JPS61160147A - 仮想計算機制御方式 - Google Patents

仮想計算機制御方式

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JPS61160147A
JPS61160147A JP16244184A JP16244184A JPS61160147A JP S61160147 A JPS61160147 A JP S61160147A JP 16244184 A JP16244184 A JP 16244184A JP 16244184 A JP16244184 A JP 16244184A JP S61160147 A JPS61160147 A JP S61160147A
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JP
Japan
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trap
task
processing
address
virtual computer
Prior art date
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Application number
JP16244184A
Other languages
English (en)
Inventor
Yumiko Sugita
杉田 由美子
Shigechika Tsutsui
筒井 茂義
Takao Maeda
多可雄 前田
Eiichi Yabe
矢部 栄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61160147A publication Critical patent/JPS61160147A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、仮想計算機制御方式に関し、特に仮想計算機
システムにおいて、複数のオペレーティング・システム
(以下、OSと記す)を効率よく制御するためのトラッ
プ番号識別および変換方式%式% 〔発明の背景〕 仮想計算機システムは、単一の実計算機を多目的に利用
するため、それぞれの目的に合致する複数のOSを作成
し、それらのOSを実計算機の下で時分割的に動作させ
ることにより、目的ごとのアプリケーション・プログラ
ムを実行するものである(例えば、山谷他藩「仮想計算
機」(共立出版)参照)。すなわち、第7図に示すよう
に、実計算機1は、第1のOSが制御する仮想計算機2
と、第2のOSが制御する仮想計算機3とから構成され
、これら2つのOSが動作する仮想計算機システムを実
現する。仮想計算機システムのプログラム構造は、第8
図に示すように、階層構造である。制御プログラム(C
P)21は、第1の0822および第2の0323に対
する仮想環境を実現するためのプログラムであって、そ
の代表的な機能は、(1)各仮想計算機のOSが有効に
動作するように、仮想計算機をスケジューリングするこ
と、(ii)スケジュールにしたがって仮想計算機に制
御を与えること、(齢外部からの割込みに対して、各仮
想計算機のOSに連絡すること、等である。この制御プ
ログラム(CP)21は、ユーザ・プログラムを直接制
御する機能がない。第1のユーザ・タスク群24および
第2のユーザ・タスク群25は、それぞれ第1のos2
2と第2の0823により制御される。
第9図は、従来の仮想計算機プログラムの制御の流れを
示す図である。
例えば、ユーザ・タスク24−1がOSに対する要求で
あるスーパーバイザ・コール(以下、SVCと記す)割
込みを出した場合の制御の流れは、第9図に示すように
、制御プログラム21と08220両方を通る。すなわ
ち、従来の仮想計算機システムでは、制御プログラム2
1でSVC仮想シミュレーションを行うことにより、第
1の0822に処理が渡され、SVC処理とディスパッ
チが行われた後、再び制御プログラム21でリタン・シ
ミュレーションカ行われ、ユーザ・タスク24−1に返
される。このように、制御プログラム21を介して第1
のos22に処理が渡されるので、第1のos22のオ
ーバヘッドに制御プログラム21のオーバヘッドが加わ
り、OS全体のオーバヘッドが増加する。
そこで、OSのオーバヘッドを減少させるため、制御プ
ログラム21と第1の0822を併合した制御方式が提
案された(特願昭57−62431号明細書「計算機シ
ステムの制御方式」参照)。この方式では、仮想計算機
システムにおける制御プログラム21を作らず、第1の
OS(以下、中核OSと記す)の制御の下に第2のOS
(以下、セカンダリOSと記す)を構成する。第10図
は、上記中核OS1セカンダリOSを備えた仮想計算機
システムの構成図である。
第1o図においては、プロセッサ1、主メモリ2、入出
力装置3およびバス生から構成され、主メモリ2には、
割込みベクタ・テーブル、ディスパッチャ、トラップ・
マツピングテーブル、I10タスク等を含む中核os4
1と、ユーザ・タスク群42と、セカンダリOS1セカ
ンダリ・タスク群を含むセカンダリOSタスク44とが
格納されている。
第11図は、第10図の主メモリ内のプログラムの関係
を示す図である。
中核0841は、オーバヘッドの小さいリアルタイムO
Sであり、通常のOSとして、リアルタイム・アプリケ
ーション・プログラムであるユーザタスク群42を制御
する。中核0841内の割込みベクタ・テーブル41−
1は、SVCトラップ、例外トラップ、外部割込み等の
割込みに対するOSへのエントリアドレスを示すテーブ
ルであって、通常、計算機のメモリ・アドレスの若番地
ニトル。タスクとOSとのインタフェースの例を、簡単
に述べる。ユーザ・タスク群42からの中核0841へ
の要求は、SVC割込みにより割込みベクタ・テーブル
41−1に示されたアドレスを経由して、中核0841
の処理ルーチンに入り、処理が終了すると、ディスパッ
チャ41−2を経由して元のタスクまたは他のタスクに
制御が渡される。また中核0841は、各トラップに対
して、タスクごとに固有の処理ができるように、各トラ
ップ種別に対し処理アドレスを定義するトラップ・マツ
ピング・テーブル41−3を各タスクごとに持つことが
できる。セカンダリ0344−1は、このOS!4−1
のもとに制御されるタスク群44−2を含めて、中核0
841の1つのセカンダリOSタスク44として、中核
os41により制御される。したがって、その位置付け
は、他のユーザ・タスク群42と基本的に同じである。
なお、当然のことであるが、セカンダリOSタスク44
内において、セカンダリ・タスク群44−2は、セカン
ダ1JO344−1の制御の下に、マルチプログラミン
グで動作している。
セカンダリOSタスク44への主要なエントリは、3つ
ある。第1のエントリは、中核os4Hのスケジューリ
ングにより、最初にディスパッチされたときの実行番地
であるイニシャル・エントリ44−4である。第2のエ
ントリは、トラップ・エントリ44−3である。セカン
ダリ・タスク群44−2を実行中に、SVC,バスエラ
ー等のトラップが発生すると、割込みベクタ・テーブル
44−1のアドレスにしたがって中核os41のトラッ
プ・エントリに入り、次いでトラップが発生したタスク
に対応するトラップ・マツピング・テーブル+1−3の
アドレスにしたがって、トラップ・エントリ44−3に
入り、セカンダリ0844−1による処理が行われる。
第3のエントリは、Iね割込みエントリ44−5である
。これは、I10タスク41−4から、処理待ち行列(
キュー)45゜46を介して割込みがかけられる。
ここで、上記システムにおけるトラップ発生命令につい
て、さらに考察を加える。
トラップ発生とは、あらかじめ設定された条件が生じた
ときに、プログラム制御を強制的に移すソフトウェア割
込みを発生させることを言う。トラップが発生すると、
プロセッサは例外処理を行い、スーパバイザ状態でトラ
ップに対する処理プログラムを実行する。トラップ発生
命令は、次のような場合に用いられる。(1)ユーザ・
プログラムが入出力動作をOSに依頼するとき、(ii
)オーバフロー、0除算等の処理プログラムを起動する
とき、(iii)ユーザ・プログラムを終了して、O3
に制御を移すとき、等である。
特殊のコンピュータ(例えば、16ビツト・マイクロコ
ンピュータM68000)では、代表的なトラップ発生
命令として、SVC命令に対応するTRAP命令がある
。このTRAP命令は、無条件にトラップを発行させる
命令であって、プロセッサは例外処理を行う。TRAP
命令のオペラントニハ、トラップ・ペクタ番号を記述す
る。このトラップ・ペクタ番号は、0〜15の16通り
を指定できる。これらの番号は小さい方から順番に32
〜47番の例外ベクタに対応し、そこから与えられるア
ドレスから処理を開始する。
第11図に示すシステムにおいては、このTFLAP命
令は次の3つの方向に発行される。
(1)ユーザ・タスク群42から中核0841に、(1
1)セカンダリ0844−1から中核os41に、< 
ir >セカンダリ・タスク群44−2からセヵンダ!
70S44−1に、それぞれ発行される。
ところで、上記(iij )の場合においては、前述の
ように、セカンダリ・タスク群44−2からそのOSで
あるセカンダ!JO544−1に直接制御が移るわけで
はなく、制御プログラムとして機能している中核034
1を介して移される。すなわち、セカンダリOSタスク
44は、ユーザ・タスク群42と同じく1つのユーザ・
タスクとして扱われるため、一旦、セカンダリ0344
−1を制御している中核os41に発行され、割込みペ
クタ・アドレ′スにしたがって、トラップ・マツピング
・テーブル41−3を参照し、トラップ・エントリ44
−3を経由した上で、セカンダリOS 44−1に渡さ
れる。つまり、上記(1)〜(iii )の制御は、す
べて中核os41の中の割込みペクタ・アドレスを中継
して行われている。
また、中核os41とセカンダリ0844−1は、もと
もと独立したO5であって、TRAP命令のペクタ番号
は互いを、意識して決められたものではないため、同一
番号を使用することが許される。したがって、次のよう
な問題が生ずる。セカンダリ・タスク群44−2から発
行したTRAP命令の制御は、先ず中核0S41に移る
。この後、それぞれのTRAP番号により各処理を行う
のであるが、もしこのセカンダリ・タスク群44−2が
ユーザ・タスク群42と同じTRAP番号を使用してい
る場合、その区別のないままその番号で求められる割込
みベクタ・アドレスを得る。
この割込みベクタ・アドレスは、中核0341のための
値が優先的にセットされているため、その後もセカンダ
IJ OS 44−1に制御を移す方法がなげれば、セ
カンダ!JO344−1に対して発行されたTRAP命
令も中核OS+1に対して発行されたTRAP命令と同
じ処理が行われる。つまり、全く無関係なタスクに対し
てTRAP命令を実行してしまうおそれがある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記のような従来の問題点を解決し、
第1のOSの制御の下に、第2のOSを構成する仮想計
算機システムにおいて、各OSで使用するトラップ番号
が同一であるときでも、個個に判別して適切にトラップ
命令を実行することができる仮想計算機制御方式を提供
することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため本発明の仮想計算機制御方式で
は、第1または第2のオペレーティング・システム(以
下OS)上のタスクで発生したトラップ命令がどのO3
に対して発行されたかを識別する手段と、各OSごとに
各自のトラップ処理のアドレスだけを登録したトラップ
用割込みベクタ・テーブルまたはトラップ番号変換テー
ブルとを有し、上記識別手段で識別されたOSをもとに
上記・テーブルを参照してトラップ処理を実行すること
に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を、図面により説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例を示すステイタス・レ
ジスタおよびトラップ用割込みベクタ・テーブルの構成
図である。
第1の実施例では、第1図(b)に示すように、各OS
ごとに各自のトラップ処理のアドレスだけを持つトラッ
プ用割込みベクタ・テーブルを内蔵し、トラップの発生
がどのOSのタスクからであるかという情報を得て、そ
の情報をもとに上記テーブルを参照して各OSのトラッ
プ処理を実行させる。
先ず、前述の問題点を解決するためには、次のことが必
要となる。(i)TRAP命令がどのOSに対して発行
されたものであるかを識別すること、(ii) T R
A P番号と該当処理を適切に結びつけること、である
。上記(1)と(11)を実現するため、811因(a
)に示すようなスティタス・レジス9夕と、第1図Ht
))に示すようなトラップ用割込みベクタ・テーブルを
用意する。
スティタス・し′タスクは、16ピツトで構成さa、−
+−−+J’・パ’r ) トシステム・バーf トに
分ケラれている。ユーザ・バイトのビット0〜4はコン
ディションコード・フラグであり、システム・バイトの
ビット8〜IQは割込みマスク、ビット13はスーパバ
イザ・モード、ビット15はトレース・モードである。
このステイタス・レジスタのシステム・バイトの空きエ
リアに、現在実行されているタスクがどのOSで実行さ
れているかを示すフラグ(OS識別子)を設定する。こ
れにより、TRAPがどのOSに対して発行されたかを
識別する。この実施例では、ビット11を用いて、フラ
グが“1”のときはセカンダリOSと定義している。
なお、セカンダリOSが2個〜3個に増加したときは、
OS識別フラグを2ビツトに割当てる。
第1図(b)は、トラップ用割込みベクタ・テーブルで
ある。このテーブルは、入力TRAP番号を見出しとし
、TRAP処理アドレスをテーブル内容としている。T
RAP番号と該当処理を適切に結びつけるということは
、各TRAP番号に対し必ず1つの処理を対応させるこ
とを意味する。それには、中核OSが内蔵している割込
みベクタ・テーブルでTRAP処理のアドレスを設定し
ているように、各セカンダリOSにおいても、番号に合
わせて処理アドレスを与えてやればよい。このトラップ
用割込みベクタ・テーブルは、各セカ/ダIJ OSに
対し適切なTRAP処理のアドレスを与えるために使用
される。テーブル見出しのTRAP番号(O〜15)に
対応して割付けられる内容は、あるOSに対して発行さ
れた16種のTRAP命令それぞれの処理アドレスであ
る。このテーブルは、各セカンダl) OSに対して作
られ、セカンダIJ OSが搭載されている間は常に存
在する。
これは固定番地に割付けてもよ(、またレジスタ等にそ
の番地を記憶させる方法でもよい。この実施例では、固
定番地に割付ける方法を用いている。
第2図は、本発明の第1実施例を示すプログラムとテー
ブル等の結合関係図である。
新しく設けられるステイタス・レジスタ41−5とトラ
ップ用割込みペクタ・テーブル41−6をシステムに追
加しても、他には何の影響も与えないので、他の構成は
第11図と同一である。
第3図は、第2図におけるTRAP番号判定、変換動作
のフローチャートである。
命令の解析を経て、それがTRAP命令であることが判
別されると、ステイタス・レジスタ41−5とプログラ
ム・カウンタをスタックに退避させる(ステップ80)
。そして、モードを、ユーザ・モードからシステム・モ
ードに変更する(ステップ81)。ステイタス・レジス
タ41−5のOS識別フラグを参照し、“1″がセット
されていればそのタスクはセカンダリOSのタスクであ
るから、このTRAPはセカンダIJ OSに対して発
行されたものであることが判る(ステップ82)。
スタック上ニ退避されたステイタス・レジスタ41−5
上のOS識別フラグを“1”から“0”に変える(ステ
ップ83)。次に、セカンダリOSのためのトラップ用
割込みペクタ・テーブルを参照し、TRAP番号により
処理アドレスを得る(ステップ84)。そのアドレスを
プログラム・カウンタにセットして、TRAP処理を実
行する(ステップ86)。一方、OS識別フラグが“0
”であるときは、そのタスクが中核os41のものであ
るため、従来どおり、中核OS内蔵の割込みペクタ・ア
ドレス・テーブル41−1の値からT RA P処理の
アドレスを求め(ステップ85)、そのアドレスをプロ
グラム・カウンタにセットして、TRAP処理を実行す
る(ステップ86)。TRAP処理終了後は、スタック
に退避したステイタス・レジスタとプログラム・カウン
タを回復させ(ステップ87)、次の処理に移る。
以上の一連の処理によって、該当するOSに対して適切
にTRAP命令を実行させることができる。
なお、この実施例では、O5R別フラグをステイタス・
レジスタの空きビットを用いて設定しているが、これは
ソフトウェアで行ってもよい。すなわち、OS識別フラ
グはタスクが存在しているときには常になくてはならな
いが、クリアされた後は不要なフラグであるため、必ず
しもハードウェアを用いる必要はない。ソフトウェアで
行う場合として、例えば、タスクをコントロールするプ
07り(Task ControlJock )に設定
しても実行できる。なお、セカンダIJ OSが複数存
在する場合には、各OSを識別できるように、フラグの
幅を広げ、各セカンダIJO3ごとにトラップ用割込み
ペクタ・テーブルを設定すればよい。
第4図は、本発明の第2の実施例を示すステイタス・レ
ジスタおよびTRAP番号変換テーブルの構成図である
第2の実施例では、重複する番号に対して処理内容は変
えずに、番号のみを変更するトラップ番号変換テーブル
を用意しておき、トラップの発生がどのOSのタスクか
らであるかという情報を得ることにより、その情報をも
とに上記テーブルを参照して新しい番号で従来どおりの
処理を行う。
第4図(a)は、第1図(a)と同じステイタス・レジ
スタであって、空きビットを用いて現在実行されている
タスクがどのOSで実行されているかを示すOS識別フ
ラグを設定する。これによって、TRAPかどのOSに
対して発行されたかを識別する。
第4図(b)は、トラップ番号変換テーブルである。
中核OSに対するTRAPと同一番号を持つが、別のO
Sに処理を求める場合には、別番号を与える必要がある
。このトラップ番号変換テーブルは、その別番号への変
換に使用される。第4図(b)に示すように、トラップ
番号変換テーブルは、TRAP番号(O〜15)に対応
しており、内容はそれぞれの変更番号である。変更の必
要のない番号については同じ番号を設定してもよく、あ
るいは無変更を示す内容の値を設定してもよい。ここで
は、同じ番号を指定する方法を用いている(例えば2→
2,14→14,15→15等)。このテーブルはセカ
ンダリOSに対して作られ、セカンダリOSが搭載され
ている間は常に存在する。このテーブルは、固定番地に
割付けてもよく、あるいはレジスタにその番地を記憶さ
せる方法でもよい。
ここでは、固定番地を割付ける方法を用いている。
第5図は、本発明の第2の実施例を示すプログラム、テ
ーブル等の結合関係図である。
ステイタス・レジスタ41−5.  トラップ番号変換
テーブル41−7を追加しても、他の部分には影響を及
ぼさない。これを追加することにより、割込みベクタア
ドレス・テーブル41−1上には、トラップ番号変換テ
ーブル41−7で変換された新しい番号に対してもアド
レスが設定される。
第6図は、第5図におけるTRAP番号判定・変換動作
のフローチャートである。
命令の解析を経て、それがTRAP命令である場合にス
テップ90に移る。先ず、ステイタス・レジスタとプロ
グラム・カウンタをスタックに退避させる(ステップ9
0)。そして、モードを、ユーザ・モードからシステム
・モードに変更する(ステップ91)。その後、ステイ
タス・レジスタのOS識別フラグを参照し、“1″がセ
ットされていればそのタスクはセカンダリOSのタスク
であるから、このTRAPはセカンダリOSに対して発
行されたものであることが判別できる(ステップ92)
。次に、スタック上に退避したステイタス・レジスタの
OS識別フラグを゛0″クリアする(ステップ93)。
そして、TRAP番号変換テーブル41−7を参照して
番号の変換を行い(ステップ94)、その番号で示され
る割込みベクタ・アドレステーブルの値から、TRAP
処理のアドレスを求める(゛ステップ95)。そして、
そのアドレスをプログラム・カウンタにセットして、T
RAP処理を実行する(ステップ96)。一方、OS識
別フラグによって、そのタスクが中核0841のもので
あることが判別されたときには、そのままの番号で示さ
れる割込みベクタアドレス・テーブルの値からTRAP
処理のアドレスを求め(ステップ95)、そのアドレス
をプログラム・カウンタにセットしてTRAP処理を実
行する(ステップ96)。TRAP処理終了後は、スタ
ックに退避したステイタス・レジスタとプログラム・カ
ウンタを回復して(ステップ97)、次の処理に移る。
なお、この実施例においても、ステイタス・レジスタ等
のハードウェアの代りにソフトウェアで行つこともでき
、例えばタスク・コントロール・プoツク(Ta5k 
Control Block )にO3識別フラグを設
定しても実行することができる。また、複数のセカンダ
リOSが存在する場合には、OS識別フラグの幅を広げ
、各OSタスクごとにTFtAP番号変換テーブル41
−7を設定すればよく、使用可能なTRAP番号の範囲
内でセカンダリOSを複数個サポートすることができる
なお、トラップ番号変換テーブル41−7を有すること
なく、プログラム上で番号比較することにより実施する
ことも可能であって、この場合には番号比較プログラム
が番号変換手段を構成する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、TRAP命令が
どのOSに対して発行されたかを識別でき、かつ重複し
た番号に対しても番号変換によって別個に処理できるの
で、TRAP命令が適切に実行され、誤ったタスクに対
し行われることがない。また、識別フラグやテーブルの
作成、゛参照等はすべてOS内で行われ、ユーザに対し
何ら影響を与えることがな(、ユーザに対し他のOSを
意識せずに、TRAP命令を発行させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示すステイタス・レジ
スタとトラップ用割込みベクタ・テーブルの構成図、第
2図は本発明の第1実施例を示すプログラムとテーブル
の主メモリ内の配置図、第3図は第2図のTRAP番号
判定、変換動作のフローチャート、第4図は本発明の第
2実施例を示すステイタス・レジスタとTRAP番号変
換テーブルの構成図、第5図は本発明の第2実施例を示
すプログラムとテーブルの主メモリ内の配置図、第6図
は第5図におけるTRAP番号判定・変換動作のフロー
チャートである。 41:中核OS,41−1:割込みベクタ・テーブル、
41−2:ディスパッチャ、+1−3 ニドラップ・マ
ツピングテーブル、41−4:I10タスク、41−5
:ステイタス・レジスタ、41−〇ニドラップ月割込み
ベクタ・テーブル、41−7:トラップ番号変換テーブ
ル、44=セカンダリOSタスク、44−1:セカンダ
リaS。 44−2 :セカンダリ・タスク群。 第1図 第2図 第3図 第牛図 第5図 第   6   図 第   7   図 第   9   図 2] 第10図 第11図 手続補正書(方式〕 昭和61年2月4日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の第2オペレーティング・システムを第1オ
    ペレーティング・システムのタスクとして構成する仮想
    計算機システムにおいて、第1または第2のオペレーテ
    ィング・システム(以下OS)上のタスクで発生したト
    ラップ命令がどのOSに対して発行されたかを識別する
    手段と、各OSごとに各自のトラップ処理のアドレスだ
    けを登録したトラップ用割込みベクタ・テーブルとを有
    し、上記識別手段で識別されたOSをもとに上記テーブ
    ルを参照してトラップ処理を実行することを特徴とする
    仮想計算機制御方式。
  2. (2)複数の第2オペレーティング・システムを第1オ
    ペレーティング・システムのタスクとして構成する仮想
    計算機システムにおいて、第1または第2のオペレーテ
    ィング・システム(以下OS)上のタスクで発生したト
    ラップ命令がどのOSに対して発行されたかを識別する
    手段と、重複するトラップ番号に対して番号だけを変換
    するトラップ番号変換手段とを有し、上記識別手段で識
    別されたOSと上記変換手段で変換されたトラップ番号
    からトラップ処理のアドレスを求めてトラップ処理を実
    行することを特徴とする仮想計算機制御方式。
  3. (3)前記トラップ命令のOS識別手段は、ステイタス
    ・レジスタの空きビットを用いるか、あるいはタスク・
    コントロール・ブロックに設定することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の仮想計算機制御方式。
JP16244184A 1984-07-31 1984-07-31 仮想計算機制御方式 Pending JPS61160147A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63228352A (ja) * 1987-03-18 1988-09-22 Hitachi Ltd 仮想計算機システム
JPH1185547A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Hitachi Ltd 仮想クラスタ構成方法

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JPS63228352A (ja) * 1987-03-18 1988-09-22 Hitachi Ltd 仮想計算機システム
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