JPH0877039A

JPH0877039A - テスト方法

Info

Publication number: JPH0877039A
Application number: JP6210915A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Wada; 嘉夫和田; Hajime Fujimoto; 肇藤本; Naoko Kumazawa; 尚子熊澤; Kohei Seki; 光平関; Shigeru Ogawa; 茂小川
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Process Computer Engineering Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、複数プログラムの中から、競合を期
待するプログラムでの競合発生確率を向上させることに
ある。【構成】マルチプロセッサの一方のプロセッサ側の特定
プログラムが動作中に、別の周期起動プログラムを起動
し（１０４）、前述の特定プログラムの動作終了後、周
期起動プログラムを停止すること（１０７）。さらに、
上記の周期起動プログラムを起動する処理をサブプログ
ラム化すること（１０２）。【効果】競合を期待するプログラム内での競合発生確率
が向上し、従来困難であったりソースの競合テストを容
易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テスト方法に係り、特
に実行時間の遅延をはかってなるプログラムのテスト方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子計算機のＯＳにおいて、２以上のプ
ログラムが時分割に作動するマルチプログラミングは一
般的である。これに加え、ＣＰＵ性能の定期的な拡張を
可能とするマルチプロセッサシステムが登場している。
マルチプロセッサシステムは、２以上のＣＰＵが同一の
主メモリを共有し、複数のプログラムが同時に作動する
システムである。

【０００３】従来のマルチプログラミング下での技術と
しては、特開平3−158936 号公報のようにプログラムの
一部分の区間にトレース割り込みを発生させ、見かけ上
プログラムの命令の実行を遅くし、複数プログラムから
の共有リソース操作部分を競合させることにより、共有
リソース操作におけるテストを行う方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】マルチプログラミング
ＯＳ下で並行に処理されるプログラム同士が、相互に協
調して仕事をするためには、２つ以上のプログラムが主
メモリ上の共通のデータ領域（共用データ）をアクセス
することが必要であり、これはマルチプロセッサシステ
ムにおいても同様である。

【０００５】さらに、複数のプログラムは同時に共用デ
ータを更新すると、データの不整合を生じることがあ
る。この場合の不整合とは、例えばあるプログラムが更
新したはずのデータが、実際には更新されていないこと
である。これもマルチプロセッサシステムにおいても同
様である。

【０００６】競合管理処理プログラムのテストは、意図
的に共用データの競合を発生させることが必要であるた
め、一つのプログラムが共用データの更新処理を実行中
に他のプログラムの共用データの更新処理を実行しなけ
ればならない。

【０００７】実際の共用データの更新処理の実行時間を
もとに、一つのプログラムが共用データの更新処理を実
行しようとしたとき、他のプログラムが共用データの更
新処理を実行中である可能性を考えると、マルチプログ
ラミング下では、現実に不都合が発生するのは、２４時
間稼働するオンラインシステムで数年に一度程度であ
る。しかし、複数プログラムの同時実行が可能となるマ
ルチプロセッサシステムでは、更新処理の競合確率が高
くなると考えられ、また競合管理処理プログラムの作成
誤りは、システムダウンにつながる可能性が高いことを
考慮すると、テストで確実に発見することが必要であ
る。

【０００８】上記競合管理処理プログラムのテストを確
実に行うためには、命令を遅く実行することにより、共
用データの更新処理の実行時間を長くすることで、共用
データの競合が発生する可能性を大きくする必要があ
る。

【０００９】従来例の特開平3−158936 号公報では、更
新処理の実行時間を長くするため、更新処理を行うプロ
グラム自身に処理を追加し、ハード命令をソフトウエア
でシミュレーションして、１命令毎の実行時間を長くす
る方法をとっている。

【００１０】しかし本発明は、更新処理を行うプログラ
ムを改造せずに、共用データの競合が発生する可能性を
大きくするものである。本発明は、マルチプロセッサシ
ステムでは複数プログラムが時分割でなく、同時実行さ
れることを利用し、更新処理を行うプログラム間での更
新処理プログラムに実行速度差をつけ、競合管理処理の
テストを行うものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１が本発明の原理図で
ある。本発明は、（１）まず、テスト対象プログラム及
びそのプログラムが遅延対象か否かを指定し（１０
２）、テスト対象プログラム起動用のサブプログラムを
実行させる（１０３）。

【００１２】（２）テスト対象プログラム起動用のサブ
プログラムは、テスト対象プログラムの遅延対象か否か
を判定し（１０４）、遅延対象であれば、負荷用プログ
ラムを起動した後（１０５）、テスト対象プログラムを
実行させ（１０６）、遅延対象でなければテスト対象プ
ログラムのみを実行させる（１０６）。（３）テスト対
象プログラムが遅延対象の場合、同プログラムの実行終
了後、負荷用プログラムの実行を停止する（１０８）。
（４）この負荷用プログラムは、テスト対象プログラム
より優先レベルが高く、また実行時間を任意に設定可能
なプログラムである。

【００１３】尚、この負荷用プログラムは、ある時間を
周期として起動される周期起動プログラムであり、周期
は任意に指定可能である。

【００１４】

【作用】例としてプロセッサ１を遅延対象、プロセッサ
２を通常速度での実行用とする。

【００１５】テストプログラムは起動されると、動作プ
ロセッサ番号とテスト対象プログラム名を対で指定し、
サブプログラムを呼び出す。サブプログラムでは、テス
ト対象プログラムが遅延対象で尚かつプロセッサ１であ
れば、負荷用プログラムが起動され、その後テスト対象
プログラムが呼び出される。

【００１６】負荷用プログラムは起動されると、まず一
定時間動作後、一定時間休止する。その間、テスト対象
プログラムが実行される。テスト対象プログラム実行
中、負荷用プログラムの休止期間が過ぎると、再度負荷
用プログラムに起動がかかり、割り込みが発生して負荷
用プログラムが再度実行される。

【００１７】このように、実行速度遅延用のテスト対象
プログラムは、負荷用プログラムにより一定周期で割り
込まれるため、時間的に小刻みに実行されることにな
り、見かけ上実行速度が遅延する。これに対し、遅延対
象でないプロセッサ上では、テスト対象プログラムが遅
延すること無く動作する。その結果、共有データをアク
セスする２つのテスト対象プログラム間に実行速度差が
生まれる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明をリソースの競合テストに用い
た実施例で図２，図３，図４，図５，図６により説明す
る。

【００１９】リソースの競合テストとは、複数のプログ
ラム間で共有する資源へのアクセスの競合を発生させる
ことによる、競合管理処理部分の相互排除についてのテ
ストである。本実施例では、処理装置が２台のマルチプ
ロセッサシステムの場合を説明する。図２が計算機シス
テムのブロック図であり、２台の処理装置２０１，主メ
モリ２０２，周辺装置２０３より成る。処理装置（プロ
セッサ）は命令制御部２０４，実行ユニット２０５から
成る。

【００２０】図３を用いてマルチプロセッサシステムで
のプログラムの実行形態を説明する。３本のプログラム
がプログラム１（３０１），プログラム２（３０２），
プログラム３（３０３）の順に起動されると、ＯＳのス
ケジューラ３０４が各々のプログラムをプロセッサ１
（３０５），プロセッサ２（３０６）のどちらに割り付
けるかを決定する。例えば、プロセッサ１（３０５）が
プログラムを実行中でなければ、プログラム１（３０
１）にプロセッサ１（３０５）を割り付けて実行する。
次にプログラム２（３０２）が起動されると、プロセッ
サ１（３０５）は実行中であり、プロセッサ２(３０６)
は実行中でないため、プロセッサ２(３０６)を割り付け
実行する。さらに、プログラム３(３０３)が起動された
とき、プロセッサ１(３０５)はプログラムの実行を終了
しているため、プログラム３(３０３)が割り付けられ、
実行される。このように、マルチプロセッサシステムで
は、プログラムの並行実行が可能である。尚、上記はプ
ログラムの実行が待たされない場合である。

【００２１】図４により、プログラムの実行中、待ちが
発生する場合を説明する。３本のプログラムがプログラ
ム１，プログラム２，プログラム３の順に起動され、プ
ログラム３はプログラム１より優先レベルが高いものと
する。まず、プログラム１には空いているプロセッサ１
を割り付け、実行する。その後、プログラム２が起動さ
れると空いているプロセッサ２が実行する。さらにプロ
グラム３が起動された時、プロセッサ１，プロセッサ２
共にプログラム実行中の場合、プログラム３にはプロセ
ッサ１を割り付けるが、プログラムの優先レベルはプロ
グラム１よりプログラム３の方が高いため、割り込みが
発生しプログラムの実行は中断され、プログラム３が実
行される。プログラム３の実行が終了後、プログラム１
の実行が再開される。このように、割り付けるべきプロ
セッサの空きがない場合、プロセッサの優先レベルの高
いプログラムが優先して実行される。

【００２２】図５を用いて競合管理処理プログラムの動
作を説明する。一般に、競合管理プログラムは、共有リ
ソースのアクセスの前後に動作する。動作の形態として
は、アプリケーションプログラムからＯＳのマクロや標
準ソフトのサブルーチンとして呼び出されることが多
い。図５で、ＵＰがアプリケーションプログラム，競合
管理プログラムがＳＰ１，ＳＰ２である。各プログラム
の処理時間はアプリケーションプログラムを５００〜５
０００msecとすると、競合管理処理プログラムは、０.
０２〜０.５msecであり、全体時間における競合管理処
理プログラムの占める割合は極めて小さい。

【００２３】競合管理処理プログラムのテストを効率良
く行うには、アプリケーションプログラム中で、競合管
理プログラム以外の処理部分をなるべく少なく設計した
テストプログラムを使用することが前提である。次にテ
ストプログラム全体の処理時間に対して、競合管理処理
プログラムの実行速度を遅くする方法を図６を用いて説
明する。図６でＴＳ１，ＴＳ２はテストプログラム、Ｐ
１，Ｐ２は競合管理処理プログラム、ＳがＰ１，Ｐ２呼
び出し用のサブルーチン、Ｌが負荷用プログラムであ
る。例として、プロセッサ１上で動作するＰ１の実行速
度を遅延する場合を示す。

【００２４】まず、プロセッサ１ではテストプログラム
ＴＳ１が動作し、テスト対象をＰ２としてＳを呼び出
す。Ｐ２は遅延対象でないため、Ｓは負荷用プログラム
を呼び出さず、Ｐ２のみを呼び出す。Ｐ２の実行終了
後、しばらくして再度Ｓがテスト対象をＰ１として動作
する。Ｓは、Ｐ１が遅延対象であるため、まず負荷用プ
ログラムＬを周期起動する。周期起動は、ＯＳの機能を
利用し、周期Ｔとプログラム名を指定して行う。

【００２５】負荷用プログラムＬは、テストプログラム
ＴＳ１より優先レベルが高いため、ＴＳ１の実行（実際
にはサブルーチンＳの実行）が中断され、Ｌが動作す
る。Ｌの動作終了後、Ｓが動作を再開するが、その直後
に周期起動プログラムであるＬが２度目の動作を開始す
る。このようにＰ１はＬの動作の合間を縫って小刻みに
動作し、動作終了後Ｓに戻る。Ｓは周期起動の負荷用プ
ログラムＳを停止し処理を終了する。この結果、Ｐ１の
処理時間はＴ２１となり、実行速度を意図的に遅延する
ことができる。

【００２６】競合管理処理プログラムのテストとして
は、図６のプロセッサ１の状態に対し、プロセッサ２で
ＴＳ１を遅延なしとしたテストプログラムＴＳ２を作成
し、同時に動作させることにより、競合管理処理プログ
ラムＰ１どうし、あるいはＰ１とＰ２の競合発生確率を
向上させる。尚、負荷プログラムＬの処理は、見かけ上
のテスト対象プログラムの実行速度を遅くするための時
間稼ぎが目的であるため、ループ回数を決定してループ
させるだけで十分である。また、このループ回数とＬの
起動周期を変更することにより、テストプログラムの競
合タイミングを容易に変更することが可能である。

【００２７】さて、図６において、プロセッサ２のＴＳ
２については、プログラムの実行速度差遅延手段を用い
ていないので、Ｐ１の実行時間はＴ₂₂＝０.２となる。
プログラムＴＳ２の全体の実行時間はｔ＝１０であり、
実行中は他のプログラムが一様に実行できると仮定する
と、競合が発生する確率は競合管理部分の実行時間／全
体の実行時間で表され、０.０２となる。しかし本発明
を用いているプログラムＴＳ１では、Ｐ１の実行時間は
Ｔ₂₁＝３となり、本発明を用いていない場合の１５倍に
なる。さらに、ＴＳ１の全体の実行時間はｔ＝１３.５
であるので、上記仮定の上で競合が発生する確率は０.
２２となり、本発明を用いない場合の１１倍になる。
このように本発明により、競合が発生する確率を高くす
ることができる。

【００２８】本発明の特徴を例示すると以下のとおりで
ある。

【００２９】１．特別に遅延回路を挿入せずに、実行速
度遅延手段を提供する。

【００３０】２．複数プログラムが共有する資源へのア
クセスの競合発生を行い、並列処理させるプログラムは
同一である必要はなく、タスクレベルの高い負荷用プロ
グラムを断続的に動作させる。

【００３１】３．共有資源操作におけるテストを行い、
対象プログラムは通常どおり起動実行し、速度調節は別
プログラムである負荷用周期起動プログラムを用い、対
象プログラムとの優先レベル差による割り込みによって
行う。

【００３２】４．複数プログラムの中から共有リソース
のアクセスの競合を期待するプログラム同士の競合発生
確率を向上させるため、負荷用プログラムを高レベルで
周期起動させる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、特定プログラムの動作
時間を任意の値まで遅くし、プログラムの実行速度に差
をつけることにより複数プログラムで共有されている資
源に対し競合が発生する確率を高くすることができる。
したがって、従来困難だったリソースの競合テストをテ
スト対象プログラムを改造することなく容易に実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図を示したものである。

【図２】本発明の計算機システム図を示したものであ
る。

【図３】マルチプロセッサシステムでのプログラムの各
プロセッサへの割当てを示すフローチャートを示したも
のである。

【図４】マルチプロセッサシステムでの優先レベルによ
るプログラム実行形態を示すタイムチャート。

【図５】アプリケーションプログラムと競合管理処理プ
ログラムの関係を示すタイムチャートである。

【図６】本発明をリソースの競合テストに用いた時のタ
イムチャートを示したものである。

【符号の説明】

２０１…処理装置（プロセッサ）、２０２…主メモリ装
置、２０３…周辺装置、２０４…命令制御部、２０５…
実行ユニット、３０１…プログラム１、３０２…プログ
ラム２、３０３…プログラム３、３０４…スケジュー
ラ、３０５…プロセッサ１、３０６…プロセッサ２。

フロントページの続き (72)発明者藤本肇茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者熊澤尚子茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者関光平茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者小川茂茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プログラムの実行速度を見かけ上遅くする
操作を行うプログラムのテスト方法において、上記操作
は、プログラムの実行中に別のプログラムを断続的に実
行させることにより、当初のプログラムの実行時間に別
のプログラムの実行時間を付加することを特徴とするテ
スト方法。
【請求項２】プログラムの実行速度を見かけ上遅くする
操作を行うプログラムのテスト方法において、上記操作
は別のプログラムの優先レベルを遅延対象のプログラム
より高く設定することにより、別のプログラムを実行さ
せることを特徴とするテスト方法。
【請求項３】請求項１のテスト方法において、プログラ
ムを呼び出す処理の前に別プログラムを起動し、呼出し
たプログラムが終了後、上記の別プログラムを停止する
ことで、任意のプログラムの実行速度を遅くすることを
特徴とするテスト方法。
【請求項４】請求項１のテスト方法において、別プログ
ラムを起動するか否かにより、プログラムの速度を遅延
させるか否かを容易に制御することを特徴とするテスト
方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかのテスト方法にお
いて、複数プログラム中から実行速度遅延の対象となる
プログラムを指定することを特徴とするテスト方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかのテスト方法にお
いて、複数のプログラムが並列に実行可能なマルチプロ
セッサシステムにおいてテストを行うことを特徴とする
テスト方法。
【請求項７】請求項６のテスト方法において、一方のプ
ログラム上で動作中のプログラムの実行速度を遅延する
ことにより、プログラムが共有するハードウエア質源の
使用時間を遅くすることを特徴とするテスト方法。
【請求項８】請求項７のテスト方法において、排他制御
が必要なプログラム間で共有する資源を、複数のプログ
ラムが操作時に、一部のプログラムを実行遅延すること
で、各プログラム毎の実行速度に差を付け、共有する資
源の競合の発生確率を高くすることを特徴とするテスト
方法。