專利名稱：用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)資源的使用的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)測由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的每個模塊未來要使用的計算機資源量并且自主地調(diào)節(jié)每個模塊的資源使用量的限制的裝置和方法。
背景技術(shù)：
圖1顯示了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的軟件模塊。模塊是系統(tǒng)中的應(yīng)用程序(操作)的集合，并且一個模塊包括一個或更多個應(yīng)用程序。
在圖1中，模塊1包括操作1、操作2和操作3的三個應(yīng)用程序。模塊2包括兩個操作的兩個應(yīng)用程序。模塊3包括一個操作的一個應(yīng)用程序。
在這樣的系統(tǒng)中，可以通過建立對每個模塊的資源使用量的限制并且對資源量進行控制，以使得可以在可用和可預(yù)測的程度上實現(xiàn)服務(wù)，來避免由應(yīng)用程序使用的資源耗盡(例如，參見非專利文獻1和專利文獻1、2、3和4)。
非專利文獻1“Solaris 9資源管理器(Solaris 9 Resource Manager)”[在線]，Sun微系統(tǒng)-產(chǎn)品與服務(wù)-Sun ONE軟件-Solaris-Solaris 9-數(shù)據(jù)頁，[2003年3月11日檢索]，因特網(wǎng)<URLhttp//jp.sun.com/software/solaris/ds/ds-srm/>
專利文獻1日本專利申請公報No.2002-268920專利文獻2日本專利申請公報No.2002-342269專利文獻3日本專利申請公報No.2001-022597
專利文獻4日本專利申請公報No.10-124333但是，上述傳統(tǒng)的資源量控制中存在以下問題。
在傳統(tǒng)的資源量控制中，通過使模塊與應(yīng)用程序相對應(yīng)，來對模塊的資源使用量設(shè)置限制。通過這種方式，為具有大資源使用量的應(yīng)用程序設(shè)置大的資源使用量分配，而為具有小資源使用量的應(yīng)用程序設(shè)置小的資源使用量。這樣，可以避免由應(yīng)用程序使用的資源耗盡。
然而，每個應(yīng)用程序的資源使用量并不是恒定的，該資源使用量每分鐘、每小時、每星期等都在變化。此外，資源使用量會突然增加并且各個應(yīng)用程序有時會陷入瓶頸狀態(tài)(bottleneck)。為了應(yīng)對資源使用量的這種變化，系統(tǒng)管理員必須隨時監(jiān)測資源使用量并根據(jù)情況相應(yīng)地改變限制的設(shè)置。
此外，資源使用量與事務(wù)處理量成比例，但是資源使用量不必與事務(wù)發(fā)生量成比例。因此，僅僅通過參考過去的資源使用量的變化不能預(yù)測出未來事務(wù)發(fā)生量的資源使用量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種精確預(yù)測每個模塊的資源使用量的變化并且根據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的變化自主地調(diào)節(jié)資源使用量的限制的裝置和方法。
本發(fā)明的一種資源調(diào)節(jié)裝置配備有存儲裝置、生成裝置和分配裝置，并且該資源調(diào)節(jié)裝置為每個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序。
該存儲裝置存儲表示該多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)。該生成裝置從該存儲裝置中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)，并將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，并由此根據(jù)該目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化生成資源使用量的變化。該分配裝置將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變該目標(biāo)模塊的資源分配量。


圖1是顯示模塊的方框圖；圖2是顯示本發(fā)明的資源調(diào)節(jié)裝置的原理的方框圖；圖3是監(jiān)督工作模式下的處理的流程圖；圖4A是顯示過去事務(wù)發(fā)生量的變化的曲線圖；圖4B是顯示未來事務(wù)發(fā)生量的變化的曲線圖；圖5是顯示一逼近函數(shù)的曲線圖；圖6是顯示資源使用量的計劃的曲線圖；圖7是自主工作模式下的處理的流程圖；圖8是顯示負荷量計劃支持(capacity planning support)的曲線圖；圖9是各模塊基本數(shù)據(jù)表；圖10是各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表(表1)；圖11是各模塊的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表(表2)；圖12是各模塊周期信息數(shù)據(jù)表(表1)；圖13是各模塊周期信息數(shù)據(jù)表(表2)；圖14是各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表；圖15是數(shù)據(jù)處理裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；和圖16是顯示存儲介質(zhì)的方框圖。
具體實施例方式
下面通過參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。圖2是顯示本發(fā)明的資源調(diào)節(jié)裝置的原理的方框圖。圖2的資源調(diào)節(jié)裝置包括存儲裝置101、生成裝置102和分配裝置103。該資源調(diào)節(jié)裝置為各個模塊調(diào)節(jié)計算機資源量，該計算機資源是在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的，該多個模塊各包括一個或更多個應(yīng)用程序。
該存儲裝置101存儲表示多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)。該生成裝置102從該存儲裝置101獲取表示目標(biāo)模塊的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)，并將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示該目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量與資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量。通過這種方式，該生成裝置根據(jù)該目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化生成資源使用量的變化。該分配裝置103將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變該目標(biāo)模塊的資源分配量。
該存儲裝置101例如存儲為每個模塊采集的事務(wù)發(fā)生量的測量值。該生成裝置102從該存儲裝置101獲取要進行調(diào)節(jié)的模塊(目標(biāo)模塊)的事務(wù)發(fā)生量的測量值。然后，該生成裝置102將該事務(wù)發(fā)生量的測量值作為事務(wù)處理量代入表示該目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量與資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)。這樣，生成裝置102可以計算目標(biāo)模塊的資源使用量的變化。其后，該分配裝置103根據(jù)所計算的資源使用量的變化自動地改變該目標(biāo)模塊的未來資源分配量。
通過將該過去事務(wù)發(fā)生量應(yīng)用于該事務(wù)處理量并計算該未來資源使用量，可以精確地預(yù)測各個模塊的資源使用量的變化。此外，通過根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化來改變資源分配量，可以自主地改變各個模塊的資源使用量的限制。
該存儲裝置101例如與稍后描述的圖15的外部存儲裝置1505相對應(yīng)。該生成裝置102和該分配裝置103例如與圖15的CPU(中央處理單元)1501和存儲器1502的組合相對應(yīng)。
在本優(yōu)選實施例中，為各個模塊預(yù)先制定了資源使用量的限制，以在能夠?qū)τ嬎銠C資源進行管理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實現(xiàn)資源的有效利用、避免資源的瓶頸狀態(tài)、整個系統(tǒng)的負荷量計劃支持等。
資源調(diào)節(jié)裝置累計與各應(yīng)用程序相關(guān)的各個模塊的事務(wù)量(發(fā)生量·處理量)的測量值和資源使用量，由此獲得事務(wù)發(fā)生量的每個周期(例如，天、周、月)的特性曲線(平均值或最大值)。然后，將如此獲得的各個周期的特性曲線組合起來，并且以特定的周期為單位(例如，以月為單位)計算事務(wù)發(fā)生量的變化。
此外，該資源調(diào)節(jié)裝置獲得表示事務(wù)處理量與資源使用量之間的關(guān)系的逼近函數(shù)，并將如此獲得的逼近函數(shù)應(yīng)用于以月為單位的事務(wù)發(fā)生量的變化，由此獲得以月為單位的預(yù)測資源使用量的變化。這里的逼近函數(shù)可以通過對通常使用的實際數(shù)值的近似值進行歸納而得到。換句話說，考慮具有特定精度的一個逼近函數(shù)，如果實際數(shù)值的近似值代表具有特定的數(shù)值精度的某一數(shù)學(xué)量，則該逼近函數(shù)代表取決于單個參數(shù)或多個參數(shù)的量。
通過以這種方式計劃未來資源使用量，可以自動地且精確地改變各個模塊的資源使用量的限制。
此外，該資源調(diào)節(jié)裝置為各個模塊設(shè)置瓶頸狀態(tài)檢測閾值。在資源使用量達到該閾值的情況下，則將資源優(yōu)先分配給該模塊。通過這種方式，可以消除瓶頸狀態(tài)。
該資源調(diào)節(jié)裝置的工作模式通常分為兩種模式，例如監(jiān)督或監(jiān)測工作模式和自主工作模式。該資源調(diào)節(jié)裝置計劃每個模塊所需要的資源量，并執(zhí)行為服務(wù)器設(shè)計的操作。
在監(jiān)督工作模式下，管理員(操作員)可以改變該計劃資源量，并且該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)由管理員最終確定的計劃調(diào)節(jié)資源量。在自主工作模式下，該資源調(diào)節(jié)裝置采集多個模塊單元中關(guān)于事務(wù)量和資源使用量的統(tǒng)計信息，并自動判斷這些模塊的狀態(tài)，由此調(diào)節(jié)各個模塊的資源分配。
圖3是監(jiān)督工作模式下的處理的流程圖。首先，該資源調(diào)節(jié)裝置采集模塊單元中的關(guān)于事務(wù)量(發(fā)生量·處理量)和資源使用量的統(tǒng)計信息(步驟201)。該統(tǒng)計信息是周期性地采集并累計的。
然后，該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所采集的統(tǒng)計信息計算模塊單元中的資源分配量(必需資源量)，并將資源分配量的計劃呈現(xiàn)給管理員(步驟202)。
這里，首先根據(jù)過去累計的事務(wù)發(fā)生量獲得有關(guān)系統(tǒng)中的多個模塊的每個周期(天、周、月等)的事務(wù)發(fā)生量的變化和該事務(wù)發(fā)生量的平均值和最大值的變化，并將如此獲得的變化呈現(xiàn)給管理員。然后，管理員通過選擇每個周期的平均值或最大值來指示事務(wù)變化的組合。
此時，該資源調(diào)節(jié)裝置例如在顯示器上顯示如圖4A的畫面。在圖4A的畫面中，選定一天作為周期，并且選定三天作為用于統(tǒng)計處理的時間段。
線圖301、302和303分別表示12月1日、2日和3日某一模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化。線圖304表示這三天內(nèi)事務(wù)發(fā)生量的平均值的變化，而線圖305表示這三天內(nèi)事務(wù)發(fā)生量的最大值的變化。管理員使用諸如鼠標(biāo)的定點設(shè)備選擇所顯示的平均值或最大值(MAX值)。如果操作結(jié)束，則管理員點擊OK按鈕306。
通過相同的方式，管理員選擇關(guān)于其它周期的平均值和最大值，并且該資源調(diào)節(jié)裝置通過對各個選定周期的選定變化(特性曲線)進行疊加來組合/計算要預(yù)測的未來的事務(wù)發(fā)生量的變化。
通過這種方式，顯示出例如圖4B那樣的畫面。在圖4B的畫面中，計算了關(guān)于一個“月”的未來事務(wù)發(fā)生量的變化，其中將一“天”和一“周”的每個周期的特性曲線相加或組合在一起。
然后，該資源調(diào)節(jié)裝置生成一逼近函數(shù)，該逼近函數(shù)表示過去的事務(wù)處理量和資源使用量之間的相互關(guān)系。例如，在使用指數(shù)函數(shù)作為逼近函數(shù)的情況下，產(chǎn)生以下逼近表達式，同時A、B和C被設(shè)置為常數(shù)。
(資源使用量)＝A*(事務(wù)處理量)B+C通過這種方式，顯示出例如圖5那樣的畫面。圖5的畫面的水平軸表示事務(wù)處理量，而垂直軸表示資源使用量。
然后，根據(jù)該逼近函數(shù)和未來事務(wù)發(fā)生量的變化計算未來資源使用量的計劃，并且將該計劃呈現(xiàn)給管理員。這樣，顯示出例如圖6那樣的畫面。在圖6的畫面中，顯示了線圖601、602和603，作為關(guān)于一個“月”的未來資源使用量的計劃。線圖601、602和603分別代表模塊#1、#2和#3的計劃。
管理員可以根據(jù)情況需要改變?nèi)绱吮硎镜馁Y源使用量的計劃的設(shè)置(步驟203)。例如，管理員可以通過使用定點設(shè)備在屏幕上上下拖動線圖來改變計劃(步驟204)。當(dāng)操作結(jié)束時，點擊OK按鈕604。
在沒有改變計劃的情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所計算的計劃自動地改變未來資源分配量，而在改變了計劃的情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)改變后的計劃自動地改變未來資源使用量(步驟205)。
然后，該資源調(diào)節(jié)裝置監(jiān)測資源的后續(xù)分配情況，將預(yù)測·設(shè)定的資源分配量與資源實際使用量相比較，并將比較結(jié)果呈現(xiàn)給管理員(步驟206)。在資源分配量和資源使用量適合于操作系統(tǒng)的情況下，管理員可以進行從監(jiān)督工作模式到自主工作模式的模式轉(zhuǎn)換。
圖7是自主工作模式下的處理的流程圖。圖7的步驟701中的處理與圖2的步驟201中的一樣。該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所采集的統(tǒng)計信息計算模塊單元中的資源分配量(步驟702)。
首先，該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)過去累計的事務(wù)發(fā)生量預(yù)測下一時間單元(例如，初始值是1小時)中的事務(wù)發(fā)生量。然后，與監(jiān)督工作模式類似，該資源調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生一逼近函數(shù)，該逼近函數(shù)表示過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系。然后，根據(jù)預(yù)測事務(wù)發(fā)生量和該逼近函數(shù)，該資源調(diào)節(jié)裝置計算下一時間單元所需的資源量。
此后，該資源調(diào)節(jié)裝置將所計算的資源量設(shè)置為資源分配量(步驟703)并且監(jiān)測資源的后續(xù)分配情況(步驟704)。然后，該資源調(diào)節(jié)裝置將該預(yù)測·設(shè)定的資源分配量與資源實際使用量相比較，并將比較結(jié)果呈現(xiàn)給管理員。
在該自主工作模式下，即使管理員沒有改變資源分配量，也以不同于監(jiān)督工作模式的方式自動調(diào)整資源分配量。在資源分配量與資源使用量不適合于操作系統(tǒng)的情況下，管理員可以將模式從自主工作模式改變?yōu)楸O(jiān)督工作模式。
此外，該資源調(diào)節(jié)裝置可以進行每個模塊的未來長期資源量預(yù)測。例如，在以兩個月的時間間隔預(yù)測一年的資源使用量的情況下，會在屏幕上顯示出如圖8那樣的計劃。圖8的曲線801、802和803分別表示模塊#1、#2和#3的資源使用量的計劃。
當(dāng)對為系統(tǒng)中所有模塊預(yù)測的資源使用量進行相加并且將該計劃顯示為圖形時，可以向管理員呈現(xiàn)整個系統(tǒng)的總需求，并且可以實現(xiàn)對負荷量計劃的支持。
下面是對由該資源調(diào)節(jié)裝置執(zhí)行的處理的詳細說明。該資源調(diào)節(jié)裝置利用例如圖9到14所示的這些表執(zhí)行資源調(diào)節(jié)處理。
在圖9的各模塊基本數(shù)據(jù)表中為每個模塊存儲了以下項目的數(shù)據(jù)。
模塊名901(模塊識別信息)CPU分配量902存儲器分配量903瓶頸狀態(tài)CPU使用量檢測域值904瓶頸狀態(tài)CPU使用量消除域值905瓶頸狀態(tài)存儲器使用量檢測域值906瓶頸狀態(tài)存儲器使用量消除域值907瓶頸狀態(tài)事務(wù)發(fā)生量檢測域值908瓶頸狀態(tài)事務(wù)發(fā)生量消除域值909最高點(ceiling point)(子處理產(chǎn)生指令值)910圖9示出了模塊1和模塊2的基本數(shù)據(jù)。
在圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中為每個模塊存儲了以下項目的數(shù)據(jù)。
模塊名1001(模塊識別信息)采集間隔1002(獲取統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間間隔可變)采集時間1003事務(wù)發(fā)生量1004事務(wù)處理量1005CPU使用量1006CPU分配量1007預(yù)測CPU使用量1008存儲器使用量1009存儲器分配量1010預(yù)測存儲器使用量1011在這些項目中，項目1003-1011的數(shù)據(jù)是在每一個采集時刻重復(fù)存儲的。在圖10和11中，每10分鐘獲取一次模塊1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并例舉了2003年3月1日的5次數(shù)據(jù)。
在圖12和13的各模塊周期信息數(shù)據(jù)表中為每個模塊存儲了以下項目的數(shù)據(jù)。
模塊名1201(模塊識別信息)循環(huán)周期1202周期內(nèi)的間隔1203時間1204事務(wù)發(fā)生量1205循環(huán)周期1301周期內(nèi)的間隔1302時間1303事務(wù)發(fā)生量1304在這些項目中，項目1202到1205的數(shù)據(jù)對于由循環(huán)周期1202指定的每個周期都重復(fù)存儲。項目1204和1205的數(shù)據(jù)是在由周期內(nèi)的間隔1203指定的每個時間間隔都重復(fù)存儲的。
此外，項目1301到1304的數(shù)據(jù)表示通過對多個周期的數(shù)據(jù)進行組合而得到的數(shù)據(jù)。將最長的循環(huán)周期1202設(shè)置為循環(huán)周期1301，而將最短的循環(huán)周期1202的周期內(nèi)的間隔1203設(shè)置為周期內(nèi)的間隔1302。項目1303和1304的數(shù)據(jù)是在由周期內(nèi)的間隔1302指定的每個時間間隔重復(fù)存儲的。
在圖12中，在關(guān)于諸如一天、一周、和一個月的每個周期的期間內(nèi)的每個時間間隔都顯示模塊1的事務(wù)發(fā)生量。圖13表示一個月的事務(wù)發(fā)生量的組合數(shù)據(jù)。
在圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中為每個模塊存儲了以下項目的數(shù)據(jù)。
模塊名1401(模塊識別信息)預(yù)測間隔1402(預(yù)測數(shù)據(jù)的時間間隔可變)時間1403
CPU使用量預(yù)測1404事務(wù)發(fā)生量預(yù)測1405在這些項目中，項目1403到1405的數(shù)據(jù)是在由預(yù)測間隔1402指定的每個時間間隔都重復(fù)存儲的。在圖14中，模塊1的資源預(yù)測數(shù)據(jù)每隔1小時產(chǎn)生一次。
首先，該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)來自管理員的指令設(shè)置圖9的各模塊基本數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)。然后，該資源調(diào)節(jié)裝置在每個采集間隔對圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中的每個模塊的事務(wù)量(發(fā)生量·處理量)以及CPU及存儲器的使用量、分配量和預(yù)測使用量進行累計。在下面的說明中，將CPU使用量用作為資源使用量。
如圖4A所示，顯示出了每個周期(天、周、月等)的過去事務(wù)發(fā)生量。此外，計算并顯示了平均值和最大值。當(dāng)管理員選擇每個周期的平均值或最大值時，所選定的值被存儲到圖12的各模塊周期信息數(shù)據(jù)表中。
此后，通過將“周”和“天”事務(wù)發(fā)生量的變化相加或組合為“月”事務(wù)發(fā)生數(shù)據(jù)的變化并對這些變化進行組合，計算出如圖4B所示的“月”事務(wù)發(fā)生量的變化，并且將所計算的數(shù)據(jù)存儲為圖13的組合數(shù)據(jù)。這些組合數(shù)據(jù)成為事務(wù)發(fā)生量的預(yù)測數(shù)據(jù)。
此外，管理員可以選擇用于產(chǎn)生組合數(shù)據(jù)的周期的類型。該資源調(diào)節(jié)裝置僅利用所選定周期的事務(wù)發(fā)生量產(chǎn)生組合數(shù)據(jù)。例如，在管理員僅選擇了“天”周期并指示進行“月”事務(wù)發(fā)生量的變化的預(yù)測的情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置使用反復(fù)處理“日”事務(wù)發(fā)生量的變化等的方法來預(yù)測“月”事務(wù)發(fā)生量的變化。
此后，根據(jù)各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中的過去事務(wù)處理量和過去CPU使用量之間的關(guān)系，得到圖5所示的逼近函數(shù)以及下面的等式或函數(shù)。
(CPU使用量)＝A*(事務(wù)處理量)B+C然后，該資源調(diào)節(jié)裝置用存儲在各模塊周期信息數(shù)據(jù)表中的“月”組合數(shù)據(jù)的事務(wù)發(fā)生量代替逼近函數(shù)的事務(wù)處理量，由此計算“月”預(yù)測CPU使用量的變化。
隨后，如圖6所示計劃未來的預(yù)測CPU使用量，并作為CPU使用量預(yù)測存儲在圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中。此外，將該預(yù)測事務(wù)發(fā)生量作為事務(wù)發(fā)生量預(yù)測存儲在各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中。此后，在各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中的CPU預(yù)測使用量的項目中將CPU使用量預(yù)測數(shù)據(jù)作為過去的數(shù)據(jù)寫入。
此外，使用CPU使用量預(yù)測數(shù)據(jù)計算各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中的CPU分配量。通常，CPU分配量等于CPU預(yù)測使用量(＝CPU使用量預(yù)測)。
該過程可以通過對各周期資源使用量進行相加來精確地限制各個模塊的未來資源使用量，并且可以自動地改變資源分配量。因此，可以容易地控制整個系統(tǒng)的資源量。
在由該資源調(diào)節(jié)裝置所計算的資源使用量的計劃中，通過根據(jù)過去的經(jīng)驗等改變資源使用量的變化，管理員可以靈活地改變對未來資源量的限制的設(shè)置。通過實現(xiàn)這樣的改變操作，可以對不能僅通過過去的周期進行預(yù)測的資源量波動(例如，企業(yè)在特定的某天的資源使用量)進行精確控制。
例如，在圖6表示“月”CPU使用量的計劃的情況下，管理員可以通過改變線圖來改變各個模塊的CPU使用量的預(yù)測值。將改變后的結(jié)果作為CPU使用量預(yù)測存儲在圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中。在這種情況下，在圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中，CPU預(yù)測使用量不等于在相應(yīng)采集時間的CPU分配量(例如，圖10的2003年3月1日12:10的數(shù)據(jù))。
此外，該資源調(diào)節(jié)裝置根據(jù)最近的事務(wù)發(fā)生量的測量值得到即刻之后的事務(wù)發(fā)生量的預(yù)測值，并且該資源調(diào)節(jié)裝置可以利用該預(yù)測值和逼近函數(shù)預(yù)測即刻之后的資源使用量。通過這種方式，該資源調(diào)節(jié)裝置可以自動地對未來資源量設(shè)置更安全的限制。
在上述示例中，對未來事務(wù)發(fā)生量進行了預(yù)測。不過，可能有時會突然產(chǎn)生無法根據(jù)過去的數(shù)據(jù)預(yù)測的大量事務(wù)。因此，該資源調(diào)節(jié)裝置從圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中獲取最近的(例如，一小時之前的)事務(wù)發(fā)生量，并在加上了如此獲得的事務(wù)量的基礎(chǔ)上生成事務(wù)發(fā)生量的變化。
然后，該資源調(diào)節(jié)裝置對已加上了最近事務(wù)發(fā)生量的事務(wù)發(fā)生量的變化應(yīng)用上述逼近函數(shù)，預(yù)測即刻之后的CPU使用量(例如，從現(xiàn)在起一小時)，并且在圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中重寫CPU使用量預(yù)測。
根據(jù)這種預(yù)測方法，該資源調(diào)節(jié)裝置可以利用最近的事務(wù)發(fā)生量預(yù)測更接近當(dāng)前點的資源使用量。因此，即使在事務(wù)發(fā)生量突然增加的情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置也可以對資源使用量進行精確的控制。
如果如圖9所示為各個模塊設(shè)置資源使用量分配的瓶頸狀態(tài)檢測閾值，則當(dāng)某一個模塊的資源使用量達到該設(shè)定的閾值時，該資源調(diào)節(jié)裝置可以分配其它模塊的資源。該處理持續(xù)進行，直到該資源使用量達到瓶頸狀態(tài)消除閾值。
通過向資源使用量達到特定值的模塊優(yōu)先分配資源，可以避免瓶頸狀態(tài)。通過這種方式，例如，防止了應(yīng)用程序的過度響應(yīng)延遲，因此有效地利用了整個系統(tǒng)的資源量。
將以下面的情況(2003年3月1日15:00)作為示例進行說明圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中，模塊1的最近CPU使用量達到了圖9中的各模塊基本數(shù)據(jù)表中的瓶頸狀態(tài)CPU使用量檢測閾值(60％)。在這種情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置通過重寫圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表，將模塊1的未來CPU使用量預(yù)測設(shè)置得較大(例如，80％)，而將其它模塊的CPU使用量預(yù)測設(shè)置得較小(例如，20％)。
然后，當(dāng)模塊1的CPU使用量達到了各模塊基本數(shù)據(jù)表中的瓶頸狀態(tài)CPU使用量消除閾值(40％)(2003年3月1日18:00)時，該資源調(diào)節(jié)裝置恢復(fù)各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中的各個模塊的CPU使用量預(yù)測。
在該示例中，該資源調(diào)節(jié)裝置利用瓶頸狀態(tài)CPU使用量檢測閾值和瓶頸狀態(tài)CPU使用量消除閾值來對瓶頸狀態(tài)采取措施。但是，如果即使CPU使用量增加，事務(wù)發(fā)生量和事務(wù)處理量也幾乎相同，則不需要對瓶頸狀態(tài)采取防范措施。
即使在某一模塊以這種方式耗盡了資源分配量的情況下，該模塊也不會始終在缺少資源的狀態(tài)下運行。因此，僅通過利用資源使用量分配的瓶頸狀態(tài)檢測閾值不能確定是否確實應(yīng)該將其它模塊的資源分配給某一模塊。
因此，可以想到將事務(wù)發(fā)生量(例如，處理隊列長度)用作為瓶頸狀態(tài)檢測閾值和瓶頸狀態(tài)消除閾值。例如，通過將處理隊列長度用作為閾值，可以檢測資源的實際短缺情況，由此使得在緊急情況下能夠進行資源的分配。通過這種方式，系統(tǒng)的工作可以繼續(xù)，而不占用其它模塊的資源，直到某一模塊的處理發(fā)生停滯。結(jié)果，有效地利用了整個系統(tǒng)的資源量。
將以下面的情況(2003年3月1日15:00)作為示例進行說明在圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中，模塊1的最近事務(wù)發(fā)生量達到了圖9的各模塊基本數(shù)據(jù)表中的瓶頸狀態(tài)事務(wù)發(fā)生檢測閾值(500)。在這種情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置通過重寫圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表，將模塊1的未來CPU使用量預(yù)測設(shè)置得較大(例如，80％)，而將其它模塊的CPU使用量預(yù)測設(shè)置得較小(例如，20％)。
此后，當(dāng)模塊1的事務(wù)發(fā)生量達到各模塊基本數(shù)據(jù)表中的瓶頸狀態(tài)事務(wù)發(fā)生消除閾值(300)(2003年3月1日18:00)時，該資源調(diào)節(jié)裝置恢復(fù)各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中的各個模塊的CPU使用量預(yù)測。
各模塊基本數(shù)據(jù)表中的瓶頸狀態(tài)CPU使用量檢測/消除閾值和瓶頸狀態(tài)事務(wù)發(fā)生量檢測/消除閾值的同時使用造成了混亂。因此，希望在考慮各個模塊的特性的情況下選擇并使用其中一種。
此外，如圖8所示，該資源調(diào)節(jié)裝置預(yù)測所有模塊的長期(未來)總需求，并在圖形用戶界面(GUI)的畫面上顯示預(yù)測結(jié)果。因此，該資源調(diào)節(jié)裝置可以支持由管理員制定的負荷量計劃。通過參照所提供的總需求，管理員可以適當(dāng)?shù)剡M行應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成變化等。
在這種情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置長時間(例如，從數(shù)月到一年)獲取圖10和11的各模塊統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中的事務(wù)發(fā)生量，并生成表示在此期間內(nèi)的事務(wù)處理量和資源量之間的關(guān)系的逼近函數(shù)。
然后，該資源調(diào)節(jié)裝置將所獲得的事務(wù)發(fā)生量的變化用作為預(yù)測變化，對該預(yù)測變化應(yīng)用逼近函數(shù)，并預(yù)測未來長期(例如，一到兩年)的資源使用量。然后，該資源調(diào)節(jié)裝置通過計算所有模塊的預(yù)測結(jié)果的總和來計算整個系統(tǒng)的總需求，并將所計算的總需求呈現(xiàn)給管理員。
通過這種方式，在負荷量計劃支持的情況下，該預(yù)測是使用事務(wù)發(fā)生量的數(shù)據(jù)來進行的，該事務(wù)發(fā)生量的數(shù)據(jù)是經(jīng)過長時間段的時間而獲得的，而不是事務(wù)發(fā)生量的組合數(shù)據(jù)。
此外，在某一模塊的資源使用量的預(yù)測值增加的情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置可以建議該某一模塊中的應(yīng)用程序產(chǎn)生子處理等。通過建議該應(yīng)用程序執(zhí)行這種處理，該應(yīng)用程序可以迅速對處理隊列事務(wù)量的減少作出響應(yīng)。
在應(yīng)用程序中，一些應(yīng)用程序具有這樣的點由于處理的數(shù)量很小，所以不論給予多少使用資源，事務(wù)處理量都不會增加。因此，在圖9的各模塊基本數(shù)據(jù)表中將該點的資源使用量設(shè)置為最高點。
在圖14的各模塊資源預(yù)測數(shù)據(jù)表中的相應(yīng)模塊的最近CPU使用量預(yù)測達到各模塊基本數(shù)據(jù)表中的最高點的情況下，該資源調(diào)節(jié)裝置給出相應(yīng)模塊的指令，以產(chǎn)生子處理等。如果所指示的模塊的應(yīng)用程序產(chǎn)生了子處理，則由于可同時處理的事務(wù)的數(shù)量增加，所以事務(wù)處理量增加。
在存在其中發(fā)生這種現(xiàn)象的多個應(yīng)用程序的情況下，如果將這些應(yīng)用程序的集合作為一個模塊進行管理，則可以有效地通知這些應(yīng)用程序。
在上述優(yōu)選實施例中，主要是將CPU作為資源進行處理。然而，本發(fā)明的資源調(diào)節(jié)裝置或方法還可應(yīng)用于任意的計算機資源，包括存儲器、盤區(qū)域、數(shù)據(jù)傳送帶寬等。
同時，圖2的資源調(diào)節(jié)裝置例如可以使用如圖15所示的數(shù)據(jù)處理裝置(計算機)來構(gòu)成。圖15的數(shù)據(jù)處理裝置包括CPU(中央處理單元)1501、存儲器1502、輸入設(shè)備1503、輸出設(shè)備1504、外部存儲設(shè)備1505、介質(zhì)驅(qū)動設(shè)備1506和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1507。這些設(shè)備通過總線1508相互連接。
存儲器1502例如包括ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存儲器)等，并且存儲用于處理的程序和數(shù)據(jù)。CPU 1501通過利用存儲器1502執(zhí)行程序來進行必要的處理。圖9到14所示的各種類型的表與存儲在存儲器1502中的數(shù)據(jù)相對應(yīng)。
輸入設(shè)備1503例如包括鍵盤、定點設(shè)備、觸摸板等，它們用于輸入來自操作員的指令和信息。輸出設(shè)備1504例如包括顯示器、打印機、揚聲器等，它們用于詢問操作員或為操作員輸出處理結(jié)果。
外部存儲設(shè)備1505例如包括磁盤設(shè)備、光盤設(shè)備、磁光盤設(shè)備、磁帶設(shè)備等。該數(shù)據(jù)處理裝置將上述程序存儲在該外部存儲設(shè)備1505中，并根據(jù)情況需要，通過將這些程序載入到存儲器1502中來使用這些程序。該外部存儲設(shè)備1505還用于存儲圖9到14所示的各種類型的表。
介質(zhì)驅(qū)動設(shè)備1506驅(qū)動便攜式存儲介質(zhì)1509，并存取記錄內(nèi)容。該便攜式記錄介質(zhì)1509是任意的計算機可讀存儲介質(zhì)，包括存儲卡、軟盤、CD-ROM(光盤只讀存儲器)、光盤、磁光盤等。操作員將上述程序和數(shù)據(jù)存儲在該便攜式存儲介質(zhì)1509中，并在根據(jù)情況需要將它們載入到存儲器1502中后使用它們。
網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1507與任意的通信網(wǎng)絡(luò)相連，例如LAN(局域網(wǎng))、因特網(wǎng)等，并在通信過程中傳送數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)情況需要通過該網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1507從外部設(shè)備接收上述程序和數(shù)據(jù)，并將它們載入到存儲器1502中以便使用。
圖16顯示了用于為圖15的數(shù)據(jù)處理裝置提供程序和數(shù)據(jù)的計算機可讀存儲介質(zhì)。存儲在便攜式存儲介質(zhì)1509和服務(wù)器1601中的數(shù)據(jù)庫1603中的程序和數(shù)據(jù)被載入到數(shù)據(jù)處理裝置1602的存儲器1502中。服務(wù)器1601產(chǎn)生用于傳送程序和數(shù)據(jù)的傳送信號，并通過網(wǎng)絡(luò)上任意的傳輸介質(zhì)將它們傳送給數(shù)據(jù)處理裝置1602。CPU 1501利用這些數(shù)據(jù)執(zhí)行這些程序，并進行必要的處理。
根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)事務(wù)發(fā)生量的測量值來預(yù)測未來資源使用量，可以自主地并且精確地改變對各個模塊的資源使用量的限制。
權(quán)利要求
1.一種資源調(diào)節(jié)裝置，用于為每一個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序，該資源調(diào)節(jié)裝置包括存儲裝置，用于存儲表示所述多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；生成裝置，用于從所述存儲裝置中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)，并將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示所述目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，由此根據(jù)所述目標(biāo)模塊的所述事務(wù)發(fā)生量的所述變化生成資源使用量的變化；以及分配裝置，用于將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，并根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變所述目標(biāo)模塊的資源分配量。
2.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，用于為計算機存儲一種程序，該計算機用于為每一個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行從存儲表示多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)的存儲裝置中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；通過將所述事務(wù)發(fā)生量用作為表示所述目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，根據(jù)所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化生成資源使用量的變化；以及將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，并根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變所述目標(biāo)模塊的資源分配量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得計算機執(zhí)行利用表示所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)生成多種類型的周期中的每一種中的預(yù)測事務(wù)發(fā)生量的變化，在屏幕上顯示所生成的變化，并根據(jù)來自操作員的指令對各個周期中的事務(wù)發(fā)生量的變化進行組合，由此生成預(yù)測事務(wù)發(fā)生量的變化；對該預(yù)測事務(wù)發(fā)生量的變化應(yīng)用所述函數(shù)；以及生成資源使用量的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行在所述系統(tǒng)中，在所述多種類型的周期中的每一個中生成關(guān)于至少兩個模塊的事務(wù)發(fā)生量的平均值和最大值的變化；在屏幕上顯示所生成的變化；使用由操作員選定的值，對各個周期中的事務(wù)發(fā)生量的變化進行組合；以及生成預(yù)測事務(wù)發(fā)生量的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行在屏幕上顯示所生成的資源使用量的變化；以及當(dāng)操作員改變了所顯示的資源使用量的變化時，將改變后的資源使用量的變化用作為所述預(yù)測資源使用量的變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行從所述存儲裝置獲取表示所述目標(biāo)模塊的最近事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；將通過該最近事務(wù)發(fā)生量的變化生成的資源使用量的變化用作為即刻之后的預(yù)測資源使用量的變化；以及改變所述目標(biāo)模塊的即刻之后的資源分配量。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行在從所述目標(biāo)模塊的資源使用量達到預(yù)定的瓶頸狀態(tài)檢測閾值開始直到所述目標(biāo)模塊的資源使用量達到瓶頸狀態(tài)消除閾值為止的時間段中，優(yōu)先為所述目標(biāo)模塊分配資源。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行在從所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量達到預(yù)定的瓶頸狀態(tài)檢測閾值開始直到所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量達到瓶頸狀態(tài)消除閾值為止的時間段中，優(yōu)先為所述目標(biāo)模塊分配資源。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行當(dāng)所述目標(biāo)模塊的預(yù)測資源使用量達到預(yù)定量時，指示所述目標(biāo)模塊生成子處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲介質(zhì)，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行顯示用于負荷量計劃支持的畫面，該負荷量計劃支持包括長時間預(yù)測的資源使用量的變化。
11.一種傳送信號，用于為計算機傳送一種程序，該計算機用于為每一個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序，其中所述程序使得所述計算機執(zhí)行從存儲表示多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)的存儲裝置中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；通過將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示所述目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，使用所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化生成資源使用量的變化；將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化；以及根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變所述目標(biāo)模塊的資源分配量。
12.一種資源調(diào)節(jié)方法，用于為每一個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序，該資源調(diào)節(jié)方法包括從存儲表示多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)的存儲裝置中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示所述目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，由此根據(jù)所述目標(biāo)模塊的所述事務(wù)發(fā)生量的所述變化生成資源使用量的變化；以及將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，并根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變所述目標(biāo)模塊的資源分配量。
13.一種資源調(diào)節(jié)裝置，用于為每一個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序，該資源調(diào)節(jié)裝置包括存儲裝置，用于存儲表示多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；生成裝置，用于從所述存儲裝置中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)，并將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示所述目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，由此根據(jù)所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化生成資源使用量的變化；以及分配裝置，用于將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，并根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變所述目標(biāo)模塊的資源分配量。
14.一種資源調(diào)節(jié)裝置，用于為每一個模塊調(diào)節(jié)在具有多個模塊的系統(tǒng)中使用的計算機資源量，該多個模塊各包括至少一個應(yīng)用程序，該資源調(diào)節(jié)裝置包括存儲手段，用于存儲表示多個模塊中的每一個的過去事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)；生成手段，用于從所述存儲手段中獲取表示目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化的數(shù)據(jù)，并將該事務(wù)發(fā)生量用作為表示所述目標(biāo)模塊的過去事務(wù)處理量和過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)中的事務(wù)處理量，由此根據(jù)所述目標(biāo)模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化生成資源使用量的變化；以及分配手段，用于將所生成的資源使用量的變化用作為預(yù)測資源使用量的變化，并根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化自動地改變所述目標(biāo)模塊的資源分配量。
全文摘要
在一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，通過使用表示過去事務(wù)處理量與過去資源使用量之間的相互關(guān)系的函數(shù)，根據(jù)每一個模塊的事務(wù)發(fā)生量的變化來預(yù)測資源使用量的變化。此后，根據(jù)該預(yù)測資源使用量的變化，自動地改變各個模塊的資源分配量。
文檔編號G06F9/46GK1538297SQ200410032758
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者長谷川博已, 藥袋克仁, 植松俊晃, 仁, 晃 申請人:富士通株式會社