JPH10320245A - 計算機性能評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アプリケーションからシミュレーション用の
インストラクション列を特別に作成して読み込ませる必
要がない計算機評価装置を提供する。 【解決手段】 制御部４の制御により、シミュレータ部
２は仮想計算機上で命令実行のシミュレーションを行い
計算機の各構成要素の利用頻度と利用時間等の情報を求
め、また、性能評価部３は前記情報に基づき計算機の性
能を評価する。シミュレータ部２の入力部にロードモジ
ュール解読部１を設ける。ロードモジュール解読部１
は、アプリケーションのロードモジュール５を読み込み
ロードモジュール形式に則って解析して命令を作成する
とともに、これをロードする仮想計算機のメモリ上のア
ドレスを計算し、得られた命令とそのアドレスをシミュ
レート部２へ順次出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機性能評価装
置に関し、特に、設計中の計算機の性能を事前に評価す
るために使用される計算機性能評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の計算機性能評価装置は、シミュレ
ータ部において仮想計算機構成ファイルを読み込み仮想
的に計算機を実現してターゲットプログラムの論理的動
作をシミュレートし、性能評価部において前記シミュレ
ータ部からのシミュレート時の命令及びメモリアクセス
の実行履歴を収集し仮想計算機の構成とハードウェアの
利用時間／頻度から単位時間あたりの命令実行数やＣＰ
Ｕ、キャッシュ、メモリの利用率などの性能を計算する
ように構成されており、このような計算機性能評価装置
は、例えば、特開平５−１５８７４０号公報に記載され
ている。

【０００３】図５は、このような計算機性能評価装置の
基本構成を示す図である。同図において、シミュレータ
部２は、仮想計算機構成ファイル９を読み込み仮想的に
計算機を実現する。制御部４は、ユーザが入力したイン
ストラクション列に基づいてシミュレータ部２における
シミュレート処理の実行制御を行い、ターゲットプログ
ラムの論理的動作をシミュレートする。また、制御部４
は、シミュレータ部２からシミュレーション時の命令と
メモリアクセスの実行履歴を収集し、得られた前記実行
履歴等を性能評価部３に渡す。性能評価部３は、仮想計
算機の構成に基づいて前記命令及び実行履歴等から単位
時間あたりの命令実行数やＣＰＵ、メモリ等の利用率な
どの性能を計算する。そして、制御部４は、性能評価部
３で得られた結果に基づき計算機の性能を表示して計算
機の性能評価を可能とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】設計中のハードウェア
及びソフトウェアを計算機性能評価装置によりシミュレ
ーションを行う場合、シミュレータ部に渡すプログラム
は開発に応じてしばしばその内容は変更されるものであ
り、その都度、最新のアプリケーションプログラムとし
て性能の検証を行うシミュレーションを容易に繰り返す
ことができることが望まれる。

【０００５】このことは、計算機の性能はその上で走行
するアプリケーションプログラムによって大きくかわる
ものであり、さまざまなサービスをこなすべく数多くの
関数を含めたプログラムの場合には必要とされる計算機
の各資源はおのずと膨大になるので性能の検証も頻繁に
行い資源を縮小する必要があることからもいえる。つま
り、無駄な資源を含むことのないように性能評価はなる
べく現実に即した最新のアプリケーションプログラムに
より即座に正確に行えることが要請される。

【０００６】しかし、従来の計算機性能評価装置におい
ては、これにかけるデータは動的なインストラクション
列であることが必要があり、一方、ターゲットプログラ
ム等のロードモジュール自体は静的なインストラクショ
ン列である。このため、従来の計算機性能評価装置で
は、ターゲットプログラムを動的なインストラクション
列とするために、一旦別の計算機上において計算機性能
評価装置が実行できるような形に変更し、そのプログラ
ムをトレースしなければならないなどの煩雑な作業を伴
うものであった。

【０００７】本発明の目的は、上記問題を解決するもの
であり、直接アプリケーションプログラムのロードモジ
ュールを用いて計算機性能評価を行うことを可能とする
計算機性能評価装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の計算機性能評価装置では、シミュレータ部
の前にロードモジュール解析部を設け、アプリケーショ
ンプログラムを解析して得られたインストラクション列
をシミュレータ部に渡すように構成する。

【０００９】本発明の計算機性能評価装置は、性能評価
用の仮想計算機におけるインストラクション実行時の内
部状態を実現するシミュレータ部と、性能評価を行う性
能評価部と、前記シミュレータ部と性能評価部を制御す
る制御部とを有する計算機性能評価装置において、対象
アプリケーションプログラムのロードモジュールを入力
情報とし、前記ロードモジュールの解析を行ってシミュ
レーションに適したインストラクション列を生成するロ
ードモジュール解析部を備える。

【００１０】また、前記ロードモジュール解読部は、ロ
ードモジュールをロードモジュール形式に則って解析し
て命令を作成し、前記命令をロードする仮想計算機のメ
モリ上のアドレスを計算し、前記命令及びアドレスをシ
ミュレータ部に命令単位で順次出力する。

【００１１】更に、前記計算機性能評価装置は、前記シ
ミュレータ部から出力された命令とメモリアクセスの実
行履歴を伝達する実行履歴伝達部と、前記実行履歴伝達
部から伝達された命令とメモリアクセスの実行履歴から
仮想計算機の各構成要素の利用頻度と利用時間等の利用
情報を求める実行メモリアクセス履歴処理部と、前記実
行メモリアクセス履歴処理部から出力された仮想計算機
の利用情報を前記性能評価部に伝達する利用情報伝達部
とを有する。

【００１２】（作用）ロードモジュール解析部は、アプ
リケーションプログラムのロードモジュールを入力情報
とし、その解析を行ってシミュレーションに適したイン
ストラクション列を出力する。即ち、通常ロードモジュ
ールは実在の計算機上で動作できるように構成されてい
ることから、テキストやデータセクションのサイズやア
ドレス、初期値データなど実行に必要なさまざまな情報
を含んでいる。逆にいえばこれだけあれば実在の計算機
上で実行できるように構成されているので、これを使用
して実際に実行を行う場合のインストラクション列を作
成、出力する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
を参照して説明する。図１は、本実施の形態の計算機性
能評価装置の機能ブロック図である。

【００１４】本実施の形態は、シミュレータ部２と、性
能評価部３と、制御部４と、更に、アプリケーションプ
ログラムのロードモジュール５と、ロードモジュール解
析部１とを有する。

【００１５】本実施の形態は、シミュレータ部２、性能
評価部３及び制御部４からなる構成におけるシミュレー
ト処理に関する限り動作は図６に示すものと同様であ
る。即ち、シミュレータ部２は、仮想的な計算機を実現
しターゲットプログラムの論理的動作をシミュレートす
る。制御部４は、ユーザが入力したインストラクション
列に基づいてシミュレータ部２におけるシミュレート処
理の実行制御を行い、また、シミュレータ部２からシミ
ュレーション時の命令とメモリアクセスの実行履歴を収
集し、得られた前記実行履歴等を性能評価部３に渡し性
能評価部３から得られた結果を表示する。性能評価部３
は、仮想計算機の構成に基づいて前記命令及び実行履歴
等から単位時間あたりの命令実行数やＣＰＵ、キャッシ
ュ、メモリ等の利用率などの性能を計算する。

【００１６】また、本実施の形態においては、特に、制
御部４とシミュレータ部２の間にロードモジュール解析
部１を設けており、制御部４はアプリケーションプログ
ラムのロードモジュール５を直接ロードモジュール解析
部１に供給し、ロードモジュール解析部１は、読み込ん
だアプリケーションプログラムのロードモジュールを解
析し、シミュレータ部２に動的なインストラクション列
を供給する処理動作を行う。

【００１７】ここで、ロードモジュール解析部１は、ロ
ードモジュール自体が静的な命令列であるため、シミュ
レータ部２に対して動的なインストラクション列として
渡すためには、該ロードモジュール解析部１において実
際の実行をシミュレートする必要がある。このためロー
ドモジュール解析部１は、アプリケーションプログラム
に与えるパラメータを想定して渡す必要があり、ロード
モジュール解析部１はそのためのバラメータを入力する
機構を持つ。

【００１８】図２は、ロードモジュールの構成例を示す
図である。同図のロードモジュールの構成は、テキスト
とデータのみからなるロードモジュール形式の例であ
り、この場合、テキスト部ヘッダと、データ部ヘッダ
と、テキスト部本体と、データ部本体とで構成される。
ここで、ヘッダの中には計算機上で実行されるために必
要な情報、例えば割り付けアドレスやサイズなどが入っ
ている。ロードモジュール解析部１は、これを解析し実
際にアプリケーションプログラムを実行したときと同じ
アドレスや命令列を求める。

【００１９】ロードモジュール解析部１は、静的なイン
ストラクション列から動的なインストラクション列を生
成するために前記テキスト部にあらわされているアプリ
ケーションプログラムに想定パラメータを入力し、この
想定パラメータをもとにロードモジュールの実行をシミ
ュレートする機能を持ち、分岐命令がきたときにどちら
に分岐するかを決めてゆく。このようにして実際にアプ
リケーションプログラムを実行したときと同じインスト
ラクション列を出力する。

【００２０】また、ロードモジュール解読部１のインス
トラクション列の出力としては、ロードモジュールをロ
ードモジュール形式に則って解析して命令を作成すると
ともに、当該命令をロードする仮想計算機のメモリ上の
アドレスを計算し、解析により得られた命令とそのアド
レスをシミュレート部に実行されるべき命令として与え
る。このようにロードモジュール解読部１は、命令とそ
のアドレスを作成して命令単位でシミュレータ部２に順
次出力することにより、シミュレートしたいアプリケー
ションのロードモジュールからシミュレーション用のイ
ンストラクション列を生成する。

【００２１】次に、図２に示す構成のロードモジュール
を例として本実施の形態の処理動作を図３〜図４を参照
して具体的に説明する。

【００２２】まず、ロードモジュール解析部１はアプリ
ケーションプログラムのロードモジュールを直接読む。
ロードモジュールの構成は、テキストとデータのみから
なるロードモジュールであり、テキストヘッダにはテキ
ストセクションに関する情報が、データヘッダにはデー
タセクションに関する情報がそれぞれ入っている。それ
ぞれのへッダの中には計算機上で実行されるために必要
な情報、つまり割り付けアドレスやサイズなどが入って
いる。

【００２３】ロードモジュール解析部１は、前記割り付
けアドレスやサイズなどの計算機上の実行に必要な情報
を解析し実際にアプリケーションプログラムが実行され
たときのアドレスや命令列である動的なインストラクシ
ョン列を生成する。

【００２４】より具体的には、テキストセクションのア
ドレスが１００００、テキストの内容が図２の通りであ
るとすると、１００００番地からの数命令は静的なイン
ストラクション列は図３に示すようになる。図３に示す
インストラクション列はループ関数の例であり、ｔ０と
いうレジスタに３を代人し、その数を１づつ減らし、０
になるまで（つまり３回）ループ処理を行うという命令
列を表している。

【００２５】これを実際に実行する場合の動的なインス
トラクション列は図４に示すようになる。即ち、アドレ
ス１０００４から１０００Ｃまでが３回くりかえされ、
その後は先のステップの処理に進む。この動的なインス
トラクション列がシミュレータ部に渡されるべき出力と
なる。

【００２６】また、上述の関数例は固定回数のループ処
理に関するものであるが、実際の分岐においては関数に
渡されたパラメータによって決まることも多い。このパ
ラメータはもともとデータセクション内に初期値を有す
るデータとしておかれている場合もあるが、ロードモジ
ュール外、つまり実際のアプリケーションプログラム走
行時においてそのロードモジュール内の関数が呼び出さ
れる時に別途指定されることもある。ロードモジュール
解析部１は、正常な分岐をシミュレートするために解析
の際に想定されるパラメータを同時に解析してロードモ
ジュールへのパラメータとして与える。

【００２７】このようにして実際にアプリケーションプ
ログラムを実行したときと同じインストラクション列を
出力する。

【００２８】次に、本発明の他の実施の形態を図５に示
す。本実施の形態の計算機性能評価装置では、性能評価
すべき計算機のインストラクション実行時における内部
状態を実現するシミュレータ部２と、性能評価を行う性
能評価部３と、シミュレータ部２に渡すインストラクシ
ョン列を前記アプリケーションのロードモジュールから
直接作成するためのロードモジュール解析部１と、これ
らの処理を制御する制御部４と、制御部４に供給するア
プリケーションプログラムのロードモジュール５とを有
し計算機性能評価装置の基本構成は図１と同様であり、
本例では、シミュレータ部２から出力された命令及びメ
モリアクセス等の実行履歴を伝達する実行履歴伝達部６
と、実行履歴伝達部６から伝達された命令及びメモリア
クセス等の実行履歴から仮想計算機の各構成要素の利用
頻度と利用時間等の利用情報を求める実行メモリアクセ
ス履歴処理部７と、実行メモリアクセス履歴処理部７か
ら出力された仮想計算機の利用情報を性能評価部３に伝
達する利用情報伝達部８とを設けた構成を採用するもの
である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ロードモジュール解析
部がロードモジュールを直接解析してシミュレー部に適
合するインストラクション列を自動的に生成するため、
ユーザはシミュレートしたいアプリケーションをシミュ
レーション用のインストラクション列として特別に変換
してシミュレータ部に渡す必要がなくなり、手軽にター
ゲットプログラムを計算機性能評価装置にかけて性能を
評価することができる。

【００３０】したがって、現在開発中のアプリケーショ
ンプログラムを即時に性能評価することが可能となり、
ハードウェアとソフトウェアのお互いの影響を設計段階
で知ることができるから、より性能の高い計算機を実現
するために設計時に設計の方向を検討することが可能と
なる。特に、ハードウェアができた後もしくはソフトウ
ェアができた後に性能を確認して目標値に達していない
場合は作り直すといった時間と手間を省くことが可能で
ある。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。

【図２】ロードモジュールの構成例である。

【図３】静的なインストラクション列の例である。

【図４】動的なインストラクション列の例である。

【図５】本発明の他の実施の形態を示す図である。

【図６】従来の計算機性能評価装置の基本構成を示す図
である。

【符号の説明】

１ ロードモジュール解析部 ２ シミュレータ部 ３ 性能評価部 ４ 制御部 ５ ロードモジュール ６ 実行履歴伝達部 ７ 実行メモリアクセス履歴処理部 ８ 利用情報伝達部 ９ 仮想計算機構成ファイル １０ インストラクション列

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【手続補正書】

【提出日】平成９年６月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】 図６は、このような計算機性能評価装置
の基本構成を示す図である。同図において、シミュレー
タ部２は、仮想計算機構成ファイル９を読み込み仮想的
に計算機を実現する。制御部４は、ユーザが入力したイ
ンストラクション列に基づいてシミュレータ部２におけ
るシミュレート処理の実行制御を行い、ターゲットプロ
グラムの論理的動作をシミュレートする。また、制御部
４は、シミュレータ部２からシミュレーション時の命令
とメモリアクセスの実行履歴を収集し、得られた前記実
行履歴等を性能評価部３に渡す。性能評価部３は、仮想
計算機の構成に基づいて前記命令及び実行履歴等から単
位時間あたりの命令実行数やＣＰＵ、メモリ等の利用率
などの性能を計算する。そして、制御部４は、性能評価
部３で得られた結果に基づき計算機の性能を表示して計
算機の性能評価を可能とする。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 性能評価用の仮想計算機におけるインス
   トラクション実行時の内部状態を実現するシミュレータ
   部と、性能評価を行う性能評価部と、前記シミュレータ
   部と性能評価部を制御する制御部とを有する計算機性能
   評価装置において、対象アプリケーションプログラムの
   ロードモジュールを入力情報とし、前記ロードモジュー
   ルの解析を行ってシミュレーションに適したインストラ
   クション列を生成するロードモジュール解析部を備えた
   ことを特徴とする計算機性能評価装置。
2. 【請求項２】 前記ロードモジュール解読部は、ロード
   モジュールをロードモジュール形式に則って解析して命
   令を作成し、前記命令をロードする仮想計算機のメモリ
   上のアドレスを計算し、前記命令及びアドレスをシミュ
   レータ部に命令単位で順次出力することを特徴とする請
   求項１記載の計算機性能評価装置。
3. 【請求項３】 前記シミュレータ部から出力された命令
   とメモリアクセスの実行履歴を伝達する実行履歴伝達部
   と、前記実行履歴伝達部から伝達された命令とメモリア
   クセスの実行履歴から仮想計算機の各構成要素の利用頻
   度と利用時間等の利用情報を求める実行メモリアクセス
   履歴処理部と、前記実行メモリアクセス履歴処理部から
   出力された仮想計算機の利用情報を前記性能評価部に伝
   達する利用情報伝達部とを有することを特徴とする請求
   項１又は２記載の計算機性能評価装置。