JPH07146797A - データ・プロセッサに接続された周辺装置からのサービス要求を管理するためのシステム - Google Patents

データ・プロセッサに接続された周辺装置からのサービス要求を管理するためのシステム

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JPH07146797A JP5241852A JP24185293A JPH07146797A JP H07146797 A JPH07146797 A JP H07146797A JP 5241852 A JP5241852 A JP 5241852A JP 24185293 A JP24185293 A JP 24185293A JP H07146797 A JPH07146797 A JP H07146797A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】コンピュータに接続された周辺装置からのサー
ビス要求を管理する効率的なシステムを提供する。 【構成】システムの動作モードを、サービス要求率が所
定値以上に増加すると割り込みモードからポーリング・
モードに切り替え、サービス要求率が所定値以下に低下
するとポーリング・モードから割り込みモードに切り替
えることにより、周辺装置のサービス要求の処理を動的
に最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に言ってコンピュ
ータ周辺装置からの要求についてサービスする事に関す
る。もっと具体的に言うと、本発明はワークステーショ
ンのプロセッサに接続された周辺装置の要求に対しサー
ビスを与えるのに用いられる動作のモードを管理するた
めのシステム、方法、およびプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】現代のパーソナル・コンピュータおよび
ワークステーションはマルチタスクのためのプロセッサ
およびオペレーティング・システム資源を持っており、
また極めて多大な計算能力を有し、更に多岐にわたる範
囲の周辺装置とインタフェースする入出力(I/O)資
源を有する。たとえば、ワークステーションのI/Oバ
スにネットワーク通信アダプタ・カード、プリンタ・イ
ンタフェース、複数の不揮発性ディスク、およびテープ
媒体装置をサービスさせることがふつうに行われてい
る。ワークステーションによる諸装置へのサービスは、
それが中央プロセッサによるものであれ、またI/Oプ
ロセッサによるものであれ、一般には二通りの方法の何
れかで開始される。第1の方法はポーリングを用いてプ
ロセッサがサービスの必要性に関し周辺装置を次々に質
問していくやりかたである。もう一つの方法は割り込み
を用いて周辺装置がサービスの必要についてプロセッサ
に信号を送るやりかたである。それぞれの方法共利点お
よび欠点がある。
【0003】一般的に言って、周辺装置への質問の頻度
が比較的に速くできるという意味において、ポーリング
は比較的少ない待ち時間を有するものと考えられる。し
かしながら、周辺装置のサービス需要の発生頻度が比較
的低く、そして待ち時間を最小にするためポーリング速
度が大であるならば、ポーリングを行うプロセッサは、
それが行うその他の機能との比較において不釣り合いに
大きなポーリング時間を費やしていることになる。
【0004】他方、割り込みモードの動作は一般により
長い待ち時間を呈する。これは、割り込み信号がオペレ
ーティング・システムのルーティンを呼び出し、そのソ
フトウエア・ルーティンが先ず割り込みの源泉を見定
め、ついで同時的に存在する割り込み要求または進行中
のサービスとの関係において優先順位を評価する必要が
あるからである。より高い優先順位の割り込みの結果と
して進行中の周辺装置サービスを不能化すること、およ
び各割り込みについて優先順位を決定することに伴う固
有の遅延は、高サービス速度の割り込みモードのI/O
システムに長い平均待ち時間を結果する。他方、周辺装
置から求められるサービスの頻度が比較的低いときに
は、割り込みモードの方がポーリング法よりもプロセッ
サ効率が平均的に大となる。
【0005】周辺装置サービスについてのポーリング・
モードか割り込みモードかの選択は予想される使用条件
に基づいてI/Oシステムの設計に組み込まれる。しか
し、残念ながら何れのモードを選んだとしても、I/O
システム需要が雑多なサービス要求特性を呈する場合
には、この選択は不適当なものとなる。たとえば、周辺
装置サービス要求が一連のアクティビティおよびこれに
続く長時間の小アクティビティまたはアクティビティの
不在を呈するときには、いずれのモードも特に有効なも
のはならない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、1または複
数の周辺装置によって発生された割り込み型のサービス
要求に応答してシステムを第1のモードで動作させる手
段、サービス要求について1または複数の周辺装置のポ
ーリングを含む第2のモードでシステムを動作させる手
段、およびサービス要求の割合に応答して第1のモード
および第2のモード間で転移するためのシステム手段を
用いることにより、コンピュータに接続された複数の周
辺装置からのサービス要求を管理する効率的なシステム
を提供するものである。もう一つの観点において、本発
明はかかるシステムによって実施される方法に関する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の好適な実施形態
は、パーソナル・コンピュータまたはワークステーショ
ンのI/Oバスに接続された複数の周辺装置へのサービ
スに関し、割り込みモードとポーリング・モードとの間
で選択的に切り替えるためのシステム、方法、およびプ
ログラムの形をとる。動作は割り込みモードで開始し、
これにより周辺装置によって発生されたサービス要求信
号が解決され、そしてその受信時に手当される。サービ
ス要求の割合は単位時間当たりの割り込み数に関する比
較を通じて追跡される。
【0008】この割合がユーザ・アプリケーション・プ
ログラムによって調整可能な閾値すなわち限界を超過す
ると、モードは割り込みモードからサービス需要につい
ての周辺装置のポーリング・モードへと移る。ポーリン
グ・モードは割合が閾値以下に減少するときまで続き、
そしてシステムは最初の割り込みモード動作に戻る。こ
のようにして、周辺装置サービスの管理はアプリケーシ
ョン・プログラムおよび周辺装置の需要に対し動的に最
適化される。
【0009】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す。好適な実施形
態に置いて、システムはRISCシステム/6000ワ
ークステーション1および関連するAIXオペレーティ
ング・システム2を使用する。これらは共にIBM社か
ら商業的に入手できる製品である。ワークステーション
およびオペレーティング・システムはワークステーショ
ン技術を使用する者によく知られた態様でユーザにマル
チ・タスク能力を与える。ワークステーションは、望ま
しくはマイクロチャネル(IBM社の商標)アーキテク
チュアに適合する、全体として3で示されたI/Oバス
を有する。図1はまたバス3に接続された複数の周辺装
置4をも示す。このような装置は、ネットワーク通信カ
ード、プリンタ、モデム、非揮発性ディスクまたはテー
プ貯蔵媒体、およびマルチメディア・カードを含むが、
これらに限定されるものではない。このアーキテクチュ
アにおいて、周辺装置は割り込み線を介してサービス要
求と連絡し、このサービス要求はオペレーティング・シ
ステムによって手当される。例えば、割り込み信号が受
信されると、割り込みの源泉を突き止め、同時割り込み
の競合を解決し、同時的割り込み同士の間で、または割
り込み時にワークステーションで実行中のアプリケーシ
ョン・プログラム1の如きアプリケーション・プログラ
ムを参照して割り込み優先順位を比べるためのワークス
テーション・プロセッサ動作がオペレーティング・シス
テムのコードを介して開始される。多くの場合、プロセ
ッサは割り込みコードを処理するためアプリケーション
・コードの実行を一時的に中止する。割り込み時にオペ
レーティング・システムがワークステーション1におけ
るアプリケーション2の如き第2のアプリケーションを
開始させて高優先順位の周辺装置にサービスを与えるこ
とを要するように割り込み優先順位が定められている場
合には、進行中のアプリケーションへの干渉は特に有害
である。割り込みモード動作によって引き起こされる中
断は、サービス要求の頻度が増大するためワークステー
ションの平均処理速度およびサービス要求応答時間の両
方を実質的に低下させる。より多くの周辺装置が出現し
たこと、特に、グラフィックス・アニメーションやビデ
オ情報処理において一般的な高いデータ速度で動作する
ものが出現したことにより、割り込みモードの動作は非
常に非効率的であることが示されている。
【0010】代替の方法、つまりサービス要求に対する
周辺装置ポーリングの方法はサービス要求率が高い環境
では平均応答時間を改善するが、周辺装置サービス要求
率が低い場合には不釣り合いに大量のプロセッサ資源を
使用する。また、需要が低い環境ではアプリケーション
の処理や周辺装置へのサービスのためよりも不釣り合い
に長いプロセッサ時間がポーリングのために費やされ
る。
【0011】本発明はサービスを与える周辺装置に対し
割り込みモードとポーリング・モードとの間で転移また
は切り替えをおこなうシステム及び方法を定義する。好
適な実施形態において、システムは割り込みモードで動
作を開始する。ワークステーションのタイマは割り込み
率を調べるため割り込みカウンタに関連される。選択さ
れた時間間隔の間の率が設定された閾値または限界を越
えるとシステムはポーリング・モードに移る。
【0012】図1のシステムの説明において、ポーリン
グ・モードはアプリケーション・プログラム1に組み込
まれている。サービスされるべき周辺装置の選択はアプ
リケーション・プログラムによって制御される割り込み
線のポーリングに基づいている。ポーリング・モードの
間、同様なタイミングおよび計数手順が、サービス要求
率が何時所定の閾値以下に低下するかを調べるのに適し
た割り込み率情報を与える。割り込み率が所定の閾値以
下に低下したとき、本システムおよび方法は割り込みモ
ードの動作に移る。このようにして、周辺装置に対する
サービスは周辺装置によって発生されるサービス要求率
に従って割り込みモードとポーリング・モードとの間で
動的に切り替わる。
【0013】図2は複数のサービス要求(矢印で示され
る)及び本発明のシステムおよび方法で定義されるモー
ドに対する効果の例を時間軸に沿って図示する。動作は
割り込みモードで始まり、サービス要求率が閾値を越え
るまでこのモードで継続する。
【0014】割り込みモード・サービス要求率が閾値を
越えると、ポーリング・モードが開始し割り込み率が所
定の閾値以下に低下するまで、同様にこのモードで継続
する。このとき割り込みモードが再び開始する。
【0015】図3および図4は上下につながって2つの
フロウ・ダイアグラムを構成する図であり、割り込みモ
ードを開始し、割り込み計数と経過時間の組み合わせに
よって決められるポーリング・モードへの転移の必要を
調べるために図1のシステムに取り入れられた方法、お
よびポーリング・モードについての対応するフロー・ダ
イアグラムを示し、割り込み率で定まる割り込みモード
動作への戻りもこの図に示されている。ポーリング・モ
ードもまた割り込み率を調べるためにサービス要求計数
と経過時間の組み合わせを利用している。図2の時間軸
を参照して図示されたモード間の切り替えは、図3及び
図4の割り込みモードおよびポーリング・モードで定義
されるところのN=2およびM=3の計数値に対応する
ことが判る。
【0016】NおよびMの値の選択および時間間隔は状
況に依存する。つまり、この値はワークステーション・
プロセッサ、オペレーティング・システム、周辺装置の
数および形式、周辺装置にを動作させインタフェースす
るアプリケーション・プログラムを含むシステム全体の
特性によって決まる。モード決定のためにサービス要求
カウンタ及び経過時間値の組み合わせを用いるシステム
は設計者に広範な自由度を与える。例えば、モード切り
替えが始まる前または割り込みの待ちの間に受け取られ
るサービス要求の数に注目することによってパラメータ
が決められる。割り込みの待ちとは、割り込み線に割り
込み信号が受け取られる時点からアプリケーション・プ
ログラムが要求されたサービスを提供する時点までの遅
延である。これもまた、割り込みの源泉および優先順位
を調べるオペレーティング・システムの動作に依存する
ばかりでなく、周辺装置にサービスを与えるためのアプ
リケーション・プログラムの切り替えの必要にも依存す
る。これと同様に、計数パラメータおよび時間パラメー
タもポーリング頻度次第で変わるポーリングの待ち時間
に関しそれぞれ独立に調節可能である。割り込みモード
計数N、割り込み経過時間、ポーリング・モード計数
M、およびポーリング・モード経過時間がそれぞれ独立
して選択可能なパラメータであるため、本実施例は動作
モードの切り替えを決めるのに大きな自由度を与える。
【0017】RISC システム/6000ワークステ
ーションのI/Oシステムに関して本発明の好適な実施
例を述べたが、本発明が古典的なI/Oバスに限らず、
プロセッサのサービス資源と競合するプロセッサ周辺の
諸装置を有するシステム・バスまたはプロセッサ・バス
にも同様の意義を以て適用されることが理解されなけれ
ばならない。例えば、通常のI/Oバスの能力よりも大
なるデータ処理速度を有する新しいファイバー・チャネ
ル通信装置やビデオ処理カードがプロセッサ・バスまた
はシステム・バスに直接接続されようとしている。プロ
セッサに接続されたこのような周辺装置は、これらがプ
ロセッサによるサービスを要求するが、I/Oバスより
も一層身近なバスのレベルでそのような要求を発すると
いう点において似たような動作を行う。このような環境
では、I/Oインタフェース・プロセッサ自体が中央プ
ロセッサに対する周辺装置として前述のファイバー・チ
ャネル入力およびビデオ・カード入力と競合する。本発
明はこのような環境にも同じ重要性を以て適用される。
【0018】
【発明の効果】システムの動作モードを割り込みモード
とサービス需要についての周辺装置のポーリング・モー
ドとの間で切り替えることにより、周辺装置サービスの
管理がアプリケーション・プログラムおよび周辺装置の
需要に対し動的に最適化される。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】I/O周辺装置を有するプロセッサ・システム
の概略ブロック図。
【図2】時間軸に沿ったサービス要求の効果を示す線
図。
【図3】割り込みモードおよびポーリング。モードにつ
いて図4とつながってフロウ・ダイアグラムを構成する
図。
【図4】図3とつながって割り込みモードおよびポーリ
ング・モードについてのフローを示す図。
【符号の説明】
1:アプリケーション。プログラム1 2:アプリケーション。プログラム1 3:I/Oバス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・デイビッド・スイート アメリカ合衆国 テキサス州 オースチン トラバドラ・コウブ 5906

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1または複数の周辺装置により発生される
    割り込み型のサービス要求に応答してシステムを第1の
    モードで動作させるための手段と、 サービス要求に対して1または複数の周辺装置のポーリ
    ングを含む第2のモードでシステムを動作させるための
    手段と、 サービス要求の割合に応答して第1のモードおよび第2
    のモードの間でモードを切り替えるためのシステム手段
    と、 よりなる、データ・プロセッサに接続された周辺装置か
    らのサービス要求を管理するためのシステム。
  2. 【請求項2】上記システム手段はサービス要求の割合が
    増加したとき上記第1のモードから第2のモードに切り
    替えることを含む、 請求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】上記システム手段はサービス要求の割合が
    低い間上記第1のモードでシステムをどうさせることを
    含む、 請求項2記載のシステム。
  4. 【請求項4】上記システム手段はサービス要求の割合が
    低くなるとき上記第2のモードから上記第1のモードに
    切り替えることを含む、 請求項3記載のシステム。
  5. 【請求項5】上記サービス要求の割合はサービス要求の
    累計と割り込み時間間隔との相関関係によって決められ
    ることを含む、 請求項4記載のシステム。
JP5241852A 1992-12-11 1993-09-28 デ―タ・プロセッサに接続された周辺装置からのサ―ビス要求を管理するためのシステム Expired - Lifetime JP2520568B2 (ja)

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