JP3751466B2 - プログラム応答時間予測装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プログラムが実行待ち状態になってから実行完了するまでの時間（応答時間）を予測するプログラム応答時間予測装置に関する。特に、あるシステム内に複数の実行可能なプログラムが存在し、各プログラムが任意の時刻に実行待ち状態になるようなシステムにおいて、それら実行待ち状態のプログラムが、締切時刻の早い順に逐次に実行されるような情報処理システムに適用されるプログラム応答時間予測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば情報処理システムや情報通信システムなどにおいては、実行可能なプログラムがシステム内に複数存在することがある。このような場合、各プログラムは任意の時刻に実行待ち状態になる。実行待ち状態となったプログラムは、実行待ちとなった順に、あるいはプログラムの締切時刻の早い順に、逐次に実行される。
【０００３】
ここで、実行待ち状態となったプログラムを、プログラムの締切時刻の早い順に逐次に実行するようなシステムを考える。このようなシステムは、たとえばC.L.Liu等による"Scheduling Algorihtms for Multiprogramming in a Hard Real-Time Environment"、Journal of the Asso-ciation for Computing Machinery、Vol.30,No.1.,January 1973、pp.46-61に開示されている。このようなシステムで、プログラムの応答時間を予測するためには、あらかじめプログラムを実行して応答時間を計測するか、あるいは、たとえば特開平６−９５９３１号公報にあるような装置により擬似的にプログラムを実行して、プログラムの完了時刻を求める。
【０００４】
また、プログラムの実行要求が到着する間隔や実行時間が特定の確率分布関数に従うことがあらかじめわかっており、先に実行待ちになったプログラムから順に実行するなどの、プログラムの締切時刻の早い順に実行するのではない実行順序制御の場合には、実行待ちとなる間隔や実行時間を表す確率分布関数のパラメ−タから、プログラムの応答時間を予測することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
情報処理システムには、プログラムの実行に締切時刻があるシステムと、特に締切時刻のないシステムとがある。前者において、システムに新しくプログラムを追加する場合など、そのプログラムがどの程度の時間で処理を完了できるのか、予め確認したいという要求がある。
【０００６】
このような場合、プログラムの締切時刻の早い順に実行する実行順序制御を用いたシステムにおいては、必ずしも正確でなくても良いが大まかなプログラムの応答時間を推定したいという要求がある。この要求に対応するためには、実際にプログラムを実行したり、実行時間の数値を基に擬似的にプログラムの実行順序をシミュレ−ションしたりして、プログラムの応答時間を求める必要がある。このように実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすると、応答時間を求めるのに多くの時間を必要とする。
【０００７】
以上の問題点にかんがみ、この発明は、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすることなく、プログラムの応答時間を短時間で予測する構成を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、この発明の第１の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在するプログラムの実行要求が到着する平均間隔を保持する平均実行要求到着間隔保持部と、システム内に存在するプログラムの実行時間の平均を保持する平均実行時間保持部と、システム内に存在するプログラムの実行要求の到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する平均相対締切時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔保持部が保持する情報をｍA、平均実行時間保持部が保持する情報をｍE、平均相対締切時間保持部が保持する情報をｍD、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（１）式のように、
【数１】
の解をｔとし、以下の（２）式のように、
【数２】
として、前記実行完了を予測すべきプログラムの実行完了時刻を予測する応答時間計算部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の第２の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在するプログラムの実行要求が到着する平均間隔を保持する平均実行要求到着間隔保持部と、システム内に存在するプログラムの実行時間の平均を保持する平均実行時間保持部と、システム内に存在するプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔と、そのプログラムの実行時間の比の平均値を保持する相対締切時間／実行時間比保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔保持部が保持する情報をｍA、平均実行時間保持部が保持する情報をｍE、相対締切時間／実行時間比保持部が保持する情報をα、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（３）式のように、
【数３】
の解をｔとし、以下の（４）式のように、
【数４】
として、実行完了を予測すべきプログラムの実行完了時刻を予測する応答時間計算部とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の第３の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在する個々のプログラムの実行時間と実行頻度とから、プログラム全体の平均実行時間を計算する平均実行時間計算部と、システム内に存在する個々のプログラム実行要求の到着間隔から、プログラム全体の到着間隔の平均値を求める平均実行要求到着間隔計算部と、システム内に存在する個々のプログラムの相対締切時間と、そのプログラムの実行頻度とから、プログラム全体の平均相対締切時間を求める平均相対締切時間計算部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻から、その締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔計算部が計算した情報をｍA、平均実行時間計算部が計算した情報をｍE、平均相対締切時間計算部が計算した情報をｍD、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（１）式のように、
【数１】
の解をｔとし、以下の（２）式のように、
【数２】
として、前記実行完了を予測すべきプログラムの実行完了時刻を予測する応答時間計算部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の第４の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在する個々のプログラムの実行時間と実行頻度とから、プログラム全体の平均実行時間を計算する平均実行時間計算部と、システム内に存在する個々のプログラム実行要求の到着間隔から、プログラム全体の到着間隔の平均値を求める平均実行要求到着間隔計算部と、システム内に存在する個々のプログラムに共通に適用される、相対締切時間／実行時間比を保持する相対締切時間／実行時間比保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻から、その締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔計算部が計算した情報をｍA、平均実行時間計算部が計算した情報をｍE、相対締切時間／実行時間比保持部が保持する情報をα、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（３）式のように、
【数３】
の解をｔとし、以下の（４）式のように、
【数４】
として、前記実行完了を予測すべきプログラムの実行完了時刻を予測する応答時間計算部とを有することを特徴とする。
【００１２】
以上の各応答時間予測装置によって、実行完了を予測すべきプログラムの実行完了時刻を予測する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を、図１および図２を用いて説明する。図１は、この発明の第１の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。この発明を適用したプログラム応答時間予測装置１は、多数のプログラムが存在するシステム内の１機能ブロックとして把握される。すなわち、プログラム応答時間予測装置１は、独立のハードウェアとして実現されてもよく、あるいは演算処理装置にて実行されるプログラムとして実現されてもよい。
【００１４】
プログラム応答時間予測装置１は、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムのうち、任意のプログラムの応答時間を予測するための装置である。すなわち、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムが同一のプロセッサ上で逐次実行される環境において、あるプログラムが実行待ち状態になってから実行完了するまでの時間（応答時間）を予測するための装置である。なお以降の説明では、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムのうち、特定のプログラムについて応答時間を予測する、そのプログラムを被予測プログラムと称する。さらに、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムのうち、被予測プログラム以外のプログラムを背景プログラムと称する。
【００１５】
プログラム応答時間予測装置１は、背景プログラム情報受付部２を有する。この背景プログラム情報受付部２には、プログラム応答時間予測装置１のユーザーから、背景プログラムの情報が入力される。すなわち背景プログラム情報受付部２は、ユーザーと、プログラム応答時間予測装置１とのインターフェイスである。
【００１６】
ここで、ユーザーが背景プログラム情報受付部２に与える背景プログラムの情報フォーマットを図２に示す。図２に示すように、背景プログラムの情報は、平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行間隔、および平均プログラム相対締切時間を含む。
【００１７】
ここで平均プログラム到着間隔とは、以下のように求める。すなわち、すべての背景プログラムについて、現時点から、その背景プログラムが実行待ち状態になるまでの時間間隔を算出する。そして、これらの平均値を求める。こうして求められた平均値を、平均プログラム到着間隔とする。
【００１８】
次に平均プログラム実行時間とは、以下のように求める。すなわち、すべての背景プログラムについて、実行が開始されてから実行が終了するまでの時間間隔を算出する。そして、これらの平均値を求める。こうして求められた平均値を、平均プログラム実行時間とする。
【００１９】
そして平均プログラム相対締切時間は、以下のように求める。すなわち、すべての背景プログラムについて、背景プログラムが実行待ち状態になってから締切時刻までの時間（相対締切時間）を算出する。そして、これらの平均値を求める。こうして求められた平均値を、平均プログラム相対締切時間とする。
【００２０】
背景プログラム情報受付部２には、平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、および平均相対締切時間保持部５が接続されている。
【００２１】
平均実行要求到着間隔保持部３は、背景プログラム情報受付部２が使用者から受け取った平均プログラム到着間隔を保持する。平均実行時間保持部４は、背景プログラム情報受付部２が使用者から受け取った平均プログラム実行時間を保持する。そして平均相対締切時間保持部５は、背景プログラム情報受付部２が使用者から受け取った平均プログラム相対締切時間を保持する。
【００２２】
プログラム応答時間予測装置１は、さらに被予測プログラム情報受付部６を有する。この被予測プログラム情報受付部６には、プログラム応答時間予測装置１のユーザーから、被予測プログラムの情報が入力される。すなわち被予測プログラム情報受付部６は、ユーザーと、プログラム応答時間予測装置１とのインターフェイスである。
【００２３】
ここで、ユーザーが被予測プログラム情報受付部６に与える被予測プログラムの情報は、被予測プログラムの実行時間と、相対締切時間とを含む。ここで被予測プログラムの実行時間とは、被予測プログラムの実行が開始されてから実行が終了するまでの時間間隔をいう。また相対締切時間とは、被予測プログラムについての相対締切時間をいう。
【００２４】
被予測プログラム情報受付部６には、被予測プログラム実行時間保持部７、そして被予測プログラム相対締切時間保持部８が接続されている。被予測プログラム実行時間保持部７は、被予測プログラム情報受付部６が使用者から受け取った情報のうち、被予測プログラムの実行時間を保持する。そして被予測プログラム相対締切時間保持部８は、被予測プログラム情報受付部６が使用者から受け取った情報のうち、被予測プログラムについての相対締切時間を保持する。
【００２５】
上述した平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、平均相対締切時間保持部５、被予測プログラム実行時間保持部７、そして被予測プログラム相対締切時間保持部８は、図１においては独立したブロックとして表わしているが、たとえば同一の記憶装置内に構成される記憶エリアとしてもよい。
【００２６】
上述した平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、平均相対締切時間保持部５、被予測プログラム実行時間保持部７、そして被予測プログラム相対締切時間保持部８には、応答時間計算部９が接続されている。この応答時間計算部９は、上述の各保持部がそれぞれ保持する情報から、被予測プログラムの応答時間を計算する。
【００２７】
応答時間計算部９において計算された応答時間は、予想応答時間提示部１０に与えられる。この予想応答時間提示部１０は、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するための表示装置である。
【００２８】
以下、第１の実施形態の動作を説明する。応答時間予測装置１のユーザーは、背景プログラム情報受付部２に対して、図２に示す平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間を入力する。これら平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間は、ユーザーがあらかじめ統計等の手段で算出しておく。
【００２９】
平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間は、それぞれ、平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、および平均相対締切時間保持部５に与えられる。
【００３０】
ユーザーは次に、被予測プログラム情報受付部６に対して、応答時間を予測しようとする被予測プログラムの実行時間と相対締切時間を入力する。これら実行時間と相対締切時間も、ユーザーがあらかじめ統計等の手段で算出しておく。
【００３１】
被予測プログラムの実行時間と相対締切時間は、それぞれ、被予測プログラム実行時間保持部７、および被予測プログラム相対締切時間保持部８に与えられる。
【００３２】
応答時間計算部９は、以下に示す方法で被予測プログラムの応答時間を計算する。すなわち、背景プログラムの平均到着間隔をｍ A 、背景プログラムの平均実行時間をｍ E 、背景プログラムの平均相対締切時間をｍ D 、被予測プログラムの実行時間をｘ、被予測プログラムの相対締切時間をｙとし、次式（１）の解をｔとする。
【００３３】
【数１】
【００３４】
すると、被予測プログラムの応答時間は、次式（２）によって求めることができる。
【００３５】
【数２】
【００３６】
以上説明した通り、第１の実施形態のプログラム応答時間予測装置によれば、プログラムの締切時刻の早い順に実行する実行順序制御の場合にも、プログラムが実行待ちとなる間隔、実行時間、相対締切時間の平均値があらかじめわかっており、応答時間を予測する対象のプログラムの実行時間と相対締切時間がわかっていれば、プログラムの応答時間を予測することができる。この時、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりする必要はない。よって、システムに新しくプログラムを追加する場合など、多くの時間を必要とせずに作業を行なうことができる。
【００３７】
なお、背景プログラム情報受付部２、また被予測プログラム情報受付部６に対して与える情報は、必ずしもユーザーがあらかじめ統計をとるなどして求めておく必要はない。たとえば背景プログラム情報受付部２が、それぞれの背景プログラムについて平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間をカウントすることも考えられる。この場合、背景プログラム情報受付部２には、時間間隔を計測するためのタイマー、背景プログラムの状態変化（実行待ち状態になったこと、実行が開始されたこと、実行が終了したこと等）を監視するための検知手段が必要となる。これらの手段は、汎用の情報処理プロセッサを用いて当業者が構成することは容易であろう。
【００３８】
さらに、予想応答時間提示部１０は、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するだけでなく、予想応答時間をシステムの別の機能ブロックに対して与えるような構成であってもよい。すなわち予想応答時間提示部１０は、予想応答時間をシステム内のより上位の制御装置（図示せず）に与え、この上位の制御装置が、与えられた予想応答時間から、システム全体の制御を行なうような構成も当業者であれば容易に考えられるであろう。
【００３９】
次に、この発明の第２の実施形態を、図３および図４を用いて説明する。図３は、この発明の第２の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。図３において、図１に示すブロック図と同様の部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４０】
第２の実施形態においては、ユーザーが背景プログラム情報受付部２に対して与える情報は図４に示すようになる。すなわちユーザーは、第１の実施形態における平均プログラム相対締切時間に代わり、各背景プログラムの相対締切時間と実行時間の比の平均である相対締切時間／実行時間比を、背景プログラム情報受付部２に対して与える。
【００４１】
さて図３に戻り、第１の実施形態と第２の実施形態との相違について説明する。第２の実施形態のプログラム応答時間予測装置１は、平均相対締切時間保持部５に代わり、相対締切時間／実行時間比保持部１１を有する。この相対締切時間／実行時間比保持部１１は、ユーザーが背景プログラム情報受付部２に対して与える相対締切時間／実行時間比を保持する。
【００４２】
以下、第２の実施形態の動作を説明する。応答時間予測装置１のユーザーは、背景プログラム情報受付部２に対して、図４に示す平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間／実行時間比を入力する。
【００４３】
平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間／実行時間比は、それぞれ、平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、および相対締切時間／実行時間比保持部１１に与えられる。
【００４４】
ユーザーは次に、被予測プログラム情報受付部６に対して、応答時間を予測しようとする被予測プログラムの実行時間と相対締切時間を入力する。
【００４５】
被予測プログラムの実行時間と相対締切時間は、それぞれ、被予測プログラム実行時間保持部７、および被予測プログラム相対締切時間保持部８に与えられる。
【００４６】
応答時間計算部９は、以下に示す方法で被予測プログラムの応答時間を計算する。すなわち、背景プログラムの平均到着間隔をｍA、背景プログラムの平均実行時間をｍE、背景プログラムの相対締切時間／実行時間比をα、被予測プログラムの実行時間をｘ、被予測プログラムの相対締切時間をｙとし、次式（３）の解をｔとする。
【００４７】
【数３】
【００４８】
すると、被予測プログラムの応答時間は、次式（４）によって求めることができる。
【００４９】
【数４】
【００５０】
以上説明した通り、第２の実施形態のプログラム応答時間予測装置によっても、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすることなく、プログラムの応答時間を予測することができる。この時、相対締切時間と実行時間との比の平均値を用いるので、単に相対締切時間のみをパラメーターとする場合に比べ、より精度の高い予測を行なうことができる。
【００５１】
この第２の実施形態においても、第１の実施形態において述べたと同様に、背景プログラム情報受付部２、また被予測プログラム情報受付部６に対して与えられる情報は、ユーザーがあらかじめ統計をとるなどして求めるのではなく、背景プログラム情報受付部２、また被予測プログラム情報受付部６が、それぞれ背景プログラム、また被予測プログラムを監視して、必要な情報を得るようにしてもよい。さらに、予想応答時間提示部１０についても第１の実施形態において述べたと同様に、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するだけでなく、予想応答時間をシステムの別の機能ブロックに対して与えるような構成であってもよい。
【００５２】
次に、この発明の第３の実施形態を、図５を用いて説明する。図５は、この発明の第３の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。図５において、図１ないし図３に示すブロック図と同様の部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５３】
第３の実施形態は、すでに稼動しているシステムに、新たにプログラムを追加するような場合に有効である。すなわち、第１、第２の実施形態では、複数の背景プログラムについてその都度、平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間をカウントしていた。これに対して第３、そして後述する第４の実施形態は、すでに稼動しているシステムに新たにプログラムを追加する場合、すでに稼動している背景プログラム（複数）の平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間を、新たに追加するプログラムの情報によってアップデートするものである。
【００５４】
第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置１は、プログラム登録部１２を有する。ユーザーは、システムにプログラムを追加する場合、この新たなプログラムをプログラム登録部１２に登録する。プログラム登録部１２に登録される情報は、具体的には新たなプログラムの実行時間と相対締切時間である。
【００５５】
プログラム登録部１２には、実行時間保持部１３が接続されている。実行時間保持部１３は、ユーザーからプログラム登録部１２に与えられた新たなプログラムの実行時間を保持する。プログラム登録部１２には、さらに相対締切時間保持部１４が接続されている。相対締切時間保持部１４は、ユーザーからプログラム登録部１２に与えられた新たなプログラムの相対締切時間を保持する。
【００５６】
プログラム応答時間予測装置１は、さらにプログラム実行計画登録部１５を有する。ユーザーは、新たなプログラムをプログラム登録部１２に登録するに際し、その新たなプログラムがいつ実行されるかという情報を実行計画登録部１５に指定する。すなわちプログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻を１組として、実行計画登録部１５に指定する。なお、ここで言うプログラムが実行待ちとなる時刻とは、必ずしも１回限りのものではなく、周期的に何度もくり返されるものでもよい。
【００５７】
プログラム実行計画登録部１５には、実行計画保持部１６が接続されている。ユーザーからプログラム実行計画登録部１５に与えられた、プログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻との組は、この実行計画保持部１６に与えられる。この結果として実行計画保持部１６には、すでにシステム内で稼動しているプログラムと、新たに追加されたプログラムとの各々について、それらのプログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻との組が保持されることになる。
【００５８】
実行計画保持部１６には、平均実行時間計算部１７、平均実行要求到着間隔計算部１８、および平均相対締切時間計算部１９が接続されている。
【００５９】
平均実行時間計算部１７には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる時刻（この時刻が複数である場合は、実行待ちとなる頻度）が与えられる。さらに、実行時間保持部１３が保持する、新たに追加するプログラムの実行時間情報が与えられる。これらの情報から平均実行時間計算部１７は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の実行時間の平均値を再計算する。
【００６０】
平均実行要求到着間隔計算部１８には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる時刻が与えられる。平均実行要求到着間隔計算部１８は、与えられた時刻から、そのプログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）を計算する。新たなプログラムが追加された際、平均実行要求到着間隔計算部１８は、背景プログラム全体について、プログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）の平均値を再計算する。この結果、背景プログラム全体についてのプログラムの実行要求到着間隔の平均が再計算される。
【００６１】
平均相対締切時間計算部１９には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる頻度が与えられる。さらに、相対締切時間保持部１４が保持する、各プログラムの相対締切時間が与えられる。これらの情報から平均相対締切時間計算部１９は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の相対締切時間の平均値を再計算する。
【００６２】
平均実行時間計算部１７、平均実行要求到着間隔計算部１８、および平均相対締切時間計算部１９には、応答時間計算部９が接続されている。
【００６３】
応答時間予測装置１のユーザーは、被予測プログラム情報受付部６に対して、システムに新たに追加するプログラムの実行時間と相対締切時間を設定する。被予測プログラムの実行時間と相対締切時間は、それぞれ、被予測プログラム実行時間保持部７、および被予測プログラム相対締切時間保持部８に与えられる。
【００６４】
応答時間計算部９は、背景プログラムの実行時間の平均値、背景プログラムが実行待ちになる時間間隔の平均値、背景プログラムの相対締切時間の平均値、被予測プログラムの実行時間、および被予測プログラムの相対締切時間から、被予測プログラムの完了予想時間を計算する。この計算は、第１の実施形態と同様に行われる。
【００６５】
こうして計算された予想応答時間は、予想応答時間提示部１０に与えられる。この結果、予想応答時間がユーザーに表示される。あるいは、予想応答時間がシステムの上位の制御装置に与えられる。
【００６６】
以上説明した通り、第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置は、プログラムの実行計画から、各プログラムの実行頻度やプログラムが実行待ちになる時間間隔を抽出する。これにより、実行されるプログラムが動的に変化する環境であっても、プログラムの実行時間と相対締切時間がわかれば、短い時間でプログラムの応答時間を求めることができる。この時、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりする必要はない。
【００６７】
第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置を、たとえばプログラムを実行するプログラム処理装置内に設置することによって、プログラム処理装置に新たにプログラムを追加する場合に、新たなプログラムのおおよその応答時間を、短い時間で求めることができる。そして、その応答時間がシステムにとって許容範囲以内かどうかを確認した上で、プログラム処理装置に追加することができる。
【００６８】
この第３の実施形態においても、プログラム登録部１２、また被予測プログラム情報受付部６に対して与えられる情報は、ユーザーがあらかじめ統計をとるなどして求めておく必要はない。さらに、予想応答時間提示部１０についても第１の実施形態において述べたと同様に、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するだけでなく、予想応答時間をシステムの別の機能ブロックに対して与えるような構成であってもよい。
【００６９】
次に、この発明の第４の実施形態を、図６を用いて説明する。図６は、この発明の第４の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。図６において、図５に示すブロック図と同様の部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７０】
第４の実施形態においては、ユーザーが背景プログラム登録部１２に対して与える情報は、まず第１に、新たに追加する背景プログラムの実行時間である。そして第２に、新たに追加する背景プログラムの、相対締切時間と実行時間との比である。
【００７１】
この第４の実施形態においては、プログラム応答時間予測装置１は、相対締切時間／実行時間比保持部２０を有する。この相対締切時間／実行時間比保持部２０は、プログラム登録部１２に接続されている。
【００７２】
以下、第４の実施形態の動作を説明する。応答時間予測装置１のユーザーは、まずプログラム登録部１２に、新たに追加する背景プログラムの実行時間を登録する。この実行時間は、実行時間保持部１３に与えられる。またユーザーは、プログラム登録部１２に、この新たなプログラムも含めたすべての背景プログラムについて唯一の、実行時間と相対締切時間との比を入力する。
【００７３】
こうしてプログラム登録部１２に入力されたプログラムの実行時間は、実行時間保持部１３に与えられる。そして実行時間と相対締切時間との比の値は、相対締切時間／実行時間比保持部２０に与えられる。
【００７４】
ユーザーは次に、プログラム登録部１２に登録したプログラムをいつ実行するかという情報、すなわちプログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻（頻度）とを、プログラム実行計画登録部１５に指定する。このプログラム指定と実行待ちとなる時刻の情報は、実行計画保持部１６に保存される。
【００７５】
平均実行時間計算部１７は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の実行時間の平均値を再計算する。そして平均実行要求到着間隔計算部１８には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる時刻が与えられる。平均実行要求到着間隔計算部１８は、与えられた時刻から、そのプログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）を計算する。新たなプログラムが追加された際、平均実行要求到着間隔計算部１８は、背景プログラム全体について、プログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）の平均値を再計算する。この結果、背景プログラム全体についてのプログラムの実行要求到着間隔の平均が再計算される。
【００７６】
相対締切時間／実行時間比保持部２０には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる頻度が与えられる。さらに、相対締切時間保持部１４が保持する、各プログラムの相対締切時間が与えられる。これらの情報から相対締切時間／実行時間比保持部２０は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の相対締切時間／実行時間比の平均値を再計算する。
【００７７】
応答時間計算部９は、背景プログラムの実行時間の平均値、背景プログラムが実行待ちになる時間間隔の平均値、背景プログラムの実行時間と相対締切時間との比の平均値、被予測プログラムの実行時間、および被予測プログラムの相対締切時間から、被予測プログラムの完了予想時間を計算する。この計算は、第２の実施形態と同様に行われる。
【００７８】
以上説明した通り、第４の実施形態のプログラム応答時間予測装置も、プログラムの実行計画から、各プログラムの実行頻度やプログラムが実行待ちになる時間間隔を抽出する。プログラムの実行に締め切り時刻が設定される情報処理システムであっても、個々のプログラムに厳密な締切時刻を設定するのではなく、プログラムの実行時間に対する比として大まかに締め切り時間を与える場合が考えられる。
【００７９】
このような場合、第４の実施形態によれば、実行されるプログラムが動的に変化する環境であり、かつ個々の背景プログラムに相対締切時間が設定されておらず、すべての背景プログラムに当てはまる相対締切時間と実行時間の比のみがわかっている場合でも、プログラムの実行時間がわかれば、短い時間でプログラムの応答時間を求めることができる。
【００８０】
第４の実施形態のプログラム応答時間予測装置を、たとえばプログラムを実行するプログラム処理装置内に設置することによって、プログラム処理装置に新たにプログラムを追加する場合に、新たなプログラムのおおよその応答時間を、短い時間で求めることができる。そして、その応答時間がシステムにとって許容範囲以内かどうかを確認した上で、プログラム処理装置に追加することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明した通り、この発明の応答時間予測装置によれば、プログラムの締切時刻の早い順に実行する実行順序制御の場合に、システム内に存在するプログラムが実行待ちとなる間隔、実行時間、相対締切時間の平均値、そして応答時間を予測する対象のプログラムの実行時間と相対締切時間から、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすることなく、プログラムの応答時間を短時間で予測することができる。
【００８２】
この発明の応答時間予測装置をシステム内に設置することにより、システムのユーザーが被予測プログラムの応答時間を容易に得ることができるともに、この予想応答時間をシステム全体の制御のために利用することも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態における、背景プログラムの情報を説明する図である。
【図３】この発明の第２の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【図４】第２の実施形態における、背景プログラムの情報を説明する図である。
【図５】この発明の第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【図６】この発明の第４の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【符号の説明】
１・・・プログラム応答時間予測装置
２・・・背景プログラム情報受付部
３・・・平均実行要求到着間隔保持部
４・・・平均実行時間保持部
５・・・平均相対締切時間保持部
６・・・被予測プログラム情報受付部
７・・・被予測プログラム実行時間保持部
８・・・被予測プログラム締切時間保持部
９・・・応答時間計算部
１０・・予想応答時間提示部
１１・・相対締切時間／実行時間比保持部
１２・・プログラム登録部
１３・・実行時間保持部
１４・・相対締切時間保持部
１５・・プログラム実行計画登録部
１６・・実行計画保持部
１７・・平均実行時間計算部
１８・・平均実行要求到着間隔計算部
１９・・平均相対締切時間計算部
２０・・相対締切時間／実行時間比保持部
【発明の属する技術分野】
この発明は、プログラムが実行待ち状態になってから実行完了するまでの時間（応答時間）を予測するプログラム応答時間予測装置に関する。特に、あるシステム内に複数の実行可能なプログラムが存在し、各プログラムが任意の時刻に実行待ち状態になるようなシステムにおいて、それら実行待ち状態のプログラムが、締切時刻の早い順に逐次に実行されるような情報処理システムに適用されるプログラム応答時間予測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば情報処理システムや情報通信システムなどにおいては、実行可能なプログラムがシステム内に複数存在することがある。このような場合、各プログラムは任意の時刻に実行待ち状態になる。実行待ち状態となったプログラムは、実行待ちとなった順に、あるいはプログラムの締切時刻の早い順に、逐次に実行される。
【０００３】
ここで、実行待ち状態となったプログラムを、プログラムの締切時刻の早い順に逐次に実行するようなシステムを考える。このようなシステムは、たとえばC.L.Liu等による"Scheduling Algorihtms for Multiprogramming in a Hard Real-Time Environment"、Journal of the Asso-ciation for Computing Machinery、Vol.30,No.1.,January 1973、pp.46-61に開示されている。このようなシステムで、プログラムの応答時間を予測するためには、あらかじめプログラムを実行して応答時間を計測するか、あるいは、たとえば特開平６−９５９３１号公報にあるような装置により擬似的にプログラムを実行して、プログラムの完了時刻を求める。
【０００４】
また、プログラムの実行要求が到着する間隔や実行時間が特定の確率分布関数に従うことがあらかじめわかっており、先に実行待ちになったプログラムから順に実行するなどの、プログラムの締切時刻の早い順に実行するのではない実行順序制御の場合には、実行待ちとなる間隔や実行時間を表す確率分布関数のパラメ−タから、プログラムの応答時間を予測することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
情報処理システムには、プログラムの実行に締切時刻があるシステムと、特に締切時刻のないシステムとがある。前者において、システムに新しくプログラムを追加する場合など、そのプログラムがどの程度の時間で処理を完了できるのか、予め確認したいという要求がある。
【０００６】
このような場合、プログラムの締切時刻の早い順に実行する実行順序制御を用いたシステムにおいては、必ずしも正確でなくても良いが大まかなプログラムの応答時間を推定したいという要求がある。この要求に対応するためには、実際にプログラムを実行したり、実行時間の数値を基に擬似的にプログラムの実行順序をシミュレ−ションしたりして、プログラムの応答時間を求める必要がある。このように実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすると、応答時間を求めるのに多くの時間を必要とする。
【０００７】
以上の問題点にかんがみ、この発明は、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすることなく、プログラムの応答時間を短時間で予測する構成を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、この発明の第１の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在するプログラムの実行要求が到着する平均間隔を保持する平均実行要求到着間隔保持部と、システム内に存在するプログラムの実行時間の平均を保持する平均実行時間保持部と、システム内に存在するプログラムの実行要求の到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する平均相対締切時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔保持部が保持する情報をｍA、平均実行時間保持部が保持する情報をｍE、平均相対締切時間保持部が保持する情報をｍD、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（１）式のように、
【数１】
【数２】
【０００９】
また、この発明の第２の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在するプログラムの実行要求が到着する平均間隔を保持する平均実行要求到着間隔保持部と、システム内に存在するプログラムの実行時間の平均を保持する平均実行時間保持部と、システム内に存在するプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔と、そのプログラムの実行時間の比の平均値を保持する相対締切時間／実行時間比保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔保持部が保持する情報をｍA、平均実行時間保持部が保持する情報をｍE、相対締切時間／実行時間比保持部が保持する情報をα、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（３）式のように、
【数３】
【数４】
【００１０】
また、この発明の第３の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在する個々のプログラムの実行時間と実行頻度とから、プログラム全体の平均実行時間を計算する平均実行時間計算部と、システム内に存在する個々のプログラム実行要求の到着間隔から、プログラム全体の到着間隔の平均値を求める平均実行要求到着間隔計算部と、システム内に存在する個々のプログラムの相対締切時間と、そのプログラムの実行頻度とから、プログラム全体の平均相対締切時間を求める平均相対締切時間計算部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻から、その締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔計算部が計算した情報をｍA、平均実行時間計算部が計算した情報をｍE、平均相対締切時間計算部が計算した情報をｍD、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（１）式のように、
【数１】
【数２】
【００１１】
また、この発明の第４の応答時間予測装置は、複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、システム内に存在する個々のプログラムの実行時間と実行頻度とから、プログラム全体の平均実行時間を計算する平均実行時間計算部と、システム内に存在する個々のプログラム実行要求の到着間隔から、プログラム全体の到着間隔の平均値を求める平均実行要求到着間隔計算部と、システム内に存在する個々のプログラムに共通に適用される、相対締切時間／実行時間比を保持する相対締切時間／実行時間比保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻から、その締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、平均実行要求到着間隔計算部が計算した情報をｍA、平均実行時間計算部が計算した情報をｍE、相対締切時間／実行時間比保持部が保持する情報をα、被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（３）式のように、
【数３】
【数４】
【００１２】
以上の各応答時間予測装置によって、実行完了を予測すべきプログラムの実行完了時刻を予測する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を、図１および図２を用いて説明する。図１は、この発明の第１の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。この発明を適用したプログラム応答時間予測装置１は、多数のプログラムが存在するシステム内の１機能ブロックとして把握される。すなわち、プログラム応答時間予測装置１は、独立のハードウェアとして実現されてもよく、あるいは演算処理装置にて実行されるプログラムとして実現されてもよい。
【００１４】
プログラム応答時間予測装置１は、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムのうち、任意のプログラムの応答時間を予測するための装置である。すなわち、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムが同一のプロセッサ上で逐次実行される環境において、あるプログラムが実行待ち状態になってから実行完了するまでの時間（応答時間）を予測するための装置である。なお以降の説明では、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムのうち、特定のプログラムについて応答時間を予測する、そのプログラムを被予測プログラムと称する。さらに、システム内に存在する実行可能な複数のプログラムのうち、被予測プログラム以外のプログラムを背景プログラムと称する。
【００１５】
プログラム応答時間予測装置１は、背景プログラム情報受付部２を有する。この背景プログラム情報受付部２には、プログラム応答時間予測装置１のユーザーから、背景プログラムの情報が入力される。すなわち背景プログラム情報受付部２は、ユーザーと、プログラム応答時間予測装置１とのインターフェイスである。
【００１６】
ここで、ユーザーが背景プログラム情報受付部２に与える背景プログラムの情報フォーマットを図２に示す。図２に示すように、背景プログラムの情報は、平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行間隔、および平均プログラム相対締切時間を含む。
【００１７】
ここで平均プログラム到着間隔とは、以下のように求める。すなわち、すべての背景プログラムについて、現時点から、その背景プログラムが実行待ち状態になるまでの時間間隔を算出する。そして、これらの平均値を求める。こうして求められた平均値を、平均プログラム到着間隔とする。
【００１８】
次に平均プログラム実行時間とは、以下のように求める。すなわち、すべての背景プログラムについて、実行が開始されてから実行が終了するまでの時間間隔を算出する。そして、これらの平均値を求める。こうして求められた平均値を、平均プログラム実行時間とする。
【００１９】
そして平均プログラム相対締切時間は、以下のように求める。すなわち、すべての背景プログラムについて、背景プログラムが実行待ち状態になってから締切時刻までの時間（相対締切時間）を算出する。そして、これらの平均値を求める。こうして求められた平均値を、平均プログラム相対締切時間とする。
【００２０】
背景プログラム情報受付部２には、平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、および平均相対締切時間保持部５が接続されている。
【００２１】
平均実行要求到着間隔保持部３は、背景プログラム情報受付部２が使用者から受け取った平均プログラム到着間隔を保持する。平均実行時間保持部４は、背景プログラム情報受付部２が使用者から受け取った平均プログラム実行時間を保持する。そして平均相対締切時間保持部５は、背景プログラム情報受付部２が使用者から受け取った平均プログラム相対締切時間を保持する。
【００２２】
プログラム応答時間予測装置１は、さらに被予測プログラム情報受付部６を有する。この被予測プログラム情報受付部６には、プログラム応答時間予測装置１のユーザーから、被予測プログラムの情報が入力される。すなわち被予測プログラム情報受付部６は、ユーザーと、プログラム応答時間予測装置１とのインターフェイスである。
【００２３】
ここで、ユーザーが被予測プログラム情報受付部６に与える被予測プログラムの情報は、被予測プログラムの実行時間と、相対締切時間とを含む。ここで被予測プログラムの実行時間とは、被予測プログラムの実行が開始されてから実行が終了するまでの時間間隔をいう。また相対締切時間とは、被予測プログラムについての相対締切時間をいう。
【００２４】
被予測プログラム情報受付部６には、被予測プログラム実行時間保持部７、そして被予測プログラム相対締切時間保持部８が接続されている。被予測プログラム実行時間保持部７は、被予測プログラム情報受付部６が使用者から受け取った情報のうち、被予測プログラムの実行時間を保持する。そして被予測プログラム相対締切時間保持部８は、被予測プログラム情報受付部６が使用者から受け取った情報のうち、被予測プログラムについての相対締切時間を保持する。
【００２５】
上述した平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、平均相対締切時間保持部５、被予測プログラム実行時間保持部７、そして被予測プログラム相対締切時間保持部８は、図１においては独立したブロックとして表わしているが、たとえば同一の記憶装置内に構成される記憶エリアとしてもよい。
【００２６】
上述した平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、平均相対締切時間保持部５、被予測プログラム実行時間保持部７、そして被予測プログラム相対締切時間保持部８には、応答時間計算部９が接続されている。この応答時間計算部９は、上述の各保持部がそれぞれ保持する情報から、被予測プログラムの応答時間を計算する。
【００２７】
応答時間計算部９において計算された応答時間は、予想応答時間提示部１０に与えられる。この予想応答時間提示部１０は、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するための表示装置である。
【００２８】
以下、第１の実施形態の動作を説明する。応答時間予測装置１のユーザーは、背景プログラム情報受付部２に対して、図２に示す平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間を入力する。これら平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間は、ユーザーがあらかじめ統計等の手段で算出しておく。
【００２９】
平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間は、それぞれ、平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、および平均相対締切時間保持部５に与えられる。
【００３０】
ユーザーは次に、被予測プログラム情報受付部６に対して、応答時間を予測しようとする被予測プログラムの実行時間と相対締切時間を入力する。これら実行時間と相対締切時間も、ユーザーがあらかじめ統計等の手段で算出しておく。
【００３１】
被予測プログラムの実行時間と相対締切時間は、それぞれ、被予測プログラム実行時間保持部７、および被予測プログラム相対締切時間保持部８に与えられる。
【００３２】
応答時間計算部９は、以下に示す方法で被予測プログラムの応答時間を計算する。すなわち、背景プログラムの平均到着間隔をｍ A 、背景プログラムの平均実行時間をｍ E 、背景プログラムの平均相対締切時間をｍ D 、被予測プログラムの実行時間をｘ、被予測プログラムの相対締切時間をｙとし、次式（１）の解をｔとする。
【００３３】
【数１】
すると、被予測プログラムの応答時間は、次式（２）によって求めることができる。
【００３５】
【数２】
以上説明した通り、第１の実施形態のプログラム応答時間予測装置によれば、プログラムの締切時刻の早い順に実行する実行順序制御の場合にも、プログラムが実行待ちとなる間隔、実行時間、相対締切時間の平均値があらかじめわかっており、応答時間を予測する対象のプログラムの実行時間と相対締切時間がわかっていれば、プログラムの応答時間を予測することができる。この時、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりする必要はない。よって、システムに新しくプログラムを追加する場合など、多くの時間を必要とせずに作業を行なうことができる。
【００３７】
なお、背景プログラム情報受付部２、また被予測プログラム情報受付部６に対して与える情報は、必ずしもユーザーがあらかじめ統計をとるなどして求めておく必要はない。たとえば背景プログラム情報受付部２が、それぞれの背景プログラムについて平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および平均プログラム相対締切時間をカウントすることも考えられる。この場合、背景プログラム情報受付部２には、時間間隔を計測するためのタイマー、背景プログラムの状態変化（実行待ち状態になったこと、実行が開始されたこと、実行が終了したこと等）を監視するための検知手段が必要となる。これらの手段は、汎用の情報処理プロセッサを用いて当業者が構成することは容易であろう。
【００３８】
さらに、予想応答時間提示部１０は、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するだけでなく、予想応答時間をシステムの別の機能ブロックに対して与えるような構成であってもよい。すなわち予想応答時間提示部１０は、予想応答時間をシステム内のより上位の制御装置（図示せず）に与え、この上位の制御装置が、与えられた予想応答時間から、システム全体の制御を行なうような構成も当業者であれば容易に考えられるであろう。
【００３９】
次に、この発明の第２の実施形態を、図３および図４を用いて説明する。図３は、この発明の第２の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。図３において、図１に示すブロック図と同様の部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４０】
第２の実施形態においては、ユーザーが背景プログラム情報受付部２に対して与える情報は図４に示すようになる。すなわちユーザーは、第１の実施形態における平均プログラム相対締切時間に代わり、各背景プログラムの相対締切時間と実行時間の比の平均である相対締切時間／実行時間比を、背景プログラム情報受付部２に対して与える。
【００４１】
さて図３に戻り、第１の実施形態と第２の実施形態との相違について説明する。第２の実施形態のプログラム応答時間予測装置１は、平均相対締切時間保持部５に代わり、相対締切時間／実行時間比保持部１１を有する。この相対締切時間／実行時間比保持部１１は、ユーザーが背景プログラム情報受付部２に対して与える相対締切時間／実行時間比を保持する。
【００４２】
以下、第２の実施形態の動作を説明する。応答時間予測装置１のユーザーは、背景プログラム情報受付部２に対して、図４に示す平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間／実行時間比を入力する。
【００４３】
平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間／実行時間比は、それぞれ、平均実行要求到着間隔保持部３、平均実行時間保持部４、および相対締切時間／実行時間比保持部１１に与えられる。
【００４４】
ユーザーは次に、被予測プログラム情報受付部６に対して、応答時間を予測しようとする被予測プログラムの実行時間と相対締切時間を入力する。
【００４５】
被予測プログラムの実行時間と相対締切時間は、それぞれ、被予測プログラム実行時間保持部７、および被予測プログラム相対締切時間保持部８に与えられる。
【００４６】
応答時間計算部９は、以下に示す方法で被予測プログラムの応答時間を計算する。すなわち、背景プログラムの平均到着間隔をｍA、背景プログラムの平均実行時間をｍE、背景プログラムの相対締切時間／実行時間比をα、被予測プログラムの実行時間をｘ、被予測プログラムの相対締切時間をｙとし、次式（３）の解をｔとする。
【００４７】
【数３】
すると、被予測プログラムの応答時間は、次式（４）によって求めることができる。
【００４９】
【数４】
以上説明した通り、第２の実施形態のプログラム応答時間予測装置によっても、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすることなく、プログラムの応答時間を予測することができる。この時、相対締切時間と実行時間との比の平均値を用いるので、単に相対締切時間のみをパラメーターとする場合に比べ、より精度の高い予測を行なうことができる。
【００５１】
この第２の実施形態においても、第１の実施形態において述べたと同様に、背景プログラム情報受付部２、また被予測プログラム情報受付部６に対して与えられる情報は、ユーザーがあらかじめ統計をとるなどして求めるのではなく、背景プログラム情報受付部２、また被予測プログラム情報受付部６が、それぞれ背景プログラム、また被予測プログラムを監視して、必要な情報を得るようにしてもよい。さらに、予想応答時間提示部１０についても第１の実施形態において述べたと同様に、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するだけでなく、予想応答時間をシステムの別の機能ブロックに対して与えるような構成であってもよい。
【００５２】
次に、この発明の第３の実施形態を、図５を用いて説明する。図５は、この発明の第３の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。図５において、図１ないし図３に示すブロック図と同様の部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５３】
第３の実施形態は、すでに稼動しているシステムに、新たにプログラムを追加するような場合に有効である。すなわち、第１、第２の実施形態では、複数の背景プログラムについてその都度、平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間をカウントしていた。これに対して第３、そして後述する第４の実施形態は、すでに稼動しているシステムに新たにプログラムを追加する場合、すでに稼動している背景プログラム（複数）の平均プログラム到着間隔、平均プログラム実行時間、および相対締切時間を、新たに追加するプログラムの情報によってアップデートするものである。
【００５４】
第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置１は、プログラム登録部１２を有する。ユーザーは、システムにプログラムを追加する場合、この新たなプログラムをプログラム登録部１２に登録する。プログラム登録部１２に登録される情報は、具体的には新たなプログラムの実行時間と相対締切時間である。
【００５５】
プログラム登録部１２には、実行時間保持部１３が接続されている。実行時間保持部１３は、ユーザーからプログラム登録部１２に与えられた新たなプログラムの実行時間を保持する。プログラム登録部１２には、さらに相対締切時間保持部１４が接続されている。相対締切時間保持部１４は、ユーザーからプログラム登録部１２に与えられた新たなプログラムの相対締切時間を保持する。
【００５６】
プログラム応答時間予測装置１は、さらにプログラム実行計画登録部１５を有する。ユーザーは、新たなプログラムをプログラム登録部１２に登録するに際し、その新たなプログラムがいつ実行されるかという情報を実行計画登録部１５に指定する。すなわちプログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻を１組として、実行計画登録部１５に指定する。なお、ここで言うプログラムが実行待ちとなる時刻とは、必ずしも１回限りのものではなく、周期的に何度もくり返されるものでもよい。
【００５７】
プログラム実行計画登録部１５には、実行計画保持部１６が接続されている。ユーザーからプログラム実行計画登録部１５に与えられた、プログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻との組は、この実行計画保持部１６に与えられる。この結果として実行計画保持部１６には、すでにシステム内で稼動しているプログラムと、新たに追加されたプログラムとの各々について、それらのプログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻との組が保持されることになる。
【００５８】
実行計画保持部１６には、平均実行時間計算部１７、平均実行要求到着間隔計算部１８、および平均相対締切時間計算部１９が接続されている。
【００５９】
平均実行時間計算部１７には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる時刻（この時刻が複数である場合は、実行待ちとなる頻度）が与えられる。さらに、実行時間保持部１３が保持する、新たに追加するプログラムの実行時間情報が与えられる。これらの情報から平均実行時間計算部１７は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の実行時間の平均値を再計算する。
【００６０】
平均実行要求到着間隔計算部１８には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる時刻が与えられる。平均実行要求到着間隔計算部１８は、与えられた時刻から、そのプログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）を計算する。新たなプログラムが追加された際、平均実行要求到着間隔計算部１８は、背景プログラム全体について、プログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）の平均値を再計算する。この結果、背景プログラム全体についてのプログラムの実行要求到着間隔の平均が再計算される。
【００６１】
平均相対締切時間計算部１９には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる頻度が与えられる。さらに、相対締切時間保持部１４が保持する、各プログラムの相対締切時間が与えられる。これらの情報から平均相対締切時間計算部１９は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の相対締切時間の平均値を再計算する。
【００６２】
平均実行時間計算部１７、平均実行要求到着間隔計算部１８、および平均相対締切時間計算部１９には、応答時間計算部９が接続されている。
【００６３】
応答時間予測装置１のユーザーは、被予測プログラム情報受付部６に対して、システムに新たに追加するプログラムの実行時間と相対締切時間を設定する。被予測プログラムの実行時間と相対締切時間は、それぞれ、被予測プログラム実行時間保持部７、および被予測プログラム相対締切時間保持部８に与えられる。
【００６４】
応答時間計算部９は、背景プログラムの実行時間の平均値、背景プログラムが実行待ちになる時間間隔の平均値、背景プログラムの相対締切時間の平均値、被予測プログラムの実行時間、および被予測プログラムの相対締切時間から、被予測プログラムの完了予想時間を計算する。この計算は、第１の実施形態と同様に行われる。
【００６５】
こうして計算された予想応答時間は、予想応答時間提示部１０に与えられる。この結果、予想応答時間がユーザーに表示される。あるいは、予想応答時間がシステムの上位の制御装置に与えられる。
【００６６】
以上説明した通り、第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置は、プログラムの実行計画から、各プログラムの実行頻度やプログラムが実行待ちになる時間間隔を抽出する。これにより、実行されるプログラムが動的に変化する環境であっても、プログラムの実行時間と相対締切時間がわかれば、短い時間でプログラムの応答時間を求めることができる。この時、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりする必要はない。
【００６７】
第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置を、たとえばプログラムを実行するプログラム処理装置内に設置することによって、プログラム処理装置に新たにプログラムを追加する場合に、新たなプログラムのおおよその応答時間を、短い時間で求めることができる。そして、その応答時間がシステムにとって許容範囲以内かどうかを確認した上で、プログラム処理装置に追加することができる。
【００６８】
この第３の実施形態においても、プログラム登録部１２、また被予測プログラム情報受付部６に対して与えられる情報は、ユーザーがあらかじめ統計をとるなどして求めておく必要はない。さらに、予想応答時間提示部１０についても第１の実施形態において述べたと同様に、被予測プログラムの応答時間をユーザーに表示するだけでなく、予想応答時間をシステムの別の機能ブロックに対して与えるような構成であってもよい。
【００６９】
次に、この発明の第４の実施形態を、図６を用いて説明する。図６は、この発明の第４の実施形態としてのプログラム応答時間予測装置のブロック図である。図６において、図５に示すブロック図と同様の部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７０】
第４の実施形態においては、ユーザーが背景プログラム登録部１２に対して与える情報は、まず第１に、新たに追加する背景プログラムの実行時間である。そして第２に、新たに追加する背景プログラムの、相対締切時間と実行時間との比である。
【００７１】
この第４の実施形態においては、プログラム応答時間予測装置１は、相対締切時間／実行時間比保持部２０を有する。この相対締切時間／実行時間比保持部２０は、プログラム登録部１２に接続されている。
【００７２】
以下、第４の実施形態の動作を説明する。応答時間予測装置１のユーザーは、まずプログラム登録部１２に、新たに追加する背景プログラムの実行時間を登録する。この実行時間は、実行時間保持部１３に与えられる。またユーザーは、プログラム登録部１２に、この新たなプログラムも含めたすべての背景プログラムについて唯一の、実行時間と相対締切時間との比を入力する。
【００７３】
こうしてプログラム登録部１２に入力されたプログラムの実行時間は、実行時間保持部１３に与えられる。そして実行時間と相対締切時間との比の値は、相対締切時間／実行時間比保持部２０に与えられる。
【００７４】
ユーザーは次に、プログラム登録部１２に登録したプログラムをいつ実行するかという情報、すなわちプログラムの指定と、そのプログラムが実行待ちとなる時刻（頻度）とを、プログラム実行計画登録部１５に指定する。このプログラム指定と実行待ちとなる時刻の情報は、実行計画保持部１６に保存される。
【００７５】
平均実行時間計算部１７は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の実行時間の平均値を再計算する。そして平均実行要求到着間隔計算部１８には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる時刻が与えられる。平均実行要求到着間隔計算部１８は、与えられた時刻から、そのプログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）を計算する。新たなプログラムが追加された際、平均実行要求到着間隔計算部１８は、背景プログラム全体について、プログラムが実行待ちとなる時間間隔（頻度）の平均値を再計算する。この結果、背景プログラム全体についてのプログラムの実行要求到着間隔の平均が再計算される。
【００７６】
相対締切時間／実行時間比保持部２０には、実行計画保持部１６が保持する、各プログラムが実行待ちとなる頻度が与えられる。さらに、相対締切時間保持部１４が保持する、各プログラムの相対締切時間が与えられる。これらの情報から相対締切時間／実行時間比保持部２０は、新たなプログラムが追加された際に、背景プログラム全体の相対締切時間／実行時間比の平均値を再計算する。
【００７７】
応答時間計算部９は、背景プログラムの実行時間の平均値、背景プログラムが実行待ちになる時間間隔の平均値、背景プログラムの実行時間と相対締切時間との比の平均値、被予測プログラムの実行時間、および被予測プログラムの相対締切時間から、被予測プログラムの完了予想時間を計算する。この計算は、第２の実施形態と同様に行われる。
【００７８】
以上説明した通り、第４の実施形態のプログラム応答時間予測装置も、プログラムの実行計画から、各プログラムの実行頻度やプログラムが実行待ちになる時間間隔を抽出する。プログラムの実行に締め切り時刻が設定される情報処理システムであっても、個々のプログラムに厳密な締切時刻を設定するのではなく、プログラムの実行時間に対する比として大まかに締め切り時間を与える場合が考えられる。
【００７９】
このような場合、第４の実施形態によれば、実行されるプログラムが動的に変化する環境であり、かつ個々の背景プログラムに相対締切時間が設定されておらず、すべての背景プログラムに当てはまる相対締切時間と実行時間の比のみがわかっている場合でも、プログラムの実行時間がわかれば、短い時間でプログラムの応答時間を求めることができる。
【００８０】
第４の実施形態のプログラム応答時間予測装置を、たとえばプログラムを実行するプログラム処理装置内に設置することによって、プログラム処理装置に新たにプログラムを追加する場合に、新たなプログラムのおおよその応答時間を、短い時間で求めることができる。そして、その応答時間がシステムにとって許容範囲以内かどうかを確認した上で、プログラム処理装置に追加することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明した通り、この発明の応答時間予測装置によれば、プログラムの締切時刻の早い順に実行する実行順序制御の場合に、システム内に存在するプログラムが実行待ちとなる間隔、実行時間、相対締切時間の平均値、そして応答時間を予測する対象のプログラムの実行時間と相対締切時間から、実際にプログラムを実行したり、シミュレ−ションしたりすることなく、プログラムの応答時間を短時間で予測することができる。
【００８２】
この発明の応答時間予測装置をシステム内に設置することにより、システムのユーザーが被予測プログラムの応答時間を容易に得ることができるともに、この予想応答時間をシステム全体の制御のために利用することも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態における、背景プログラムの情報を説明する図である。
【図３】この発明の第２の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【図４】第２の実施形態における、背景プログラムの情報を説明する図である。
【図５】この発明の第３の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【図６】この発明の第４の実施形態のプログラム応答時間予測装置のブロック図である。
【符号の説明】
１・・・プログラム応答時間予測装置
２・・・背景プログラム情報受付部
３・・・平均実行要求到着間隔保持部
４・・・平均実行時間保持部
５・・・平均相対締切時間保持部
６・・・被予測プログラム情報受付部
７・・・被予測プログラム実行時間保持部
８・・・被予測プログラム締切時間保持部
９・・・応答時間計算部
１０・・予想応答時間提示部
１１・・相対締切時間／実行時間比保持部
１２・・プログラム登録部
１３・・実行時間保持部
１４・・相対締切時間保持部
１５・・プログラム実行計画登録部
１６・・実行計画保持部
１７・・平均実行時間計算部
１８・・平均実行要求到着間隔計算部
１９・・平均相対締切時間計算部
２０・・相対締切時間／実行時間比保持部
Claims (4)
- 複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、
前記システム内に存在するプログラムの実行要求が到着する平均間隔を保持する平均実行要求到着間隔保持部と、
前記システム内に存在するプログラムの実行時間の平均を保持する平均実行時間保持部と、
前記システム内に存在するプログラムの実行要求の到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する平均相対締切時間保持部と、
実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、
前記実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、
前記平均実行要求到着間隔保持部が保持する情報をｍA、前記平均実行時間保持部が保持する情報をｍE、前記平均相対締切時間保持部が保持する情報をｍD、前記被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および前記被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（１）式のように、
- 複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、
前記システム内に存在するプログラムの実行要求が到着する平均間隔を保持する平均実行要求到着間隔保持部と、
前記システム内に存在するプログラムの実行時間の平均を保持する平均実行時間保持部と、
前記システム内に存在するプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔と、そのプログラムの実行時間の比の平均値を保持する相対締切時間／実行時間比保持部と、
実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、
前記実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻からその締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、
前記平均実行要求到着間隔保持部が保持する情報をｍA、前記平均実行時間保持部が保持する情報をｍE、前記相対締切時間／実行時間比保持部が保持する情報をα、前記被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および前記被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（３）式のように、
- 複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、
前記システム内に存在する個々のプログラムの実行時間と実行頻度とから、プログラム全体の平均実行時間を計算する平均実行時間計算部と、
前記システム内に存在する個々のプログラム実行要求の到着間隔から、プログラム全体の到着間隔の平均値を求める平均実行要求到着間隔計算部と、
前記システム内に存在する個々のプログラムの相対締切時間と、そのプログラムの実行頻度とから、プログラム全体の平均相対締切時間を求める平均相対締切時間計算部と、
実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、
前記実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻から、その締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、
前記平均実行要求到着間隔計算部が計算した情報をｍA、前記平均実行時間計算部が計算した情報をｍE、前記平均相対締切時間計算部が計算した情報をｍD、前記被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および前記被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（１）式のように、
- 複数のプログラムがそれぞれ任意の時刻に実行待ち状態になり、それら実行待ち状態のプログラムを締切時刻の早い順に逐次に実行する情報処理システムにおける、任意のプログラムの応答時間を予測するプログラム応答時間予測装置において、
前記システム内に存在する個々のプログラムの実行時間と実行頻度とから、プログラム全体の平均実行時間を計算する平均実行時間計算部と、
前記システム内に存在する個々のプログラム実行要求の到着間隔から、プログラム全体の到着間隔の平均値を求める平均実行要求到着間隔計算部と、
前記システム内に存在する個々のプログラムに共通に適用される、相対締切時間／実行時間比を保持する相対締切時間／実行時間比保持部と、
実行完了を予測すべきプログラムの実行時間を保持する被予測プログラム実行時間保持部と、
前記実行完了を予測すべきプログラムの実行要求到着時刻から、その締切時刻までの時間間隔を保持する被予測プログラム締切時間保持部と、
前記平均実行要求到着間隔計算部が計算した情報をｍA、前記平均実行時間計算部が計算した情報をｍE、前記相対締切時間／実行時間比保持部が保持する情報をα、前記被予測プログラム実行時間保持部が保持する情報をｘ、および前記被予測プログラム締切時間保持部が保持する情報をｙとして、以下の（３）式のように、
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