WO2012147206A1 - データ割り当て方法およびデータ割り当てシステム - Google Patents

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WO2012147206A1
WO2012147206A1 PCT/JP2011/060473 JP2011060473W WO2012147206A1 WO 2012147206 A1 WO2012147206 A1 WO 2012147206A1 JP 2011060473 W JP2011060473 W JP 2011060473W WO 2012147206 A1 WO2012147206 A1 WO 2012147206A1
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WO
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data
communication
communication speed
communication terminal
processing device
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Application number
PCT/JP2011/060473
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English (en)
French (fr)
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鈴木　貴久
浩一郎 山下
宏真 山内
康志 栗原
俊也 大友
尚記 大舘
Original Assignee
富士通株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/60—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources
    • H04L67/61—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources taking into account QoS or priority requirements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/50—Allocation of resources, e.g. of the central processing unit [CPU]
    • G06F9/5083—Techniques for rebalancing the load in a distributed system
    • G06F9/5088—Techniques for rebalancing the load in a distributed system involving task migration

Definitions

  • the present invention relates to a data allocation method and a data allocation system for data shared between terminals when performing parallel processing using a plurality of communication terminals.
  • a method of performing parallel processing using a plurality of communication terminals such as mobile phones
  • a method in which a processing management device such as a central server searches for a communication terminal capable of accepting parallel processing and requests execution to the communication terminal For example, refer to Patent Document 1 below
  • a method for example, refer to Patent Document 2 below
  • a process management device determines a process to be allocated to a communication terminal according to the processing capacity and memory capacity of a CPU mounted on the communication terminal.
  • data allocation is determined in consideration of the communication capability between processing nodes.
  • the communication capability of the communication terminal constantly changes due to factors such as the communication environment, and therefore data arrangement (allocation) considering the communication environment is necessary.
  • the conventional technology cannot perform parallel processing considering the communication capability of a plurality of communication terminals, and uses a plurality of communication terminals to perform parallel processing in response to changes in communication status such as communication capability and communication environment.
  • the disclosed data allocation method and data allocation system are intended to solve the above-described problems and are capable of efficiently executing parallel processing in response to changes in communication states of a plurality of processing devices.
  • the disclosed technology provides the first processing device included in the plurality of processing devices with the data having communication amount information regarding the frequency with which the plurality of processing devices access the data. Allocating based on the first communication speed of the first processing device and attaching first priority information, and based on a change in communication speed of at least one processing device of the plurality of processing devices, the data or the first The first priority information and the data or the second priority information assigned to the second processing device included in the plurality of processing devices and having the second communication speed are switched.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating an outline of processing of the data allocation method according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing processes and data division steps in the design phase.
  • FIG. 3 is a block diagram of a configuration example of a communication terminal included in the data allocation system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an exchange process between communication terminals when the communication speed changes.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the communication terminal that starts parallel processing.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the replacement determination performed by the replacement determination unit.
  • FIG. 7A is a flowchart of the processing contents at the time of information transmission by the parallel processing information replacement unit.
  • FIG. 7-2 is a flowchart showing the processing contents when the information is received by the parallel processing information switching unit.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the contents of the replacement determination process performed by the replacement determination unit according to the second embodiment.
  • the disclosed technology when data is processed in parallel using a plurality of processing devices, data allocation for dividing the data is performed in advance, and data is actually processed in parallel using the plurality of processing devices.
  • the plurality of processing devices for example, a plurality of communication terminals such as a mobile phone that performs wireless communication via a base station can be used. Then, it is determined whether it is necessary to exchange data between communication terminals in response to a change in communication state. At this time, it is not necessary to replace data wastefully by determining whether or not data replacement is appropriate using information such as the communication speed of the own communication terminal and other communication terminals. Performs parallel processing efficiently.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating an outline of processing of the data allocation method according to the first embodiment.
  • Implementation of data allocation includes a design phase (step S10) for dividing processing and data for parallel processing, and an arrangement phase (step S11) for determining data to be arranged in a plurality of processing devices (communication terminals) at the start of parallel processing.
  • the operation phase consists of three phases (step S12) in which the communication states of a plurality of communication terminals are monitored and rearranged after the start of parallel processing.
  • the design phase is a process executed by a computer device such as a PC when a program is created.
  • data is divided for parallel processing (step S101). That is, the process to be parallelized is analyzed, and the process and data are divided into the number of communication terminals to be parallelized so that it can be parallelized by a plurality of communication terminals.
  • the reference amount as the communication amount information referred from other communication terminals of each divided data is analyzed (step S102). This traffic information is information regarding the frequency with which a plurality of processing devices access data. Further, the total amount of the reference amount other than the paired processing for each divided data is calculated and recorded as the referenced amount.
  • the placement phase (step S11) is a step executed by the parent communication terminal that starts parallel processing.
  • an allocation target communication terminal to be parallel processed is determined.
  • Communication terminals that can accept parallel processing are selected by the number of communication terminals set in the design phase (step S10).
  • the communication speed of the selected target communication terminal is acquired (step S103), and a pair of data and processing with a large reference amount is assigned to each communication terminal in descending order of communication speed.
  • the priority of communication terminals is set for each communication terminal in the order of communication speed (step S104), and terminal identification information (higher order) for accessing the higher and lower priority communication terminals for each communication terminal. Terminal identification information and lower-level terminal identification information) are set (step S105). These priorities and terminal identification information constitute priority information.
  • processing and data with a large amount of reference are assigned in order of priority (that is, in descending order of communication speed) (step S106).
  • step S11 is not limited to being executed by a parent communication terminal that starts parallel processing, but a host device of a plurality of communication terminals, for example, a base station or a processing management device connected to the base station. Information on each communication terminal can also be collected and executed.
  • the operation phase is a process executed by each communication terminal performing parallel processing.
  • Each communication terminal to which processing and data are assigned in step S106 calculates a threshold value from the communication speed and the communication amount, and sets the threshold value in the own communication terminal (step S107). For this reason, each communication terminal monitors the communication speed of the own communication terminal and the upper and lower communication terminals.
  • the priority is exchanged with the upper communication terminal, and the terminal identification information of the communication terminal (upper terminal identification information and lower terminal identification information) Rearrange Even when the communication speed of the own communication terminal is lower than that of the lower communication terminal but not lower than the threshold value, the priority and the terminal identification information are rearranged with the lower communication terminal.
  • the communication speed is compared with the upper communication terminal and the assigned data threshold value.
  • the communication speed is within the threshold value in each communication terminal.
  • a pair of processing and data is exchanged with an upper communication terminal. If it does not fall within the threshold even after the replacement, the terminal identification information (upper terminal identification information) of the upper communication terminal possessed by the upper communication terminal is acquired, and the same comparison as that of the upper communication terminal is performed. If this communication is repeated until the highest communication terminal (priority level is 1) and no exchangeable communication terminal is found, the performance at the time of starting parallel processing cannot be maintained.
  • the terminal determines the necessity of parallel processing, and when parallel processing is necessary, changes the placement as in the initial placement.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing processes and data division steps in the design phase.
  • the process is divided by first referring to the program code 201 of the target process, analyzing the data 201a, and dividing it into a plurality of parallel processing blocks (processing blocks 1, 2,... N). Further, the data 202 used by each processing block 1 to n is analyzed and divided into a plurality of data blocks (data blocks 1, 2,..., N), and each processing block 1 to n corresponds to which data block.
  • the amount of data to be accessed is analyzed as a reference amount.
  • a pair of a processing block and a data block having the largest reference amount as viewed from each processing block is set as a pair, and a total of reference amounts from processing blocks other than the processing block paired in each data block is set as a reference amount.
  • the processing block 1 since the processing block 1 has a reference amount of 200 for the data block 1 and 150 reference amount for the data block 2, the processing block 1 and the data block 1 are paired. Since the data block 1 is accessed from the processing block 2 by the reference amount 50 in addition to the processing block 1, the referenced amount of the data block 1 is 50. Similarly, since the processing block 2 has the largest reference amount to the data block 2, the reference amount of the data block 2 that is a pair of the processing block 2 and the data block 2 is 150 from the processing block 1. .
  • step S11 the processing block (corresponding to the program block) divided in the design phase (step S10) and the information that records the data block that is paired in this processing block and the referenced amount of the data block are processed in parallel.
  • the information for parallel processing, the above processing and data are allotted to each communication terminal.
  • FIG. 3 is a block diagram of a configuration example of a communication terminal included in the data allocation system according to the first embodiment.
  • the communication terminal 300 wirelessly transmits / receives data to be processed and information for parallel processing to / from the parent communication terminal 300 via the base station.
  • the communication terminal 300 includes software and hardware.
  • the hardware includes a CPU 301, a ROM 302, a memory 303 such as a RAM, a communication module 304, and a bus (BUS) 305 that connects the CPU 301 to the communication module 304 to each other.
  • the software includes a parallel processing execution management program 310 and is recorded in advance in the ROM 302.
  • the CPU 301 executes parallel processing of data in a plurality of communication terminals 300 by executing the parallel processing execution management program 310 recorded in the ROM 302. At this time, the CPU 301 executes parallel processing using the memory 303 as a work area. In addition, when executing the parallel processing, the CPU 301 communicates with the communication terminal 300 serving as a parent via the base station by the communication module 304 and exchanges information necessary for executing parallel processing with the other communication terminals 300. .
  • the memory 303 stores parallel processing information 320 and priority information 321 necessary for parallel processing.
  • the priority information 321 includes parallel processing information 320 received via the communication module 304 and priority information 321 generated by the received communication terminal 300 based on the parallel processing information 320.
  • the parallel processing execution management program 310 includes a parallel processing information receiving unit 310a, a processing block execution control unit 310b, a communication speed monitoring unit 310c, a threshold value determining unit 310d, a replacement determining unit 310e, and a priority switching unit 310f.
  • the parallel processing information receiving unit 310 a takes in the parallel processing information 320 received by the communication module 304.
  • the processing block execution control unit 310b executes processing corresponding to the processing block assigned to the communication terminal 300.
  • the communication speed monitoring unit 310c monitors the communication speed of the communication terminal 300.
  • the threshold value determination unit 310d determines a value corresponding to the communication speed or the like.
  • the replacement determination unit 310e determines whether to replace the priority or the parallel processing information 320 between the own communication terminal 300 and another communication terminal based on a change in communication speed.
  • the priority switching unit 310f switches the priority set for the own communication terminal 300 and another communication terminal when the replacement determination unit 310e determines that the priority is switched.
  • the parallel processing information replacement unit 310g replaces the parallel processing information 320 between the own communication terminal 300 and another communication terminal.
  • the parallel processing information 320 includes program code 320a corresponding to the processing block, accompanying information 320b such as a reference amount (communication amount), a threshold value, a processing stop position, and a data block 320c to be processed.
  • the priority information 321 includes the priority of the own communication terminal 300, the higher-level terminal identification information having a higher priority than the own communication terminal 300, and the lower-level terminal identification information having a low priority.
  • the CPU 301 executes the parallel processing execution management program 310.
  • the parallel processing information 320 is assigned to the communication terminal 300 from the parent communication terminal 300 that has started the parallel processing
  • the parallel processing information receiving unit 310a of the parallel processing execution management program 310 causes the communication module 304 to operate.
  • the parallel processing information 320 sent via the network is arranged in the memory 303.
  • the priority of the own communication terminal 300 and the terminal identification information are the priority information 321 sent together with the parallel processing information 320. Is stored in the memory 303.
  • the threshold value determination unit 310d calculates the threshold value, records it in the parallel processing information 320, and the processing block execution control unit 310b executes the processing corresponding to the assigned processing block.
  • the communication speed monitoring unit 310c uses the communication module 304 to monitor the communication speed. When the communication speed changes, only the priority is replaced by the replacement determination unit 310e or the parallel processing information 320 is displayed. If the priority switching unit 310f replaces the priority information with the target communication terminal 300, and replaces the parallel processing information, the parallel processing information is replaced in parallel.
  • the processing information switching unit 310g replaces the target communication terminal and the parallel processing information.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an exchange process between communication terminals when the communication speed changes.
  • the replacement is replacement of the priority of the priority information 321 and replacement of the parallel processing information 320 as described below.
  • parallel processing is performed using three communication terminals 300.
  • the upper and lower directions in the figure are time axes.
  • the communication terminal is expressed as a terminal, and the upper (lower) communication terminal is expressed as an upper (lower) terminal.
  • Time T1 is a state immediately after the allocation is performed, and it is assumed that the communication speed of each communication terminal at this time is 10 Mbps for communication terminal 1, 8 Mbps for communication terminal 2, and 5 Mbps for communication terminal 3.
  • the communication terminal 1 with the fastest communication speed has the priority 1 and the parallel processing information 1 having the largest reference amount is assigned to the communication terminal 1.
  • the threshold is set to 8 Mbps which is 80% of the communication speed at the time of allocation. Since there is no higher priority communication terminal as seen from the communication terminal 1, “None” is set, and the communication terminal 2 having the second highest communication speed is set as the lower communication terminal.
  • the communication terminal 2 is assigned the parallel processing information 2 having the second largest reference amount, the threshold is 6.4 Mbps at 80% of 8 Mbps, the priority is 2, the communication terminal 1 is the upper communication terminal, The communication terminal is the communication terminal 3. Also, the parallel processing information 3 is assigned to the communication terminal 3, the threshold is 4 Mbps, the priority is 3, the upper communication terminal is the communication terminal 2, and the lower communication terminal is parallel processing with these three in this example, “None” "
  • the communication speed monitoring unit 310c detects an increase in the communication speed. And since the communication speed rose in the exchange judgment part 310e, the communication speed of the communication terminal 2 which is a high-order communication terminal is acquired from the communication terminal 2. FIG. Since the communication speed of the communication terminal 2 does not change at 8 Mbps, the communication speed of the communication terminal 3 exceeds the communication terminal 2. As a result, the replacement determination unit 310e of the communication terminal 3 determines to replace the priority with the communication terminal 2.
  • the priority switching unit 310f acquires the priority 2 of the communication terminal 2 and the information of the upper communication terminal 1, sets the priority of the own communication terminal 3 to 2, sets the upper communication terminal to 1, The communication terminal 2 is set as the lower communication terminal. Further, the communication terminal 2 is notified of the priority of the communication terminal 3 before the change and the lower communication terminal “none”. In response to the notification, the communication terminal 2 sets the priority to 3, changes the value to the lower communication terminal “none”, and further changes the upper communication terminal to the communication terminal 3.
  • the communication terminal 2 acquires the threshold value of the parallel processing information 3 assigned to the communication terminal 3 which is a higher-level communication terminal.
  • the threshold of the parallel processing information 2 assigned at 9 Mbps is 4 Mbps
  • the threshold of the parallel processing information 2 assigned at 5 Mbps is 6.4 Mbps. Therefore, if the information for parallel processing is exchanged between the communication terminal 2 and the communication terminal 3, they will fall within the threshold values of each other. Therefore, the replacement determination unit 310e of the communication terminal 3 determines to replace the parallel processing information 320.
  • the parallel processing information replacement unit 310g of the communication terminal 2 causes the processing block execution control unit 310b to stop the execution of the processing block being executed.
  • the processing block stops the stopped position in the program code is recorded in the accompanying information 320b of the parallel processing information 320, and the parallel processing information 320 of the own communication terminal 2 is sent to the communication terminal 3. Further, the communication terminal 3 is requested to transmit the parallel processing information 320.
  • the communication terminal 2 Upon receiving the parallel processing information 320 from the communication terminal 3, the communication terminal 2 places the parallel processing information 320 in the memory 303, and starts the processing block from the stop position recorded in the accompanying information 320 b of the parallel processing information 320. Resume execution.
  • the communication terminal 2 is a communication terminal having a higher communication speed, such as the communication terminal 2 at time T3.
  • the threshold value of the parallel processing information 2 assigned to the communication terminal 3 is lower than the threshold value of the parallel processing information 1, but the threshold value of the parallel processing information 1 assigned to the communication terminal 1 higher than the communication terminal 3 is 8 Mbps. Cannot satisfy the threshold.
  • the parent communication terminal that has started the parallel processing is requested to rearrange the parallel processing information 320 in the communication terminal 3 and other upper communication terminals (here, the communication terminal 1).
  • execution of processing blocks is temporarily stopped at a plurality of communication terminals to be processed in parallel, and the communication terminal that has started parallel processing collects parallel processing information 320, and in the order of communication speed as in the arrangement phase.
  • the parallel processing information 320 having a large reference amount is allocated.
  • the assigned communication terminal resets the threshold, and restarts the processing block processing from the stop position recorded in the accompanying information 320b of the parallel processing information 320.
  • the parallel processing information 1 is assigned as it is, and the threshold value remains 8 Mbps.
  • the communication terminal 3 is assigned the parallel processing information 2 and the threshold is changed to 4.8 Mbps, which is 80% of the current communication speed because the communication speed is 6 Mbps.
  • the communication terminal was not changed at the time of rearrangement. However, if sufficient performance cannot be expected with a plurality of communication terminals that are currently subject to parallel processing, as in the case of the arrangement phase. It is also possible to cancel the parallel processing itself because it is meaningless to reselect the target communication terminal or in some cases perform parallel processing.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the communication terminal that starts parallel processing.
  • positioning phase step S11
  • step S11 is demonstrated.
  • a plurality of communication terminals 300 to be processed in parallel are determined (step S501).
  • the techniques disclosed in the above-mentioned patent documents can be used.
  • the communication terminals 300 having the performance capable of accepting parallel processing are selected by the number of communication terminals set in the design phase (step S10). That's fine. It is assumed that all the selected communication terminals 300 have a processing capacity and a memory capacity sufficient to accept each process and each data divided in the design phase (step S10).
  • the unselected communication terminal 300 having the fastest communication speed is selected from the selected plurality of communication terminals 300 (step S502), and the unassigned parallel processing information having the largest reference amount is selected for the selected communication terminal 300. 320 is assigned (step S503). Thereafter, it is determined whether there is an unselected communication terminal 300 (step S504). If there is an unselected communication terminal 300 (step S504: Yes), the process returns to step S502 and the same processing is executed. If there is no unselected communication terminal 300 (step S504: No), the arrangement phase processing ends. Even in the case of the rearrangement described above, the same processing as in FIG. 5 is performed.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the replacement determination performed by the replacement determination unit.
  • the communication speed monitoring unit 310c of the communication terminal 300 determines whether the communication speed has increased (step S601). If the communication speed has not increased (step S601: No), the communication speed of the lower communication terminal is acquired (step S602). Then, it is determined whether the communication speed is lower than the communication speed of the lower communication terminal (step S603). If the communication speed is low as a result of the determination (step S603: Yes), the priority switching unit 310f is instructed to rearrange the priority information 321 and the identification information with the lower-level communication terminal (step S603). S604), the process returns to step S602.
  • step S603 determines whether the threshold is higher than the communication speed (step S605). If the threshold is higher than the communication speed (step S605: Yes), the higher-level terminal identification information is acquired from the priority information 321 (step S606), but if the threshold is the same as or lower than the communication speed (step S605: No) ), The process is terminated.
  • step S606 the replacement determining unit 310e determines whether there is a communication terminal corresponding to the upper communication terminal (step S607). If there is a corresponding communication terminal (step S607: Yes), the communication speed and threshold value of the corresponding communication terminal are acquired (step S608), but if there is no corresponding communication terminal (step S607: No), parallel processing is started. The rearranged communication terminal is requested to relocate (step S609), and the process is terminated.
  • step S610 it is determined whether the upper communication terminal threshold is equal to or lower than the communication speed of the own communication terminal and whether the own communication terminal threshold satisfies the condition of the upper communication terminal or less. If the condition is satisfied as a result of the determination (step S610: Yes), the parallel processing information replacement unit 310g is instructed to replace the parallel processing information 320 with the corresponding communication terminal (step S611). ), The process is terminated. As a result of the determination in step S610, if the condition is not satisfied (step S610: No), the higher-level terminal identification information of the priority information 321 of the corresponding communication terminal is acquired (step S612), and the process returns to step S607.
  • step S601 if the communication speed has increased (step S601: Yes), the communication speed of the upper communication terminal is acquired (step S613), and the communication speed is higher than the communication speed of the upper communication terminal. (Step S614). If the communication speed is high as a result of the determination (step S614: Yes), the priority switching unit 310f is instructed to rearrange the priority and identification information with the higher-level communication terminal (step S615), and step S613. Return to. On the other hand, if the result of determination in step S614 is that the communication speed is the same or lower (step S614: No), the process ends.
  • FIG. 7A is a flowchart of the processing contents at the time of information transmission by the parallel processing information replacement unit.
  • the parallel processing information replacement unit 310g stops the execution of the processing block (step S701). Then, the position on the program code processed at the time of the stop is recorded in the accompanying information 320b (step S702), and the parallel processing information 320 is transmitted to the designated communication terminal (step S703). Further, the instructed communication terminal is requested to send the parallel processing information 320 for replacement (step S704), and the process is terminated.
  • FIG. 7-2 is a flowchart showing the processing contents when information is received by the parallel processing information replacement unit.
  • the parallel processing information exchanging unit 310g Upon receiving the parallel processing information 320 from the other communication terminal 300, the parallel processing information exchanging unit 310g places the received parallel processing information 320 in the memory 303 (step S710), and attaches the parallel processing information 320 to the parallel processing information 320. Execution of the process block is resumed from the stop position recorded in the information 320b (step S711), and the process ends.
  • a threshold value and a communication speed order (priority) within a plurality of communication terminals performing parallel processing are set for a plurality of communication terminals performing parallel processing.
  • the communication speed of the communication terminal changes, it is determined whether or not to obtain information such as the communication speed of the other communication terminal using a threshold.
  • the priority for each communication terminal Based on the above, the target communication terminal is determined. If the communication speed obtained from another communication terminal is within the threshold, the data is not moved and only the rank (priority) is updated, and the data is moved only when the communication speed falls below the threshold. I have to.
  • the processing is divided and arranged in the order of the speed of the communication terminal 300 as in the first embodiment.
  • the difference from the first embodiment is that a threshold value set in advance corresponding to the communication speed is not used, and instead the size of the parallel processing information 320 is divided into the parallel processing information 320 (design phase, FIG. 1). Record in step S10).
  • the communication speed is recorded in the priority information 321 during the arrangement phase (step S11).
  • step S12 when the communication speed of the communication terminal 300 changes and the speed increases, the same processing as in the first embodiment is performed. On the other hand, when the speed decreases, the priority is exchanged as in the first embodiment. Also, the estimated movement cost and the reference time decrease are calculated, and the movement of the parallel processing information 320 is determined when the estimated movement cost / reference time decrease is below a preset threshold. This estimated movement cost is calculated by the size of the parallel processing information 320 divided by the communication speed. Further, the reference time decrease is calculated by the amount referred to / (communication speed at the time of arrangement-current communication speed).
  • the movement cost and the reference time change are calculated for each higher-level communication terminal, the reference time change is larger than 0, and the movement cost / reference time change is minimum.
  • This movement cost is calculated by (size of parallel processing information 320 of own communication terminal + size of parallel processing information 320 of movement candidate communication terminal) ⁇ communication speed of own communication terminal.
  • the change in reference time is (referenced amount of data block 320c of own communication terminal ⁇ referenced amount of data block 320c of mobile candidate communication terminal) ⁇ communication speed of own communication terminal + (of data block 320c of mobile candidate communication terminal) Referenced amount ⁇ referenced amount of data block 320c of own communication terminal) ⁇ communication speed of movement candidate communication terminal.
  • the communication speed at that time is recorded in the priority information 321 as the communication speed at the time of arrangement in both communication terminals.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the processing content of the replacement determination performed by the replacement determination unit in the second embodiment.
  • the communication speed monitoring unit 310c of the communication terminal 300 determines whether or not the communication speed has increased (step S801). If the communication speed has not increased (step S801: No), the communication speed of the lower communication terminal is acquired (step S802). Then, it is determined whether the communication speed is lower than the communication speed of the lower communication terminal (step S803). If the communication speed is low as a result of the determination (step S803: Yes), the priority switching unit 310f is instructed to rearrange the priority and identification information with the lower communication terminal (step S804), and step S802. Return to.
  • step S803 determines whether the communication speed is the same or higher (step S803: No). If the result of determination in step S803 is that the communication speed is the same or higher (step S803: No), then the estimated movement cost and the reference time decrease are calculated (step S805). Then, it is determined whether the estimated travel cost / reference time decrease is below a preset threshold (step S806). If the estimated travel cost is below the threshold (step S806: Yes), the travel cost with all higher-level communication terminals is determined. And a change in reference time is calculated (step S807). Then, it is determined whether there is a communication terminal whose reference time change is greater than 0 (step S808).
  • step S808 If there is a communication terminal (step S808: Yes), the upper terminal having the minimum movement cost / reference time change is determined ( In step S809), the parallel processing information replacement unit 310g is instructed to replace the parallel processing information 320 with the determined communication terminal (step S810), and the processing ends.
  • step S806 and step S808 if the determination result is No (step S806: No), (step S808: No), the process is terminated.
  • step S801 if the communication speed is increasing (step S801: Yes), the communication speed of the upper communication terminal is acquired (step S811), and the communication speed is higher than the communication speed of the upper communication terminal. Is determined (step S812). If the communication speed is high as a result of the determination (step S812: Yes), the priority switching unit 310f is instructed to rearrange the priority and identification information with the higher-level communication terminal (step S813), and step S811. Return to. On the other hand, if the result of determination in step S812 is that the communication speed is the same or lower (step S812: No), the process ends.
  • the replacement of the priority is determined using the estimated movement cost and the reference time decrease information at the time of the speed change without using the fixed threshold corresponding to the communication speed. Since the estimated movement cost and information about the reference time reduction are determined using the communication speed in the operation phase, parallel processing can be performed more efficiently in response to changes in the actual communication speed.
  • the communication terminal described in each of the embodiments described above has been described using a mobile phone that performs wireless communication with a base station as an example, the disclosed technology is not limited to being applied to such a mobile phone network. Absent.
  • the present invention can be similarly applied to a communication terminal that can be connected by switching to another wireless path, for example, an access point such as a wireless LAN.
  • the communication speed may be different between the cellular phone network and the wireless LAN
  • the above-described threshold value described in the first embodiment is, for example, the same as that in the placement phase (step S11).
  • processing can be performed using a threshold value corresponding to the communication speed of the wireless path.
  • a common threshold value can be used without being limited to the type of the wireless path.
  • the processing can be executed without performing unnecessary processing.
  • it is possible to maintain the performance at the time of data division performed at the start of execution of parallel processing with as little data movement as possible, suppress the increase in movement cost (time) associated with data movement, and execute in parallel with multiple communication terminals The efficiency of the entire process can be improved.

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Abstract

　システムは、データを分割し並列処理する複数の通信端末（３００）を含む。並列処理を開始する親の通信端末（３００）は、データの配置時にＣＰＵ（３０１）が分割されたデータを、通信速度と、データの参照量に基づいて各通信端末（３００）に優先度を付して割り当てる。並列処理実行中には、優先度が高い通信端末（３００）の通信速度が変化すると、つぎの優先度の通信端末（３００）の通信速度を参照し、これらの通信端末相互間でデータを入れ替えるか否かを判断する。

Description

データ割り当て方法およびデータ割り当てシステム
　本発明は、複数の通信端末を利用して並列処理をおこなう場合に端末間で共有するデータのデータ割り当て方法およびデータ割り当てシステムに関する。
　複数の携帯電話機等の通信端末を利用して並列処理をおこなう手法としては、並列処理の受け入れが可能な通信端末を中央のサーバ等の処理管理装置が検索し、通信端末に実行依頼する手法（たとえば、下記特許文献１参照。）や、通信端末が搭載するＣＰＵの処理能力やメモリ容量によって、通信端末に割り当てる処理を処理管理装置が決定する手法（たとえば、下記特許文献２参照。）が提案されている。
　従来の通信端末は、通信帯域が狭く通信の遅延時間も大きかったため、通信端末同士の間で頻繁に通信をおこなうような並列処理には適していない。このため、処理の開始から処理の完了までの間は、通信端末同士の間で通信をおこなわない完全分散型の並列処理をおこなうことを想定していた。
　近年では、通信技術の発達により通信端末間の通信が高速かつ低遅延でおこなえるようになってきている。このため、ある通信端末で生成したデータを別の通信端末で頻繁に参照しながら処理をおこなうような並列処理が可能になる。この場合、それぞれの通信端末の通信能力は同一ではないため通信端末の通信能力を考慮して各通信端末に対するデータの配置（割り当て）を決定する必要がある。
　大型計算機などの分野では、分散メモリ型のマルチプロセッサシステムにおいて、処理ノード間の通信能力を考慮してデータ配置（割り当て）を決定する処理がおこなわれているが、通信端末では基地局との距離等の通信環境の要因により、通信端末の通信能力が常に変化するため、通信環境を考慮したデータ配置（割り当て）が必要となる。
特開２００６－２０１８９６号公報 特開２００７－２４１３９４号公報
　しかしながら、従来の技術では、複数の通信端末の通信能力を考慮した並列処理をおこなうことができず、複数の通信端末を用い、通信能力や通信環境等の通信状態の変化に対応して並列処理を効率的に実行できる手法が望まれていた。
　たとえば、通信端末間でデータを移動するためには、通信端末間で通信してデータを受け渡すだけではなく、データを持っている通信端末が変更したことを他の通信端末に広報するなど、通信端末内でいくつかの処理をおこなったり、通信端末同士で相互の通信をおこなう必要が生じる。このようなデータの移動には、時間等の移動コストが発生する。このため、単純に通信端末の通信速度が変わるたびに速度が速い通信端末と遅い通信端末との間でデータを入れ替えるだけの処理をおこなうと、通信端末間のデータ移動にかかるコストの方が大きくなる。このため、なるべく低い移動頻度で通信速度の変化に対応する必要がある。
　開示のデータ割り当て方法およびデータ割り当てシステムは、上述した問題点を解消するものであり、複数の処理装置の通信状態の変化に対応して並列処理を効率的に実行できることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、複数の処理装置がデータにアクセスする頻度に関する通信量情報を有する前記データを、前記複数の処理装置に含まれる第１処理装置に、前記第１処理装置の第１通信速度に基づいて割り当てるとともに第１優先度情報を付し、前記複数の処理装置の少なくとも一の処理装置の通信速度の変化に基づいて、前記データまたは前記第１優先度情報と、前記複数の処理装置に含まれるとともに第２通信速度を有する第２処理装置に割り当てられたデータまたは第２優先度情報と、を入れ替える。
　開示のデータ割り当て方法およびデータ割り当てシステムによれば、複数の処理装置の通信状態の変化に対応して並列処理を効率的に実行できるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１にかかるデータ割り当て方法の処理概要を示すフローチャートである。 図２は、設計フェーズにおける処理およびデータの分割の工程を示す説明図である。 図３は、実施の形態１にかかるデータ割り当てシステムに含まれる通信端末の構成例を示すブロック図である。 図４は、通信速度が変化した場合の通信端末間での入れ替え処理を説明する図である。 図５は、並列処理を開始する通信端末の処理内容を示すフローチャートである。 図６は、入れ替え判断部がおこなう入れ替え判断の処理内容を示すフローチャートである。 図７－１は、並列処理用情報入れ替え部の情報送信時の処理内容を示すフローチャートである。 図７－２は、並列処理用情報入れ替え部の情報受信時の処理内容を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態２における入れ替え判断部がおこなう入れ替え判断の処理内容を示すフローチャートである。
　以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。開示技術は、複数の処理装置を用いてデータを並列処理するにあたり事前にデータを分割するデータ割り当てをおこなっておき、実際に複数の処理装置を用いてデータを並列処理する。複数の処理装置は、たとえば基地局を介して無線通信をおこなう携帯電話機等の複数の通信端末を用いることができる。そして、通信状態の変化に対応して通信端末同士の間でデータの入れ替えが必要であるか判断する。この際、データの入れ替えが適切であるかを自通信端末と他の通信端末の通信速度等の情報を用いて判断してからおこなうことにより、無駄にデータの入れ替えをおこなうことが無く、システム全体における並列処理を効率的におこなう。
（実施の形態１）
（データ割り当て方法の処理概要）
　図１は、実施の形態１にかかるデータ割り当て方法の処理概要を示すフローチャートである。データ割り当ての実施は、並列処理用に処理とデータを分割する設計フェーズ（ステップＳ１０）と、並列処理開始時に複数の処理装置（通信端末）に配置するデータを決定する配置フェーズ（ステップＳ１１）と、並列処理開始後に複数の通信端末の通信状態を監視して再配置をおこなう稼働フェーズ（ステップＳ１２）の３フェーズからなる。
　設計フェーズ（ステップＳ１０）は、プログラム作成時等にＰＣ等のコンピュータ装置が実行する工程である。はじめに、並列処理用にデータ分割する（ステップＳ１０１）。すなわち、並列化対象の処理を解析し、複数の通信端末で並列化できるように処理とデータを並列化対象の通信端末数に分割する。つぎに、分割した各データの他の通信端末から参照されている通信量情報としての参照量を解析する（ステップＳ１０２）。この通信量情報は、複数の処理装置がデータにアクセスする頻度に関する情報である。また、分割された各データに対してペアとした処理以外からの参照量の総量を被参照量として算出して記録する。
　配置フェーズ（ステップＳ１１）は、並列処理を開始する親の通信端末が実行する工程である。配置フェーズ（ステップＳ１１）では、並列処理対象となる割り当て対象の通信端末を決定する。並列処理を受け入れ可能な通信端末を設計フェーズ（ステップＳ１０）で設定した通信端末数分だけ選定する。
　そして、選定された対象の通信端末の通信速度を取得し（ステップＳ１０３）、各通信端末に通信速度が高い順に被参照量の大きなデータと処理のペアを割り当てていく。具体的には、各通信端末に通信速度順に通信端末の優先度を設定し（ステップＳ１０４）、各通信端末に対して優先度が上位と下位の通信端末へアクセスするための端末識別情報（上位端末識別情報および下位端末識別情報）を設定する（ステップＳ１０５）。これら優先度と端末識別情報は、優先度情報を構成している。そして、優先度順（すなわち通信速度が大きい順）に被参照量の多い処理とデータを割り当てる（ステップＳ１０６）。
　この配置フェーズ（ステップＳ１１）の処理は、並列処理を開始する親の通信端末が実行するに限らず、複数の通信端末の上位装置、たとえば、基地局あるいは基地局に接続される処理管理装置が各通信端末の情報を収集して実行することもできる。
　稼働フェーズ（ステップＳ１２）は、並列処理をおこなう各通信端末が実行する工程である。ステップＳ１０６により、処理とデータが割り当てられた各通信端末は、通信速度と通信量から閾値を算出し、自通信端末に設定する（ステップＳ１０７）。このため、各通信端末は、自通信端末と、上位および下位の通信端末の通信速度を監視する。
　処理の詳細は後述するが、自通信端末の通信速度（第１処理装置）と、他の上位および下位の通信端末（第２処理装置）の通信速度を監視することにより、通信速度の変化時に、自通信端末と他の通信端末との間で相互に優先度の入れ替え、処理とデータの交換等の処理をおこない、複数の通信端末による並列処理を実行していく。
　たとえば、自通信端末の通信速度が上位の通信端末を上回った場合は、上位の通信端末との間で優先度の入れ替えと、通信端末の端末識別情報（上位端末識別情報および下位端末識別情報）の並び替えをおこなう。自通信端末の通信速度が下位の通信端末より下回ったが、閾値よりは下回っていない場合も下位の通信端末との間で優先度の入れ替えと端末識別情報の並び替えをおこなう。
　通信速度が閾値よりも下回った場合は、上位の通信端末との間でそれぞれの通信速度と割り当てられたデータの閾値を比較し、データを交換するとそれぞれの通信端末で通信速度が閾値以内に収まる場合は上位の通信端末と処理とデータのペアを交換する。交換しても閾値以内に収まらない場合は、上位の通信端末が持つ上位の通信端末の端末識別情報（上位端末識別情報）を取得してさらに上位の通信端末と同様の比較をおこなう。この比較を最上位（優先度が１）の通信端末まで繰り返して交換可能な通信端末が見つからなければ、並列処理を開始したときの性能が維持できないとして、再度、並列処理を開始した親の通信端末は並列処理の必要性を判断し、並列処理が必要な場合には初期配置と同様に配置変更をおこなう。
（設計フェーズにおける処理およびデータの分割の詳細）
　図２は、設計フェーズにおける処理およびデータの分割の工程を示す説明図である。処理の分割は、はじめに対象処理のプログラムコード２０１を参照し、データ２０１ａを解析して、並列化可能な複数の処理ブロック（処理ブロック１，２，…ｎ）に分割する。また、各処理ブロック１～ｎが利用するデータ２０２を解析して複数のデータブロック（データブロック１，２，…，ｎ）に分割し、各処理ブロック１～ｎがどのデータブロックに対してどれだけのデータ量をアクセスするかを参照量として解析しておく。
　そして、各処理ブロックからみて最も参照量が大きな処理ブロックとデータブロックの組をペアとして、各データブロックにおいてペアとされた処理ブロック以外の処理ブロックからの参照量の総計を被参照量として設定する。
　図２に示す例では、処理ブロック１は、データブロック１には２００の参照量、データブロック２には１５０の参照量となっているため、処理ブロック１とデータブロック１をペアとする。データブロック１は、処理ブロック１以外に処理ブロック２からも参照量５０でアクセスされているため、データブロック１の被参照量は５０となる。同じように処理ブロック２は、データブロック２への参照量が最も大きくなるため、処理ブロック２とデータブロック２をペアとする、データブロック２の被参照量は、処理ブロック１からの１５０となる。
　配置フェーズ（ステップＳ１１）では、設計フェーズ（ステップＳ１０）で分割した処理ブロック（プログラムブロックに相当）と、この処理ブロックにペアとなるデータブロックとデータブロックの被参照量を記録した情報を並列処理用情報としてまとめ、この並列処理用情報と、上記処理とデータを各通信端末に割り当てる。
（割り当てシステムの構成例）
　図３は、実施の形態１にかかるデータ割り当てシステムに含まれる通信端末の構成例を示すブロック図である。通信端末３００は、上述したように、基地局を介して親となる通信端末３００との間で処理対象のデータ、および並列処理のための情報を無線により送受信する。この通信端末３００は、ソフトウェアとハードウェアとを含む。ハードウェアは、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ等のメモリ３０３と、通信モジュール３０４と、これらＣＰＵ３０１～通信モジュール３０４を相互に接続するバス（ＢＵＳ）３０５とを含む。ソフトウェアは、並列処理実行管理プログラム３１０からなり、ＲＯＭ３０２にあらかじめ記録されている。
　ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に記録された並列処理実行管理プログラム３１０を実行することにより、複数の通信端末３００におけるデータの並列処理を実行する。この際、ＣＰＵ３０１は、メモリ３０３を作業用領域として用い並列処理を実行する。また、ＣＰＵ３０１は、この並列処理実行時に、通信モジュール３０４により、基地局を介して親となる通信端末３００と相互通信し、他の通信端末３００との並列処理の実行に必要な情報をやりとりする。
　メモリ３０３には、並列処理時に必要な並列処理用情報３２０と、優先度情報３２１が格納される。優先度情報３２１は、通信モジュール３０４を介して受信した並列処理用情報３２０と、この並列処理用情報３２０に基づき、受信した通信端末３００が生成する優先度情報３２１と、を含む。
　並列処理実行管理プログラム３１０は、並列処理用情報受入部３１０ａと、処理ブロック実行制御部３１０ｂと、通信速度監視部３１０ｃと、閾値決定部３１０ｄと、入れ替え判断部３１０ｅと、優先度入れ替え部３１０ｆと、並列処理用情報入れ替え部３１０ｇとを含む。
　並列処理用情報受入部３１０ａは、通信モジュール３０４により受信した並列処理用情報３２０を取り込む。処理ブロック実行制御部３１０ｂは、通信端末３００に割り当てられた処理ブロックに対応する処理を実行する。通信速度監視部３１０ｃは、通信端末３００の通信速度を監視する。閾値決定部３１０ｄは、通信速度等に対応した値を決定する。入れ替え判断部３１０ｅは、通信速度の変化に基づき、自通信端末３００と他の通信端末との間で優先度、あるいは並列処理用情報３２０を入れ替えるか否かを判断する。優先度入れ替え部３１０ｆは、入れ替え判断部３１０ｅにより、優先度を入れ替えると判断された場合に、自通信端末３００と他の通信端末に設定された優先度を入れ替える。並列処理用情報入れ替え部３１０ｇは、入れ替え判断部３１０ｅにより、並列処理用情報３２０を入れ替えると判断された場合に、自通信端末３００と他の通信端末との間で並列処理用情報３２０を入れ替える。
　並列処理用情報３２０は、処理ブロックに対応するプログラムコード３２０ａと、被参照量（通信量）、および閾値、処理の停止位置等の付随情報３２０ｂと、処理対象のデータブロック３２０ｃとを含む。優先度情報３２１は、自通信端末３００の優先度と、自通信端末３００に対して優先度が高い上位端末識別情報と、優先度が低い下位端末識別情報とを含む。
（稼働フェーズにおける通信端末の処理の概要）
　上記構成の通信端末３００は、ＣＰＵ３０１が並列処理実行管理プログラム３１０を実行する。そして、通信端末３００に対して、並列処理を開始した親となる通信端末３００から並列処理用情報３２０が割り当てられると、並列処理実行管理プログラム３１０の並列処理用情報受入部３１０ａが通信モジュール３０４を介して送られてきた並列処理用情報３２０をメモリ３０３に配置する。また、並列処理用情報３２０とともに送られてきた優先度情報３２１である、自通信端末３００の優先度と、端末識別情報（自通信端末３００からみて上位の端末識別情報および下位の端末識別情報）をメモリ３０３に記録する。
　その後、閾値決定部３１０ｄが閾値を算出して、並列処理用情報３２０内に記録し、処理ブロック実行制御部３１０ｂが割り当てられた処理ブロックに対応する処理を実行する。処理実行開始後は、通信速度監視部３１０ｃが通信モジュール３０４を利用して通信速度を監視し、通信速度が変化した場合は、入れ替え判断部３１０ｅで優先度のみを入れ替えるか、並列処理用情報３２０を入れ替えるか、入れ替えをおこなわないかを判断し、優先度のみを入れ替える場合は、優先度入れ替え部３１０ｆが対象の通信端末３００と優先度情報の入れ替えをおこない、並列処理用情報を入れ替える場合は並列処理用情報入れ替え部３１０ｇで対象通信端末と並列処理用情報を入れ替える。
（通信速度が変化したときの入れ替え処理）
　図４は、通信速度が変化した場合の通信端末間での入れ替え処理を説明する図である。入れ替えとは、以下に説明するように、優先度情報３２１の優先度の入れ替え、および並列処理用情報３２０の入れ替えである。図示の例では３台の通信端末３００を利用して並列処理をおこなっている例である。図の上外方向が時刻の軸である。図中、通信端末は端末と表記し、上位（下位）の通信端末は上位（下位）端末と表記している。
　時刻Ｔ１は、割り当てをおこなった直後の状態であり、このときの各通信端末の通信速度は通信端末１が１０Ｍｂｐｓ、通信端末２が８Ｍｂｐｓ、通信端末３が５Ｍｂｐｓであるとする。これにより、一番通信速度が速い通信端末１が優先度１となり、この通信端末１に最も被参照量の大きな並列処理用情報１を割り当てる。このとき、閾値は、たとえば、割り当て時の通信速度の８０％の値となる８Ｍｂｐｓを設定する。通信端末１からみて、上位の優先度の通信端末は無いため「無し」と設定され、下位の通信端末として２番目に通信速度の速い通信端末２を設定する。
　同様に通信端末２には２番目に被参照量の大きな並列処理用情報２を割り当て、閾値は８Ｍｂｐｓの８０％で６．４Ｍｂｐｓ、優先度は２で上位の通信端末は通信端末１、下位の通信端末は通信端末３となる。また、通信端末３には並列処理用情報３を割り当て、閾値は４Ｍｂｐｓ、優先度は３で上位通信端末は通信端末２、下位通信端末はこの例ではこの３台で並列処理をするため「無し」となる。
　つぎに、時刻Ｔ２のときに、通信端末３の通信速度が上昇し、９Ｍｂｐｓに変化したとする。この場合、通信速度監視部３１０ｃが通信速度の上昇を検出する。そして、入れ替え判断部３１０ｅでは、通信速度が上昇したため、上位通信端末である通信端末２の通信速度を通信端末２から取得する。通信端末２の通信速度は８Ｍｂｐｓで変わらないため、通信端末３の通信速度が通信端末２を上回ったことになる。これにより、通信端末３の入れ替え判断部３１０ｅは、通信端末２との優先度の入れ替えをおこなうと判断する。対応して、優先度入れ替え部３１０ｆは、通信端末２の優先度２と上位通信端末１の情報を取得して、自通信端末３の優先度を２とし上位通信端末を１と設定し、さらに下位通信端末として通信端末２を設定する。また、変更前の自通信端末３の優先度と、下位通信端末「無し」を通信端末２に通知する。通信端末２では、通知を受けて優先度を３とし、下位通信端末「無し」の値に変更し、さらに上位通信端末を通信端末３に変更する。
　その後、時刻Ｔ３になったとき、通信端末２の通信速度が５Ｍｂｐｓに低下したとする。これにより、通信端末２は、通信速度が並列処理用情報２に記録された閾値よりも下回ったことになる。このとき、通信端末２は、上位の通信端末である通信端末３に割り当てられている並列処理用情報３の閾値を取得する。通信端末２の通信速度が５Ｍｂｐｓで割り当てられている並列処理用情報２の閾値が６．４Ｍｂｐｓなのに対して、通信端末３の通信速度が９Ｍｂｐｓで割り当てられている並列処理用情報３の閾値が４Ｍｂｐｓであるため、通信端末２と通信端末３の間で並列処理用情報を入れ替えると互いの閾値に収まることになる。そこで、通信端末３の入れ替え判断部３１０ｅは、並列処理用情報３２０の入れ替えをおこなうと判断する。
　そして、通信端末２の並列処理用情報入れ替え部３１０ｇは、処理ブロック実行制御部３１０ｂに対し、実行している処理ブロックの実行を停止させる。処理ブロックが停止すると、プログラムコード中の停止した位置を並列処理用情報３２０の付随情報３２０ｂに記録し、自通信端末２の並列処理用情報３２０を通信端末３に送る。また、通信端末３に並列処理用情報３２０の送信を依頼する。通信端末２は、通信端末３から並列処理用情報３２０を受け取ると、この並列処理用情報３２０をメモリ３０３に配置し、並列処理用情報３２０の付随情報３２０ｂに記録された停止位置から処理ブロックの実行を再開する。
　上記処理によれば、通信速度が上昇した場合は、並列処理用情報３２０の入れ替えをおこなわないため、時刻Ｔ３における通信端末２のように、より通信速度が速い通信端末の中に通信端末２よりも被参照量の小さな並列処理用情報３２０を持っている通信端末が存在する可能性がある。そこで、優先度を利用してより通信速度が速い通信端末を検索し、閾値により交換可能かどうかを判断する。このように、閾値を用いることにより、あえて通信速度が上位の他の通信端末から被参照量が最小の並列処理用情報３２０を検索しなくても、データの処理性能を確保できる他の対象の通信端末を簡単に決定できるようになる。
　この後、時刻Ｔ４では通信端末３の通信速度が６Ｍｂｐｓに低下したとする。これにより通信端末３に割り当てられている並列処理用情報２の閾値を下回るが、通信端末３の上位となる通信端末１に割り当てられている並列処理用情報１の閾値は８Ｍｂｐｓのため、入れ替えても閾値を満足できない。このような場合は、並列処理を開始した親の通信端末に、通信端末３と上位の他の通信端末（ここでは通信端末１）内での並列処理用情報３２０の再配置を依頼する。
　データの再配置では、一旦、並列処理対象の複数の通信端末で処理ブロックの実行を停止させ、並列処理を開始した通信端末が並列処理用情報３２０を回収し、配置フェーズと同様に通信速度順に被参照量の大きな並列処理用情報３２０を割り当てる。割り当てられた通信端末は閾値を再設定し、並列処理用情報３２０の付随情報３２０ｂに記録されている停止位置から処理ブロックの処理を再開する。この例では、通信端末１は優先度、および通信速度ともに変わっていないため、そのまま並列処理用情報１が割り当てられ、閾値も８Ｍｂｐｓのままとなる。通信端末３は、並列処理用情報２が割り当てられ、閾値は現在の通信速度が６Ｍｂｐｓのため、その８０％の４．８Ｍｂｐｓに変更される。
　また、上記処理例では、再配置時に通信端末の変更はおこなわなかったが、現在の並列処理対象の複数の通信端末では十分な性能が期待できない場合には、配置フェーズでおこなったときと同様に対象の通信端末を選び直したり、場合によっては並列処理をおこなっても意味が無いとして並列処理そのものを取りやめることもできる。
（並列処理を開始する通信端末における処理）
　図５は、並列処理を開始する通信端末の処理内容を示すフローチャートである。上記の配置フェーズ（ステップＳ１１）における並列処理を開始する通信端末３００の処理を説明する。はじめに、並列処理対象となる複数の通信端末３００を決定する（ステップＳ５０１）。この決定は、上記特許文献等に開示された技術を用いることができ、たとえば、並列処理を受け入れ可能な性能を有する通信端末３００を設計フェーズ（ステップＳ１０）で設定した通信端末数分だけ選定すればよい。選定された全ての通信端末３００は、設計フェーズ（ステップＳ１０）で分割した各処理および各データを受け入れられるだけの処理能力とメモリ容量を持っていることとする。
　つぎに、選定された複数の通信端末３００から通信速度が最も早い未選択の通信端末３００を選択し（ステップＳ５０２）、選択した通信端末３００に最も被参照量の大きな未割り当ての並列処理用情報３２０を割り当てる（ステップＳ５０３）。この後、未選択の通信端末３００があるか判断し（ステップＳ５０４）、未選択の通信端末３００があれば（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０２に戻り同様の処理を実行する。未選択の通信端末３００が無ければ（ステップＳ５０４：Ｎｏ）、配置フェーズの処理を終了する。なお、上述した再配置の場合においても、図５と同様の処理をおこなう。
（入れ替え判断部の処理）
　図６は、入れ替え判断部がおこなう入れ替え判断の処理内容を示すフローチャートである。通信端末３００の通信速度監視部３１０ｃは、通信速度が上昇したか否かを判断する（ステップＳ６０１）。通信速度が上昇していなければ（ステップＳ６０１：Ｎｏ）、下位通信端末の通信速度を取得する（ステップＳ６０２）。そして、下位通信端末の通信速度より通信速度が下であるか判断する（ステップＳ６０３）。判断結果、通信速度が下であれば（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、優先度入れ替え部３１０ｆに対し、下位通信端末との間で優先度情報３２１の優先度と識別情報の並び替えを指示し（ステップＳ６０４）、ステップＳ６０２に戻る。
　一方、ステップＳ６０３の判断結果、通信速度が同じあるいは上であれば（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、つぎに、閾値が通信速度より上であるかを判断する（ステップＳ６０５）。閾値が通信速度より上であれば（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、優先度情報３２１から上位端末識別情報を取得するが（ステップＳ６０６）、閾値が通信速度と同じあるいは下であれば（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、処理を終了する。
　ステップＳ６０６の実行により、入れ替え判断部３１０ｅは、上位通信端末に対応する通信端末があるか判断する（ステップＳ６０７）。対応する通信端末があれば（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、対応する通信端末の通信速度と閾値を取得するが（ステップＳ６０８）、対応する通信端末が無ければ（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、並列処理を開始した親となる通信端末に再配置を依頼し（ステップＳ６０９）、処理を終了する。
　ステップＳ６０８の実行後、上位通信端末の閾値が自通信端末の通信速度以下であり、かつ、自通信端末の閾値が上位通信端末の通信速度以下の条件を満たすかを判断する（ステップＳ６１０）。判断の結果、条件を満たしている場合には（ステップＳ６１０：Ｙｅｓ）、並列処理用情報入れ替え部３１０ｇに対し、対応する通信端末との間で並列処理用情報３２０の入れ替えを指示し（ステップＳ６１１）、処理を終了する。ステップＳ６１０による判断の結果、条件を満たしていない場合には（ステップＳ６１０：Ｎｏ）、対応する通信端末の優先度情報３２１の上位端末識別情報を取得し（ステップＳ６１２）、ステップＳ６０７に戻る。
　また、ステップＳ６０１において、通信速度が上昇している場合には（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）、上位通信端末の通信速度を取得し（ステップＳ６１３）、そして、上位通信端末の通信速度より通信速度が上であるか判断する（ステップＳ６１４）。判断結果、通信速度が上であれば（ステップＳ６１４：Ｙｅｓ）、優先度入れ替え部３１０ｆに対し、上位通信端末との間で優先度と識別情報の並び替えを指示し（ステップＳ６１５）、ステップＳ６１３に戻る。一方、ステップＳ６１４の判断結果、通信速度が同じあるいは下であれば（ステップＳ６１４：Ｎｏ）、処理を終了する。
（並列処理用情報の入れ替え処理）
　図７－１は、並列処理用情報入れ替え部の情報送信時の処理内容を示すフローチャートである。並列処理用情報入れ替え部３１０ｇは、入れ替え判断部３１０ｅにより、並列処理用情報３２０を他の通信端末３００に送信する入れ替えが指示されると、処理ブロックの実行を停止する（ステップＳ７０１）。そして、停止時に処理していたプログラムコード上の位置を付随情報３２０ｂに記録し（ステップＳ７０２）、並列処理用情報３２０を指示された通信端末に送信する（ステップＳ７０３）。また、指示された通信端末に入れ替えのための並列処理用情報３２０の送付を要求し（ステップＳ７０４）、処理を終了する。
　図７－２は、並列処理用情報入れ替え部の情報受信時の処理内容を示すフローチャートである。並列処理用情報入れ替え部３１０ｇは、他の通信端末３００から並列処理用情報３２０を受信すると、この受信した並列処理用情報３２０をメモリ３０３に配置し（ステップＳ７１０）、並列処理用情報３２０の付随情報３２０ｂに記録されている停止位置から処理ブロックの実行を再開し（ステップＳ７１１）、処理を終了する。
　上記の実施の形態１によれば、並列処理をおこなう複数の通信端末には、閾値と、並列処理をしている複数の通信端末内での通信速度の順位（優先度）を設定しておき、通信端末の通信速度が変化したときには、閾値を用いて他の通信端末の通信速度等の情報を得るか否かを判断し、他の通信端末の情報を得るときには、通信端末ごとの優先度に基づき、対象となる通信端末を判断するようにしている。そして、他の通信端末から得た通信速度が閾値内あれば、データの移動はおこなわずに順位（優先度）だけを更新し、通信速度が閾値を下回った場合にのみデータの移動をおこなうようにしている。これにより、端末の通信速度に応じて最適なデータ配置をおこなうのではなく、極力少ないデータの移動で初期もしくは直前に行った再配置時の性能を維持するようにすることで、データの移動に伴う移動コストの増加を抑えることができる。
　また、データの移動をおこなう場合は、順位（優先度）が上位の他の通信端末の中からデータを交換しても互いの閾値に収まる通信端末があれば、この通信端末間でデータの交換をおこない、交換可能な通信端末が無い場合には、データの再配置と閾値の再設定をおこなうようにしたので、複数の通信端末の通信状態を考慮して効率的に並列処理をおこなうことができるようになる。
（実施の形態２）
　実施の形態２は、実施の形態１同様に処理を分割して通信端末３００の速度順に配置する。実施の形態１と異なる点は、通信速度に対応してあらかじめ設定した閾値を用いず、代わりに並列処理用情報３２０に並列処理用情報３２０のサイズを処理の分割時（設計フェーズ、図１のステップＳ１０）に記録しておく。また、それぞれの通信端末３００には、配置フェーズ（ステップＳ１１）の際に通信速度を優先度情報３２１に記録しておく。
　そして、稼働フェーズ（ステップＳ１２）において、通信端末３００の通信速度が変化し、速度が上昇した場合については実施の形態１と同様の処理をおこなう。一方、速度が低下した場合は、実施の形態１と同様に優先度の入れ替えをおこなう。また、推定移動コストと参照時間低下分を算出し、推定移動コスト÷参照時間低下分があらかじめ設定された閾値を下回った場合に並列処理用情報３２０の移動を判断する。この推定移動コストは、並列処理用情報３２０のサイズ÷通信速度で算出する。また、参照時間低下分は、被参照量÷（配置時の通信速度－現在の通信速度）で算出する。
　並列処理用情報３２０の移動の判断については、上位通信端末それぞれに対して移動コストと参照時間変化分を算出し、参照時間変化分が０より大きく、かつ移動コスト÷参照時間変化分が最小となる通信端末との間で移動をおこなう。この移動コストは（自通信端末の並列処理用情報３２０のサイズ＋移動候補通信端末の並列処理用情報３２０のサイズ）÷自通信端末の通信速度で算出する。参照時間変化分は、（自通信端末のデータブロック３２０ｃの被参照量－移動候補通信端末のデータブロック３２０ｃの被参照量）÷自通信端末の通信速度＋（移動候補通信端末のデータブロック３２０ｃの被参照量－自通信端末のデータブロック３２０ｃの被参照量）÷移動候補通信端末の通信速度で算出する。入れ替えをおこなった場合は、双方の通信端末でそのときの通信速度を配置時の通信速度として優先度情報３２１に記録する。
　図８は、実施の形態２における入れ替え判断部がおこなう入れ替え判断の処理内容を示すフローチャートである。通信端末３００の通信速度監視部３１０ｃは、通信速度が上昇したか否かを判断する（ステップＳ８０１）。通信速度が上昇していなければ（ステップＳ８０１：Ｎｏ）、下位通信端末の通信速度を取得する（ステップＳ８０２）。そして、下位通信端末の通信速度より通信速度が下であるか判断する（ステップＳ８０３）。判断結果、通信速度が下であれば（ステップＳ８０３：Ｙｅｓ）、優先度入れ替え部３１０ｆに対し、下位通信端末との間で優先度と識別情報の並び替えを指示し（ステップＳ８０４）、ステップＳ８０２に戻る。
　一方、ステップＳ８０３の判断結果、通信速度が同じあるいは上であれば（ステップＳ８０３：Ｎｏ）、つぎに、推定移動コストと、参照時間低下分を算出する（ステップＳ８０５）。そして、推定移動コスト÷参照時間低下分があらかじめ設定された閾値を下回ったか判断し（ステップＳ８０６）、閾値を下回った場合には（ステップＳ８０６：Ｙｅｓ）、全上位通信端末との間で移動コストと参照時間変化分を算出する（ステップＳ８０７）。そして、参照時間変化分が０より大きな通信端末があるか判断し（ステップＳ８０８）、ある場合には（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、移動コスト÷参照時間変化分が最小となる上位端末を決定し（ステップＳ８０９）、並列処理用情報入れ替え部３１０ｇに対し、決定した通信端末との間で並列処理用情報３２０の入れ替えを指示し（ステップＳ８１０）、処理を終了する。
　上記のステップＳ８０６，ステップＳ８０８において、それぞれ判断結果がＮｏである場合には（ステップＳ８０６：Ｎｏ），（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、処理を終了する。
　また、ステップＳ８０１において、通信速度が上昇している場合には（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）、上位通信端末の通信速度を取得し（ステップＳ８１１）、そして、上位通信端末の通信速度より通信速度が上であるか判断する（ステップＳ８１２）。判断結果、通信速度が上であれば（ステップＳ８１２：Ｙｅｓ）、優先度入れ替え部３１０ｆに対し、上位通信端末との間で優先度と識別情報の並び替えを指示し（ステップＳ８１３）、ステップＳ８１１に戻る。一方、ステップＳ８１２の判断結果、通信速度が同じあるいは下であれば（ステップＳ８１２：Ｎｏ）、処理を終了する。
　上記の実施の形態２によれば、優先度の入れ替えは、通信速度に対応した固定の閾値を用いずに、速度変化時に推定移動コストと参照時間低下分の情報を用いて判断する。これら推定移動コストと参照時間低下分の情報は、稼働フェーズ時における通信速度を用いて判断するため、実際の通信速度の変化に対応して、より効率的に並列処理できるようになる。
　また、以上説明した各実施の形態で説明した通信端末は、基地局との間で無線通信する携帯電話機を例に説明したが、開示の技術は、このような携帯電話網に適用するに限らない。たとえば、他の無線経路、たとえば、無線ＬＡＮ等のアクセスポイントに切り替えて接続可能な通信端末にも同様に適用できる。この場合、携帯電話網と無線ＬＡＮとでは通信速度が異なる場合があり、対応して実施の形態１で説明した上記の閾値は、たとえば、配置フェーズ（ステップＳ１１）のとき携帯電話網と無線ＬＡＮのそれぞれで異なる値を設定し、稼働フェーズ（ステップＳ１２）のときには、無線経路の通信速度に対応した閾値を用いて処理することができる。この他、無線経路の種別に限らず、共通の閾値を用いることもできる。
　以上説明した開示技術によれば、並列処理を実行中の通信端末の通信状態が変化しても、データの移動を直ぐにおこなうことはせず、自通信端末の通信速度の変化の程度や、他の通信端末の通信速度等の情報を得てから判断するので、無駄な処理をおこなわずに処理実行できるようになる。特に、極力少ないデータの移動で並列処理の実行開始時等に行ったデータ分割時の性能を維持でき、データの移動に伴う移動コスト（時間）の増加を抑え、複数の通信端末により実行する並列処理全体の効率を向上できるようになる。
　３００　通信端末
　３０１　ＣＰＵ
　３０２　ＲＯＭ
　３０３　メモリ
　３０４　通信モジュール
　３０５　バス
　３１０　並列処理実行管理プログラム
　３１０ａ　並列処理用情報受入部
　３１０ｂ　処理ブロック実行制御部
　３１０ｃ　通信速度監視部
　３１０ｄ　閾値決定部
　３１０ｅ　入れ替え判断部
　３１０ｆ　優先度入れ替え部
　３１０ｇ　並列処理用情報入れ替え部
　３２０　並列処理用情報
　３２１　優先度情報

Claims (13)

  1. 　複数の処理装置がデータにアクセスする頻度に関する通信量情報を有する前記データを、前記複数の処理装置に含まれる第１処理装置に、前記第１処理装置の第１通信速度に基づいて割り当てるとともに第１優先度情報を付し、
    　前記複数の処理装置の少なくとも一の処理装置の通信速度の変化に基づいて、前記データまたは前記第１優先度情報と、前記複数の処理装置に含まれるとともに第２通信速度を有する第２処理装置に割り当てられたデータまたは第２優先度情報と、を入れ替えること
    　を特徴とするデータ割り当て方法。
  2. 　前記第１通信速度が前記複数の処理装置に含まれる第３処理装置の第３通信速度より大きいとき、前記第１処理装置に割り当てられるデータの通信量情報が示す頻度は、前記第３処理装置に割り当てられるデータの通信量情報が示す頻度よりも大きいこと
    　を特徴とする請求項１に記載のデータ割り当て方法。
  3. 　前記第１通信速度が第３処理装置の第３通信速度より大きいとき、前記第１優先度情報が示す優先度は前記第３処理装置に付される第３優先度情報が示す優先度よりも高いこと
    　を特徴とする請求項１に記載のデータ割り当て方法。
  4. 　前記第２通信速度が前記第１通信速度より大きくなるとき、前記第１優先度情報と前記第２優先度情報とを入れ替えること
    　を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一に記載のデータ割り当て方法。
  5. 　前記第１通信速度が前記第１通信速度に対応する第１閾値より小さくなるとともに前記第２優先度情報が示す優先度が前記第１優先度情報が示す優先度よりも高いとき、前記第１通信速度と前記第２通信速度に対応する第２閾値とを比較すること
    　を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一に記載のデータ割り当て方法。
  6. 　前記第１通信速度が前記第２閾値より大きいとき、前記第１処理装置のデータと前記第２処理装置のデータとを入れ替えること
    　を特徴とする請求項５に記載のデータ割り当て方法。
  7. 　前記第１処理装置が実行するプログラムを停止し、停止したときのプログラムコードの停止位置を前記第１処理装置に割り当てられたデータに記録して前記データを前記第２処理装置に送信すること
    　を特徴とする請求項６に記載のデータ割り当て方法。
  8. 　前記第１通信速度が前記第２閾値より小さいとき、データの入れ替えをおこなわないこと
    　を特徴とする請求項５に記載のデータ割り当て方法。
  9. 　複数の前記処理装置の間でのデータの入れ替えをおこなわないときには、複数の前記処理装置に対する前記データの割り当て直しをおこなうとともに、前記通信速度に基づき前記閾値を再設定すること
    　を特徴とする請求項８に記載のデータ割り当て方法。
  10. 　前記第１通信速度が低下するとともに前記第２優先度情報が示す優先度が前記第１優先度情報が示す優先度より高いとき、前記第１処理装置に割り当てられたデータのサイズ、前記第２処理装置に割り当てられたデータのサイズ、前記第１通信速度、前記第２通信速度、および前記第１通信速度の低下分に基づいて、前記第１処理装置のデータと前記第２処理装置のデータとの入れ替えを判断すること
    　を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一に記載のデータ割り当て方法。
  11. 　前記複数の処理装置に含まれる所定の処理装置、または当該処理装置を管理する上位の管理装置が、データおよび優先度情報の割り当てをおこなうこと
    　を特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一に記載のデータ割り当て方法。
  12. 　複数の処理装置との間でデータ転送をおこなう処理装置内のＣＰＵを含み、
    　前記ＣＰＵは、
    　複数の処理装置がデータにアクセスする頻度に関する通信量情報を有する前記データを、前記複数の処理装置に含まれる第１処理装置に、前記第１処理装置の第１通信速度に基づいて割り当てるとともに第１優先度情報を付し、
    　前記複数の処理装置の少なくとも一の処理装置の通信速度の変化に基づいて、前記データまたは前記第１優先度情報と前記複数の処理装置に含まれるとともに第２通信速度を有する第２処理装置に割り当てられたデータまたは第２優先度情報とを入れ替えること
    　を特徴とするデータ割り当てシステム。
  13. 　複数の前記処理装置は、基地局を介して相互に無線通信をおこなう通信端末であること
    　を特徴とする請求項１２に記載のデータ割り当てシステム。
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