JPH0792774B2 - 複数プロセスの関係表示方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は制御用コンピュータシステムのソフトウェア開
発環境における複数プロセス間の協調動作の関係表示を
行う複数プロセスの関係表示方式に関し、多数の計算機
からなるコンピュータシステムのプログラムの開発環境
におけるバグの発生の防止と効率化を目的とし、多数の
機能を実行する各プロセスに時間軸を用いて３次元表示
を行い、プロセス相互間で送受するメッセージの送受信
時点に対応した点を結ぶ線により表示し、入力された任
意の位置と視点に対応する３次元表示を行うものであ
る。

［産業上の利用分野］ 本発明は複数のプロセスが並行して実行され、プロセス
間でメッセージが通信される制御用コンピュータシステ
ムにおける複数プロセスの関係表示方式に関する。

近年、分散した多数のコンピュータを用いて、各種の処
理を行うコンピュータシステムが利用されるようになっ
た。たとえば、オンラインの事務処理システムや、自動
化した工場の制御や、発電・配電などの制御等における
コンピュータシステムがある。

このような多数のコンピュータを接続して相互の通信を
維持しつつ処理を行う場合、それらの個々のコンピュー
タにおける機能を実行するためのプログラムは従来から
多く開発されているが、それらの複数のコンピュータが
相互に連携して動作することが必要な処理が多数ある。

たとえば、多数の発電所、送・配電所を制御するコンピ
ュータを中央のコンピュータと結んで制御を行う場合、
或る一個所の発電所における障害が発生した場合、発生
個所の制御用コンピュータからの障害メッセージに対応
して、他の多数のコンピュータに対して実行されるべき
一連の処理内容が順次指示される必要がある。

このように複数のコンピュータシステム内で並列に実行
される複数プロセス間では相互の関連付けを厳密につけ
る必要があり、それを誤る（プログラムのエラーによ
る）と開発されたソフトウェアによりシステムが正常に
動作できなくなる。

一方、複数の計算機から構成されるシステムは、一体の
メガ・コンピュータ（多数のプロセッサからなるシステ
ム）とみなし、それを直接的にプログラムしようとする
試みが近年行われるようになったが、この種のプログラ
ムは計算機相互間の協調が問題であり、個々の動作は重
要でなく、こうしたプログラミングは“プログラミング
・イン・ラージ”（programming in large）と呼ばれ、
個々の計算機一台一台のプログラミングは“プログラミ
ング・イン・スモール”（programming in small）と呼
ばれる。

この後者の方は、現在のプログラミングと同様であり、
従来のプログラミング環境で十分対応可能である。とこ
ろが、前者のプログラミング・イン・ラージは満足な概
念すら確立されていないのが現状であり、並列計算のソ
フトウェアの記述を本格的に支援する環境は殆ど無く、
高度に並列化されたアルゴリズムを要領よくプログラム
することは困難である。そのため、多数台の相互接続さ
れた計算機のリアルタイム動作の記述を支援するための
プログラミング環境の提案が望まれている。

［従来の技術］ 第４図はマルチタスク処理の一般的概念を示す図であ
る。

テキストは、基本的に１次元の文字列であり、第４図の
A.に示すように１本のプロセスを記述するためのもので
ある。従って、並列処理をテキストのみによって書く
（表現する）ことは難しい。なぜなら、並行プロセス
は、第４図のB.に示すように２次元的に広がりを持って
いるからである。

並行プロセス間に同期が必要な場合、時間的な前後関係
を考えなければならないが、従来の並行プロセスの関係
表示の例として第４図のC.に示すように２次元図形とし
て描かれる。この場合、複数のプロセスＡ〜Ｃ間はメッ
セージ（矢印で示す）の送受により関係が表示される。
このように、マルチタスク処理のプログラムでは、プロ
セス間でメッセージ交換が行われ、計算機はメッセージ
到着により該当するタスクが起動される。

ここで、前記した各用語は本明細書において次のような
意味を持つものとして使用する。すなわち、「プロセ
ス」とは１つのプログラム単位を表し、「メッセージ」
は命令とデータを合わせたもので、「タスク」はメッセ
ージを受けて駆動される実行型のプログラム単位であっ
て、メッセージを送るか、自己完結により終了する。ま
た、タスクはプロセスを実行して処理するプログラムで
ある。

第４図のＣの例はプロセス数やメッセージ数が少ない
が、その数が多くなると、プロセスを表示するブロック
をメッセージ線が幾つも横断することになり、時間的な
相互関係を把握することはできない。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来の方式ではマルチコンピュータにおける
プロセス間の関係を厳密な時間位置を含めて表示するこ
とが困難であるという問題があった。

本発明は、プロセス間の厳密な同期を含めて多数のプロ
セス間のプログラムの関係が容易に理解できるマルチコ
ンピュータシステムのプログラム開発環境における複数
プロセスの関係表示方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において、１〜４は複数の並行プロセス、５はメ
ッセージ、10はプロセス（タスク）、12はサクセショ
ン、13はブロック・ダイヤグラム、14はタイミング・チ
ャートを表す。

本発明は、ソフトウェア開発環境の中の視覚的環境とし
て、３次元表現を採用することにより上記の問題を解決
するものであり、各プロセスを所定の面積を持って時間
軸に対し広がりを持つ（体積を持つ）形態で表示し、３
次元的な奥行きにより表現される時間軸を用いてプロセ
ス間に送受されるプロセス間の同期関係を表示し、メッ
セージは、送信側タスクの送信時間位置と受信側のタス
クのメッセージ受信時間位置を結ぶ線により表現する。

［作用］ 第１図の原理説明図において、複数の並行プロセス１〜
４は時間軸Ｘを奥行きとして、一定の体積を備える形態
で３次元表現により表示する。

そして、複数のプロセス間に送受信されるメッセージ５
をそれぞれ送信時間位置と受信時間位置を結ぶ線により
表示する。この図において、複数のプロセス１〜４は、
メッセージによって次々にタスクが起動されており、こ
こではこのようなメッセージによるひとつながりをサク
セションと呼称する。

このような表示を行うことにより、この表示をＸ軸方向
からみると、Ｙ−Ｚ平面にブロック・ダイヤグラム13が
得られ、ブロック・ダイヤグラムの表示によりメッセー
ジのやりとりや、プロセス間の関係を容易に理解でき
る。一方、Ｘ軸に垂直に３次元表示を眺めると、Ｘ−Ｚ
平面にタイミング・チャート14を見ることができる。こ
のタイミング・チャート14によれば、Ｙ−Ｚ平面のブロ
ックダイヤグラム表示によって見ることができなかった
プロセスの同期のタイミング、すなわちメッセージの送
受信の時間位置を見ることができる。

このように、複数のプロセスを３次元表示することによ
り、ブロック・ダイヤグラムとタイミング・チャートの
両方の表示が同時に行われたのと同様の効果があり、さ
らに、見る視点を前後左右に変えることにより、異なる
角度から眺めた表示を行うことにより、例えば或る角度
において重なって見えた２つのプロセスを視点を変える
ことにより分離して眺めることができる。

本発明はこのような原理に基づいて、複数のプロセスを
３次元表示して、プロセスのブロック・ダイヤグラムと
タイミング・チャートの両者を同時に表現することがで
きる。また、サクセションの構成と、複数のサクセショ
ンの前後関係を表示をみることにより理解することがで
きる。

［実施例］ 第２図は本発明の実施例の表示形態を示す図、第３図は
本発明が実施されるハードウェア構成例を示す。

第２図において、20〜27は複数のプロセス、28〜33はメ
ッセージ、各プロセスの断面を表したA,B,D,Gは短い実
行時間のタスクを表し、さらに２つの断面の間、例えば
Ｃ−Ｅ間,F−Ｈ間,I−Ｊ間などはそれぞれ実行時間が長
いタスクを表す。

この第２図の表示形態では、複数のプロセスを角柱とし
て表示し、それぞれの角柱は所定の間隔をおいて３次元
表示され、視点の位置は、左右の方向としてはプロセス
20〜23の角柱の左側で、上下の方向としてはプロセス2
2,23の角柱の間である。なお、プロセスを他の円柱など
の形状で表現できるのは当然のことである。また、メッ
セージを表す線は、直線だけでなく曲線などの他の線を
使用でき、それらの色を変えて表示することもできる。

この図によれば、タスクＢからメッセージ28と29が送信
され、タスクＡとタスクＣ−Ｅ（Ｃの時点で発生し、Ｅ
の時点で終了するタスク）が起動され、さらにタスクＤ
とタスクＦ−Ｈがメッセージ30と31により起動されると
いった一連の動作の様子が分かる。

このような表示を用いることにより、ソフトウェアの開
発環境において厳密な同期関係を確認することができ
る。以下同様にして複数のプロセスの関係表示が、この
３次元表示により理解することができる。なお、この３
次元表示の図形は、入力装置からの視点位置の入力によ
り視点に対応した異なる表示に変化して、プロセス間の
ブロック・ダイヤグラムや、タイミングチャートをそれ
ぞれの視点から眺めることができる。

次に第３図により本発明が実施されるハードウェア構成
図を示す。

この第３図の構成は、ワークステーションにより３次元
の図形処理を行うものである。

第３図の30はワークステーション、31は処理装置、32は
表示装置、33はマウス、34はキーボードを表す。

ワークステーション30の処理装置31において、311はCP
U、312はプロセス，タスク，メッセージの各データ，相
互の関係を表すデータ等からなるプロセス管理データ
と、３次元図形処理を行うプログラムとを格納したメモ
リ、および処理された結果である表示用データを格納す
る表示用メモリ313を備えている。

入力装置としてマウス33とキーボード34が備えられ、マ
ウス33は視点位置の左右（上下）を入力するために用い
られ、キーボード34からはタスク，メッセージなどの名
称を入力することができる。視点位置を入力する場合、
具体的には、表示画面の一部に視点の位置を選択するた
めのメニュー（例えば、「右」，「左」など）が表示さ
れ、その表示位置をマウスによりクリックすることによ
り視点位置の入力が行われる。

第３図の構成による動作を概説すると、CPU311はメモリ
312に格納されたプロセス管理データについて、予めロ
ードされた３次元図形処理のプログラムにより処理を行
って、処理された結果である３次元表示データを表示用
メモリ313に格納する。表示用メモリ313に格納された内
容は表示装置32に転送されて表示が行われる。なお、３
次元図形処理を行うプログラムは従来から実用されてい
るプログラムを使用することができる。

表示された内容を変更する場合や、視点を変えてプロセ
スの関係を知りたい場合は、マウス33や、キーボード34
を操作することにより行う。

このようにして、メッセージによるひとつながりのタス
クであるサクセションの実行状態を容易に把握すること
ができ、他のサクセションとの前後関係も厳密に見るこ
とができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、マルチタスクのプログラム開発環境に
おいて、複数のプロセスを３次元図形により表示するこ
とにより、プロセス相互の関係を直接的に把握すること
が可能となり、プログラム開発におけるエラーの発生を
防止するとともに、多数の並行プロセスを含むプログラ
ム開発を効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は実施例の表示形
態を示す図、第３図は本発明が実施されるハードウェア
構成図、第４図はマルチタスク処理の一般的概念を示す
図である。 第１図中、 １〜4:複数の並行プロセス 5:メッセージ 10:プロセス（タスク） 12:サクセション 13:ブロック・ダイヤグラム 14:タイミング・チャート

フロントページの続き 特許法第30条第１項適用申請有り 1988年（昭和63年) ７月18日及至20日に米国で開催された「ＴＨＥ ＵＳＡ −ＪＡＰＡＮ ＳＹＮＰＯＳＩＵＭ ＯＮ ＦＬＥＸＩ ＢＬＥ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ」における刊行物「ＰＲ ＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ＵＳＡ−ＪＡＰＡ Ｎ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＯＮ ＦＬＥＸＩＢＬＥ Ａ ＵＴＯＭＡＴＩＯＮ ＣＲＯＳＳＩＮＧ ＢＲＩＤＧＥ Ｓ：ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＡＵ ＴＯＭＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＯＢＯＴＩＣＳ ＶＯＬ ＵＭＥ １」（ＴＨＥ ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＳＯＣＩＥ ＴＹ ＯＦ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲ Ｓ 発行）中に論文「ＳＯＦＴＷＡＲＥ ＥＮＶＩＲＯ ＮＭＥＮＴ ＦＯＲ ＨＯＬＯＮＩＣ ＭＡＮＩＰＵＬ ＡＴＯＲ」と題して発表。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセス間でメッセージが通信されるマル
   チコンピュータシステムのソフトウェア開発環境におい
   て、 複数の並行プロセスを、互いに離隔して配置すると共に
   それぞれが一定面積を持ち時間軸を奥行きとした柱状の
   ３次元図形として表示し、プロセス間のメッセージ送受
   信は関係するタスクの発生・終了時点を接続する線によ
   り表示することを特徴とする複数プロセスの関係表示方
   式。