JPS592941B2

JPS592941B2 - コンピユ−タ複合体装置

Info

Publication number: JPS592941B2
Application number: JP7656276A
Authority: JP
Inventors: 暁宏岩屋
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1976-06-30
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1984-01-21
Also published as: JPS533147A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はコンピュータシステムの装置に関し、特に、
特定のプロセスを処理する専用ファンクションプロセ
ッサＦＰを多数個用いたコンピュータ複合体装置におい
て、各々のファンクションプロセッサＦＰ間のメッセー
ジ転送を効率的に行うメッセージ転送装置を備えたコン
ピュータ複合体装置に関する。

従来のいわゆる汎用コンピュータシステムは高性能で
はあるが高価な単一のプロセッサを中心に構成されてい
た。

この様な構成は技術的な歴史上の理由からではあるが、
又一つの理由としてはプロセッサのハードウェアが比較
的高価である事にも関係している。しかしながら近年ハ
ードウェア技術の発展、特にＬＳＩ技術の進歩によりプ
ロセッサの価格は大幅に低減しつつある。単一半導体チ
ップ上に実現されたマイクロプロセッサにおいては、
さらにこの価格低下が進行しつつある。一方、従来の単
一プロセッサにおけるプロセッサの利用状況を見てもプ
ロセッサのリソースが有効に利用されていないという事
実も指摘されている。特に汎用と称するプロセッサの場
合には、そのジョブの形態によつては全然使用されない
リソースもあるという反省がなされている。この様な技
術的発展の背景から、以前はあまり注目されなかつた多
数個のコンポーネントプロセッサをファンクション
プロセッサとして用いたコンピュータ複合体の研究が活
発化している。

この様なコンピュータ複合体の一つの構成として、機能
別のプロセスをその機能に専門化されたプロセッサを割
当て、これらのプロセッサ間を高速データリンクで結
合することにより従来の汎用プロセッサと同程度のコン
ピュータシステムにするという構成が提案されている
。この種のマルチプロセッサ複合体は、メモリを共有し
、すべてのプロセスを実行する事が可能なプロセッサを
有する汎用のマルチプロセッサに比べ、その価格効率が
よい事から特に注目されている。この種のプロセッサ複
合体構成のハードウェア上の一つの重要な要素は高速デ
ータリンクによるプロセス間メッセージ転送装置であ
る。従来この様なプロセッサ間の通信は汎用コンピュー
タシステムにおいてはプロセッサ本体間の特別なリン
クを通してなされていた。

しかしながら、この様な構成においてはメツセージ転送
が、接続されたプロセツサによりなされる必要がある為
にオーバーヘツドが著るしく増大するという欠陥があつ
た。特に本発明の適用システムであるメモリ非共有シス
テムの場合には、プロセツサ間メツセージのデータ転送
量は比較的大なる場合もあり、この転送の為に使用され
るプロセツサの時間は無視出来ないものになる。従つて
従来の結合装置はメモリ非共有タイプのプロセツサ複合
体にはそぐわないものである。本発明は従来の上記欠陥
を解消する為になされたものであり、従つて本発明の目
的はメモリ非共有タイプのマルチプロセツサシステム
において、プロセツサ土に実施されるフアクシヨンプロ
セスＦＰ間のメツセージ転送を高速データリンクを通
して行う場合に、このメツセージ転送用に専用のポート
プロセツサＰＰを用い、プロセス専用タイプのプロセツ
サを用いるプロセツサ複合体のパーフオーマンスが低下
する事がなく、しかも価格効率の優れた新規なコンピユ
ータ複合体システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、データ処理能力の優れた新規なコ
ンピユータ複合体装置を提供することにある。

本発明によれば、応用システムを分解して得られる複数
個のプロセスのなかの特定のプロセスを実行するように
設定された１個以上の専用フアンクシヨンプロセツサ
ＦＰと、前記複数個のプロセス間の通信を行う為にメツ
セージルートの確立、メツセージ送受信の機能をそな
えたメツセージ転送用の専用ポートプロセツサＰＰ及
びマルチプレクサＭＰＸと、以上のプロセツサで実行さ
れるプロスセのプログラムとデータを保持するためのロ
ーカルメモリＬＭにより構成される特定機能プロセス
毎の専用ノード群とこれら各々のノードを結合したリン
クＬＮＫを有し、前記メツセージ転送用ポートプロセ
ツサＰＰ及びマルチプレクサＭＰＸを介してプロセス間
通信を行うことを特徴としたコンピユータ複合装置、が
得られる。

本発明によるプロセツサ複合体の任意のノードのフアン
クシヨンプロセツサＦＰで実施されるメツセージ送信
プロセスは他ノードのフアンクシヨンプロセツサＦＰ
で実施されているメツセージ受信プロセスに対しセント
メツセージ（ＳＥＮＤＭＥＳＳＡＧＥ）なるプリミテ
イブを実行する。これを検知したポートプロセツサＰＰ
上のメツセージ転送プロセスはメツセージ送信プロセス
とは独立に受信側のメツセージ転送プロセスをとおし受
信プロセスへのバスを確立し、メツセージ転送を実行す
る。メツセージ受信プロセスがレシーブメツセージ（Ｒ
ＥＣＥＩＶＥＭＥＳＳＡＧＥ）なるプリミテイブを実行
すると、メツセージは受信プロセスにひきとられる。メ
ツセージ転送プロセスは両ノードにある専用ポートプロ
セツサＰＰで実施されるので、メツセージ転送によるオ
ーバーヘツドは極めて小さくおさえる事が可能となる。
次に本発明をその良好な一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。第１図は本発明に係る複合体装置の
一実施例を示すプロツク構成図である。

実施例として示されたのはオンラインインテイラクテ
イブシステムの例である。この様なシステムは銀亘シ
ステム、航空券予約システム等として現在主に実施され
ているが、近い将来はコンピユータシステムの主流と
なると思われるものである。第１図に於て、参照番号１
１はローカルメモリ（ＬＭ）、１２はメモリコント
ローラ（ＭＣ）、１３はフアンクシヨンプロセツサ（
ＦＰ）、１４はポートプロセツサ（ＰＰ）、１５はマ
ルチプレクサ（ＭＰＸ）、１６は通信ライン（ＣＯＭ）
、１７は転送リンク（ＬＮＫ）を夫々示している。

２１〜２８は上記要素１１〜１５によつて構成されるノ
ードを示し、そのうち、２１はスケジユーラ（Ｓｃｈｅ
ｄｕｌｅｒ）プロセツサノード、２２はインテイラク
テイブジヨブハンドラ（ＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＪＯｂ
ｈａｎｄｌｅｒ）プロセツサノード、２３はコマンド
ハンドラ（ＣＯｍｍａｎｄｈａｎｄｌｅｒ）プロセツ
サノード、２４は工デイト（Ｅｄｉｔ）プロセツサノ
ード、２５はデイスクコントロール（４）１ｓｋｃ０
ｎｔｒ０１）プロセツサノード、２６はエクスターナ
ルサーチ（Ｅｘｔｅｒｎａｌｓｅａｒｃｈ）プロセツ
サノード、２ｒはフアイルマネージメント（Ｆｉｌｅ
Ｉｒｋｌｎａｇｅｍａｎｔ）プロセツサノード、２８
はライン（Ｌｉｎｅ）プロセツサノードを夫々示して
いる。

以上の各ノードは図示の如く接続されている。端末装置
等から通信ライン１６を通して伝送された情報はライン
プロセツサノード２８内のプロセスにより処理され
る。

この処理が終了すると、インテイラクテイブジヨブ
ハンドラプロセツサノード２２内に実施されるプロ
セスにメツセージを送る。インテイラクテイブジヨブ
ハンドラプロセスはトランザクシヨン開始コマンドが
端末よりの要求ならば、スケジユーラプロセツサノ
ード２１内のプロセスにメツセージを送る。スケジユー
ラプロセスは動作可能か否かをチエツクし、可能なら
ば再びここで示されるインテイラクテイブジヨブハ
ンドラプロセツサノード２２にメツセージを返す。
インテイラクテイブジヨブハンドラプロセスはプ
ロセツサノード２３及びプロセツサノード２４で実
施されるコマンドハンドラプロセス及び工デイト
プロセスの必要に応じてメツセージを送り、トランザク
シヨン処理を行つていく。このトランザクシヨン処理中
に、ノード２３で実施されるコマンドハンドラプロ
セスは端末よりのコマンドによりノード２６，２７で実
施されるエクスターナルサーチプロセス及びフアイ
ルマネージメントプロセスとの間でメツセージを送受
し、さらにこれらのプロセスはノード２５に実施される
デイスクコントロールプロセスとの間でメツセージ
を送受しながらトランザクシヨン処理を続ける。各プロ
セスに専用化されたプロセツサ間のメツセージはすべて
１７で示されるリンクに代表される転送ルートを通して
転送される。

本実施例の場合には、このメツセージの長さは可変であ
り、処理されたデータの場合もあり単なるイベントの通
知の場合もある。これらの転送は１４で代表されるポー
トプロセツサの制御の下にマルチプレクサ１４を通し
て行われ、各フアンクシヨンを実行するプロセスとは独
立に動作する。ノード２８内の構成は、ローカルメモ
Ｉ川１、メモリコントローラ１２、フアンクシヨナル
プロセッサ１３よりなる。尚、１８はフアイル用デイ
スク装置を示す。第２図は実施例として示された第１図
のある任意の２つのノードをとりだし更に詳しい構成を
示すプロツク図である。

第２図においては、第１図に示されたローカルメモリ
のハードウエアとしての実施例が示されている。即ちロ
ーカルメモリは第２図に示す様に３１及び３２よりな
るランダムアクセスメモリ部（ＲＡＭ）と３３より
なるリードオンリメモリ部（ＲＯＭ）よりなる。Ｒ
ＡＭ部３１，３２ではメツセージバツフア、制御用デ
ータベース、プロセス用ワーキングスペース等が実
施される。又ＲＯＭ部３３にはローカルオペレーテイ
ングシステムのカーネルルーチンが実施される外、
ノードに特定なプロセスのプログラムルーチンが実施
される。本図で３５，３６に示したプロセツサはまつた
く同一のもので、ノードのトラフイツク量によりあるノ
ードはマルチプロセツサ構成とし、ノードバランスをと
る様に設計される。第３図はメツセージ転送が第１図及
び第２図に示した様なハードウエア構成の下でどの様に
して行われるかを論理図式的に示したものである。

５５で示されるプロセスＡ（ＰＡ）は５６で示されるポ
ートプロセスＡ（ＰＰＡ）に関連した５２で示される
セマフオＳ，に対しメツセージ付Ｖオペレーシヨンを実
行する。

このＶオペレーシヨンはセントメツセージ（ＳＥＮＤ
ＭＥＳＳＡＧＥ）というプリミテイブ内の一つのオペレ
ーシヨンとして実行される。セントメツセージ内でＶ
オペレーシヨンを実行する以前にメツセージ領域の確保
及びメツセージ作成が行われる。プロセスＡ（ＰＡ）は
、このオペレーシヨンを実行するだけで直のに次のオペ
レーシヨンに移る。Ｖオペレーシヨンによりもしも５６
のポートプロセスＡが待つていない時には、メツセー
ジを５２で示すセマフオＳにリンクする。５４はこの様
にリンｐクされたメツセージを示している。

５６で示されるポートプロセスＡは、Ｐオペレーシヨ
ンを５２のセマフオＳｐに対して行う。

もしもメツセージがない時には、ポートプロセスは持
ち状態となるが、メツセージがリンクされている場合に
は、転送先のプロセス名より転送ルートを決定し、転送
リンク５７（ＬＬ）を確立する。この際、物理的なリン
クがビジーである事によるプロツク又は送り側ノードが
ビジーである事によるプロツク等があるが、その場合の
動作もＰオペレーシヨンによつて行われる。リンクが確
立した後に、転送が開始される。これは５６で示される
ポートプロセスＡ（ＰＰＡ）と５８で示されるポート
プロセス（ＰＰＢ）によつて行われる。この際５８で
示されるポートプロセスＢ（ＰＰＢ）はメツセージ
バツフア領域の確保等の動作をリンク設定内の動作とし
て行う。５８で示されるポートプロセスＢ（ＰＰＢ）は
メツセージ中のプロセス名により５９で示されるプロセ
スＢ（ＰＰＢ）に関連した６０で示されるセマフオＳＢ
ｌ（びツセージ付Ｖオペレーシヨンを行う。

この場合も、もし５９で示されるフ狛セスＢ（ＰＢ）が
６０で示されるセマフオＳ旧を待つていない場合には６
０で示されるセマフオＳＢｌにメツセージはリンクされ
る。６２がリンタされたメツセージを示している。

５９で示される受取り側プロセスＢ（ＰＢ）はレシーブ
メツセージ（ＲＥＣＥＩＶＥＭＥＳＳＡＧＥ）プリミ
テイブを出し、このプリミテイブ中で行われる６０に示
すセマフオＳＢｌに対するＰオペレーシヨンでメツセー
ジは後に５９のプロセスＢ（ＰＢ）の領域へとリンクさ
れる。

以上の様にしてメツセージは、ノードＡよりノードＢに
転送される。

尚、第１図に示した本実施例では、必要なノード間を１
対１に結合する物理リンクを使用した場合を示したが、
メツセージトラヒツクが小の場合には単一バス、リン
グバス、マルチバス等のバス構成かとられる事は当然の
事である。

本発明に於ては、以上説明したように、プロセツサノ
ードにメツセージ転送を行う専用のポートプロセツサ
を付加し、各プロセツサノードをリンクすることによ
り、ノード内の各フアンクシヨンプロセツサ（ＦＰ）
になに一つ負荷を与えずに、あたかもメモリを共有した
システムと同様な動作が実行され、この様な共有メモリ
を使用しないハードウエア構成は、極めて低価格にシス
テムの結合が町能な事から、価格効率のよい高性能コン
ピユータ複合体装置が得られるという効果がある。

以上本発明はその良好な一実施例について説明されたが
、それは単なる例示的なものであり、ここで説明された
実施例によつてのみ本願発明が限定されるものでないこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体を示したプロツク図、
第２図は一実施例の重要点である部分を示したプロツク
図、第３図は本発明のメツセージ転送動作を説明する為
の論理的な側面を示したプロツク図である。１１・・・・・・ローカルメモリ（ＬＭ）、１２・・
・・・・メモリコントローラ（ＭＣ）、１３・・・・
・・フアンクシヨンプロセツサ（ＦＰ）、１４・・・
・・・ポートプロセツサ（ＰＰ）、１５（マルチプレク
サ（ＭＰＸ）、１６・・・・・・通信ライン（ＣＯＭ）
、１７・・・・・・転送リンク（ＬＮＫ）、２１〜２８
・・・・・・フアンクシヨナルノード、３１，３２・
・・・・・ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、３
３・・・・・・リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、３
５，３６・・・・・・フアンクシヨンプロセツサＡｌ
，Ａ２（ＦＰ，ＰＡｌ，ＰＡ２）、３７・・・・・・ポ
ートプロセツサＡ（ＰＰＡ）、３８・・・・・・フイ
ジカルリンク（ＬＮＫ）、４０・・・・・・ポート
プロセツサＢ（ＰＰＢ）、４１・・・・・・フアンクシ
ヨンプロセツサＢ（ＦＰ，ＰＢ）、５１・・・・・・
ローカルメモリＡ（ＬＭＡ）、５２・・・・・・セマ
フオ（Ｓ）、５３．ｐ５４・・・・・・メツセージバ
ツフア、５５・・・・・・フアンクシヨンプロセスＡ
（ＦＰＡ）、５６・・・・・・ボートプロセスＡ（Ｐ
ＰＡ）、５７・・・・・・ロジカルリンク（ＬＬ）、５
８・・・・・・ポートプロセスＢ（ＰＰＢ）、５９・
・・・・・フアンクシヨンプロセスＢ（ＰＢ）、６０
・・・・・・セマフオ（ＳＢＩ）、６１，６２・・・・
・・メツセージバツフア、６３・・・・・・ローカル
メモリＢ（ＬＭＢ）、７０・・・・・・転送リンク（
ＬＮＫ）。

Claims

【特許請求の範囲】

１応囲システムを分解してえられる（各々特定機能を
遂行する）複数個のプロセスのなかの特定のプロセスを
実行するように設定された１個以上の専用ファンクショ
ンプロセッサ（ＦＰ）と、前記複数個のプロセス間の通
信を行う為にメッセージルートの確立並びにメッセージ
送受信の機能を備えたメッセージ転送用の専用ポートプ
ロセッサ（ＰＰ）及びマルチプレクサ（ＭＰＸ）と、以
上のプロセッサで実行されるプロセスの為のプログラム
とデータを保持するためのローカルメモリ（ＬＭ）とに
より構成される特定機能プロセス毎の専用ノード群と、
これらの各々のノードを結合した専用リンクあるいはバ
ス（ＬＮＫ）とを有し、前記専用ポートプロセッサ（Ｐ
Ｐ）及びマルチプレクサ（ＭＰＸ）を介してプロセス間
通信を行うことを特徴としたコンピュータ複合体装置。