JPH02236744A - 情報処理装置の性能解析方式 - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術と発明が解決しようとする課題課題を解決す
るための手段 作用 実施例 発明の効果 〔概要〕 少なくとも、現在実行中のプログラムの階層と，走行中
を指示する制御情報、例えば、プログラムステータス語
（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ）と，ウェイトビット（一
）■を備えた情報処理装置における性能解析方式に関し
、 プログラムの階層、例えば、オペレーティングシステム
（ＯＳ）と，ユーザアプリケーションプログラムの実行
時間を測定することを目的とし、該プログラムの階層｛
上記オペレーティングシステム（ＯＳ）とユーザアプリ
ケーションプログラム｝を指示する制御情報｛プログラ
ムステータス語（ＰＳｆ１）のキー情報（ＲＮ）　）■
の内容に対応した複数個のカウンタ（Ａ，Ｂ．〜）を設
け、該制御情報（［１］）の内容が切り替わるタイミン
グで、該カウンタ（Ａ，Ｂ．〜）を選択的に起動し、そ
れぞれの階層のプログラムの実行時間を区別して計測し
、上記階層の異なるプログラム毎の実行時間を測定する
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、少なくとも、現在実行中のプログラムの階層
と，走行中を指示する制御情報、例えば、プログラムス
テータス語（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ）と，停止中表
示ビット　（ウェイトビット）　（Ｗ）■を備えた情報
処理装置の性能解析方式に関する。

近年の情報処理装置の処理能力の向上に対する要求は際
限がなく、より、高性能のものが求められている． 従って、この要求に答えるべく、情報処理装置の現状の
性能の解析を行い、次期開発機の性能向上のポイントを
十分把握する必要がある。

然して、該性能改善のポイントがどこにあるかを見つけ
出すのは、近年のように、情報処理が多様化して、該情
報処理装置の機能が複雑化してくると、極めて、困難な
ことになる。

一般に、情報処理装置の性能は、中央処理装置（ＣＰＵ
）の速度，及び、入出力装置（Ｉ／Ｏ）の速度の割合で
決められてしまうものである。

その内、中央処理装置（ＣＰＵ）の速度を向上させるに
は，該中央処理装置（ＣＰＵ）で実行させる各々の命令
の頻度を分析し、頻度の高い命令をターゲットとして、
該中央処理装置（ＣＰＵ）の性能を改善するような手法
がある。

入出力装置（Ｉ／Ｏ）についても、入出力コマンドの使
用頻度の高い部分に関連するハードウエアを改善するの
が、最も効果がある。

一方、該情報処理装置の稼働状況を考えた場合、あるジ
ョブを実行させた時に、オペレーティングシステム（Ｏ
Ｓ）の負荷が高いのか、ユーザアプリケーションプログ
ラムの負荷が高いのかを認識できる手段があれば、ソフ
トウエアの見地からの性能改善を行うことができる． 中央処理装置（ＣＰＵ）で実行されるプログラムには、
オペレーティングシステム（ＯＳ）を最上位として、最
下位レベルのアプリケーション迄、種々の階層のプログ
ラムがあることに着目すると、情報処理装置のソフトウ
エア面での改善を行う為には、それぞれの階層での中央
処理装置（ＣＰＵ）の負荷率、例えば、実行時間の比率
を効果的に認識できる手段が必要とされる． 〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕第２図は
従来のＣＰＵ時間の測定法を説明する図である。

従来から、情報処理装置の中央処理装置（ＣＰＵ）１に
は、例えば、実時間時計（ＴＯＤ）　１５が設けられて
おり、該情報処理装置の中央処理装置（ＣＰＵ）の使用
時間（所謂、ｃｐｕタイム）等の計測に利用されている
． 具体的には、中央処理装置（ＣＰＵ）　１がプログラム
の実行中であることは、例えば、プログラムステークス
語（ＰＳＷ）の特定のビット、例えば、ウェイトビット
（一）を見ることで認識できるので、該状態ビットを用
いて、該状態ビットが゛オン”中の、該実時間時計（Ｔ
ＯＤ）　１５の変化を読み出して表示する専用のハード
ウエア手段１６を構築するか，或いは、上記プログラム
ステータス語（ＰＳＷ）の状態ビットが゛オン゜で起動
され、　“オフ゛で停止するファームウェア手段３１等
を設けて、該中央処理装置（ＣＰＵ）　１が走行してい
る期間の該実時間時計（ＴＯＤ）　１５の経過を読み出
し、主記憶装置（ＭＳ）２上の特定の領域に蓄積する等
して、該中央処理装Ｗ（ＣＰＵ）の走行時間を算出して
いた。

このような従来方式では、中央処理装置（ＣＰＵ）ｌの
走行時間を測定することはできても、あるジョブを実行
させた時のオペレーティングシステム（ＯＳ）の負荷が
高いのか、アプリケーションプログラムの負荷が高いの
かの判別をすることはできない為、前述のような、該オ
ペレーティングシステム（ＯＳ）と、アプリケーション
プログラムの負荷率によって、ソフトウエア面から見て
の該情報処理装置の性能の改善ができないという問題が
あった．前述のように、該オペレーティングシステム（
ＯＳ），とアプリケーションプログラムの負荷を正確に
測定することは、ソフトウェア自体の設計，ひいては、
該情報処理システムとしてのアーキテクチャを見直す上
で重要なことである。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、少なくとも、現在実行
中のプログラムの階層，走行中を指示する制御情報、例
えば、プログラムステータス語（ＰＳＷ）のキー情報（
ＲＮ）と．ウェイトビット（！Ａ）■を備えた情報処理
装置における性能解析を行うのに、例えば、オペレーテ
ィングシステム（ＯＳ）の負荷と．アプリケーションプ
ログラムの負荷を区別して測定する手段を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の問題点は下記の如くに構成された情報処理装置の
性能解析方式によって解決される。

少なくとも、現在実行中のプログラムの階層と，走行中
を指示する制御情報■、例えば、プログラムステータス
語（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ）と，ウェイトビット（
一）を備えた情報処理装置において、該プログラムの階
層を指示する上記プログラムステータス語（ＰＳＷ）の
、例えば、キー情報（ＲＮ）の内容に対応した複数個の
カウンタ（Ａ，Ｂ．〜）を設け、 該キー情報（ＲＮ）、走行中を示すウェイトビット（一
）■の内容が切り替わるタイミングで、該カウンタ（Ａ
，Ｂ，〜）を選択的に起動し、それぞれの階層のプログ
ラムの実行時間を区別して計測し、上記階層の異なるプ
ログラム毎の実行時間を選択的に測定するように構成す
る。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、少なくとも、現在実行中のプロ
グラムの階層と，走行中を指示する制御情報■、例えば
、プログラムステータス語（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ
）と．ウェイトビット（一）を備えた情報処理装置にお
いて、所謂、ＣＰＵタイムを計測する為には、中央処理
装置（ＣＰＵ）が停止（ストップ，ボルト）している時
間を除く必要があるので、中央処理装置（ＣＰＵ）が備
えているプログラムステータス語（ＰＳＷ）のウェイト
ビット（一）を使用する。

又、該プログラムステータス語（ＰＳＷ）には、キー情
報（ＲＮ）があって、上位のキーを持つプログラムに対
して書込み命令が実行されると割込みを起こす機構があ
ることに着目じ、このキー情報（ＲＮ）を用いて、該中
央処理装置（ＣＰＵ）がオペレーティングシステム（Ｏ
Ｓ）を実行中か，アプリケーションプログラムを実行中
かを区別する。

該キー情報（ＲＮ）には，システムによって、複数個の
階層を備えているので、該キー情報（ＲＮ）を用いるこ
とにより、複数個のプログラム階層毎の実行中を識別す
ることができる。

そこで、該キー情報（ＲＮ）が切り替わるタイミングを
トリガとして、それぞれ、専用に設けた測定用カウンタ
　（ハードウエアカウンタ，ソフトウエアカウンタ）を
制御し、例えば、上記オペレーティングシステム（ＯＳ
）　，或いは、アプリケーションプログラムの走行時間
を計測する｛クロックカウント或いは、実時間時計の読
み出しによる計測｝ようにする。

勿論、該プログラムステータス語（ＰＳＷ）の上記ウェ
イトビット（一）が゛オン゜の期間での計測は行わない
ように構成する。

このように機能するので、例えば、オペレーティングシ
ステム（ＯＳ）　／アプリケーションプログラムの時間
を、区別して測定でき、ソフトウエアの改善，アークテ
クチャ自体の見直しを図る為のデータを得ることができ
る効果がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示した図であり、（ａ）は
ハードウェア手段による場合を示し、（ｂｌ）　，（ｂ
２）はソフトウェア手段による場合を示しており、中央
処理装置（ＣＰＵ）　１が備えている、例えば、プログ
ラムステータス語（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ）　，及
び、走行中を示すウェイトビッ｝　（Ｗ）■を用いて、
オペレーティングシステム（ＯＳ）／アプリケーション
プログラム毎の走行時間を区別して計測する手段が本発
明を実施するのに必要な手段である．以下、第１図によ
って、本発明の情報処理装置の性能解析方式を説明する
． 先ず、（ａ）図のハードウエアによる計測手段において
は、例えば，オペレーティングシステム（ＯＳ）用のカ
ウンタＢ　１２と，アプリケーションプログラム用のカ
ウンタＡ　１１　とを設け、プログラムステータス語（
ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ）■が゛Ｆ゜のときはアプリ
ケーションプログラムの動作であり、゜Ｆ゜以外のとき
は、記憶保護のレベルが高く、オペレーティングシステ
ム（ＯＳ）の動作とみなされることに着目して、該キー
情報（ＲＮ）■の値が“Ｆ゛であるか否かを比較器（Ｃ
ＯＭＰ）　ｔｏで判別し、該比較器（ＣＯＭＰ）　１０
で一致出力が得られている時に番ネ、アプリケーション
プログラムが走行していると認識して、カウンタＡ　１
１を゜＋１′宛歩進させるようにし、一致出力が得られ
ないその他の時には、カウンタＢ　１２を゜＋１′宛歩
進させるように機能させる． この計測途上において、例えば、ロードＰＳ一命令，ス
ーパバイザコール命令が実行されたことによ発生するプ
ログラム割込み，サブルーチンコール命令等の実行が行
われると、上記キー情報（ＲＮ）■が変化するので、自
動的に該計測動作が切り替わるように機能する． 尚、本実施例において、プログラムステータス語（ＰＳ
Ｗ）のウェイトビット（一）■による制御線１３は、中
央処理装ｆｉ（ＣＰＵ）　１が停止状態にあるとき、該
カウンタＡ１１，カウンタＢ　１２での計数動作を抑止
する機構である。

このようにして、オペレーティングシステム（ＯＳ）／
アプリケーシ゛ヨンプログラムの、それぞれのＣＰＵタ
イムを、クロックレベルで、区別して計測することがで
きる． 次に、（ｂ）図の動作フローを用いて、ソフトウエア手
段による計測方式を説明する． ここでは、中央処理装ｆｉ（ＣＰＵ）　１が、通常備え
ている実時間時計（ＴＯＯ）　１５を利用する．｛第２
図参照｝ 先ず、第２図に示した情報処理装置の主記憶装置（ＭＳ
）　２上に、オペレーティングシステム（ＯＳ）用の総
走行時間カウンタＡＯ　２１ａと、アブリケーシッンプ
ログラム用の総走行時間カウンタ８０　２２ａとを設け
、それぞれにワーク領域として、Ａ１．Ａ２２１ｂ１及
び、Ｂ１．Ｂ２　２２ｂを用意する．｛第１図（ｂ２）
参照｝ ステップ１００： オペレーティングシステム（ＯＳ）用の総走行時間カウ
ンタＡＯ　２１ａと、アプリケーションプログラム用の
総走行時間カウンタＢＯ　２２ａとをクリアして、中央
処理装置（ＣＰＵ）　ｌが備えている、上記実時間時計
（ＴＯＤ）　１５が示す時刻、例えば、’ｓｏｏｏ’を
、ワーク領域＾１．Ａ２　２ｌｂ．Ｂ１．Ｂ２　２２ｂ
に設定すると共に、プログラムステータス語（以下、Ｐ
Ｓ一という）のキー情報（ＲＮ）■を読み出し、主記憶
装置（ＭＳ）　２上の特定の領域に格納しておく。

ここで、プログラム（命令）の走行がスタートし、上記
キー情報（ＲＮ）■を変化させる命令が実行されること
によって出力されるタイミング信号に基づいて、本発明
の性能解析プログラムの次のステップ１０１〜で示した
ルーチンの実行が開始される。

ステップ１０１： 先ず、上記主記憶装置（ＭＳ）　２上の特定領域に格納
せれている、前のＰＳ一のキー情報（ＲＮ）■が読み出
され、現在の状態と比較されて、該キー情報（ＲＮ）■
の変化がチェックされた後、該現在のＰＳＷのキー情報
（ＲＮ）■が、最下位の階層に属するアプリケーション
プログラムであることを示す゜Ｆ゛かどうかが判定され
る。

該判定で゛Ｆ゛と判定された場合には、アプリケーショ
ンプログラムが走行していると認識し、ステップ１０７
に飛び、“Ｆ゛でない場合には、オペレーティングシス
テム（ＯＳ）が走行していると認識して次のステップ１
０２に移る。

ステップ１０２： 実時間時計（ＴＯＤ）　１５が示す時刻、例えば、゜５
１００゛を、オペレーティングシステム（ＯＳ）のワー
ク領域Ａ２　２ｌｂに設定する。

ステップ１０３： （Ａ２−ＡＩ）＋ＡＯが計算され、オペレーティングシ
ステム（ＯＳ）用の総走行時間カウンタ八〇に設定する
。

上記の例では、（５１００−５０００）　＋００００＝
１００が、該オペレーティングシステム（ＯＳ）の走行
時間とし設定される。｛第１図（ｂ２）参照｝ ステップ１０４： 上記オペレーティングシステム（ＯＳ）の”ｌＯａ域Ａ
２の内容、即ち、次の計測の初期時刻である’５１００
゜を、オペレーティングシステム（ＯＳ）用のワーク領
域＾１と、アプリケーションプログラム用のワーク領域
Ｂ１とに設定して、ステップ１０５に移る。

アプリケーションプログラムが走行している場合につい
ても、同様の動作、即ち、ステップ１０７〜１０９で示
した処理が実行され、ステップ１０５に移る。

ステップ１０５： ここでは、情報処理装置の停止期間の計測を抑止する為
に、プログラムステータス語（ＰＳＷ）のウェイトビッ
ト（一）■が“オン゛かどうかが判定され、　゜オン゜
でなければ、該情報処理装置は走行中であるとして、上
記キー情報（ＲＮ）■の変化を待つ処理に戻る． 上記の判定で、該ウェイトビット（讐）が゜オン゜と判
定された場合には、当該情報処理装置は走行停止中であ
ると認識して、ウェイト時の処理を行う為、二亥ウェイ
トビット（讐）が゛オン゜仲゜オフ゜になるのを待つ。

ステップ１１０　： 上記ステップ１０２〜１０４，又は、ステップ１０７〜
１０９の実行ができるように、現時点の実時間時計（Ｔ
ＯＤ）　１５が示す時刻を、オペレーティングシステム
（ＯＳ）用のワーク領域Ａｔ　２ｌｂと、アプリケーシ
ョンプログラム用のワーク領域８１　２２ｂとに設定し
て、前述のキー情報（ＲＮ）■の変化を待つ。

上記の動作を繰り返すことで、オペレーティングシステ
ム（ＯＳ）の走行時間と、アプリケーションプログラム
の走行時間とを、それぞれの総走行時間カウンタ＾０．
Ｂ０　２１ａ，２２ａに累積することができる。

上記の実施例においては、ハードウエア手段，ソフトウ
エア手段の何れにおいても、例えば、オペレーティング
システム（ＯＳ）とアプリケーションプログラムの何れ
かを区別して計測することで説明したが、上記キー情報
（ＲＮ）のが示すプログラムの階層が、複数に分かれて
いる場合には、該複数の階層に対応したカウンタＣ，Ｄ
，〜を設けて、上記ステップ１０１での判定条件を細か
くすることで、それぞれの階層毎の走行時間を計測する
ことができる。

又、上記実施例においては、プログラムの階層を区別す
るのに、プログラムステータス語（ＰＳＷ）のキー情報
（ＲＮ）■を使用する例で説明したが、これに限定され
るものではなく、プログラムの階層を識別できる情報で
あれば、どのような情報、例えば、割込みレベル情報等
であってもよいことはいうまでもないことである。

このように、本発明は、少なくとも、現在実行中のプロ
グラムの階層と，走行中を指示する制御情報■、例えば
、プログラムステータス語（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ
）と，停市中表示ビット（一）を備えた情報処理装置に
おいて、該制御情報■の変化を検出して、プログラムの
階層毎、例えば、オペレティングシステム（ＯＳ｝と．
アプリケーションプログラムでの走行時間を区別して計
測するようにひた所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の情報処理装置の
性能解析方式は、少なくとも、現在実行中のプログラム
の階層と，走行中を指示する制御情報、例えば、プログ
ラムステータス語（ＰＳＷ）のキー情報（ＲＮ）と，ウ
ェイトビット（Ｗ）■を備えた情報処理装置において、
該プログラムの階層｛上記オペレーティングシステム（
ＯＳ）とユーザアプリケーションプログラム｝を指示す
る制御情報｛プログラムステータス語（ＰＳＷ）のキー
情報（ＲＮ）　）■の内容に対応した複数個のカウンタ
（Ａ，Ｂ，〜）を設け、該制御情報（［１］）の内容が
切り替わるタイミングで、該カウンタ（Ａ，Ｂ，〜）を
選択的に起動し、それぞれの階層のプログラムの実行時
間を区別して計測し、上記階層の異なるプログラム毎の
実行時間を測定するようにしたものであるので、例えば
、オペレーティングシステム（ＯＳ）／アプリケーショ
ンプログラムの時間を、区別して測定でき、ソフトウェ
アの改善，アークテクチャ自体の見直しを図る為のデー
タを得ることができる効果がある。

Ｉ５は実時間時計（ＴＯＤ）　， ２は主記憶装置（？ＩＳ）， ＰＳＷはプログラムステ １？Ｎはキー情報， Ｗはウェイトビット．又は、 をそれぞれ示す。

■は制御情報， タス語 停止中表示ビッ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した図．第２図は従来の
ＣＰＵ時間の測定法を説明する図．である。 図面において、 ■は中央処理装置（ＣＰＵ） ｌ１はカウンタＡ， １３はウェイトビット（匈） １０は比較器（ＣＯＭＰ）． １２はカウンタＢ， ■による制御線， ■ ■ （ａ） 本発明の一実施例を示した図 第　１　図　（その１） （ｂ１） 本発明の一文施例を示した図 第　１　図　（その２） （ｂ２） 本発明の一実施例を示した図 第 図 （その３） 従来のＣＰＵ時間の測定法を説明する図第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも、現在実行中のプログラムの階層と、走行中
   を指示する制御情報（［１］）を備えた情報処理装置に
   おいて、 該プログラムの階層を指示する制御情報（［１］）の内
   容に対応した複数個のカウンタ（Ａ、Ｂ、〜）（１１、
   １２）を設け、 該制御情報（［１］）の内容が切り替わるタイミングで
   、該カウンタ（Ａ、Ｂ、〜）（１１、１２）を選択的に
   起動し、それぞれの階層のプログラムの実行時間を区別
   して計測し、上記階層の異なるプログラム毎の実行時間
   を選択的に測定することを特徴とする情報処理装置の性
   能解析方式。