CN1010435B

CN1010435B - 分布处理系统的程序装入方法及系统

Info

Publication number: CN1010435B
Application number: CN89100528A
Authority: CN
Inventors: 关沢俊彦; 森欣司; 铃木靖雄; 织茂昌之; 河野克己; 小泉稔; 中井耕三; 笠広和
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-28
Publication date: 1990-11-14
Also published as: BR8900358A; KR930000590B1; JPH01194054A; DE3902488A1; US5410651A; KR890012225A; CN1037414A; IN171742B; DE3902488C2

Abstract

在一个由多个处理器通过一个网路连接、并且各程序在这些处理器之间传递的分布处理系统中；每一个处理器监测它自己内部的一个程序的状态，或由网路上的消息所指明的任何其他处理器的装入状态，根据它独自的判断，它向网路发出一个表明它自己状态的消息或一个具有附着在它上面的内容表示码的程序话，这个处理器装入并执行该程序。

Description

本发明涉及在分布处理系统中程序装入的方法和系统。该分布处理系统指的是这样一个系统;在这个系统中，各程序能够在联机条件下，在用一个网络连接起来的各处理器之间进行传递;而这个程序装入方法和系统使各处理器按照自己内部的一个程序的状态装入来自网络的那个程序。

至今，在一个由多个处理器用一个网络连接起来所构成的分布系统中，所考虑的是在该系统或这些处理器起动时，各程序在联机条件下在各处理器之间进行传递，然后这些处理器装入特定需要的各程序的方法，然而，它并没有考虑一个各处理器按照它本身的状态装入程序的方法。

上述的这些先前技术已在下列公开的日本专利申请公报中No.146361/1982，No.285569/1986，No.230260/1985和No.115556/1987中做了叙述。

这些先前的技术没有考虑每个处理器应如何解决程序的失效问题，如对一个处理器的过载或欠载等。一旦某一程序发生了失效，就不能继续该程序所执行的处理，并且包含该处理的一系列处理也都不能执行了。在这一点上，在该处理是由多个相同程序执行的情况下，就存在这样一个问题，即每当该程序失效发生时，就会使该处理的可靠性下降。更进一步，甚至在指定的处理器进行汰选装入时，每一个处理器都完全不能解决这种情况，并且一系列处理的速率也被降低了。

本发明的一个目的是提供这样一个程序装入方法和系统：各处理器按照它自己内部的一个程序的状态装入来自网络的程序。

为了实现这个目的，在本发明的分布式处理系统中，通过一个网络将多个处理器连接起来，并在处理器之间传递程序，上述处理器中的每一个处理器监测它自己内部的一个程序，并根据按照被监测的程序的状态所做的特定判别，向上述网络发出一个指明它本身状态的消息，并且，上述各处理器中的任一个已收到上述信息的处理器根据按照上述消息的内容所做的特定判别，向上述网络发出它自己内部的一个规定的程序。此外，每一个上述处理器均根据上述网络上的各消息判别其它各处理器的装入条件，如果必要的话，它就向上述网络发出它自己内部的一个特定要求的程序。

下面，我们将按照附图详细说明本发明的上述的及其他的目的，优点、工作方式以及新颖的特点。

图1是本发明总说明图;

图2是整个系统的布置图;

图3是通过图2中传递通道的消息的格式图;

图4是当该消息的内容是一个程序时，其数据部分的格式图;

图5是一个处理器的内部结构图;

图6是图5中的程序信息表的格式图;

图7是表明机内测试器处理步骤的流程图，该测试器已经对由网络装入的程序进行了判别;

图8是表明该处理器程序执行控制功能处理步骤的流程图，该处理器已收到一个程序请求消息;

图9是表明该处理器程序执行控制功能处理步骤的流程图，该处理器已收到一个含有一个程序的消息;

图10（a）～图10（c）是表明在装入是太重或太轻的情况下，整个系统处理过程的流程图;

图11（a）和图11（b）是状态消息的格式图;

推荐装置的详细说明：

如上所述，按照本发明，每个处理器都向该网络自动地发出一个表明它自己状态的消息，而已收到该消息的这个处理器根据按照该消息所做的特定判别向该网络发出它自己内部的一个程序，以便要求该程序的这个处理器可以装入和执行它。因此，每个处理器都被允许特定地解决它自己内部的这个程序的状态，如该程序在它自己的处理器中发生任何不正常现象或过装或欠装等。

现在，按具体装置对本发明做详细说明。图2是应用本发明方法的一个系统的整个布置。虽然对下面各具体装置所做的说明仅是针对一个连接各自处理器的单个回路传递系统来进行的，但即使是在使用任一普通网络的情况下所进行的也是同样的处理过程。

参照图2，数101～108表示各处理器，它们各自都在一个内部存储器中存有应用程序，并执行这些程序。数151表示一个单向回路传递通道，它在箭头所示的方向上传递数据。数121～128标注的是网络控制处理器（NCPs），它们实行传递通道上的数据传递控制。NCPs121～128中的每一个与处理器101～108中相应的一个均被一双向传递通道连接起来。来自处理器101～108的消息经各自的NCPs121～128发到传递通道151上。NCPs121～128中的每一个处理器进行判别：在传递通道151上通过的这个消息是不是与其相连的处理器101～108中相应的那个处理器所需要的，只有当它判断出是需要的，就把该消息的数据传送到处理器101～108中与之相连的那个处理器去。101～108中的每一个处理器，当对于执行存储在里面的应用程序所需的所有数据都已完整时，就起动该程序。被起动的程序使用这些数据执行它自己的处理，并输出其处理结果。另一方面，101～108中每个处理器在收到来自网络的程序时，把它储存在内部存储器中。

图3表示的是在传递通道151上通过的消息的格式。F201和F207分别是指出该消息起始和终止的标志位。FC202是一个功能码，它与该消息的内容或功能相对应。根据这个功能码FC202，NCPs121～128中的各处理器判别与其相连的处理器101～108中相应的那个处理器是否需要所收到的这个消息。SA203指出已传送了该消息的NCP的地址（传送器地址），C204是传递消息所需要的编号。DATA205是数据，它表示每个应用程序的处理结果的内容，或该应用程序的内容。而FCS206是帧校验序列数据。

图4表示数据部分DATA205的格式，此时，该消息的数据部分表示该程序的内容。在这个场合下该消息的功能数据码FC202表示该程序的内容，同时也表示该消息的内容是一个程序。IFC301表示该程序所输入的数据的功能码（input FC），OFC302表示该程序所输出的数据的功能码（output FC），PN303是程序名，PROGRAM304表示该程序的内容。

图5表示处理器101的内部结构（102～108中的各处理器的内部结构均与之相同）。如果在传递通道151上通过的消息被NCP121接收了，它就被储存在接收缓冲器401中，寄存在接收缓冲器401中的数据被处理单元403送到输入/输出数据区404中。通过所接收的消息的功能码，程序执行控制单元407判别这个消息的内容是否是一个程序。如果该消息内容不是程序，则通过检索程序信息表406把能够被这个消息起动的应用程序寻找出来。在有可执行的应用程序的情况下，这个程序被收到的消息起动。另一方面，如果所收到的消息是个程序，则程序执行控制单元407检查该消息的数据部分DATA205，并把附着在该消息上的输入功能码IFC301，输出功能码OFC302，程序名PN303和功能码FC202储存在程序信息表406中，还把该程序PROGRAM304储存在应用程序区405中。机内测试器408监测储存在应用程序区405中的各应用程序451～45n的状态。当检查出程序的错误，或例如该处理器的装入太轻时，则机内测试器408根据它自己的判断，将一个表明相应处理器的状态的消息（状态消息），通过处理单元403，发送缓冲器402和NCP121，发送到传递通道151上去。根据该应用程序所得到的处理结果被储存在输入/输出数据区404中，被处理单元403送到发送缓冲器402上，并经NCP121流到传递通道151上。

图6表示程序信息表406的格式。在该表中，储存了与该处理器中各应用程序相对应的各信息项目。IFC501是输入功能码，OFC502是输出功能码，PN503是程序名，PFC504是当相应程序流到传递通道151上时所附上的功能码（程序EC）。 F505是一个“可执行的”标志位，它是在相应程序是可执行的情况下被置位。该表的各行511～51n与各应用程序451～45n相对应。

图7表示在根据程序在它自己的处理器中的状态判断出需要发送状态消息的情况下的处理步骤。根据程序在它自己的处理器中的状态判断出需要发送状态消息（步601），则机内测试器408使该状态消息流到传递通道151上（步602）。该状态消息的功能码FC202表示该消息是状态消息，而数据内容DATA205表示相应处理器的状态。

图8表示在已收到状态消息的处理器中，程序执行控制单元407的处理步骤。当状态消息已被处理器接收并已到达输入/输出区404时（步101），程序执行控制单元407读该消息的数据部分（步702），以便获得关于发送该消息的处理器的状态的信息。根据该消息的内容，已获得信息的程序执行控制单元407检索程序信息表406，并检查在应用程序区405中是否存在要传递的程序（步703）。在不存在要传递的程序的情况下，一个系列的处理到此结束。在存在要传递的程序的情况下，将这个程序从应用程序区405复制到输入/输出区404，并在那产生一个消息，在这个消息中，包含相应程序的数据部分用图4所示的格式给出，而这个消息的功能码就是在程序信息表406中登记的要被传递的程序的程序功能码PFC504（步704）。由上述所产生的消息被处理单元403送到发送缓冲器402，并经NCP121流到传递通道151。

图9表示在具有消息的处理器中程序执行控制单元407的处理步骤，该消息的数据部分DATA205即是该程序。当该消息已到达输入/输出区404时（步801），在其格式如图4所示的数据部分DATA205中的输入功能码IFC301，输出功能码OFC302，和程序名PN303以及该消息的功能码分别储存在程序信息表406空白区中的IFC501，OFC502，PN503和PFC504中（步802）。此外，PROGRAM304的内容储存在应用程序区405中（步833）。当储存操作已经完成时，在程序信息表406中，在与收到的程序相应的行上将“可执行的”标志位F505置位，以便起动执行该程序。

图1表示整个系统的处理过程的流程。这里，我们假设在处理器101中已经发生了一个不正常现象，并假设一个与该不正常程序的功能相对应、并处于联机操作过程中的程序存在于处理器108之中。当处理器101的机内测试器已觉察出它自己的处理器中储存的应用程序的不正常现象时，就产生一个指出它自己的处理器状态的状态消息，并使该消息从处理器101经NCP121流到传递通道151上去。发出的状态消息1被各NCP接收，并传送到相应的各处理器上。根据该状态信息，各处理器在处于联机操作过程中的各程序之中检查是否存在有要发送的程序。因为在处理器108中存在有要发送的程序，所以处理器108向传递通道151发送消息2，该消息数据部分的格式如图4所示，并且该数据部分中有一部分是有关的程序。按照该消息的功能码，每个NCP判断已经到达的这个程序是否是与之相连的相应处理器所需要的。如果判断为是所需要的，则该NCP接受这个消息。因为消息2含有与处理器101所需要的程序的功能相对应的程序，所以NCP121将消息2交给处理器101。处理器101将消息2所包含的程序储存在它自己的应用程序区中，并起动执行它。

顺便说一下，在当已判断出是过装引起了一个状态消息，并且接受这个消息的处理器按照它自己的处理对装入的信息加以判别，以便发出状态消息的情况下，接受消息的那个处理器也可能发出状态消息，因此，在收到这个消息的各个处理器之间，这个过载的处理器就发出一个程序。

图10（a）～图10（c）表示整个系统在装入太重和太轻时的处理过程流程图。首先，假设处理器101中的机内测试器已测试出它自己的处理器的处理操作是过载的（例如，在一定的时间间隔内从传递通道151接受对于该处理器的处理操作所需要的数据项目之次数大于规定的标准，在一定的时间间隔内被处理的程序步数大于规定的标准，等等）。这时，处理器101向传递通道151发出一个状态消息901。状态消息901的格式如图11（a）所示。状态消息901的内容是处理器101中全部程序的程序功能码1001～100n，和各程序的装入数（由相应的各程序在一定的时间间隔进行的步数）l₁～l_n（1011～101n）。已收到状态消息901的第m个处理器10m（m＝2，3，…，8）判断该状态消息是否包含这样一个装入指数l_i：按照这个装入指数l_i：该处理器内的全部程序的装入指数之和Lm满足下列不等式：

L₁-l_i≥L_m+l_i（i＝1，2，…，n）（1）

有时会存在多个指数l_i满足不等式（1）的情况，在这种情况下，要从这些个指数中选出一个使不等式（1）左右两边之差为最小的那个l_i。现在假设处理器106～108已经判断出指数l₁满足不等式（1），且满足上述条件。在这种场合，各处理器106～108发出状态消息906～908。状态消息906～908的格式均如图11（b）所示，该格式由相应处理器内的全部程序的装入指数之和L_m1021和相应于满足不等式（1）的装入指针l_i的一个程序功能码PFC：1022组成。处理器101和106～108在一定的时间间隔内接收状态消息906～908，并将包含同一程序功能码做为它们的内容的各个和L_m进行比较，以便判别出谁的和L_m最小。现在假设在处理器106～108的各个和L_m之中，处理器107中全部程序的装入指数之和被判断为是最小的，接下来的整个系统的处理流程如图10（b）所示。处理器107发出一个状态消息911流过传递通道151。状态消息911的内容是状态消息907中的程序功能码PFC;1022。已收到状态消息911的处理器101发出程序2流到传递通道151，该程序与有关消息的内容相应。

处理器101的机内测试器已测出它自己所在的处理器的处理操作是欠载的情况，将参照图10（a）加以说明。处理器101发出状态消息901，已收到状态消息901的第m个处理器10m对它自己内部的各程序的装入指数l₁′～l_n′进行判别，看是否有满足下列不等式的装入指数l_i′存在：

L₁+l_i≥L_n-l_i′（i＝1，2，…n）（2）

有时会存在多个指数l_i′满足不等式（2）的情况，在这种情况下，要在这些个指数中选出使不等式（2）左右两边之差为最小的那个指数l_i。现在假设处理器106～108已经判断出满足不等式（2）的指数l_i′是存在的。在这种场合，各处理器106～108分别发出状态消息906～908。处理器101和106～108在一定的时间间隔内接收状态消息906～908，并将这些状态消息的各个和Lm加以比较，以便判别出谁的和Lm最大。现在假设已经判别出处理器107中的全部程序的装入指数之和在处理器106～108的各个和之中是最大的。接下来的整个系统的处理过程流程如图10（c）所示。处理器101发出状态消息911流过传递通道151。状态消息911的内容是状态消息907中的程序功能码PFC1022。已收到状态消息911的处理器107向传递通道151发出程序2，该程序与有关消息的内容相应。

顺便说一下，状态消息1，901，907～909和911应该具有各自不同的功能码，并且，图8所示的各步是已收到状态消息1或911的处理器的处理步骤。

此外，关于状态消息901和907～909，对于过载和欠载应该具有相区别的功能码。

按照这个具体装置，各处理器监测它自己内部程序的状态，并能够根据按照这些状态所做的特定判断发出状态消息;已收到这状态消息的处理器能够根据按照该消息的内容判断出是否有本处理器里的程序要发送，要发送哪个程序发出该程序。并且，每个处理器都能判断在传递通道上流动的程序是否是本处理器的处理操作所需要的，如果是需要的，它就能装入和执行这个程序;所以，每个处理器都被允许独自地解决任何程序不正常现象发生时的情况和处理器的负载太重或太轻时的情况。

如上所述，按照本发明，在一个由多个处理器由一个网络连接起来，并且各程序能够在联机条件下的各处理器之间传递的分布系统中，每个处理器都能判断出需要从网络装入的程序，并且它能在判断的时候装入与所需程序的功能相应的程序。这样所带来的结果是每个处理器都能独自地解决所发生的程序不正常现象以及处理器的处理操作上的过载和欠载等。

Claims

1、一种用来在一个分布式处理系统中装入一个程序的方法，该处理系统中的多个处理器通过一个网络相连接，其特征在于包括如下步骤：

每个所述处理器对其自身的程序的状态进行监测；

每个所述处理器向所述网络发送一个指示监测到的状态的消息；

每个所述处理器接收由任何其它处理器发来的所述消息；

所述每个处理器根据所接收的消息的状态发送一个其自身的特定程序(当有此特定程序时)；并在接收所述程序的处理器中装入被发送的程序。

2、一种用来在一个分布式处理系统中装入一个程序的方法，该处理系统中的多个处理器通过一个网络相连，其特征在于包括如下步骤：

每个所述处理器向所述网络发送一个消息;

每个所述处理器接收由任何其它处理器发来的所述消息;

每个所述处理器根据所收到的消息判断任何其它处理器的状态;

每个所述处理器根据状态判断结果发送其特定程序;及

在接收所述程序的处理器中装入所发送的程序。

3、根据权利要求1所述的装入方法，

其特征在于

所述每个处理器又特别地判断在所述网络上传递的程序对本处理器的处理是不必需;每个处理器根据判断结果装入所述程序并予以执行。

4、根据权利要求1所述的装入方法，

其特征在于

所述每个处理器又特别地判断在网络上传递的程序是否对本处理器的处理是必需的;和每个处理器根据判断结果装入所述程序并予以执行。

5、根据权利要求1所述的装入方法，

其特征在于

当在本处理器中的程序出现不正常时，所述每个处理器向所述网络发出表明监测的状态的消息。

6、根据权利要求1所述的装入方法，

其特征在于

当在本身处理器上的装入是过重或过轻时，所述每个处理器向所述网络放出一个表明被监测状态的消息。

7、根据权利要求6所述的装入方法，

其特征在于

根据本处理器的装入指数就所述装入是否过重或过轻进行判断。

8、根据权利要求2所述的装入方法，

其特征在于

当通过把一个所述特定程序的处理装入与所述其它处理器的处理装入相加所得的装入指数小于通过把本处理器的处理装入减去上述特定程序的处理装入所得的装入指数小时，向上述网络发出所述特定程序。

9、根据权利要求1所述的装入方法，

其特征在于

当从已收到表示状态的上述消息的上述处理的处理装入减去上述特定程序的处理装入所获得的装入指数大于将上述特定程序的上述处理装入与已发出上述消息的上述处理器的处理装入相加所得的装入指数时，向所述网络发出上述特定程序。

10、一个具有多个通过一个网络连接起来的处理器的程序装入系统，其特征包括：

在每个所述处理器中的一个机内测试器，它用来监测处理器自身的程序的状态，而所述状态则至少表明该程序自身的装入状况;

在每个处理器中的用来向所述网络发送一个表明监测到的状态的装置;

在每个处理器中的用于接收从任何其它处理器中传送来的所述消息的装置;

在每个处理器中的用来根据接收到的消息的状态传送其特定程序（当存在特定程序时）的装置;及

用来把被传送的程序装入到一个接收所述消息的处理器中的装置。

11、一个具有多个通过一个网络连接起来的多个处理器的程序装入系统，其特征在于包括：

在每个处理器中的用于向所述网络传送一个消息的装置，

在每个处理器中的用来接收从任何其它处理器中传送来的所述消息的装置;

在每个处理器中的用来根据接收到的消息判断任何其它处理器的状态的机内测试器，所述状态至少指明一个所述其它处理器的装入状况的装置;

在每个处理器中的用来根据状态判断结果传送一个自身的特定程序的装置;及

用来把一个所传送的程序装入到接收所述程序的处理器中的装置。