JPH02193228A

JPH02193228A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH02193228A
Application number: JP1184989A
Authority: JP
Inventors: Taku Nakamura; 卓中村; Tsuneaki Kadosawa; 角沢　常明; Kunitaka Ozawa; 小澤　邦貴; Eiji Koga; 古賀　英治; Satoshi Hagiwara; 聡萩原; Tomoaki Kawai; 智明河合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1990-07-30
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2808558B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、メモリ内に記憶された排他処理情報を含む命
令情報を順次読み出して解釈を行う解釈手段と、該解釈
手段での結果に従い前記命令情報の実行を行う実行手段
とを有する情報処理装置に関するものである。

［従来の技術］従来のコンピュータのプログラミングにおいては、次の
例に示すような実行条件を指定しようとしたなら、その
条件をユーザがプログラムとして記述しなければならな
かった。

く例〉疑似並列的に複数のタスクを実行するコンピュータ上で
、タスクｔａｓｋ　１およびｔａｓｋ　２がそれぞれ走
行しているものとする。そして、前記コンビュ−夕上に
は、排他的に処理すべき入出力ボートＰがあり、そこに
出力すべき値が格納される変数をＸ、ボートＰから読み
出された値が格納される変数をＹとする。

以上の構成において、上述した２個のタスクが入出力ボ
ートＰに対して、出力および入力を要求する場合には、
ｔａｓｋ　１とａｓｋ２で排他的に入出力ボートＰをア
クセスできるように、ユーザ自身が以下に示すようなプ
ログラミングを行わなければならなかった。

ａｓｋ　１１　：　ｉｆ　Ｓｐ　＝　Ｏｔｈｅｎ　Ｓｐ　＝　１　
ｅｌｓｅ　ｇｏｔｏ　１２：入出力ボートＰに変数Ｘの
値を出力３　：　ｓｐ　＝　０４：次の処理ａｓｋ　２１　　：　ｉｆ　Ｓｐ　＝　Ｏｔｈｅｎ　Ｓｐ　〜１　
ｅｌｓｅ　ｇｏｔｏ　１２：変数Ｙに入出力ボートＰか
ら読んだ値を書込む３：ｓｐ　＝　０４：次の処理なお、２個のタスクｔａｓｋ　１およびｔａｓｋ　２は
疑似並列的に実行されるが、それぞれのタスクの個々の
ステップ（１：〜４・）は中断されることなく実行され
るものとする。また、Ｓｐは「セマフォ」と呼ばれる補
助変数であり、「セマフォ」を先に゛ビ°にしたタスク
が入出力ボートＰをアクセスする権利を有すると考えら
れる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来例のように、実行条件を満たす
かどうかの判断を、ユーザ自身が記述したプログラムに
よって行うということは、ユーザがコーディングするプ
ログラム量が増えるということであり、バグの発生率も
増え、メモリの利用効率の点からも実行速度の点からも
、好ましくないことである。

特に並列処理プログラムにおいては、排他制御は説明す
るまでもなく重要な問題で、あるタスクの特定のステッ
プを実行する際に、他のタスクのあるステップが実行中
であるか否かを、実行条件にすることがよく行われる。

これは、各タスク間で共有資源（メモリ、入出力タスク
など）を同時にアクセスすることを避けるために行われ
る処理である。従って、実行条件をコンパクトに書けて
実行条件の判断を早く行えることが、並列処理プログラ
ムにおいては特に重要である。

本発明は、上記課題を解決するために成されたもので、
ユーザがプログラムとして実行条件な記述する必要がな
く、プログラムの容量が小さくなることで、ユーザの負
担を軽くすることができる情報処理装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の情報処理装置は、
以下の構成を備える。即ち、メモリ内に記憶された排他処理情報を含む命令情報を順
次読み出して解釈を行う解釈手段と、該解釈手段での結
果に従い前記命令情報の実行を行う実行手段とを有する
情報処理装置であって、前記解釈手段により読み出され
た命令情報に含まれる排他処理情報を判断する判断手段
と、該判断手段での判断結果に従って前記実行手段によ
る実行を保留する保留手段とを備える。

［作用］以上の構成において、解釈手段により読み出された命令
情報に含まれる排他処理情報を判断し、その判断結果に
従って実行手段による実行を保留するように動作する。

［実施例］以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な一実施例
を詳細に説明する。

く命令形式の説明　（第１図）〉第１図は、本発明に基づくコンピュータの命令形式を示
した図である。図において、命令コード１３及びオペラ
ンド１４は、従来のコンピュータと同じ形式であるが、
実行判定データの個数１１と、実行判定データ１２−１
〜１２−ｎが特有のものである。そして、実行判定デー
タの個数１１は、実行判定データ１２−１〜１２−ｎと
して、いくつの条件が示されているかを表わし、本実施
例での実行判定データはタスク番号Ｘと、そのＸで示さ
れるタスク内のステップ番号Ｎである。

本実施例で、例えば、タスク番号Ｘとステップ番号Ｎと
して、次の値が書かれていたとする。

Ｘ＝２　　Ｎ＝３これは、「タスク２の第３ステツプが実行中であったな
ら、これが書かれているステップの実行は禁止する」と
いう意味に解釈される。

また、本実施例においては、実行判定データの個数１１
および実行判定データ１２−１〜１２−ｎフィールド全
体を実行条件判断部１５と呼び、命令コード１３および
オペランド１４のフィールドを命令本体部１６と呼ぶ。

なお、第１図で示すオペランド１４フイールドの長さは
、１ワードであるが、命令コード１３内のコードによっ
ては、オペランド１４フイールドの長さは変化するもの
とする。

く構成の説明　（第２図）〉第２図は、第１図に示した形式の命令を解釈・実行する
本実施例におけるコンピュータの構成例である。

図示するように、ユーザプログラムから内容を参照でき
るレジスタ群２３、ユーザプログラムから内容を参照で
きない内部レジスタ群３０、第３図（ａ）、（ｂ）に示
す手順を記憶するメモリ２５ａ１メモリ２５ａの命令を
解釈する命令デコーダ２５および演算やデータの移動な
どの命令を実行する命令実行部２４が、それぞれ内部バ
ス２７を介して接続されている。内部レジスタ群３０は
、内部レジスタＲＯ〜Ｒ７（図示せず）に分割されてお
り、複数個のデータを記憶することができる。また、内
部レジスタ群３０は、命令の解釈の過程で命令デコーダ
２５によって用いられるものであり、プログラムからは
参照できない。

そして、プログラムとデータは、メモリ２１に記憶され
ている。

次に、入出力は、Ｉ１０コントローラ２２に接続された
第１人出力ボート２９ａおよび第２人出力ボート２９ｂ
を通して行われる。メモリ２１とＩ１０コントローラ２
２は、外部データバス２８ａおよび外部アドレスバス２
８ｂを介して、レジスタ群２３および命令実行部２４と
データの授受を行なう。なお、この時、外部データバス
２８ａはデータバスコントローラ２６ａにより、また、
外部アドレスバス２８ｂは、アドレスバスコントローラ
２６ｂによって、それぞれ内部バス２７との間でデータ
の授受が制御される。

次に、本実施例における命令デコーダ２５は、不図示の
プログラムカウンタが示すメモリ２１からプログラム中
のフィールドを、１ワ一ド単位で内部レジスタ群３０内
に取り込み、その解釈を行って解釈した結果を命令実行
部２４に送出する。

そして、命令実行部２４では、命令デコーダ２５からの
解釈結果に基づいて、各ステップの処理を実行する。

本実施例に示すシステムは、マルチタスクオペレーティ
ングシステムの管理のもとで複数の異なるタスクを疑似
並列的に実行されることができるものとする。そして、
各タスクがどのステップをどのような状態で実行してい
るかを示すデータをメモリ２１上のタスク実行状態デー
タに保持している。このタスク実行状態データを参照す
ることによって、特定のステップが実行条件判断部１５
を実行しているのか、命令本体部１６を実行しているの
か、あるいは当該ステップが実行されていないのかを判
別することができる。

〈処理手順の説明　（第３図）〉次に、ひとつのタスクの中のひとつのステップに注目し
たときに、命令デコーダ２５と命令実行部２４が、どの
ような働きをするのかを示した図が第３図（ａ）および
第３図（ｂ）である。命令デコーダ２５と命令実行部２
４が、命令を解釈、実行する手順を第３図（ａ）および
第３図（ｂ）に基づいて、以下に説明する。

なお、上述のように、第３図（ａ）および第３図（ｂ）
は、ひとつのタスクの中のひとつのステップに注目した
ときの動作である。

また、マルチタスクオペレーティングシステムの管理の
もとでは、実行されている複数のタスクそれぞれに対し
て、第３図（ａ）および第３図（ｂ）に示した処理が疑
似並列的に行われる、ということに注意する必要がある
。

本実施例では、命令デコーダ２５と命令実行部２４以外
の各部分の動作については、従来からのコンピュータの
動作と変わるところがないので、ここでの説明は省略す
る。

まず、ステップＳ３１において、各命令形式の最初に処
理されるフィールドは、実行判定データの個数領域１１
およびそれに続く実行判定データ領域１２−１〜１２−
ｎ、即ち、実行条件判断部１５である。そのために、現
在、実行中のタスク番号に対応するタスク実行状態デー
タ領域に「実行条件判断部」を処理中であることを示す
コードを書き込む。そして、ステップＳ３０１でメモリ
２１から１ワードの実行判定データの個数を取り込み、
続くステップ５３０２において、ステシブ５３０１で取
り込んだ値を内部レジスタＲＯにセツトする。

次に、処理をステップ３３０３に進め、実行条件判断部
１５の有無を、ＲＯが“°Ｏ”かどうかにより判断し、
“Ｏ”であれば実行条件判断部１５無しとして、ステッ
プＳ３２に処理を進めるが、“Ｏ°゛でなければ実行条
件判断部１５の実行判定データを調べるために、処理を
ステップ５３０４に進める。そして、ステップ５３０４
において、メモリ２１中の次のフィールドから、実行判
定データを取り込み、ステップ５３０５で、取り込んだ
１ワードの実行判定データの上位１バイトを内部レジス
タＲ１に、下位１バイトを内部レジスタＲ２にそれぞれ
セットする。次に、ステップ５３０６では、内部レジス
タＲ１に示された番号のタスクの中の、内部レジスタＲ
２に示された番号のステップが実行中かどうかを判断す
る。その結果、内部レジスタＲ２に示された番号のステ
ップが実行中の場合には、現在処理中の命令の実行は保
留され、制御はステップＳ３０１に戻る。

一方、内部レジスタＲ２に示された番号のステップが実
行中でない場合には、ステップ５３０７の処理を実行す
る。ステップ５３０７では、内部レジスタＲＯの値をデ
ィクリメントして、制御をステップ５３０３に戻す。こ
の内部レジスタＲＯには、ステップ５３０２で実行判定
データの個数ｎを入れており、ステップ５３０４からス
テップ５３０７に至るループは最大ｎ回繰返される。

ステップ５３０３において、内部レジスタＲＯが”０°
°であると判断されたなら、もはや実行判定データは存
在しないので「命令本体部１６」の取り込みを開始しな
ければならない。それに先立ち、ステップＳ３２で、タ
スク実行状態データに「命令本体部１６」を処理中であ
ることを示すコードを書き込む。そして、ステップ５３
０９において、先のステップ８３０８で取り込んだ値を
内部レジスタＲＯにセットして、続くステップ５３１０
で、その値をデコーダ２５に転送する。

次に、ステップ５３１１において、命令デコーダ２５が
、内部レジスタＲＯから転送された命令コードを解釈し
、必要なオペランド数Ｎを求め、ステップ５３１２で、
そのＮの値を内部レジスタＲ７にセットする。そして、
ステップ５３１３において、内部レジスタＲ７の値が“
０”かどうかを判断し、Ｏ”でなければステップ５３１
４に処理を進め、メモリ２１から命令コード１３の次に
位置する１ワードのフィールド（オペランド）を取り込
む。そして、ステップ５３１５で取り込んだ値を空いて
いる内部レジスタにセットして、ステップ５３１６にお
いて、内部レジスタＲ７の値をでディクリメントし、ス
テップ５３１３に戻す。なお、このステップ５３１４か
らステップ８３１６に至るループ処理は、内部レジスタ
Ｒ７をループカウンタとしてオペランドの個数Ｎと同じ
回数だけ実行される。

一方、ステップ５３１３で内部レジスタＲ７の値が°Ｏ
”であると判断されたなら、ステップ５３１７において
、ステップ５３１１で命令コード１３の内容を解釈した
結果を、命令実行部２４に転送する。続く、ステップ８
３１８では、命令実行部２４が、ステップ５３１７で受
は取った命令を実行する。そのときに、オペランド１４
としてステップ５３１５で内部レジスタ群３０の空いて
いるところにセットされた値を用いる。そして、このス
テップ８３１８の実行終了によって、実行条件の判断、
命令の解釈および実行の１サイクルが終了したことにな
り、ステップＳ３３でタスク実行状態データに、このス
テップが処理中でないことを示すコードを書き込み終了
する。

く排他処理の説明　（第４図、第５図）〉次に、本実施
例に示したコンピュータによって排他処理を実行する例
を以下に説明する。

第４図は、並列処理プログラムの一例であり、破線４１
で囲まれた部分は、同時に実行してはならないことを示
している。なお、第４図に示したプログラム中で用いら
れている命令の意味を表１に示す。

以下余白表１表１（続き）次に、第４図に示したプログラムの動作を以下に説明す
る。

くタスク１〉まず、ステップＳｌｌにおいて、第１人出力ボート２９
ａからデータを読み込み、その値をメモリ２１上の変数
Ａに格納する。そして、ステップＳ１２で、変数Ａをパ
ラメータとしてタスク３を呼び出し、ステップＳ１３に
おいて、変数への値を第１人出力ボート２９ａから出力
する。

くタスク２〉まず、ステップＳ２１において、第２人出カポ−１２９
ｂからデータを読み込み、その値をメモリ２１上の変数
Ｂに格納する。そして、ステップＳ２２で、変数Ｂをパ
ラメータとしてタスク３を呼び出し、ステップＳ２３に
おいて、変数Ｂの値を第２人出力ボート２９ｂから出力
する。

くタスク３〉まず、ステップＳ３１において、受は取ったパラメータ
の値をメモリ２１上の変数２に格納する。そして、ステ
ップＳ３２で変数Ｚの値の正弦ｓｉｎを計算し、結果を
変数２に入れる。その後、ステップＳ３３で、出力パラ
メータに変数２の値を入れてリターンする。

以上説明したように、第４図で示すプログラムのタスク
１とタスク２では、共にタスク３を呼び出しているが、
タスク３は、その処理を実行する場合に、メモリ２１上
に入力／出力パラメータを記憶させて演算処理を行うた
めに、このタスクを実行中に、再度実行を可能とするり
エンドラントなタスク構造になっていない。従って、第
４図の破線４１で囲まれた部分は、資源保護の点から排
他処理を必要とする。

第５図（ａ）および第５図（ｂ）は、第４図に示したプ
ログラム中、破線４１で囲まれた部分がメモリ２１の中
でどのように記憶されているかを示したものである。こ
こで、フローチャートで書かれたプログラムをコンピュ
ータが解釈できる命令コードに展開することは、今日、
容易に実現できるものであり、第４図のフローチャート
で示されたプログラムから第５図（ａ）および第５図（
ｂ）を生成する過程の説明は省略する。

次に、第４図における排他処理を必要とする部分、即ち
、タスク１のステップＳ１２とタスク２のステップＳ２
２が、どのように実行されるかを、第３図および第５図
を参照して、以下に説明する。

まず、第５図（ａ）は、第４図（ａ）で示すタスク１の
ステップＳ１２に、第５図（ｂ）は、第４図（ｂ）で示
すタスク２のステップＳ２２にそれぞれ対応する。また
、５７ａおよび５７ｂは実行条件判断部、５８ａおよび
５８ｂは命令本体部である。５１ａおよび５１ｂは実行
判定データの個数であり、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５
３ｂは実行条件判定データである。そして、実行条件判
定データの上位バイト５２ａおよび５２ｂにはタスク番
号が、また、実行条件判定データの下位１バイト５３ａ
および５３ｂには、タスク番号で示されたタスクの中に
おけるステップ番号が書かれている。

なお、本実施例では、タスク２はタスク１よりわずかに
送れて実行を開始し、タスク１のステップＳ１２の命令
本体部の処理開始後に、タスク２のステップＳ２２の実
行条件判断部の処理が開始されるものとする。つまり、
タスク２のステップＳ２２の実行中に、タスク実行条件
データの値を調べれば、タスク１のステップＳ１２の命
令本体部５８が処理されていることがわかる状態になっ
ているものとする。

次に、タスク１のステップＳ１２の実行手順を以下に説
明する。

・フィールド５１ａまず、最初のフィールドであるフィールド５１ａをメモ
リ２１から取り込む前に、メモリ２１上のタスク実行条
件データ（図示せず）を操作する必要がある。ここでは
、実行条件判断部５７ａを実行中であることを示すコー
ドをタスク実行条件データに書き込む。そして、フィー
ルド５１ａのデータを取り込み、その値゛１°°を内部
レジスタＲＯにセットする。

・フィールド５２ａ、５３ａセットされた内部レジスタＲＯの値は“１”であり、第
３図で示すステップ５３０３は、Ｎｏの側に分岐する。

そして、メモリ２１から次の１ワードのフィールド５２
ａと５３ａとを取り込み、上位１バイトの値である“２
゛を内部レジスタＲ１にセットする。同様に、下位１バ
イトの値である°“２２゛を内部レジスタＲ２にセット
する。

次に、内部レジスタＲ１にセットされている番号のタス
ク、すなわち、タスク２の実行状態を知るために、メモ
リ２１上のタスク実行状態データを調べる。そして、内
部レジスタＲ２にセットされている番号のステップＳ２
２の実行条件判断部が処理中であり、命令本体部５８ｂ
は処理されていないことがわかる。従って、第３図のス
テップ５３０６はＮＯの側に分岐する。

そして、ステップ５３０７で内部レジスタＲＯの値をデ
ィクリメントして、ステップ５３０３に戻る。内部レジ
スタＲＯＯ値は、もともと１°。

であったので、現在の内部レジスタＲＯＯ値は“Ｏ゛に
なっている。従って、ステップ５３０３はＹＥＳの側に
分岐し、命令本体部５８ａの処理（ステップ５３２）に
移行する。そして、タスク実行状態データに命令本体部
を処理中であることを示すコードを書き込み、タスク２
がステップＳ２２の命令本体部５８ｂの処理を行わない
ようにする。

・フィールド５４ａメモリ２１から実行判定データの次のフィールド５４ａ
を取り込み、その値を内部レジスタＲＯにセットする。

ＲＯの値は、命令デコーダ２５に転送され、解釈され、
必要なオペランド数Ｎが求められる。フィールド５４ａ
には、他のタスクを呼び出すコール命令のコードが格納
されている。

本実施例におけるコール命令は、呼ぶべきタスク番号と
パラメータのアドレス、つまり、合計２個のオペランド
を持つ。従って、Ｎ＝２である。

・フィールド５５ａ、５６ａステップ５３１２において、オペランド数Ｎが内部レジ
スタＲ７にセットされる。本実施例ではＮ＝２であり、
ステップ５３１４からステップ５３１６に至るループは
２回繰り返される。上述のループにおいては、フィール
ド５５ａの値が内部レジスタＲ６に、また、フィールド
５６ａの値が内部レジスタＲ５にそれぞれセットされる
。

次に、命令デコーダ２５が命令コード５４ａを解釈し、
その結果をステップ５３１７において、命令実行部２４
に転送する。内部レジスタＲ６には呼ぶべきタスクの番
号が、内部レジスタＲ５にはパラメータのアドレスが、
それぞれセットされている。これら２個のオペランドを
用い、ステップ８３１８において、コール命令が実行さ
れる。

なお、特定のタスクを呼び出して実行するということは
、ごく普通に行われてるいることであり、その手順につ
いての説明は省略する。

次に、コール命令の実行が終了したならタスク実行状態
データに、タスク１のステップＳ１２が実行中でないこ
とを示すコードを書き込み、実行条件判断部５７ａと、
命令本体部５８ａの実行の１サイクルを終了する。

同様に、タスク２のステップＳ２２の実行手順を以下に
説明する。

なお、上述したように、ステップＳ２２の実行条件判断
部５７ｂが実行されるタイミングでは、ステップＳＬ２
の命令本体部５８ａが既に実行されている状態である。

・フィールド５１ｂまず、最初のフィールドであるフィールド５１ｂをメモ
リ２１から取り込む前に、メモリ２１上のタスク実行状
態データ（図示せず）を操作する必要がある。実行条件
判断部５７ｂを処理中であることを示すコードを、ステ
ップＳ３１においてタスク実行状態データに書き込む。

ステップ５３０１において、フィールド５１ｂを取り込
み、その値を内部レジスタＲＯにセットする。

・フィールド５２ｂ、５３ｂ内部レジスタＲＯの値は°“１゛°になっており、ステ
ップ５３０３ではＮｏの側に分岐し、メモリ２１から次
の１ワードのフィールド５２ｂと５３ｂを取り込みむ。

次に、上位１バイトの値である１”を内部レジスタＲ１
にセットし、下位１バイトの値であるパ１２”を内部レ
ジスタＲ２にセットする。そして、内部レジスタＲ１に
セットされている番号のタスク、すなわち、タスク１の
実行条件を知るためにメモリ２１上のタスク実行条件デ
ータを調べる。内部レジスタＲ２にセットされている番
号のステップ、すなわち、ステップＳ１２の命令本体部
５８ａが処理中であることがわかる。この結果、ステッ
プ５３０６はＹＥＳの側に分岐し、制御がステップ５３
４０１に戻る。

本実施例によれば、タスク１のステップＳ１２の命令本
体部５８が処理中である限り、ステップ５３０１からス
テップ８３０６に至るループが繰り返されるために、タ
スク２のステップＳ２２の命令本体部５８ｂの処理は保
留され、排他処理を実現することができる。

上述した実施例では、各種命令コードの解釈はコンピュ
ータの命令デコーダで行っているが、例えば、オペレー
ティングシステムやインタプリタが解釈を行っても良い
。

また、命令デコーダをハードウェアで実現するか、マイ
クロプログラムで実現するかは、本質的な問題ではない
。

本実施例では、命令形式の最初のフィールドを実行判定
データの個数としている。これは、命令デコーダの処理
を簡単にするために行っていることであり、命令デコー
ダの処理に先立って、実行判定データの個数を数える処
理を命令デコーダが行う構成にすれば、実行判定データ
の個数を命令の中に含める必要はない。

［発明の効果］ユーザがプログラムとして実行条件を記述する必要がな
くなり、実行条件の判定に必要なわずかなデータを命令
中に付加すればよいので、プログラムの大きさを小さく
することができる。

また、プログラムの容量が小さくなることで、ユーザの
負担が軽くなり、バグの発生率を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくコンピュータの命令形式である
。第２図は本発明に基づくコンピュータの構成例である。第３図は本発明に基づくコンピュータが命令な５１ｂ・
・・実行判定データの個数、５２ｂ・・・タスク番号、
５３ｂ・・・ステップ番号、５５ｂ・・・コール命令で
呼ばれるタスクの番号である。

Claims

【特許請求の範囲】

メモリ内に記憶された排他処理情報を含む命令情報を順
次読み出して解釈を行う解釈手段と、該解釈手段での結
果に従い前記命令情報の実行を行う実行手段とを有する
情報処理装置であつて、前記解釈手段により読み出され
た命令情報に含まれる排他処理情報を判断する判断手段
と、該判断手段での判断結果に従つて前記実行手段によ
る実行を保留する保留手段とを備えることを特徴とする
情報処理装置。