耐故障実時間処理を支援する大規模並列システムの基本ソフトウェアの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558153
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (80178970)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芦原 評 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (00242347)
• Keywords: 実時間処理 / 大規模並列システム / 耐故障性 / 負荷分散 / 大域的スケジューリング / 大域的ページ配置方針

Research Abstract

大規模並列システム上で、耐故障実時間処理を支援するためのオペレーティングシステムについて、その構成法、実現技術に関する研究を行なった。特に重要な成果を以下に示す。
1.大域的な実時間スケジューリング方針について、従来の入札方式では、実行開始までのオーバヘッドが大きいことを示し、新たに、定期的にプロセッサ間で負荷情報を交換し、その情報をもとに負荷が軽いと予想される(複数の)プロセッサにプロセスのコピーを送りつけ、実行を依頼するという、投棄的実行方式を考案した。シミュレーションにより、システム負荷が比較的小さい場合、この方式が有効であることを明らかにした。
2.障害に対処するため、プロセスのバックアップコピーを作成してプロセッサを割り当てるスケジュールリング機構を開発した。
3.大域的にスケジューリング優先度を継承するプロセス間通信機構を設計・実装するとともに、実時間応用での有効性を示した。ネットワーク通信プロトコルとの統合は、今後の重要な研究課題である。
4.大域的なページ配置方針について、考えられる方式を分類・整理し、また大規模システムへの適応を考慮した新しい資源管理方式を提案した。これらに対し、シミュレーションを用いて性能評価を行ない、提案方式が優れていることを示すとともに、情報収集、ページ予約、ページ置換えのそれぞれにおいて、どのような方式が優れているかを示した。
5.コテリーの概念を拡張した、大規模並列システムのためのデーター貫性制御の方式を新たに設計した。その有効性を数学的解析によって示すとともに、Machの外部ページャを用いて、これを実働する分散共有メモリシステムに実装した。

Research Products

• [Publications] 五明則人: "大規模並列システムにおける動的負荷分散のシミュレーションによる性能評価" シミュレーション学会誌. 16,9. 209-217 (1997)
• [Publications] 正木宏和: "Performance evaluation of global page placement policies in massively-parallel systems" proceedings of International Conference on Parallel and Distributed Computing and Networks. 31-36 (1997)
• [Publications] 芦原評: "消費資源を含むシステムにおけるデッドロック検出" 情報処理学会論文誌. 38,7. 1-10 (1997)
• [Publications] 工藤智子: "Parallel algorithms for mining association rules in large databases" Proceedings of the 6th ISCA International Conference on Intelligent Systems. 125-129 (1997)
• [Publications] 清水謙多郎: "Parallel programming environment with dynamic resource management services-Design and application to molecular dynamics simulations" Proceedings of the 12th ISCA International Conference on Computers and Their Applications. 226-231 (1997)
• [Publications] 芦原評: "分散システムにおける読み書き問題に対するコテリーの拡張とその応用" 情報処理学会論文誌. 38,2. 167-179 (1997)