JPS6049948B2 - アドレス履歴装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデータ処理装置における、特にページに分割さ
れた主記憶装置の各ページの割り付けアルゴリズムに関
するものである。

従来この種のデータ処理装置では、ページに分割された
主記憶装置の各ページの使用状況を知るためには、各ペ
ージに対応するビットを主記憶装置内に準備するか、又
は専用の記憶装置を設けて処理装置が主記憶装置をアク
セスする都度該ページに対応するビットをセットまたは
リセットするカルて使用状況を保存していた。

従つて従来のデータ処理装置においては、前記ビットの
使用の有無の判断は可能であるがその頻度や使用順序等
を知ることは困難てあり、又不要の頁が出てもその位置
を変更する機能を有していなかつたので、主記憶装置の
各頁の割付けが満足すべきものとはいえなかつた。

したがつて本発明の目的は、前述のようなデータ処理装
置において、ページに分割された主記憶Ｊ装置の各ペー
ジの使用履歴を保存する手段を与えると共に、使用履歴
を変更する手段を与えて主記憶装置の各ページの最適の
割付けを可能とする手段を提供することにある。

ここに使用履歴の変更とはリンクの指定されたアドレス
をその一番最後フに移すことをいう。本発明によれば、
複数の処理装置が共通にアクセスできる主記憶装置を有
するデータ処理装置において、前記処理装置から前記主
記憶装置へのアクセス時および順序変更指示時に前記処
理装置から該アクセスおよび順序変更指示に対するペー
ジアドレスを供給され、前記ページアドレスに対応して
複数のワードロケーションを持ち、各ワードロケーショ
ンには第１のアドレスと第２のアドレスを記憶し、而し
て前記第１のアドレスには該ワードロケーションに対応
するページアドレスに対する前記処理装置から前記主記
憶装置へのアクセスの直前のアクセスに対応するページ
アドレスを前記第２のアドレスには前記アクセスの直後
のアクセスに対応するページアドレスとそれぞれ記憶す
る手段と、前記供給されたページアドレスが直記主記憶
装置へのアクセスに起因するものか順序変更指示による
ものかを判断する手段と、前記供給されたページアドレ
スが前記主記憶装置への順序変更指示によるものと判断
されたときに、該ページアドレスに対応するワードロケ
ーションの前記第１のアドレスと前記第２のアドレスを
変更する手段とを有し、前記処理装置から前記主記憶装
置へのアクセスにおけるページアドレスのアクセス順序
を記憶すると共に前記処理装置からページアドレスを含
む順序変更指示を受けると前記アクセス順序の記憶を変
更することを可能とするようにしたアドレス履歴装置が
得られる。

次に図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明によるアドレス履歴装置を用い，たデー
タ処理装置の構成の概略を示す図である。

この第１図において、１１および１１ａは処理装置、１
２は主記憶装置、１３はアドレス履歴装置を示す。又１
４は処理装置１１と主記憶装置１２との間のデータバス
であり、１５は処理装置１１から主記憶装置１２への読
み出し、書き込みアドレスバスであるが、同時にアドレ
ス履歴装置１３にも接続されていて、処理装置１１から
主記憶装置１２への読み出し、書き込みアクセス時にア
ドレス履歴装置１３においてもアクセスアドレスを５知
ることができる。またアドレスバス１５は処理装置１１
からの順序変更指示においてもページアドレスの送出に
使用される。１６はアドレス履歴装置１３の内容を読み
出すバスである。上記において、各種バスは処理装置１
１ａの側４にもあるが説明を省略する。

また第１図ては説明の煩雑さを避けるため主要な回路の
み記載されている。又この第１図では、主記憶装置１２
をアクセスする処理装置が２台の場合を示しているが、
１台であつてても又３台以上あつてもよい。さらに本実
施例中の処理装置とは、主記憶装置をアクセスするすべ
ての装置を含んでいる。第２図は第１図におけるアドレ
スバス１５の構成を示した図である。

このアドレスバス１５はページアドレス２１とワードア
ドレス２２に分けられる。ページアドレス２１は主記憶
装置１２内のデータの集まりを示し、ワードアドレス２
２はページアドレス２１で示されるデータの集合内のデ
）一タ位置を示している。そして以下の説明における主
記憶装置１２へのアクセスの履歴の記憶は、上記ページ
アドＬ／スに対して行なわれる。第３図は第１図のアド
レス履歴装置１３の詳細な構成を示す図である。この第
３図において、３１，３２，３３は処理装置（第１図の
１１）からのページアドレスのうち、最も最近アクセス
されたページアドレス、１つ前にアクセスされたページ
アドレス、及び最も古いアクセスされたページアドレス
をそれぞれ保持しているレジスタである。また３４ａ，
３４ｂは主記憶装置（第１図の１２）のページアドレス
に対応して複数のワードロケーションを持つ順序記憶回
路、３５ａ，３５ｂは順序記憶回路３４ａ，３４ｂの読
出しレジスタ、３６は順序記憶回路３４ａ，３４ｂのア
ドレスを切り替えるセレクタ、３７ａ，３７ｂは順序記
憶回路３４ａ，３４ｂの書込みデータを切り替えるセレ
クタである。更に３８はレジスタ３１とレジスタ３３の
内容を比較する回路、３９はレジスタ３１とレジスタ３
２の内容を比較する回路である。更に４１はレジスタ３
３の入力を切り替えるセレクタであり、４２はレジスタ
３２の入力を切り替えるセレクタである。次にリンクの
構成について説明する。第４図は順序記憶回路３４ａ，
３４ｂの初期の状態における各ワード間のつながりとこ
れらワードとページレジスタ３１，３２，３３の間の関
係をあられしている。

この第４図から分るように、任意のロケーションＡｎに
ついていえば、３４ａには対応するページアクセス時の
１つ前にアクセスされたページアドレスＡｎ＋１が格納
され、３４ｂには直後にアクセスされたページアドレス
Ａｎ一１が格納されている。そしてレジスタ３１はブラ
ンクであり、レジスタ３２には最新のアクセスアドレス
Ａ。が、そしてレジスタ３３には最も古くアクセスされ
たアドレスＡｍがそれぞれ格納されている。またこの第
４図から分ることは、最も古くアクセスされたアドレス
Ａｍから最も新しくアクセスされたアドレスＡ。

は、レジスタ３１→３４ａ→レジスタ３３ あるいは レジスタ３１←３４ｂ←レジスタ３３ でその使用状態を知ることができることである。

次に第４図の状態におけるリンクに任意のアトＪレスＡ
ｎの番地へのアクセスが発生した場合におけるリンクの
更新について説明する。第５Ａ図および第５Ｂ図は本発
明の実施例におけるリンク更新の動作順序を示すフロー
チャートである。

はじめに動作開始に至るまでの概要を説，明すると、第
１図および第３図を併用して、処理装置１１が主記憶装
置１２をアクセスすると、そのページアドレス２１はア
ドレスバス１５によりアドレス履歴装置１３に知らされ
る。これによりアドレス履歴装置１３は順序記憶回路３
４ａと３４ｂの内容の更新を開始する。 第６図ないし
第１３図は第５図の各操作（１）〜（Ｘ■）におけるア
ドレスの更新の模様を示す図である。以下第３図および
第４図を併用して番号順に説明する。（１）第４図、第
５図、第６図を参照して、受信５したページアドレスＡ
．．をレジスタ３１にとり込む。（■）レジスタ３１に
格納されたページアドレスＡｎが主記憶装置１２へのア
クセスに起因するものか又は順序変更指示によるものか
を判断す．る。

そしてＡｎが前者の主記憶装置へのアクセスに起因する
場合は次の動作に移るが、後者すなわち主記憶装置への
アクセスに起因しない場合については後に第５Ｂ図を用
いて説明する。（■）次に比較回路３９によりレジスタ
３１の内容Ａｎとレジスタ３２の内容Ａ。を比較する。
一致すれば、すなわち直前にアクセスされたページアド
レスと該アクセスのページアドレスが同一のものであれ
ば、本リンクは更新を必要としないため、動作を終了す
る。Ａｎ（５ａ０が不一致であれば、以下の更新動作に
移る。（■）この時点ではまだ順序記憶回路３４ｂのア
ドレスＡ。

のエリアがブランクとなつているため、セレクタ３６に
よりレジスタ３２を、セレクタ３７ｂによりレジスタ３
１をそれぞれ選択して順序記憶回路３４ｂにＡｎの内容
を書き込む。本動作により１つ前のアクセスに対するワ
ードロケーションに次のアクセスのページアドレスが書
き込まれたことになる。すなわちアドレスＡ。に対する
後処理といえる。（■）次にセレクタ３６によりレジス
タ３１を選択し、レジスタ３１の内容Ａｎをアドレスと
して順序記憶回路３４ａ，３４ｂの内容を読み出してレ
ジスタ３５ａ，３５ｂにそれぞれ格納する。

これはアドレスＡｎを本リンクから消すためのものであ
る。（■）比較回路３８によりレジスタ３１の内容Ａ。

とレジスタ３３の内容Ａｍ比較し、該ページアドレス。
が最も古くアクセスされたページアドレスであるかどう
かを判断する。Ａ。

＝Ａ。の場合はあとに説明することとして、Ａｎ半Ａｍ
の場合は（■）の判断と（■）の判断により、Ａｎは第
６図から分るように順序記憶回路３４ａの内容Ａｎ＋１
と３４ｂの内容Ａｎ−１の中間にあることがわかる。従
つて（■）で読み出した読出しレジスタ３５ａと３５ｂ
の内容が両方とも有効であるといえる。そこで両レジス
タ３５ａと３５ｂの内容を用いてアドレスＡｎを本リン
クから消す動作を開始する。（■）第７図を参照して、
まずセレクタ３６により読出しレジスタ３５ａのアドレ
スＡｎ＋１をアドレスとして、順序記憶回路３４ｂに読
出しレジスタ３５ｂの内容Ａｎ−１を書き込む。

すなわちこれはＡｎ＋１の直前にアクセスされたアドレ
スがＡｎではなくＡｎ−１となることを示している。（
■）次にセレクタ３６により順次回路３４ａの読出レジ
スタ３５ｂで示すアドレスＡｎ−１に、読出しレジスタ
３５ａで示すデータＡｎ＋１を書き込む。

同様にこれはＡｎ−１の直後にアクセスされたアドレス
がＡｎではなくＡｎ＋１となることを示している。以上
（■）と（■）により、Ａｎのアドレスはノ レジス
タ３２→３４ａ→レジスタ３３及びレジスタ３２←３４
ｂ←レジスタ３３で示されるリンクから外されたことに
なる。

以上でＡｎに対応する情報がリンクからはずれるので、
Ａｎを最新アクセスアドレスの位置につなぎ直してやる
必要がある。

（■）ここで順序記憶回路３４ａのレジスタ３１に示さ
れるアドレスＡｎに、レジスタ３２に示されるアドレス
Ａ。

を書き込む。（Ｘ）以上によりＡｎの番地がリンクの最
上段に置かれたので、レジスタ３１の内容Ａｎをレジス
タ３２に移して次のアクセスを待つこととなる。

そしてこの最後の形が第８図に示される。次に先に（■
）のところで触れたＡｎ＝Ａ．ｎの場合について説明す
る。この場合は（１）ないし（■）の動作により第９図
の状態になつている。この第９図が第６図と異るのは、
レジスタ３１がＡ．．となつているので順序記憶回路３
４ｂのアドレスＡ。の内容もＡ．．ではなくＡ．．にな
つていることと、読出しレジスタ３５ａ，３５ｂに読み
込れた内容が全く異つていることである。そして次の動
作は、（■）の比較動作によりレジスタ３１の内容とレ
ジスタ３３の内容が同一のため、（■）ではなく次の（
Ｘｌ）の動作に移る。（Ｘ［）第１０図を参照して、読
出しレジスタ３５ｂの内容をレジスタ３３に移す。

これにより最も古くアクセスされたアドレスがＡｍ−１
であると認識されるようになる。そして操作はもとの流
れに戻る。（■）ここで先と同じようにレジスタ３１の
内容をアドレスとしてレジスタ３２の内容Ａ。

を３４ａに書込むと、リンクの最後尾に接続されている
Ａｍは本動作のみでリンクより外されることになる。（
Ｘ）上記の再操作によりＡｍが最新アクセスの位置に設
定されるが、これに対しレジスタ３１の内容をレジスタ
３２に移すと、最終的には第１１図の状態となる。

次に（■）の操作において説明した、レジスタ３３１に
格納されたページアドレスＡＯが順序変更指示によるも
のと判断した場合について説明する。

（ＸＩＩ）第５Ｂ図と、操作（１）が終つた時点におけ
る第６図とを参照して、比較回路３８によりレジスタ３
１の内容Ａｎとレジスタ３３の内容Ａｍ４を比較する。
そしてＡｎがＡｍと一致した場合は、レジスタ３１のア
ドレスＡｎすなわちＡ．ｎがリンクの最後尾にあるので
、リンクの変更は必要なく従つて動作は終了する。Ａｎ
がＡｍと一致しないときは次に進む。（Ｘ■）Ａｎ（！
１．Ａ．．が不一致のときは比較回路３９によりレジス
タ３１の内容Ａ．．とレジスタ３２の内容Ａ。

を比較する。そしてＡ．．がＡ。に一致した場合は最新
アクセスのページアドレスに対する順序変更指示として
最前列に位置するアドレスを最後尾に移す次の（Ｘ■）
の動作に移り、ＡＯに一致しない場合はリンクの中程に
位置するアドレスを最後尾に移すあとに説明する（Ｘノ
■）の動作に移る。（Ｘ■），（Ｘ■）上記の最前ア
クセスのページアドレスを最後尾に移す場合は、第５Ｂ
図および第１２図を参照して、セレクタ３６によりレジ
スタ３２を選択し、このレジスタ３２の内容Ａ。

をアトスとして順序記憶回路３４ａのａ１の内容を読出
して読出しレジスタ３５ａに読出し、続いてその内容を
レジスタ３２に移す。これでＡ。で示されるアドレスは
リンクから外され、リンク前列にはａ１のアドレスが位
置する。次にＡ。アドレスをリンク最後尾に接続する動
作に移る。（Ｘ■）第１３図を参照して、セレクタ３６
によりレジスタ３３を、セレクタ３７ａによりレジスタ
３１をそれぞれ選択し、順序記憶回路３４ａの現在最後
尾に位置するアドレスＡｒｎのエリア（次のアドレスを
示す）に、レジスタ３１の内容Ａ。

を書き込む。（Ｘ■）次にレジスタ３１の内容の順序指
定のあつたアドレスＡ。

（直前のアドレスを示す）の順序記憶回路３４ｂに、レ
ジスタ３３の内容（最後尾に位置しているアドレスＡ．
ｎ）を書き込む。（Ｘ■）以上によりリンクが再構成さ
れ、Ａｎ，のあとにＡ。

が接続されたので、最後部を指定するレジスタ３３にレ
ジスタ３１の内容Ａ。を書き込んでレジスタ３１をブラ
ンクにし、これによつて操作を終了する。次に操作（Ｘ
■）においてＡｎがＡ。

に一致せずリンクの中程に位置するアドレスを最後尾に
移す場合について説明する。（Ｘ■）第６図て操作（１
）が行なわれレジスタ３１にＡｎがとり込まれた状態の
出発点とし、更に第１４図を参照して、まずレジスタ３
１の内容Ａｎをアドレスとする順序記憶回路３４ａの内
容Ａｎ＋１および同じく３４ｂの内容ＡＯ−１を読出し
レジスタ３５ａと３５ｂにそれぞれ書き込む。

（ＸＸ）（ＸＸＩ欣に読出しレジスタ３５ａの内容Ａｎ
＋１をアドレスとして読出しレジスタ３５ｂの内容ＡＯ
−１を順序記憶回路３４ｂに書き込み、更に３５ｂの内
容Ａｎ−１をアドレスとして３５ａの内容Ａｎ＋１を３
４ａに書き込む。

以上によりリンクの中程のＡｎのアドレスがリンクから
削除される。次に上記（Ｘ■），（ＸＸ），（ＸＸ［）
の操作でリンクから外されたレジスタ３１のアドレスＡ
ｎをリンクの最後尾に移す動作を行なう。

（Ｘ■）はじめに順序記憶回路３４ａのレジスタ３３に
示される内容Ａｍをアドレスとするエリアにレジスタ３
１の内容Ａｎを書き込む。

（Ｘ■）同様に順序記憶回路３４ｂのレジスタ３１に示
される内容Ａ．ｎをアドレスとするエリアに、レジスタ
３３の内容Ａ．．の値を書き込む。

（Ｘ■）以上によりリンクが構成されるので、最後尾を
指定するレジスタ３３にレジスタ３１の内容Ａｎを書き
込む。以上によつてＡｎがＡ。に一致しない場合におけ
るリンク中程に位置するアドレスを最後尾に移す操作が
終了する。以上の各動作により、処理装置１１から主記
憶装置１２へのアクセスに対応して、レジスタ３１に最
新アクセスアドレス（ページアドレス）が、レジスタ３
３に最も古くアクセスされたページアドレスがそれぞれ
保存されるとともに、順序記憶回路３４ａ，３４ｂには
その間の使用順序が記憶されると共に、処理装置１１か
らの順序変更指示に対しては該ページアドレスを使用順
序の最も古くアクセスされたページアドレスの位置に設
定し直すことが出来る。

以上説明したように、本発明のアドレス履歴装置を用い
れば、処理装置１１から主記憶装置へのアクセスアドレ
ス（ページアドレス）の発生順序が保存され、処理装置
１１はアドレスバス１６により主記憶装置１２への最も
古くアクセスされたページ（すなわち最も使用されない
時期の長いページアドレス）を認識すると共に、不要ペ
ージを上記順序から最も古くアクセスされたページ位置
に変更でき、これにより主記憶装置の各ページの割付け
が最適の方法で実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアドレス履歴装置を用いたデータ
処理装置の概略構成を示す図、第２図は第１図における
アドレスバスの構成を示した図、第３図は第１図におけ
るアドレス履歴装置の詳細な構成を示す図、第４図は第
３図における順序記憶回路の初期状態を示した図、第５
Ａ図および第５Ｂ図はアドレス履歴装置のリンク更新の
動作順・序を示すフローチャート、第６図ないし第１５
図は第５図の各操作におけるアドレス更新の模様を示し
た図である。 記号の説明：１１は処理装置、１２は主記憶装置、１３
はアドレス履歴回路、１４はデータパ・ス、１５，１６
はアドレスバス、２１はページアドレス、２２はワード
アドレス、３１，３２，３３はページアドレス、３４ａ
，３４ｂは順序記憶回路、３５ａ，３５ｂは読出しレジ
スタ、３６，３７ａ，３７ｂはセレクタ、３８，３９は
比較回フ路、４１，４２はセレクタをそれぞれあられし
ている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の処理装置が共通にアクセスできる主記憶装置
   を有するデータ処理装置において、前記処理装置から前
   記主記憶装置へのアクセス時および順序変更指示時に前
   記処理装置から該アクセスおよび順序変更指示に対する
   ページアドレスを供給され、前記ページアドレスに対応
   して複数のワードロケーションを持ち、各ワードロケー
   ションには第１のアドレスと第２のアドレスを記憶し、
   而して前記第１のアドレスには該ワードロケーションに
   対応するページアドレスに対する前記処理装置から前記
   主記憶装置へのアクセスの直前のアクセスに対応するペ
   ージアドレスを、前記第２のアドレスには前記アクセス
   の直後のアクセスに対応するページアドレスをそれぞれ
   記憶する手段と、前記供給されたページアドレスが前記
   主記憶装置へのアクセスに起因するものか順序変更指示
   によるものかを判断する手段と、前記供給されたページ
   アドレスが前記主記憶装置への順序変更指示によるもの
   と判断されたときに、該ページアドレスに対応するワー
   ドロケーションの前記第１のアドレスと前記第２のアド
   レスを変更する手段とを有し、前記処理装置から前記主
   記憶装置へのアクセスにおけるページアドレスのアクセ
   ス順序を記憶すると共に前記処理装置からページアドレ
   スを含む順序変更指示を受けると前記アクセス順序の記
   憶を変更することを可能とするようにしたアドレス履歴
   装置。