JPH03138751A - 資源管理方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はデータ処理の分野のものであり、詳細にいえば
、プロセスのグループ間で逐次式に再使用可能な資源を
共用するための資源管理に関する。

Ｂ、従来の技術及びその課題 複数のプロセスを使用する際に共通した問題は、−時に
１つのプロセスだけにしか使用できない資源または機構
を共用する効率的な手段である。このようなプロセスは
単一のプロセッサだけではなく、分散したプロセッサで
も実行される。これらの逐次式に再使用可能な資源への
アクセスは、任意の所与の時間中に、単一の使用プロセ
スに管理または制限しなければならない。

一般的なオペレーティング・システムに関する文献（Ｔ
ａｎｅｎｂａｕｍ＋　Ａ、　Ｓ、、　”Ｏｐｅｒａｔｉ
ｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐ
ｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　、　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−ｆｌ
ａｉｌ。

Ｉｎｃ、、　ｐｐ、　５１−８０．１９８７参照）は、
一連のプロセス間で資源を共用するための多数の伝統的
な解決策を含んでいる。相互排他制御またはコンカレン
シイ制御をもたらす方法は、危険区間、割込み禁止、ロ
ック変数、テスト及びセット命令、セマフォア、事象カ
ウンタ、メツセージ受渡し、ならびに監視プログラムを
含んでいる。これらの方法は、すべての競合するプロセ
スを停止するか、あるいは独立した活動を介して操作を
逐次化するかのいずれかによって、共用される変数をテ
ストしたり条件付きで変更したりする際に、操作を隔離
することを必要とする。これらの複雑な同期化方法は資
源アクセスのフローが任意のものであったり、未知のも
のであったりする一般的な場合をハンドルする必要があ
る。

しかしながら、アプリケ−シロンの興味深く、かつ重要
な種類のものは資源アクセスのフローの指定を認めてい
る。たとえば、通信の分野においては、ホスト・プロセ
ッサのプロセスが通信アダプタのプロセッサのプロセス
を使用して、共用バッファ内でデータ・パケットの送受
信を行なうのが一般的である。この場合、送信時には、
ホストのプロセスはまずデータを共用バッファにロード
し、このバッファがアダプタのプロセスにアクセスし、
通信回線での以降の伝送を行なうことを認める。

同様にして、アダプタのプロセスは受信したデータ・パ
ケットを含んでいるバッファが、ホストのプロセスにア
クセスすることを認める。

この比較的簡単なアプリケーションの場合、共用される
資源がデータである低速な通信回線においては、データ
をプロセスのメモリから他のメモリヘコピーすることが
認められる。ＩＯマツプ式及びメモリ・マツプ式転送な
どの概念は、ＤＭＡ制御装置、ストリング操作またはハ
ードウェアｆｉｆｏを使用して、多くのアダプタ製品で
実現されている。これらすべての手法はデータのコピー
を必要とする。しかしながら、データ転送率及びバッフ
ァ・サイズが増加すると、コピーがパフォーマンスを制
限することが多くなる。

１つのプロセスを指定して、資源のアクセスを管理する
ことにより、データのコピーを避けることができる。こ
の方法は他の共用プロセスが、管理プロセスに対して資
源の許可を求めることを必要とする。これはコンカレン
シイ制御に対する管理プログラムの手法と類似したもの
である。要求をハンドルするのに費やされる時間は、本
発明と比較して、パフォーマンス上のハンディキャップ
となる。

特別なハードウェア、通常はｆｉｆｏを指定して、資源
のアクセスを管理することによっても、データのコピー
を避けることができる。この方法は他の共用プロセスが
、管理ハードウェアから資源の許可を得ることを必要と
する。これもコンカレンシイ制御に対する管理プログラ
ムの手法と類似したものである。この手法はコスト、物
理的空間及び電力の点で、本発明に比較して費用がかさ
むものである。

Ｃ０課題を解決するための手段 本発明の目的は、一組のプロセスの間で、逐次式に再使
用可能な資源を共用するための効率的な資源管理方法を
提供することである。

したがって、本発明は一連の独立したプロセスの間で、
Ｎ個の逐次式に再使用可能な資源を共用する方法を提供
する。この方法はまず、一方が加算プロセスであり、も
う一方が検索プロセスである一対のプロセスの間で各々
が共有される循環（ｃ　１ｒｃｕ　ｆａｒ　）アレイを
割り振る。さらに、各循環７Ｌｚイは少な（ともＮ＋１
個のアレイ・エレメントを存している。次に、適当な循
環アレイについての加算参照を使用して、許可許諾（ｐ
ｅｒｍ　ｉｓｓ　ｉｏｎｇｒａｎｔ　）が対応する加算
プロセスによってアレイ・エレメントに加算される。各
々の許可許諾は許可フラグ及び資源ハンドルを有してお
り、許可フラグはフラグがセットされたときにハンドル
を検索する許可を示し、ハンドルはどの資源が個々の検
索プロセスによって使用され得るかを示す。資源ハンド
ルを被参照アレイ・エレメントに入力し、許可フラグを
エレメントにセットし、非共有加算参照を調整すること
によって、各許可許諾を加算する。最後に、許可許諾が
検索プロセスによって、循環アレイの対応する被参照エ
レメントから検索される。各許可許諾は許可フラグが被
参照アレイ・エレメントにセットされているかどうかを
テストすることによって検索される。許可フラグがセッ
トされている場合には、資源ハンドルにアクセスし、許
可フラグをリセットし、対応する非共有検索参照を調整
することによって、許可許諾が検索される。検索プロセ
スが使用できる特定の資源を示すのは、アクセスされた
ハンドルである。

別の方法も本発明によって提供されるが、この別な方法
は、許可許諾が被参照エレメントに加算された場合に、
循環アレイの被参照エレメントに続くエレメント内の許
可フラグがリセットされることを除けば、上述の方法と
基本的に同じである。

それゆえ、許可許諾を検索するステップは、許可フラグ
を検索プロセスによってリセットする必要がない。

Ｄ、実施例 本発明は一組のプロセス間で逐次式に再使用可能な資源
を共有する問題を扱うものである。典型的なアプリケー
ジ日ンにおけるこのような資源の例は、データ及び制御
バッファ、プリンタならびに通信回線である。共有はこ
れらのプロセスの対の間でこれらの資源のアクセスまた
は制御を受は渡すことによって達成される。プロセスは
単一のプロセッサでも実行できるが、分散したプロセッ
サで実行されるプロセスは本発明から最大の利益を得ら
れよう。

本発明はプロセスが必要とする資源フロー・バスの識別
を必要とする。ただし、資源フロー・バスとは、あるプ
ロセス（加算プロセス）から他のプロセス（検索プロセ
ス）へ資源のアクセスを渡す必要性の予測に基づいた、
一対のプロセス間の論理的な、単方向性の接続である。

これらのフロー・バスの例を第１Ａ図、第１Ｂ図、第１
Ｃ図、及び第１Ｄ図に示す。第１Ａ図は単一の対のプロ
セスの間の単方向性フロー・バス１０２を示す。リター
ン・フロー・パスカナいのであるから、プロセス１０１
はプロセス１０３に渡された資源を再使用できない。第
１Ｂ図は資源へのアクセスが受は渡されるので、プロセ
ス１１１及び１１４の両方が資源を連続的に再使用する
ことを可能とする、２つのフロー・バス１１２及び１１
３を示している。第１Ｃ図はプロセス１２１からプロセ
ス１２６につながっている複数のフロー・バス１２２−
１２４を示している。これらの複数の並列なフロー・バ
スを使用して、サービスの複数の優先順位またはクラス
を必要とするアブリケージロンをハンドルすることがで
きる。第１Ｄ図は、各プロセスが資源を順に使用する複
数のプロセス間１３１．１３３および１３５での資源の
フローを示す。考えられるフロー・バスの他の組合せも
同様に構築できる。すべてのプロセスが加算プロセス用
の少なくとも１つのフロー・バスと、検索プロセス用の
少なくとも１つのフロー・バスを有している場合に、資
源の連続再使用が可能となる。

対となったプロセス間の各フロー・バスに対スる循環ア
レイが、共用メモリに設定される。第２図は、たとえば
、バッファ２０５のプールへのアクセスを制御する循環
アレイ２０１（エレメント２０４を含む）を示している
。アレイ・エレメントの各々は許可許諾のためのスペー
スを含んでおり、許可許諾は順に許可フラグ及び資源ハ
ンドルからなっている。資源ハンドルはデータ・バッフ
ァに対するポインタ（メモリ・アドレス）や、制御バッ
ファのアレイに対するインデックス、あるいはプリンタ
名などの資源に対する識別参照である。

許可フラグは資源のアクセスが加算プロセスによって付
随する資源ハンドルに許諾されたことを示す。

許可フラグがセットされた場合、検索プロセスはそのハ
ンドルによって資源にアクセスすることが認められる。

循環アレイ内のエレメントの数は、アレイによって制御
される資源の最大数を超えていなければならない。たと
えば、２００のデータ・バッファを共用する場合、循環
アレイのサイズは少なくとも２０１にセットしなければ
ならない。第２図は循環アレイに関連する加算インデッ
クス２０３及び検索インデックス２０２の示している。

循環アレイのエレメントは、これらのインデックスによ
って参照されるものであり、これらのインデックスは続
行するエレメントを順次参照するために、通常増分する
ことによって調整されている。あるいは、ポインタある
いはオフセットなどの他の手段によって、エレメントを
参照することもできる。

これらの手段は総称的に、加算参照及び検索参照と呼ば
れる。アレイの最後のエレメントがインデックスによっ
て参照されると、参照される次のエレメントがアレイの
一番最初のエレメントになる。

なお、この場合、インデックスは最初のエレメントを参
照するために調整される。インデックスをラッピングす
るこの概念は、周知のものである（モジュール演算を使
用する）。

加算プロセスは非共有または私用インデックス（より一
般には、参照）を、これが加算特権を有している各循環
アレイに対して維持する。同様に、検索プロセスはそれ
自体の非共有検索インデックスを、これが検索特権を有
している各循環アレイに対して維持する。

許可フラグのセット、リセットを行なう好ましい方法は
２つあり、これらを循環アレイの初期設定（起動）ステ
ップを含めて、以下に説明する。

方広人 初期設定には、プロセスの１つが希望する数のエレメン
ト（資源の数を超えている）、及びエレメント・サイズ
を有する循環アレイを、共用メモリに割り振り、アレイ
のすべてのエレメントにおける許可フラグをリセットす
ることが必要である。

加算プロセスはその加算インデックスを初期設定し、ア
レイの最初のエレメントを参照しなければならない。検
索プロセスはその検索インデックスを初期設定し、循環
アレイの同じ最初のエレメントを参照する。

初期設定後、加算プロセス及び検索プロセスは、循環ア
レイで独立して非同期に作動する。資源を循環アレイに
追加するために加算プロセスによって実行されるステッ
プについては、第３Ａ図に示す流れ図を参照されたい。

加算プロセスが許可許諾を資源に追加しようとする場合
、加算プロセスはその加算インデックス３０３の現行値
を使用して、循環アレイのエレメントを参照する。加算
プロセスは資源ハンドルをエレメント３０４に入力（記
憶）シ、付随する許可フラグ３０５をセットし、その加
算インデックスを調整して、上述のように次のエレメン
ト３０６を参照する。資源ハンドルの記憶、及び許可フ
ラグのセットは単一のステップで行なうことができる。

循環アレイから資源を検索するために、検索プロセスに
よって実行されるステップについては、第３Ｂ図に示す
流れ図を参照されたい。検索プロセスが循環アレイによ
って制御される資源に対する許可許諾を検索しようとす
る場合、検索プロセスはその検索インデックス３１０の
現行値を使用して、循環アレイのエレメントを参照する
。検索プロセスはエレメント３１１の許可フラグをテス
トする。フラグがセットされている場合には、検索プロ
セスは付随する資源ハンドル３１２を読み取り、許可フ
ラグ３１３をリセットし、その検索インデックスを調整
して、循環アレイ３１４の次のエレメントを参照する。

許可フラグがセットされていない場合には、許可フラグ
は若干後で資源に対して再試行しなければならない（３
１５）。

非エンプティ循環アレイ３２０及びエンプティ循環アレ
イ３２１の例については、第３Ｃ図を参照されたい。

方藍旦 初期設定には、プロセスの１つが希望する数のエレメン
ト（資源の数を超えている）、及びエレメント・サイズ
を有する循環アレイを、共用メモリに割り振り、アレイ
の最初のエレメントのみの許可フラグをリセットするこ
とが必要である。加算プロセスはその加算イン”デック
スを初期設定し、アレイの最初のエレメントを参照しな
ければならない。検索プロセスはその検索インデックス
を初期設定し、循環アレイの同じ最初のエレメントを参
照する。

初期設定後、加算プロセス及び検索プロセスは、循環ア
レイで独立して非同期に作動する。

資源を循環アレイに追加するために加算プロセスによっ
て実行されるステップについては、第４Ａ図に示す流れ
図を参照されたい。加算プロセスが許可許諾を資源に追
加しようとする場合、加算プロセスはまず加算インデッ
クス４０３の現行値のコピーを保管し、その加算インデ
ックスを調整して、上述のように次のエレメント４０４
を参照する。加算プロセスはその加算インデックスのこ
の値を使用して循環アレイの次のエレメントを参照し、
このエレメント４０５の許可フラグをリセットする。加
算プロセスはここで、加算インデックスの保管されてい
るコピーを使用して、循環アレイの現行のエレメントを
参照し、エレメント４０６の資源ハンドルを入力（記憶
）シ、付随する許可フラグ４０７をセットする。資源ハ
ンドルの記憶及び許可フラグのセットは、単一のステッ
プで達成できる。

循環アレイから資源を検索するために、検索プロセスに
よって実行されるステップについては、第４Ｂ図に示す
流れ図を参照されたい。検索プロセスが循環アレイによ
って制御される資源に対する許可許諾を検索しようとす
る場合、検索プロセスはその検索インデックス４１０の
現行値を使用して、循環アレイのエレメントを参照する
。検索プロセスはエレメント４１１の許可フラグをテス
トする。フラグがセットされている場合には、検索プロ
セスは付随する資源ハンドル４１２を読み取り、その検
索インデックスを調整して、循環アレイ４１３の次のエ
レメントを参照する。許可フラグがセットされていない
場合には、許可フラグは若干後で資源に対して再試行し
なければならない（４１４）。

非エンプティ循環アレイ４２０及びエンプティ循環アレ
イ４２１の例については、第４Ｃ図を参照されたい。

Ｅ０発明の効果 本発明により、一組のプロセスの間で、逐次式に再使用
可能な資源を共用するための効率的な資源管理方法が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図乃至第１Ｄ図は、プロセス間のフロー・パスの
例の説明図である。 第２図は循環アレイ及びその中のエレメントの説明図で
ある。 第３Ａ図は、本発明の方法Ａの循環アレイに資源を追加
するために、加算プロセスによって実行されるステップ
を示す流れ図である。 第３Ｂ図は、本発明の方法Ａの循環アレイから資源を検
索するために、検索プロセスによって実行されるステッ
プを示す流れ図である。 第３Ｃ図は、それぞれの加算及び検索参照を有する２つ
の循環アレイの説明図である。 第４Ａ図は、本発明の方法Ｂの循環アレイに資源を追加
するために、加算プロセスによって実行されるステップ
を示す流れ図である。 第４Ｂ図は、本発明の方法Ｂの循環アレイから資源を検
索するために、検索プロセスによって実行されるステッ
プを示す流れ図である。 第４Ｃ図は、それぞれの加算及び検索参照を有する２つ
の循環アレイの説明図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一組の独立したプロセスの間で最大Ｎ個の逐次式
   に再使用可能な資源を共用するための資源管理方法にお
   いて、 （ａ）一方が加算プロセスに指定されており、他方が検
   索プロセスに指定されている一対の前記プロセスの間で
   共用されるメモリ空間に各々が割り振られており、各々
   が少なくともＮ＋１個のアレイ・エレメントを有する循
   環アレイを割り振り、 （ｂ）循環アレイに対応する非共用加算参照によって参
   照されるアレイ・エレメントに各許可許諾を加算し、該
   許可許諾の各々は許可フラグ及び資源ハンドルを有して
   おり、該許可フラグはセットされた場合に、ハンドルを
   検索する許可を示し、前記資源ハンドルは前記資源のう
   ちどれが使用され得るかを示し、前記許可許諾の各々の
   加算は、資源ハンドルを前記アレイ・エレメントに入力
   する前記加算プロセスにより、前記許可フラグを前記エ
   レメントにセットし、前記加算参照を調整することによ
   って行なわれ、 （ｃ）前記許可許諾の各々を、前記循環アレイに対応し
   ている非共用検索参照によって参照されるアレイ・エレ
   メントから検索し、前記許可許諾の各々の検索は、前記
   検索プロセスによって、前記許可フラグが前記アレイ・
   エレメントにセットされているかどうかをテストし、前
   記許可フラグがセットされている場合に、前記エレメン
   トの前記資源ハンドルにアクセスし、前記許可フラグを
   リセットし、前記検索参照を調整することによって行な
   われる、 ステップからなり、 前記検索プロセスの各々が前記ハンドルによって示され
   る前記資源を使用する、 資源管理方法。
2. （２）一組の独立したプロセスの間で最大Ｎ個の逐次式
   に再使用可能な資源を共用するための資源管理方法にお
   いて、 （ａ）一方が加算プロセスに指定されており、他方が検
   索プロセスに指定されている一対の前記プロセスの間で
   共用されるメモリ空間に各々が割り振られており、各々
   が少なくともＮ＋１個のアレイ・エレメントを有する循
   環アレイを割り振り、 （ｂ）循環アレイに対応する非共用加算参照によって参
   照されるアレイ・エレメントに各許可許諾を加算し、該
   許可許諾の各々は許可フラグおよび資源ハンドルを有し
   ており、前記許可許諾の各々の加算は、資源ハンドルを
   前記の参照されたアレイ・エレメントに入力する前記加
   算プロセスにより、前記許可フラグを前記アレイ・エレ
   メントにセットし、前記の参照されたアレイ・エレメン
   トの直後のアレイ・エレメント内の許可フラグをリセッ
   トし、前記検索参照を調整することによって行なわれ、 （ｃ）前記許可許諾の各々を、前記循環アレイに対応し
   ている非共用検索参照によって参照されるアレイ・エレ
   メントから検索し、前記許可許諾の各々の検索は、前記
   検索プロセスによって、前記許可フラグが前記アレイ・
   エレメントにセットされているかどうかをテストし、前
   記許可フラグがセットされている場合に、前記エレメン
   トの前記資源ハンドルにアクセスし、前記検索参照を調
   整することによって行なわれる、 ステップからなり、 前記検索プロセスの各々が前記ハンドルによって示され
   る前記資源を使用する、 資源管理方法。
3. （３）一対の独立したプロセスの間で最大Ｎ個の逐次式
   に再使用可能な資源を共用するための資源管理方法にお
   いて、 （ａ）一方が加算プロセスに指定されており、他方が検
   索プロセスに指定されている前記プロセスの間で共用さ
   れるメモリ空間に、少なくともＮ＋１個のアレイ・エレ
   メントを有する循環アレイを割り振り、 （ｂ）該循環アレイに対応する非共用加算参照によって
   参照されるアレイ・エレメントに各許可許諾を加算し、
   該許可許諾の各々は許可フラグ及び資源ハンドルを有し
   ており、該許可フラグはセットされた場合に、ハンドル
   を検索する許可を示し、前記資源ハンドルは前記資源の
   うちどれが使用され得るかを示し、前記許可許諾の各々
   の加算は、資源ハンドルを前記アレイ・エレメントに入
   力する前記加算プロセスにより、前記許可フラグを前記
   エレメントにセットし、前記加算参照を調整することに
   よって行なわれ、 （ｃ）前記許可許諾の各々を、前記循環アレイに対応し
   ている非共用検索参照によって参照されるアレイ・エレ
   メントから検索し、前記許可許諾の各々の検索は、前記
   検索プロセスによって、前記許可フラグが前記アレイ・
   エレメントにセットされているかどうかをテストし、前
   記許可フラグがセットされている場合に、前記エレメン
   トの前記資源ハンドルにアクセスし、前記許可フラグを
   リセットし、前記検索参照を調整することによって行な
   われる、 ステップからなり、 前記検索プロセスの各々が前記ハンドルによって示され
   る前記資源を使用する、 資源管理方法。
4. （４）一対の独立したプロセスの間で最大Ｎ個の逐次式
   に再使用可能な資源を共用するための資源管理方法にお
   いて、 （ａ）一方が加算プロセスに指定されており、他方が検
   索プロセスに指定されている前記プロセスの間で共用さ
   れるメモリ空間に、少なくともＮ＋１個のアレイ・エレ
   メントを有する循環アレイを割り振り、 （ｂ）該循環アレイに対応する非共用加算参照によって
   参照されるアレイ・エレメントに各許可許諾を加算し、
   該許可許諾の各々は許可フラグ及び資源ハンドルを有し
   ており、前記許可許諾の各々の加算は、資源ハンドルを
   前記の参照されたアレイ・エレメントに入力する前記加
   算プロセスにより、前記許可フラグを前記アレイ・エレ
   メントにセットし、前記の参照されたアレイ・エレメン
   トの直後のアレイ・エレメント内の許可フラグをリセッ
   トし、前記検索参照を調整することによって行なわれ、 （ｃ）前記許可許諾の各々を、前記循環アレイに対応し
   ている非共用検索参照によって参照されるアレイ・エレ
   メントから検索し、前記許可許諾の各々の検索は、前記
   検索プロセスによって、前記許可フラグが前記アレイ・
   エレメントにセットされているかどうかをテストし、前
   記許可フラグがセットされている場合に、前記エレメン
   トの前記資源ハンドルにアクセスし、前記検索参照を調
   整することによって行なわれる、 ステップからなり、 前記検索プロセスの各々が前記ハンドルによって示され
   る前記資源を使用する、 資源管理方法。