国立防災科学技術セソター研究報告第22号

1979年10月

614．8：681．3

災害・防災情報の自動計測のための基本ソフトウェアシステムの開発
忍＊・諸星敏一＊＊

御子柴正＊・矢崎

勝山ヨシ子＊

国立防災科学技術セソター

A

BasicSoftw肌e

SystemDataforAutomatico皿DisasterPro㏄ssingofPreventiom

By

Y．Katsuyama，T．Mikoslliba，S，Yazaki
ハわ〃oηα1火θ∫ω1て11Cピ1伽1∫oグ1）6∫α3伽andPグεT．Momhoshi〃〃o〃，Jα〃舳AbstmctA

time

softwaresystemforpτocessor（RTP）was

disasters

and

The

disastersystemthegeneraldeveloped

prevention．The

wasgenerated

The

RTP−systemhasastorage

type

displaying

unit，aoroutput

devices．TheseWe

executeusing

the1ibrarysion

ACOS＿600system

thisfunctional1y

WaS

inCreaSed．

TheAs

quake

a丘rstofautomatic

data

processingforsystemaimed

atHexibility

andadaptabi1ity．

changing

thestandard

speed

analogdig1ta1coordimtecomputer（ACOS−600）withinput／output
input

can

beusedinana1ogdata

conversion

works

was

distributed

thishighlarge

speed

subroutines

trial

real

purposedeviceshigh

RTP−system

purposewithout

ACOS−600．

canatheforof

ACOS−600．

inthesystemwasthe

mu1ti−jobcomected
designInthewith

jobs

case

devices，

andof

some

otherofinplltACOS＿600．

orman−machineprocessingoflow

data

TOSBAC−40Aby

tosystemspeedbytransmis−

opemtion．

Hexibility

appliedthedevice

operatingconversiorl

theandcommmication

flmctional

digitization

abilityof

strongoflines．With
thesystem

motionearth−

records．

1．はじめに防災セソターでは，昭和52年3月に筑波移転に伴って，電子計算機をTOSBAC−3400
から汎用大型計算機ACOS−600にリアルタイム処理装置RTPを付加したシステムヘ変更した．

当セソターにおけるデータ処理は計算機の利用形態を合めて多岐にわたり，しかも常に実＊第4研究部計測研究室＊＊第4研究部情報処理研究室

一113一

国立防災科学技術セソター研究報告第22号

1979年10月

験的であることが，リアルタイム処理装置RTPを付加した大きな理由である．特にこのシステムが第一に目的としたことは，汎用大型計算機に非標準的な高速アナ1コグ入出力装置，手持ちのアナログ制御による蓄積型表示装置，座標入力装置をつなぎ，これらを汎用計算機のプログラムで利用できるようにすることであった．

この目的は納入時にメーカーが準備し製作したソフトウェアシステム（RTPシステム）によって一応実現された．このメーカー製作のソフトウェアシステムを1年間動かした経験によって改良すべき点がわかり，また設置後の新しい装置の接続，使い方の変更などのためRTPシステムの改造を試みる必要が生じた．オペレーティソグシステムには手がふれられないので，機能的には制約のあるものではあるがメーカー製作のものにくらべ一段と使いよいものとなった．

今回の改造の目的は次の3点である．

①大型機ACOS−600内のプログラムでRTPシステムを用いる場合，ACOS側の一般的使用に対する制約をなるべく少なくすること，特にメモリーの占有度が問題となる．

②RTPシステムの機器構成が流動的なことが多いので変更追加を容易にするためプPグラムのモジュール化に努めたこと．

⑧現有計算機を，それぞれが負担の少なくなるような形でつなぎ，分散処理により機能の拡弓長性をはかること．

目的はこの3点であるが現状ではまだ理想の半分程のレベルにしか達していない．しかし現在のところ当セソターのデーター処理システムとして日常使用して十分にその機能を果しているので，第1報としてRTPシステムのハードウェアおよびソフトウェアの構成と機能を報告することにした．

2．

システム構成2．1

ハードウェア構成

ハードウェア機器構成を図1に示す．

RTPもTOSBAC−40Aも，これらに接続される周辺装置がある期間の使用目的に応じて適当な構成に組み変えられることがある．

汎用大型計算機ACOS−600とRTPはチャネル結合の形で直結されている．ACOS−600の一つのチャネルにリアルタイム入出カプロセッサ装置が接続されていて，これにアナログ入出力装置など非標準の入出力装置がついているという機能分散型ポリプロセッシソグマシンであるが，これを少し欲張ってリアルタイム入出カプロセッサ装置にいくつかの処理を分散して受け持たせ，チャネル結合で結ばれている別の独立プロセッサとしても動かせるようにしようというのである．

RTPとミニコソピュータTOSBAC−40Aとはともに通信制御モジュールを持ち，同じ
一114一

災害防災1青報の白動計測のための基本ソフトウェアシステムの開発一勝山・御子柴・矢崎・諸星ACOS−600

リア〃タイム処王里装i賢中央処王里装置

圭言己憶装蹟

TOS〔RTP〕

中央処理装＝置｛。11ろ8榊

コソソールコンソー」レ

紙テ■プ

系氏テーブ

帆伽リ

プラ

C−40A

申艇駿置

64K日
圭記憶鑓統合鵬鑓舳／秒コ・ユニィケーソヨ

BAタ

主言蔽夢置

タイフ0ライタ漿

言売耳又曽支冠董

言売耳又勇支置石滋気デキスワ装置

24MB

シヌテム操イ乍卓

磁力線式

高速7ナログ
入力装置・血カ装置

かド読取装置

1Gテヤネル

高速図形
印画装置

害」込モムー〃害■」込モムー

16テヤネ

團

カード穿矛L署支置

座標入力装置

3600ビリトノ禾jモソ｝ル

z回線

ラインフ「リン9摂置

111｛滋気デキスク装置

200MBx3台

ワトラック

非同期式通信制御アナログ入力湊置
4チャ初

通信制御
モジ三一」レ

磁気テープ装置

2回線、、フ㌦夕万撚置ラキジタ」レ帝u推，

1

議騎鯖

装劃平醒

竈蔦

箇

磁気テーフ装置
9トラック3台7トラック1旨

園

紙テープ

読取穿孔装置

図1
Fig．1

ハードウェア機器構成図
Hardwarecon行gurationof

thetotalsystem．

計算機室にあるので現在直結ケーブルで接続されている．RTPとTOSBAC−40Aとは同一機種のミニコソピュータであり，もっと効果的な接続方法も考えられるのであるが，今回は，実用化を早めること，試験的にまず試みてみるということを重視してこのような接続とした．
2．2

ソフトウェア構成

2．2．1

RTPシステム

チャネル結合であっても通信回線結合であっても物理的に接続できさえすれば，ソフト的に入出力制御プログラムを追加することによって最低のコミュニケーショソはできる．しかし広域データ利用の時にはまず物理的なイソタフェイスの所で標準rヒの問題が出て来るし，その上にいわゆる通信規約を守らなければ会話は全く通じないであろう．

われわれが現在用いている汎用計算機のオペレー一ティングシステムACOS−6はパッチ処
理用の標準のもので，リアルタイム処理装置が接続されているチャネルには全く関与していない．このためリアルタイム処理装置を用いる時は通信管理プログラムBEXECを常にメモリーにおく必要がある．

リアルタイム処理装置RTPにはジョブプログラムの管理と実行時の入出力およびエラー
一115一

国立防災科学技術セソター研究報告第22号

1979年10月

処理を行なう常駐のスーパパイザプログラムBRTPが入れられている．ジョブの標準入出力であるカードリーダ，ライソプリソタは接続されてないので，BRTPをはじめリアルタイ
ム処理装置で動かすプログラムは次のようにして作成しておく必要がある．すなわちあらか

じめACOS−600側のプログラムにおいてライブラリの中のクロスアセソブラ，サブルーチソ・ライブラリ，リソケージエディタを用いて一つのオブジェクトデックにしてディスク・ファイルに入れておくのである．ACOS−600内にあるBEXECとRTP内にあるBRTPを用いてRTPで行なうプ1コグラム，あるいはACOS−600においてRTPを用いるプログ
ラムの起動と転送を行なうのである．

ACOS−600内のジョブプログラムでリァルタイム処理装置を利用する時はライブラリに登録されているリアルタイム用のサブルーチソ群をFORTRANのCALL文によって用いる．このサブルーチソの働きの一つはACOS−600のオペレーティソグシステム領域内の使用していない固定の領域を，リアルタイム処理装置とのメイルボックスすなわち連絡用領域として用いて，ジョブからの要求をこのメイルボックスにおくことである．RTPの方から常時このメイルボックスの内容を読んでいて，ACOS−600側から要求があれば制御あるいは入出力の動作をRTPが実行する．これらの制御，入出力の動作が終了した時には，RTPはメイルボックスに終了フラッグを置いてACOS−600側に知らせる．ACOS−600内のジョブ側では要求した動作の終了を知りたい時にサブノレーチソを呼んで終了フラッグがきているかどうかを知る．ACOS−600におけるリアルタイム用のサブルーチソ群は，オペレーティソグシステムの中にあるユーザーが使えるマスターモードルーチソを用いて作られているが，前記のようにFORTRANプログラム内においてCALL文を用いて白由に使うことができる．

上記の方式は膨大なオペレーティソグシステムの働きをすべて矢11ることなくリアルタイム用の入出カプログラムをつくる簡便な方法であるが，情報の交換が割込機能を使わずメイルボックスを見るという手段でしかできないという制約がある．これはACOS−600側のジョブがRTPに対して入出力要求を出してから入出力完了をACOS−600側のジョブで認識するまで，ACOS−600側ではジョブのメモリー内の位置を固定して待っていなければならないということを意味する．RTPで座標入力装置を用いる場合などでは，人間の判断，動作が入るので上記の固定される時間は計算機にとって短い時間とはいえない．このような状態は汎用大型計算機のマルチジョブ方式の効率を下げる．しかし計算機の使用効率は落ちるが，人間の判断処理までも含めたトータルな見方をした時その効率は必ずしも下らないと考えている．

なお，RTP側にプログラムをおいてACOS−600内のファイルを使ったり，ACOS−600内のプログラムを実行させたりするような場合には，ACOS−600側で交信のステップを重ねることによってむだにメモリー固定して待つ時間を減らすこともできる．

現在使うことのできるリアルタイム用サブルーチン群とその機能を表1に示す．

一116一

災害防災情報の白動計源11のための基本ソフトウェアシステムの開発一勝山・御子柴・矢崎・諸星

表1ACOS−600内のジョブで用いることのできるリアルタイム処理用ライブラリとその機能
Tab1e1Names
areoflibraryavaiIable

subroutines

within

ajob

inand

their

functionsforエealtime

processingwhichACOS−600．

ROPEN

RTPを使い始める宣言．

RCLOSE

RTP処理の終了宣言．

ジョブをディスクから取り出してRCONF
RREAD

RTPで行う処理の仕様宣言．
RTPで指定した装置からデータRTPに送る．そのジョブの指示
によってACOS−600のジョブがを入力してACOS−600へ転送．

動くことができる．

RWRITE

RWTRD

RSTAT

RJBSND

ACOS−600からデータをRTPにを知るためにメイルボックスを見出力．

る．

ACOS−600からのメッセージをRTPのコソソールタイプに出力

DRECIVする．そこで応答メッセージを受

RHIGH

RTPのジ旨ブからの指示で，入出力の準備をする．

げてACOS−600に返送する．
RTPとの間の入出力完了をテス

ACOS−600におけるジョブの優先度を上げる．高速処理の場合に使つ．

RLOW

RTPのディスプレイ装置の画像

RHIGHの宣言をしたジョブで優先度を元に戻す．

EMMWAK：を消去する．

RERASE指定された時間後にRTPの指示転送し，RTPの指定した装置へトする．

RWTEND：

RPATRLACOS−600のジ畳ブの中でRTP指定した時間だけジョブの実行をRTPのディスプレイ装置のマニしない．指定時間経過後ジョブがュアル消去を待つ．

再起動される．

さらにACOS−600側のジョブでRTPシステムの蓄積管表示装置に図形表示を行なう場
合は，利用者はプロッタに作図するプログラムのうちの数枚のカードを変えるだけでRTP
システムの蓄積管にプロッタヘ表示するものと同じ画像を表示することができる．この場合も，表1のサブルーチンを使うのであるが，利用者が直接これらのサブルーチソを呼ばなくてよいようになっている．

2．2．2

TOSBAC−40Aシステム

TOSBAC−40Aは元来オフライソデータ処理装置として長時間にわたるアナログデータの入出力，あるいは高速図形印画装置の制御などに利用され，これらのソフトウェアも完備している（福井ほか，1975）．

さらに今回これをRTPを通してACOS−600と結び，TOSBAC−40Aで行なうマソ・マシソ方式によるデータ処理中にACOS−600のデータファイルを利用することを考えた．

TOSBAC−40Aは1971年に購入されたものでメモリー容量も少ないし浮動小数点機構がないなどの不便はあるが，新しくマソ・マシソ処理用の周辺装置をつなげてシステムの一翼を担うことができるようになった．単純な定式化した入出カジョブだけではなく処理プログラ
ムの内容も複雑になってきている．

TOSBAC−40Aのプログラム入力は紙テープを用いるため，サブルーチソを多数使用する場合などプログラムの入力に時間がかかる．さらにミニコソピュータの操作に不慣れの人に
一117一

国立防災科学技術セソター研究報告第22号

ユ979年］0月

は操作がむずかしい等の問題があった．今回これらの問題を解決するために，使い易さを第一の目的として実行管理プ1ゴグラムを作成した．プログラムの開発に当ってまずプ1コグラムのローダーをつくり直した．

このTOSBAC−40Aにおける実行管理プログラムの特徴とすることは次のことである．
①

ミニコンピュータを扱ったことがなくても，タイプライタから必要なプログラムの名前を入力することにより簡単に使用できる．

②今までに開発したプログラムの修正をほとんど行なう必要がない．
③タイプライタからプログラムを呼び出してから実行に入るまでの時間が数秒ですむ．

④システム開発の労力を少なくした．
O

イニシア〃入カルーチン

︐入力補助フoグうム（常駐入力補助プロクうム

X80X

ジ』フ名判別プログ丑！

下刈

D0︐X2D00︐X3900

コーザプログラムj応用プロク⊥X−Yフロッタフログうムユーザ』ブ群1」別カク管王里プコグラムジ』プ管王里プログ与仏↑

各借理カグうム

シラ五弘FAX出カカグ弘

フログラ五ノ、リフ7領ユ或アナログ交頼入出カプグ弘ロータ．

鵠鶉銑多；ム⊥図2

TOSBAC−40Aの主メモリ内

図3容Fig．2

Programlocationsmemoryofinthemain

Fig．3

TOSBAC−40A．

TOSBAC−40Aのソフトウェ
ア構成図
Software con丘gurationofTOSBAC−40A．

⑤管理プログラムの常駐部をできるだけ少なくするために，入力補助プログラムと呼鶏膿燃甫助

ばれる特殊なプログラムを除き他のプログ
デイスクよリジ』ブ名判別プロ

ラムは一度実行すればすぐにディスクヘ戻グラム左読拠七し，次に使うとき再びディスクから読み込・むこととした．このようにすることによっタイフ。ライタよりシ』ブ名をキ■イン

るて，コーザプログラムは12KB，バッファ・ヨプ晃にょり糊

領域を加えると約16KBとなり，少ない楕示さ机在管理指示さ机を応用

券豪錺諫ゼ

舌盗予溌豊

実行首る

実行寸る

表示

主記憶容量を最大限に活用することができる（図2のメモリ内容参照）．TOSBAC−；聚諸斑后40Aソプトウエアシステム構成図を図3，システムのながれを図4に示す．なおリモ指示さ奴たジ』ブ

図4TOSBAC−40Aのシステムのながれ
Fig．4Sy・t・m・H・w・h・・t・f

一118一

TOSBAC−40A．

災害防災情報の白動計測のための基本ソフトウェアシステムの開発一勝山・御子柴・矢崎・諸星

一トセソシソグ画像処理システムのうちT−40ソフトウェアはこのシステムに組込まれている（諸星ほか，1979）．

3．利用状況

3．1高速AD，DA変換
昭和52年，53年度におけるリアルタイム処理装置RTPの使い方としては，ACOS−600内で実行中のプログラムからRTPを一つの入出力装置として使うということがほとんどであった．この理由は，最初の目的から当然であるが，まず第一に使い易いということである．

このように簡単な使い方においても，メーカー作成のRTPソフトウェアシステムに比べてACOS−600の主記憶容量を少ししか使わないのでACOS−600の使用効率が向上した．
リアルタイム処理装置に付加されている高速アナログ入出力装置を用いるプログラムは計算機全体の利用率から見ると数パーセソトのものである．現在計測装置がディジタル化されてアナログ量をそのまま汎用計算機で坂り扱うことは少なくなったが，研究開発途中の試験的データなどの実験的要求は，特に防災セソターにおいて無視することはできない．

AD変換，DA変換とも各々16チャネルを持ち，入出力の方式は汎用高速で強力である．
短い使用時間で高速サンプリソグのアナログ入出力を行なう時は，ACOS−600で実行中の他のジョブをそのまま凍結してACOS−600の演算処理装置を独占してRTPとデータの受け渡しを行なう．高速処理の例として，4チャネルのデータをサソプリングタイム100μsでAD変換し，磁気テープあるいは磁気ディスクに書き込んだり，逆にACOS−600からデータを送って同じように高速でDA出力することが可能である．低速入出力の場合はACOS−600側ではマルチジョブ方式のまま行なう．すなわち汎用的な計算とRTPでの処理が同時に行なわれる．

3．2

強震記録の読取り図形入力装置を用いた例として当セソターで従来から試みられている強震記録のディジタル化があり，53年度に高速度読坂りシステムとして新しく発展した（矢崎，1979）．これは単純な入出力ではなくリアルタイム処理装置で入力しながらACOS−600側で同時に曲線としてつないでしまう方式をとっている．この同時処理で行なう曲線化作業では処理時間の制限のために，原記録のシミ・カスレなどでうまくつながらない所はそのままにしておく．これを第2ステップでリアルタイム処理装置に接続されている表示装置に見やすい形で出力して，座標入力装置を用いてマソ・マシソ方式により人間の判断を入れて修正するのである．

3．3その他

座標入力装置上においた地図の等高線を付属のペソでなぞって座標を入力し，同時に表示装置にモニター出力して閉領域の面積を求めたり，その曲線の長さを求めたりすることもできる．あるいはACOS−600で行なっている数値シミュレーショソの中間結果を図形表示し一119一

国立防災科学技術セソター研究報告第22号

1979年10月て対話方式でシミュレーショソの次のパラメータの指定を，処理の効率化，加速化を行なうなど用途は広い．

TOSBAC−40Aに接続されているX−Yプロッタは平面型のため地図などの上に書き込むには都合の良いプロッタである．今までこれを使用するには10本近くのプログラムを入力する必要があったが，現在タイプライタからプログラムの名前を入力するだけで簡単にこのX−Yプロッタを使用できる．このX−Yプロッタに出力する図形情報は汎用計算機ACOS−600のプログラムによって作成し7トラックの磁気テープに出力すればよい．

4．まとめ

ミニコソピュータの専用機化あるいは分散処理ということがいわれているが，実験的な要求に対して一般には直ちに使用可能とはならない．そこでわれわれはRTPがACOS−600とチャネル結合している一つの独立プロセッサとしても利用できることをハードウェア面からの土台として，その上にソフトウェアの改造を試みた．これにより汎用大型機だけでは容易にはたせない柔軟1生をもったシステムをつくり，多少の使用効率の低下を犠牲にして利用の即応性と拡大をはかった．

かかった年月と出来上ったもの，及び利用率を現在ふり返って見て，われわれの最初の計画の半分ほども行っていないのに反省している．通信回線結合によってRTPとTOSBAC−40Aを接続したが，53年度は有効利用するまでに至らなかった．構内ネットワーク，さらに広域データネットの利用をはかる計画である．

今後RTPシステムのレベルを上げて，より使い易いシステムにして行く考えである．当
セソターのデータ処理システムのあり方として広く御批判を仰ぎたい．

最後にこのソフトウェアシステムをつくるに当って，当セソターのACOS−600の保守担
当である東芝エソジニアリングの恩田唯夫氏にハードウェアおよびソフトウェアの両面について多大の御協力をいただきました．ここに記して心からの感謝の意を表します．
参考文献

1）福井隆文・諸星敏一（1975）：オフライソデータ交換装置（TOSBAC−40）のシステム開発．国立防災科学技術セソター研究速報，第15号．
2）矢崎忍（1979）1電子計算機による強震記録の読み取り（第3報）．国立防災科学技術セソター研

究報告，第22号．
3）諸星敏一・幾志新吉（ユ979）：リモートセソシソグ画像処理システムの開発に関する研究，国立防災

科学技術セソター研究報告，第22号．

（1979年6月12日

一120一

原稿受理）