[发明专利]多重处理的方法和设备

说明书

本发明总的来说是关于多处理机系统，特别是关于在多处理机系统中各处理机之间分配功能和转移控制的方式。

和单处理机计算机系统比较，多处理机计算机系统一般在硬件和软件方面的设计都更为复杂。例如，典型多处理机系统一般需要专用的并且是复杂的处理机间通信装置和协议、由多个处理机访问以便共享输入和输出资源的专用装置、和存储器以及其它防止各处理机之间处于竞争状态和产生同时存取矛盾的资源封锁装置。

这些复杂情况有很多可借助于主从多处理机布局方式加以避免。在该布局方式中，一个或多个从处理机只进行按用户指令进行的处理，并将操作系统业务处理进程转移到主处理机上。就输入/输出设备和其它外围设备而论，这类系统作为由主处理机组成的单处理机出现，因而可作为该种单处理机与该种单处理机互相配合。这样就可以避免许多操作系统在涉及共享资源封锁、避免竞争状态和其它处理机间相互配合事宜等方面的复杂性。

然而由于需要多个处理机进行通信和将控制从一个处理机转移到另一个处理机，因而在这类多处理机的设计中有许多地方仍然极为复杂，特别是在操作系统的软件方面更是如此。因此在本技术领域中存在这样的问题，例如，单处理机一般不能“增长”为多处理机，单处理机只有通过大幅度重新设计操作系统才能将其转变为多处理机，将单处理机系统设计转变为多处理机系统设计所需进行的改变，对应用程序来说是不透明的。

本发明的目的是解决现有技术的上述问题，举例说，根据本发明的多处理机系统是按下列方式工作的：检测有否发生诸如中断或其它在第一（从）处理机上导致操作系统投入工作等的多项预定事件的任一项，观测与该发生事件有关的指示字，以确定应履行什么功能来作出响应，然后履行所指示的功能，从而把在第一处理机上执行的进程转移到第二（主）处理机上执行。

因此，某一事件的发生，例如那种会导致在第一处理机上请求操作系统服务的事件，会导致引起该请求的进程转移到第二处理机上，在这种场合下可有利地提供所希望的服务。举例说，所转移的进程是在其执行过程中该事件被检测出的进程。在第二处理机上是这样提供服务的：观测另一个与所发生事件有关的指示字，以确定第二处理机的响应应履行什么功能。举例说，该事件在所转移的进程在第二主处理机上执行时的再次出现，将导致对其它指示字的观测。但这时所鉴别出的功能是对发生事件起处理作用的功能并且它提供调用服务。

根据本发明，具有第一和第二处理机的一个多处理机系统还具有第一功能、第一指示器和一个执行装置;履行该第一功能时会导致在出现任何预定事件时的第一处理机上执行的进程被转移到第二处理机上执行;第一指示字鉴别第一功能为根据在第一处理机上发生的任何事件应予以执行的功能;执行装置则用于在第一处理机上出现任何事件时执行由第一指示器识别过的功能。进程在各处理机间的转移即借助于此配置方式完成的。

举例说，为在第二处理机上提供操作系统调用服务，多处理机还包括第二功能、第二指示器和一执行装置;第二功能的职能就是处理该事件;第二指示器识别第二功能为根据某一事件的发生应在第二处理机上予以执行的功能;执行装置则在所转移的进程开始在第二处理机上执行时履行经第二指示器鉴别过的功能。

根据本发明的一个示意实施例，第一和第二指示器分别为多个第一和第二指示器中的一个指示器。各多个指示器个个与其中一个不同的事件有关，且各指示器根据有关事件的发生识别应在第一处理机（在第一指示器的情况下）和应在第二处理机（在第二指示器的情况下）履行的功能。举例说，这些指示器为中断矢量。第一指示器都识别第一功能，第二指示器则分别识多个第二功能中可能存在的不同的一个。执行各第二功能时，它处理有关事件。

以主从配置方式操纵多处理机系统的好处在于简化了操作系统，大大减少了与存储器封锁机构有关的复杂性和对竞争状态的处理，并避免了与用户以及输入/输出（I/O）接口有关的复杂性。上述简要介绍的配置方式和主从式多处理机系统的操作方式进一步简化了操作系统，也进一步简化了多处理机硬件。这样做的好处是：只要把普通处理机的硬件加到普通单处理机系统上（例如，只要把新的处理机的硬件连接到单处理机通信总线的上槽），并将单处理机系统的操作系统进行最小限度的修改，即可从单处理机改变为多处理机。其它的优点为：避免了对由从处理机通过调用操作系统进行操作的大量程序进行通常必需进行的改变。上述进行的最小限度的改变使多处理机操作系统软件在特性不变差的情况下仍可在单处理机上高效率地运行，从而可构成一个可在其后扩充成一个多处理机系统，而无需改变操作系统软件的单处理机系统。