JPH11167495A - 情報処理装置および分散情報処理装置の優先順位処理方法、並びに情報処理装置および分散情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優先順位の変化を関連するサブシステムまで
波及するように考慮されていないために、優先順位の高
い処理がロックの開放を待ち続けてしまう。 【解決手段】 優先順位が変更された場合に、その処理
に関連するサブシステムに変更後の優先順位を通知し、
その通知に応じて、優先順位が変更された処理に関連す
るサブシステムの処理順序を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、排他制御を行う
計算機システム、情報通信システム、機器制御システム
等の情報処理装置および分散情報処理装置の優先順位処
理方法、並びに情報処理装置および分散情報処理装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の情報処理装置の優先順位処理方法
として、ある処理が排他制御処理により排他制御（以
下、ロックと言う）を取得している状態を考える。この
場合、ある処理が一度ロックを取得してしまうと、後か
ら別の処理が同じロックを取得しようとしても、そのロ
ックを取得することができず、そのロックが開放される
まで処理を止められることになる。優先順位を考慮しな
い方法では、先にロックを取得した処理の優先順位が低
く、後からロックを取得しようとした処理の優先順位が
高い場合でも、優先順位の低い処理が終わるまでの間、
優先順位の高い処理が待たされてしまうという課題が発
生する。

【０００３】この課題に対して、いくつかの対応方法が
知られている。一つは、優先順位の低い処理を中断さ
せ、ロックを強制的に開放させる方法である。この方法
はハードウェアでのデータ転送処理等でよく用いられて
いる。しかし、ロックを取得している間の処理内容によ
っては処理を中断することができないために、この方法
を適用できない場合がある。もう一つの方法は、より一
般的な方法で、ロックを取得した処理の優先順位を一時
的に上げて処理を早く終わらせ、ロックが開放されるま
での時間を短縮する方法である。この方法は一般的には
優先順位継承の技法と呼ばれており、ソフトウェアでの
排他制御によく用いられている。

【０００４】また、これに類似した方法として、特開平
７−２３０３８７号公報等に示されるように、ロックの
処理時間に応じて優先順位を決定する方法が知られてい
る。しかし、これらのいずれの方法でも、優先順位の変
化は単一システム内部での処理順序に影響を与えるだけ
で、関連するサブシステムに対して影響を与える方法が
用意されていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の情報処理装置は
以上のように構成されているので、単一システム内部で
のロック待ちの課題を解決しているが、システムが関連
する複数のサブシステムに分かれている場合には、優先
順位の変化を関連するサブシステムまで波及するように
考慮されていないために、優先順位の高い処理がロック
の開放を待ち続けてしまうという課題があった。

【０００６】優先順位の低い処理が、ロックを取得した
後で必要なデータを取り出すために、サブシステムに対
してデータを要求した場合について考える。サブシステ
ムはデータの要求を受け取った場合に、優先順位を考慮
してその処理順序を計算し、優先順位の高い要求から処
理をする。そのため、優先順位の低い要求は待ち行列の
中に格納され、処理の順番が回ってくるまで待たされる
ことになる。この時、別の処理から中間程度の優先順位
の要求が継続して発行され続けた場合、優先順位が低い
処理からの要求は、たとえ先に発行されたものであって
も、待ち行列の中でずっと待たされたままになってしま
うことがある。

【０００７】サブシステムに対する要求が待ち行列の中
で止められている間、そのサブシステムに対する要求を
発行した元の処理はロックを取得したままの状態にな
る。そのため、優先順位の高い処理が同じロックを取得
しようとした時に課題が発生する。優先順位の継承の技
法を用いるシステムの場合は、ロックを取得した処理の
優先順位を、後からロックを取得しようとした処理と同
じレベルにまで一時的に上げることによって課題を解決
しようとするが、システムが複数のサブシステムに分離
している場合、他のサブシステムに対して優先順位の変
化を伝えられないために、サブシステムの中での処理は
以前の優先順位のまま処理が行われ続け、その結果、ロ
ックを取得した処理の要求は後回しにされるという課題
が解消されないままになっていた。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、排他制御を取得した処理が、関連
するサブシステムにより要求が後回しにされ続け、処理
が遅れてしまうことを防ぐことができる情報処理装置の
優先順位処理方法および情報処理装置を得ることを目的
とする。

【０００９】また、この発明は、複数の情報処理装置に
おいて優先順位の変更が行われた時における混乱を防ぐ
ことができる分散情報処理装置の優先順位処理方法およ
び分散情報処理装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る情報処理
装置の優先順位処理方法は、優先順位変更工程により優
先順位が変更された場合に、その処理に関連するサブシ
ステムに変更後の優先順位を通知する優先順位変更通知
工程と、その通知に応じて、優先順位が変更された処理
に関連するサブシステムの処理順序を変更するサブシス
テム優先順位変更工程とを備えたものである。

【００１１】この発明に係る情報処理装置の優先順位処
理方法は、優先順位変更通知工程による通知に応じてサ
ブシステムを調査し、処理順序の変更による処理時間の
短縮よりも処理順序の変更にかかる時間の方が長いと判
定した場合に、サブシステム優先順位変更工程による処
理順序の変更を回避する処理順序変更回避工程を備えた
ものである。

【００１２】この発明に係る情報処理装置の優先順位処
理方法は、排他制御を取得したことのある処理の優先順
位の最高値を記憶する優先順位最高値記憶工程と、処理
が排他制御を取得する場合に、優先順位最高値記憶工程
により記憶された優先順位の最高値よりも１つ低い優先
順位を与える排他制御割り当て工程とを備えたものであ
る。

【００１３】この発明に係る情報処理装置の優先順位処
理方法は、排他制御の取得時にその排他制御の割り込み
を登録する割り込み登録工程と、優先順位の低い処理が
排他制御を取得した状態に優先順位の高い処理が同じ排
他制御を取得しようとした場合に、割り込み登録工程に
より登録された割り込みを発生させその優先順位の低い
処理の排他制御を開放する割り込み発生工程とを備えた
ものである。

【００１４】この発明に係る分散情報処理装置の優先順
位処理方法は、各々の情報処理装置に、優先順位変更工
程によって変更された処理および優先順位を他の情報処
理装置に通知する他装置通知工程と、他装置通知工程に
よる通知および自情報処理装置の優先順位変更手段によ
って変更された処理および優先順位を記憶する処理情報
記憶工程と、処理情報記憶工程により記憶された処理の
優先順位の最高値を算出する最高値算出工程とを備え、
最高値算出工程によって算出された最高値を優先順位変
更工程における一時的変更時の処理の優先順位にするよ
うにしたものである。

【００１５】この発明に係る情報処理装置は、優先順位
変更手段により優先順位が変更された場合に、その処理
に関連するサブシステムに変更後の優先順位を通知する
優先順位変更通知手段と、その通知に応じて、優先順位
が変更された処理に関連するサブシステムの処理順序を
変更するサブシステム優先順位変更手段とを備えたもの
である。

【００１６】この発明に係る情報処理装置は、排他制御
の取得時に登録され、且つ優先順位の低い処理が排他制
御を取得した状態に優先順位の高い処理が同じ排他制御
を取得しようとした場合に、割り込みを発生させ優先順
位の低い処理の排他制御を開放する割り込みハンドラを
備えたものである。

【００１７】この発明に係る分散情報処理装置は、各々
の情報処理装置に、優先順位変更手段によって変更され
た処理および優先順位を他の情報処理装置に通知する他
装置通知手段と、他装置通知手段からの通知および自情
報処理装置の優先順位変更手段によって変更された処理
および優先順位を記憶する処理情報記憶手段と、処理情
報記憶手段に記憶された処理の優先順位の最高値を算出
する最高値算出手段とを備え、最高値算出手段によって
算出された最高値を優先順位変更手段における一時的変
更時の処理の優先順位にするようにしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による情
報処理装置を示すブロック構成図、図２はディスク装置
を示すブロック構成図であり、図１において、１は計算
機全体を制御するオペレーティングシステム、２は高い
優先順位を持ったプロセスＡ、３は低い優先順位を持っ
たプロセスＢ、４はセマフォ等で実装された排他制御手
段、５はディスク装置全体である。

【００１９】また、図２において、５はディスク装置全
体、６はディスク装置５の内部に設けられたディスク制
御装置、７はディスク装置５の内部に設けられた優先順
位付き待ち行列である。８はディスク媒体への読み書き
を行うディスク読み書き装置、９はディスク媒体、１０
はプロセスＢがディスク装置５に対して発行したＩ／Ｏ
要求、１１はＩ／Ｏ要求が優先順位付き待ち行列７に格
納された状態を示したものである。なお、計算機オペレ
ーティングシステムでは図２に示したディスク制御装置
６と優先順位付き待ち行列７とをデバイスドライバとし
て、ソフトウェアで実現する場合がある。

【００２０】次に動作について説明する。図３は優先順
位変更処理を示すフローチャート、図４は排他制御取得
処理を示すフローチャート、図５はディスク装置の処理
を示すフローチャートであり、これら図３から図５と上
記図１および図２を参照しながら動作を説明する。図１
の排他制御手段４は、排他制御（以下、ロックと言う）
の取得を要求された場合、まだ他のプロセスによってロ
ックが取得されていない時は（ステップＳＴ４０１）、
どのプロセスがロックを取得したのか、ロックを取得し
た時の計算プロセスの優先順位、という２つの情報を記
録し（ステップＳＴ４０２）、ロックをそのプロセスに
割り当てる（ステップＳＴ４０３）。ここで、ステップ
ＳＴ４０２における２つの情報の記録は、ロックが開放
された時に、プロセスの優先順位を元の値に戻すために
使用される（ステップＳＴ４０８）。

【００２１】上記ステップＳＴ４０１からステップＳＴ
４０３により、ロックがプロセスＢによって既に取得さ
れた状態で、後から別のプロセスＡがロックを取得しよ
うとした場合には（ステップＳＴ４０１）、排他制御手
段４は、ロックを持っているプロセスＢの優先順位と、
後からロックを取得しようとしたプロセスＡの優先順位
の比較を行なう（ステップＳＴ４０４）。プロセスＡの
優先順位の方が低い場合は、通常のロック処理と同じよ
うに、プロセスＢのロックが開放されるまでプロセスＡ
を停止させておく（ステップＳＴ４０５）。

【００２２】逆に、プロセスＡの優先順位の方が高い場
合は、プロセスＢの優先順位をプロセスＡの優先順位と
同じ値まで一時的に上げる処理を行なう（ステップＳＴ
３０１，ステップＳＴ４０６：優先順位変更工程，優先
順位変更手段）。この処理には優先順位が変化したこと
をサブシステムに対して通知を行なう処理が含まれてお
り（ステップＳＴ３０２：優先順位変更通知工程，優先
順位変更通知手段）、サブシステムでは、プロセスＢの
優先順位が変化したという通知を受け取ることにより、
内部の処理手順を見直す処理が行われる（ステップＳＴ
５０３〜ステップＳＴ５０７：サブシステム優先順位変
更工程，サブシステム優先順位変更手段）。また、優先
順位が一時的に上げられた状態で、さらに、優先順位が
高いプロセスがロックを取得しようとした場合も、同様
の手順によって優先順位をさらに高い値に変更する処理
を行なう。

【００２３】プロセスＢの優先順位変更の通知を受け取
ったサブシステムでは、プロセスＢが発行したＩ／Ｏ要
求が待ち行列の中にあるかどうかを調査し（ステップＳ
Ｔ５０３）、もし、あった場合には（ステップＳＴ５０
４）、そのＩ／Ｏ要求の優先順位を変更して、待ち行列
の並べ替えを行う（ステップＳＴ５０５〜ステップＳＴ
５０７）。この並べ替えの処理はサブシステムの種類に
よって異なるが、優先順位を考慮したディスク装置５で
は、優先順位毎にＩ／Ｏ要求を分類し、それぞれの優先
順位レベルに対してエレベータ（ＳＣＡＮ）アルゴリズ
ムに基づいて並べ替えを行なう。

【００２４】さらに、ステップＳＴ４０６およびステッ
プＳＴ５０３〜ステップＳＴ５０７により、プロセスＢ
およびそのサブシステムの優先順位変更後に、プロセス
Ｂの処理が終了すればロックが開放され（ステップＳＴ
４０７）、プロセスＢの優先順位をステップＳＴ４０２
において記録しておいた２つの情報により、元の優先順
位に戻す（ステップＳＴ４０８）。

【００２５】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、優先順位の変更が、すぐにディスク装置５の処理に
反映されることになり、プロセスＢのＩ／Ｏ要求が、不
当に長い間後回しにされる現象が解消され、プロセスＢ
が取得しているロックが早く開放され、プロセスＡのロ
ック待ちの課題が解消される。なお、この実施の形態１
では、ステップＳＴ４０６によりプロセスＢの優先順
位：１０をプロセスＡの優先順位：１００まで上げた
が、プロセスＢの優先順位：１０をプロセスＡの優先順
位：１００以上上げるものであれば同様な効果を奏す
る。

【００２６】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２による情報処理装置のディスク装置の処理を示すフ
ローチャートであり、この実施の形態２に係るディスク
装置５では、並べ替えの処理を行なわない方が早く要求
が処理されると判定される場合は（ステップＳＴ６０
６：処理順序変更回避工程）、並べ替えの処理を行わな
いで、そのまま処理を続けるものである。

【００２７】次に動作について説明する。上記図６と図
１および図２を参照しながら動作を説明する。通常のデ
ィスク装置では、処理手順の並べ替えにかかる時間よ
り、１個のＩ／Ｏ要求を処理するのにかかる時間の方が
長いため、並べ替え処理を行った方が早く実行されるこ
とが多いが、いくつかの条件が満たされる場合は、並べ
替え処理を行わない方が早く処理が終わる場合がある。
それらの条件の例を以下に示す。 （条件１）待ち行列の中に溜まっている要求が１個しか
ない時。 （条件２）優先順位が変化するＩ／Ｏ要求よりも先に実
行される予定の要求が無い時。 （条件３）並べ替えを行っても、順番が変わらない時。 （条件４）優先順位が変化するＩ／Ｏ要求の数が非常に
多く（数千から数万）、且つ、先に実行される予定のＩ
／Ｏ要求の数が少なかった時。 （条件５）そもそも、ディスク装置のプロセッサが非常
に遅く、並べ替えに時間がかかる時。

【００２８】条件３と条件４について、さらに詳しく説
明する。条件３では、ディスク装置５は優先順位変更の
通知を受け取った時に、待ち行列の中に指定されたプロ
セスのＩ／Ｏ要求があるかどうかを調査する（ステップ
ＳＴ６０３）。その際に、優先順位が同一の要求の数
と、変更前と変更後の優先順位よりも高い優先順位をも
つ要求の数を数えておく。もし、優先順位が同一な要求
が無く、且つ、より優先順位の高い要求の数が優先順位
を変更しても変わらないのであれば、並べ替えを行って
も処理の順番が早くなることはない。

【００２９】条件４では、待ち行列の中を調査（ステッ
プＳＴ６０３）する時に、優先順位の付け替えを行わな
ければならないＩ／Ｏ要求の数と、それらの要求より先
に実行される予定のＩ／Ｏ要求の数を数えておく。非常
に大量（数千〜数万）のＩ／Ｏ要求の並べ替えを行わな
ければならない時は、その処理にかかる時間の方が、１
個のＩ／Ｏ要求を処理する時間の方より長くなることが
ある。この数はディスク装置５の性能と、ディスク装置
５のプロセッサの能力によって変化するため、予めどの
くらいの処理能力があるのかを計測しておき、そのデー
タに基づき、Ｉ／Ｏ要求の並べ替えを行うのにかかる時
間と、先に実行されるＩ／Ｏ要求の処理時間を計算す
る。この結果から、もし、並べ替えにかかる時間の方が
長い場合は、並べ替えを行う必要が無いことがわかる。

【００３０】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、サブシステムの並べ替えによって処理時間が短縮さ
れないと判定された場合には並べ替え処理を行わないこ
とにより、並べ替え処理を行うことによる実行の遅延を
排除することができる。なお、上記実施の形態２での条
件は、ディスク装置５の場合を例として示したが、通信
サブシステムおよび端末サブシステム等、その他の種類
のサブシステムでは異なった条件を使用する。

【００３１】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３による情報処理装置の排他制御取得処理を示すフロ
ーチャート、図８は排他制御開放処理を示すフローチャ
ートであり、この実施の形態３に係るディスク装置５で
は、ロックを取得したことのあるプロセスの優先順位の
最高値を更新しておき（ステップＳＴ７０１：優先順位
最高値記憶工程）、プロセスがロックを取得する場合
に、更新された優先順位の最高値よりも１つ低い優先順
位を与える（ステップＳＴ７０４：排他制御割り当て工
程）ものである。

【００３２】次に動作について説明する。上記図７およ
び図８を参照しながら動作を説明する。ロックを取得す
る場合に、取得しようとしたプロセスの優先順位が、そ
の内部に記録された優先順位よりも高い場合、その値を
保存しておく（ステップＳＴ７０１）。これによって過
去にそのロックを使用したプロセスの優先順位の最高値
を知ることができる。そして、プロセスにロックを与え
る前に、変更前のプロセスの優先順位を保存しておき
（ステップＳＴ７０３）、もし、そのプロセスの優先順
位が過去の最高値よりも低い場合は、過去の最高値より
１レベル低い順位まで、優先順位を上げておく（ステッ
プＳＴ７０４）。

【００３３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、プロセスがロックを取得している間は、そのロック
を使用する可能性があるプロセスの中で最も高い優先順
位と近い優先順位を持つことになり、その優先順位より
も高い優先順位を持つプロセスがロックを取得要求する
可能性が少なくなり、優先順位の変更等の処理が不要と
なるので、その処理が短時間で終了するようになる。ま
た、最高の優先順位を持つプロセスよりも１レベル低い
優先順位を持つことになるため、その最高の優先順位を
持つ処理の動作を阻害することがない。その結果、この
ロックが取得されている時間の比率が下がり、高い優先
順位を持つプロセスがロック待ちに入る確率が低下し、
高い優先順位を持つプロセスのスループットが向上す
る。

【００３４】なお、上記実施の形態３では、ロックを開
放する際に必ず優先順位を戻す処理が必要なため、ロッ
クを開放する処理が変更される。図８はそのフローチャ
ートであり、ロックを取る際に記録（ステップＳＴ７０
３）しておいた値まで、優先順位を戻す処理が加えられ
ている（ステップＳＴ８０２）。

【００３５】実施の形態４．図９はこの発明の実施の形
態４による情報処理装置の排他制御取得処理を示すフロ
ーチャート、図１０は割り込みハンドラの処理を示すフ
ローチャートであり、この実施の形態４に係る割り込み
ハンドラでは、ロックの取得時に登録され（ステップＳ
Ｔ９０４，割り込み登録工程）、且つ優先順位の低い処
理がロックを取得した状態に優先順位の高い処理が同じ
ロックを取得しようとした場合に、割り込みを発生させ
（ステップＳＴ９０８，割り込み発生工程）、その優先
順位の低い処理のロックを開放するものである。

【００３６】次に動作について説明する。上記図９およ
び図１０を参照しながら動作を説明する。プロセスがロ
ックを取得する際に、ロックを持っているプロセスより
も優先順位が高いと判定（ステップＳＴ９０６）され、
且つ、そのプロセスがロックを取得する時に割り込みハ
ンドラを登録（ステップＳＴ９０３，ステップＳＴ９０
４）していることがわかった（ステップＳＴ９０７）場
合は、割り込みを発生させ（ステップＳＴ９０８）、ロ
ックを持つプロセスの割り込みハンドラを起動する。こ
のハンドラ内の処理はロックを持つプロセス毎に異なっ
ているが、その代表的な処理を図１０に示す。

【００３７】割り込みハンドラが実行されると、プロセ
スはロックが開放可能かどうかを判定し（ステップＳＴ
１００１）、可能である時はロックを開放し（ステップ
ＳＴ１００２，ステップＳＴ１００３）、その結果を通
知する（ステップＳＴ１００４，ステップＳＴ１００
５）。もし、ロックを持つプロセスがロックを開放でき
た時は、より高い優先順位を持ったプロセスがロックの
開放を待つ時間を大幅に短縮することができる。逆に、
ロックが開放されなかった場合は、実施の形態１のロッ
クの取得処理と同じように優先順位を一時的に上げる処
理を行い（ステップＳＴ９１０）、ロックが開放される
までの時間を短縮させる。

【００３８】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、ロックを取得している処理よりも高い優先順位を持
つ処理がロックを必要とした時、割り込みハンドラによ
りロックを持つ処理に対して割り込みを発生させること
ができ、高い優先順位を持つ処理がロックを待つ時間を
大幅に縮小することができる。

【００３９】実施の形態５．図１１はこの発明の実施の
形態５による複数の情報処理装置から成る分散情報処理
装置を示すブロック構成図、図１２はオペレーティング
システムの中で管理されている優先順位情報を示す概念
図、図１３は優先順位の変化を示す説明図である。図１
４〜図１６は優先順位変更処理を示すフローチャートで
ある。図１１において、１２，１３は計算機であり、分
散情報処理装置を構成している。１４〜１６はプロセス
Ａ〜Ｃ、１７，１８は各々計算機１２，１３全体を制御
するオペレーティングシステム、１９，２０は各々セマ
フォ等で実装された排他制御手段である。

【００４０】次に動作について説明する。複数の計算機
から成る分散システムの場合、一つのプロセスが複数の
計算機に跨って処理される場合がある。この場合、一つ
の計算機の中で発生した優先順位の変化を、別の計算機
にも伝える必要がある。しかし、計算機同士が離れて設
置されている場合、これらの間の通信には時間がかかる
ため、複数の要求がほぼ同時になされた場合、混乱を生
じる場合がある。

【００４１】図１１は二つの計算機１２，１３の上で実
行されているプロセスの状態を図示したものであり、プ
ロセスＢが排他制御手段１９と２０のロックを取得して
いる状態を示している。この時、ほぼ同時にプロセスＡ
とプロセスＣがロックを取得しようとした場合について
説明する。

【００４２】符号体系を持たないシステムの場合は、プ
ロセスＡとプロセスＣの優先順位がプロセスＢよりも高
い場合、実施の形態１と同じ処理によってプロセスＢの
優先順位が一時的に上げられようとする。ここで、プロ
セスＢの優先順位が５、プロセスＡの優先順位が２０、
プロセスＣの優先順位が１０であるとするならば、計算
機１２の中で、プロセスＢの優先順位は２０まで上げら
れようとする。そして計算機１３のプロセスＢの優先順
位を同じ値にするため「プロセスＢの優先順位を２０に
変更せよ」という通知を送る。しかし、この時、ほぼ同
時に計算機１３の中ではプロセスＢの優先順位を１０ま
で上げる処理が行われている場合がある。その結果、計
算機１３から「プロセスＢの優先順位を１０に変更せ
よ」という通知が後から送られてくることになり、２０
まで上げた優先順位が、すぐに１０まで下がってしまう
ことになる。

【００４３】このような課題を解消するため、実施の形
態５では、優先順位の変更の要求を以下の３種類の符号
体系を用いて通知する。 （通知形式１）「プロセスＸの優先順位を少なくともＹ
まで上げよ」 （通知形式２）「プロセスＸの優先順位をＹまで上げる
要求を取り消せ」 （通知形式３）「プロセスＸの優先順位の通常値をＹに
設定せよ」

【００４４】通知形式１は、実施の形態１の図４のフロ
ーチャートのステップＳＴ４０６で優先順位を上げる時
に使用される。この通知を受け取った場合、オペレーテ
ィングシステムは図１４に示す処理で優先順位設定の処
理を行い、その要求をプロセス情報テーブルに追加す
る。通知形式２は、同じように図４のステップＳＴ４０
８で優先順位を元に戻す時に使用される。この通知を受
け取った場合、オペレーティングシステムは図１５に示
す処理を行い、プロセス情報テーブルから要求を取り除
く。通知形式３は、これらの優先順位の一時的変更とは
別に、プロセスが自分の優先順位を変更する時に使用さ
れるもので、オペレーティングシステムは図１６に示す
処理を行い、プロセスの通常の優先順位の値、図１２の
２３の値を書き替える。

【００４５】この実施の形態５では、通知形式１をプラ
ス記号（＋）、通知形式２をマイナス記号（−）、通知
形式３をイコール記号（＝）で表す。先の例をこの記法
で表すと、「＋２０」という要求を計算機１３のプロセ
スＢに送ることになる。また、同様に＋２０の要求を取
り消す際には−２０という要求を送ることになる。

【００４６】上記実施の形態１では、オペレーティング
システムは優先順位の値を単純に書き替えてしまうだけ
だが、この実施の形態５では、これらの優先順位変更要
求の情報を、取り消されるまでプロセス情報テーブルの
中に貯えておく。図１２は、オペレーティングシステム
の中で変更要求が貯えられている状態を図示したもの
で、２１はプロセスＢに関する管理情報、２２はプロセ
スＢの通常の状態の時の優先順位情報、２３〜２５は通
知形式１の要求が貯えられている状態を示す。２６は通
知形式２の要求、２７はプロセスＡに関する管理情報、
２８はプロセスＡの通常の状態の時の優先順位情報であ
る。

【００４７】これらの優先順位の変更の要求が自計算機
および他自計算から通知された場合（ステップＳＴ１４
０２：他装置通知工程，他装置通知手段，ステップＳＴ
１５０２，ステップＳＴ１６０２）、オペレーティング
システムは、通知の種類によって、内部に貯えられた要
求の追加（ステップＳＴ１４０３：処理情報記憶工程，
処理情報記憶手段）、削除（ステップＳＴ１５０３）、
変更（ステップＳＴ１６０３）を行う。そして貯えられ
た要求の中で最も高い順位を求め（ステップＳＴ１４０
４：最高値算出工程，最高値算出手段，ステップＳＴ１
５０４，ステップＳＴ１６０４）、その値まで優先順位
を変化させる（ステップＳＴ１４０５，ステップＳＴ１
５０５，ステップＳＴ１６０５）。もし、この時、優先
順位の最高値が変らない時は、サブシステムに対して変
化の通知を行わない（ステップＳＴ１４０６，１４０
７，ステップＳＴ１５０６，１５０７，ステップＳＴ１
６０６，１６０７）。

【００４８】図１３はこのように構成された実施の形態
５での優先順位の変化を示す説明図であり、プロセスの
通常の優先順位が５である時に、２９で、＋１０の要求
が通知され優先順位が上がり、その後、３０で＋２０の
要求が通知され、さらに優先順位が上がる。この実施の
形態５のシステムでは、この時、＋１０と、＋２０の両
方の要求がオペレーティングシステムの中に貯えられる
ことになる。その後、３１で、−２０の要求により＋２
０の要求が取り消され、優先順位の値が下げられる。も
し、過去に発行された優先順位変更要求を内部に記録し
ておかないシステムであれば、ここで優先順位が５まで
下げられる所であるが、この実施の形態５のシステムで
は内部のプロセス情報テーブルに＋１０の要求が残って
いるため、優先順位が不当に低い値まで戻ってしまうこ
とがない。

【００４９】また、このように構成されたシステムで
は、先に示したプロセスＡ，Ｂ，Ｃでの課題も解決され
ている。計算機１２の中でプロセスＢの優先順位が２０
まで上げられた時、そのプロセス情報テーブルの中には
＋２０の要求が貯えられている。その後、計算機１３か
ら＋１０の要求が来ても優先順位の最高値は変化しない
ため、プロセスＢの優先順位が不当に下げられてしまう
ことがない。

【００５０】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、複数のシステムで同時に発生した優先順位の変化
を、変更をどのように行うかを指示できる符号体系を用
いて通知し、複数のシステムからの優先順位の一時的変
更の要求を内部に保持するプロセス情報テーブルを持つ
ため、複数の優先順位変更要求が同時に通知された場合
でも常に適切な優先順位を保つことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、優先
順位の低い処理がサブシステムに対して発行した要求
が、優先順位が上昇した後においても待ち続けてしまう
現象を解消することができ、結果として、その処理が持
つ排他状態が速く開放されるため、優先順位の高い処理
が排他制御を取得できず待たされ続けるということがな
くなり、高い優先順位を持った処理の実行時間の最大値
を保証できる効果が得られる。

【００５２】また、この発明によれば、処理の優先順位
が変更された場合に、処理順序変更回避工程によりサブ
システムの処理順序を変更するか否か判定するので、そ
の処理順序の変更のための処理時間を短縮できる効果が
得られる。

【００５３】また、この発明によれば、処理が排他制御
を取得する場合に、優先順位の最高値よりも１つ低い優
先順位を与えるので、排他処理が取得されている時間の
比率が下がり、高い優先順位を持つ処理が待ち状態にな
る確率が低下し、高い優先順位を持つ処理のスループッ
トが向上する効果が得られる。

【００５４】また、この発明によれば、排他制御を取得
した処理に対して割り込み発生工程により割り込みを発
生することが可能になり、高い優先順位を持った処理の
待ち状態の最大時間を大きく削減できる効果が得られ
る。また、排他制御を取得中だった処理は、割り込みが
掛けられることにより、排他制御が競合常態にあること
を知ることができ、それらの頻度を計測することで、シ
ステムの負荷状態等を予測することができる効果が得ら
れる。

【００５５】また、この発明によれば、分散情報処理装
置の複数の情報処理装置に跨って行われる処理に対する
優先順位の変更が混乱なく行えるようになるため、分散
情報処理装置の設計が簡単になる効果が得られる。

【００５６】また、この発明によれば、優先順位の低い
処理がサブシステムに対して発行した要求が、優先順位
が上昇した後においても待ち続けてしまう現象を解消す
ることができ、結果として、その処理が持つ排他状態が
速く開放されるため、優先順位の高い処理が排他制御を
取得できず待たされ続けるということがなくなり、高い
優先順位を持った処理の実行時間の最大値を保証できる
効果が得られる。

【００５７】また、この発明によれば、排他制御を取得
した処理に対して割り込みハンドラにより割り込みを発
生することが可能になり、高い優先順位を持った処理の
待ち状態の最大時間を大きく削減できる効果が得られ
る。また、排他制御を取得中だった処理は、割り込みが
掛けられることにより、排他制御が競合常態にあること
を知ることができ、それらの頻度を計測することで、シ
ステムの負荷状態等を予測することができる効果が得ら
れる。

【００５８】また、この発明によれば、分散情報処理装
置の複数の情報処理装置に跨って行われる処理に対する
優先順位の変更が混乱なく行えるようになるため、分散
情報処理装置の設計が簡単になる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による情報処理装置
を示すブロック構成図である。

【図２】 ディスク装置を示すブロック構成図である。

【図３】 優先順位変更処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】 排他制御取得処理を示すフローチャートであ
る。

【図５】 ディスク装置の処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】 この発明の実施の形態２による情報処理装置
のディスク装置の処理を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態３による情報処理装置
の排他制御取得処理を示すフローチャートである。

【図８】 排他制御開放処理を示すフローチャートであ
る。

【図９】 この発明の実施の形態４による情報処理装置
の排他制御取得処理を示すフローチャートである。

【図１０】 割り込みハンドラの処理を示すフローチャ
ートである。

【図１１】 この発明の実施の形態５による複数の情報
処理装置から成る分散情報処理装置を示すブロック構成
図である。

【図１２】 オペレーティングシステムの中で管理され
ている優先順位情報を示す概念図である。

【図１３】 優先順位の変化を示す説明図である。

【図１４】 優先順位変更処理を示すフローチャートで
ある。

【図１５】 優先順位変更処理を示すフローチャートで
ある。

【図１６】 優先順位変更処理を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

ＳＴ３０１，ＳＴ４０６ 優先順位変更工程，優先順位
変更手段、ＳＴ３０２優先順位変更通知工程，優先順位
変更通知手段、ＳＴ５０３〜ＳＴ５０７ サブシステム
優先順位変更工程，サブシステム優先順位変更手段、Ｓ
Ｔ６０６ 処理順序変更回避工程、ＳＴ７０１ 優先順
位最高値記憶工程、ＳＴ７０４ 排他制御割り当て工
程、ＳＴ９０４ 割り込み登録工程、ＳＴ９０８ 割り
込み発生工程、ＳＴ１４０２ 他装置通知工程，他装置
通知手段、ＳＴ１４０３ 処理情報記憶工程，処理情報
記憶手段、ステップＳＴ１４０４ 最高値算出工程，最
高値算出手段。

【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、プロセスがロックを取得している間は、そのロック
を使用する可能性があるプロセスの中で最も高い優先順
位と近い優先順位を持つことになり、ＣＰＵが割り当て
られる頻度が増加して、ロックを取得中の処理が早く終
了するようになる。また、最も高い優先順位よりも、わ
ずかに低い優先順位であるため、最も高い優先順位を持
つプロセスの動作を阻害する事がない。その結果、この
ロックが取得されている時間の比率が下がり、高い優先
順位を持つプロセスがロック待ちに入る確率が低下し、
高い優先順位を持つプロセスのスループットが向上す
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１６】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 優先順位の低い処理が排他制御を取得し
   た状態に優先順位の高い処理が同じ排他制御を取得しよ
   うとした場合に、その優先順位の低い処理の優先順位を
   一時的にその優先順位の高い処理の優先順位以上に変更
   する優先順位変更工程と、その優先順位変更工程により
   優先順位が変更された場合に、その優先順位が変更され
   た処理に関連するサブシステムにその変更後の優先順位
   を通知する優先順位変更通知工程と、その優先順位変更
   通知工程による通知に応じて、上記優先順位が変更され
   た処理に関連するサブシステムの処理順序を変更するサ
   ブシステム優先順位変更工程とを備えた情報処理装置の
   優先順位処理方法。
2. 【請求項２】 優先順位変更通知工程による通知に応じ
   てサブシステムを調査し、処理順序の変更による処理時
   間の短縮よりもその処理順序の変更にかかる時間の方が
   長いと判定した場合に、サブシステム優先順位変更工程
   による処理順序の変更を回避する処理順序変更回避工程
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置
   の優先順位処理方法。
3. 【請求項３】 排他制御を取得したことのある処理の優
   先順位の最高値を記憶する優先順位最高値記憶工程と、
   処理が排他制御を取得する場合に、上記優先順位最高値
   記憶工程により記憶された優先順位の最高値よりも１つ
   低い優先順位を与える排他制御割り当て工程とを備えた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の情報処
   理装置の優先順位処理方法。
4. 【請求項４】 排他制御の取得時にその排他制御の割り
   込みを登録する割り込み登録工程と、優先順位の低い処
   理が上記排他制御を取得した状態に優先順位の高い処理
   が同じ排他制御を取得しようとした場合に、上記割り込
   み登録工程により登録された割り込みを発生させその優
   先順位の低い処理の排他制御を開放する割り込み発生工
   程とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３の
   うちのいずれか１項記載の情報処理装置の優先順位処理
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のうちのいずれか
   １項記載の情報処理装置を複数接続した分散情報処理装
   置の優先順位処理方法において、各々の上記情報処理装
   置では、優先順位変更工程によって変更された処理およ
   び優先順位を他の情報処理装置に通知する他装置通知工
   程と、その他装置通知工程による通知および自情報処理
   装置の上記優先順位変更工程によって変更された処理お
   よび優先順位を記憶する処理情報記憶工程と、その処理
   情報記憶工程により記憶された処理の優先順位の最高値
   を算出する最高値算出工程とを備え、上記最高値算出工
   程によって算出された最高値を上記優先順位変更工程に
   おける一時的変更時の処理の優先順位とすることを特徴
   とする分散情報処理装置の優先順位処理方法。
6. 【請求項６】 優先順位の低い処理が排他制御を取得し
   た状態に優先順位の高い処理が同じ排他制御を取得しよ
   うとした場合に、その優先順位の低い処理の優先順位を
   一時的にその優先順位の高い処理の優先順位以上に変更
   する優先順位変更手段と、その優先順位変更手段により
   優先順位が変更された場合に、その優先順位が変更され
   た処理に関連するサブシステムにその変更後の優先順位
   を通知する優先順位変更通知手段と、その優先順位変更
   通知手段からの通知に応じて、上記優先順位が変更され
   た処理に関連するサブシステムの処理順序を変更するサ
   ブシステム優先順位変更手段とを備えた情報処理装置。
7. 【請求項７】 排他制御の取得時に登録され、且つ優先
   順位の低い処理が排他制御を取得した状態に優先順位の
   高い処理が同じ排他制御を取得しようとした場合に、割
   り込みを発生させその優先順位の低い処理の排他制御を
   開放する割り込みハンドラを備えたことを特徴とする請
   求項６記載の情報処理装置。
8. 【請求項８】 請求項６または請求項７記載の情報処理
   装置のうちの少なくとも一方を複数接続した分散情報処
   理装置において、各々の上記情報処理装置には、優先順
   位変更手段によって変更された処理および優先順位を他
   の情報処理装置に通知する他装置通知手段と、その他装
   置通知手段からの通知および自情報処理装置の上記優先
   順位変更手段によって変更された処理および優先順位を
   記憶する処理情報記憶手段と、その処理情報記憶手段に
   記憶された処理の優先順位の最高値を算出する最高値算
   出手段とを備え、上記最高値算出手段によって算出され
   た最高値を上記優先順位変更手段における一時的変更時
   の処理の優先順位とすることを特徴とする分散情報処理
   装置。