JPS6145345A - スワツピング制御方式 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明はタイムシェアリングシステムにおける端末のセ
ツションのスワツピング制御方式に関する。

（従来技術） タイムシェアリングシステム（以下ＴＳＳと略する）に
おいては典型的な場合としては次のように処理が進行す
る。即ち、端末からユーザがコマンドあるいはデータを
投入し、これをセンタのフ。

ロセッサに送信する。センタのプロセッサはこれをうけ
て送信されたコマンドあるいはデータに対する処理を行
い、結果を端末に送信する。端末に表示された結果を端
末ユーザが見て次に入力すべきコマンド、データを考え
、これをキイボードか「 ら入力するという処理がくりかえされる。

ここで、センタのプロセッサにコマンド、データが入力
され処理を行い、結果の端末への出力を行うまでをトラ
ンザクションと呼ぶ。また、トランザクションとトラン
プクン１ノの間、即ち、端末からの入力待ちの時間をウ
ェイト時間を呼ぶ。

また、−個の端末におけるトランザクションの実行の実
体となるものをセツションと呼ぶ。これはバッチシステ
ムにおけるジョブに相当するものである。

一個のセツションについてみると前述のように端末のユ
ーザがセンタのプロセッサからの端末への表示結果を見
て、次に入力すべきデータあるいはコマンドを考えキイ
ボードから入力するまでには通常数十秒のオーダの時間
かで１かるのに対し、端末から入力されたコマンドに対
するセンタのプロセッサの処理は通常数秒以内に完了し
、結果が端末に出力され次の端末からの入力を待つ。従
って、センタのプロセッサからみればセツションの大部
分の時間は、端末ユーザによる思考時間およびキイボー
ドからの入力のための時間即ちウェイト時間であり、こ
の間、プロセッサの主記憶にセツションのプログラムを
存在させることは、計算埼システムの資源を浪費するこ
とになるので、一般にはスワツピングという手法が用い
られている。

これは、プロセッサでの処理が完了し端末に結果を表示
し、次の入力を待つ状態（以下端末入力待ち状態とよぶ
）になった時点（以下これをトランザクション終了とよ
ぶ）でこのセツションに属するプログラムを主記憶から
二次記憶に追出しく以下これをスワップアウトと呼ぶ）
端末ユーザからの入力が完了し、プロセッサでの処理が
可能になった時点（以下これをトランザクションの開始
とよぶ）でセツションのプログラムを主記憶に取込ム（
以下これをスワツプイ／と呼ぶ）ものである。

これにより、各セラシミ１ノのプログラムは、プロセッ
サでの処理を必要とする４合にのみ主記憶を割当てれば
よいことになり、主記憶に同時に割当てることのできる
端末数（セッシ冒ン叔）よりも多くの端末を同時にサポ
ートすることが可能となる。

このようにトランザクションの開始を契機としてスワッ
プイ／を行い、トランザクションの終了を契機としてス
ワップアウトを行うことくより主記憶を効率的に使用し
、多数の端末をサポートすることはＴ８Ｓにおいて通常
行われている。

しかしながら、キイボードから入力する通常の端末を使
用している場合には、トランザクションの終了から開始
までに思考およびこれに続くキイボード操作による入力
が必要であるのでセツシ目／がスワップアウトされてか
ら再びスワップインするまでの間に一般的には充分他の
セツションを実行するだけの時間的余祐があるのに対し
て、たとえば端末側のフロッピィディスクから連続的に
データをセンタ側に入力するような場合には、プロセッ
サが入力要求を出してから（トランザクション終了）実
際に端末からデータが入ってくるまで（トランザクショ
ンの開始）の時間が非常に短かいために従来のスワツピ
ング制御方式ではト２ンザク７Ｍンの終了でスワップア
ウトを行うと直ちに再びスワップインが必要となり、こ
れは、主記憶の空きスペースを生み出さないだけでなく
二次記憶用のディスクの使用率を上昇させこれがシステ
ム全体のスループットヲ低下させる要因となるという欠
点がある。

このため、たとえば各セツションのウェイト時間を測定
し、これがあるしきい値よりも小さい場合には、これに
続くウェイト時間も短い（のと予想して、トランザクシ
ョン終了時のスワップアウトを行わないようにすればよ
い。しかしながら、タトえばフロッピィディスク７から
入力している間に操作者が端末を離れて、入力が完了し
た後長時間端末の操作を行わないようなケースが発生ず
ると、このセツションは長時間実行すべき処理がないに
もかかわらず主記憶の一部を専有し、このために全体の
スループットを下げるとともに他のセツションの応答時
間を引延ばす原因ともなるという欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、トランザクションの終了から開始までの待ち
時間を各セツション参に測定し、測定された時間が設定
された閾値と比較して小さい場合にはこれに続くトラン
ザクションにおいてもウェイト時間が短いものとみなし
、このセツションスワップアウトの要求を出さないよう
忙することにより、端末からの連続データ入力時の場合
には不要なスワツピングを省きスワツピングオーバヘッ
ドを減らさせるようにするとともに、一定周期毎に、そ
の周期におけるセツションで使用したプロセッサ時間を
調べ、−周期にわたって全く処理の行われていないセツ
ションに関しては、ウェイト時間の予測の誤シとしてこ
のセッ７．ンをスワップアウトすることにより、主記憶
の有効利用をはかろうとするものである。

従って本発明の第１の目的は連続入力における不要なス
ワツピングの省略による連続入力速度の向上にあり本発
明の第２の目的は、スワツピングのオーバヘッドの減少
によりＴＳＳ全体として高いスルーグツトヲ可能とする
ことにあシ、本発明の第３の目的は前記のウェイト時間
の予測によるスワツピングの省略を行う場合において、
予測がはずれた場合においてもこれがシステムのスルー
グツト、応答時間に影響を与えないような改善されたＴ
ＳＳのスワツピング制御方式を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の方式は端末からの入力待ち、前記端末からの入
力等を契機として前記端末に対応するセツションのスワ
ップアウト、スワップインを行なうタイムシェアリング
システムのスワツピング制御方式において、セツション
における先行する第１のトランザクションの終了から前
記第１のトランザクションに続く第２のトランザクショ
ンの開始までのウェイト時間を測定するウェイト時間測
定手段と、前Ｈピ測定されたウェイト時間と予め定めた
値とを比吹し結果を保持する比較手段と、前記比較手段
の比較結果が前記測定されたウェイト時間が前記予め定
めた値よシ小さいときには前記第２のトランザクション
の終了時にスワップアウトを禁止するスワップアウト禁
止手段と、一定周期毎にスワップイン状態にある各セツ
ションの前記定周期内でのプロセッサ使用時間を調べ前
記使用時間が０で前記スワップアウト禁止手段によりス
ワップアウトが禁止されているセツションについてはス
ワップアウトを指示するプロセッサ使用時間チェックス
ワップアウト指示手段とを含んで構成される。

（実施例） 次に本発明の実施例について図面１ｒ：参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。嬉
１図のスワツピング制御方式はスワツピング制御テーブ
ル１と、セツション番号レジスタ２と、タイマ３と、減
算回路４と、比較回路５と、しきい値レジスタ６と、ト
ランザクション制御部７と、スワツピング実行制御部８
と、セツション監視部９と、割込タイマ１０と、比較回
路１１とから構成される。

ものである。このテーブル社告セツションに対して１エ
ントリをもち各二ントリは前回のトランザクションの終
了した時刻を記憶するための時刻フィールドＸＴＩＭＥ
およびこのセツションでスワップアウトを行うか否かを
示すフラグフィールドＦおよび前回のチェック周期にお
けるセツションのプロセッサ使用時間を保持する時間フ
ィールドＰＴＩＭＥ　ｙｌ（もつ。このスワツピング制
御テーブル１は、トランザクション開始／終了の発生し
たセツションの番号ｊおよびセツション監視部９の発生
するセツション番号ｊによシアドレスされる。

セツション番号レジスタ２はトランザクション開始／終
了の発生したセツション番号ｊを保持する。

現在の時刻を保持するタイマ３の値は減算回路４の一方
の入力に印加されるとともにスワツピング制御テーブル
１の時刻フィールドＸＴＩＭＥにも印加されている。同
じく時刻フィールドＸＴＩＭＥの出力は前記減算回路４
のもう一方の入力に印加されこの出力は、比較回路５の
一方の入力に印加されている。しきい値レジスタ６は、
ウェイト時間のしきい値を保持するレジスタで、その出
力は比較回路５のもう一方の入力に印加されている。比
較回路５の出力はトランザクション制御部７に印加され
ている。スワツピング１ｔｉｆｌ　ｇ１１テーブル１０
時間フィールドＦＴＩＭＥの出力は比較回路１１の一方
の入力に印加されている。比較回路１１の他の入力には
、各セツションの現時点でのプロセッサ時間が印加され
る。このプロセッサ時間は、プロセッサで実用中の全セ
ツションの状態を管理するセッシＮ７制御テーブル（図
示せず）から読み出される。セツション制御テーブルの
各エントリには対応するセッシＭノがスワップインされ
ている状態か否かを示す情報、および対応するセツショ
ンが現在までに使用したプロセッサ時間の累積ＣＴＩＭ
Ｅが格納されている。トランザク／＝１７１間御ッゾヨ
ンにおけるウェイト時間を測定し、しきい値との比較を
行うことにより、トランザクション監視時でのスワップ
アウト開始でのスワップインを行うか否かを決定するた
めの制御部である。スワツピング実行制御部８はトラン
ザクション制御部７からの指令により、実際のスワップ
イン、スワップアウトを行うための制御部である。割込
みタイマ１０は、一定時間（ここでは３０秒とする）毎
にセツション監視部９を起動するた必のタイマである。

セツション監視部９は、一定時間毎に、各セツションに
ついてその状態およびプロセッサ使用時間を調べ、ウェ
イト時間の予測の誤りを検出するだめの制御部である。

第２図は第１図の動作７０−チャートである。

第２図（ａＪはトランザクション開始時の動作を、第２
図（ｂ）はトランザクション終了時の動作を、第２図ｔ
ｃ）は周期的なトランザクション監視の動作を示す。

次に第１図および第２図によ）本実施例の動作を説明す
る。あるセツションｊにおいて端末入力が完了しプロセ
ッサが処理を行える状態になった時点、即ち、トランザ
クション開始時にＦｉ、まず、この通知Ｘｓがトランザ
クション１ｌｉｌＪ御部７に印加されるとともに、セツ
ションの番号ｊがセツション番号レジスタ２に印加され
る。トランザクション制御部７はこの通知をうけて以下
の処理を行う。

即ち、まず、セツション番号ｊｔセツション番号レジス
タ２に格納しこのあと、スワツピング制御テーブル１の
セツション番号ｊに対応するエントリおよびタイマ３を
読出す。このとき読出された時刻フィールドＸＴＩＭＥ
Ｏ値およびタイマ３の値は減算回路４に印加され、結果
が比較回路５に印加される。この比較回路５によりしき
い値レジスタ６の値と比較される。なお、フラグフィー
ルドＦｊの値は、一時的に退避される（退避場所は図示
せず）。比較の結果しきい値の方が大のとき、即チ、ト
ランザクシ四ンの終了から開始までのウェイト時間がし
きい値よりも短い場合には次のトランザクション終了時
にスワップアウトを禁止すべきであることを示すために
スワツピング制御テーブル１のセツションｊに対応する
フラグフィールドＦｊに°１″をセットする。そうでな
い場合には値“０”をセットする。

このあと、先Ｋ　Ｈ，出しておいたフラグフィールドＦ
ｊの値を調べ、これが１０１即ち、前回のトランザクシ
ョン終了でスワップアウトが行われている場合にはこの
セツションのスワップインを行う。

このスワップインはスワツピング実行制御部８に指令を
出すことにより行われる。昇≠≠ホ≠先に読出しておい
たフラグフィールドＦｊの値が１１１の場合、即ち、ス
ワップアウトが行われていた場合にはスワップインは不
要であるので、トランザクション制御のための処理を終
了する。

トランザクション終了時には開始時と同様にトランザク
ション終了通知Ｘ？がドブンザククヨン制御部７に印加
されセツション番号ｊがセツション番号レジスタ２にセ
ットされ次にタイマ３の値を読出し、これをスワツピン
グ制御テーブル１の対応する時刻フィールドＸＴＩＭＥ
ｊ　　に格納する。

このあとフラグフィールドＦｊ　を読出し、“１”であ
るならに丁、即ち、前回のウェイト時間がしきい値より
も小である場合にはスフツブアウトは行わずにトランザ
クション制御処理を終了する。Ｆｊの値がＩ□Ｉである
場合には対応するセツションのスワップアウト全行う。

次にウェイト時間の予測の誤シの検出のための処理を説
明する。

割込みタイマ１０によシ一定時間おきにセツション監視
部９Ｋｍ知が来ると、セツション監視部９は次の動作を
行う。

まず、現在端末接続中であるすべてのセツションについ
て次の処理を行う。即ち、セツション制御テーブルの対
応するエントリを読みこのセツションがスワップインさ
れている状態であるかどうかを調べる。スワップイ／の
状態でるる場合には、スワツピング制御テーブル１の対
応するエントリを読出し、読出された時間フィールドＰ
Ｔ工ＮＩＥｊＯ値、即ち、前回の割込みの時点における
プロセッサ時間と前記セラシー１フ制御デープルの蓄積
時間のフィールド（、’ＴＩＭＥの値即ち現時点でのプ
ロセッサ時間を比較回路１１により比較する。このとき
時間フィールドＰＴＩＭＥの値が無効であるかどうかを
調べ、無効である場合には不一致とみなす。

値が一致した場合、即ち、前回の割込み時からこのセツ
ションこのセツションに関する処理がプロセッサにおい
て実行されていない場合には、スワツピング制御テーブ
ル１の７ラグフイールドＦを調べこれが１１＠である場
合、即ち、ウェイト時間が短いとの予想により、スワッ
プアウトが省略された場合には、この予想が誤りであっ
たと判断し、このセツションのスフツブアウトをスワツ
ピング実行制御部８に指令するとともに、スワツピング
制御テーブル１０時間フィールドに、蓄積時間フィール
ドＣＴＩＭＥの値をセットし、更新する。

不一致の場合には、ＦＴＩＭＥの更新を行う。スワップ
イン状態でない場合には時間フィールドＰＴＩＭＥの値
が次のチェックにおいて無効であることを示すための７
ラグを時間フィールドＦＴＩＭＥにセットする。

本実施例の説明においては説明を簡単にするために本発
明の主旨と直接関係のな部分については説明を省略しで
ある。また、トランザクション制御部あるいはスワツピ
ング制御部セツション監視部、セツション制御テーブル
についても、その詳細な実現方法については説明を省略
しているが、これらについては、従来知られている方法
で実現可能である。

また、本発明が実施例の構成に制限されるものでないこ
とは明らかであり、たとえはセツション番号レジスタ２
、しきい値レジスタ６等は必ずしもレジスタとして特別
のハードウェアを用意する必要はなく、主記憶上に格納
エリアをとることも可能である。減算回ｍ４．比較回路
５等についても同様であり、上記のスワツピングの制御
のための専用ハードウェアを必ずしも設ける必要のない
ことは明らかであろう。

（発明の効果） 本発明にはウェイト時間を各セツション毎に測定し、こ
のウェイト時間が設定されたしきい値より小さい場合に
はこのセツションのスワップアウトを禁止するとともに
、前記スワップアウト禁止が誤シの場合においても一定
周期毎にセツションで使用したプロセッサ時間を調べる
ことによシ前記誤りを修正し、ｌクステムのスループッ
トを格段に向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）　、　（ｂｌおよび（Ｃ）は第１図の動作を示すフ
ローチャートである。 １・・・・・・スワツピング制御テーブル、２・・・・
・・セツション番号レジスタ、３・・・・・・タイマ、
４・・・・・・減算回路、５・・・・・・比較回路、６
・・・・・・しきい値レジメタ、７・・・・・・トラン
ザクション制御部、８・・・・・・スワツピング実行制
御部、９・・・・・・セツション監視部、１０・・・・
・・割込みタイマ。 オ　　１　　図 ｊ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 端末からの入力待ち、前記端末からの入力等を契機とし
   て前記端末に対応するセッションのスワップアウト、ス
   ワップインを行なうタイムシェアリングシステムのスワ
   ッピング制御方式において、セッションにおける先行す
   る第１のトランザクションの終了から前記第１のトラン
   ザクションに続く第２のトランザクションの開始までの
   ウェイト時間を測定するウェイト時間測定手段と、前記
   測定されたウェイト時間と予め定めた値とを比較し結果
   を保持する比較手段と、 前記比較手段の比較結果が前記測定されたウェイト時間
   が前記予め定めた値より小さいときには前記第２のトラ
   ンザクションの終了時にスワップアウトを禁止するスワ
   ップアウト禁止手段と、一定周期毎にスワップイン状態
   にある各セッションの前記定周期内でのプロセッサ使用
   時間を調べ前記使用時間が０で前記スワップアウト禁止
   手段によりスワップアウトが禁止されているセッション
   についてはスワップアウトを指定するプロセッサ使用時
   間チェックスワップアウト指示手段とを含むことを特徴
   とするスワッピング制御方式。