JPH0954699A

JPH0954699A - 計算機のプロセススケジューラ

Info

Publication number: JPH0954699A
Application number: JP7205424A
Authority: JP
Inventors: Jun Kamata; 順蒲田; Masanobu Yuhara; 雅信湯原; Koshio Ono; 越夫小野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1997-02-25
Also published as: GB2304211B; GB2304211A; US6668269B1; GB9607228D0; US6108683A

Abstract

(57)【要約】【課題】ＯＳがサポートするスケジューラを利用してユ
ーザプログラムでスケジューリングを行いながらも、マ
ルチメディアシステムが必要としているユーザプロセス
でのＣＰＵ利用を保証する。【解決手段】ＯＳ１４によりサポートされ、スケジュー
リング対象となる複数のプロセスに対し優先度を固定的
に定めると共に、優先度はユーザプロセスからの指定で
変更可能であり、実行可能なプロセスのうち優先度の高
いプロセスからＣＰＵを割当てて動作させる計算機のプ
ロセススケジューラを利用する。この固定優先度プロセ
ススケジューラ、即ちリアルタイムクラス２８のプロセ
ススケジューラ空間に、ユーザレベルプロセススケジュ
ーラ１０を設ける。ユーザレベルプロセススケジューラ
１０は、リアルタイムクラス２８の第１優先度１５９を
持ち、第１優先度１５９より低い優先度を持つ他のユー
ザプロセス群１１をスケジューリングして動作させる。
即ち、ＣＰＵ割当てを決めてユーザプロセスの動作をＯ
Ｓ１４に依頼する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オペレーティング
システムでサポートされたプロセススケジューラを使用
してユーザレベルのプロセススケジューラを機能させる
計算機のプロセススケジューラに関し、特に、スケジュ
ーリング対象となる複数のプロセスに対し優先度を固定
的に定め、実行可能なプロセスのうち優先度の高いプロ
セスからＣＰＵを割り当てて動作させるプロセススケジ
ューラを使用してユーザレベルプロセススケジューラを
機能させる計算機のプロセススケジューラに関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機では、一般に複数のプログラムを
平行して動作させるため、プロセスと呼ばれる実行単位
が同時に複数存在できるようにしている。この時、アル
ゴリズムにしたがって各プロセスにＣＰＵを割り当てる
必要がある。このプロセスに対するＣＰＵの割当てをプ
ロセススケジューリングという。

【０００３】従来のプロセススケジューリングは、バッ
チシステムあるいはタイムシェアリングシステムであ
り、システム全体でのＣＰＵの利用効率を高めることを
目標として作られてきた。タイムシェアリングシステム
では、ユーザに対する応答性能を短くすることも考慮さ
れているが、システムの負荷が高いときに応答時間が長
くなることはやむなしとされ、ユーザプロセスのＣＰＵ
利用に関する保証はなかった。

【０００４】また、実時間性を必要とする組み込み機器
の制御では、設計時に実行する全プロセスを把握するこ
とができるので、プロセスに固定した優先度をつけ、シ
ステムが優先度の高いプロセスを優先して実行する固定
優先度スケジューラが用いられている。これに対し近
年、マルチメディアシステムの発展により、ビデオや音
声などを計算機のプロセススケジューラシステムで扱う
ようになってきている。ビデオや音声を滑らかに再生す
るためには、決まった時間間隔で一定の処理を確実に行
わなければならない。そのようなマルチメディアシステ
ムにとって、従来のスケジューリング処理は次のような
問題を持っている。

【０００５】（１）従来のバッチあるいはタイムシェア
リングのスケジューリングでは、ＣＰＵがいつどれだけ
利用できるかということに関してなんら保証がない。こ
のようなスケジューリングでは、マルチメディアアプリ
ケーションプログラムが必要とする時にＣＰＵを利用で
きない。結果として、例えばビデオを再生したときにぎ
くしゃくした動きになってしまう。

【０００６】（２）マルチメディアアプリケーションプ
ログラムは、組み込み機器と違い、どのようなプロセス
あるいはプログラムが実行されるかを予測することは出
来ない。このため、予めプロセスに優先順位を設定する
ことができない。従って、従来の固定優先度のスケジュ
ーリングでは目的を果たせない。この問題は、周期的に
動作するプロセスを、周期が短いプロセスほど優先する
レート・モノトニック・スケジューリングであっても同
じである。

【０００７】（３）マルチメディアアプリケーションプ
ログラムは、組み込み機器と違い、プログラムの動作を
信用できない。例えば、あるプログラムが故意に、また
は誤りから、ＣＰＵを永遠に使用してしまうと、固定優
先度でスケジューリングしている場合、ＣＰＵを占有し
たプロセスより低い優先度のプロセスが全く動作しなく
なってしまう。このような状況は、汎用のマルチメディ
アシステムでは許されない。

【０００８】以上のような理由により、現在、マルチメ
ディアシステムで利用可能な新たなプロセススケジュー
リングが必要となり、その研究開発が進められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】マルチメディアシステ
ムに適した新たなプロセススケジューラを導入するに
は、スケジューリングをオペレーティングシステム内で
行う場合と、オペレーティングシステム上で動作するユ
ーザプログラムで行う場合がある。しかし、従来のプロ
セススケジューラを導入するには、次のような問題があ
った。

【００１０】（１）オペレーティングシステム内に新し
いプロセススケジューラを導入する場合の問題（ａ）従来のオペレーティングシステムは、プロセスス
ケジューラの追加や変更をオペレーティングシステム開
発者以外には許していない。スケジューラを変更するに
は、オペレーティングシステムのソースコードや開発環
境が必要である。商用オペレーティングシステムの場
合、ソースコードを入手できなかったり、入手できても
非常に高価なライセンス料が必要であるため、マルチメ
ディアシステムの開発者が商用オペレーティングシステ
ムのプロセススケジューラを変更することは事実上無理
である。

【００１１】（ｂ）非商用オペレーティングシステムで
は、ソースコードを無料で入手できる場合もあるが、商
用オペレーティングシステム用に作られた多数のアプリ
ケーションプログラムを動作させることができないし、
サポート体制に問題があるなど、非商用オペレーティン
グシステムは計算機のプロセススケジューラの非専門家
が利用できる状況にない。

【００１２】（ｃ）商用、非商用にかかわらず、オペレ
ーティングシステムの内部を変更するには、オペレーテ
ィングシステムに関する一般的な知識と、そのオペレー
ティングシステムに固有の実装方法についての理解が必
要であるが、そのような技術を持つものは限られてい
る。（２）ユーザプログラムでプロセススケジューラを導入
する場合の問題（ａ）ユーザプログラムやユーザプログラムが利用する
ライブラリで、自分のプロセス内に擬似的なプロセス
（ユーザレベルスレッド）を実現し、ユーザレベルスレ
ッドのスケジューリングを行う方法がある。この方法
は、そのプロセス内のスケジューリングしか行えないた
め、システムに他のプロセス群が存在し、それらがオペ
レーティングシステムのスケジューリングのもとでＣＰ
Ｕを利用する場合には、マルチメディアシステムが必要
としているＣＰＵ利用の保証は出来ない。

【００１３】（ｂ）ユーザプログラムがスケジューラと
なり、このユーザレベルスケジューラが、オペレーティ
ングシステムでサポートする固定優先度スケジューラで
使用している優先度をユーザプロセスに与えるスケジュ
ーリング方法がある。この方法は、オペレーティングシ
ステムが提供しているスケジューリングを利用するた
め、マルチメディアシステムが必要としているユーザプ
ロセスでのＣＰＵ利用の保証はできない。（ｃ）更に（ａ）（ｂ）では、一般にユーザプログラム
の変更が必要になる。

【００１４】以上のように、従来のプロセススケジュー
ラでは、マルチメディアシステムで必要としている新し
いプロセススケジューラを導入することが非常に困難で
ある。本発明では、オペレーティングシステムがサポー
トするスケジューラを利用してユーザプログラムでスケ
ジューリングを行いながらも、マルチメディアシステム
が必要としているユーザプロセスでのＣＰＵ利用が保証
できる計算機のプロセススケジューラを提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、オペレーティングシステム
（ＯＳ）１４によりサポートされ、スケジューリング対
象となる複数のプロセスに対し優先度を固定的に定める
と共に、優先度はユーザプロセスからの指定で変更可能
であり、実行可能なプロセスのうち優先度の高いプロセ
スからＣＰＵを割当てて動作させる計算機のプロセスス
ケジューラを前提とする。

【００１６】このような固定優先度のプロセススケジュ
ーラ、即ちリアルタイムクラス２８のプロセススケジュ
ーラ空間に、本発明は、図１（Ａ）のように、ユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０を設けたことを特徴とす
る。ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、第１図
（Ｂ）のように、リアルタイムクラス２８の第１優先度
１５９を持ち、第１優先度１５９より低い優先度を持つ
他のユーザプロセス群１１をスケジューリングして動作
させる。即ち、ＣＰＵ割当てを決めてユーザプロセスの
動作をオペレーティングシステム１４に依頼する。

【００１７】本発明の他の形態としては、第１優先度１
５９をもつ複数のユーザプロセス１２毎にユーザレベル
プロセススケジューラ１０をリンクさせ、自己のユーザ
プロセスをスケジューリングして動作させる分散型とし
てもよい。また本発明の他の形態としては、第１優先度
１５９のユーザレベルプロセススケジューラ１０は、自
己がスケジュールしているユーザプロセス群中に、第２
優先度１５８のユーザレベルプロセススケジューラを設
け、上位から下位に階層的に他のユーザプロセス群をス
ケジューリングして動作させる階層型としてもよい。こ
の階層法は分散法に適用し、階層分散型としてもよい。

【００１８】さらに本発明の別の形態として、第一優先
度をもつユーザレベルスケジューラ１０を複数設け、各
ユーザレベルプロセススケジューラ１０が個別に自己の
ユーザプロセス群１１をスケジューリングして実行する
ようにしてもよい。ユーザレベルプロセススケジューラ
１０は、図１（Ａ）のように、ユーザプロセスからの要
求に基づくクラス変更指示部１６からの指示、又はプロ
セス管理表１８の参照によるプロセス実行指示部２０か
らの指示に従い、指定されたユーザプロセスの実行、停
止又は再開を、図１（Ｂ）のように、オペレーティング
システム１４に依頼するプロセス実行制御部２４を備え
る。

【００１９】またユーザレベルプロセススケジューラ１
０は、図１（Ａ）のように、ユーザプロセスからの要求
に基づくクラス変更指示部１６からの指示、又はプロセ
ス管理表１８の参照によるプロセス実行指示部２０から
の指示に従い、指定されたユーザプロセスＡの優先度を
第１優先度に変更して実行させ、他のユーザプロセスＢ
を下位の優先度に変更して停止させるように、ユーザプ
ロセスの実行、停止、又は再開を図１（Ｃ）のようにオ
ペレーティングシステム１４に依頼するプロセス優先度
制御部２６を添える。

【００２０】更に、オペレーティングシステム１４は、
他界優先度の範囲（１００〜１５９）にある固定優先度
のリアルタイムクラス２８に対し、低い優先度の範囲
（０〜５０）にあってプロセス状態に応じて動的に変化
させる他のスケジューリングクラス、例えばタイムシェ
アリングクラス３０を有する場合、ユーザレベルプロセ
ススケジューラ１０は、ユーザプロセスからの要求に基
づくクラス変更指示部１６からの指示、又はプロセス管
理表１８の参照によるプロセス実行指示部２０からの指
示に従い、指定されたクラスの変更をオペレーティング
システム１４に依頼して、図１（Ｄ）のように、ユーザ
プロセスの実行、停止又は再開させるクラス変更制御部
２４を備える。

【００２１】ここで、クラス変更指示部１６は、ユーザ
プロセスＣのＣＰＵ使用時間の指定を伴なう加入要求に
対し、プロセス管理表１８を参照して現在加入状態にあ
るユーザプロセスＡ，Ｂの要求ＣＰＵ時間の合計時間を
求め、この合計時間が規定時間以下であればユーザプロ
セスＣの加入を許可し、規定値を超えていれば加入を拒
否する。

【００２２】加入処理は、クラス変更指示部１６がユー
ザプロセスＣの加入を許可する場合、プロセス実行制御
部２４に加入要求プロセスＣの実行停止状態への変更を
指示し、且つクラス変更制御部２２にリアルタイムクラ
スへの変更を指示し、更にプロセス優先度制御部２６に
第２優先度への変更を指示し、更にユーザプロセスＣを
プロセス管理表１８に登録した後に、加入許可を通知す
る。

【００２３】また加入処理の別の形態として、クラス変
更指示部１６は、ユーザプロセスＣの加入を許可する場
合、クラス変更制御部２２にタイムシェアリングクラス
３０からリアルタイムクラス２８への変更を指示し、且
つプロセス優先度制御部２６にリアルタイムクラスの例
えば最下位優先度１００への変更を指示し、更にユーザ
プロセスＣをプロセス管理表１８に登録した後に、加入
許可を通知する。

【００２４】更に、加入処理の別の形態としてクラス変
更指示部１６は、ユーザプロセスＣの加入を許可する場
合、クラス変更制御部２２にタイムシェアリングクラス
３０への変更を指示し、更にユーザプロセスＣをプロセ
ス管理表１８に登録した後に、加入許可を通知する。ユ
ーザプロセスの脱会要求があると、クラス変更指示部１
６は、プロセス管理表１８からユーザプロセスを削除す
ると共に、クラス変更制御部２２に脱会要求を行ったユ
ーザプロセスのタイムシェアリングクラス３０への変更
を指示する。

【００２５】クラス変更指示部１６は、ユーザプロセス
からの通知により新規なユーザプロセスの加入と脱会を
処理できるし、またオペレーティングシステム１４から
の通知により新規なユーザプロセスの加入と脱会を処理
することもできる。更に、ユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０のプロセス実行制御部２４、クラス変更制御
部２２、プロセス優先度制御部２６に対する変更要求の
情報をライブラリに格納し、アプリケーションからの要
求指示でライブラリからユーザレベルプロセススケジュ
ーラ１０に、対応する変更要求のメッセージを通知して
オペレーティングシステムに変更を依頼することもでき
る。

【００２６】またプロセス実行制御部２４、クラス変更
制御部２２、プロセス優先度制御部２６に対する変更要
求のスケジューリング仕様をユーザプロセスの１つで生
成し、ユーザプロセスのスケジューリング仕様に基づき
ユーザレベルプロセススケジューラ１０に変更要求を通
知して、オペレーティングシステム１４に変更を依頼す
る。

【００２７】ここで、ユーザレベルプロセススケジュー
ラ１０のスケジューリング対象となるユーザプロセス１
２は、複数のスレッドから構成され、ユーザプロセスの
一部であるスレッドスケジューラにより複数のスレッド
をスケジューリングする。ユーザプロセスのユーザレベ
ルプロセススケジューラ１０は、プロセス管理表１８に
登録された１又は複数のユーザプロセスにＣＰＵ時間を
割り当てる際、ＣＰＵ割当対象となるユーザプロセスが
１つしか存在しないように、ユーザプロセスの実行と停
止、優先度変更、又はクラス変更をオペレーティングシ
ステム１０に依頼する。

【００２８】またユーザレベルプロセススケジューラ１
０は、１又は複数のユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り
当てる際、同じＣＰＵ割当時間帯に複数のユーザプロセ
スが時分割で存在するように、ユーザプロセスの実行と
停止、優先度変更、又はクラス変更をオペレーティング
システム１４に依頼する。ユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０は、一定期間内に複数のユーザプロセスと自
分自身を含めてＣＰＵ時間を順番に割り当てることによ
り、複数のユーザプロセスの動作を一定期間内で保証す
る。またユーザレベルプロセススケジューラ１０は、一
定の周期を設定し、各周期内で複数のユーザプロセスと
自分自身を含めてＣＰＵ時間を順番に割り当てることを
繰り返すことにより、複数のユーザプロセスで動作を保
証する。

【００２９】複数のユーザプロセスが持つ動作周期が異
なる場合、ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、
異なる動作周期の組合わせにより１つの周期を決定し、
この周期内で複数のユーザプロセスに使用可能なＣＰＵ
時間を順番に割り当て、複数のユーザプロセスの動作を
保証する。ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、
一定時間又は一定周期において複数のユーザプロセスに
割り当てたＣＰＵ時間の占める割合が規定値以内の時、
他のユーザプロセスに対するＣＰＵ時間の割当てを許容
し、規定値を越えた時、他のユーザプロセスに対するＣ
ＰＵ時間の割当てを拒否するアドミッションコントロー
ルを行う。

【００３０】ユーザレベルプロセススケジューラ１０
は、一定期間又は一定周期でユーザプロセスにＣＰＵ時
間を割り当てる場合、連続したＣＰＵ時間を割り当てて
もよいし、複数のユーザプロセスのＣＰＵ時間の各々を
分割して割り当ててもよい。プロセス管理表１８に登録
されたユーザプロセスとして、高い優先度の範囲（１０
０〜１５９）にある固定優先度のリアルタイムクラス２
８に属するユーザプロセスと、低い優先度の範囲（０〜
５０）にあって動的に優先度を変化させるタイムシェア
リングクラスに属するユーザプロセス３０が存在する場
合、ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、リアル
タイムクラス２８のユーザプロセスに対するＣＰＵ時間
の割当てを制限して、タイムシェアリングクラス３０の
ユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り当てる。

【００３１】ユーザレベルプロセススケジューラ１０
は、ユーザプロセスの実行停止を検出して他のユーザプ
ロセスを動作可能とする。ユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０は、ユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り当て
る際に、ユーザプロセスに加え同じ優先度で実行可能な
ブロック検出プロセスを設け、ユーザプロセスがＩ／Ｏ
待ち等でブロックした際に、ブロック検出プロセスにＣ
ＰＵ時間を割り当ててブロック発生を検出して通知さ
せ、この通知によりユーザプロセスが実行停止したこと
を認識して他のユーザプロセスを実行可能とする。

【００３２】またユーザレベルプロセススケジューラ１
０は、ユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り当てる際に、
更に、ユーザプロセスより低い優先度で実行可能なブロ
ック検出プロセスを設け、ユーザプロセスがＩ／Ｏ待ち
等でブロックした際にブロック検出プロセスにＣＰＵ時
間を割り当ててブロック発生を検出して通知させ、この
通知によりユーザプロセスが実行停止したことを認識し
て他のユーザプロセスを実行可能とする。

【００３３】ユーザレベルプロセススケジューラ１０
は、ブロック中のユーザプロセスが実行可能な状態にな
ったことを検出して動作させる。ユーザレベルプロセス
スケジューラ１０は、オペレーティングシステム１４に
よるユーザプロセスのブロックまたはブロック回復によ
る実行再開の通知を検出して他のユーザプロセスの実行
又は停止を行うこともできる。

【００３４】このような本発明のユーザレベルプロセス
スケジューラによれば、次の利点が得られる。（１）スケジューリング対象のプロセスに、常に一定割
合のＣＰＵを割り当て、ＣＰＵ利用を保証するようなス
ケジューラを実現できる。（２）従来のプログラムを変更せずにユーザプロセスを
スケジューリング対象とすることができる。新しいスケ
ジューラのためにプログラムを書き直したり、リンクし
直したりする必要がない。

【００３５】（３）新たなスケジューラを実現するのに
オペレーティングシステムのソースコードを必要としな
い。（４）商用のオペレーティングシステム上で利用でき
る。（５）新たなスケジューリングを実現するために、オペ
レーティングシステム内部の知識を必要としない。

【００３６】（６）各種のスケジューラを試す時に、シ
ステムを再起動する必要がない。（７）振る舞いが信用できないプログラムをスケジュー
リングの対象としても、他のプログラムの実行を進める
ことのできるスケジュールを実現できる。この結果、マ
ルチメディア処理で必要とされる一定割合のＣＰＵ利用
を保証するスケジューラなど、ユーザのニーズに合わせ
てさまざまなスケジューラを商用オペレーティングシス
テムの上に実装できる。

【００３７】また、振る舞いの信用できないプロセスを
スケジューリング対象とすることができるなど、オペレ
ーティングシステム内で実現するのと同等のスケジュー
ラをユーザレベルのスケジューラとして実装することが
できる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

＜目次＞１．動作環境２．ユーザレベルプロセススケジューラの機能と動作３．ユーザプロセスの加入脱会４．ユーザプロセスのＣＰＵ利用の保証５．ユーザプロセスのブロック検出１．動作環境本発明のユーザレベルプロセススケジューラは、オペレ
ーティングシステムが固定優先度のスケジューリングを
提供していることを前提に実現することができる。固定
優先度スケジューリングは、組込用のリアルタイムオペ
レーティングシステムでは以前から提供されており、ま
た最近の汎用オペレーティングシステムとして知られて
いるＵＮＩＸＳｙｓｔｅｍＶ、ＳｕｎＯＳ５、Ｗ
ｉｎｄｏｗｓ／ＮＴでも提供されるようになってきてい
る。

【００３９】オペレーティングシステムの標準を規定す
るＰＯＳＩＸ（ユニックス標準の統合組織）では、固定
優先度スケジューリングを行うスケジューラを規定して
いる。サンマイクロシステム社のオペレーティングシス
テムＳｏｌａｒｉｓ２．４は、ＰＯＳＩＸに準拠してお
り、リアルタイムクラスと呼ばれる固定優先度スケジュ
ーラをもっている。このリアルタイムクラスでは、優先
度として１００〜１５９の値を使用することができる。
優先度は、値が大きい方が優先して実行されることを意
味する。以下の実施例にあっては、特に断わらない限
り、オペレーティングシステムＳｏｌａｒｉｓ２．４上
での動作環境を例にとるものとする。

【００４０】図２は本発明のユーザレベルプロセススケ
ジューラの動作環境の実施形態である。図２において、
オペレーティングシステムで提供される固定優先度スケ
ジューリングのリアルタイムクラスの空間において、本
発明のユーザレベルプロセススケジューラ１０はリアル
タイムの最高優先度である優先度１５９で動作するよう
に優先度が設定され、スケジューリング対象となるユー
ザプロセス群１１のユーザプロセス１２−１，１２−２
を第２優先度となる優先度１５８で動作させるように設
定している。

【００４１】図３は本発明によるユーザレベルプロセス
スケジューラの動作環境の他の実施形態であり、この実
施形態にあっては、リアルタイムクラスの優先度１５９
で動作するユーザレベルプロセススケジューラは、ユー
ザレベルプロセススケジューラ１０−１，１０−２の２
つに分割されている。ユーザレベルプロセススケジュー
ラ１０−１，１０−２のそれぞれは、スケジューリング
対象であるユーザプロセス１２−１，１２−２にライブ
ラリとしてそれぞれリンクされている。このためユーザ
レベルプロセススケジューラ１０−１，１０−２は、そ
れぞれリンクされているユーザプロセス１２−１，１２
−２の動作を制御する。

【００４２】図４は本発明によるユーザレベルプロセス
スケジューラの他の実施形態であり、この実施形態にあ
っては、ユーザレベルプロセススケジューラが階層的に
スケジューリングを行うことを特徴とする。まずユーザ
レベルプロセススケジューラ１０−１１は、リアルタイ
ムクラスの第１優先度である優先度１５９で動作するよ
うに優先度が設定される。

【００４３】優先度１５９を設定したユーザレベルプロ
セススケジューラ１０−１１のスケジューリング対象と
して、第２優先度となる優先度１５８を設定した第２の
ユーザレベルプロセススケジューラ１０−１２及びユー
ザプロセス１２−１を設けて、それぞれ動作させてい
る。更に、第２のユーザレベルプロセススケジューラ１
０−１２は、スケジューリング対象として優先度１５７
を設定したユーザプロセス１２−２，１２−３をもち、
それぞれ優先度１５７で動作させる。

【００４４】図５はユーザレベルプロセススケジューラ
による階層的なスケジューリングの他の実施形態であ
り、この実施形態にあっては、図３の実施形態について
階層的なスケジュール構造としたことを特徴とする。即
ち、リアルタイムクラスの優先度１５９で動作するユー
ザプロセス１２−１，１２−２のそれぞれにライブラリ
としてリンクされたユーザレベルプロセススケジューラ
１０−１，１０−２は、優先度１５８を設定して動作す
るユーザプロセス１２−３，１２−４にライブラリとし
てリンクしたユーザレベルプロセススケジューラ１０−
３，１０−４を設けている。

【００４５】即ち、ユーザレベルプロセススケジューラ
１０−１，１０−２は、第１階層となる優先度１５９で
ユーザプロセス１２−１，１２−２をスケジューリング
し、ユーザプロセス１２−１，１２−２のスケジュール
方針に従って、第２階層となる優先度１５８のユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０−３，１０−４がユーザ
プロセス１２−３，１２−４をスケジューリングするこ
とになる。

【００４６】図６は本発明によるユーザレベルプロセス
スケジューラの他の実施形態であり、図２の実施形態を
リアルタイムクラスについて複数系統設けたことを特徴
とする。即ち、リアルタイムクラスの優先度１５９で動
作する２つのユーザレベルプロセススケジューラ１０−
１，１０−２を設けると共に、それぞれのスケジューリ
ング対象となるユーザプロセス群１１−１，１１−２と
して、優先度１５８で動作するユーザプロセス１２−
１，１２−２及びユーザプロセス１２−３，１２−４を
設けている。このような実施形態にあっては、ユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０−１がユーザプロセス１
２−１，１２−２をスケジューリングし、またユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０−２がユーザプロセス１
２−３，１２−４をスケジューリングすることになる。
もちろん図６はオペレーティングシステム内に２つのユ
ーザレベルプロセススケジューラ１０−１，１０−２が
存在する場合であるが、必要に応じて任意の数のユーザ
レベルプロセススケジューラを存在させることができ
る。２．ユーザレベルプロセススケジューラの機能と動作次に図２の実施形態を対象に、本発明により提供される
ユーザレベルプロセススケジューラの機能と動作を説明
する。図７は、リアルタイムクラスの第１優先度となる
優先度１５９で動作するユーザレベルプロセススケジュ
ーラ１０の詳細である。ユーザレベルプロセススケジュ
ーラ１０は、クラス変更指示部１６、プロセス管理表１
８、プロセス実行指示部２０、クラス変更制御部２２、
プロセス実行制御部２４及びプロセス優先度制御部２６
で構成される。

【００４７】クラス変更指示部１６は、ユーザレベルプ
ロセススケジューラ１０が動作しているスケジュール空
間であるリアルタイムクラス２８以外のスケジューリン
グクラス、例えばタイムシェアリングクラス３０で動作
しているユーザプロセス１２−３からの加入要求を受
け、プロセス管理表１８を参照して、予め定めた条件に
従って許可または拒否を決定する。

【００４８】許可の場合にはクラス変更制御部２２にタ
イムシェアリングクラス３０からリアルタイムクラス２
８へのクラス変更を指示し、ユーザプロセス１２−３に
許可を通知する。加入要求に対する許可の条件として
は、例えばプロセス管理表１８で管理しているユーザプ
ロセス群の合計ＣＰＵ時間である。ユーザプロセス１２
−３は加入要求と同時に自己のＣＰＵ時間を指定し、こ
の指定時間を現在プロセス管理表１８で管理しているユ
ーザプロセスのＣＰＵ時間に加えて、規定時間以内であ
れば加入を許可し、超えていれば加入を拒否するように
なる。

【００４９】ここでプロセス管理表１８は、図８に示す
ように、プロセス識別子と例えば動作可能状態としたユ
ーザプロセスを一定周期内で動作させる場合、１周期内
のＣＰＵ使用時間を登録している。１周期内のＣＰＵ使
用時間は、例えば１００％で１００ｍｓとしている。こ
の例では、図７のユーザプロセス１２−１，１２−２，
１２−３のプロセス識別子をＡ，Ｂ，Ｃとすると、ユー
ザプロセスＣ１２−３が加入要求を行ったときに、既に
プロセス管理表１８には動作可能状態にあるユーザプロ
セス１２−１，１２−２のプロセス識別子Ａ，Ｂとその
１周期内のＣＰＵ使用時間５０ｍｓ，２０ｍｓが登録さ
れている。

【００５０】この状態でプロセス識別子Ｃをもつユーザ
プロセス１２−３の加入要求があると、加入要求に伴っ
てＣＰＵ使用時間１０ｍｓが指定されていることから、
合計ＣＰＵ使用時間として８０ｍｓが求められ、これは
全ＣＰＵ使用時間の８０％であることから加入要求を許
可し、プロセス管理表１８にプロセス識別子ＣとそのＣ
ＰＵ使用時間１０ｍｓを図示のように登録することにな
る。

【００５１】再び図７を参照するに、プロセス実行指示
部２０はプロセス管理表１８を参照し、次にどのプロセ
スをどれだけの時間実行するかを決定し、クラス変更制
御部２２に変更のための指示を行う。即ちプロセス実行
指示部２０は、クラス変更制御部２２に対しては、タイ
ムシェアリングクラス３０とリアルタイムクラス２８と
の間のクラス変更の指示を行う。

【００５２】またプロセス実行指示部２０は、プロセス
実行制御部２４に対しては、実行、停止または再開の指
示を行う。更にプロセス実行指示部２０は、プロセス優
先度制御部２６に対しては、リアルタイムクラス２８に
おける優先度１５９〜１００内における変更を指示す
る。クラス変更制御部２２は、クラス変更指示部１６ま
たはプロセス実行指示部２０からのクラス変更の指示に
従い、指定されたユーザプロセスのクラス変更をオペレ
ーティングシステム１４に依頼する。このクラス変更の
依頼を受けて、オペレーティングシステム１４は、固定
優先度スケジュールクラスであるリアルタイムクラス２
８と、それ以外のスケジュールクラスであるタイムシェ
アリングクラス３０との間のクラス変更を実行する。

【００５３】プロセス実行制御部２４は、クラス変更指
示部１６またはプロセス実行指示部２０の指示に従い、
指定されたユーザプロセスの実行、停止または再開をオ
ペレーティングシステム１４に依頼する。更にプロセス
優先度制御部２６は、クラス変更指示部１６またはプロ
セス実行指示部２０の指示に従い、固定優先度であるリ
アルタイムクラス２８における優先度の変更をオペレー
ティングシステム１４に依頼する。

【００５４】ユーザレベルプロセススケジューラ１０に
設けたクラス変更制御部２２、プロセス実行制御部２４
及びプロセス優先度制御部２６は、そのときのクラス変
更指示部１６またはプロセス実行指示部２０からの指示
により個別に動作して、ユーザプロセスのスケジューリ
ングの変更を行う。そこで、これら３つの制御部２２，
２４，２６のそれぞれについてユーザプロセスの変更制
御を説明する。

【００５５】図９は図７のプロセス実行制御部２４によ
るユーザプロセスの状態変更の実施形態であり、オペレ
ーティングシステム１４が提供するシグナル機能を用い
てユーザプロセスの状態変更を行うことで、ユーザレベ
ルプロセススケジューラがユーザプロセスの実行制御を
行うことを特徴とする。図９において、優先度１５９の
ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、スケジュー
リング対象としてユーザ部１１にプロセス識別子Ａ，Ｂ
をもったユーザプロセス１２−１，１２−２をもってい
る。このユーザプロセス１２−１，１２−２の実行可能
状態への変更は、オペレーティングシステム１４が提供
するシグナル機能であるＳＩＧＣＯＮＴを引数としてｋ
ｉｌｌシステムコールを発行することで実現できる。

【００５６】またユーザプロセス１２−１，１２−２の
実行停止状態への変更は、ＳＩＧＳＴＯＰを引数として
ｋｉｌｌシステムコールを発行することで実現できる。
例えば図９のように、ユーザレベルプロセススケジュー
ラ１０がプロセス識別子Ａをもつユーザプロセス１２−
１を実行可能状態とし、プロセス識別子Ｂをもつユーザ
プロセス１２−２を実行停止状態とすることで、ユーザ
プロセス１２−１だけを動作させることができる。

【００５７】図１０のフローチャートは、図７のプロセ
ス実行指示部２０からの実行指示に基づくプロセス実行
制御部２４の処理動作である。プロセス実行制御部２０
は、例えばオペレーティングシステム１４からのＳＩＧ
ＣＯＮＴを引数としたｋｉｌｌシステムコールを受ける
と、まずステップＳ１で、プロセス管理表１８のインデ
ックスを先頭のエントリとする。

【００５８】ステップＳ２で、インデックスの示すエン
トリは現在使用中（登録中）にあるか否かチェックす
る。使用中にあれば、ステップＳ３で、インデックスの
示すプロセス識別子のユーザプロセスの実行状態への変
更をプロセス実行制御部２４に指示する。例えば図８の
プロセス管理表１８の場合には、最初のインデックスで
指定されるユーザプロセスＡの実行をプロセス実行制御
部２４に指示する。

【００５９】このためプロセス実行制御部２４は、ステ
ップＳ２４でユーザプロセスＡのＣＰＵ使用時間である
５０ｍｓ間スリープすることで、ユーザプロセスＡを５
０ｍｓ間と動作させる。続いてステップＳ５で、インデ
ックスの示すユーザプロセスＡの実行停止状態への変更
をプロセス実行制御部２４に依頼し、これを受けてオペ
レーティングシステム１４はユーザプロセスＡの実行を
停止する。ステップＳ３〜Ｓ４で最初のインデックスの
ユーザプロセスＡの動作が済むと、ステップＳ６で、イ
ンデックスが最後のエントリを指しているか否かチェッ
クし、指していなければ、ステップＳ７でインデックス
を１つ進め、ステップＳ２に戻り、次の２番目インデッ
クスの示すエントリのユーザプロセスＢの処理を同様に
して行う。

【００６０】ステップＳ６でインデックスの最後のエン
トリが判別されると、再びステップＳ１に戻り、プロセ
ス管理表１８の先頭のインデックスからの処理を繰り返
す。これにより１周期内でプロセス管理表１８に登録さ
れて動作可能状態にある複数のユーザプロセスを、設定
されたＣＰＵ時間で動作させるスケジューリングを行う
ことができる。

【００６１】図１１は、図７のプロセス優先度制御部２
６によるユーザプロセスの変更の実施形態である。この
実施形態にあっては、オペレーティングシステム１４が
提供するｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールを使用し、ユ
ーザプロセスの優先度を変更することで、ユーザレベル
プロセススケジューラがユーザプロセスの実行制御を行
うことを特徴とする。

【００６２】例えば図１１のように、ユーザレベルプロ
セススケジューラ１０が優先度１５７にあるプロセス識
別子Ａのユーザプロセス１２−１を優先度１５８に変更
することで、プロセス識別子Ａのユーザプロセス１２−
１´だけを動作させることができる。図１２は、図７の
プロセス実行指示部２０からの優先度変更指示に基づく
プロセス優先度制御部２６の処理動作を示す。

【００６３】まずステップＳ１で、優先度変更指示に対
しプロセス管理表１８のインデックスを先頭にセット
し、ステップＳ２で、インデックスの示すエントリが使
用中か否かチェックする。使用中にあれば、ステップＳ
３で、インデックスで示すユーザプロセスの優先度１５
８への変更をプロセス優先度制御部２６に指示する。ス
テップＳ４で、インデックスが示すユーザプロセスのＣ
ＰＵ時間をスリープすることで、ユーザプロセスＣを指
定時間動作させる。更にステップＳ５で、インデックス
の示すユーザプロセスの優先度１５７への変更をプロセ
ス優先度制御部２６に指示する。なおステップＳ５にあ
っては、停止動作を確実にするため、リアルタイムクラ
スの最下位の優先度である優先度１００への変更をプロ
セス優先度制御部２６に指示するようにしてもよい。

【００６４】続いてステップＳ６で、インデックスが最
後のエントリを指しているか否かチェックし、指してい
なければ、ステップＳ７でインデックスを１つ進め、再
びステップＳ２に戻り、プロセス管理表の次のインデッ
クスのエントリに登録されているユーザプロセスについ
て、ステップＳ３〜Ｓ５の優先度の変更による実行と停
止を繰り返す。

【００６５】図１３は、図７のプロセス実行指示部２０
からのクラス変更指示に基づくクラス変更制御部２２の
ユーザプロセスの変更処理の実施形態である。本発明が
実現されるオペレーティングシステムＳｏｌａｒｉｓ
２．４は、固定優先度のリアルタイムクラス２８に加え
てタイムシェアリングスケジューリングを行うタイムシ
ェアリングクラス３０をもっている。タイムシェアリン
グクラス３０にあっては、オペレーティングシステム１
４が次のようにユーザプロセスの優先度を動的に変更す
る。ここでタイムシェアリングクラス３０は、優先度５
９〜０をもつ。

【００６６】（１）ユーザプロセスが一定時間ＣＰＵを
使用した場合、その優先度を一定値下げる。（２）ユーザプロセスが実行可能であるにも関わらず一
定時間ＣＰＵ割当てが行われなかった場合、その優先度
を一定値上げる。（３）ユーザプロセスが自発的にＣＰＵ割当てを手放し
た場合、即ちスリープした場合、ウェイクアップ後にそ
の優先度を一定値上げる。

【００６７】このようなタイムシェアリングクラス３０
と本発明のユーザレベルプロセススケジューラが動作し
ているリアルタイムクラス２８のクラス変更として、オ
ペレーティングシステム１４が提供するｐｒｉｏｃｎｔ
ｌシステムコールを使用してクラス変更を行うことで、
ユーザレベルプロセススケジューラがユーザプロセスの
実行制御を行うことができる。

【００６８】例えば図１３のように、ユーザレベルプロ
セススケジューラ１０がタイムシェアリングクラスで動
作していたプロセス識別子Ａのユーザプロセス１２−１
をリアルタイムクラス２８の優先度１５８に変更するこ
とで、プロセス識別子Ａのユーザプロセス１２−１´の
みを動作させることができる。図１４のフローチャート
は、図７のプロセス実行指示部２０よりクラス変更指示
をクラス変更制御部２２に対し行ったときのユーザプロ
セスの変更処理である。

【００６９】オペレーティングシステムが提供するｐｒ
ｉｏｃｎｔｌシステムコールを使用してプロセス実行指
示部２０に対しクラス変更指示が行われると、まずステ
ップＳ１でプロセス管理表１８のインデックスを先頭に
セットし、ステップＳ２で、インデックスの示すエント
リが使用中か否かチェックする。使用中にあれば、ステ
ップＳ３で、インデックスの示すユーザプロセスのリア
ルタイムクラス２８への変更をクラス変更指示部２２に
指示する。

【００７０】これによりオペレーティングシステム１４
は、対象となったユーザプロセスをリアルタイムクラス
の優先度１５８に変更し、ステップＳ４で、インデック
スが示すユーザプロセスのＣＰＵ時間をスリープするこ
とで、ユーザプロセスを指定時間動作させる。ステップ
Ｓ５で、インデックスの示すユーザプロセスのタイムシ
ェアリングクラス２８への変更をクラス変更制御部２２
に指示し、停止状態とする。

【００７１】続いてステップＳ６で、インデックスが最
後のエントリを指しているか否かチェックし、指してい
なければ、ステップＳ７でインデックスを１つ進め、ス
テップＳ２に戻って次のユーザプロセスについて同様な
処理を繰り返す。３．ユーザプロセスの加入脱会図７のリアルタイムクラス２８のスケジュール空間にあ
るユーザレベルプロセススケジューラ１０のスケジュー
ル対象となるユーザプロセスへの加入は、タイムシェア
リングクラス３０に存在するユーザプロセスからの加入
要求を受けて処理するようになる。またリアルタイムク
ラス２８でスケジューリングされているユーザプロセス
の脱会は、ユーザプロセスからの脱会要求を受けて処理
するようになる。

【００７２】このユーザプロセスの加入要求及び脱会要
求の処理はクラス変更指示部１６に対し行われ、クラス
変更指示部１６は、クラス変更制御部２２、プロセス実
行制御部２４またはプロセス優先度制御部２６のいずれ
かに対する指示で３つの異なった加入脱会処理を行うこ
とができる。図１５のフローチャートは、プロセス実行
制御部２４に対する実行、停止または再開の指示を利用
したユーザプロセスの加入脱会処理である。まずステッ
プＳ１で、タイムシェアリングクラス３０にあるユーザ
プロセスからの加入または脱会要求を待っている。ステ
ップＳ２で、要求があると加入要求か否かチェックす
る。

【００７３】いまタイムシェアリングクラス３０にある
プロセス識別子Ｃのユーザプロセス１２−３から加入要
求が行われたとする。この実施形態にあっては、ユーザ
プロセス１２−３は加入要求に際し自分自身の１周期内
のＣＰＵ使用時間を例えば１０ｍｓとして指定して加入
を要求している。加入要求を受けたことでステップＳ３
に進み、クラス変更指示部１６はプロセス管理表１８に
登録されているユーザプロセスのＣＰＵ使用時間の合計
と加入要求プロセスの要求ＣＰＵ時間の和が、予め定め
た所定時間１００ｍｓより小さいか否かチェックする。

【００７４】ここで図８のプロセス管理表１８のよう
に、プロセス識別子Ａ，Ｂのユーザプロセス１２−１，
１２−２が登録されており、それぞれの１周期内のＣＰ
Ｕ時間が５０ｍｓ，２０ｍｓであったとすると、加入要
求を行ったユーザプロセス１２−３のＣＰＵ使用時間１
０ｍｓを加えた合計時間は８０ｍｓとなり、１００ｍｓ
より小さいことから加入を許可するため、ステップＳ４
に進む。

【００７５】ステップＳ４では、加入要求を行ったユー
ザプロセスの実行停止状態への変更をプロセス実行制御
部２４に指示し、オペレーティングシステム１４への依
頼で、加入要求を行ったユーザプロセス１２−３を停止
状態とする。続いて、加入要求を行ったユーザプロセス
１２−３のリアルタイムクラス２８への変更をステップ
Ｓ５でクラス変更制御部２２に指示する。

【００７６】更にステップＳ６で、加入要求を行ったユ
ーザプロセス１２−３への優先度１５８への変更をプロ
セス優先度制御部２６に指示する。これにより加入要求
を許可されたユーザプロセス１２−３は、ユーザレベル
プロセススケジューラ１０が動作しているリアルタイム
クラス２８の優先度１５８に設定される。続いてステッ
プＳ７で、加入要求を行ったユーザプロセス１２−３を
図８のプロセス識別子ＣとそのＣＰＵ時間１０ｍｓに示
すようにプロセス管理表１８に登録する。

【００７７】最終的にステップＳ５で、加入要求を行っ
たユーザプロセス１２−３に対し加入許可を通知する。
一方、ステップＳ３で加入要求を行ったユーザプロセス
を含めた合計ＣＰＵ時間が１００ｍｓを超えていた場合
には、ステップＳ９に進み、加入要求を行ったユーザプ
ロセス１２−３に対し加入拒否を通知する。またユーザ
プロセスからの脱会要求があった場合には、ステップＳ
２からＳ１０に進み、脱会要求を行ったユーザプロセス
をプロセス管理表１８から削除し、ステップＳ１１で、
脱会要求をしたユーザプロセスのタイムシェアリングク
ラス３０への変更をクラス変更制御部２２に指示する。

【００７８】図１６のフローチャートは、ユーザプロセ
スからの加入要求に対しプロセス優先度制御部２６によ
る優先度の変更制御を利用して加入させる場合の処理動
作である。まずステップＳ１でユーザプロセスからの加
入または脱会要求を待ち、要求があるとステップＳ２で
加入要求か否か判別し、加入要求であれば、ステップＳ
３で、プロセス管理表１８の登録済みユーザプロセスの
ＣＰＵ使用時間と加入要求プロセスの要求ＣＰＵ時間と
の和が１００ｍｓより小さいか否かチェックし、小さけ
れば加入許可のため、ステップＳ４に進む。

【００７９】ステップＳ４では、加入要求プロセスのリ
アルタイムクラス２８への変更をクラス変更制御部２２
に指示し、ステップＳ５で、加入要求プロセスの優先度
１００への変更をプロセス優先度制御部２６に指示し、
ステップＳ６で、加入要求をしたユーザプロセスをプロ
セス管理表１８に登録した後、ステップＳ７で加入許可
を通知する。ステップＳ３で１００ｍｓ以上であった場
合は、ステップＳ７で加入拒否を通知する。

【００８０】またステップＳ２で脱会要求であった場合
には、ステップＳ９でプロセス管理表１８からの削除
と、ステップＳ１０のタイムシェアリングクラス３０へ
のクラス変更の指示を行う。図１７のフローチャート
は、ユーザプロセスからの加入または脱会要求に対し図
７のクラス変更制御部２２の制御機能を利用して行う処
理動作である。ステップＳ１でユーザプロセスからの加
入または脱会要求を待ち、要求があると、ステップＳ２
で加入要求か否か判別し、加入要求であればステップＳ
３に進み、プロセス管理表１８のＣＰＵ使用時間と加入
要求プロセスの要求ＣＰＵ時間の合計が１００ｍｓより
小さいか否かチェックする。

【００８１】合計時間が１００ｍｓより小さければ加入
許可のため、ステップＳ４に進み、加入要求を行ったユ
ーザプロセスのタイムシェアリングクラス３０への変更
をクラス変更制御部２２に指示する。続いてステップＳ
５で、加入要求を行ったユーザプロセスをプロセス管理
表１８に登録し、ステップＳ６で加入許可を通知する。
この場合には、加入要求を行ったユーザプロセスは最初
タイムシェアリングクラス３０に置かれて、実行の際に
ユーザレベルプロセススケジューラ１０によるリアルタ
イムクラス２８にクラス変更されることになる。

【００８２】一方、ステップＳ３で１００ｍｓ以上であ
った場合には、ステップＳ７で加入拒否を通知する。ま
た脱会要求であった場合には、ステップＳ８でプロセス
管理表１８から削除した後、ステップＳ９で、タイムシ
ェアリングクラス３０へのクラス変更を指示する。図１
８は、ライブラリによるユーザレベルプロセススケジュ
ーラに対するスケジューリング及び優先度変更要求の通
知の実施形態である。

【００８３】図１８において、アプリケーションプログ
ラム３２にリンクされるライブラリ３４にユーザレベル
プロセススケジューラ１０のスケジューリング方式、即
ちリアルタイムクラスかタイムシェアリングクラスかの
指定情報、及びまたは優先度を変更する関数を用意す
る。このライブラリ３４の内容が呼び出された場合、メ
ッセージによりユーザレベルプロセススケジューラ１０
に変更を通知する。メッセージによる変更通知を受けた
ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、変更が可能
かどうかを判断し、可能ならばオペレーティングシステ
ムから提供されるｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによ
り変更する。変更が不可能ならばその旨をライブラリ３
４に通知し、更にライブラリ３４がアプリケーションプ
ログラム３２に通知する。

【００８４】図１９は、ユーザレベルプロセススケジュ
ーラに対するライブラリによるスケジューリング方式及
びまたは優先度変更要求の通知の他の実施形態である。
この図１９の実施形態にあっては、ユーザプロセス１２
を生成する親プロセス３６が、リンクするライブラリ３
８を通してユーザレベルプロセススケジューラ１０に、
予め定めたスケジューリング仕様に従ったメッセージを
伝えてスケジューリング方式及び優先度変更要求を行う
ようにしている。

【００８５】親プロセス３６で作成されるスケジューリ
ング仕様４０は、例えば図２０に示すように、ユーザプ
ロセス１２が動作し始めてからの相対的な開始時刻、終
了時刻、及びその間のスケジューリング方式を記述して
いる。このようなスケジューリング仕様４０に従ったラ
イブラリ３８からのメッセージを受けたユーザレベルプ
ロセススケジューラ１０は、スケジューリング仕様４０
に従ったユーザプロセス１２のスケジューリングを実行
することになる。

【００８６】図２１は、本発明のユーザレベルプロセス
スケジューラでスケジューリングされるユーザプロセス
の内部構造を示している。本発明が対象とするユーザレ
ベルプロセススケジューラのスケジューリング対象とな
るユーザプロセス１２は、図２１のようにマルチスレッ
ドライブラリ４２をリンクしており、スレッド群４４の
中に例えばスレッド４６−１，４６−２，４６−３の３
つのスレッドがマルチスレッドライブラリ４２によりス
ケジューリングされている。４．ユーザプロセスのＣＰＵ利用の保証図７に示す制御機能をもつユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０は、スケジューリング対象となっているユー
ザプロセス即ちプロセス管理表１８に登録されているユ
ーザプロセスを対象に、一定割合のＣＰＵ割当てを行っ
てＣＰＵ利用を保証するようなスケジューリングを実行
できる。

【００８７】図２２は、ＣＰＵ割当て対象となるユーザ
プロセスを１つとした場合の動作形態の説明図である。
図２２にあっては、ユーザレベルプロセススケジューラ
１０が動作したいプロセス識別子Ａのユーザプロセス１
２−１を実行可能状態に変更する指示を行う。この変更
指示はプロセス実行指示部２０により行われ、プロセス
実行制御部２４に対する実行／停止指示、クラス変更制
御部２２に対するクラス変更指示、またはプロセス優先
度制御部２６に対する優先度変更指示のいずれかとな
る。

【００８８】プロセス実行指示部２０によるプロセス実
行制御部２４に対する指示については、ｋｉｌｌシステ
ムコールによりユーザプロセス１２−１だけを実行状態
とし、その他のユーザプロセスを実行停止状態とする。
またプロセス実行指示部２０からのプロセス優先度制御
部２６に対する優先度変更指示については、ｐｒｉｏｃ
ｎｔｌシステムコールによりユーザプロセス１２−１だ
けを優先度１５８に設定し、その他のユーザプロセスを
優先度１５７に設定する。

【００８９】更に、プロセス実行指示部２０によるクラ
ス変更制御部２２に対するクラス変更指示については、
ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによりユーザプロセス
１２−１だけをリアルタイムクラス２８に変更し、その
他のユーザプロセスをタイムシェアリングクラス３０に
変更する。以上のユーザプロセスの変更指示が済んだな
らば、ユーザレベルプロセススケジューラ１０はユーザ
プロセス１２−１を動作させたい時間だけ、即ちプロセ
ス管理表１８の参照で得られたＣＰＵ割当時間だけｕｓ
ｌｅｅｐシステムコールによりスリープすることで、図
２２のようにユーザプロセス１２−１を動作させる。次
のプロセス識別子Ｂをもつユーザプロセス１２−２につ
いても同様であり、プロセス管理表１８に登録されて動
作可能状態にある複数のユーザプロセスについて、この
処理を繰り返す。

【００９０】図２３は、図３のライブラリとしてユーザ
プロセス１２−１，１２−２にリンクされた２つのユー
ザレベルプロセススケジューラ１０−１，１０−２によ
る動作を示す。プロセス識別子Ａのユーザプロセス１２
−１にリンクされたユーザレーザプロセススケジューラ
１０−１は、図２２の場合と同様、ｋｉｌｌシステムコールによる実行、停止、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによる優先度変更、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによるクラス変更、のいずれかを行う。

【００９１】次に、ユーザプロセス１２−１にリンクさ
れたユーザレベルプロセススケジューラ１０−１をプロ
セス管理表のＣＰＵ使用時間だけｕｓｌｅｅｐシステム
コールによりスリープする。これにより、図２３のよう
にユーザプロセス１２−１を動作させる。次のプロセス
識別子Ｂをもつユーザプロセス１２−２についても、同
様にして動作させる。

【００９２】図２４は、ＣＰＵの割当対象となるユーザ
プロセスが複数の場合の動作形態である。図２４にあっ
ては、ユーザレベルプロセススケジューラ１０が２つの
ユーザプロセス１２−１，１２−２を動作する。まずユ
ーザレベルプロセススケジューラ１０は、ｋｉｌｌシステムコールによる実行、停止、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによる優先度変更、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによるクラス変更、のいずれかにより、プロセス識別子Ａ，Ｂをもつ２つの
ユーザプロセス１２−１，１２−２を動作可能状態とす
る。

【００９３】続いてユーザレベルプロセススケジューラ
１０は、ｕｓｌｅｅｐシステムコールによりプロセス管
理表から得られたユーザプロセス１２−１，１２−２の
合計ＣＰＵ時間で決まる一定時間スリープすることで、
図示のように２つのユーザプロセス１２−１，１２−２
を動作させる。この場合、ユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０のスリープ期間にユーザプロセス１２−１，
１２−２がどのように動作するかは、それぞれのユーザ
プロセス１２−１，１２−２の状態によって決まる。例
えば、ユーザプロセス１２−１がＣＰＵを手放さなけれ
ばユーザプロセス１２−２は動作しないし、ユーザプロ
セス１２−１が直ちにＣＰＵを手放せばユーザプロセス
１２−２が動作するようになる。ここでユーザプロセス
１２−１，１２−２が実行を停止する原因としては、Ｉ
／Ｏ待ち、ｓｌｅｅｐシステムコールの発行等がある。

【００９４】図２５は、図２４の複数のユーザプロセス
を複数のＣＰＵからなるマルチプロセッサ上で動作させ
る場合の形態である。この場合には、図２５（Ａ）
（Ｂ）のように、ユーザプロセス１２−１，１２−２の
それぞれにＣＰＵ４８−１，４８−２を割り当てること
ができるため、異なるＣＰＵ４８−１，４８−２上で同
時に２つのユーザプロセス１２−１，１２−２を動作さ
せることができる。図２６は、予め定めた一定時間Ｔで
複数のユーザプロセスの動作を保証する実施形態であ
る。ユーザレベルプロセススケジューラ１０は、ｋｉｌｌシステムコールによる実行と停止、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによる優先度の変
更、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによるクラス変更、のいずれかにより、プロセス識別子Ａのユーザプロセス
１２−１を一定時間動作させた後、同様にしてプロセス
識別子Ｂのユーザプロセス１２−２を一定時間動作させ
る。

【００９５】図２７は、複数のユーザプロセスを動作可
能状態として一定周期で繰り返し動作させる形態の説明
図である。この実施形態にあっては、２つのユーザプロ
セス１２−１，１２−２をスケジューリング対象として
おり、一定の周期Ｔについてユーザレベルプロセススケ
ジューラ１０は、まずプロセス識別子Ａのユーザプロセ
ス１２−１を、ｋｉｌｌシステムコールによる実行、停止、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによる優先度変更、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによるクラス変更、のいずれかで動作可能状態とした後、一定時間動作さ
せ、次に、同様にしてユーザプロセス１２−２を動作さ
せ、これを周期的に繰り返す。この図２５の周期Ｔによ
る複数のユーザプロセスの動作の繰返しは、各ユーザプ
ロセスの動作周期が同じ場合に適用できる。

【００９６】図２８は、複数のユーザプロセスの動作周
期が異なる場合の動作形態である。まずユーザプロセス
１２−１は、図２８（Ａ）のように、周期Ｔで動作を繰
り返している。これに対しユーザプロセス１２−２は、
図２８（Ｂ）のように、２倍の周期にＴで動作を繰り返
している。このように２つのユーザプロセス１２−１，
１２−２の周期が異なる場合には、図２９のように、複
数の動作周期の最小公倍数である周期２Ｔをスケジュー
リング周期とする。

【００９７】即ち、周期Ｔのユーザプロセス１２−１を
動作した後、周期２Ｔのユーザプロセス１２−２を動作
し、更に周期Ｔのユーザプロセス１２−１を動作させ、
残りを空き周期とし、これを繰り返す。ここで一定周期
Ｔで複数のユーザプロセスを動作させる図２７の実施形
態にあっては、１周期Ｔ内のＣＰＵ時間を１００％使用
しており、このような動作環境に周期Ｔ内で例えば２０
％のＣＰＵ時間を要求する別のユーザプロセスをスケジ
ュール対象に加入しようとしても、この要求はユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０により拒否されてしま
う。

【００９８】これに対し、もしユーザプロセス１２−
１，１２−２の周期Ｔ内でのＣＰＵ使用率の合計が８０
％以下に制限されていれば、他のユーザプロセスのＣＰ
Ｕ時間２０％の要求を受理してユーザレベルプロセスス
ケジューラのスケジュール対象に加入させることができ
る。そこで、図２７の一定周期Ｔの動作形態についてク
オリティ・オブ・セレクト制御の１つであるアドミッシ
ョンコントロールを採用し、１周期Ｔ内におけるユーザ
プロセス１２−１，１２−２のＣＰＵ使用時間を８０％
以下に制限する。これによって、新たな２０％以内のＣ
ＰＵ使用率をもった他のユーザプロセスの加入要求を効
率良く受け入れることができる。

【００９９】図３０は、一定期間内でＣＰＵを分割して
ユーザプロセスに割り当てる動作形態である。即ち図２
６または図２７にあっては、一定時間Ｔまたは一定周期
内に連続してユーザプロセスのＣＰＵ割当てを行ってい
るが、図３０にあっては、一定期間のＣＰＵ時間を複数
に分割し、各分割時間についてユーザプロセス１２−１
とユーザプロセス１２−２を割り当てている。

【０１００】図３１は、タイムシェアリングクラスに存
在するスケジューリング対象となっているユーザプロセ
スに対し、強制的に一定のＣＰＵ時間割当てを行う動作
形態の説明図である。図３１において、ユーザプロセス
１２−１，１２−２はリアルタイムクラス２８に存在
し、ユーザプロセス１２−３，１２−４はタイムシェア
リングクラス３０に存在している。この場合、ユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０は、ｋｉｌｌシステムコールによる実行停止、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによる優先度変更、ｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールによるクラス変更、のいずれかで、リアルタイムクラス２８にあるユーザプ
ロセス１２−１，１２−２を順次一定時間動作させた
後、ユーザプロセス１２−１，１２−２を実行停止状態
とし、ｕｓｌｅｅｐシステムコールにより、一定時間Ｃ
ＰＵを手放す。

【０１０１】これによりＣＰＵはタイムシェアリングク
ラス３０に割り当てられ、ユーザプロセス１２−３，１
２−４を動作させる。この場合のユーザプロセス１２−
３，１２−４のスケジューリングは、オペレーティング
システムＳｏｌａｒｉｓ２．４がもつタイムシェアリン
グスケジューラが行うことになる。図３２は、本発明の
ユーザレベルプロセススケジューラのスケジュール空間
となるリアルタイムクラスとグローバルな優先度の対応
関係を示したマッピングの説明図である。

【０１０２】本発明のユーザレベルプロセススケジュー
ラをサポートするオペレーティングシステムＳｏｌａｒ
ｉｓ２．４では、タイムシェアリングクラス３０につい
ては、図３２（Ｃ）のように、タイムシェアリングクラ
ス優先度０〜５９をグローバル優先度０〜５９にマッピ
ングさせ、設定しており、リアルタイムクラス２８につ
いては、図３２（Ａ）のように、リアルタイムクラス優
先度０〜５９をグローバル優先度１００〜１５９にマッ
ピングさせ、設定している。

【０１０３】この図３２（Ａ）の優先度のマッピング
は、オペレーティングシステムが起動するときにリンク
するＲＴ−ＤＰＴＢＬというファイルに転記されてい
る。本発明にあっては、図３２（Ａ）のマッピングファ
イルを、図３２（Ｂ）に示すようにリアルタイムクラス
２８の最低優先度をタイムシェアリングクラス３０の最
低優先度０と等しくする。

【０１０４】図３２（Ｂ）のマッピングによれば、図３
３の動作形態が得られる。図７のプロセス優先度制御部
２６に対する指示でユーザプロセス１２−２を優先度０
に設定することで、一定時間をタイムシェアリングプロ
セス用時間Ｔｔｓに割り当てる。この場合、タイムシェ
アリングプロセス用時間Ｔｔｓの間、実際には実行可能
なタイムシェアリングプロセスが存在しなかったとする
と、図３２（Ｂ）の最低優先度０をもつリアルタイムク
ラス２８のユーザプロセス１２−２をタイムシェアリン
グクラスのユーザプロセスの代わりに動作させることが
できる。

【０１０５】もちろん、このときユーザプロセス１２−
１は実行停止状態となっていることから、ユーザプロセ
ス１２−２の動作中に動作することはない。これによっ
て、一定時間タイムシェアリングクラスのユーザプロセ
スに動作時間を割り当てても効率良くリアルタイムクラ
スのユーザプロセスを動作させることができる。５．ユーザプロセスのブロック検出図３４は、ユーザレベルプロセススケジューラ１０によ
りユーザプロセス１２−１に時間Ｔ１からＴ４までＣＰ
Ｕ時間Ｔを割り当てた状態でブロックが発生した場合で
ある。即ち、時間Ｔ１でユーザプロセス１２−１がＣＰ
Ｕ時間の割当てを受けて動作を開始したが、時刻Ｔ２で
Ｉ／Ｏ待ち等でブロック５４が発生したとする。

【０１０６】このブロック５４は適宜のブロック検出手
段により検出されて、ブロック検出通知５６がユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０に通知される。ユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０はブロック検出５６の通
知を受けると、残り時間Ｔ３〜Ｔ４をタイムシェアリン
グクラスのユーザプロセスに割り当てる。図３５は、図
３４におけるブロック検出のためのプロセスの動作形態
である。

【０１０７】図３５において、優先度１５９のユーザレ
ベルプロセススケジューラ１０のスケジュール対象とな
るユーザプロセス１２−１と同じ優先度１５８にブロッ
ク検出プロセス６０を設けている。本発明をサポートす
るオペレーティングシステムＳｏｌａｒｉｓ２．４のリ
アルタイムクラスでは、同一優先度に複数の実行可能な
プロセスが存在する場合、ＣＰＵ割当ての最小単位であ
るタイムカンタムごとにラウンドロビンで実行可能プロ
セスを切り替える。またタイムカンタムは、プロセスご
とにｐｒｉｏｃｎｔｌシステムコールで設定することが
できる。

【０１０８】図３５にあっては、ユーザレベルプロセス
スケジューラ１０がユーザプロセス１２−１とブロック
検出プロセス６０を次の手順で設定し、図３４のように
ユーザプロセス１２−１がブロックしたことをブロック
検出プロセス６０で検出し、オペレーティングシステム
のシグナル機能を使用してユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０に通知することになる。

【０１０９】即ち、図３５のユーザレベルプロセススケ
ジューラ１０によるブロック検出プロセス６０の設定は
次のようになる。ユーザプロセス１２−１を優先度１５８に設定する。ユーザプロセス１２−１のタイムカンタムを、ユーザ
プロセス１２−１を与えるＣＰＵ時間と等しい時間また
はそれ以上の値をもつ時間に設定する。

【０１１０】ユーザプロセス１２−１を実行可能状態
とする。ブロック検出プロセス６０を優先度１５８に設定す
る。ブロック検出プロセス６０のタイムカンタムを適当な
時間に設定する。ブロック検出プロセス６０を実行可能状態とする。ユーザプロセス１２−１に与えたＣＰＵ時間だけスリ
ープする。

【０１１１】図３７はブロック検出プロセスの他の動作
形態であり、ユーザレベルプロセススケジューラ１０の
スケジュール対象となるユーザプロセス１２−１に対し
更に下位の優先度１５８にブロック検出プロセス６０を
設定している。即ち、ユーザプロセス１２−１がブロッ
クしたことをブロック検出プロセス６０で検出し、オペ
レーティングシステムのシグナル機能を使用してユーザ
レベルプロセススケジューラ１０に通知する。この場合
のユーザプロセス１２−１及びブロック検出プロセス６
０の設定は次のようになる。

【０１１２】ユーザプロセス１２−１を優先度１５８
に設定する。ユーザプロセス１２−１を実行可能状態とする。ブロック検出プロセス６０を優先度１５７に設定す
る。ブロック検出プロセス６０を実行可能状態とする。ユーザプロセス１２−１を動作させたい時間スリープ
する。

【０１１３】この図３７のブロック検出プロセス６０の
設定の場合の動作も、図３６と同じになる。図３８は、
ユーザプロセスに割り当てた一定のＣＰＵ時間内にブロ
ック検出が行われた後、実行可能状態となった場合の動
作形態の説明図である。まずユーザレベルプロセススケ
ジューラ１０は、ユーザプロセス１２−１に時間Ｔ１か
らＴ６までの時間をＣＰＵ時間として割り当てている。
しかしながら、ユーザプロセス１２−１が時間Ｔ２でＩ
／Ｏ待ち等でブロックし、ブロック検出６８を受けてユ
ーザレベルプロセススケジューラ１０は残り時間Ｔ３か
らＴ６をタイムシェアリングクラスのプロセス１２０に
割り当てる。

【０１１４】ところが、その途中の時間Ｔ４でユーザプ
ロセス１２−１が実行可能になったとすると、適宜の検
出手段により実行可能検出７２がユーザレベルプロセス
スケジューラ１０に通知され、この通知を受けて時間Ｔ
５からＴ６を再度ユーザプロセス１２−１に割り当て
る。図３８における一度ブロックしたユーザプロセス１
２−１の実行可能状態の検出は、オペレーティングシス
テムからの通知により可能となる。

【０１１５】図３９は、ユーザプロセスの生成と終了を
検出した場合の動作形態の説明図である。まず図３９
（Ａ）は、ユーザプロセス１２−１のみを動作してお
り、ＣＰＵ時間の一部をタイムシェアリングプロセス１
２０用に割り当てていた場合である。この状態で新たな
ユーザプロセス１２−２が生成されると、図３９（Ｂ）
のように、ユーザプロセス１２−２の生成を検出し、タ
イムシェアリングプロセスに割り当てていたＣＰＵ時間
をユーザプロセス１２−２に割り当てる。

【０１１６】一方、ユーザレベルプロセススケジューラ
１０は、図３９（Ｂ）のように、ユーザプロセス１２−
１，１２−２にＣＰＵ時間を割り当てていたが、ユーザ
プロセス１２−２が終了したことを検出した場合、この
ユーザプロセス１２−２のＣＰＵ割当時間をタイムシェ
アリングプロセス１２０に割り当て、図３９（Ａ）の動
作形態とする。

【０１１７】図３９のようなプロセスの生成、終了につ
いては、プロセス生成を行うシステムコールｆｏｒｋと
プロセスの終了を行うｅｘｉｔシステムコールで行われ
るが、Ｃ言語で書かれた図４０（Ａ）のアプリケーショ
ン３２の場合、ライブラリ３４を通してオペレーティン
グシステム１４に通知される。また本発明のユーザレベ
ルプロセススケジューラ１０が存在する場合、図４０
（Ｂ）のように、アプリケーションプログラム３２より
プロセス生成のシステムコールｆｏｒｋまたはプロセス
の終了のシステムコールｅｘｉｔを発行した場合、ユー
ザレベルプロセススケジューラ１０に対しメッセージ通
信機能をもつ新ライブラリ３４０を設ける。

【０１１８】このため新ライブラリ３４０は、アプリケ
ーションプログラム３２よりシステムコールｆｏｒｋま
たはｅｘｉｔを受けると、プロセス間通信機能の１つで
あるメッセージを使用してユーザレベルプロセススケジ
ューラ１０に生成または終了を通知することができる。
この新ライブラリ３４０については、コンパイル時にス
タティックリンクされたものは再リンクを行い、実行時
にダイナミックリンクされるものに対してはダイナミッ
クリンクライブラリを置き替える。これにより、アプリ
ケーションプログラム３２を書き替える必要はない。

【０１１９】図４０（Ｂ）の形態でユーザプロセスの生
成、終了を検出した場合の動作は、図３９（Ａ）（Ｂ）
と同じになる。もちろん、ユーザプロセスの生成と終了
はオペレーティングシステム１４から直接ユーザレベル
プロセススケジューラ１０に通知して行うようにしても
よい。尚、上記の実施例は、固定優先度スケジューリン
グをリアルタイムクラスとして提供するサンマイクロシ
ステム社のオペレーティングシステムＳｏｌａｒｉｓ
２．４を例にとるものであったが、他の固定優先度スケ
ジューリング方式を提供する適宜のオペレーティングシ
ステムについてそのまま適用できる。

【０１２０】また本発明のユーザレベルプロセススケジ
ューラがリンクする固定優先度のスケジューラに対する
他のクラスのスケジューラとして、タイムシェアリング
スケジューラを例にとっているが、これ以外の優先度可
変のスケジューラであってもよいことはもちろんであ
る。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、マルチメディア処理で必要とされる一定割合のＣＰ
Ｕ利用を保証するスケジューラをユーザのニーズに合わ
せて様々な形態で商用のオペレーティングシステム上に
実装することができる。またユーザレベルで実現されて
いるにもかかわらず、振る舞いの信用できないプロセス
をスケジューリング対象とすることができるなど、オペ
レーティングシステム内でスケジューラを実現すると同
等のスケジューラをユーザレベルで実装することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】ユーザレベルプロセススケジューラとユーザプ
ロセスの動作環境の説明図

【図３】並列型のユーザレベルプロセススケジューラと
ユーザプロセスの動作環境の説明図

【図４】階層型のユーザレベルプロセススケジューラと
ユーザプロセスの動作環境の説明図

【図５】図３を対象とした階層型のユーザレベルプロセ
ススケジューラとユーザプロセスの動作環境の説明図

【図６】同一優先度に２つのユーザレベルプロセススケ
ジューラを設けた動作環境の説明図

【図７】図２のユーザプロセススケジューラの詳細説明
図

【図８】図７のプロセス管理表の説明図

【図９】ユーザプロセスの実行、停止による動作説明図

【図１０】図７のプロセス実行制御部による実行と停止
の処理のフローチャート

【図１１】ユーザプロセスの優先度変更による動作説明
図

【図１２】図７のプロセス優先度制御部による実行と停
止の処理のフローチャート

【図１３】ユーザプロセスのクラス変更による動作説明
図

【図１４】図７のクラス変更制御部による実行と停止の
処理のフローチャート

【図１５】図７の実行停止を用いたユーザプロセスの加
入脱会処理のフローチャート

【図１６】図７の優先度変更を用いたユーザプロセスの
加入脱会処理のフローチャート

【図１７】図７のクラス変更を用いたユーザプロセスの
加入脱会処理のフローチャート

【図１８】ライブラリを用いたスケジュール変更要求の
説明図

【図１９】ライブラリのスケジュール仕様に基づくスケ
ジュール変更要求の説明図

【図２０】図１９のスケジュール仕様の説明図

【図２１】マルチスレッド構成をもつユーザプロセスの
説明図

【図２２】図２の動作環境で一定時間に１つのユーザプ
ロセスのみを動作させる説明図

【図２３】図３の動作環境で一定時間に１つのユーザプ
ロセスのみを動作させる説明図

【図２４】ＣＰＵ割当て対象のユーザプロセスを複数動
作させた説明図

【図２５】複数のＣＰＵを割り当てて動作させた場合の
説明図

【図２６】一定時間内に複数のユーザプロセスを動作さ
せる説明図

【図２７】一定周期で複数のユーザプロセスを動作させ
る説明図

【図２８】動作周期の異なるユーザプロセスの説明図

【図２９】図２８のユーザプロセスを一定周期で動作さ
せた説明図

【図３０】一定期間を複数分割して複数のユーザプロセ
スを動作させた説明図

【図３１】タイムシェアリングプロセスにＣＰＵ時間を
割り当てた説明図

【図３２】タイムシェアリングクラスとリアルタイムク
ラスの優先度のマッピングの説明図

【図３３】リアルタイムクラスの優先度０にマッピング
したユーザプロセスの動作の説明図

【図３４】ユーザプロセスのブロック検出時の動作の説
明図

【図３５】ブロック検出プロセスの動作環境の説明図

【図３６】ブロック検出プロセスのブロック検出と動作
の説明図

【図３７】ブロック検出プロセスの他の動作環境の説明
図

【図３８】ブロック検出後に実行可能が検出された場合
の説明図

【図３９】ユーザプロセスの生成と終了の説明図

【図４０】アプリケーションプログラムのライブラリを
使用したユーザプロセスの発生終了の検出通知の説明図

【符号の説明】

１０，１０−１，１０−２，１０−１１，１０−１２，
１−２１，１０−２２：ユーザレベルプロセススケジュ
ーラ１２，１２−１，１２−２〜１２−４：ユーザプロセス１４：オペレーティングシステム（ＯＳ）１６：クラス変更指示部１８：プロセス管理表２０：プロセス実行指示部２２：クラス変更制御部２４：プロセス実行制御部２６：プロセス優先度制御部２８：リアルタイムクラス（固定優先度スケジュールク
ラス）３０：タイムシェアリングクラス（動的優先度スケジュ
ールクラス）３２：アプリケーションプログラム３４，３８：ライブラリ３６：親プロセス４２：マルチスレッドライブラリ４４−１〜４４−３：スレッド６０：ブロック検出プロセス３４０：新ライブラリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オペレーティングシステムによりサポート
され、スケジューリング対象となる複数のプロセスに対
し優先度を固定的に定めると共に、該優先度はユーザプ
ロセスからの指定で変更可能であり、実行可能な複数の
プロセスのうち優先度の高いプロセスからＣＰＵを割り
当てて動作させる計算機のプロセススケジューラに於い
て、ユーザプロセスに属すると共に前記固定優先度スケジュ
ーリングの第１優先度を持ち、前記第１優先度より低い
優先度を持つ他のユーザプロセス群をスケジューリング
して動作させる（ＣＰＵ割当てを決めてユーザプロセス
の動作をＯＳに依頼する）ユーザレベルプロセススケジ
ューラを設けたことを特徴とする計算機のプロセススケ
ジューラ。
【請求項２】請求項１記載の計算機のプロセススケジュ
ーラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジューラ
は、第１優先度をもつ複数のユーザプロセス毎にリンク
され、各ユーザレベルプロセススケジューラは自己がリ
ンクしたユーザプロセスをスケジューリングして動作さ
せることを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項３】請求項１又は２記載の計算機のプロセスス
ケジューラに於いて、前記第１優先度のユーザレベルプ
ロセススケジューラは、自己がスケジュールしているユ
ーザプロセス群中に、第２優先度以下のユーザレベルプ
ロセススケジューラを設け、前記上位から下位に階層的
に他のユーザプロセス群をスケジューリングして動作さ
せることを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項４】請求項１記載の計算機のプロセススケジュ
ーラに於いて、第一優先度をもつユーザレベルスケジュ
ーラを複数設け、各ユーザレベルプロセススケジューラ
が個別に自己のユーザプロセス群をスケジューリングし
て実行することを特徴とする計算機のプロセススケジュ
ーラ。
【請求項５】請求項１記載の計算機のプロセススケジュ
ーラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジューラ
は、ユーザプロセスからの要求に基づくクラス変更指示
部からの指示、又はプロセス管理表の参照によるプロセ
ス実行指示部からの指示に従い、指定されたユーザプロ
セスの実行、停止又は再開をオペレーティングシステム
に依頼するプロセス実行制御部を備えたことを特徴とす
る計算機のプロセススケジューラ。
【請求項６】請求項１記載の計算機のプロセススケジュ
ーラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジューラ
は、ユーザプロセスからの要求に基づくクラス変更指示
部からの指示、又はプロセス管理表の参照によるプロセ
ス実行指示部からの指示に従い、指定されたユーザプロ
セスの優先度を第１優先度に変更してユーザプロセスを
実行させ、下位の優先度に変更した他のユーザプロセス
を停止させることで、ユーザプロセスの実行、停止、又
は再開をオペレーティングシステムに依頼するプロセス
優先度制御部を備えたことを特徴とする計算機のプロセ
ススケジューラ。
【請求項７】請求項１記載の計算機のプロセススケジュ
ーラに於いて、前記オペレーティングシステムは、高い優先度の領域に
ある固定優先度のリアルタイムクラスに対し、低い優先
度の領域にある優先度をプロセス状態に応じて動的に変
化させるタイムシェアリングクラスを有する場合、前記
ユーザレベルプロセススケジューラは、ユーザプロセス
からの要求に基づくクラス変更指示部からの指示、又は
プロセス管理表の参照によるプロセス実行指示部からの
指示に従い、指定されたクラスの変更をオペレーティン
グシステムに依頼して、ユーザプロセスの実行、停止又
は再開させるクラス変更制御部を備えたことを特徴とす
る計算機のプロセススケジューラ。
【請求項８】請求項５乃至７記載の計算機のプロセスス
ケジューラに於いて、前記クラス変更指示部は、ユーザ
プロセスのＣＰＵ使用時間の指定を伴なう加入要求に対
し、前記プロセス管理表を参照して現在加入状態にある
ユーザプロセス群の要求ＣＰＵ時間の合計時間を求め、
該合計時間が規定時間以下であれば前記ユーザプロセス
をの加入を許可し、規定値を超えていれば加入を拒否す
ることを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項９】請求項８記載の計算機のプロセススケジュ
ーラに於いて、前記クラス変更指示部は、ユーザプロセ
スの加入を許可する場合、前記プロセス実行制御部に加
入要求プロセスの実行停止状態への変更を指示し、且つ
前記クラス変更制御部に、低い優先度の領域にある動的
優先度のタイムシェアリングクラスから高い優先度の領
域にある固定優先度のリアルタイムクラスへの変更を指
示し、前記プロセス優先度制御部に第２優先度への変更
を指示し、更にユーザプロセスをプロセス管理表に登録
した後に、加入許可を通知することを特徴とする計算機
のプロセススケジューラ。
【請求項１０】請求項８記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記クラス変更指示部は、ユーザプロ
セスの加入を許可する場合、前記クラス変更制御部にリ
アルタイムクラスへの変更を指示し、且つ前記プロセス
優先度制御部にリアルタイムクラスの第１優先度より下
位の優先度への変更を指示し、更にユーザプロセスをプ
ロセス管理表に登録した後に、加入許可を通知すること
を特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項１１】請求項８記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記クラス変更指示部は、ユーザプロ
セスの加入を許可する場合、前記クラス変更制御部にタ
イムシェアリングクラスへの変更を指示し、更にユーザ
プロセスをプロセス管理表に登録した後に、加入許可を
通知することを特徴とする計算機のプロセススケジュー
ラ。
【請求項１２】請求項５乃至７記載の計算機のプロセス
スケジューラに於いて、前記クラス変更指示部は、ユー
ザプロセスの脱会要求に対し、前記プロセス管理表から
ユーザプロセスを削除すると共に、前記クラス変更制御
部に脱会要求を行ったユーザプロセスのタイムシェアリ
ングクラスへの変更を指示することを特徴とする計算機
のプロセススケジューラ。
【請求項１３】請求項５乃至７記載の計算機のプロセス
スケジューラに於いて、前記クラス変更指示部は、ユー
ザプロセスからの通知により新規なユーザプロセスの加
入と脱会を処理することを特徴とする計算機のプロセス
スケジューラ。
【請求項１４】請求項５乃至７記載の計算機のプロセス
スケジューラに於いて、前記クラス変更指示部は、オペ
レーティングシステムからの通知により新規なユーザプ
ロセスの加入と脱会を処理することを特徴とする計算機
のプロセススケジューラ。
【請求項１５】請求項５乃至７記載の計算機のプロセス
スケジューラに於いて、前記プロセス実行制御部、クラ
ス変更制御部、プロセス優先度制御部に対する変更要求
の情報を、アプリケーションにリンクされたライブラリ
を経由して、アプリケーションから要求指示を受け、オ
ペレーティングシステムに変更を依頼することを特徴と
する計算機のプロセススケジューラ。
【請求項１６】請求項５乃至７記載の計算機のプロセス
スケジューラに於いて、前記プロセス実行制御部、クラ
ス変更制御部、プロセス優先度制御部に対する変更要求
のスケジューリング仕様をユーザプロセスの１つで生成
し、該ユーザプロセスのスケジューリング仕様に基づき
前記ユーザレベルプロセススケジューラに変更要求を通
知して前記オペレーティングシステムに変更を依頼する
ことを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項１７】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラにおいて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラのスケジューリング対象となるユーザプロセスは、複
数のスレッドから構成され、該ユーザプロセスの一部で
あるスレッドスケジューラにより前記複数のスレッドを
スケジューリングすることを特徴とする計算機のプロセ
ススケジューラ。
【請求項１８】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、ユーザプロセスの前記ユーザレベルプ
ロセススケジューラは、プロセス管理表に登録された１
又は複数のユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り当てる
際、ＣＰＵ割当時間帯にユーザプロセスが１つしか存在
しないように、ユーザプロセスの実行と停止、優先度変
更、又はクラス変更をオペレーティングシステムに依頼
することを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項１９】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、プロセス管理表に登録された１又は複数のユーザ
プロセスにＣＰＵ時間を割り当てる際、ＣＰＵ割当時間
帯の中に複数のユーザプロセスが時分割で存在するよう
に、ユーザプロセスの実行と停止、優先度変更、又はク
ラス変更をオペレーティングシステムに依頼することを
特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項２０】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、一定期間内に複数のユーザプロセスと自分自身を
含めてＣＰＵ時間を順番に割り当てることにより、複数
のユーザプロセスの動作を一定期間内で保証したことを
特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項２１】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記プロセススケジューラは、一定の
周期を設定し、各周期内で複数のユーザプロセスと自分
自身を含めたＣＰＵ時間を順番に割り当てることを繰り
返すことにより、複数のユーザプロセスで動作を保証し
たことを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項２２】請求項２１記載の計算機のプロセススケ
ジューラに於いて、複数のユーザプロセスが持つ動作周
期が異なる場合、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、異なる動作周期の組合わせで１つの周期を決定
し、該周期内で複数のユーザプロセスに使用可能なＣＰ
Ｕ時間を順番に割り当てることにより、複数のユーザプ
ロセスの動作を保証したことを特徴とする計算機のプロ
セススケジューラ。
【請求項２３】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、一定時間又は一定周期において複数のユーザプロ
セスに割り当てたＣＰＵ時間の占める割合が規定値以内
の時、他のユーザプロセスに対するＣＰＵ時間の割当て
を許容し、前記規定値を越えた時、他のユーザプロセス
に対するＣＰＵ時間の割当てを拒否することを特徴とす
る計算機のプロセススケジューラ。
【請求項２４】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、一定期間又は一定周期でユーザプロセスにＣＰＵ
時間を割り当てる場合、連続したＣＰＵ時間を割り当て
ることを特徴とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項２５】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、一定期間内又は一定周期内で複数のユーザプロセ
スのＣＰＵ時間を割り当てる場合、複数のユーザプロセ
スのＣＰＵ時間の各々を分割して割り当てることを特徴
とする計算機のプロセススケジューラ。
【請求項２６】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、プロセス管理表に登録されたユーザプ
ロセスとして、高い優先度の領域にある固定優先度のリ
アルタイムクラスに属するユーザプロセスと、低い優先
度の領域にあり優先度を動的に変化させるタイムシェア
リングクラスに属するユーザプロセスが存在する場合、
前記ユーザレベルプロセススケジューラは、前記リアル
タイムクラスのユーザプロセスに対するＣＰＵ時間の割
り当てを制限してタイムシェアリングクラスのユーザプ
ロセスにＣＰＵ時間を割当てることを特徴とする計算機
のプロセススケジューラ。
【請求項２７】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、ユーザプロセスの実行停止を検出して他のユーザ
プロセスを動作可能とすることを特徴とする計算機のプ
ロセススケジューラ。
【請求項２８】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、ユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り当てる際に、
該ユーザプロセスに加え同じ優先度で実行可能なブロッ
ク検出プロセスを設け、前記ユーザプロセスがブロック
した際に前記ブロック検出プロセスにＣＰＵ時間を割当
ててブロックを検出して通知させ、該通知により前記ユ
ーザプロセスが実行停止したことを認識して他のユーザ
プロセスを実行可能とすることを特徴とする計算機のプ
ロセススケジューラ。
【請求項２９】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、ユーザプロセスにＣＰＵ時間を割り当てる際に、
該ユーザプロセスに加え低い優先度で実行可能なブロッ
ク検出プロセスを設け、前記ユーザプロセスがブロック
した際に前記ブロック検出プロセスにＣＰＵ時間を割り
当ててブロックを検出して通知させ、該通知により前記
ユーザプロセスが実行停止したことを認識して他のユー
ザプロセスを実行可能とすることを特徴とする計算機の
プロセススケジューラ。
【請求項３０】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、ブロック中のユーザプロセスが実行可能な状態に
なったことを検出して動作させることを特徴とする計算
機のプロセススケジューラ。
【請求項３１】請求項１記載の計算機のプロセススケジ
ューラに於いて、前記ユーザレベルプロセススケジュー
ラは、オペレーティングシステムによるユーザプロセス
のブロックまたはブロック回復による実行再開の通知を
検出して他のユーザプロセスの実行又は停止を行うこと
を特徴とする計算機のプロセススケジューラ。