェクト並列実行方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数オブジェクトの同一時刻のタスク処理を
時分割で起動して並列処理させる際に、先に起動された
オブジェクトの処理が他オブジェクトの同一時刻のタス
ク処理に影響させないようにする。 【構成】 ＯＳ１及びとオブジェクトｏｂｊＡ、ｏｂｊ
Ｂ群間に介在する直並列実行変換部３はオブジェクト間
のメッセージ転送に介在する。直並列実行変換部は、処
理段階区別用の各オブジェクトに係るＴキュー３ａ１、
Ｒキュー３ａ２を管理する。直並列実行変換部は、起動
するオブジェクトに係るＲキューが存在する場合、メッ
セージを引渡す。タスク処理が起動されたオブジェクト
から他オブジェクトへのメッセージを受信したとき、転
送先オブジェクトのＴキューにキューイングする。ある
時刻における全てのオブジェクトのタスク処理を実行さ
せたとき、ＴキューからＲキューへの移送処理を行な
い、その後に次の時刻の処理に進む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一時刻に係る複数の
オブジェクトのタスク処理を時分割によるスイッチング
によって擬似的に並列に実行するオブジェクト並列実行
方法に関し、例えばオブジェクト指向の概念で作成され
た通信システム用シミュレータに適用し得るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、交換システム等の通信システム
が設計された場合や最適な通信システムを模索している
場合、通信システムは大規模のものであるので、実際に
システムを構築して評価することはできず、そこで、そ
の設計システムと等価なシステム（シミュレータ）を、
例えばソフトウェアを中心としてワークステーション等
の上に構築し、その設計システムの評価を行なうことが
多くなされている。このようなシミュレータとして、例
えば、文献『西ケ谷岳、伊藤直人、井手敏博、平山昌
弘、伯田晃著、「通信エージェントによるネットワーク
モデルの一考察」、電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏ
ｌ．９１、Ｎｏ．４５５、ＳＳＥ９１−１２４（１９９
２年）』に記載されたようなオブジェクト指向をベース
としたものがある。

【０００３】このようなシミュレータでは、システムの
各構成要素毎にオブジェクトを作成し、各オブジェクト
がメッセージの受信によって自己に係るタスク（又はプ
ロセス）の動作を行なうものであった。例えば、図２に
示すように、いわゆるＯＳ（オペレーティングシステ
ム）１の管理下でオブジェクトＯＢＪａはメッセージを
受信したときにタスクを実行し、タスク実行後にＯＳ１
の管理下でメッセージを次のオブジェクトＯＢＪｂに送
信し、このメッセージの受信によりオブジェクトＯＢＪ
ｂがタスクを実行し、タスク実行後にＯＳ１の管理下で
メッセージを次のオブジェクトＯＢＪｃに送信し、以
下、このようなメッセージの送受信及びタスクの実行を
順次進めていく。

【０００４】ところで、各オブジェクトが相当するシミ
ュレーション対象システム（例えば通信システム）の各
構成要素は、実際上、ある時点をとらえて見た場合、並
列に動作することが多い。しかしながら、オブジェクト
指向をベースとしたシミュレータでは、上述のように、
各オブジェクトのタスク（そのオブジェクトを動作させ
る実態となるタスク）をシリアルにスイッチングしてい
るので、すなわち、本来、並列に実行される動作をも直
列に動作させているので、動作時に必要な情報（メッセ
ージ）がすれ違っている等の不都合が生じていた。

【０００５】そこで、複数のオブジェクトのタスク処理
を、全体として擬似的に並列に動作させるようなシミュ
レーション方法も既に考えられている。

【０００６】第１に、時間を基準として全オブジェクト
を並列に動作させるために、クロック用メッセージを全
オブジェクトに送信して各オブジェクトがその時刻に応
じたタスク処理を実行するようにすることが考えられて
いる。第２に、同一時刻に係る複数のオブジェクトのタ
スク処理を時分割によるスイッチングによって順次実行
することが考えられている。第３に、各オブジェクトに
実行優先順位を設定し、各オブジェクトのタスク処理を
実行優先順位に従って時分割でスイッチングすることに
より、全体として並列動作を実現する方法が考えられて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
擬似的なオブジェクト並列実行方法では、各オブジェク
トにおいてクロック用メッセージ以外のメッセージのキ
ューイングによってクロック用メッセージの受信が影響
を受け、各オブジェクトでクロックの基準が異なってし
まうことがあり、同一時刻の完全なる並列動作が困難で
あるという問題がある。

【０００８】この点、同一時刻に係る複数のオブジェク
トのタスク処理を時分割によるスイッチングによって実
行する第２の擬似的なオブジェクト並列実行方法の方が
好ましい。しかし、この第２の擬似的なオブジェクト並
列実行方法では、先に実行されたオブジェクトのタスク
の結果が、同一時刻に並列で実行されるため本来は影響
を受けないはずの他のオブジェクトのタスク処理に影響
を与えるという不都合を生じることがある。すなわち、
同一時刻の並列動作であるためスイッチングの順番設定
に無関係であるシミュレーション結果が、スイッチング
の順番の設定の仕方に影響されることも生じていた。

【０００９】例えば、図３に示すような４個のノードＮ
ＯＤ１〜ＮＯＤ４で構成されているネットであって、こ
のノード順でデータが巡回するリング状ネットワークを
シミュレーション対象とし、各ノード毎にオブジェクト
を形成し、各オブジェクトにタスクを１個ずつ割り当て
たとする。また、各オブジェクトが面数１のＦＩＦＯキ
ューを有し、タスクはＦＩＦＯキューを１回シフトする
動作を行ない、このシフト時にＦＩＦＯキューにデータ
フレームが入っていた場合にデータフレームが送信され
ると同時にキューがクリアされて次のデータフレームを
受信できる状態になり、ＦＩＦＯキューにデータフレー
ムが入っていない場合に１回シフトするとなにも送信さ
れないとする。そして、１秒間に各オブジェクトのタス
ク処理を時分割で順次行なうとし、所定時間経過したと
きの網内で受信された単位時間当りのデータフレームの
ビット数をシミュレーション結果（評価対象：網内スル
ープット）とする。さらに、初期状態においては、ノー
ド（オブジェクト）ＮＯＤ１にデータフレームが格納さ
れ、他のノードＮＯＤ２〜ＮＯＤ４が空き状態であった
とする。

【００１０】まず、同一時刻におけるタスクのスイッチ
ングがＮＯＤ４−ＮＯＤ３−ＮＯＤ２−ＮＯＤ１の順で
行なわれる場合を考える。

【００１１】この場合、最初の１秒間において、ノード
ＮＯＤ４は空き状態であるので何も処理せず、ノードＮ
ＯＤ３及びＮＯＤ２も同様に何もせず、最後のタスクス
イッチングによるノードＮＯＤ１はノードＮＯＤ２にデ
ータフレームを転送する。次の１秒間において、ノード
ＮＯＤ４及びＮＯＤ３は空き状態であるので何も処理せ
ず、ノードＮＯＤ２はノードＮＯＤ３にデータフレーム
を転送し、ノードＮＯＤ１は空き状態であるので何も処
理しない。以下、同様にして、各１秒間において、４個
のノード中１個のノードが次のノードへのデータフレー
ムの転送を行ない、他のノードはなんらの動作も実行し
ない。

【００１２】次に、同一時刻におけるタスクのスイッチ
ングがＮＯＤ１−ＮＯＤ２−ＮＯＤ３−ＮＯＤ４の順で
行なわれる場合を考える。

【００１３】この場合、最初の１秒間において、ノード
ＮＯＤ１はノードＮＯＤ２にデータフレームを転送し、
これによりノードＮＯＤ２はデータフレームを有するの
でノードＮＯＤ３にデータフレームを転送し、同様に、
ノードフレームＮＯＤ３及びＮＯＤ４も次のノードＮＯ
Ｄ４及びＮＯＤ１にデータフレームを転送する。それ以
降の各時刻（計時単位を１秒とする）においても、全て
のノードＮＯＤ１〜ＮＯＤ４がデータフレームの転送動
作を行なう。

【００１４】従って、第２の擬似的なオブジェクト並列
実行方法では、タスクのスイッチング順番の選定によっ
て異なるシミュレーション結果となることがある。

【００１５】かかる不都合は、各オブジェクトのタスク
処理に実行優先順位を設定し、各オブジェクトのタスク
処理を実行優先順位に従ってスイッチングする第３の擬
似的なオブジェクト並列実行方法では、実行優先順位の
設定のために生じない。

【００１６】しかし、第３の擬似的なオブジェクト並列
実行方法においては、対象システムに応じて、または、
処理状況に応じて、実行優先順位を定めなければならな
いという問題があり、優先順位が低いオブジェクトが処
理状況によっては実行されないことも生じて並列実行性
が低下するという問題がある。

【００１７】複数のオブジェクトの並列動作が必要なシ
ステムは、シミュレータ以外にも存在するが、このよう
なシステムでも上記と同様な問題が生じている。

【００１８】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、同一時刻に係る複数のオブジェクトのタスク
処理を時分割で順次起動して擬似的に並列処理を実行さ
せる際に、タスク処理に優先順位を設けることなく、先
に起動されたオブジェクトの処理が他のオブジェクトの
同一時刻のタスク処理に影響を与えることを防止でき、
並列処理を正確に実行できるオブジェクト並列実行方法
を提供しようとしたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、同一時刻に係る複数のオブジェ
クトのタスク処理を時分割によるスイッチングによって
擬似的に並列に実行するオブジェクト並列実行方法にお
いて、シリアルな動作のオペレーティングシステムと並
列動作が必要なオブジェクト群との間に介在する、各オ
ブジェクトに係る第１及び第２のキューを管理する直並
列実行変換部を設けた。そして、直並列実行変換部が、
同一時刻に係る複数のオブジェクトのタスク処理を時分
割で順次起動すると共に、起動するオブジェクトに係る
第２のキューが存在する場合にはそのオブジェクトにメ
ッセージを引き渡し、タスク処理が起動されたオブジェ
クトから他のオブジェクトへ転送するメッセージが与え
られたときには、転送先オブジェクトに係る第１のキュ
ーにキューイングし、ある時刻における全てのオブジェ
クトのタスク処理を実行させたときには、第１のキュー
から第２のキューへの移送処理を行ない、その後に次の
時刻の処理に進むことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明において、シリアルな動作のオペレーテ
ィングシステムと並列動作が必要なオブジェクト群との
間に介在させた直並列実行変換部が、同一時刻に係る複
数のオブジェクトのタスク処理を時分割で順次起動する
ことで擬似的に並列処理を実現する。

【００２１】ここで、同一時刻になされる並列処理であ
れば、先に起動されたオブジェクトの処理が、他のオブ
ジェクトの同一時刻のタスク処理に影響を与えることは
本来有り得ない。しかし、各オブジェクトのタスク処理
を単純に所定順番で起動すると、先に起動されたオブジ
ェクトの処理が他のオブジェクトの同一時刻のタスク処
理に影響を与えることも生じてしまう。

【００２２】そこで、本発明においては、オブジェクト
間のメッセージ転送には直並列実行変換部を介在させる
こととし、また、直並列実行変換部が各オブジェクトに
係る第１及び第２のキューを管理することとした。

【００２３】そして、直並列実行変換部は、起動するオ
ブジェクトに係る第２のキューが存在する場合にはその
オブジェクトにメッセージを引き渡し、タスク処理が起
動されたオブジェクトから他のオブジェクトへ転送する
メッセージが与えられたときには、転送先オブジェクト
に係る第１のキューにキューイングし、ある時刻におけ
る全てのオブジェクトのタスク処理を実行させたときに
は、第１のキューから第２のキューへの移送処理を行な
い、その後に次の時刻の処理に進む。

【００２４】すなわち、直並列実行変換部に２種類のキ
ューを設け、各オブジェクトから他のオブジェクトへ転
送されるメッセージを一時的に保留し、この保留に係る
処理段階（時刻）を２種類のキューによって、一つ前の
処理の段階と次の処理の段階とに明確に区別した。

【００２５】これにより、タスク処理のスイッチングに
優先順位を設けることなく、先に起動されたオブジェク
トの処理が他のオブジェクトの同一時刻のタスク処理に
影響を与えることを防止できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を、オブジェクト指向をベース
としたシミュレータに適用した一実施例を図面を参照し
ながら詳述する。

【００２７】この実施例のシミュレータも、ワークステ
ーションやパーソナルコンピュータ等によって実現さ
れ、そのソフトウェア構成は図４に示す通りである。

【００２８】図４において、この実施例のシミュレータ
は、ＯＳ（オペレーティングシステム）１と、複数のオ
ブジェクトｏｂｊＡ、ｏｂｊＢ、…でなるシミュレーシ
ョンモデル２とに加えて、直並列実行変換部（オブジェ
クトパラレルドライバ）３を備える。

【００２９】シミュレーションモデル２は、シミュレー
ション対象システムの動作単位（部品単位）毎にオブジ
ェクトｏｂｊＡ、ｏｂｊＢ、…を生成したものであり、
各オブジェクトｏｂｊＡ、ｏｂｊＢ、…はそれぞれキュ
ー（以下、Ｔキューと呼ぶ）を有する。この実施例の場
合、メッセージを授受する２個のオブジェクト間で直接
メッセージを授受するのではなく、直並列実行変換部３
を介してメッセージを授受する。

【００３０】直並列実行変換部３は、これ自体が１個の
オブジェクト（タスク）であり、シリアルな動作のＯＳ
１とパラレルな動作が必要なシミュレーションモデル２
との間に介在して、シミュレーションモデル２における
複数のオブジェクトｏｂｊＡ、ｏｂｊＢ、…の並列実行
性を補償するものである。直並列実行変換部３は、ある
オブジェクトから送信されたメッセージを一時的に保留
して送信先オブジェクトに引渡すことにより、一つ前の
処理の段階と次の処理の段階とを分割し、全てのオブジ
ェクトに対してある処理段階における並列実行性を補償
するものである。この補償動作は、全てのオブジェクト
に共通クロックを供給することに相当するものである。

【００３１】直並列実行変換部３は、シミュレーション
モデル２の構造に関する情報を有すると共に、図５に詳
細を示すオブジェクト管理エリア３Ａを有し、また、こ
のオブジェクト管理エリア３Ａの１個の所定エリアを特
定するオブジェクト実行ポインタ（オブジェクト登録番
号で指定）３Ｂを記憶しており、さらに、上述したよう
に、各オブジェクトからのメッセージ３Ｃを図６に示す
フォーマットに従ってチェイン状に一時的に保留してい
る。

【００３２】直並列実行変換部３は、あるオブジェクト
から送信されたメッセージ３Ｃを、メッセージチェイン
のテールに繋げる。直並列実行変換部３の中では、各メ
ッセージは、図６に示すように、次のメッセージの先頭
アドレス３ｃ１と、メッセージの送信先オブジェクトに
係る登録番号（図５参照）３ｃ２と、メッセージの送信
元オブジェクトに係る登録番号（図５参照）３ｃ３と、
データ３ｃ５と、メソッド番号３ｃ４とからなるフォー
マットに従っている。

【００３３】オブジェクト管理エリア３Ａは、シミュレ
ーションモデル２における全てのオブジェクトに対する
管理エリアを有し、各管理エリアは、通し番号でなるオ
ブジェクト登録テーブル３Ｄと、オブジェクトのアドレ
ス３ａ３と、そのオブジェクトがメッセージの送信先で
ある場合のメッセージチェインにおけるメッセージの待
機状態を表す、メッセージのライトアドレス及びリード
アドレスの組でなるＴキュー３ａ１及びＲキュー３ａ２
とから構成されている。Ｔキュー３ａ１及びＲキュー３
ａ２において、ライトアドレスは、そのオブジェクトに
係るメッセージチェインの１以上のメッセージのうち最
新書き込まれたものを指示し、一方、リードアドレス
は、そのオブジェクトに係るメッセージチェインの１以
上のメッセージのうち最古に書き込まれたもの（読出時
の最初のメッセージ）を指示している。従って、ライト
アドレスとリードアドレスとが異なっていることがあ
る。

【００３４】なお、通常のオブジェクト指向をベースと
したプログラム等では、各オブジェクトが取り扱うキュ
ーは１種類であるが、この実施例では、直並列実行変換
部（オブジェクト）３が取り扱うキューをＴキュー３ａ
１及びＲキュー３ａ２の２種類とすることで、一つ前の
処理段階と次の処理段階とを明確に分割し、擬似的な並
列動作を実現している。

【００３５】図１は、直並列実行変換部３の処理を示す
フローチャートである。以下、この図１を主に参照しな
がら直並列実行変換部３の処理を説明する。

【００３６】まず、直並列実行変換部３は、シミュレー
ション動作を実行する時間を規定するクロックの終了値
を設定する（ステップ１００）。なお、クロックの値自
体は、ある時刻を表している。

【００３７】次に、直並列実行変換部３は、ユーザが定
義した初期設定ルーチンをコールし、部品単位に形成さ
れているオブジェクトを直並列実行変換部３内に生成さ
せたり、オブジェクトの総数をカウントしたり、各オブ
ジェクト間の接続等の処理を行なってシミュレーション
モデル２の構成を内部に登録する（ステップ１０１）。

【００３８】シミュレーション対象システムが交換シス
テムであれば、端末、交換ノード、伝送路、測定データ
管理部等の全体又はその要素毎に作成したプログラムル
ーチンのアドレスを直並列実行変換部３内部に設定する
ことでオブジェクトを登録し、また、そのようなプログ
ラムルーチン（オブジェクト）の接続関係を設定するこ
とで網接続状態を直並列実行変換部３内部に登録する。

【００３９】このようなプログラムルーチン（オブジェ
クト）は、例えば、Ｃ言語の場合、関数として作成し、
１回コールすることで１ステップ動作とするようにし、
また、データ部分と手続き部分とで構成し、データ部分
は関数内でメモリアロケーション関数を用いて領域の割
当を行ない、手続き部分はｓｗｉｔｃｈ文（状態分岐及
びメソッド分岐）とサブルーチンとで記述するようにす
れば良い。例えば、ｉｄＡ＝ｃｒｅａｔｅ（ｏｂｊＡ，
ｄａｔａ，ｃｌａｓｓ１）によって、オブジェクトアド
レスｉｄＡを有するオブジェクト登録番号ｏｂｊＡのし
かもクラスがクラス定義関数ｃｌａｓｓ１で定まってい
るオブジェクトが生成登録される。オブジェクトデータ
は、オブジェクトアドレスｉｄＡによりアクセスされ
る。このようなオブジェクトの生成登録動作によって、
図７に示すように、上述したオブジェクト管理エリア３
Ａにこのオブジェクトに係る管理エリアが用意される。

【００４０】例えば、意図するシミュレーションモデル
２が、図８に示すような広帯域ＩＳＤＮにおけるコネク
ションレスサービスに関する場合、この図８におけるト
ランスレータ、ルーチングスイッチ、クロック等を独立
したオブジェクトにより実現して部品として用意してお
き、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）画面上
にメニューとして表示し、マウスクリックにより選択登
録される。なお、これらオブジェクトをグルーピングす
ることでより大きなオブジェクトを形成して直並列実行
変換部３に登録するようにしても良い。

【００４１】この図８のシミュレーションモデル例にお
いて、端末は、送信時には、ランダム時間間隔メッセー
ジ発生部２０１が発生したメッセージをメッセージ分解
部２０２がセルに分解し、そのセルにタイムスタンプ書
込み部２０３が送信時間を書き込んでＦＩＦＯ送信キュ
ー２０４に蓄積する動作を行なう。また、受信時には、
ＦＩＦＯ受信キュー２０５に蓄積されたセルがクロック
２０６によって取り出され、タイムスタンプ読出し部２
０７によって現在の時間との差分から遅延時間が計算さ
れ、画面表示用ＦＩＦＯキュー２０８に蓄積された後、
メッセージ組立部２０９によりメッセージに組み立てら
れて表示部２１０により画面表示される動作を行なう。

【００４２】また、この図８のシミュレーションモデル
例において、各交換ノード（図８上では１個を示してい
る）は、全てのＦＩＦＯ受信キュー２１１に蓄積された
セルをクロック２１２で読み出して処理系のＦＩＦＯキ
ュー２１３に与え、この処理系のＦＩＦＯキュー２１３
に蓄積されたセルがクロック２１４によって読み出さ
れ、ルーチングスイッチ２１５に与えられ、トランスレ
ータ２１６によってルーチング先のキュー２１７がどこ
であるかが翻訳され、これに応じてルーチングスイッチ
２１５が送信を行ない、送信先のＦＩＦＯキュー２１７
に蓄積する動作を行なう。なお、図８では、交換ノード
を１個で示したが、モデル内には複数の交換ノードが設
定される。

【００４３】以上のようなそのときのシミュレーション
モデル２に所望の動作を実行させるように、ステップ１
０１によって、オブジェクト登録テーブル３Ｄへオブジ
ェクト登録番号が登録され、また、オブジェクト管理エ
リア３Ａが生成される。

【００４４】その後、直並列実行変換部３は、クロック
カウンタを初期化して時刻を開始時刻に設定してシミュ
レーション動作に進む（ステップ１０２）。

【００４５】シミュレーション動作においては、まず、
オブジェクト実行ポインタ３Ｂを初期化する（ステップ
１０３）。例えば、オブジェクト登録番号が最も小さい
オブジェクト（登録番号０）を実行対象とする。そし
て、そのオブジェクトに係る状態分岐処理を行なった
後、オブジェクト実行ポインタ３Ｂが指示していオブジ
ェクト管理エリア３ＡからＲキューをポップする（ステ
ップ１０４、１０５）。その後、Ｒキューの内容に応じ
てメソッド分岐処理を行なう（ステップ１０６）。オブ
ジェクト実行ポインタ３Ｂが指示しているオブジェクト
処理の実行が不要であれば（少なくともＲキューが空き
状態であることが要件）、ステップ１０９に進む。Ｒキ
ューにメッセージ情報が挿入されていたならば、またＲ
キューにメッセージ情報が挿入されていないが現時点で
処理対象のオブジェクトのメソッド処理が必要ならば、
ユーザが定義した分岐されたメソッド処理を実行する
（ステップ１０７）。

【００４６】すなわち、図９に示すように、オブジェク
ト実行ポインタ３Ｂが指示している管理エリアのオブジ
ェクトアドレスを取り出して、例えばメソッド処理の中
のメッセージ送信文でそのオブジェクトのＴキューにプ
ッシュする（ステップ１０８）。このメソッド処理の
際、Ｒキューに情報が挿入されていないときには、その
オブジェクトのメソッド処理を終了し、他方、Ｒキュー
にメッセージ情報が挿入されていたならば、そのＲキュ
ーから１個だけメッセージ情報を取り出し、そのオブジ
ェクトはメソッド処理を実行し、実行終了後にメッセー
ジ送信により返答する。オブジェクトをコールする際の
メッセージ送信文は、例えば、Ｃ言語では、送信先オブ
ジェクト登録番号ｏｂｊＸ、メソッド番号ｍｅｔｈｏ
ｄ、メッセージ情報の先頭アドレスａｄｒ（メモリアロ
ケーション関数を用いて領域が割り当てられている）を
変数として含むｒｅｓｕｌｔ＝ｓｅｎｄｍｓｇ（ｏｂｊ
Ｘ，ｍｅｔｈｏｄ，ａｄｒ）；であり、オブジェクトが
受信を報告するメッセージ受信文は、例えば、ｒｅｓｕ
ｌｔ＝ｒｅｃｖｍｓｇ（＆ｍｅｔｈｏｄ，ａｄｒ）；で
ある。

【００４７】オブジェクトは、タスクを実行した結果、
他のオブジェクトにメッセージを送信する必要があれ
ば、図１０に示すように、オブジェクトは、送信先オブ
ジェクトを指定するパラメータ（例えばオブジェクト登
録番号）で直並列実行変換部３をコールしてメッセージ
を送信する。このとき、直並列実行変換部３は、受信メ
ッセージを図６のフォーマットに従うようにしてＴキュ
ーのメッセージチェインのテールに繋げると共に、送信
先オブジェクトに係るオブジェクト管理エリア３ＡのＴ
キューのライトポインタにメッセージチェインの先頭ア
ドレスを登録する（ステップ１０７の一部）。

【００４８】このように、直並列実行変換部３において
は、オブジェクトからメッセージを受信した際には（オ
ブジェクトから見てメッセージの送信時には）、Ｔキュ
ーだけを操作し、Ｒキューをなんら操作しない。すなわ
ち、各オブジェクトの同一時刻のタスク処理を順次起動
している際においては、直並列実行変換部３からオブジ
ェクトに対するメッセージの送信時にはＲキューだけが
変化し、オブジェクトから直並列実行変換部３に対する
メッセージの送信時にはＴキューだけが変化し、第１の
オブジェクトから第２のオブジェクトへのメッセージ送
信時に直並列実行変換部３が介在しても、Ｒキューが操
作されないので、このクロックが指示する時刻で第１の
オブジェクトが送信したメッセージを第２のオブジェク
トに与えることはない。

【００４９】以上のように、直並列実行変換部３は、ユ
ーザが定義したメソッド処理が終了すると、ステップ１
０９に進む。

【００５０】ステップ１０９では、オブジェクト実行ポ
インタ３Ｂを１インクリメントして次の登録番号を有す
るオブジェクトを実行対象に変更する。そして、オブジ
ェクト実行ポインタ３Ｂの値とオブジェクト総数とを大
小比較し、全てのオブジェクトに対して、ステップ１０
４〜１０８でなる処理が終了したか否かを確認し（ステ
ップ１１０）、全てのオブジェクトに対する処理が終了
していないときは、ステップ１０４に戻って、新たに実
行対象となったオブジェクトに対してステップ１０４〜
１０８でなる処理を行なう。

【００５１】このようにして、そのときのクロックカウ
ンタの値が規定する時刻における全てのオブジェクトの
タスク処理を実行させ、ステップ１１０で肯定結果を得
ると、直並列実行変換部３は、オブジェクト実行ポイン
タ３Ｂを再び初期値（０）にする（ステップ１１１）。
そして、直並列実行変換部３は、図１１に示すように、
オブジェクト実行ポインタ３Ｂが指示しているオブジェ
クト管理エリア３ＡにおけるＴキューの内容を同一管理
エリアのＲキューのテールに移す（ステップ１１２）。
なお、各オブジェクトから複数のメッセージ送信がある
場合には、Ｔキューに係るメッセージも複数あり、その
情報が全てＲキューに移送される。

【００５２】このようにして、直並列実行変換部３は、
あるオブジェクトについてＴキューからＲキューへの移
送操作が終了すると、オブジェクト実行ポインタ３Ｂを
１インクリメントして次の登録番号を有するオブジェク
トを対象とする（ステップ１１３）。そして、直並列実
行変換部３は、オブジェクト実行ポインタ３Ｂの値とオ
ブジェクト総数とを大小比較し、全てのオブジェクトに
対して、ステップ１１２のＴキューからＲキューへの移
送操作が終了したか否かを確認し（ステップ１１４）、
全てのオブジェクトに対する処理が終了していないとき
は、ステップ１１２に戻って、新たに対象となったオブ
ジェクトについてＴキューからＲキューへの移送操作を
行なう。

【００５３】このようにして、そのときのクロックカウ
ンタの値が規定する時刻を変更することなく、全てのオ
ブジェクトについてＴキューからＲキューへの移送操作
を実行させ、ステップ１１４で肯定結果を得ると、直並
列実行変換部３は、クロックカウンタを１インクリメン
トする（ステップ１１５）。そして、クロックカウンタ
の値を終了値と大小比較することにより、シミュレーシ
ョン動作させる時間を越えたか否かを確認し（ステップ
１１６）、越えていない場合は、ステップ１０３に戻っ
て、クロックカウンタの値が指示している次の時刻の処
理を行なう。一方、実行された時間が規定されているシ
ミュレーション動作時間を越えると、直並列実行変換部
３はシミュレーション動作を終了させるための各種の処
理（ガーベージ処理）を実行して一連の処理を終了する
（ステップ１１７）。

【００５４】以上のように、上記実施例によれば、オブ
ジェクト間のメッセージの授受を直並列実行変換部を介
して行なうと共に、直並列実行変換部内でＴキュー及び
Ｒキューの２種類のキューを設け、オブジェクトからの
メッセージを受信したときにはＴキューだけ操作し、同
一時刻に係る全てのオブジェクトのタスク処理が終了し
たときにＴキューからＲキューへの移送を行ない、次の
時刻以降でオブジェクトがメッセージを取り出すことが
できるようにしたので、あるオブジェクトがその時刻の
処理で送信が必要になったメッセージを、他のオブジェ
クトがその時刻で受信してそれに応じた処理を行なうこ
とを防止でき、すなわち、時刻が明確に切り分けられ、
オブジェクトの処理実体であるタスクが現在時刻を越え
た処理を行なうことを防止できる。その結果、シミュレ
ーション結果として正確なものを得ることができる。

【００５５】このように時刻が切り分けられて各オブジ
ェクトがその時刻のタスク処理を正確に行なうので、所
望のシミュレーション結果として、伝搬遅延時間等の時
間情報を設定することができる。このことは、シミュレ
ーションモデルが交換システム等のトラフィックに係る
ものである場合には、有用な結果が得られることを意味
する。

【００５６】以上のように、この方法によれば、時刻が
明確に切り分けられ、複数のオブジェクトの並列動作が
正確になされるので、各オブジェクトのタスク処理に優
先順位を設定することは不要である。

【００５７】上述の「発明が解決しようとする課題」の
項の説明で用いた図３に示すリング状ネットワーク（シ
ミュレーションモデル）に対して、上記実施例に従っ
て、シミュレーションを実行した場合を考えて見る。

【００５８】なお、ここでも、１秒間に各オブジェクト
のタスク処理を時分割で順次行なうとし、所定時間経過
したときの網内で送信された単位時間当りのビット数を
シミュレーション結果（評価対象：網内スループット）
とし、初期状態においては、ノード（オブジェクト）Ｎ
ＯＤ１にデータフレームが格納され、他のノードＮＯＤ
２〜ＮＯＤ４が空き状態であったとする。

【００５９】まず、同一時刻におけるタスクのスイッチ
ングがＮＯＤ４−ＮＯＤ３−ＮＯＤ２−ＮＯＤ１の順で
行なわれる場合を考える。

【００６０】この場合、最初の１秒間において、ノード
ＮＯＤ４は空き状態であるので何も処理せず、ノードＮ
ＯＤ３及びＮＯＤ２も同様に何もせず、最後のタスクス
イッチングによるノードＮＯＤ１はノードＮＯＤ２にデ
ータフレームを転送する。ノードＮＯＤ２へのデータフ
レームの転送は、直接には直並列実行変換部３になさ
れ、まずはＴキューにキューイングされる。このように
して、各ノードＮＯＤ４、ＮＯＤ３、ＮＯＤ２、ＮＯＤ
１のタスク処理を一巡させた後に、ＴキューからＲキュ
ーへの移送がなされ、ここでは、直並列実行変換部３内
において、ノードＮＯＤ２について、ＴキューからＲキ
ューへの移送がなされる。

【００６１】次の１秒間において、ノードＮＯＤ４及び
ＮＯＤ３は空き状態であるので何も処理せず、ノードＮ
ＯＤ２はＲキューに基づいてデータフレームを取り出し
た後、ノードＮＯＤ３にデータフレームを転送し、ノー
ドＮＯＤ１は空き状態であるので何も処理しない。ここ
でも、ノードＮＯＤ２からノードＮＯＤ３へのデータフ
レームの転送は、直接には直並列実行変換部３になさ
れ、まずはＴキューにキューイングされる。この時刻に
おいても、各ノードＮＯＤ４、ＮＯＤ３、ＮＯＤ２、Ｎ
ＯＤ１のタスク処理を一巡させた後に、ＴキューからＲ
キューへの移送がなされ、ここでは、直並列実行変換部
３内において、ノードＮＯＤ３について、Ｔキューから
Ｒキューへの移送がなされる。

【００６２】以下、同様にして、各１秒間において、４
個のノード中１個のノードが次のノードへのデータフレ
ームの転送を行ない、他のノードはなんらの動作も実行
しない。

【００６３】次に、同一時刻におけるタスクのスイッチ
ングがＮＯＤ１−ＮＯＤ２−ＮＯＤ３−ＮＯＤ４の順で
行なわれる場合を考える。

【００６４】この場合、最初の１秒間において、ノード
ＮＯＤ１はノードＮＯＤ２にデータフレームを転送す
る。この転送動作は、直並列実行変換部３のＴキューへ
の登録であり、ノードＮＯＤ２に係るＲキューは空き状
態であるので、ノードＮＯＤ２は何も処理せず、また、
ノードＮＯＤ３及びＮＯＤ４も空き状態であるので何も
処理しない。この時刻において、各ノードＮＯＤ１、Ｎ
ＯＤ２、ＮＯＤ３、ＮＯＤ４のタスク処理を一巡させた
後に、ＴキューからＲキューへの移送がなされ、ここで
は、直並列実行変換部３内において、ノードＮＯＤ２に
ついて、ＴキューからＲキューへの移送がなされる。

【００６５】次の１秒間において、ノードＮＯＤ１は空
き状態であるので何も処理せず、ノードＮＯＤ２はＲキ
ューに基づいてデータフレームを取り出した後、ノード
ＮＯＤ３にデータフレームを転送する。このノードＮＯ
Ｄ３への転送動作は、直並列実行変換部３のＴキューへ
の登録であり、ノードＮＯＤ３に係るＲキューは空き状
態であるので、ノードＮＯＤ３は何も処理せず、また、
ノードＮＯＤ４も空き状態であるので何も処理しない。
この時刻においても、各ノードＮＯＤ１、ＮＯＤ２、Ｎ
ＯＤ３、ＮＯＤ４のタスク処理を一巡させた後に、Ｔキ
ューからＲキューへの移送がなされ、ここでは、直並列
実行変換部３内において、ノードＮＯＤ３について、Ｔ
キューからＲキューへの移送がなされる。

【００６６】以下、同様にして、各１秒間において、４
個のノード中１個のノードが次のノードへのデータフレ
ームの転送を行ない、他のノードはなんらの動作も実行
しない。

【００６７】以上のように、上記実施例を適用した場合
には、従来方法とは異なり、タスクのスイッチング順番
の設定の仕方によってシミュレーション結果が異なるよ
うなことは発生しない。

【００６８】なお、上記実施例においては、本発明をシ
ミュレータに適用したものを示したが、本発明の適用対
象はこれに限定されず、並列動作が必要なオブジェクト
が複数ある処理システムに適用することができる。

【００６９】本発明は、シリアルな動作のＯＳとパラレ
ルな動作が必要なオブジェクト群との間に介在して、オ
ブジェクト群の並列実行性を補償する直並列実行変換部
を設けたこと、この直並列実行変換部に２種類のキュー
を設けて各オブジェクトから送信されたメッセージを一
時的に保留して対象オブジェクトに引渡す際に一つ前の
処理の段階と次の処理の段階とを明確に分割したことに
特徴を有するものであり、このような特徴を実現できる
ならば、直並列実行変換部におけるキューのデータ構造
やチェイン化されたメッセージのフォーマットは、上記
実施例のものに限定されるものではない。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シリア
ルな動作のＯＳとパラレルな動作が必要なオブジェクト
群との間に介在して、オブジェクト群の並列実行性を補
償する直並列実行変換部を設け、この直並列実行変換部
に２種類のキューを設けて、各オブジェクトから他のオ
ブジェクトへ転送されるメッセージを一時的に保留する
際に保留段階（時刻）を一つ前の処理の段階と次の処理
の段階とで明確に区別するようにしたので、同一時刻に
係る複数のオブジェクトのタスク処理を時分割で順次起
動して擬似的に並列処理を実行させる際に、タスク処理
に優先順位を設けることなく、先に起動されたオブジェ
クトの処理が、他のオブジェクトの同一時刻のタスク処
理に影響を与えることを防止でき、並列処理を正確に実
行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の直並列実行変換部の処理フローチャー
トである。

【図２】従来のオブジェクト指向をベースとしたシミュ
レータを示す説明図である。

【図３】従来の考えられる並列実行方法の欠点の説明図
である。

【図４】実施例のシミュレータの構成を示す説明図であ
る。

【図５】そのオブジェクト管理テーブルの構成を示す説
明図である。

【図６】直並列実行変換部内部でのメッセージフォーマ
ットを示す説明図である。

【図７】オブジェクト管理テーブルにオブジェクトを登
録することの説明図である。

【図８】シミュレーションモデルの具体例を示すブロッ
ク図である。

【図９】直並列実行変換部のメッセージ受信を示す説明
図である。

【図１０】直並列実行変換部からのメッセージ送信を示
す説明図である。

【図１１】直並列実行変換部でのＴキューからＲキュー
への操作を示す説明図である。

【符号の説明】

１…オペレーティングシステム（ＯＳ）、２…シミュレ
ーションモデル、３…直並列実行変換部、３Ａ…オブジ
ェクト管理エリア、３Ｂ…オブジェクト実行ポインタ、
３Ｃ…メッセージ、３Ｄ…オブジェクト登録テーブル、
ｏｂｊＡ、ｏｂｊＢ、ｏｂｊＸ…オブジェクト登録番
号、３ａ１…Ｔキュー、３ａ２…Ｒキュー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一時刻に係る複数のオブジェクトのタ
   スク処理を時分割によるスイッチングによって擬似的に
   並列に実行するオブジェクト並列実行方法において、 シリアルな動作のオペレーティングシステムと並列動作
   が必要なオブジェクト群との間に介在する、各オブジェ
   クトに係る第１及び第２のキューを管理する直並列実行
   変換部を設け、 直並列実行変換部は、 同一時刻に係る複数のオブジェクトのタスク処理を時分
   割で順次起動すると共に、 起動するオブジェクトに係る第２のキューが存在する場
   合にはそのオブジェクトにメッセージを引き渡し、 タスク処理が起動されたオブジェクトから他のオブジェ
   クトへ転送するメッセージが与えられたときには、転送
   先オブジェクトに係る第１のキューにキューイングし、 ある時刻における全てのオブジェクトのタスク処理を実
   行させたときには、第１のキューから第２のキューへの
   移送処理を行ない、 その後に次の時刻の処理に進むことを特徴とするオブジ
   ェクト並列実行方法。