JPH06301655A

JPH06301655A - 分散処理システム

Info

Publication number: JPH06301655A
Application number: JP5087494A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yokoyama; 孝典横山; Masaru Shimada; 優島田; Masahiko Saito; 雅彦齊藤; Satoru Murata; 悟村田; Tomoaki Nakamura; 智明中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】メッセージ送信時に優先度を、ユーザ等が指定
することなく、優先度を使用した分散処理を実現可能と
する分散処理システムを提供すること。【構成】分散処理システムを構成する各計算機に、与え
られた処理をプロセスの優先度にしたがって実行可能と
するスケジューリング処理部（１ｓ、２ｓ、３ｓ）と、
プロセスの優先度に対応した新たな優先度を付加したメ
ッセージを送信するメッセージ通信処理部（１ｃ、２
ｃ、３ｃ）を備えた構成にする。【効果】複数の計算機を有して構成される分散処理シス
テム全体の処理が、同一の優先度にしたがって実行さ
れ、リアルタイム機能を有する分散処理システムを容易
に構築できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】与えられたプログラムをマルチプ
ロセスで実行する計算機が、各々ネットワークを介して
接続されている分散処理システムに関し、特に、該分散
処理システムにおけるリアルタイム処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】リアルタイム処理が必要となる計算機シ
ステムにおいては、処理の実行単位である、いわゆる
「プロセス」に、当該処理の実行の順序を定める情報で
ある「優先度」を付加して、高い優先度を有するプロセ
スほど、優先的に処理する方法が、一般的に使用されて
いる。

【０００３】ところで、分散処理システムにおいては、
互いに他の計算機上のプロセスが、メッセージを通信し
あって、目的の処理を行うために、通信しあっているプ
ロセスにわたる優先度を考慮した処理が必要である。一
般に、分散処理システムでは、複数存在するプロセス
の、各プロセス間の通信に関する処理についても、優先
度を考慮する必要がある。

【０００４】そこで、例えば、特開平２−１１３３６２
号公報に記載されているように、プロセス間での通信対
象であるメッセージに優先度を与え、該メッセージを受
信した計算機が、与えられた優先度にしたがって、当該
メッセージに対応する処理を実行することにより、複数
の計算機にわたる処理についても、優先度を使用した処
理を可能としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、メッセージの送信時に、送信元が
送信先の処理の優先度を、その都度指定しなければなら
ないという問題点が存在していた。

【０００６】また、優先度の与え方が適当でないと、複
数の計算機を有して構成される分散処理システム全体
で、統一的に優先度制御が行われないという問題があっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、メッセージ送信時に優
先度を、ユーザ等が指定することなく、優先度を使用し
た分散処理を実現可能とする分散処理システムを提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、以下の手段が考えられる。

【０００９】複数のプロセスを並行に実行する複数の計
算機を、ネットワークを介して接続し、各計算機上の、
少なくとも１以上のプロセスがプロセス間通信を行いな
がら、当該プロセスの処理を実行する分散処理システム
において、前記各計算機は、処理の順番を定める情報で
ある優先度を有する複数のプロセスを、優先度の高い順
番に実行するスケジューリング処理手段と、プロセスの
優先度に対応した新たな優先度をメッセージに付加し、
前記ネットワークを介して他の計算機に、前記新たな優
先度が付加されたメッセージを送受信処理するメッセー
ジ通信処理手段を備え、さらに、前記スケジューリング
処理手段は、受信したメッセージに付加された前記新た
な優先度に対応した、さらに新たな優先度を、当該受信
メッセージに対応する処理を実行するプロセスに与える
分散処理システムである。

【００１０】また、複数のプロセスを並行に実行する複
数の計算機を、ネットワークを介して接続し、各計算機
上の、少なくとも１以上のプロセスがプロセス間通信を
行いながら、当該プロセスの処理を実行する分散処理シ
ステムにおいて、前記各計算機は、処理の順番を定める
情報である優先度を有する複数プロセスを、優先度の高
い順番に実行するスケジューリング処理手段と、プロセ
スの優先度に対応して新たに優先度を付加したメッセー
ジの、送受信処理を、前記新たな優先度にしたがって実
行するメッセージ通信処理手段を備え、さらに、前記ス
ケジューリング処理手段は、受信したメッセージに付加
された前記新たな優先度に対応した、さらに新たな優先
度を、当該受信メッセージに対応する処理を実行するプ
ロセスに与える分散処理システムも考えられる。

【００１１】

【作用】上述のように、本発明では、分散処理システム
を構成する各計算機に、与えられた処理をプロセスの優
先度にしたがって実行可能とするスケジューリング手段
と、プロセスの優先度に対応した優先度を付加したメッ
セージを送信するメッセージ通信処理手段を備えること
により目的を達成するものである。

【００１２】まず、スケジューリング手段は、実行を依
頼されたプログラムを、実行依頼時に指定された、ある
いは、プログラムで指定された、あるいはまた、メッセ
ージ通信処理手段により指定された、「優先度」で実行
するように、プロセスのスケジューリングを行い、優先
度にしたがってプロセスの処理を実行する。

【００１３】また、プログラム中に、他の計算機のプロ
セスへのメッセージ送信処理が発生した時、送信先の計
算機およびプロセスと、実行中のプロセスの優先度と、
送信すべきメッセージの内容であるメッセージデータと
を指定して、メッセージ通信処理手段にメッセージ送信
を依頼する。

【００１４】さらに、メッセージ通信処理手段は、送信
すべきメッセージデータと指定された優先度をメッセー
ジとして、該メッセージを指定された送信先プロセスに
送信する。

【００１５】送信先の計算機に備えられたメッセージ通
信処理手段は、送信元から送られてきたメッセージを受
信し、受信したメッセージに含まれている優先度を指定
して、当該計算機が備えるスケジューリング手段にスケ
ジューリングを行うことを依頼する。

【００１６】したがって、メッセージ送信時には、メッ
セージ送信先の計算機上での優先度を、ユーザー等が指
定することなく、複数の計算機にわたる処理を、優先度
にしたがって実行することが可能になる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明の一実施例について説明する。本発
明の一実施例として、いわゆるオブジェクト指向分散処
理システム（オブジェクト指向プログラムを分散処理す
るシステム）について説明する。図１は、本発明の実施
例の構成例の説明図である。

【００１８】複数の計算機、すなわち計算機１、計算機
２、計算機３がネットワーク９を介して接続されてい
る。

【００１９】ネットワーク９は、例えば、光ファイバ等
の通信手段を具備するＬＡＮ（ローカル・エリア・ネッ
トワーク）システム等にて実現される。

【００２０】各計算機１、２、３は、プロセッサ１ｐ、
２ｐ、３ｐ、メモリ１ｍ、２ｍ、３ｍ、ネットワークア
ダプタ１ｎ、２ｎ、３ｎ、ディスク装置１ｄ、２ｄ、３
ｄを有して構成されている。

【００２１】ネットワークアダプタ１ｎ、２ｎ、３ｎ
は、ネットワーク９を介して他の計算機と、メッセージ
を含む各種情報の送受信をするための手段である。ネッ
トワークアダプタは、例えば、光通信を利用する場合に
は、光電変換素子、各種ＣＭＯＳ等の電子デバイスにて
実現される。

【００２２】各計算機には、それぞれ異なる「計算機番
号」と称される識別子が与えられており、該計算機番号
を指定することにより、他の計算機とネットワークを介
した、メッセージを含む各種情報の通信が可能である。

【００２３】メモリには、計算機が実行する、オペレー
ティングシステム（ＯＳ）のプログラム１ｏ、２ｏ、３
ｏ、オブジェクトのプログラム１１、１２、２１、２
２、３１、３２等を有しており、これらをプロセッサ１
ｐ、２ｐ、３ｐが読みだして、所定の処理を実行する。
メモリは、例えば、ＲＡＭ等の半導体素子等により実現
される。

【００２４】ＯＳは、各種プログラムの実行管理、ユー
ザへのサービスの提供を行うソフトウェアであり、処理
実行単位であるプロセスの実行のスケジューリングを行
うスケジューリング処理部１ｓ、２ｓ、３ｓ、異なる計
算機間上の異なるプロセス間で、メッセージを含む情報
を送受信する機能を有するメッセージ通信処理部１ｃ、
２ｃ、３ｃを備えて構成されている。

【００２５】また、各オブジェクトのプログラムを構成
する「手続き」は、「システムコール」と称する呼び出
し処理により、ＯＳに対して、ディスク装置中でのファ
イルの生成、ディスク装置へのファイルの書き込み、デ
ィスク装置からのファイルの読み込み等の処理を依頼す
る。

【００２６】図２は、１台の計算機２に格納されるソフ
トウェアの構造を表わしたものである。以下、この図を
参照して、本発明の処理の概要を説明する。

【００２７】オブジェクト２１、２２等は、ひとまとま
りのプログラムであり、ひとつのオブジェクトは、ひと
つのプロセスとして処理を実行する。

【００２８】「プロセス」とは、プロセッサが実行する
一連の処理実行単位のことであり、「タスク」とも称さ
れる。

【００２９】各プロセスには、プロセス番号が与えら
れ、プロセス番号を指定することにより、計算機内で一
意にプロセスを指定することができる。

【００３０】本発明の実施例におけるＯＳは、複数のプ
ロセスを適当に切り換えながら、並行に実行することの
できる、いわゆるマルチプロセス機能を有している。

【００３１】例えば、アジソン・ウェスリー社（Addiso
n-Wesley Publish Company）刊、「ザ・デザイン・アン
ド・インプリメンテーション・オブ・ザ・４．３ビー・
エス・ディー・ユニックス・オペレーティング・システ
ム（１９８９年）（The Design and Implementation of
the 4.3BSD UNIX Operation System (1989)）」に記載
されているように、現在広く使用されているユニックス
（ＵＮＩＸ）・オペレーティングシステム（「ＵＮＩ
Ｘ」は、ユニックス・システム・ラボラトリーズ社（UN
IX System Laboratries,Inc.）が開発し、ライセンスし
ているオペレーティングシステムである）は、マルチプ
ロセス機能を有しており、これを利用することにより、
ひとつの計算機上で複数のプロセスを同時に実行でき
る。

【００３２】本実施例においては、プロセスに、実行の
順番を決定する情報である「優先度」を指定することが
可能であり、ＯＳは、指定された優先度にしたがって、
優先度の高いプロセスを優先的に実行する機能も有して
いる。

【００３３】これらの機能は、メモリに記憶されるＯＳ
のプログラム中の、スケジューリング処理部２ｓにより
実現される。

【００３４】したがって、各オブジェクトの処理は、そ
れぞれに与えられた優先度にしたがって実行されること
になる。

【００３５】また、オブジェクトは、オブジェクト間で
メッセージを送受信しながら処理を実行する。

【００３６】分散処理システムでは、ある特定の処理を
要求する「クライアントプロセス」と、要求された処理
を実行する「サーバプロセス」を組み合わせて処理を実
行する方法が広く使用されている。

【００３７】このクライアントプロセスや、サーバプロ
セスは、それぞれひとつのオブジェクトであり、クライ
アントプロセスからサーバプロセスへの処理の依頼のた
めの通信や、サーバプロセスからクライアントプロセス
への返答のための通信は、メッセージのやりとりによっ
て行われる。

【００３８】なお、あるサーバプロセスは、他のサーバ
プロセスに処理を要求すること、すなわち、クライアン
トプロセスとして機能することも可能である。

【００３９】メモリ中に記憶されるＯＳのプログラム
は、さらに、異なる計算機間上に存在する異なるプロセ
ス間で情報を送受信するメッセージ通信処理部２ｃを備
えており、オブジェクトは、システムコールを発行する
ことにより、他の計算機内に存在するオブジェクトへ
の、メッセージの送信を行うことができる。

【００４０】また、メッセージ通信処理部は、メッセー
ジに優先度を付加したものを送信する機能を有する。本
発明の実施例では、例えば、メッセージを送信するオブ
ジェクトの処理を実行するプロセスの優先度を、メッセ
ージに付加して送信する。

【００４１】さらに、メッセージに付加する優先度を、
当該メッセージを送信するプロセスが有する優先度に対
して比例関係を有して与えることも考えられる。

【００４２】さて、各オブジェクトは、他のオブジェク
トからの処理要求メッセージを待ち、送られてきた処理
要求メッセージに応じた処理を、メッセージに付加され
た優先度にしたがって実行する。

【００４３】この処理は、メッセージの受信側の計算機
が備えるメッセージ通信処理部が、送られてきた優先度
付きの処理要求メッセージを受信し、送信先のオブジェ
クト、優先度、およびメッセージを、スケジューリング
処理部に通知し、送信先のオブジェクトの処理の実行を
依頼する。

【００４４】スケジューリング処理部は、通知されたオ
ブジェクトの受信メッセージに対応する処理のプロセス
の実行を、与えられた優先度にしたがってスケジューリ
ングし、実行する。

【００４５】以上、本発明の一実施例の概要について述
べたが、さらに詳しく説明する。

【００４６】本発明の実施例において、オブジェクト
は、メッセージを受信することにより活性化され、所定
の処理を実行するプログラムである。

【００４７】一般に、オブジェクトは、データおよび該
データに関する手続きの集合で構成される。

【００４８】図３に示すように、例えばオブジェクト２
１は、データ２１０、手続き１（２１１）、手続き２
（２１２）、および手続き３（２１３）を有して構成さ
れるプログラムである。

【００４９】各手続きには、その処理を起動するための
受信メッセージのメッセージ名が定義されている。

【００５０】例えばメッセージ名が「メッセージｅ」で
あるメッセージを受信した場合には、手続き１を、メッ
セージ名が「メッセージｆ」であるメッセージを受信し
た場合には、手続き２を、メッセージ名が「メッセージ
ｈ」であるメッセージを受信した場合には、手続き３を
起動するように定義される。

【００５１】また、メッセージは、オブジェクト間で情
報を送受信するための手段である。

【００５２】本実施例では、ＯＳがプロセス間通信機能
を有するため、オブジェクトがシステムコールを使用し
て、ＯＳにメッセージ送信を依頼することにより、メッ
セージ通信が実行される。

【００５３】ここで、メッセージのデータ形式の一例を
図４に示す。

【００５４】メッセージ８００は、メッセージ名を表わ
す文字列が格納されているメモリアドレス８０１、引数
の数を表わすデータ８０２と、各引数データが格納され
ているメモリアドレス８０３、８０４等を有して構成さ
れている。

【００５５】また、メッセージ名の文字列は、８０１
１、８０１２のように、文字コードの並びで表現される
（８０１９が終了記号である）。引数の実際のデータ
は、それぞれのデータ型に従って、８０３１、８０４１
のように記憶される。

【００５６】引数のデータ型は、メッセージ毎に、送信
側オブジェクトと受信側オブジェクトで一致するよう
に、各オブジェクトのプログラムで予め定義されてい
る。また、メッセージの引数は、実行する手続きの処理
に利用される。

【００５７】同様に、返答の有無、返答データの型等に
ついても、予め定義されている。

【００５８】返答データは、メッセージの引数で示した
アドレスに格納される。

【００５９】さて、オブジェクトの処理は、スケジュー
リング処理部により起動される。

【００６０】ここで図５を参照して、オブジェクト２１
を例にとり、オブジェクトの処理１０００を説明する。

【００６１】まず、システムコールにより、当該オブジ
ェクトあてのメッセージの読みだしを依頼する（ステッ
プ１００１）。

【００６２】メッセージの読みだし依頼に対するＯＳの
動作については後述する。

【００６３】メッセージは、図４にて参照した形式のデ
ータとして受け取ることができる。次に、受信したメッ
セージのメッセージ名が何であるかを判定する（ステッ
プ１００２）。

【００６４】メッセージ名が「メッセージｅ」であれ
ば、「手続き１」の処理を実行し（ステップ１００
３）、「メッセージｆ」であれば、「手続き２」の処理
を実行し（ステップ１００４）、「メッセージｈ」であ
れば、「手続き３」の処理を実行する（ステップ１００
５）。

【００６５】なお、対応する手続きが存在しないメッセ
ージ名を有するメッセージを受信した場合には、それを
無視し、処理を実行しないものとする。

【００６６】オブジェクトは、オブジェクト間通信によ
り、互いにメッセージを交換しながら並行に処理を実行
する。

【００６７】また、オブジェクトは、「手続きプログラ
ム」中で、必要により、他のオブジェクトへメッセージ
を送信する。メッセージを送信するには、図４に示すよ
うな形式のメッセージデータを生成し、システムコール
によりメッセージ送信を依頼すればよい。

【００６８】次に、メッセージ通信処理について説明す
る。

【００６９】オブジェクト間のメッセージ通信は、メモ
リ中に記憶されたＯＳプログラム内の、メッセージ通信
処理部が実行する。

【００７０】図２に示したように、メッセージ通信処理
部２ｃは、ソケット通信処理部２ｃｃを備え、これによ
り通信処理を実行する。

【００７１】ソケット通信処理部は、例えば、前記「ザ
・デザイン・アンド・インプリメンテーション・オブ・
ザ・４．３ビー・エス・ディー・ユニックス・オペレー
ティング・システム（１９８９年）」記載のように、ユ
ニックス・オペレーティングシステムに内蔵されるソケ
ット（socket）と称されるプロセス間通信機能を使用す
る。

【００７２】ソケットでは、「ソケットアドレス」を指
定することによりプロセス間通信が可能となる。ソケッ
トアドレスは、アドレスファミリ番号、ポート番号、お
よび計算機アドレスを有して構成される。

【００７３】アドレスファミリ番号は、アドレスの型を
表わす１６ビット（２バイト）の整数である。なお、プ
ロセス間の通信は、ポートを介して行なう。

【００７４】各計算機には複数のポートが備えられてお
り、各ポートには、予めポート番号が与えられている。

【００７５】ひとつの計算機内では、ポート番号を指定
することにより、指定されたポートを決定できる。

【００７６】ここでは、１６ビット（２バイト）のデー
タ長の整数で表現されるポート番号により、ポートを指
定する。

【００７７】本実施例では使用するアドレスの型を、一
つに決めており、アドレスファミリ番号は、常に同一の
ものを使用するものとする。したがって、計算機アドレ
スおよびポート番号を指定するのみで、プロセス間通信
が可能となる。

【００７８】また、各オブジェクトには、一つのポート
が与えられる。

【００７９】オブジェクトがシステムコールによって、
メッセージ送信処理を依頼する場合には、送信先のオブ
ジェクトの計算機アドレスおよびポート番号を指定し、
自分の計算機アドレスおよびポート番号、さらに、プロ
セス番号を付加して、メッセージデータの送信を、ＯＳ
に依頼する。

【００８０】図６に、メッセージ通信処理部が扱うメッ
セージの形式の一例を示す。

【００８１】メッセージ９００は、メッセージ全体の大
きさ（バイト数）を表わすデータ９０１、メッセージの
送信先の計算機アドレス９０２、送信先のポート番号９
０３、メッセージの送信元の計算機アドレス９０４、送
信元のポート番号９０５、優先度９０６、メッセージ名
９０７、引数の数を表わすデータ９０８、引数データ９
０９を有して構成される。

【００８２】さらに、メッセージ名９０７は、メッセー
ジ名の文字列を表わす文字コードの並び９０７１、９０
７２等を有して構成される。また、文字コードの並びの
最後には、終了記号９０７３を付加した構成にしてい
る。

【００８３】引数データは、その大きさ（バイト数）と
データからなる組み合わせで構成し、それを全引数につ
いて並べて構成したもので、１番目の引数の大きさ９０
９１、１番目の引数データ９０９２、２番目の引数の大
きさ９０９３、２番目の引数データ９０９３等から成
る。

【００８４】メッセージ通信処理部の動作には、メッセ
ージ受信時に起動されるメッセージ受信割り込み処理、
オブジェクトからのシステムコールにより起動されるメ
ッセージ取り出しシステムコール処理と、メッセージ送
信システムコールの処理がある。

【００８５】まず、メッセージ受信割り込み処理につい
て、図７を参照して説明する。

【００８６】メッセージ受信割り込み処理（２０００）
は、ソケット通信処理部が他の計算機からの、あるい
は、自分の計算機内におけるメッセージを受信したとき
に起動される割り込み処理である。

【００８７】処理が起動されると、まず、ソケット通信
処理部から、受信したメッセージデータを受け取る（ス
テップ２００１）。

【００８８】受け取ったデータの形式は、図６に示すも
のと同一の形式である。

【００８９】次に、受信メッセージを、図２に示した受
信メッセージバッファ２ｃｒに格納し（ステップ２００
２）、受信メッセージ中の送信先ポート番号にもとづい
て、そのメッセージを受け取るべきオブジェクトのプロ
セスを求め（ステップ２００３）、さらに、スケジュー
リング処理部を起動する（ステップ２００４）。

【００９０】次に、メッセージ取り出しシステムコール
処理について、図８を参照して説明する。メッセージ取
り出しシステムコール処理（３０００）は、オブジェク
トからのシステムコールにより起動され、受信メッセー
ジバッファ２ｃｒから図６に示す形式の受信メッセージ
を取り出し（ステップ３００２）、それを図４に示す形
式のメッセージデータに変換して、オブジェクトに該メ
ッセージデータを渡す（ステップ処理３００３）また、
メッセージ送信システムコール処理について、図９を参
照して説明する。メッセージ送信システムコール処理
（４０００）は、オブジェクトからのシステムコールに
より起動される。

【００９１】まず、スケジューリング処理部に問い合わ
せて、与えられたオブジェクトのプロセス番号から、当
該プロセスの優先度を得る（ステップ４００１）。

【００９２】次に、オブジェクトから受け取った図４に
示す形式のメッセージデータを、図６に示す形式のメッ
セージデータに変換し、図２に示した送信メッセージバ
ッファに格納する（ステップ４００２）。ここで、図６
に示す形式のメッセージデータ中の優先度は、例えば、
先ほどステップ４００１にて得たプロセスの優先度を与
える。

【００９３】そして、ソケット通信処理部を起動し（ス
テップ４００３）、送信処理が終了したら、スケジュー
リング処理部を起動し（ステップ４００４）、一連の処
理を終了する。

【００９４】次に、スケジューリング処理について説明
する。

【００９５】メモリ中に記憶されているＯＳプログラム
は、指定された優先度にしたがって、優先度の高いプロ
セスを優先的に実行することを可能とする、スケジュー
リング処理部を備えている。

【００９６】図２に示すように、スケジューリング処理
部２ｓは、さらに、実行可能プロセス待ち行列２ｓｑを
備えている。

【００９７】図１０に示すように、実行可能プロセス待
ち行列２ｓｑは、優先度毎に実行可能なプロセスを記憶
する、優先度付き待ち行列である。

【００９８】本実施例では、「０」から「１２８」まで
の整数で表現される優先度を使用でき、数字が小さいほ
ど優先度が高いことを表わす。

【００９９】図１０に示す例では、７つのプロセス１０
１〜１０７が実行可能状態で、実行待ちになっている状
態を表わしている。

【０１００】このうちプロセス１０３、プロセス１０５
は、優先度「０」、プロセス１０１は、優先度「２」、
プロセス１０２、プロセス１０４、プロセス１０７は、
優先度「４」、プロセス１０６は、優先度「７」であ
る。

【０１０１】そして、優先度の高いプロセスから順次実
行されることになる。

【０１０２】複数のプロセスが同一優先度を有している
場合には、その先頭、すなわち図の左側にあるプロセス
から順次実行されることになる。

【０１０３】したがって、今後実行可能プロセスの追加
がなければ、プロセス１０３、プロセス１０５、プロセ
ス１０１、プロセス１０２、プロセス１０４、プロセス
１０７、プロセス１０６の順番に、各々のプロセスが取
り出され実行される。

【０１０４】新たな実行可能プロセスが発生したなら
ば、該プロセスは、その優先度の最後尾のプロセスとし
て追加される。例えば、優先度２のプロセスが新たに実
行可能状態になる場合には、プロセス１０１の後部に追
加される。

【０１０５】次に、スケジューリング処理部の動作を図
１１を参照して説明する。

【０１０６】スケジューリング処理（５０００）は、メ
ッセージ受信時、メッセージを送信時、実行中のオブジ
ェクトのプロセスが何らかの待ち状態に移行して、プロ
セスの実行が中断した時、あるいは、プロセスの終了時
に起動される。

【０１０７】まず、起動原因が、上述のいずれであるか
調べ（ステップ５００１）、メッセージ受信によるもの
であれば、メッセージ送信先のオブジェクト、すなわち
該メッセージを受け取るべきオブジェクトのプロセスを
実行可能プロセス待ち行列に格納し（ステップ５００
２）、ステップ５００３にブランチする。

【０１０８】ここで、このプロセスの優先度は、受信メ
ッセージのメッセージデータ（図６に示す形式）中の優
先度９０６の値とする。したがって、受信したオブジェ
クトのプロセスの優先度は、そのメッセージを送信した
オブジェクトのプロセスの優先度と同一の値になる。

【０１０９】起動原因が、メッセージ送信やプロセス中
断の場合には、ステップ５００３から開始し、現在実行
中のプロセスを退避し、そのプロセスを実行可能プロセ
ス待ち行列に格納し（ステップ５００３）、ステップ５
００４にブランチする。

【０１１０】起動原因がプロセス終了であれば、ステッ
プ５００４から開始し、実行可能プロセス待ち行列か
ら、次に実行するプロセス、すなわち、最も高い優先度
を有するプロセスを取り出す（同一優先度のプロセスが
複数存在するときには、その先頭のプロセスを取り出
す）（ステップ５００４）。そして、そのプロセスの処
理を起動し実行する（ステップ５００５）。

【０１１１】次に、本実施例の一実行例について、図１
２を参照して説明する。

【０１１２】計算機１内には、ＯＳ１ｏのプロセス、オ
ブジェクト１１のプロセス、オブジェクト１２のプロセ
スが存在し、計算機２内には、ＯＳ２ｏのプロセス、オ
ブジェクト２１のプロセス、オブジェクト２２のプロセ
ス、オブジェクト２３のプロセスが存在し、さらに、計
算機３内には、ＯＳ３ｏのプロセス、オブジェクト３１
のプロセス、オブジェクト３２のプロセスが存在する。

【０１１３】そして現在、計算機１内では、オブジェク
ト１１のプロセスが優先度「６８」で実行中（処理１０
１１１）であり、また、オブジェクト１２のプロセスが
優先度「７２」で実行可能プロセス待ち行列中に存在す
るものとする。

【０１１４】また、計算機２内では、オブジェクト２２
のプロセスが優先度「８１」で実行中（処理２０２２
１）で、また、オブジェクト２１のプロセスとオブジェ
クト２３のプロセスは、メッセージ待ち状態であるもの
とする。

【０１１５】さらに、計算機３内では、オブジェクト３
１のプロセスが優先度「５６」で実行中（処理３０３１
１）で、また、オブジェクト３２のプロセスが優先度
「９６」で実行可能プロセス待ち行列中に存在するもの
とする。

【０１１６】さて、ここで、計算機１内に存在するオブ
ジェクト１１が、計算機２内に存在するオブジェクト２
１に対し、処理依頼のメッセージを送信したとする。

【０１１７】すなわちオブジェクト１１が、メッセージ
送信システムコールを発行することによって、ＯＳ１ｏ
のメッセージ送信処理１０１０１が起動され、ソケット
を使用して、計算機２に対する送信処理を実行する。

【０１１８】ここで、オブジェクト２２の処理の実行中
の計算機２において、ＯＳ２ｏによるメッセージ受信割
り込み処理２０２０１が発生し、計算機１から送信され
たメッセージを受信する処理を行う。

【０１１９】計算機１では、ＯＳ１ｏのメッセージ送信
処理１０１０１が終了すると、オブジェクト１１は、メ
ッセージの返答の待ち状態に移るため、スケジューリン
グ処理の結果、優先度「７２」を有するオブジェクト１
２の処理１０１２１が実行される。

【０１２０】計算機２では、ＯＳ２ｏによるメッセージ
受信割り込み処理２０２０１が終了すると、スケジュー
リング処理の結果、受信メッセージの受け取り手である
オブジェクト２１の処理２０２１１が、優先度「６８」
で実行される。この優先度は、該メッセージを送信した
オブジェクト１１の優先度と等しい。オブジェクト２２
の処理は、優先度が「８１」であるので中断される。

【０１２１】ここで、計算機３のオブジェクト３１が、
計算機２のオブジェクト２３に処理依頼メッセージを送
信するためメッセージ送信システムコールを発行し、Ｏ
Ｓ３ｏのメッセージ送信処理３０３０１が起動されたと
する。

【０１２２】これに対応して計算機２でＯＳ２ｏによる
メッセージ受信割り込み処理２０２０２が発生し、計算
機３から送信されたメッセージを受信する。

【０１２３】計算機３では、ＯＳ３ｏのメッセージ送信
処理３０３０１が終了すると、オブジェクト３１は、メ
ッセージの返答の待ち状態に移るため、スケジューリン
グ処理の結果、優先度「９６」のオブジェクト３２の処
理３０３２１が実行される。

【０１２４】計算機２では、ＯＳ２ｏによるメッセージ
受信割り込み処理２０２０２が終了すると、スケジュー
リング処理の結果、受信メッセージの受け取り手である
オブジェクト２３の処理２０２３１が、該メッセージの
送り手であるオブジェクト３１の優先度と等しい、優先
度「５６」で実行される。またこの場合、オブジェクト
２１の処理は、優先度「６８」であるので中断されるこ
とになる。

【０１２５】そして、計算機２内のオブジェクト２３の
処理が終了すると、オブジェクト２３はシステムコール
を発行して、処理の要求メッセージの送り手である計算
機３内のオブジェクト３１に、処理の返答メッセージを
送信し、オブジェクト２３のプロセスは終了する。

【０１２６】すなわち、まず、オブジェクト２３の処理
２０２３１からＯＳ２ｏによる返答メッセージの送信処
理２０２０３に処理が切り換えられ、実行される。する
と、これに対応して、計算機３では、オブジェクト３２
の処理３０３２１が中断され、ＯＳ３ｏによる返答メッ
セージの受信割り込み処理３０３０２が発生し、計算機
２からの返答メッセージを受信する。

【０１２７】計算機２では、ＯＳ２ｏの返答メッセージ
送信処理２０２０３が終了すると、オブジェクト２３の
プロセスは終了しているため、スケジューリング処理の
結果、優先度が「６８」のオブジェクト２１の処理が再
開される（処理２０２１２）。

【０１２８】計算機３では、ＯＳ３ｏによる返答メッセ
ージ受信割り込み処理３０３０２が終了すると、スケジ
ューリング処理の結果、返答メッセージの受け取り手で
あるオブジェクト３１の処理を再開し（処理３０３１
２）、その処理が終了すると、スケジューリング処理
（処理３０３０３）の結果、オブジェクト３２の処理が
再開される（処理３０３２２）。

【０１２９】計算機２では、オブジェクト２１の処理２
０２１２が終了すると、オブジェクト２１はシステムコ
ールを発行して、処理の要求メッセージの送り手である
計算機１上のオブジェクト１１に処理の返答メッセージ
を送信し、オブジェクト２１のプロセスは終了する。

【０１３０】すなわち、オブジェクト２１の処理２０２
１２からＯＳ２ｏによる返答メッセージの送信処理２０
２０４に切り換えられ、実行される。

【０１３１】これに対応して計算機１では、オブジェク
ト１２の処理１０１２１が中断され、ＯＳ１ｏによる返
答メッセージの受信割り込み処理１０１０２が発生し、
計算機２からの返答メッセージを受信する。

【０１３２】そして、返答メッセージ受信割り込み処理
１０１０２が終了すると、スケジューリング処理の結
果、返答メッセージの受け取り手であるオブジェクト１
１の処理を再開し（処理１０１１２）、それが終了する
と、スケジューリング処理（処理１０１０３）の結果、
オブジェクト１２の処理が再開される（処理１０１２
２）。

【０１３３】計算機２では、ＯＳ２ｏの返答メッセージ
送信処理２０２０４が終了すると、オブジェクト２１の
プロセスは終了しているため、スケジューリング処理の
結果、オブジェクト２２の処理が再開される（処理２０
２２２）。

【０１３４】以上のように、各計算機の各オブジェクト
は、メッセージ送信により優先度のの受渡しを行い、全
計算機を有するシステム全体で、統一的に、優先度を使
用して各処理が実行される。

【０１３５】以上、本発明の実施例について詳細に説明
してきた。

【０１３６】本発明によれば、メッセージ送信側のオブ
ジェクトが、メッセージ受信側のオブジェクトの処理の
優先度を、ユーザ等が指定せずに、優先度付きの処理を
行うことができ、オブジェクトの記述が簡単になるとい
う効果がある。

【０１３７】また、複数の計算機を有して構成される分
散処理システム全体の各処理が、同一の優先度制御にし
たがって実行され、分散処理システム全体で、統一的な
スケジューリングにしたがって、分散処理を行うシステ
ムを実現できるという効果がある。

【０１３８】次に、本発明にかかる他の実施例について
説明する。

【０１３９】上述の本発明の一実施例では、オブジェク
トの処理の優先度の範囲と、メッセージに付加する優先
度、すなわちメッセージデータ中の優先度の範囲を同一
とし、両者の優先度を一致させたが、必ずしもオブジェ
クトの処理の優先度の範囲と、メッセージデータ中の優
先度の範囲を同一とする必要はない。

【０１４０】この場合、両者の優先度の範囲を考慮し
て、オブジェクトの処理の優先度をメッセージデータ中
の適当な優先度に変換すれば良い。

【０１４１】変換法としては、例えば、オブジェクトの
処理の優先度範囲に対するオブジェクトの処理の優先度
の相対的な値を、メッセージデータ中の優先度範囲に対
するメッセージデータ中の優先度の相対的な値に一致す
るようにする方法、あるいは優先度の範囲に応じた相対
的な変換方法等が考えられる。

【０１４２】ここで優先度の相対的な値を一致させると
は、オブジェクトの処理の優先度の範囲が「０」から
「１２８」で、メッセージデータ中の優先度の範囲が
「０」から「１６」の場合、オブジェクトの処理の優先
度の値が「６４」であれば、メッセージデータ中の優先
度の値を「８」に、オブジェクトの処理の優先度の値が
「３２」であれば、メッセージデータ中の優先度の値を
「４」にすること等が考えられる。

【０１４３】これにより、オブジェクトの処理の実行の
優先度の範囲と、メッセージデータ中の優先度の範囲が
異なる分散処理システムにおいても、分散処理システム
全体として、統一的な優先度制御による分散処理が行え
るという効果がある。

【０１４４】また、オブジェクトの処理の実行の優先度
の範囲より、メッセージデータ中の優先度の範囲を小さ
くすることにより、メッセージデータ中の優先度のデー
タ長を短くでき、メッセージデータ量を減少させ、効率
良いメッセージ通信が可能になるという効果がある。

【０１４５】上述の本発明の実施例では、送信側オブジ
ェクトが存在する計算機で使用可能な優先度の範囲と、
受信側オブジェクトが存在する計算機で使用可能な優先
度の範囲を同一とし、両者の優先度を一致させたが、必
ずしも送信側計算機における優先度の範囲と、受信側計
算機における優先度の範囲を一致させる必要はない。

【０１４６】この場合、両者の優先度の範囲を考慮し
て、送信側の優先度を受信側の適当な優先度に変換する
方法が考えられる。すなわち、両者の優先度の範囲内に
おいて、優先度が一対一に対応していればよい。

【０１４７】変換法としては、例えば、送信側計算機の
優先度範囲における送信側優先度の相対的な値が、受信
側計算機の優先度範囲における受信側優先度の相対的な
値に、一致するようにする方式、あるいは、優先度の範
囲に応じて付加する優先度を相対的に変換方式が考えら
れる。

【０１４８】優先度の相対的な値を一致させるとは、例
えば、送信側計算機がとりえる優先度の範囲である優先
度範囲が「０」から「６４」で、受信側計算機がとりえ
る優先度の範囲である優先度範囲が「０」から「２５
６」の場合、送信側の優先度の値が「３２」であれば、
受信側の優先度の値を「１２８」に、送信側の優先度の
値が「１６」であれば、受信側の優先度の値を「６４」
にする等の処理を意味する。

【０１４９】これにより、使用できる優先度の範囲が異
なる計算機を有して構成される分散処理システムにおい
ても、分散処理システム全体として、統一的な優先度制
御による分散処理が行えるという効果がある。

【０１５０】上記実施例において、メッセージ通信処理
では、優先度をデータとして送信するものの、通信処理
そのもののには優先度を考慮した処理は行っていなかっ
た。しかし、メッセージ通信処理部が、優先順位にした
がった通信処理を行うものとする構成も考えられる。

【０１５１】例えば、上記実施例において、送信メッセ
ージを格納しておくための送信メッセージバッファを、
図１０と同じ形式の優先度付き待ち行列である、送信メ
ッセージ待ち行列として構成し、メッセージ送信処理
を、送信メッセージに付加された優先度にしたがって、
スケジューリングして実行する。

【０１５２】また、メッセージ送信処理を、該メッセー
ジを送信したプロセスに付加された優先度にしたがっ
て、スケジューリングしてもよい。

【０１５３】これにより、優先度の高いメッセージを優
先的に送信することができることになる。

【０１５４】したがって、オブジェクトの処理のみでな
く、メッセージ送信処理についても、同一の優先度にし
たがった処理をおこなうことができ、分散処理システム
全体として、統一的な優先度制御による分散処理を行う
ことが可能になるという効果がある。

【０１５５】さらに、通信処理そのものに優先度を付与
するという上記本発明の他の実施例では、オブジェクト
の処理で使用できる優先度の範囲と、メッセージ通信処
理で使用できる優先度の範囲を同一とし、両者の優先度
を一致させたが、必ずしもオブジェクトの処理の優先度
の範囲と、メッセージ通信処理の優先度の範囲を同一と
する必要はない。

【０１５６】この場合、両者の優先度の範囲を考慮し
て、オブジェクトの処理の優先度をメッセージ通信処理
の適当な優先度に変換すればよい。

【０１５７】変換法としては、例えば、オブジェクトの
処理の優先度範囲に対するオブジェクトの処理の優先度
の相対的な値を、メッセージ通信処理の優先度範囲に対
するメッセージ通信処理の優先度の相対的な値に、一致
するようにする方式、あるいは、優先度の範囲に応じた
相対的な変換方法等が考えられる。

【０１５８】ここで、優先度の相対的な値を一致させる
とは、例えば、オブジェクトの処理の優先度の範囲が、
「０」から「１２８」で、メッセージ通信処理の優先度
の範囲が「０」から「３２」の場合、オブジェクトの処
理の優先度の値が「６４」であれば、メッセージ通信処
理の優先度の値を「１６」に、オブジェクトの処理の優
先度の値が「３２」であれば、メッセージ通信処理の優
先度の値を「８」にすること等が考えられる。

【０１５９】これにより、オブジェクトの処理の実行の
優先度の範囲と、メッセージ通信の処理の優先度が異な
る計算機を有して構成する分散処理システムにおいて
も、分散処理システム全体として、統一的な優先度制御
による分散処理が行えるという効果がある。

【０１６０】上記実施例では、オブジェクト、すなわち
プロセスの処理は、一度決定されると固定的であった
が、処理の実行中に優先度を、システムコールによりＯ
Ｓのスケジューリング処理部に優先度の変更を依頼し
て、動的に変更することも可能である。

【０１６１】これにより実行状況に応じた柔軟な優先度
制御が可能になるという効果がある。上記実施例で
は、オブジェクトの処理の優先度は、プロセッサの使用
率等によらず固定的に扱われるものとしたが、プロセッ
サの使用率等に応じて動的に変化させるスケジューリン
グを行うこともできる。これにより、分散処理システム
全体で、効率のよいスケジューリングが可能となる。

【０１６２】上記実施例では、一つのオブジェクトは、
一つのプロセスとして実行されているが、プロセスでは
なくスレッドでもよい。これにより、プロセス切り替え
時ののオーバーヘッドの低減が可能になる。

【０１６３】上記実施例では、一つのオブジェクトは、
一時に一つの処理しか行えないが、一つのオブジェクト
が、複数のプロセス、あるいは、複数のスレッドを使用
可能とし、複数の要求メッセージに対する処理を並行に
実行することも可能である。これにより、優先度の高い
メッセージに対する処理を割り込ませて処理できるとい
う効果がある。

【０１６４】上記実施例では、システムコールの呼び出
しによりメッセージ通信を行っているが、遠隔手続き呼
び出し（Remote Procedure Call）の形式で、メッセー
ジ通信を行ってもよい。

【０１６５】これにより、１プロセス内の手続き呼び出
しと同様の形式で、プロセス間通信を記述できるという
効果がある。

【０１６６】

【発明の効果】複数の計算機を有して構成される分散処
理システム全体の処理が、同一の優先度にしたがって実
行され、リアルタイム機能を有する分散処理システムを
容易に構築できる。

【０１６７】また、メッセージの送信側のプログラム
が、メッセージの受信側のプログラムの処理の優先度を
明示的に指定せずに、優先度付きの分散処理を行うこと
が可能となり、プログラムの記述が簡単になる。

【０１６８】さらにまた、複数の計算機を有して構成さ
れる分散処理システム全体のプログラムの実行のスケジ
ューリングを、システム全体を集中的にスケジューリン
グする手段を設けずに行うことができ、リアルタイム処
理を行う分散処理システムを容易に構築できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施例の全体構成図である。

【図２】本発明にかかる実施例のソフトウェア構成図で
ある。

【図３】オブジェクトの構造例を示す図である。

【図４】オブジェクトが扱うメッセージのデータ構造例
を示す図である。

【図５】オブジェクトの動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】メッセージ通信処理部が扱う、メッセージのデ
ータ構造例を示す図である。

【図７】メッセージ受信割り込み処理の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】メッセージ取出しシステムコールの動作を示す
フローチャートである。

【図９】メッセージ送信システムコールの動作を示すフ
ローチャートである。

【図１０】実行可能プロセス待ち行列の構造例を示す図
である。

【図１１】スケジューリング処理部の動作を示すフロー
チャートである。

【図１２】本発明における、実行例を説明するための説
明図である。

【符号の説明】

１…計算機、２…計算機、３…計算機、１ｐ…プロセッ
サ、２ｐ…プロセッサ、３ｐ…プロセッサ、１ｎ……ネ
ットワークアダプタ、２ｎ…ネットワークアダプタ、３
ｎ…ネットワークアダプタ、１ｄ…ディスク装置、２ｄ
…ディスク装置、３ｄ…ディスク装置、１ｍ…メモリ、
２ｍ…メモリ、３ｍ…メモリ、１ｏ…ＯＳ、２ｏ…Ｏ
Ｓ、３ｏ…ＯＳ、１ｓ…スケジューリング処理部、２ｓ
…スケジューリング処理部、３ｓ…スケジューリング処
理部、１ｃ…メッセージ通信処理部、２ｃ…メッセージ
通信処理部、３ｃ…メッセージ通信処理部、１１…オブ
ジェクト、１２…オブジェクト、２１…オブジェクト、
２２…オブジェクト、３１…オブジェクト、３２…オブ
ジェクト、２ｓｑ…実行可能プロセス待ち行列、２ｃｃ
…ソケット通信処理部、２ｃｒ…受信メッセージバッフ
ァ、２ｃｓ…送信メッセージバッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村田悟茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者中村智明茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプロセスを並行に実行する複数の計
算機を、ネットワークを介して接続し、各計算機上の、
少なくとも１以上のプロセスがプロセス間通信を行いな
がら、当該プロセスの処理を実行する分散処理システム
において、前記各計算機は、処理の順番を定める情報である優先度
を有する複数のプロセスを、優先度の高い順番に実行す
るスケジューリング処理手段と、プロセスの優先度に対
応した新たな優先度をメッセージに付加し、前記ネット
ワークを介して他の計算機に、前記新たな優先度が付加
されたメッセージを送受信処理するメッセージ通信処理
手段を備え、さらに、前記スケジューリング処理手段は、受信したメ
ッセージに付加された前記新たな優先度に対応した、さ
らに新たな優先度を、当該受信メッセージに対応する処
理を実行するプロセスに与えることを特徴とする分散処
理システム。
【請求項２】請求項１において、前記メッセージ通信処
理手段は、前記メッセージに付加された新たな優先度
と、当該メッセージを送信するプロセスが有する優先度
とを一致させ、前記スケジューリング処理手段は、受信
したメッセージに付加された前記新たな優先度と、当該
メッセージに対応する処理を実行するプロセスの前記さ
らに新たな優先度とを一致させることを特徴とする分散
処理システム。
【請求項３】請求項１において、前記メッセージ通信処
理手段は、前記メッセージに付加する新たな優先度が取
りうる第一の範囲と、当該メッセージを送信するプロセ
スが有する優先度が取りうる第二の範囲とにおいて、前
記第一の範囲内の値を有する前記新たな優先度を、前記
第二の範囲内の値を有する優先度と一対一の対応関係を
もたせて定めることを特徴とする分散処理システム。
【請求項４】複数のプロセスを並行に実行する複数の計
算機を、ネットワークを介して接続し、各計算機上の、
少なくとも１以上のプロセスがプロセス間通信を行いな
がら、当該プロセスの処理を実行する分散処理システム
において、前記各計算機は、処理の順番を定める情報である優先度
を有する複数プロセスを、優先度の高い順番に実行する
スケジューリング処理手段と、プロセスの優先度に対応して新たに優先度を付加したメ
ッセージの、送受信処理を、前記新たな優先度にしたが
って実行するメッセージ通信処理手段を備え、さらに、前記スケジューリング処理手段は、受信したメ
ッセージに付加された前記新たな優先度に対応した、さ
らに新たな優先度を、当該受信メッセージに対応する処
理を実行するプロセスに与えることを特徴とする分散処
理システム。
【請求項５】複数のプロセスを並行に実行する複数の計
算機を、ネットワークを介して接続し、各計算機上の、
少なくとも１以上のプロセスがプロセス間通信を行いな
がら、当該プロセスの処理を実行する分散処理システム
において、前記各計算機は、処理の順番を定める情報である優先度
を有する複数プロセスを、優先度の高い順番に実行する
スケジューリング処理手段と、プロセスの優先度に対応して新たに優先度を付加したメ
ッセージの、送受信処理を、前記プロセスの優先度と同
一の優先度で実行するメッセージ通信処理手段を備え、さらに、前記スケジューリング処理手段は、受信したメ
ッセージに付加された前記新たな優先度に対応した、さ
らに新たな優先度を、当該受信メッセージに対応する処
理を実行するプロセスに与えることを特徴とする分散処
理システム。