柔構造を有する超並列オペレーティング・システムの研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04680034
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 福田 晃 九州大学, 工学部, 助教授 (80165282)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 和彰 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 講師 (10200263) ; 最所 圭三 九州大学, 工学部, 講師 (50170486) ; 吉田 紀彦 九州大学, 工学部, 助教授 (00182775) ; 荒木 啓二郎 九州大学, 工学部, 助教授 (40117057)
• Keywords: 並列オペレーティングシステム / マイクロカーネル / メッセージプール / サーバの粒度 / 並列化コンパイラ / 2レベルスケジューリング

Research Abstract

研究実施計画に従い、超並列OSモデルの研究と基本設計,超並列OS開発支援システム,コンパイラシステム,について研究を行った。今年度の主な研究成果を以下に示す。
1.超並列OSモデルの研究と基本設計
超並列OSモデルとしては、マイクロカーネルをベースとして,その上に従来のOS機能を分割しサーバとして構成するモデルを採用した。また,マイクロカーネルには,各サーバ間の通信の場を提供するメッセージプールをベースとし,その他にコンテキストスイッチ,割り込みハンドラを含む構成を採った。このマイクロカーネル・モデルでは,サーバの粒度の決定が重要となる。大きくすると並列性が失われ,小さくとるとサーバ間通信に要するオーバヘッドが大きくなる。現在,MINIXオペレーティングシステムを例にとって,粒度に関する実証的研究を遂行している。
2.超並列OS開発支援システムに関する研究
典型的な大規模並列ソフトウェアである並列OSの仕様記述について検討した。その結果,超並列OSを,データの無限系列であるストリームによって相互に結合されたネットワークとしてモデル化する手法が有効であるとの結論を得た。さらに,本手法を関数型言語であるMirandaに適用し、デバッギング環境等を開発した。
3.コンパイラシステム関する研究
共有メモリ型マルチプロセッサを対象として,メモリアクセス時間の不均一性がある場合に,Doacrossループの最適実行に関する理論的検討を行った。また,OSとコンパイラの協調動作による2レベルスケジューリングにおいて,各種基本方策をシミュレーションによって評価した。

Research Products

• [Publications] 最所 圭三: "Toward the Optimal Parallel Processing of a Single Doacross Loop on NUMA Multi processors" Proc. Int'l Computer Symposium. 1031-1040 (1992)
• [Publications] 桑山 雅行: "並列オペレーティング・システムK1-マイクロカーネルの考察と設計-" コンピュータシステムシンポジウム. 69-76 (1992)
• [Publications] 甲斐 久淳: "共有メモリ型マルチプロセッサにおけるスケジューリング方式の評価" コンピュータシステムシンポジウム. 77-84 (1992)
• [Publications] 福田 晃: "イタレーション実行時間が異なる1重Doacrossループの並列処理における最適プロセッサ数" 電子情報通信学会論文誌. J75-D-I. 450-458 (1992)
• [Publications] 恒富 邦彦: "A Message-Pool-Based Parallel Operating System for the Kyushu University Reconfigurable Parallel Processor" J.Information Processing. 14. 423-432 (1992)
• [Publications] 今村 信貴: "並列オペレーティングシステムK1の設計と実現-フリープロセッサキューを用いたプロセッサ管理-" 並列処理シンポジウムJSPP'92. 305-312 (1992)