JPS61123937A - データ処理装置のデータ駆動型制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はデータ駆動型制御方式に関し、特に逐次実行型
プロセッサシステムにおいて、処理能力の低下を防止し
たデータ駆動型制御方式に関するものである。

〔発明の背景〕

データ駆動型制御は、データのフロー、すなわち被処理
データの準備状況に応じて、処理シーケンスを制御する
ものであって、従来、いわゆる非ノイマン型コンピュー
タの実現手段として研究されてきたものである（「コン
ピュータ構造を変革するデータフロー・コンピュータの
動向（上）」日経エレクトロニクス、１９７９年５月２
８日号。

第６４〜８１頁参照）、データ駆動式の非ノイマン型コ
ンピュータは従来のいわゆるノイマン型、すなわち、プ
ログラムが予め定められた単一の流れとして逐次実行さ
れる型（本明細書では逐次実行型という）のコンピュー
タとは基本的に異なるアーキテクチャを有し、かつ、並
列処理等によるデータ処理能力の向上を主として狙った
ものであるから、限られた処理能力で充分な仕事にとっ
ては非常に高価なものとなるなど、必ずしも常に最適と
はいえない面を持っている。

他方、従来の逐次実行型装置は、データ処理能力のみな
らず、ソフトウェアの作成に関しても、種々の難点が指
摘されている。この点でも、データ駆動型制御は、プロ
グラムの諸部分の間における入出力データの相互関係や
各部分の実行条件などが明瞭になることによって、プロ
グラムの全体構造を見やすくする結果、ソフトウェアの
開発。

デバッグ、変更などが容易になる利点をもつ。

一つの妥協案は、さほどのデータ処理能力を要しない場
合に、従来の逐次実行型装置を、データ駆動型動作を行
なうようにプログラムすることである。しかし、ＩＩ々
の演算命令に対して、所要のオペランドが準備されてい
るか否かをチェックするとともに、その実行の都度、そ
の生成データをオペランドとする命令について、その準
備ができたことを開示するための処理、いわゆるオーバ
ヘッドは大きく、さらにこのデータ駆動型プログラムを
何度も繰り返して使用する場合（例えば、電子交換機）
には、前記の入力データの準備状況の表示の初期設定に
費いやす処理の大小が、処理能力低下に大きく影響する
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来の逐次実行型装置において、オー
バヘッドその他に基因する処理能力の低下を最小限に抑
え、実用的で汎用性のあるデータ駆動型制御方式を実現
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、比較的小規模で独立した逐次実行型の処理プ
ログラムモジュールを単位とし、かようなプログラムモ
ジュールの相互間を入出力データに関する情報を集約し
たテーブルに基づくデータ駆動型制御で連結し、それに
伴うオーバヘッド環を最小°限に抑え、大規模な実時間
ソフトウェアの構築においてデータ駆動論理の利点を享
受しようとするものである。

すなわち、逐次実行型の制御装置において、前記各処理
プログラムモジュールに対応してテーブル（入出力規定
テーブル）を記憶装置内に用意し、ここにその処理プロ
グラムモジュールのための入出力データ入手先テーブル
指示部、入力データ準備状況表示部、出力通知先テーブ
ル指示部、出力データ格納部などを設ける。また、入力
データが全部揃ったテーブルを待機させておくキュー（
起動待合せキュー）を記憶装置内に用意する。各処理プ
ログラムモジュールは、起動されると、対応するテーブ
ルを参照しつつ、そこに指示された入手先テーブルから
入力データを読出し、逐次実行形式で所定の処理を行な
って、その結果の出力データを前記の対応するテーブル
の所定格納部に書込む、そうして、実行制御プログラム
は、前記の対応するテーブルを参照して、前記処理結果
の出力データについて指示された出力通知先テーブルの
入力データ準備状況表示部に、対応する入力データが準
備されたことを表示する。この入力データ準備状況表示
部はカウンタで、他のプログラムモジュールからの出力
データのみの個数を初期値としてセットする。実行制御
プログラムは、入力データが揃うたびに該カウンタの値
をチェックし。

カウンタの値が２以上であればカウンタの値を１だけ減
算し、既に該カウンタの値が１であれば所要の入力デー
タが全部揃ったと判断し、その入力データが揃ったテー
ブルを前記キューの末尾に登録するが、該カウンタは１
のままで更新しない。

さらに、実行制御プログラムは該キュー内で待機中のテ
ーブルを先頭から順次取り出して、対応する処理プログ
ラムモジュールを起動する。

この制御方法によると、入力データ準備状況表示部のカ
ウンタの初期値が１であるプログラムが大多数である場
合には、あらかじめ、入力データ準備表示部のカウンタ
が２以上の入出力規定テーブルだけの初期値をセットす
ればよく、入力データ表示部のカウンタが１のものは、
初期設定処理を行う必要がなく、初期設定処理量の増大
を抑える効果が非常に大きい、初期設定の時期について
は、すべてのプログラムの終了時、すなわち、前記キュ
ーに登録されたテーブルが無くなったときか、あるいは
、一番最初にプログラムが実行される直前かのどちらか
の場合でよい。

所要入力データ中に定数などの既知データがあれば、そ
のデータ自体をテーブルに格納する。このように入力デ
ータに複数の種類（例えばデータ自体とアドレス）があ
るときは、テーブル中にその種別を表示しておく、また
条件によって出力通知先が異なる場合には、出力データ
の格納とともにそれが有効であることを表示し、この表
示があるものについてのみ出力通知処理を行なう。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の制御方法を実施するための制御装置の
一例を示す、この制御装置は１台の逐次実行型プロセッ
サ１０と、処理プログラム２０と、入出力規定テーブル
３０と、実行制御プログラム４０と、起動待合せキュー
５０とがプロセッサバス６０で相互に接続されたもので
ある。また、これらの２０〜５０のプログラム及びキュ
ーをそれぞれ別個の記憶装置に収容したり、同一記憶装
置に収容したりすることは可能である。

処理プログラム２０は、複数の小規模で独立した処理プ
ログラムモジュールから成り、入出力規定テーブル３０
は、前記処理プログラムモジュールのそれぞれに対応し
て、プログラム同定情報（プログラム信号、先頭アドレ
ス等）、入力データ準備状況表示情報、入力データ指示
情報（アドレス又はリテラル）、出力データ格納領域、
出力通知先指示情報その他からなる。入出力規定テール
を制御する実行制御プログラム４０は、入出力データの
制御や入力データの準備が整ったか否かの判定や、起動
待合せキュー５０から実行可能な入出力規定テーブル３
０を取出し、対応する処理プログラムモジュール２０を
起動する。起動待合せキュー５０は、全入力データが揃
った処理プログラムモジュールに対応する入出力規定テ
ーブル３０のアドレスをＦＩＦＯ形式で登録する。

全体の動作を概説すれば、逐次実行型プロセッサ１０は
、実行制御プログラム４０と処理プログラム２０を交互
に実行し、実行制御プログラム４０は、入出力規定テー
ブル３０の入力データの４！！備状況を示す入力状況表
示カウンタが′″２″２″以上だけに所定の初期値を設
定する。但し、入力状況表示カウンタがｌ″であるもの
についてはシステム立上げ時に初期値として７１１　Ｉ
＋がセットしである。初期設定が終了すると、実行制御
プログラム４０は一番初めに起動すべき入出力規定テー
ブル３０の１つを起動待合せキュー５０の先頭に登録す
る０次に、実行制御プログラム４０は、前記起動待合せ
キュー５０の先頭にある入出力規定テーブル３０のアド
レスを取出して、当該テーブルから対応する処理プログ
ラム２０の同定情報を読出し、当該テーブルアドレス情
報を対応する処理プログラム２０に引渡し、当該処理プ
ログラム２０を起動する。起動された処理プログラム２
０は、対応する入出力規定テーブル３０を参照しつつ、
そこに指示された入力データを用いて実行し、出力デー
タを同テーブル中の所定領域に書込み、しかる後、実行
制御プログラム４０に処理゛の完了を報告する。この報
告を受けた実行制御プログラム４０は対応する入出力規
定テーブル３０を調べ、そこに指示されたすべての出力
通知先の入出力規定テーブル５０に対して、それらの入
力状況表示のカウンタをチェックし、そのカウンタの値
が２以上であれば、１だけカウントダウンし、もし、カ
ウンタの値が１であれば全入力データが揃ったと判断し
、そのカウンタを更新することなく、その入出力規定テ
ーブル３０を起動待合せキュー５０の末尾に登録する。

このように実行制御プログラム４０は、起動待合せキュ
ー５０が空きになるまで、　ｉＩｆ記動作を繰返し、デ
ータ駆動型制御を実現している。

以下、更に細部の説明をする。第２図は１本発明が適用
される簡単なデータ駆動型プログラムの例である。これ
は、全体としては、入力データＡに対しである処理を施
して、結果の出力データＢを得るプログラムである。そ
の処理の内容は、小規模な処理プログラムモジュールＦ
’ｔ＋　Ｆ２及びＦ、の組合せによって表わされ、各処
理プ、ログラムモジュールの間のデータ授受関係は、矢
印の線であられされる。各処理プログラムモジュールＦ
１〜Ｆ、の中味は、通常の逐次実行型プログラムにより
実現されるが、それらの実行は、それらの必要な入力デ
ータのすべてが揃ったことに応じて起動され１通常の逐
次実行型のプログラムとは違って、プログラムカウンタ
の指示によることはない。

各処理プログラムモジュール間における入出力データの
授受を仲介する場が入出力規定テーブルであって、第３
図はその構成の一例を示す。１つの処理プログラムモジ
ュールに対する入出力規定テーブル１００は、起動待合
せキューを形成するためのリンケージポインタ（ＬＩＮ
ＫＰＴ＞１０１、当該処理プログラムモジュールの同定
情報（プログラム番号、先頭アドレス等）１０２゜入力
データ数１０３．入力データの準備状況を示す入力状況
表示カウンタ１０４．出力データ数１０５、入力データ
種別１０６．入力データの指示（リテラルデータ又はア
ドレス）１０７．出力データの有効性表示１０８．出力
通知先数１０９゜出力データ格納部１１０及び出力通知
先の指示１１１の諸領域を含む、１０６と１０７の組み
は。

そのプログラムが必要とする入力データの数だけ設けら
れ、また１１１は当該出力の通知先の数だけ設けられる
とともに、１０８〜１１１の組は。

そのプログラムによって生成される全出力データの数だ
け設けられる。

リンケージポインタ１０１と出力データ有効性表示１０
８は、選択的に出力データが出力される場合に、その出
力データの有効性を示すフラグに用いる。同定情報１０
２．入力データ数１０３゜出力データ数１０５．及び出
力データ格納部１１０については、説明を要しないであ
ろう。入力状況表示１０４はカウンタで、他の処理プロ
グラムからの出力データ数の個数のみを示している。

但し１例外的に一番先に起動すべき入出力規定テーブル
は、必ず一番先に起動されるので、この入力状況°表示
の値は″１”に設定しである。入力データ種別１０６は
、１ビツトのフラグであって、当該入力データが予め知
られている固定データ（例えば定数）の場合はｌ　ＯＨ
で、他のプログラムの出力データである場合は′１”と
なる。そして、前者の場合には、入力データ指示１０７
にそのデータ自体が予め書込まれており、後者の場合に
は、そのデータが読取られるべきアドレス（すなわち、
そのデータを生成する処理プログラムモジュールに対応
する入出力規定テーブルの領域１１０）が書込まれてい
る。出力通知先数１０９には、当該出力データを入力デ
ータとして必要とする処理プログラムモジュールの個数
が格納されており、そして、出力通知先表示１１１には
、前記出力通知先プログラムモジュールに対応する入出
力規定テーブルのアドレス、詳しくいえばその入力状況
表示１０４の対応のカウンタ位置が書込まれている。な
お、これらの情報は＋　　１０１゜１０４．１０８，１
１０を除きすべてプログラミングの段階で決定されてい
る固定情報である。

例として、第２図のデータ駆動型プログラムのための入
出力規定テーブルを第４ｒＭに示す、なお。

第３のプログラムＦ、の出力データを入力データとして
使用されるプログラムは１図示されていないが、ｎ個あ
るものとする。

起動待合せキュー５０は１通常のＦＩＦ○メモリで一向
に差支えないが、本実施例は、キューの構成を簡単なも
のにするために入出力規定テーブルのリンケージポイン
タ（第３図１０１）によってキューのリンクを行なう、
第５図に示すように起動待合せキュ−５０自体は、ヘッ
ドポインタ２００とテールポインタ２０１のみを備えて
いるにすぎない。ヘッドポインタ２００は、キューの先
頭にある入出力規定テーブル（ＴＢＬＩ）１００−１の
アドレスを保持する。ＴＢＬＩのリンケージポインタ１
０１−１は、キューに並ぶ次位の入出力規定テーブル（
ＴＢＬ２）のアドレスを保持し、以下同様して、キュー
の最後尾にある入出力規定テーブル（ＴＢＬ３）のリン
ケージポインタ１０１−３はそれ以上のリンクがないこ
とを表示すべく　”　ＯＩＩを保持する。そして、起動
待合せキュー５０内のテールポインタ３０１は、この最
後尾にある入出力規定テーブル（ＴＢＬ３）のアドレス
を保持する。キューからの取出し及び登録については、
公知の技術なので説明を要しないであろう。

次に、第４図の入出力規定テーブルに従って第２図のプ
ログラムを実行する場合における。第１図の制御装置の
動作を説明する。実行制御プログラム４０は、まず、こ
れから実行すべき処理プログラムモジュール２０に対応
する入出力規定テーブル３０の入力状況表示１０４の初
期値が２以上のものだけに所定の初期値を設定する（シ
ステム立上げ時に、全入出力規定テーブルの入力状況表
示は＃　１　′１が初期値として設定されている。）（
第６図７０）、この場合、Ｆ３ＴＢＬの入力状況表示に
ｌ＃　２　ｐｇを初期値と設定する０次に予め一番先に
起動するよう定められたＦＩＴＢＬのアドレスを起動待
合せキュー５０に登録する（７１）、次いで、実行制御
プログラム４０は、起動待合せキュー５０のヘッドポイ
ンタ２００を調べて（７２）、その内容（この場合はＦ
ＬＴＢＬのアドレス）を取出しく７３）、それに基づい
て当該テーブルを参照することにより、そのプログラム
番号１０２から起動すべき処理プログラムがＦｌである
ことを知り、処理プログラムＦｌに制御を渡す（７４）
、処理プログラムＦ１は、外部からの入力データをオペ
ランドして使用する際に、ＦＩＴＢＬを参照して、その
入力データ数１０３が１で、入力データ種別１０６が０
であることがら、入力データが１個で、それは入力デー
タ指示部１０７に格納されたデータ自体であることを知
す、そこから　′Ａ′　　を読出して所定の演算を行な
い、その結果である　Ｃ′　を、第１出力データ格納部
１１０すなわち○ＵＴＩＩに格納し、出力データ有効性
表示１０８に１を設定する。処理プログラムが終了する
と、実行制御プログラム４０に制御を戻す、そこで、実
行制御プログラム４０は、今実行された処理プログラム
Ｆ１に対応する入出力規定テーブルＦＩＴＢＬを参照す
る。そして、その出力データ有効性表示１０８に１が設
定されている出力データに対応する出力通知先指示１１
１に従って、Ｆ２ＴＢＬ及びＦ３ＴＢＬの入　６力状況
表示１０４を読出す（７５）、そして、入力状況表示１
０４が１か否かの判定をしく７６）、１であれば、それ
（この場合ではＦ２ＴＢＬ）が起動待合せキュー５０に
登録され（７７）、１以外であれば、入力状況表示１０
４（この場合Ｆ３ＴＢＬ）を１だけ減算し、その値が更
新される（７８）。以下同様にして、処理プログラムＦ
２およびＦ３が実行される。

なお、実行制御プログラム４０は、起動待合せキュー５
０に登録された入出力規定テーブルがなくなったことを
検出すると（７２）、全処理が終了したと判断する。

この制御方式によれば、データ駆動型プログラムが何度
も繰り返し実行し、かつ、入力状況表示の初期値が１１
”である入出力規定テーブルが大部分を占める場合には
、実行制御プログラムの入力データが揃ったか否かの判
断処理時間や入出力状況表示の初期設定処理時間の増大
を防ぎ、処理能力低下を最小限にとどめることができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の逐次実行型プロセッサを用いて
、処理能力低下に基因する種々のオーバヘッドを最小限
に抑え、実用性のあるデータ駆動制御を実現でき、プロ
グラム各部の入出力条件及び起動条件が明解で、しかも
、それらの実行順序がそれらの記述順序によらないとい
う、データ駆動制御の利点を実質上享受することができ
る。その結果、ソフトウェアの開発、保守などが容易に
なり、ソフトウェアの生産性、保守性の向上に寄与する
ところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の一実施例のダイヤグラ
ム、第２図はデータ駆動型プログラムの一例のプログラ
ムチャート、第３図は入出力規定テーブルの構成図、第
４図は第２図に示されたプログラムにおける入出力規定
テーブルの相互関係図、第５図は起動待合せキューの模
式図、第６図は実行制御処理のフローチャートである。 １０・・・逐次実行型プロセッサ、２０・・・処理プロ
グラム、３０・・・入出力規定テーブル、４０・・・実
行制御プログラム、５０・・・起動待合せキュー。 ６０・・・プロセッサバス 葛　／　図 躬３図 第４図 葛夕図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、逐次実行型プロセッサ及び処理プログラムモジュー
   ル群とテーブル群とキューとを格納した記憶手段を備え
   たデータ処理装置において、前記テーブルにより各処理
   プログラムモジュール対応に入力データ入手先テーブル
   と出力通知先テーブルを指示し、起動された処理プログ
   ラムモジュールに対応するテーブルの前記指示に従って
   入力データを入手させるとともに処理結果の出力データ
   を同テーブルの所定位置に書込ませ、そして、前記処理
   結果の出力データについて指示された通知先テーブル中
   に対応する入力データが準備されたことを通知する表示
   カウンタを設け、入力データが準備されるたびに該表示
   カウンタの値をチェックし、該表示カウンタが２以上の
   場合には、該表示カウンタを１減算し、該表示カウンタ
   が１の場合には該表示カウンタを更新せず、所要入力デ
   ータが全部準備されたと判断し、該テーブルを前記キュ
   ーの末尾に登録し、同キュー内で待機中のテーブルを順
   次取出して対応する処理プログラムモジュールを起動す
   ることを特徴とする、データ駆動型制御方式。 ２、特許請求の範囲第１項において、一番初めに処理プ
   ログラムモジュールを起動する直前か、あるいはすべて
   の処理プログラムモジュールの終了したときに、入力デ
   ータ数が少なくとも２以上のテーブルの表示カウンタだ
   けに所定の初期値を設定し、入力データ数が１の場合、
   該表示カウンタの値をそのまま使用することを特徴とす
   るデータ駆動型制御方式。