JPH06259209A - プロセス実行状況表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複数のプロセスの実行状況を表示
し、効率良い並列プログラムを作成するためのプロセス
実行状況表示装置を提供することを目的とする。 【構成】 本願第１の発明は、並列に実行される複数の
プロセスの実行状況を順次記憶する記憶手段と、この記
憶手段の内容を、時間経過を示す第１の軸と、プロセス
の識別番号を示す第２の軸と、プロセスの実行状況を示
す第３の軸とを用いて３次元に展開して表示する表示手
段とを備えて構成され、本願第２の発明は、並列に実行
される複数のプロセスの実行状況を順次記憶する記憶手
段と、時間経過を示す第１の軸と、プロセスの実行状況
を示す第２の軸とから構成される平面上に異なる識別番
号のプロセスについては表示形態を変えて前記記憶手段
の内容を表示する表示手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば並列処理システム
におけるプロセスの実行状況を判りやすく表示するプロ
セス実行状況表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、計算機技術の進歩に伴い大規模で
高速な計算への要求がたかまり、そのため多数のプロセ
ッサを備え、それらを同時に動作させる並列処理システ
ムが開発されている。このような並列処理システムで
は、多数のプロセッサが情報を交換しながら協調して一
つのタスクを実行する。従って、多数のプロセッサが正
確かつ効率良く協調動作するようにプログラミングする
ことが重要となる。

【０００３】並列プログラムを開発するには、複数のプ
ロセッサ上で動作するプロセス相互の関係をプログラマ
にわかりやすく提示し、誤った動作や非効率的な動作を
見つけ出すことができるプログラミング環境が必要であ
る。従来の単一プロセッサシステムにおける開発環境で
は、複数のプロセスの流れを扱うことを想定していない
ことから、各プロセスのそれぞれの内部の状態を知るこ
とはできるものの、プロセス間で状態を比較したりプロ
セス間の相互作用を知ることはできない。

【０００４】このため、近年、並列プログラムを開発す
るためのプログラミング環境が、いくつか提案・開発さ
れている。

【０００５】例えば、図１０に示すものは、並行するプ
ロセスの相互の関係を示すものである。この図１０にお
いては、プロセスの実行状況は、時間軸に平行な帯で表
し、プロセス間の相互作用は、プロセス間通信が発生し
た時点を連結した線で表すようにしている。またプロセ
ス内部の状態を併せて表示する場合には、状態毎に色や
模様を割り当てることによって表示するようにしてい
る。この方法では、プロセス数や状態数が少ない場合は
プロセス間の関係をわかりやすく表現できるが、プロセ
ス数や状態数、相互作用の回数が多くなるに従い、図の
表示状態が繁雑になりその判別及び理解に困難が伴うこ
とになる。

【０００６】例えば、特開平２−１８８８６２公報に記
述されているように、各プロセスを時間軸に平行な３次
元的な柱によって表現する方法もある。この場合、プロ
セス内部の状態を表現することはできないが、プロセス
を２次元に広がりを持って配置できるので、プロセス間
の関係を表現できる。

【０００７】しかしながら、プロセス間の関係をすべて
一括して表示しているので、デバッグのための着目すべ
き箇所を決める方法がなく、また相互関係だけを表示し
ているので、その相互関係を発生させる原因を知るため
には、プロセスの内部状態を表示する別の手段が必要と
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述してきたように、
従来の並列プログラム開発環境で用いられるプロセス実
行状況表示装置で、協調動作する多数のプロセスの実行
状況を同時に表示しようとすると、表示する情報量が多
いことから図の表示内容若しくは表示方法が繁雑にな
り、そのため理解に困難を伴うようになり、従ってプロ
セス間の相互関係だけを表示する等、情報量を絞って表
示するようにしなければならなかった。

【０００９】また、効率良く動作する並列プログラムを
開発するには、プロセス間通信等の相互作用だけではな
く、通信と通信の間のプロセス内部の状態変化も理解す
る必要がある。例えば、他プロセスの処理の終了を待ち
合わせることは、全体の並列処理効率を下げる要因なの
で、待たせた方のプロセスがどのような処理に時間がか
かったかを調べなければならない。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、複数のプロセスの実行状況を表示し、効率良い並列
プログラムを作成するためのプロセス実行状況表示装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１の発明は、並列に実行される複数のプロセスの
実行状況を順次記憶する記憶手段と、この記憶手段の内
容を、時間経過を示す第１の軸と、プロセスの識別番号
を示す第２の軸と、プロセスの実行状況を示す第３の軸
とを用いて３次元に展開して表示する表示手段とを有す
ることを要旨とする。

【００１２】また、本願第２の発明は、並列に実行され
る複数のプロセスの実行状況を順次記憶する記憶手段
と、時間経過を示す第１の軸と、プロセスの実行状況を
示す第２の軸とから構成される平面上に異なる識別番号
のプロセスについては表示形態を変えて前記記憶手段の
内容を表示する表示手段とを有することを要旨とする。

【００１３】

【作用】本願第１の発明のプロセス実行状況表示装置
は、並列に実行される複数のプロセスの実行状況を順次
記憶する記憶手段の内容を、時間経過を示す第１の軸
と、プロセスの識別番号を示す第２の軸と、プロセスの
実行状況を示す第３の軸とを用いて３次元に展開して表
示手段に表示するので、任意の時刻における各プロセス
の実行状況を容易に判別することができる。

【００１４】本願第２の発明のプロセス実行状況表示装
置は、時間経過を示す第１の軸と、プロセスの実行状況
を示す第２の軸とから構成される平面上に異なる識別番
号のプロセスについては表示形態を変えて、並列に実行
される複数のプロセスの実行状況を順次記憶する記憶手
段の内容を表示手段に表示するので、実行状況の異なる
プロセスが存在する時刻等を容易に判別することができ
る。

【００１５】

【実施例１】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明に係るプロセス実行状況表
示装置の構成を示したブロック図である。

【００１６】まず、図１を参照して本実施例のプロセス
実行状況表示装置の構成を説明する。

【００１７】本実施例のプロセス実行状況表示装置１
は、実行状況数値化指示部１１と、この実行状況数値化
指示部１１と実行手段３を介して接続される実行状況記
憶部１３と、この実行状況記憶部１３と接続される表示
情報抽出部１５と、この表示情報抽出部１５と接続され
る表示情報加工部１７と、この表示情報加工部１７と接
続される表示部１９と、前記表示情報抽出部１５と表示
情報加工部１７に接続するユーザ指示部２１によって構
成される。

【００１８】次に、本実施例の作用を説明する。まず実
行状況数値化指示部１１により、外部の実行手段３に対
し実行状況の数値化方法が指示される。この指示を入力
した実行手段３は実行状況記録を出力する。この実行手
段３より出力された実行状況記録は、一旦実行状況記憶
部１３に記憶される。

【００１９】ユーザは必要に応じて適宜、ユーザ指示部
２１を介して指示を入力する。このユーザ指示部２１は
下記の機能を具備している。

【００２０】・表示の視点を変える（３次元（図３、図
５参照）、時間−プロセス状態（図２、図４、図６、図
９参照）、プロセス番号−プロセス状態（図７参照）、
時間−プロセス番号（図８参照））。

【００２１】・検索の着目点を指示する（解釈して関数
に変換する（例えば、図４から図９））。

【００２２】・表示するプロセス番号を選択するよう指
示する（例えば図５から図３或いは図４等）。

【００２３】・時間範囲を指定することで、拡大表示や
縮小表示を指示する（例えば図６から図４、或いは時刻
の指定によって図５から図７））。

【００２４】・プロセス状態の言葉による表現／数値表
現を切替える（例えば図４／図６）。

【００２５】次にユーザ指示部２１の指示に基づき、表
示情報抽出部１５において実行状況記憶部１３に記憶さ
れる実行状況情報から表示範囲部分を抽出する。続い
て、表示情報加工部１７において指定の視点への変更や
指定された表示方法へと加工し、表示部１９に表示す
る。

【００２６】次に、各表示例について検討する。図２は
プロセス状態を時間軸に沿って表示する例を示す図であ
り、図３は図２に示した表示をさらに各プロセスに対応
させて３次元的に表示する例を示す図である。この図３
に示すように、一つのプロセスの実行状況を時間軸と実
行状況軸とを持つ２次元平面内のグラフ２３として表現
する。複数プロセスの実行状況を表現するために、図３
のように各プロセスの実行状況を表す平面２５，２７を
プロセス番号軸２９の方向に平行にずらして配置する。

【００２７】３次元空間内に構成した複数のプロセス実
行状況をプロセス番号を示す軸方向から見ると、複数の
プロセスの実行状況が重ね合わさって見える。

【００２８】図３をプロセス番号方向から見た図を図４
に示す。すなわち、図４は図３に示した表示を２次元的
に畳重させて表示する例を示す図である。２つのプロセ
ス３１，３３が同時に表示されている。重ね合わせて表
示することにより、同時刻に同じ状況番号を持つ部分を
実行していた複数のプロセスは一つにまとめられる。実
行状況が同じである部分の情報は圧縮され、実行状況が
異なっていた部分が明確に表現されるので、複数プロセ
スの実行状況の厳密な比較・検討を容易に行えるように
なる。

【００２９】以上のように、３次元空間に構成した複数
プロセスの実行状況を、鳥瞰図・断面図・側面図など多
くの視点から見ることにより、複数のプロセス実行状況
を比較しやすくなる。

【００３０】特に、多数のプロセスが協調動作する超並
列計算機システムでは、複数のプロセスをグループ化
し、同様の動作をさせる場合が多いため、プロセスの実
行状況を重ね合わせて表示することにより、全体のプロ
セスの動作を理解しやすくなる。

【００３１】実行状況をプロセスごとにずらして３次元
空間に配置したものを鳥瞰図で表したのが図５である。
すなわち、図５は図２に示した３次元的表示をさらに鳥
瞰図様に表示する例を示す図である。時間を示す第１
軸、状況番号を示す第２軸、プロセス番号を示す第３軸
である。図２とは異なり、各プロセスを線ではなく、幅
を持つ帯として表している。

【００３２】また、図５に示した表示を視点１から眺め
た状態で表示すると図６となり、視点２から眺めた状態
で表示すると図７となり、視点３から眺めた状態で表示
すると図８となる。

【００３３】図６の場合、複数のプロセスの実行状況を
重ね合わせて表示しているので、同じ実行状況の部分は
重なって表示され、実行状況が異なる部分が見やすくな
っている。

【００３４】また、図７の場合、図５のある時刻におけ
る断面であり、その時刻の各プロセスの実行状況が高さ
として表されている。

【００３５】これは図３或いは図５を時間軸方向から見
たものでその断面は、特定時刻でのプロセスの状態を同
時に表示している。表示する時刻を連続して変えると、
実行状況の動的な変化を知ることができる。

【００３６】例えば、時刻１４０００にはプロセス０は
状況番号２７（例えば、通信状態）のステップを、プロ
セス１は状況番号８（例えば、待機状態）のステップを
実行していることがわかる。さらに、時間進行に従って
連続して表示することにより、プロセスの振舞いを動画
として表現することも可能となる。処理の進行が長時間
止まるプロセスを見つけたり、その時他のプロセスがど
のような振舞いをしていたかを知ることができる。ま
た、図６の視点で見て実行状況が異なるプロセスが存在
する時刻を見つけだし、その時刻の断面を図７の視点で
見れば、どのプロセスとどのプロセスが異なっているか
を一目で理解できる。

【００３７】さらに、図８の場合、図１０に示す表示例
からプロセス間相互作用を示す線を取り除き、プロセス
の状態を表示するために色分け（模様づけ）したもので
ある。これは図３或いは図５を実行状況を示す軸方向か
ら見たもので、プロセスの実行状況を並べて表示する従
来方式と同じ表示が得られる。

【００３８】以上のように、例えば図５を基本として、
視点を変えることにより表示すべき情報を選択しなが
ら、複数のプロセスの振舞いを多くの側面から比較し理
解することができる。

【００３９】次に第２の実施例として検索機能を持つ表
示装置の実施例について図９を参照して説明する。図９
は図４に示した畳重表示から各プロセス相互の関係を抽
出して表示する例を示す図であり、実線３１はプロセス
０の実行状況を、破線３３はプロセス１の実行状況を示
す。

【００４０】プロセス０が通信待ち状態となっている期
間は、プロセス１が状態２の処理を終えて通信ができる
ようになるのを待っている期間である。他プロセスの終
了待ちは、何も処理していないので、並列処理効率を下
げる要因となる。パフォーマンスを向上させるために
は、このような箇所を見つけ出しプロセスを改良するこ
とが必要である。

【００４１】実行履歴全体を表示し、その中から目視で
着目箇所を探すのは、検索対象の時間範囲が広くなった
り、検索条件であるプロセス状態の組合せが複雑になる
と困難になる。検索条件を与えて、表示装置に検索させ
れば、着目箇所を容易に見つけることができ、検索洩れ
をなくすこともできる。

【００４２】着目すべき箇所は、複数のプロセスの状態
を組み合わせて表現できる。図９では、縦軸のプロセス
状態を言葉で表示しているが、表示装置内部で数値表現
されており、プロセスの状態遷移の過程を時間の関数と
みなすことができる。表示装置は、ユーザの指示を関数
に対する計算式として解釈する。

【００４３】以下では、簡単のために、１つ以上のプロ
セスが通信待ち状態にある期間を検索する場合について
説明する。ユーザは、「１つ以上のプロセスが通信待ち
状態にある期間」と指定して表示装置に検索を指示す
る。表示装置は、この指示を以下のように解釈する。

【００４４】個々のプロセスについて、通信待ち状態を
検出するために、プロセス状況番号から通信待ち状態の
番号を引いて通信待ち状態にある期間は０になるように
関数を変形する。変形後の全プロセスの関数を掛け合わ
せると、１つ以上のプロセスが０になっている期間だけ
０となる。この計算結果に、０ならばHigh、そうでなけ
ればLow となる論理関数を施す。Highは通信待ちあり、
Low は通信待ちなしとして表示したものを３５に示す。
ユーザは、通信待ちありと表示された区間に着目し、そ
の周辺の実行状況をより詳細に調べればよい。さらに、
一定以上の時間、通信待ちとなっている箇所だけを表示
させるように拡張することも容易である。

【００４５】図９の縦軸を言葉による表現から数値表現
に切替えて表示させ、ユーザが直接、関数形式で記述す
ることも可能である。

【００４６】次に第３の実施例を、プロセスの実行状況
の取得方法を例に説明する。

【００４７】第１に、状況番号と時刻とを記録するため
の関数をプログラム中に挿入して実行する方法がある。
プログラマが目的に応じて、大まかな実行状況を得たり
詳細な実行状況を得たりできるが、挿入した関数の位置
をプログラマが把握しておかなければならない。

【００４８】第２に、状況番号としてソースプログラム
中の行番号を用いる方法がある。

【００４９】状況番号を示す軸に番号に替えてソースプ
ログラムを表示すると、実行状況とプログラムとの対応
付けが容易になる。

【００５０】第３に、実行状況として処理装置中のプロ
グラムカウンタの値を用いる方法がある。処理装置の動
作すべてを記録できるので、もっとも詳細な実行状況を
表示することができる。

【００５１】第４に、サブルーチンの出入口で実行状況
を記録する方法がある。コンパイラやライブラリルーチ
ン内で状況記録関数を挿入することができるので、プロ
グラマが意識して実行状況を記録するための関数を用い
る必要がなくなる。

【００５２】第５に、状況番号としてループの実行回数
を示すカウンタを用いる方法がある。ループの実行状況
を詳細に表示できる。メモリやレジスタの内容、プログ
ラム中の変数を状況番号とすれば、データの変化によっ
てプロセスの実行状況を表示することになる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、並列プログラム開発環
境において、複数のプロセスの実行状況を３次元的に配
置し、視点を選択して表示することにより、複数プロセ
スの実行状況を比較して把握することが可能となる。よ
って、並列プログラムの実行状況を理解しやすくなり、
プログラム開発時におけるバグの発見を容易にしたり効
率的な動作をするプログラムを作成しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプロセス実行状況表示装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】１プロセスのプロセス状態を時間軸に沿って表
示する例を示す図である。

【図３】図２に示した表示をさらに各プロセスに対応さ
せて３次元的に表示する原理を示す図である。

【図４】図３に示した表示を２次元的に畳重させて表示
する例を示す図である。

【図５】３次元的表示を鳥瞰図様に表示する例を示す図
である。

【図６】図５に示した表示を視点１から眺めた状態で表
示する例を示す図である。

【図７】図５に示した表示を視点２から眺めた状態で表
示する例を示す図である。

【図８】図５に示した表示を視点３から眺めた状態で表
示する例を示す図である。

【図９】図４に示した畳重表示から各プロセス相互の関
係を抽出して表示する例を示す図である。

【図１０】従来例における並行するプロセス相互の関係
を表示する例を示す図である。

【符号の説明】

１ プロセス実行状況表示装置 ３ 実行手段 １１ 実行状況数値化指示部 １３ 実行状況記憶部 １５ 表示情報抽出部 １７ 表示情報加工部 １９ 表示部 ２１ ユーザ指示部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係るプロセス実行状況表示
装置の構成を示したブロック図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に実行される複数のプロセスの実行
   状況を順次記憶する記憶手段と、 この記憶手段の内容を、時間経過を示す第１の軸と、プ
   ロセスの識別番号を示す第２の軸と、プロセスの実行状
   況を示す第３の軸とを用いて３次元に展開して表示する
   表示手段とを備えたことを特徴とするプロセス実行状況
   表示装置。
2. 【請求項２】 並列に実行される複数のプロセスの実行
   状況を順次記憶する記憶手段と、 時間経過を示す第１の軸と、プロセスの実行状況を示す
   第２の軸とから構成される平面上に異なる識別番号のプ
   ロセスについては表示形態を変えて前記記憶手段の内容
   を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするプロセ
   ス実行状況表示装置。