JPH1074184A - 分散型コンピュータシステムにおける最適負荷制御方法 - Google Patents

分散型コンピュータシステムにおける最適負荷制御方法

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JPH1074184A
JPH1074184A JP8229945A JP22994596A JPH1074184A JP H1074184 A JPH1074184 A JP H1074184A JP 8229945 A JP8229945 A JP 8229945A JP 22994596 A JP22994596 A JP 22994596A JP H1074184 A JPH1074184 A JP H1074184A
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computer
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JP8229945A
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English (en)
Inventor
Takashi Asama
高史 浅間
Shiyuuji Shimokawa
秋二 下河
Hirotaka Miike
博孝 三池
Juichi Ichinoseki
寿一 一関
Yuichi Tashiro
雄一 田代
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散型コンピュータシステムにおいて,実行
計算機の負荷が最適状態となるように実行計算機の処理
の開始時刻を同期制御する最適負荷制御方法に関し,実
行サイクルを自動的に求め,最適負荷状態を自動的に設
定することを目的とする。 【解決手段】 実行制御計算機は各実行計算機の実行サ
イクルの同期をとるためのサイクル情報を各実行計算機
に送り,各実行計算機はそのサイクル情報に従って処理
をするものであって,実行制御計算機は,各実行計算機
の負荷状態を監視し,該負荷状態に応じて該サイクル情
報を送信する適切な周期を求め,該周期でサイクル情報
を作成し,各実行計算機に送信する構成をもつ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,実行制御計算機に
接続された複数の実行計算機が処理を分担して実行する
分散型コンピュータシステムにおいて,且つ,実行計算
機の負荷が最適状態となるように実行計算機の処理の開
始時刻を同期制御する最適負荷制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】実行制御計算機に複数の実行計算機を接
続し,処理を分担してリアルタイムにシミュレーション
等を行う分散型コンピュータシステムは,各実行計算機
の実行サイクルの同期をとるために,一定時間間隔で実
行制御計算機からサイクル情報を各実行計算機に転送す
る。そして,各実行計算機はその時刻情報に従ってそれ
ぞれが分担する処理を開始する。この動作を各実行サイ
クル毎に繰り返し,リアルタイムにシミュレーションを
実行する。
【0003】図9はリアルタイムにシミュレーションを
行う分散型コンピュータシステムであって,複数の実行
計算機がシミュレーションを分担し,実行制御計算機か
ら転送されるサイクル情報に従って,各実行サイクル
(シミュレーション周期)の処理を同期的に行うもので
ある。
【0004】図9において,110は実行制御計算機で
あって,実行計算機(1) ,実行計算機(2) ,実行計算機
(3) ,・・・,実行計算機 (n)の実行制御をするもので
ある。
【0005】111,112,113,114は,それ
ぞれの実行計算機(1) ,実行計算機(2) ,実行計算機
(3) ,実行計算機 (n)であって,シミュレーションを分
担して行うものである。
【0006】図10は従来のシミュレーション実行のた
めの分散型コンピュータシステムであり,実行制御計算
機および実行計算機の構成である。図10において,1
10は実行制御計算機である。
【0007】114は実行計算機 (n)である。実行制御
計算機110において,121はサイクル情報作成部で
あって,各実行計算機114における各実行サイクルの
処理の実行サイクルの番号を表す情報を作成するもので
ある。
【0008】122’はサイクル情報出力部であって,
サイクル情報を実行サイクル設定部124に設定された
周期で出力するものである。122は負荷状態出力部で
あって,各実行計算機114(図10は代表的に一台の
み記す)の負荷状態を表示するものである。
【0009】128は表示出力部であって,負荷状態を
表示するものである。123は負荷状態受信部であっ
て,各実行計算機114から転送される負荷状態を入力
するものである。
【0010】124は実行サイクル設定部であって,各
実行計算機114にサイクル情報を通知する周期を設定
するものである。125はタイマである。
【0011】128は表示出力部であって,負荷状態出
力部122から出力される各実行計算機の時間状態を表
示するものである。129は入力部であって,実行サイ
クル設定部124に設定する実行サイクルの周期(各計
算機で行うシミュレーション周期)を入力するものであ
る。
【0012】実行計算機 (n)114において,131は
サイクル情報受信部であって,実行制御計算機110か
ら通知されるサイクル情報を入力するものである。
【0013】132は実行部であって,サイクル情報に
従って,処理(シミュレーション等)を実行するもので
ある。133は負荷状態判定部であって,実行部132
の負荷状態(実行サイクルの周期に対する実際に処理に
要した時間の割り合い)を求めるものである。
【0014】134は負荷状態出力部であって,実行制
御計算機110に負荷状態を出力するものである。図1
0の構成の動作を説明するのに先立って,図11につい
て説明する。
【0015】図11は従来の分散型コンピュータシステ
ムによるシミュレーションの実行方法の説明図である。
図11において,110は実行制御計算機である。
【0016】111は実行計算機(1) であって,負荷状
態が60パーセントであることを示す。112は実行計
算機(2) であって,負荷状態が40パーセントであるこ
とを示す。
【0017】113は実行計算機(3) であって,負荷状
態が100パーセントであることを示す。114は実行
計算機(n) であって,負荷状態が40パーセントである
ことを示す。
【0018】図10,図11により従来の分散型コンピ
ュータシステムの動作における最適負荷の設定方法につ
いて説明する。実行サイクルの周期をt秒とする。実行
制御計算機110はt秒おきにサイクル情報が各実行計
算機(111,112,113,114)に通知する。
各実行計算機(111,112,113,114)はサ
イクル情報を入力すると指定された実行サイクルの番号
の処理を開始する(実行サイクルの番号は,通常,実行
サイクルの順番を表す番号である)。そして,各実行計
算機において,負荷状態判定部133は,実行サイクル
において実際に処理に必要とした時間の実行サイクルの
周期tに対する割合を求め,負荷状態出力部134は,
求めた負荷状態を実行制御計算機110に通知する。
【0019】実行制御計算機110において,負荷状態
受信部123は各実行計算機の負荷状態を入力し,負荷
状態出力部122は各実行計算機の負荷状態を表示出力
部128に出力する。実行管理者はその表示を見て,実
行サイクルが適切に設定されているかいないかを判断す
る。図11の場合,実行計算機(3) の負荷状態が100
パーセントであって負荷が大きすぎるので実行管理者は
実行サイクルをα秒大きくし,t+α秒を入力部129
より入力する。実行サイクル設定部124にt+α秒が
設定される。そして,各実行計算機にt秒おきにサイク
ル情報を送信する。各実行計算機はt+α秒毎にサイク
ル情報を受信し,指定されたサイクルの処理(シミュレ
ーション等)を開始する。
【0020】上記の処理を繰り返し,シミュレーション
を行う。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】実行サイクルの周期
(シミュレーション周期)が長すぎると,シミュレーシ
ョンに時間がかかり能率が低下する。一方,実行サイク
ルの周期が短か過ぎるとシミュレーションを実行できな
い計算機を生じ,シミュレーションが不可能になる。そ
のため,分散型システムにおいて,各実行計算機が処理
を分散してシミュレーションを行う場合には最適負荷状
態の設定(最適な実行サイクルの周期)が非常に大切で
ある。しかし,従来の分散型のシステムでは,上記のよ
うに,各計算機の負荷状態をモニターし,実行管理者の
判断で実行サイクルの周期tを定める作業が必要であっ
た。
【0022】本発明は,実行サイクルを自動的に求め,
最適負荷状態を自動的に設定することのできる分散型シ
ステムを提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は,実行制御計算
機に接続された複数の実行計算機が処理を分担して実行
する分散型コンピュータシステムにおいて,実行制御計
算機は各実行計算機の実行サイクルの同期をとるための
サイクル情報を各実行計算機に送り,各実行計算機はそ
のサイクル情報に従って処理をするものであって,実行
制御計算機は,各実行計算機の負荷状態を監視し,該負
荷状態に応じて該サイクル情報を送信する適切な周期を
求め,該周期でサイクル情報を作成し,各実行計算機に
送信する構成をもつ。
【0024】図1は本発明の基本構成である。図1にお
いて,1は実行制御計算機である。
【0025】10は実行サイクル設定部であって,実行
サイクルを設定するものである。11はサイクル情報作
成部であって,各実行計算機が同期して処理を行うため
のサイクル情報を作成するものである。
【0026】12はサイクル情報出力部である。13は
負荷状態判定部であって,実行計算機の負荷状態を入力
し,実行サイクルの周期が適切に設定されているかいな
いかを判断するものである。
【0027】14は負荷状態入力部であって,各実行計
算機の負荷状態を入力するものである。実行制御計算機
1において,実行サイクル設定部10に実行サイクルt
秒が設定されているとする。サイクル情報作成部11
は,実行サイクルの開始を指示するサイクル情報を作成
し,サイクル情報出力部は実行サイクル設定部10に設
定された周期でサイクル情報を各実行計算機(図示せ
ず)に出力する。
【0028】各実行計算機は,与えられたサイクル情報
に従って指示されたサイクルの処理を開始する。そし
て,そのサイクルにおける負荷状態を求め,実行制御計
算機1に通知する。
【0029】実行制御計算機1において,負荷状態入力
部14は各実行計算機から通知される負荷状態を入力す
る。負荷状態判定部13は,各実行計算機の負荷状態に
基づいて,実行サイクルの周期t秒が適切であるか,あ
るいは短かすぎるか,あるいは長すぎるかを判定し,短
かすぎれば実行サイクル設定部10にt+α秒を設定す
る。長すぎればtーα秒を設定する(αの大きさはあら
かじめ決めておく)。
【0030】サイクル情報作成部11は,サイクル情報
を作成し,サイクル情報出力部12は実行サイクル設定
部10に設定された実行サイクル(変更なければt,変
更があればt+αあるいはt−α)により各実行計算機
にサイクル情報を出力する。
【0031】各実行計算機は,上記のようにして実行制
御計算機1から与えられるサイクル情報に従って,処理
をする。上記の処理を繰り返し,最適負荷状態で処理
(シミュレーション等)を実行する。
【0032】本発明によれば,シミュレーションにおけ
る最適負荷を自動的に設定することができ,分散型シス
テムにおけるリアルタイムシミュレーション等の実行の
能率を大幅に向上させることができる。
【0033】図2は本発明の動作説明図である。図2に
おいて,1は実行制御計算機である。
【0034】21,22,23,24はそれぞれ実行計
算機(1) ,実行計算機(2) ,実行計算機(3) ,実行計算
機 (n)である。負荷状態のaは最小負荷状態しきい値で
ある(以後,しきい値aと略称する場合がある)。bは
最大負荷状態しきい値である(しきい値bと略称する場
合がある)。本発明では負荷状態がしきい値b以上にな
った場合には実行サイクルの周期を長くし,しきい値a
以下になった時には実行サイクルを短くする。
【0035】図2は,実行計算機(1) の負荷状態が約6
0パーセント,実行計算機(2) の負荷状態が約40パー
セント,実行計算機(3) の負荷状態が約100パーセン
ト,実行計算機 (n)の負荷状態が約40パーセントであ
ることを示す。
【0036】この場合,実行計算機(3) の負荷状態は1
00パーセントであって,最大負荷状態しきい値bを越
えているので,実行制御計算機1は実行サイクルの周期
を長くするように変更し,実行サイクルの周期としてt
+α秒を設定する。また,この場合に,実行計算機の1
台でも負荷状態がしきい値bを越えたら実行サイクルの
周期を長くする。
【0037】また,図2では示されていないが,負荷状
態がしきい値aより低くなった場合には,実行サイクル
の周期を短くする。この場合,例えば,全ての実行計算
機の負荷状態が最小負荷状態しきい値aになった時に実
行サイクルの周期を短くする。
【0038】図3,図4は,従来技術との対比による本
発明の説明図であって,図3は従来技術による場合の動
作のタイムチャートであり,図4は本発明による場合の
動作のタイムチャートである。
【0039】図3,図4において,1は実行制御計算機
である。1’は各実行計算機であって,実行計算機機
(1) ,実行計算機機(2) ,実行計算機機(3) ,実行計算
機機 (n)である。
【0040】図3は実行サイクル(シミュレーション周
期)がt秒の場合を例として示す。また,サイクル情報
は時刻情報の形式で構成した場合を例として示し,現実
の時刻を指定するものではなく,実行サイクルの順番を
表すものである。
【0041】実行制御計算機1においてサイクル情報と
して13:00:00,13:00:01,13:0
0:02,13:00:03,13:00:04,・・
・が生成され,それぞれt秒毎に各実行計算機(1) ,
(2) ,(3) ,・・・, (n)に転送される。
【0042】そして,各実行サイクルのサイクル情報
は,各実行計算機に転送される。各実行計算機はそのサ
イクル情報を受取ると,サイクル情報で指定された処理
を開始する。
【0043】図3の場合,時刻13:00:02のサイ
クルにおいて,実行計算機(1) の負荷が大きすぎ,その
サイクルのうちに処理が終了しきれない状態を示す。従
来は,この時点でシミュレーションの同期がとれないの
で処理を中止していた。
【0044】図4により,本発明による場合を説明す
る。実行制御計算機1においてサイクル情報として1
3:00:00,13:00:01,13:00:0
2,13:00:03,13:00:04,・・・が生
成され,それぞれt秒毎に各実行計算機(1) ,(2) ,
(3) ,・・・, (n)に転送される。
【0045】そして,各実行サイクルのサイクル情報
は,各実行計算機に転送される。各実行計算機におい
て,サイクル情報で指定されたサイクルの処理を開始す
る。
【0046】図4の場合,時刻13:00:02を開始
時刻とする実行サイクルの処理において,実行計算機
(1) の負荷が大きすぎたので,実行サイクルtをt’=
t+αとした。そして,次のサイクル情報13:00:
03からは実行サイクルをt+α秒として転送すること
を示す。その結果,図3のように実行サイクルがt秒で
は,負荷状態が大きすぎて処理しきれなかった実行計算
機(1) も,実行サイクルt’秒内で充分に処理しきれる
ことを示す。
【0047】図5は本発明の実行制御計算機の実施例で
ある。図5において,1は実行制御計算機である。
【0048】10は実行サイクル設定部である。11は
サイクル情報作成部である。12はサイクル情報出力部
である。
【0049】13は負荷状態判定部であって,負荷状態
テーブル32に記録されている各実行計算機の負荷状態
を基に実行サイクルが適切であるかないかを判定し,適
切でないと判定した場合には,その判定の内容に従って
実行サイクルの周期を長くするか,あるいは短くするも
のである。
【0050】14は負荷状態入力部である。31は負荷
状態テーブル作成部であって,各実行計算機(図示せ
ず)の負荷状態を表す負荷テーブルを作成するものであ
る。
【0051】32は負荷状態テーブルである。34は負
荷状態取得部であって,負荷状態テーブル32の内容を
読み取るものである。
【0052】35は最大負荷判定部であって,最大負荷
状態しきい値b(図2参照)を越えた実行計算機の有無
を判定する処理である。36は最小負荷判定部であっ
て,全ての実行計算機が最小負荷状態しきい値a(図2
参照)以下であるか,あるいはそのような状態でないか
を判定するものである。
【0053】42は最小負荷フラグ保持部であって,実
行サイクル毎に,初期状態としてフラグ0が設定され,
実行計算機の1台でも最小負荷状態しきい値aを越えた
ときに1を設定されるものである。この条件以外では初
期状態のフラグ0を維持する。そのため,最小負荷フラ
グが0の状態は,全ての実行計算機の負荷状態が最小負
荷状態しきい値b以下であることを表す。
【0054】図5の本発明の実行制御計算機の実施例の
動作を説明する(図6を参照する)。負荷状態入力部1
4は各実行計算機(図示せず)の負荷状態を入力する。
負荷状態テーブル作成部31は負荷状態テーブル32を
作成する。また,最小負荷フラグ保持部のフラグfmin
=0とする(初期状態)。負荷状態判定部13は負荷状
態テーブル32を参照して,各実行計算機の負荷状態を
取得する。最大負荷判定部35は,その負荷状態テーブ
ル32を参照し,最大負荷状態しきい値bを越えている
実行計算機の有無を判定する。そして,最大負荷状態し
きい値bを越えていれば,実行サイクルをα秒だけ大き
くする。そして,実行サイクル設定部10に実行サイク
ルをt+α秒として設定する。サイクル情報作成部11
はタイマ41の時刻と実行サイクルt+α秒を基に各実
行計算機で実行サイクルを開始する時刻をもつサイクル
情報を作成する。最大負荷状態しきい値bを越えていな
ければ,次の最小負荷判定部36の処理をする。
【0055】次に最小負荷判定部36は,最小負荷状態
しきい値a以下の負荷状態の有無を判定する。そして,
最小負荷状態しきい値aを越えていれば,最小負荷フラ
グf min =1とする。また,負荷状態が最小負荷状態し
きい値a以下であればfmin=0(初期値)のままとす
る。
【0056】以上の最大負荷判定部35と最小負荷判定
部36の処理を実行計算機の台数分繰り返したら,次の
最小負荷フラグ監視部43の処理を行う。従って,負荷
状態が最小負荷状態しきい値a以上の実行計算機があれ
ば最小負荷フラグ保持部42のフラグfmin は1であ
る。また,全部の実行計算機の負荷状態が最小負荷状態
しきい値a以下の時,最小負荷フラグ保持部42のフラ
グfmin は0である。
【0057】次に最小負荷フラグ監視部43は,最小負
荷フラグ保持部42を参照し,fmi n =1であれば,実
行サイクル設定部10は実行サイクルの周期を変更しな
い。そして,fmin =0であれば,実行サイクル設定部
10は実行サイクルの周期を変更し,t−α秒とする。
サイクル情報作成部11はサイクル情報を作成し,サイ
クル情報出力部12は実行サイクル設定部10に設定さ
れた実行サイクルの周期でサイクル情報を出力する。
【0058】以上の処理を実行サイクル毎に繰り返すこ
とにより,自動的に最適負荷状態としてシミュレーショ
ンを行うことができる。図6は本発明の負荷状態テーブ
ルと最小負荷フラグ保持部の実施例を示す。
【0059】図6において,32は負荷状態テーブルで
ある。図6は実行計算機(1) の負荷状態が60パーセン
ト,実行計算機(2) の負荷状態が40パーセント,実行
計算機(3) の負荷状態が100パーセント,実行計算機
(n)の負荷状態が40パーセントであることを示す。
【0060】42は最小負荷フラグ保持部であって,全
ての実行計算機の負荷状態が最小負荷状態しきい値a以
下の時に最小負荷フラグfmin =0とされる。また,1
台の実行計算機でも最小負荷状態しきい値aを越えるも
のがある時には最小負荷フラグfmin =1をセットされ
る。
【0061】図7,図8は本発明の実施例のフローチャ
ートであって,各実行サイクルにおけるフローチャート
である。図示のステップの番号に従って,図7,図8の
フローチャートを説明する。
【0062】S1 実行制御計算機は,各実行計算機の
負荷状態を入力する。 S2 負荷状態テーブルを作成する。 S3 最小負荷フラグfmin =0とする。
【0063】S4,S5 最大負荷チェックをする。L
i<Lmaxか判定し,Li<LmaxでなければS6
に進み,Li<LmaxであればS7に進む。但し,L
iはi番目の実行計算機の負荷状態である。また,Lm
axは最大負荷状態しきい値である。
【0064】S6 t=t+αとして,S14以降の処
理をする。 S7,S8 Li<Lminであるか判定する。Li<
Lmaxでなければ,S9に進み,Li<Lmaxであ
れば,S10に進む。但し,Lminは最小負荷しきい
値である。
【0065】S10 全ての実行計算機についてS4〜
S10の処理を終了したか判定し,全て終了してなけれ
ばS4〜S10の処理を繰り返し,終了していればS1
1に進む。
【0066】S11,S12 最小負荷フラグをチェッ
クする。fmin =0であればS13に進み,fmin =1
(fmin =0でない)であれば,S14に進む。 S13 t=t−αとする。
【0067】S14 サイクル情報を作成する。 S15 サイクル情報を出力する。
【0068】
【発明の効果】本発明によれば,分散型コンピュータシ
ステムによりシミュレーション等の処理を分担して行う
場合に不可欠であって,かつ重要な事項である実行サイ
クル(シミュレーション周期)の周期設定を,常に最適
状態に自動的に設定できる。そのため,分散型コンピュ
ータシステムにおけるシミュレーション等の処理を能率
的に行うことができる。そのため,分散型コンピュータ
システムにおける実行計算機の性能にバラツキがあって
も,効率良く処理を実行することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す図である。
【図2】本発明の基本構成の動作説明図である。
【図3】従来技術との対比による本発明の説明図(従来
技術による場合)である。
【図4】従来技術との対比による本発明の説明図(本発
明の場合)である。
【図5】本発明の実行制御計算機の実施例を示す図であ
る。
【図6】本発明の負荷状態テーブルとの最小負荷フラグ
保持部の実施例を示す図である。
【図7】本発明の実施例のフローチャートを示す図であ
る。
【図8】本発明の実施例のフローチャートを示す図であ
る。
【図9】シミュレーション実行のための分散型コンピュ
ータシステムを示す図である。
【図10】従来のシミュレーション実行のための分散型
コンピュータシステムを示す図である。
【図11】従来の分散型コンピュータシステムによるシ
ミュレーション実行方法を示す図である。
【符号の説明】
1:実行制御計算機 10:実行サイクル設定部 11:サイクル情報作成部 12:サイクル情報出力部 13:負荷状態判定部 14:負荷状態入力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三池 博孝 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 株式会社富士通システム総合研究所 内 (72)発明者 一関 寿一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 株式会社富士通システム総合研究所 内 (72)発明者 田代 雄一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 株式会社富士通システム総合研究所 内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実行制御計算機に接続された複数の実行
    計算機が処理を分担して実行する分散型コンピュータシ
    ステムにおいて,実行制御計算機は各実行計算機の実行
    サイクルの同期をとるためのサイクル情報を各実行計算
    機に送り,各実行計算機はそのサイクル情報に従って処
    理をするものであって,実行制御計算機は,各実行計算
    機の負荷状態を監視し,該負荷状態に応じて該サイクル
    情報を送信する適切な周期を求め,該周期でサイクル情
    報を作成し,各実行計算機に送信することを特徴とする
    分散型コンピュータシステムにおける最適負荷制御方
    法。
  2. 【請求項2】 最大負荷状態のしきい値と最小負荷状態
    のしきい値を設定し,最大負荷状態のしきい値が,実行
    計算機のうちの少なくとも1台の負荷状態が最大負荷状
    態しきい値を越えた場合に,該周期を大きくし,全ての
    実行計算機の負荷状態が最小負荷しきい値以下になった
    場合に該周期を短くすることを特徴とする請求項1に記
    載の分散型コンピュータシステムにおける最適負荷制御
    方法。
  3. 【請求項3】 各実行計算機の負荷状態を記録する負荷
    状態テーブルと,実行計算機の負荷状態が最小負荷状態
    しきい値を越えたかあるいは越えていないかを判定し,
    判定結果を保持する最小負荷フラグ保持部を備え,負荷
    状態テーブルを参照して負荷状態が最大負荷状態しきい
    値を越えた実行計算機があるかないかを判定し,負荷状
    態テーブルを参照して実行計算機の負荷状態が最小負荷
    状態しきい値以下であるかないか判定し,最小負荷フラ
    グ保持部に最小負荷フラグを設定し,最小負荷フラグを
    参照して,全ての実行計算機の負荷状態が最小負荷状態
    しきい値以下になったことを判定することを特徴とする
    請求項2に記載の分散型コンピュータシステムにおける
    最適負荷制御方法。
JP8229945A 1996-08-30 1996-08-30 分散型コンピュータシステムにおける最適負荷制御方法 Withdrawn JPH1074184A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009140346A (ja) * 2007-12-07 2009-06-25 Mitsubishi Electric Corp 統合シミュレーションシステム
WO2014038030A1 (ja) * 2012-09-06 2014-03-13 株式会社日立製作所 協調シミュレーション用計算機システム、組込みシステムの検証システム及び組込みシステムの検証方法

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