JPH0283755A - 情報処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、仮想記憶方式を採用した情報処理装置。

置に関するものであり、特にページファイルのアクセス
速度の向上と外部記憶のアクセス回数の削減に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の情報処理装置は、外部記憶上の通常のフ
ァイルのアクセスや管理を行う、ファイル管理部を用い
てページファイルをアクセスするものである。

仮想記憶方式とはＣＰＵに対して、主記憶の容量を実際
よりも大きくみせろ手法であり、ＣＰＵが、主記憶上に
格納できないほど大きなプログラムやデータをアクセス
できるようにするものである。また、マルチプロセスの
システムにおいてプロセスごとに別々の記憶空間を用意
したり、メモリアクセスの保護を行う場合にも利用され
る。

第２図は従来の仮想記憶方式全採用した情報処理装置の
メモリアクセス関連部分の構氏の例を示す図で、１００
はＣＰＵ、１１０はアドレス変換部、１２０は主記憶、
２００はファイル管理部、１６０は外部記憶、１６１は
ページファイルを表している。

ここでは仮想記憶空間は外部記憶１６０上にベジファイ
ル１６１として格納されており、一定の大きさのページ
に区切られている。仮想記憶をアクセスする際には必要
な部分を主記憶１２０へ移動しなければならない。移動
はページ単位に行われるので、主記憶はこのページを格
納するペジフレームの集まりとして扱われろ。ページフ
ァイル１６１のページをページフレームへ読み込む処理
全ページインと呼ぶ。主記憶１２０上で更新されたペー
ジは、逆にページファイル１６１へ反映する必要がある
。この操作をページアウトと呼ぶ。ＣＰＵ１００はメモ
リ上のデータをアクセスする時、仮想記憶のアドレスで
ある論理アドレスをアドレス変換部１１０に渡す。論理
アドレスは、仮想記憶のページ番号とページ内のバイト
オフセットから構成されている。アドレス変換部１１０
は指定されたページが現在主記憶１２０上にない場合、
ページファイル１６１がら空いているページインする。

空いているページフレームがない場合には適当なページ
フレームを選Ｘ７で、もし内容が更新されていればペー
ジファイル１６１ヘフアイル管理部２００を使ってペー
ジアウトした上で、ベージインを行う。このようにして
、アドレス変換部１１０は必要なページ全主記憶１２０
に割り付け、ＣＰＵ１００から渡された論理アドレスを
主記憶のアドレスである物理アドレスに変換する。

物理アドレスは論理アドレスのページ番号部分を、その
ページ全格納しているページフレームの番号に置き換え
たものである。

従来技術では、仮想記憶へのアクセスの効率を向上する
ために、ページアウトするページの選択アルゴリズムや
ページ管理方法、ベージ割ジ刺は方法等に特別な工夫を
する場合が多かった。このような工夫の一例としてたと
えば特開昭６２−１６２１５４号公報等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術による情報処理装置においては、憶上にフ
ァイルとして持っていたため、ページインクページアウ
ト処理はファイル管理部を用いていた。このファイル管
理部は、複数の外部記憶装置上に存在する多数のファイ
ルの管理を目的としているため処理のオーバーヘッドが
太き（、このためページファイルのアクセスが遅かった
。

また、仮想記憶はあくまで主記憶の延長として位置付け
られているため、仮想記憶空間はシステムの起動のたび
に、主記憶同様初期化されていた。

このためデータ等保存全必要とするものは、ファイルと
して外部記憶に格納する必要があり、処理プログラムは
まずファイルから仮想記憶−・データを読み込み、仮想
記憶上でこれ全処理した後に、再びファイルへ書き戻す
という処理手順を踏んでいた。しかしこの１式では５テ
ータの大きさに対して十分な主記憶容量がない場合、デ
ータの読み込み中にすでに読み込んだデータのページア
ウトが発生し、処理に当たって再びベージインする必要
が生じる等、外部記憶全アクセスする回数が多とあいま
って、システムの性能を著しく低下させろことになった
。

本発明の目的は、ページファイルのアクセス速度全向上
するとともに、外部記憶全アクセスする回数を削減する
ことにある。

〔課題を解決するだめの手段］ 上記目的は、外部記憶の全体、または一部の固定された
領域に置かれたページファイル全アクセスするページフ
ァイルアクセス部と、該ページファイル内の、一連のペ
ージからなる仮想メモリファイルを管理する仮想メモリ
フ゛ｒイル管理部と、シャットダウン時に主記憶上で更
新されたすべてのページを自動的にページアウトする自
動ページアウト部と全備え、すべてのデータ金仮想記憶
上に置いて、仮想記憶のみ全対象として処理全行う処理
プログラムを用いることを可能とする情報処理装置によ
り達成されろ。

〔作用〕

ページファイルは外部記憶の全体、または一部の固定さ
れた領域に置かれろため、ファイルとして管理する必要
がない。これによりページファイルアクセス部は、ペー
ジファイルのアクセスのみを目的として、外部記憶上に
ファイル管理のための情報を持ちこれを用いてページフ
ァイルをアクセスするファイル管理よりも高速に、ペー
ジファイル全アクセスすることができろ。

また、仮想メモリファイル管理部は、ひとかたまりのデ
ータ等の一連のページの集まりに仮想メモリファイルと
して管理し、自動ページアウト部はシャットダウン時に
、主記憶上で更新されたまま、ページファイルに反映さ
れていないすべてのページを、自動的にページアウトし
て、仮想記憶の内ｙ全システム停止中も保持する。これ
によって、処理の対象となるすべてのデータを仮想記憶
上に置いて、仮想記憶のみを対象としてデータ処理全行
うことかり能となり、処理の前後でデータファイルの人
−力金行５必要がな（なる。

〔実施・列〕

以下、本発明の一実施例２図によ！ｌｌ説明する。

第１図は本発明の実施例のメモリアクセス関連部分の構
成を示すブロック図であり、１００はＣＰＵ、１１０は
アドレス変換部、１２０は主記憶、１３０は仮想メモリ
ファイル管理部、１６１は仮想メモリファイル管理テー
ブル、１４０はページファイルアクヤス部、１５０は自
動ページアウト部、１６０は外部記憶、１６１はページ
ファイルを表している。

以下に本発明で従来の構成に加えた、仮想メモリファイ
ル管理ｇ（（１３Ｑ、ページファイルアクセス部１４０
、自動ページアウト部１５０の各々の働きを説明する。

仮想メモリファイル管理部１６０は、ＣＰＵ１ｏ。

の要求によυページファイルアクセス部１４０を用いて
仮想メモリファイルの新規作成、削除を行う。また、個
々の仮想メモリファイルについて、その開始ページ番号
を収めた仮想メモリファイル管理テーブル１３１を維持
り、Ｃ，ＰＵｌｏｏから指定された仮想メモリファイル
の開始ページ番号を返すといった、仮想メモリファイル
管理デープル１３１の照会処理も行う。仮想メモリファ
イル管理テーブル１６１はそれ自身仮想メモリファイル
であるが、ページアウトの対象とならない常駐ページで
あり、主記憶の固定された場所に置かれる。

このため仮想メモリファイル管理部１３０は、直接主記
憶の仮想メモリファイル管理テーブル１６１をアクセス
することができる。

第６図は仮想メモリファイル管理テーブルの一例を示し
た図で、３００は先頭ページ番号項目、３１０はページ
数項目を表している。この例では仮想メそリファイル全
仮想メモリファイル番号で管理しており、各仮想メモリ
ファイルごとに先頭ページ番号項目６００には、その仮
想メモリファイルの最初のページのページ番号を、ペー
ジ数項目３１０には、その仮想メモリファイルのページ
数を格納している。第４図は仮想メモリファイルＷＩＭ
１６０のコマンドインターフェースの一例を示した図で
、４００ｆｉ仮想メモリファイル管理部１３０に対する
命令、４１０は仮想メモリファイル管理部１６０が返す
結果、４０１は館令４０８のコマンレ揶分、４０２は命
令４００のパラメタ部分、４１１は結果４１０のエラー
識別子部分。

４１２は結果４１０のデータ部分、４２０は仮想メモリ
ファイル作成命令、４２１は仮想メモリファイル削除命
令、４２２は仮想メモリファイル管理テーブル１３１の
照会命令を表している。なお命令４２１に対応する結果
には、エラー識別子部分４１１しかない。エラー識別子
部分４１１には、処理が正常に終了した場合も含めて、
処理中に検出されたエラーに対応するコードが格納され
ている。

第４図の各命令について、以下にその働きを簡単に説明
する。

命令４２０は仮想メモリファイルを新規作成するための
命令で、パラメータとして作成する仮想メモリファイル
の大きさ全ページ数として格納している。結果としてエ
ラー識別子と、作成した仮想メモリファイルの仮想メモ
リファイル番号と先頭ページ番号を返す。この命令を受
取ると、仮想メモリファイル管理部１６０はページファ
イル１６１上で十分な広さを持った空きエリアを探して
初期化し、仮想メモリファイル管理テーブル１３１に登
録する。命令４２１は既存の仮想メモリファイルを削除
する命令で、パラメータとして削除する仮想メモリファ
イル番号を格納している。結果としてエラー識別子を返
す。この命令を受取ると、仮想メモリファイル管理部１
３０は仮想メモリファイル管理テーブル１３１の指定さ
れた仮想メモリファイルに関する情報を削除する。削除
された仮想メモリファイルが占めていたページファイル
上のエリアは空きエリアとナク、他の仮想メモリファイ
ルの作成に使われろ。命令４２２は仮想メモリファイル
管理テーブル１３１に対する照会命令で、パラメータと
して照会する仮想メモリファイル番号全格納している。

結果としてエラー識別子と指定された仮想メモリファイ
ルの先頭ページ番号とページ数金返す。

このようにして、仮想メモリファイル管理部１３０は複
数の仮想メモリファイル全仮想記憶に持ち、ＣＰＵ１０
０　が任意の仮想メモリファイルに対してアクセスする
ことを可能とする。

ページファイルアクセス部１４０は、アドレス変換部１
１０、仮想メモリファイル管理部１３０、自動ページア
ウト部１５０から要求を受け、ページファイル格納専用
の外部記憶１６０を制御して、ページファイル１６１の
アクセスを行う。第５図ハヘーシファイルアクセス部１
４０のコマンドインターフー−スの一例全示した図で、
５００は方向指示部分、５１０はページ番号部分、５２
０はページフレーム番号部分を表している。方向指示部
分５００には、外部記憶１６０から主記憶１２０ヘベー
ジインするのか、あるいは主記憶１２０から外部記憶１
６０ヘページアウトするのかを表すコードが格納されて
いる。ページ番号部分５１０とページフレーム番号部分
５２０には、各々対象と１１６ペ一ジフアイル１６１０
ページ番号と主記憶１２０のページフレーム番号が格納
されている。

一般に外部記ｆｆｌ装置はセクタと呼ばれろブロック単
位で入出力？行うが、本実施例ではこのセクタと仮想記
憶のページが直接対応する。すなわちセクタ全指足する
ために各セクタにつけた論理セクタ番号とページ番号が
直接対応するので、ベジファイルアクセス部１４０は指
定されたページ番号を用いて、外部記憶１６０のページ
ファイル１６１を直接アクセスすることができる。また
指定されたページフレーム番号とページ内ツバイトオフ
セットを組み合わせろことにより、主記憶１２０の物理
アドレスが得られるので、主記憶１２０も直接アクセス
できる。

このようにして、ページファイルアクセス部１４０は、
ファイルの管理に伴うオーバーヘッドをかけることす＜
、ページファイルをアクセスすることができる。

自動ページアウト部１５０は、システムのシャットダウ
ン時に、主記憶１２０上で更新されたままページファイ
ル１６１に反映されていないペジ全、ページファイルア
クセス部１４０を用いてページファイル１６１へ誉き出
す。常駐ページも更新されていればページアウトする。

自動ページアウト部１５０は、起動されるとアドレス変
換部１１０が持っているページ管理テーブルを参照して
、ページアウトするときページを探す。ページ管理テー
ブルは、アドレス変換部１１０が主記憶１２０上にペー
ジインされているページアウトするために使用するテー
ブルで、ページ番号とベジ７レーム番号の対応表である
。また、ページ管理テーブルには、常駐ページであろか
どうかのフラグや、そのページが主記＋［１２０にベー
ジインされた後、更新されたか否かといった情報も格納
されている。自動ページアウト部１５０は、このページ
管理テーブルを参照し、主記憶１２０上で更新されたペ
ージがあれば、常駐ページであるかどうかにかかわらず
、ページ番号とページフレム番号音、　ページファイル
アクセス部１４０へ渡してページアウトする。

シャットダウン時に、実際に電源が切れて主記憶１２０
の内容が失われてしまう前にページアウト全行うために
は、一連の処理が終了するたびにＯ８でこれ全検出し自
動ページアウト部１５０全起動するとともに、利用者に
、処理中＋′ｉ戒源電源らないようにしてもらう方法、
利用者にシャツトダウンに先だって、シャットダウン予
告コマンドといったコマンドを発行してもらい、このコ
マンドの処理として自動ページアウト部１５０を起動す
る方法、利用者が操作する電源スィッチと電源部を切り
離し、その間に電源スィッチがオフになると、自動ペー
ジアウト部を起動し、ページアウト終了後に電源を落と
す゛電源コントロール部を設ける方法、無停電の副電源
を持ち、主電源が切れると瞬時に電源ラインを副電源に
切り換えて自動ページアウト部１５０を起動し、ページ
アウト後に副電源を切る方法等が考えられる。第６図は
、電源スィッチと電源部の間に電源コントロール部を設
けろ方法の一例を示した図で、６００は利用者が操作す
る電源スィッチ、６１０は電源コントロール部、６２０
は電源部、６１１は電源スィッチ６００の状態の変化全
検出する０Ｎ１０ＦＦ検出部、６１２は電源スイッチ６
００に代わって電源部６２０をオンオフする電子スイッ
チ全表している。ここで、利用者が電源スイッチ６００
を閉じると、電源コントロール部６１０のＯＮ／（ＪＦ
Ｆ検出部６１１がこれを検出しオン通知信号を電子スイ
ッチ６１２へ与えて電源部６２０をオンにする。

また、利用者が電源スイッチ６００を開くと、０Ｎ１０
ＦＦ検出部６１１はオフ通知信号を自動ページアウト部
１５０に与える。自動ページアウト部１５０はこの信号
により起動されろ。自動ページアウト部１５０はページ
アウトが終了すると、終了通知信号（！：電子スイッチ
６１２に与えて電源部６２０をオフにする。

このようにして、自動ページアウト部１５０は、シャッ
トダウンにより主記憶１２０上のデータが失われること
全防ぎ、仮想記憶の内容をシステム停止中も保持するこ
とを可能とする。

本実施例で説明した情報処理装置においては、ファイル
管理部は必須ではない。データやプログラムを外部から
持ち込んだり持ちだす必要がある場合、伺だかの入出力
手段が必要となるが、たとえは外部のシステムとの情報
のＪＰジと９ヲ通信回線によってのみ行うような情報処
理装置の場合、ファイル管理部は不要となり、システム
の簡略化１５・ の効果がある。

以上の実施例においては、同時にはひとつの処理しか実
行しないシングルタスクの情報処理装置の場合を示した
が、同時に複数の処理を並行して実行できるマルチタス
クの情報処理装置において、処理ごとに仮想メモリファ
イル管理テーブルを持つ等の方法で、個々の処理に対し
て本発明の効果が現れるようにすることも、本発明の他
の実施例として容易に実現可能であり説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、以下のような効
果が得られる。

（１）　　ページファイルアクセス部によってページフ
ァイルをアクセスすることによりページインやページア
ウト処理に、オーバーヘッドが大きいファイル管理を使
う必要がな（なるので、仮想メモリのアクセス速度が向
上する。

（２１仮想メモリファイル管理部により仮想記憶上の複
数のデータを任意に指定でき、自動ページアウト部によ
りシステム停止中もそれらのデータが保持されるので、
従来の処理プログラムが含んでいたデータファイルの入
出力処理がなくなり、外部記憶へのアクセス回数が減少
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のメモリアクセス関連部分の構
成を示すブロック図、第２図は従来の仮想記憶方式を採
用した情報処理装置のメモリアクセス関連部分の構成の
例を示す図、ＷＪ３図は仮想メモリファイル管理テーブ
ルの一例を示した図、第４図は仮想メモリファイル管理
部１３０のコマンドインターフェースの一例を示した図
、第５図はページファイルアクセス部１４０のコマンド
インターフェースの一例を示した図、第６図は電源スィ
ッチと電源部の間に電源コントロール部を設ける方法の
一例を示した図である。 １００・・・ＣＰＵ、１１０・・・アドレス変換部、１
２０・・・主記憶、１３０・・・仮想メモリファイル管
理部、１３１・・・仮想メモリファイル管理テーブル、
１４０・・・ページファイルアクセス部、１５０・・・
自動べ−ファイル、２００・・・ファイル管理部、６０
０・・先頭ページ番号項目、３１０・・・ページ数項目
、４゜Ｏ・・・命令、４１０・・結果、４０１　コマン
ド部分、４０２・・・パラメータ部分、４１１・・・エ
ラー識別子部分、４１２・・データ部分、４２０・・・
仮想メモリファイル作成命令、４２１・・・仮想メモリ
ファイル削除命令、４２２・・・仮想メモリファイル管
理テーブル照会命令、５００・・方向指示部分、５１０
・・・ページ番号部分、５２０・・・ページフレーム番
号部分、６００・・・′電源スイッチ、６１０・・・電
源コントロール部、６２０・・・電源部、６１１・・・
０Ｎ１０ＦＦ’検出部、６１２・・パ電子スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主記憶と外部記憶との間でページ単位のスワツピングを
   行う仮想記憶方式を採用した情報処理装置において、外
   部記憶の全体、または一部の固定された領域に置かれた
   ページフアイルをアクセスするページファイルアクセス
   部と、該ページファイル内の、一連のページからなる仮
   想メモリファイルを管理する仮想メモリファイル管理部
   と、シヤツトダウン時に主記憶上で更新されたすべての
   ページを自動的にページアウトする自動ページアウト部
   とを備え、すべてのデータを仮想記憶上に置いて、仮想
   記憶のみを対象として処理を行う処理プログラムを用い
   ることを可能とする情報処理装置。