JPS62114032A

JPS62114032A - 処理分割制御方式

Info

Publication number: JPS62114032A
Application number: JP60255420A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kumon; 耕一久門; Akihiro Itashiki; 板敷　晃弘; Hideho Masuzawa; 増沢　秀穂
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1987-05-25

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】〔目　次〕概要産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする問題点問題点を解決するための手段作用実施例プログラム実行部（第１図）処理例（第２図）発明の効果〔概　要〕ＰＩｉＯＩ、ＯＧ等の非決定性プログラムの並列処理の
ための処理分割の制御方式である。未済の処理の情報を
スタックするゴールスタックから他の処理装置に処理を
分割するシステムで、ゴールスタック上で検索を開始す
べき項を指示するアドレスをポインタ部に保持し、ポイ
ンタ部で未済の処理の情報を持つ項を指示している状態
、分割する処理が無いことが検出されている状態、及び
何れとも不明の状態のうちの１状態を状態部に保持し、
分割を要する場合に、状態部を参照して検索の要否を決
定することにより、無駄な検索を除いて、処理□効率を
改善する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はいわゆる非決定性プログラムの処理に係り、特
に該処理を複数の処理装置で並列処理するための処理分
割の制御方式に関する。

人工知能の研究分野等において、例えばＰＲＯｌ、ＯＧ
とよばれるような非決定性プログラミング言語が使用さ
れる。

よく知られているように、ＰＲＯＩ、ＯＧで記述される
プログラムは、ルールとよばれるデータの集まりで構成
され、質問データをルールと照合して、所定の関係を満
足するという意味で質問にマツチするルールを検索し、
マツチするルールによって、次の質問データを構成する
という処理の反復によって、プログラム実行が進行する
。

このような処理を、次々に構成される質問について進め
、各質問データを構成する処理において、変数の値が逐
次確定するというような過程を経て、最後に次の質問が
空になったときに、例えば所要の変数が持つ値によって
解が求まる。

■の質問にマツチするルールは一般に複数存在し得るの
で、ＰＲＯＬＯＧプログラムの実行の全体は、そのよう
な複数のルールがある処理ステップで分枝を有する探索
木を構成し、一般に、１の質問入力について複数組の解
が存在し得る。

従って、複数の処理装置の並列処理によって、複数組の
解の探索を並行に進めることは特に有用である。

〔従来の技術〕

＋１　ＲＯＬ　ＯＧプログラムは、ルールの集まりとし
て構成され、各ルールは下記の形式を有する。

ヘッドニーボディこ＼で、ヘッドは１個の述語、ボディは１個の述語か、
“、′で連結された２個以上の述語からなる述語列（即
ち、述語、述語１−’ｌ述語）、又は空であり、ボディ
が空のルールはヘッドのみの形式とする。

ｉ本譜は、述語名（引数、引数１　’−”ｌ　引数）の形式を持つ
。こ−で引数は定数、変数又は構造体であり、定数は小
文字で始まる文字列、変数は大文字で始まる文字列であ
り、構造体は、構造体温（引数、引数１−’ｌ　引数）
の形式を持つ。又、述語名及び構造体温は小文字で始ま
る文字列である。

このようなルールの列で構成されるＰＲＯＬＯＧプロダ
ラムの実行は、例えば“？−述語列（又は述語）”の形
式で指定される質問を入力することによって開始される
。この質問の質問データである述語列（又は述語）をゴ
ールという。

プログラムの実行は、ゴールと同じ述語名のヘッドを持
つルールを探索し、一致したら両者の引数を比較して、
各対応位置の引数が所定の関係にあれば両者のマツチが
得られたとする。

マツチした場合には、そのルールのボディを新たにゴー
ルとして上記の処理を進める。このとき、ボディを構成
する述語の引数の変数に既に定まる値がある場合には、
その値によって置換する等の処理をして、新ゴールとす
る。（上記の、ゴールとルールのヘッドとのマツチを得
、要すればそのボディの変数に所要の置換を行う処理を
、以下においてユニファイという）。

このようにして、ゴールのすべての述語が、ボディの空
なルールとユニファイすることにより、解の一つに達す
るプログラム実行は終わる。

しかし、一つのルールの述語とユニファイされるルール
は複数個あり得るので、そのような場合にはそのステッ
プで探索木の分枝が生じ、それぞれの分枝についての個
別の実行が有り得る。

このような実行態様を考慮して、以下に述べるような並
列処理方式が提案されている。

即ち、前記のようにＰＲＯＬＯＧプログラムの実行の全
体は探索木の構造となるが、その分枝点に到達した処理
装置が分枝の１技の処理を深める方向に処理を進めれば
、一般に未処理の技が残るようになる。

従って、分枝点において処理を分割することにすれば、
並列処理のための分割点の候補が、処理のｉＶ行に伴っ
て自動的に設定される。

この分枝点とは、前記ＰＲＯＬＯＧプログラム実行の説
明から明らかなように、質問データを構成する１述語と
のマツチを探索する必要のあるルール、より具体的には
質問データの述語名と同じ述語名をヘッドに持つルール
、が複数個ある場合を言っている。

このような分枝点において、未処理の質問データの１＆
Ｆ］を分割し、要すれば、走査開始点とすべき先頭のル
ールを指定して、それらを遊び状態の処理装置に渡せば
、その処理装置は以降の処理を、分割元との通信等の必
要無く、すべて牟独に実行することができる。

第３図は、このような方式で並列処理を実行するための
情報処理システムの一構成例である。

図において、各処理袋Ｗ１は、それぞれ独立にＰＲＯｌ
、ＯＧを実行できる処理装置である。

各処理装置１は、隣の処理装置１で発信又は中継される
要求メソセージを、ｉｍｍ綿線２ら受は取る。このとき
、もし前記の意味で分割できる処理がある場合には、交
換機３を介して該要求の発信元処理装置１へ、前記のよ
うな所要の分割データを送ることにより、処理を分割す
る。

分割すべき処理が無い場合には、通知線２により、受信
した要求メソセージを次の処理袋Ｍ１へ中継する。又、
自身が遊び状態になった場合には、要求メソセージを生
成して、次の処理装置１へ発信する。

なお、各処理装置１は交換機３を介して周辺装置４と接
続し、プログラム、データ等の入出力及び外部との通信
を行うことができる。　　　゛第４図は各処理装置１の
一構成例を示すブロック図である。

受信部２０は交換機３を経て、周辺装置４又は他の処理
装置ｌから、ルールのデータ、質問データ及び所要の制
御情報等を受信して、プログラム実行部２１に渡す。

プログラム実行部２１は受は取った質問データによって
プログラムを実行し、又借せて処理を分割するための情
報を構成する。

１ｔ１１知制御部２２は通知線２３．２４と接続し、通
知線２３から要求元処理装置１のアドレスを表示する要
求メソセージを受信すると、これを分割制御部２５に通
知し、分割制御部２５から、分割する処理が無い旨の応
答が有ったときは、受信したメ・７セージを通知線２４
により隣接処理装置へ中継する。又、遊び状態になると
、自処理装置アドレスを表示する要求メツセージを発信
する。

要求メソセージを受信し、プログラム実行部２Ｉに分割
する処理がある場合には、分割制御部２５は所要の情報
をプログラム実行部２１から取り出して、送信部２６か
ら交換機３を経て、要求元処理装置宛に送出する。又、
プログラム実行部２１内の該当処理を処理済とする。

第５図はプログラム実行部２１の主要部の一構成例を示
すブロック図である。

処理部２７は記憶部２８のデータによってプログラムを
実行する。記憶部２８のデータテーブル３０にはプログ
ラムを構成するルールと、質問のデータがテーブル形式
で保持される。

ゴールスタック３１は、データテーブル３０上の、次に
探索するルールを指すポインタ　（以下において、ルー
ルポインタという）と、ゴールのデータを指すポインタ
　（以下において、ゴールポインタという）の対、及び
所要の制御情報を各１項として、いわゆるスタック方式
で格納する領域である。

スタックポインタ３２はゴールスタック３１の末尾の有
効型を指している。

作業域３３には、処理中の述語内の変数の値及びその他
の制御情報等が保持される。

次に、下表に示す簡単なルールに、質問として？−ｆ（
ａ、＾）、ｐ（Ｂ、Ｃ）がりえられた　場合を例として、処理の分割を説明する
。

裏第６図は、該処理における、１つの処理装置ｌのデータ
テーブル３０とゴールスタック３１の状況を示す。図に
おいて、ゴールスタックの各項の、ｇはゴールポインタ
、ｒはルールポインタを示すものとする。

第（ｉ図ｆａｌに示す初期状態では、ゴールポインタが
データテーブルの最終型にある質問データの最初の述語
ｆ　（ａ、　Ａ）を指し、ルールポインタは先頭のルー
ルのヘッドを指している。

従って、ルールの先頭からｆ（ａ、Ａ）とマツチするル
ールを走査し、第３のルールｆ（ａ、ｂ）でマツチす１
するので、Ａにはｂが代入される。このルールはボディが
ないので、質問の次のゴールを処理するために、ゴール
スタックに第２項が追加されて、ゴールとしてｐ（Ｂ、
Ｃ）をポイントし、ルールポインタは先頭のルールを指
す。

又、ゴールスタックの第１項は、いわゆるバックトラッ
クのために、ルールポインタを次の第４のルールへ移し
、第６図（ｂｌの状態になる。

ゴールｐ（Ｂ、Ｃ）は、第１のルールとユニファイされ
るので、次のゴールは第１のルールのボディのｆ（Ｘ、
Ｙ）になり、それを指すゴールポインタがゴールスタッ
クの第３項としてスタックされ、第２項のルールポイン
タは、前記と同様に、次の第２のルールへ移されて、第
６図（Ｃ１の状態になる。

このようにして、１つの処理装置ｆ内の処理が進められ
るが、もし第６図（ｂ）又はｆＣ）の状態において、他
の処理装置１からの要求メツセージを受信した場合には
、例えば、ゴールスタックの最終型より前の１項（例え
ば、第６図ｔｃ＋の場合の第１項又は第２項）のゴール
ポインタ及びルールポイン夕の情報、及び所要の変数値
等を通知し、自身のゴールスタックでは、その項を無効
表示することにより処理の分割ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第６図には説明のために、ルールの数が少なく、各ルー
ルの構成も簡単な例を示したので、ゴールスタックの項
数も少ないが、実用システムでは一般に、ゴールスタッ
クに多数の項がスタックされる。

そのようなゴールスタックから、他の処理装置の要求に
応じて前記のようにして処理を分割すると、無効の項が
逐次発生し、遂にある時点では分割すべき処理の無い状
態も生じ得る。

このような場合にも、ゴールスタックの全項を走査する
ことによって、初めて分割すべき処理をもつ有効型が無
いことを検出しなければならないので、無駄な制御時間
を消費するという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は、本発明の構成を示すブロック図である。

図は、前記処理装置１のプログラム実行部２１に代わる
、プログラム実行部の詳細構成を示し、４０は処理分割
を制御する情報を保持する分割ポインタである。分割ポ
インタ４０において、４１はポインタ部、４２は状態部
を示す。

〔作用〕

本発明のプログラム実行部は、以下に述べる分割処理の
他は、前記従来のプログラム実行部２１と同様に動作す
る。

分割ポインタ４０のポインタ部４１は、分割処理におい
て走査を開始すべき、ゴールスタックの１項を指し、状
態部４２は分割すべき処理の有無に関する状態を、分割
の可能性について「有り」、「不明」、及び「無し」の
３状態の１つとして表示する。

「有り」は、ポインタ部４１の指す項が分割できる処理
に対応している状態、「無し」は分割対象の処理が無い
状態、「不明」は「有り」及び［無しｌ何れの状態にも
確定していない状態を示すようにする。

処理部２７は、０１１記のように質問に基づく処理を実
行し、ゴールスタック３１にゴールを指す項が２Ｓｒ還
以ヒになると、状態部４２が「無し」であれば、「イ１
す」にし、ポインタ部４１を最も古い有効項に設定する
。

処理分割の要求メソセージを受は取った場合には、分割
ポインタ４０の状態部４２を見て、「無し」であれば、
直ちに要求メソセージを次位処理装置へ中継する。

「有り」であれば、ポインタ部４１の指す項の処理を、
前記従来と同様にして分割し、状態部４２を「不明」に
変更する。

「不明」であれば、ポインタ部４１で指す項以降の項を
走査し、分割可能な処理があれば、その処理を前記と同
様にして分割する。

走査の結果、分割すべき処理が無かった場合には、状態
部４２を１無し」に変更し、要求メソセージを次位処理
装置へ中継する。

以上の制御により、前記従来の問題を除去して、分割処
理を効率よ（実行することができる。

〔実施例〕

！−勘イ（う、←プ冨ｔｎド第１図において、本発明のプログラム実行部は、以下に
述べる分割処理の他は、前記従来のプログラム実行部２
１と同様に動作する。

分割ポインタ４０のポインタ部４１は、分割処理におい
て走査を開始すべき、ゴールスタックの１項を指し、例
えばスタックポインタ３２と同一のポインタ値に初期設
定して処理を開始する。

状態部４２は分割すべき処理の有無に関する状態を、分
割の可能性についての「有り」、「不明」、「無し」の
３状態の１つとして表示するものとする。

以下に述べる制御により、「有り」は、ポインタ部４１
の指す項が分割できる処理に対応している状態、「無し
」は分割対象の処理が無い状態、「不明」は「有り」及
び「無し」何れの状態にも確定していない状態を示すよ
うにする。

処理部２７は、前記のように質問に基づく処理を実行し
、状態部４２が１無し」の場合に、例えばポインタ部４
１の値とスタックポインタ３２の値を比較することによ
って、ゴールスタック３１にゴールを指す項が２項以上
になったことを検出すると、状態部４２を「有り」にし
、要すればポインタ部４１を設定して、ゴールスタック
３１上で、ゴールをポイントしている有効項のうちで最
も古い項をポイントするようにする。

処理分割の要求メソセージを前記のように受は取った場
合には、分割処理の開始において分割ポインタ４０の状
態部４２を見る。

状態部４２の表示が「無し」であれば、ゴールスタック
３１を走査することなく、直ちに要求メソセージを次位
処理装置へ中継して、該メツセージに対する処理を終わ
る。

表示が「有り」であれば、ポインタ部４１の指すゴール
スタック３１の項がポイントする処理を、前記従来の制
御と同様にして分割し、ゴールスタック３１の当該項を
無効にした後、状態部４２の表示を「不明」に変更する
。

要求メツセージを受は取ったとき、状態部４２の表示が
「不明」であれば、ポインタ部旧で指ず項以降スタック
ポインタ３２の指す項に向かって、順次ポインタ部４１
のポインタを進めて、ゴールスタック３１の各項を走査
する。

走査して、分割可能な処理（ゴールをポイントする有効
項）が検出されれば、最初に検出された項のポイントす
る処理を前記と同様にして分割し、当該項を無効化する
。この場合に状態部４２の表示は「不明」のま＼とする
。

走査の結果、分割すべき処理が無かった場合、即ちポイ
ンタ部４１がスタックポインタ３２と一致するまで走査
して、ゴールをポイントする有効項が検出されなかった
場合には、状態部４２を「無し」に変更し、要求メツセ
ージは従来と同様に次位処理装置へ中継する。

従って、その後処理をポイントする項が２項以上になれ
ば、前記と同様に状態部４２に「有り」の表示が設定さ
れる。

処１１例以上の制御を前記第６図と同様の場合について、第２図
を参照して以下に説明する。

第２図ｆａ）の状態では、分割ポインタ４０のポインタ
部４１は、ゴールスタック３１の第１項のアドレス、状
態部４２は「無し」に初期設定されている。

第２図ｆｂｌの状態にスタックの項が追加されるとき、
状態部４２は「有り」に変更される。ポインタ部４１は
変化しない。この分割ポインタ４０の内容は、その７１
　（Ｃ１の状態のようにゴールスタック３１の項が追加
されても維持される。

こ＼で、もし他の処理装置から分割要求メソセージを受
は取って、分割処理が開始されると、状態部４２が「有
り」であるので、ポインタ部４１の指す、ゴールスタッ
ク３１の第１項に対応する処理が、前記のようにして分
割される。

その結果、第２図（ｄ＋に示すように、ゴールスタック
３１の第１項は、内容を例えばｒｎｕｌｌ−１記号に更
新することによって無効型の表示とし、状態部４２は「
不明」表示に変更される。

従って、この状態で続いて分割要求メソセージを受ける
と、ポインタ部４１に従って、スタックの第１項から検
索が行われ、第２項が分割対象として選択される。

以上は、ＰＲＯＩ、ＯＧ言語のプログラムの処理を例と
して説明したが、本発明がＰＲＯＬＯＧに限定されるこ
と無く、類似の非決定性プログラミング言語一般の処理
に適用され得ることは、以−にの説明から当分野の専門
家には明らかである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、ＰＲＯ
ＬＯＧプログラム等の並列処理のための分割処理におけ
る、処理能力の浪費が避けられるので、情報処理システ
ムの性能、効率を改善するという著しい工業的効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例構成ブロック図、第２図は本発
明の処理説明図、第３図は情報処理システムの一構成例ブロック図、第４
図は処理装置の一構成例ブロック図、第５図はプログラ
ム実行部の一構成例ブロック図、第６図は従来の処理説
明図である。　　　図において、 ■は処理装置、　　　　　２．２３．２４は通知線、３
は交換機、　　　　　　４は周辺装置、２０は受信部、
　　　　　２１はプログラム実行部、２２は通知制御部
、　　　２５は分割制御部、２６は送信部、　　　　　
２７は処理部、２８は記憶部、　　　　　３０はデータ
テーブル、３１はゴールスタック、　３２はスタックポ
インタ、３３は作業域、　　　　　　４０は分割ポイン
タ、４１はポインタ部、　　　４２は状態部本発明の実
施例構成ブロック図第１図情報処理システムの−構成例ブロック図交換機へ処理装置の一構成例ブロック図第４図プログラム実行部の−構成例ブロック図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１以上のルールからなるデータから、質問データと所定
の関係を満足するルールを探索し、該関係を満足する１
のルールと該質問データとに基づいて次の質問データを
構成する処理を反復し、１の該質問データについての上
記処理の、上記探索の対象とすべき所定条件を有する２
以上のルールがある場合の、該質問データに始まる処理
の未処理部分に関する制御情報を記憶するスタック（３
１）を有する処理装置を複数台有し、該各処理装置は他の処理装置からの要求があったとき、
該スタック（３１）の１項を検索して、該要求元処理装
置に検索した当該処理を分割するようにした情報処理シ
ステムにおいて、前記スタック（３１）上の、前記検索を開始すべき項を
指示するアドレスを保持するポインタ部（４１）と、該ポインタ部（４１）で指示する項が前記未処理部分の
処理情報を指示している状態、前記分割の対象となる処
理が存在しないことが検出された状態、及び該２状態の
何れでもない状態のうちの１状態を表示する情報を保持
する状態部（４２）とを設けたことを特徴とする処理分
割制御方式。