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技術 リアルタイムオペレーティングシステム

出願人 日本電気株式会社
発明者 鈴木光隆
出願日 1994年11月10日 (27年0ヶ月経過) 出願番号 1994-276466
公開日 1996年5月31日 (25年5ヶ月経過) 公開番号 1996-137705
状態 特許登録済
技術分野 マルチプログラミング
主要キーワード 処理要求量 内部処理情報 平均プロセス 安定基準 所定プロセス マルチタスク制御 基準タイム プロセススケジューラ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年5月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

目的

オペレーティングシステム内部処理量を変化させて安定的なスケジューリングタイムを実現する。

構成

ラウンドロビン方式によるノンプリエンティブなマルチタスク制御を実現し、プロセスのスケジューリングを一回りする度に、内部処理(外部入出力磁気ディスク入出力、タイマ管理等、各プロセスへのサービス)を行うスケジュールリング方式を採用するリアルタイムオペレーティングシステムである。スケジューラ登録されたプロセスを一通り実行し終わるまでの時間をスケジューリングタイムと呼び、このスケジューリングタイムを測定する。予め定義されている基準タイム値を参照して、測定したスケジューリングタイムの内の今回のものが安定の基準内に収まっているか否かを判定する。さらに一度のスケジューリングにおける内部処理の処理量限度内で変化させる手段を備える。

概要

背景

従来この種のオペレーティングシステムでは、一度のスケジューリングにおけるオペレーティングシステムの内部処理の量を変化させる機能を持たない。また、アプリケーションプロセス処理量もスケジューリング毎に変化する。

また計算機システムにおけるジョブスケジューリングとしては様々な方式が提案されている(例えば、特開平2−42539号公報及び特開平1−177638号公報参照)。

概要

オペレーティングシステムの内部処理量を変化させて安定的なスケジューリングタイムを実現する。

ラウンドロビン方式によるノンプリエンティブなマルチタスク制御を実現し、プロセスのスケジューリングを一回りする度に、内部処理(外部入出力磁気ディスク入出力、タイマ管理等、各プロセスへのサービス)を行うスケジュールリング方式を採用するリアルタイムオペレーティングシステムである。スケジューラ登録されたプロセスを一通り実行し終わるまでの時間をスケジューリングタイムと呼び、このスケジューリングタイムを測定する。予め定義されている基準タイム値を参照して、測定したスケジューリングタイムの内の今回のものが安定の基準内に収まっているか否かを判定する。さらに一度のスケジューリングにおける内部処理の処理量を限度内で変化させる手段を備える。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ラウンドロビン方式によるノンプリエンティブなマルチタスク制御を実現し、プロセスのスケジューリングを一回りする度に、外部入出力磁気ディスク入出力、タイマ管理、及び各プロセスへのサービスの内の少なくとも一つを内部処理として行うリアルタイムオペレーティングシステムにおいて、スケジューラ登録されたプロセスを一通り実行し終わるまでの時間であるスケジューリングタイムを測定する測定手段と、予め定義されている基準タイム値を参照して、今回のスケジューリングタイムが前記基準タイム値内に収まっているか否かを判定する判定手段と、一度のスケジューリングにおける前記内部処理の処理量限度内で変化させる手段とを含むことを特徴とするリアルタイムオペレーティングシステム。

請求項2

スケジューラに登録された所定プロセスのスケジューリングを一回りする度に内部処理を行うリアルタイムオペレーティングシステムにおいて、前記プロセスを実行する毎に前記プロセスを一通り実行し終わるまでの時間であるスケジューリングタイムを測定する測定手段と、予め定義されている基準タイム値を参照し、前記スケジューリングタイムのうちの今回のものが前記基準タイム値内に収まっているか否かを判定する判定手段と、前記スケジューリングの一回りにおける内部処理の処理量を限度内で変化させる手段とを含むことを特徴とするリアルタイムオペレーティングシステム。

請求項3

前記内部処理は、外部入出力、磁気ディスク入出力、タイマ管理、及び各プロセスへのサービスの少なくとも一つである請求項1記載のリアルタイムオペレーティングシステム。

技術分野

背景技術

0002

従来この種のオペレーティングシステムでは、一度のスケジューリングにおけるオペレーティングシステムの内部処理の量を変化させる機能を持たない。また、アプリケーションプロセスの処理量もスケジューリング毎に変化する。

0003

また計算機システムにおけるジョブスケジューリングとしては様々な方式が提案されている(例えば、特開平2−42539号公報及び特開平1−177638号公報参照)。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、一度のスケジューリングにおける内部処理の量を変化させる機能を持たなかったため、アプリケーションプロセスからの一度のサービス要求量が、大きすぎてバランスが悪い場合には、内部処理時間が長くなって、リアルタイム性を著しく損なうことがあった。またアプリケーションプロセスの処理量もスケジューリング毎に変化するため、一定のスケジューリングタイムでプロセスをスケジューリングすることが難しかった。

0005

また特開平2−42539号公報や特開平1−177638号公報にて提案された方式もスケジューリングタイムを一定に保つことはできない。

0006

それ故に本発明の課題は、リアルタイムオペレーティングシステムにおいて、アプリケーションプロセスの処理に対して、オペレーティングシステム内部の処理時間を調整することによってスケジューリングタイムをできるだけ一定に保つことにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明によれば、ラウンドロビン方式によるノンプリエンティブなマルチタスク制御を実現し、プロセスのスケジューリングを一回りする度に、外部入出力磁気ディスク入出力、タイマ管理、及び各プロセスへのサービスの内の少なくとも一つを内部処理として行うリアルタイムオペレーティングシステムにおいて、スケジューラ登録されたプロセスを一通り実行し終わるまでの時間であるスケジューリングタイムを測定する測定手段と、予め定義されている基準タイム値を参照して、今回のスケジューリングタイムが前記基準タイム値内に収まっているか否かを判定する判定手段と、一度のスケジューリングにおける前記内部処理の処理量を限度内で変化させる手段と、を含むことを特徴とするリアルタイムオペレーティングシステムが得られる。

0008

また本発明によれば、スケジューラに登録された所定プロセスのスケジューリングを一回りする度に内部処理を行うリアルタイムオペレーティングシステムにおいて、前記プロセスを実行する毎に前記プロセスを一通り実行し終わるまでの時間であるスケジューリングタイムを測定する測定手段と、予め定義されている基準タイム値を参照し、前記スケジューリングタイムのうちの今回のものが前記基準タイム値内に収まっているか否かを判定する判定手段と、前記スケジューリングの一回りにおける内部処理の処理量を限度内で変化させる手段とを含むことを特徴とするリアルタイムオペレーティングシステムが得られる。

0009

次に本発明について図面を参照して説明する。

0010

図1は本発明の一実施例によるリアルタイムオペレーティングシステムのブロック図である。このオペレーティングシステムは、プロセススケジューラ11、内部処理時間管理手段12、安定基準判定手段13、外部入出力部14、ディスク入出力部15、タイマ管理部16、及びスケジューリングタイム測定手段17を含んでいる。

0011

プロセススケジューラ11は、予め登録されているプロセスをラウンドロビン方式で、順にスケジューリングするスケジューラである。外部入出力部14はI/Oポートアクセスを行うものである。ディスク入出力部15は磁気ディスクの制御とアクセスとを行うものである。タイマ管理部16は、内部タイマ(図示せず)の制御を行う。内部処理時間管理手段12は、プロセススケジューラ11に固定的に登録されているオペレーティングシステムの内部処理を実行する。また、内部処理時間管理手段12は、外部入出力部14の処理時間、ディスク入出力部15の処理時間、及びタイマ管理部16の処理時間を管理するために一度の処理要求量を変化させる。

0012

スケジューリングタイム測定手段17は、タイマ管理部16から内部処理時間管理手段12がスケジューリングされた時刻を受け取って、スケジューリングタイムを計算する。安定基準判定手段13は、スケジューリングタイム測定手段17からスケジューリングタイムを通知されると、予め用意されている基準タイム値からスケジューリングタイムが安定基準内か否かを判定して、結果を内部処理時間管理手段12に通知する。

0013

プロセス群20は、プロセススケジューラ11に登録されているアプリケーションプロセスである。

0014

次に、上述したオペレーティングシステムの動作を説明する。プロセススケジューラ11は内部処理時間管理手段12とプロセス群20を、交互にスケジューリングする。内部処理時間管理手段12がスケジューリングされると、タイマ管理部16にスケジューリングされたことを通知する。タイマ管理部16はこの通知を受けると、スケジューリングタイム測定手段17にタイマ値を通知する。スケジューリングタイム測定手段17は、タイマ値を受け取ると前回のタイマ値と今回のタイマ値から差分を計算して、差分タイム値を安定基準判定手段13に通知する。安定基準判定手段13は差分タイム値を受けとると、後文にて詳述する基準タイム値とこれを比較する。比較の結果、基準タイム値を大きく越えるようなら内部処理情報に、差分タイム値と基準タイム値の割合を設定する。

0015

内部処理時間管理手段12は、次にスケジューリングされると、安定基準判定手段13に、内部処理情報参照を通知して、内部処理情報を受け取る。内部処理情報内の差分タイム値と基準タイム値の割合を参照することによって、内部処理時間管理手段12は、外部入出力14と、ディスク入出力15に要求する処理量を変化させる。以上の動作を繰り返すことによって、内部処理の処理量をスケジューリング毎に修正して、安定したスケジューリングタイムを提供する。

0016

次に基準タイム値の一例を求める手順を図2フローチャートを用いて説明する。本実施例では、システム待機状態の時のスケジューリングタイムを求めて、この値の平均プロセス数(同時にスケジューリングされるプロセスの数の平均値)倍を基準タイム値として定義する。システムが待機状態にあることの判定条件として、スケジューリングタイムの差分が±10msの範囲内にあることと決める(この状態を安定状態と呼ぶ)。このとき、ステップS100でオペレーティングシステム立ち上げを開始する。次いでステップS101でオペレーティングシステムの初期化を実行する。オペレーティングシステムが動作可能になると、ステップS102ですぐにスケジューリングタイムの測定を開始する。ステップS103で安定状態か否かが判断される。安定状態でないときには、ステップS102に移る。即ち、安定状態になるまでスケジューリング毎にスケジューリングタイムを測定する。

0017

安定状態になると、ステップS104に移り、それまで測定したスケジューリングタイムの平均値(T)を求める。次にステップS105でオペレーティングシステム動作時の平均プロセス数(N)を決める。次にステップS106で、測定したスケジューリングタイムの平均値(T)に平均プロセス数(N)を乗じた値を基準タイム値として設定する。

0018

図3は、内部処理量を固定値としたオペレーティングシステム(a)と本発明のオペレーティングシステム(b)とを、処理時間の比較で示したグラフである。なお図3通常動作時の処理量の比を示す。

0019

内部処理量を固定値としたオペレーティングシステムの場合は、(a)において、内部処理量を一定のままアプリケーションプロセスの処理量が増加する(301〜303)。303でアプリケーションプロセスからオペレーティングシステムにサービスの要求をする。これにより、オペレーティングシステムの内部処理が増加する(304,305)。アプリケーションプロセスはオペレーティングシステムのサービスが終わるのを待ち合わせるため処理が減少する。オペレーティングシステムの内部処理が終了して(306〜307)、再びアプリケーションプロセスの処理量が増加する(308〜)。

0020

これに対して本発明のオペレーティングシステムの場合は、(b)において、内部処理量を一定のままアプリケーションプロセスの処理量が増加する(401〜403)。403でアプリケーションプロセスからオペレーティングシステムにサービスの要求をする。これにより、オペレーティングシステムの内部処理が増加する(404)。この時の処理時間が基準タイム値を越えてしまい、次回の内部処理量を減少させる(405)。

0021

アプリケーションプロセスはオペレーティングシステムのサービスが終わるのを持ち合わせるため処理が減少する(406)。再び基準タイム値内に戻ったためオペレーティングシステムの内部処理時間を増加させる(407,408)。オペレーティングシステムの内部処理が終了して、再びアプリケーションプロセスの処理量が増加する(409)。以上説明したように、変化点に対する一回分のスケジューリングタイムをディレイとして持たなければならないが、その後の内部処理を調整してスケジューリングタイムを安定させることが可能である。

発明の効果

0022

以上説明したように、本発明のリアルタイムマルチタスクオペレーティングシステムを使用すると、アプリケーションプロセスに安定したスケジューリングタイムを提供できるという効果がある。また、本実施例では実現しなかったが、オペレーティングシステム管理の資源について、内部処理の中で一度の処理単位を調整することによってハードウエアを効率よく利用することが可能になるという効果もある。

図面の簡単な説明

0023

図1本発明の一実施例によるリアルタイムオペレーティングシステムのブロック図。
図2図1のリアルタイムオペレーティングシステムで使用する基準タイム値の一例を求める手順を説明するためのフローチャート。
図3内部処理量を固定値としたオペレーティングシステム(a)と本発明のオペレーティングシステム(b)とを、処理時間の比較で示したグラフ。

--

0024

11プロセススケジューラ
12内部処理時間管理手段
13安定基準判定手段
14 外部入出力部
15ディスク入出力部
16タイマ管理部
17スケジューリングタイム測定手段
20 プロセス群

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