CH658329A5

CH658329A5 - Verfahren zur steuerung des daten-zugriffes in einer datenbank und apparat zu seiner durchfuehrung.

Info

Publication number: CH658329A5
Application number: CH5227/82A
Authority: CH
Inventors: Yoshihiro Matsumoto; Kunio Takezawa; Ken Masegi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 1981-09-02
Filing date: 1982-09-02
Publication date: 1986-10-31
Also published as: DE3232675A1; US4476528A; JPS5839341A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Apparat, um den Daten-Zugriff in einer Datenbank zu steuern.

In einem Rechner durchgeführte Anwendungsprogramme sind in eine Mehrzahl von Einheiten untergeteilt, die Durchführung jeder Einheit wird von einem Operationssystem gesteuert. Eine Routine stellt die Steuerentität für die Durchführung eines Routine-Einheit genannten Programmteils dar.

Der Begriff einer Datenbank, auch Datei genannt, wird als grundsätzlicher Begriff für die Bearbeitung von in einem Rechner gespeicherten Daten verwendet, insbesondere wenn die Daten von verschiedenen Routinen benützt werden. Das System zur Bearbeitung der Datei wird im allgemeinen ein Datei-Bearbeitungssystem (im folgenden als DBS bezeichnet) genannt.

Das Ziel der Technik zur Datei-Bearbeitung liegt im Zentralisieren von Datenmengen, die von verschiedenen Quellen für Anwendungen bereitgestellt sind.

Wenn die Daten für die einzelnen Routinen auf spezielle Weise zusammengestellt sind, kann der Benützer die Daten leichter à jour halten, da ein besserer Überblick möglich ist. Andererseits wird eine solche Zusammenstellung in der Regel zu längeren Suchzeiten Anlass geben. Um dies zu verbessern, müssen verschiedene Gesichtswinkel beim Aufbau des Datei-Bearbeitungssystems berücksichtigt werden.

Die materielle Form einer Datei besteht aus einer Gruppe von in einem Speicher gespeicherten, kodierten Daten. Die Benützer bearbeiten nicht direkt diese materiellen Daten2

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träger, sondern ein abstraktes Bild der Daten. Das Abbild stellt den Inhalt dar, den der einzelne Benützer in der Datei sieht. Des weiteren stehen dem Benützer für den Zugriff zum Abbild der Datei Teilsprachen (DSL) oder Datenverarbeitungssprachen (DML) zur Verfügung. Für den Aufbau des Abbildes verfügen die Benützer über eine Datendefinitionssprache (DDL). Unter den üblichen Daten-Abbildern, sind das hierarchische Datenmodell, das netzwerkartige Modell, und das Beziehungs-Datenmodell weit verbreitet. Das hier in Betracht gezogene Modell ist das dritte der genannten.

Die Datei ist in einem Nebenspeicher gespeichert, etwa auf einer Magnetplatte. Die kleinste logische Einheit des Datenabbildes wird Entität genannt. Das Datenabbild definiert die logischen Beziehungen zwischen den einzelnen Entitäten. Das DBS besteht aus zwei Teilen:

dem Definitionsteil der Datei, in welchem das Abbild definiert wird und die einzelnen Entitäten eingeordnet werden, und dem Verarbeitungsteil, in welchem das Suchen,

Addieren, Löschen und Auffrischen von Daten behandelt werden.

In Rechenanlagen, welche bekannte DBS verwenden, oder in bekannten Datei-Bearbeitungsapparaten wird der Datenverarbeitungsbefehl dann dekodiert, wenn die Befehle für Datenorganisation eingeholt und durchgeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Nebenspeicher ausgelesen, und die betreffenden Daten werden in den Hauptspeicher transferiert, um dort von den Befehlen benützt zu werden.

Wenn daher, unter Verwendung eines bekannten DBS,

eine Entität in der Datei ausgelesen und verarbeitet wird, dann wird ein Zeitintervall in der Grössenordnung von Millisekunden gebraucht, um die Entität festzulegen und die Verarbeitung (d.h. Suchen, Hinzufügen, Löschen und Auffrischen) im Arbeitsbereich des DBS durchzuführen, sogar im einfachsten Falle des simplen Heranholens einer Entität (dies ist der Vorgang des Auslesens von Daten aus dem Speicher und ihres Einlesens in ein vorbestimmtes Register). Aus diesem Grund sind übliche DBS nur schwer für Anwendungen zu gebrauchen, welche eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit verlangen, etwa bei der Echtzeitsteuerung, die die Durchführung obgenannter Operationen innerhalb von Mikrosekunden verlangt.

Die vorliegende Erfindung sucht diese Nachteile zu beheben und hat daher zum Hauptziel die Schaffung eines Verfahrens und eines Apparates zur Steuerung des Datenzugriffes in einer Datei, in einer Weise, die die Bestimmung der Entität und die Durchführung der Verarbeitung (d.h. Suche, Zufügen, Auslöschen und Auffrischen) im Arbeitsbereich des DBS innerhalb von Mikrosekunden gestattet. Dadurch kann eine äusserst hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erreicht werden. Zu diesem Zweck ist die Erfindung, wie in den Ansprüchen 1 und 4 beschrieben, definiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Schema des Aufbaues des Datenverarbeitungs-programmes, auf welches das Verfahren der Erfindung angewandt wird;

Fig. 3 ein beispielsweises Schema der Abbildung der in der Datei gespeicherten Daten ;

Fig. 4 eine Tabelle, welche die gegenseitigen Beziehungen verschiedener Grössen darstellt;

Fig. 5 eine Tabelle, welche durch die Vorverarbeitung der vorgeschlagenen Methode erzeugt wird ;

Fig. 6 eine Tabelle, welche die Teilmenge der Daten zeigt, die bei der Vorverarbeitung erzeugt werden;

Fig. 7 ein Baumschema des der Methode zugrundeliegenden Konzeptes;

Fig. 8 ein Baumschema des internen Aufbaues des Verfahrens;

s Fig. 9 ein Flussdiagramm des Verarbeitungsprogrammes TRGTCNV zur Erzeugung des Datenverzeichnisses und der Teilmenge der Datei aus der Zielliste ;

Fig. 10 ein Flussdiagramm des Verarbeitungsprogrammes PRDCTCNV zum Speichern der Suchbedingungen in dem io Verzeichnis aus der Prädikatenliste;

Fig. 11 ein Flussdiagramm zur Erzeugung der benötigten Datei-Teilmenge ;

Fig. 12 eine Tabelle, welche die Zuordnung der Datei-Teil-menge im Hauptspeicher darstellt;

15 Fig. 13 eine Tabelle, welche die Zuordnung der Index-Teilmenge im Hauptspeicher darstellt;

Fig. 14 eine Tabelle, welche ein Beispiel der Unter-Routine für das Aufrufen von Befehlen und zugehörigen Parametern illustriert;

20 Fig. 15 ein Flussdiagramm, welches das Auslesen der Datei durch das Verarbeitungsprogramm GET darstellt; und

Fig. 16 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Variante der Ausführungsform der Figur 1.

25 Es wird nun auf die Figuren Bezug genommen, in welchen gleiche Bezugsziffern durchwegs gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen. Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm des Aufbaues eines Rechners zur Durchführung der Erfindung. Eine Speicher-Sammelschiene 2 ist mit einem ersten Speicher 1, 30 einem ersten Verarbeitungsorgan 3, einer Übertragungssteuerung 4 zur Steuerung eines Nebenspeichers 5 und einer Schnittstellen-Einheit (PIM) 6 verbunden. In Abhängigkeit von Signalen aus dem ersten Verarbeitungsorgan 3 oder dem zweiten Verarbeitungsorgan 73, gestattet die Schnittstellen-35 Einheit 6 ein Transfer von im Speicher 1 gespeicherten Daten zu einem zweiten Speicher 71, über die Schnittstellen-Einheit 6 und eine Speicher-Sammelschiene 72 eines Rechners 7 oder aber den Transfer von im zweiten Speicher 71 gespeicherten Daten in den ersten Speicher 1, über den zum obge-40 nanntenWeg entgegengesetzten Weg. Der Rechner 7 umfasst das zweite Verarbeitungsorgan 73 sowie eine zweite Übertragungssteuerung 74. Eine Mehrfachzugriff-Steuerung 8 gestattet es, den Nebenspeicher 5 wechselweise entweder mit der ersten Übertragungssteuerung 4 oder mit der zweiten 45 Übertragungssteuerung 74 zu verbinden, und zwar in Abhängigkeit der Signale vom ersten oder zweiten Verarbeitungsorgan 3 oder 73. Das durch das erste Verarbeitungsorgan 3 auszuführende Programm ist im Nebenspeicher 5 gespeichert und in Programmeinheiten aufgeteilt. Im ersten und so zweiten Speicher 1,71 und im Nebenspeicher 5 ist ein Programm (das auch als Operationssystem bezeichnet wird) zur Steuerung der Routine-Einheiten und des Datenverarbei-tungsprogrammes (welches als DBM bezeichnet wird) gespeichert. Die Schnittstellen-Einheit (PIM) ist im Detail in der 55 U.S.-Patentschrift Nr. 4 123 794 beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Datenverarbeitungsprogramm, welches wie in Figur 2 gezeigt aufgebaut ist. Wenn der Benützer die Datei in dem Nebenspeicher 5 aufbaut und speichert, definiert er das Datenmodell unter Ver-60 wendung der Datei-Definitionssprache (im folgenden als DDL bezeichnet). Der Definitionsteil 11, welcher ein Teil des ■DBM ist, dekodiert die Dateidefinitionsbeschreibung 111, welche in DDL beschrieben ist, und erzeugt ein Begriffsschema 112, ein internes Schema 113, Dateidaten 114 und ein 65 Suchindex 115 im Nebenspeicher 5. Das Begriffsschema 112 beschreibt logisch und vom Standpunkt der Daten an sich die Struktur aller Daten der reellen Welt, welche die Benützer beabsichtigen in die Datei einzugliedern. Das interne

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Schema 113 beschreibt den materiellen Aufbau der Daten in Einheit Daten braucht, werden die Datenverarbeitungsbeden Datenspeichern. Die Dateidaten 114 (im folgenden auch fehle 131 ausgeführt. Der Benützer setzt die Datenverarbei-als DB bezeichnet) sind die Menge aller Daten, welche tungsbefehle an den nötigen Stellen der Routine-Einheit ein. effektiv strukturiert werden sollen. Der Suchindex 115 wird Die Routine-Einheit und die Datenverarbeitungsbefehle für die Zuordnung von Daten verwendet, um auf einfache s werden durch das erste Verarbeitungsorgan 3 ausgeführt. Weise nur die verlangten Such-Entitäten zu verarbeiten, wie Wenn die Datenverarbeitungsbefehle ausgeführt werden, durch den Datenverarbeitungsteil bestimmt. Ein wesent- bewirkt der Verarbeitungsteil 13 den Transfer der Entitäten licher Unterschied zwischen dem in Figur 2 gezeigten aus dem ersten Speicher 1 zu dem ersten Verarbeitungsorgan Aufbau und bekannten Datenverarbeitungsanlagen (DBS) 3. Die logische Liste 121 beschreibt die Entitäten sowie die besteht darin, dass der Vorverarbeitungsteil 12 dem Verarbei- io durch die jeweilige Routine-Einheit einzuhaltenden Zugriffs-tungsteil 13 vorangeht, so dass eine sehr rasche Suche durch- Bedingungen zu den Dateidaten 114. Vor der Ausführung der geführt werden kann. Der Vorverarbeitungsteil 12 erzeugt Datenverarbeitungsbefehle werden der D/D 122, die DB-ein Datenverzeichnis (kurz als D/D bezeichnet) 122, eine Teilmenge 123 und die Teilmenge INDEX 124 erzeugt und Dateiteilmenge (als Teilmenge DB abgekürzt) 123 und einen im ersten Speicher 1 gespeichert, und zwar indem der Vorver-Teil-Suchindex (kurz als Teilmenge INDEX bezeichnet) 124, is arbeitungsteil 12 das Schema der in der logischen Liste 121 und zwar in Abhängigkeit der logischen Liste 121 des aufgeführten Entitäten ausliest.

Begriffsschemas 112, des internen Schemas 113, der Datei- Die bekannten DBS weisen folgende Teile nicht auf : Die daten 114 und des Suchindexes 115. Das Datenverzeichnis logische Liste 121, den Vorverarbeitungsteil 12, das Daten-122 ist eineTeilmenge des Begriffsschemas 112 und des Verzeichnis 122, die Dateiteilmenge 123 und die Suchindexinternen Schemas 113 und umfasst logische Information, wie 20 teilmenge. Wenn unter diesen Umständen der Verarbei-etwa die Länge und die Art der in der logischen Liste aufge- tungsteil 13 die Befehle 131 zur Datenverarbeitung ausführt, führten Entitäten, sowie materielle Information, wie etwa dann bezieht sich der Verarbeitungsteil 13 direkt auf das den effektiven Speicherplatz einer Entität im Speicher des Begriffsschema 112, das interne Schema 113, die Dateidaten Rechners. Die Dateiteilmenge 123 ist eine Zusammenfassung 114 und den Suchindex 115. In der Erfindung rechnet der der in der logischen Liste 121 aufgeführten Information über 25 Vorverarbeitungsteil materielle Informationen aus und spei-Entitäten, die aus der Datei extrahiert ist. Um einen ein- chert diese in das D/D 122, wie durch die logische Liste 121 fachen Betrieb der DB-Teilmenge 123 zu gewährleisten, bestimmt. Es kann daher bei der Ausführung der Datenver-werden die zu suchenden Entitäten unter Verwendung der arbeitungsbefehle Zugriff auf die Objektdaten 132 im ersten Teilmenge INDEX 124 lokalisiert. Die logische Liste 121 Speicher 1 genommen werden.

beschreibt, welchen Satz von Daten der Datei jede einzelne 30 Es folgt ein Beispiel der Befehle 131. Die Befehle ( 1 ), (2),

Routine-Einheit als durch den Benützer vordefiniert (4), (5), (6) und (7) werden in die logische Liste eingesetzt,

bezeichnet. Der Vorverarbeitungsteil 12 greift vor Durchfüh- welche sich in jeder Routine-Einheit befindet. Wenn diese rung des Verarbeitungsteiles 13 auf die logischeListe 121 zu. Routine durch das Betriebssystem zur Ausführung aufge-

Die logischeListe 121 und der Vorverarbeitungsteil 12 sind rufen wird, wird die Liste in den zweiten Speicher 71 einge-

im zweiten Speicher 71 gespeichert. Der Vorverarbeitungsteil 35 lesen, um durch das zweite Verarbeitungsorgan 73 verar-

12 wird durch das zweite Verarbeitungsorgan 73 ausgeführt. beitet zu werden. Der übrige Teil der Routine-Einheit, unter

Der Vorverarbeitungsteil 12 erzeugt das Datenverzeichnis Ausschluss der logischen Liste, wird zur Durchführung

122, die Dateiteilmenge 123 und die Suchindexteilmenge 124 durch das erste Verarbeitungsorgan 3 in den ersten Speicher 1

und speichert sie im ersten Speicher 1. Wenn die Routine- eingelesen.

AufrufTRGTCNV(...,Ziel-Liste,Ziel-Verzeichnis) (1)

Aufruf PRDCTCNV (..., Prädikatenliste, Werte-Liste, Prädikat-Verzeichnis) (2)

Aufruf HOLEN (..., Zulassungs-Verzeichnis, Ziel-Verzeichnis, Prädikat-Verzeichnis) (3)

Ziel-Liste: (4)

SCADA: DAPR. TUPLENO, A, B, LIMIT 1, LIMIT 2// (5)

Prädikat-Liste: (6)

S (SCADA: DAPR. DTTYP)// (7)

Werte-Liste: (8)

P (9)

In obigen Aussagen (1) bis (4) bezeichnen punktierte Linien Auslassungen. Obige Aussagen sind aus einem Datenwiedergewinnungsbeispiel entnommen, das sich auf das SCADA genannte Strukturmodell bezieht.

Figuren 3 und 4 zeigen einen Teil der Datenstruktur des obigen Beispiels. Fig. 3 zeigt das Datenmodell, in welchem die Bezugsziffer 21 ein Schema bezeichnet. Das Schema ist kein materielles Objekt, sondern ein logisch abstrakter Aufbau, und wird als ein zweidimensionales Feld 22 dargestellt. Das Feld 22 wird eine Beziehung genannt. Eine der Beziehungen ist beispielsweise durch die in Fig. 4 gezeigte Tabelle veranschaulicht. DieseTabelle zeigt Daten, die in einem Überwachungssystem einer Unterstation verwendet werden. In der Tabelle bezeichnet «DUTNO» die Nummer der Unterstation, «ALMONO» eine Alarmgruppen-Nummer, «DTTYP» Arten von Daten, in welchen «P» eine

Leistung darstellt, «Q» eine reaktive Leistung, «V» eine Spannung und «F» eine Frequenz. Des weiteren bezeichnet 55 «EUCON» den Umrechnungs-Parameter in elektrischen Einheiten. In diesem Fall wird der umgerechnete Wert wie folgt dargestellt.

Umgerechneter Wert = AX + B (X: Messwert).

Jede Zeile der Beziehung wird ein Tupel genannt, und jede 60 Kolonne derselben wird ein Attribut genannt. Jede Zelle in der Beziehung wird eine Entität genannt. Die gespeicherten Entitäten umfassen benötigte Entitäten, welche nach Bedarf abgerufen und verwendet werden können. Die Aussagen (1) und (2) sind Befehle für den Vorverarbeitungsteil. Die Ziel-65 Liste und die Liste der Prädikate stellen die logische Liste 121 dar. Die Figuren 5 und 6 zeigen das Beispiel des D/D 122, respektive der DB-Teilmenge, welche durch den Vorverarbeitungsteil erzeugt wird.

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Die Aussage (3) ist ein Such-Befehl, welcher die benötigten DB-Daten ausliest. Die Aussagen (1) bis (9) zeigen die Befehle, um aus den Entitäten DTTYP in den Beziehungen diejenigen herauszusuchen, die den Wert P haben, sowie um aus der Zeile, zu welcher die Entität gehört, die Werte der Kolonne TUPLENO, A, B, LIMIT 1 und LIMIT 2 auszulesen sowie schliesslich um in dem Register im ersten Verarbeitungsorgan 3 oder in dem festgelegten Ort im ersten Speicher 1 einzulesen. Im Rahmen dieses Beispiels werden zwei Sätze von Daten (1,2,100,300,200) und (2, 2, 50, 250, 150) herausgenommen. In diesem Beispiel wird die durch die Aussage (4) bis (9) dargestellte logische Liste durch den Vorverarbeitungsteil 12 interpretiert.

Im Rechner werden unter der Kontrolle des Betriebssystems mehrere Routinen gleichzeitig ausgeführt. Jede Routine ruft das DBS auf, um auf die Datei zuzugreifen und um die gewünschten Daten durch Ausführung der Datenverarbeitungsbefehle zu extrahieren.

Die folgenden Bedingungen werden für diese Ausführungsform der Erfindung vorausgesetzt.

(1) Das Begriffsschema 112 und das interne Schema 113 werden im Definitionsteil 11 erzeugt und im Nebenspeicher 5 gespeichert, nämlich in den in der Figur 7 (die Baumstruktur des Begriffsschemas) und in der Figur 8 (die Baumstruktur des internen Schemas) gezeigten Strukturen.

(2) Die Dateidaten 114 sind im Nebenspeicher 5 gespeichert, und zwar in der Reihenfolge, welche durch das Begriffsschema und das interne Schema bestimmt ist. Die einzelnen Entitäten der Datei im Speicher 5 sind für jede Kolonne gruppiert. In jeder Gruppe sind die Entitäten in sequentieller Form geordnet.

Die Anfangsadresse der Gruppe entspricht einem Satz, bestehend aus dem Namen des Schemas, dem Namen der Beziehung und dem Namen der Kolonne oder auch des Attributes. Dieser Satz wird als Triplet bezeichnet, und durch (x, y, z) dargestellt. Es können daher die Adressen aller Entitäten durch die Verwendung des Triplets (x, y, z) und des Index, welcher bestimmt, wie weit die jeweilige Entität vom obersten Teil der Kolonne entfernt ist, bestimmt werden.

(3) Man kann annehmen, dass vor Beginn des Rechnens im voraus bestimmt werden kann, welche Entität innerhalb der maximalen Spanne der Datei liegt, zu welcher jede Routine während ihrer Ausführung Zugriff haben muss. Daher können die vorausbekannten Werte festgelegt werden, bevor das System den Betrieb aufnimmt. Die Vorverarbeitungsbefehle und die logische Liste werden in den zweiten Speicher 71 eingelesen, nach Massgabe des Namens jeder Routine, wenn diese aufgerufen wird. Wenn das Betriebssystem die Routine g im ersten Verarbeitungsorgan 3 aktiviert, schickt das System ein Signal an das Verarbeitungsorgan 73, um über das PIM 6 die Vorverarbeitungsbefehle für die Routine g zu holen und dem zweiten Verarbeitungsorgan 73 zuzuführen. Dieses Signal enthält den Namen der Routine und die Adresse des ersten Speichers 1, wo benötigte Daten wie das Datenverzeichnis 122, die Dateiteilmenge 123 und die Such-Indexteilmenge 124 ausgelesen werden. Wenn der Datenverarbeitungsbefehl in der Routine ausgeführt ist, beginnt der Verarbeitungsteil 13 zu arbeiten. Es verharrt jedoch der Verarbeitungsteil 13 vorübergehend in einem Wartezustand, während das Datenverzeichnis 122, die Dateiteilmenge 123 und die Such-Indexteilmenge 124 noch nicht im ersten Speicher 1 bereitliegen.

Es sei angenommen, dass die Routine an einer Entität arbeitet, welche im Schema x, der Beziehung y und der Kolonne z liegt, und dass ihre Lage die n-te, gerechnet von der ersten Entität in der Kolonne an, ist. Die x, y und z werden durch die Ziel-Listen (4), (5) und durch die Prädi-katen-Listen (6) und (7) gegeben und werden in einen materiellen Ort verwandelt, wenn das zweite Verarbeitungsorgan 73 die Vorverarbeitungsbefehle (1) und (2) ausführt, welche der durch das Betriebssystem aufgerufenen Routine entsprechen. Das n wird durch die Werte-Liste der Aussagen (8) und (9) bestimmt, und zwar dann, wenn der Datenverarbeitungsbefehl (3) ausgeführt wird.

Das Verarbeitungsorgan 73 erzeugt das D/D, die DB-Teilmenge und die Teilmenge INDEX im ersten Speicher 1 und nach Massgabe der Ziel-Liste und der Prädikaten-Liste. Die Flussdiagramme zur Durchführung dieser Operationen sind in den Figuren 9 bis 11 gezeigt.

Figur 9 zeigt das Flussdiagramm zur Ausführung des Befehls TRGTCNV im Vorverarbeitungsteil, wodurch das D/D, die Teilmenge DB und die Teilmenge INDEX aus der Ziel-Liste erzeugt werden.

Dies bedeutet, dass im Schritt 81 bestimmt wird, ob der Schemaname Xi der Ziel-Liste im Begriffsschema aufgeführt ist. Wenn er aufgeführt ist, dann wird der Startort P(xi) der Beziehungs-Information die im Schema Xi der Beziehungs-Information, die im Schema xi enthalten ist, bestimmt. Im Schritt 83 wird bestimmt, ob der Beziehungsname yi der Ziel-Liste im Begriffsschema aufgeführt ist. Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt 84 der Startort R (P(xi), yi) der Beziehung yi und der Startort der Entitäten bestimmt. Im Schritt 85 wird bestimmt, ob der Kolonnenname zì der Ziel-Liste im Begriffsschema aufgeführt ist. Falls ja, wird die oberste Adresse A-(x, y, z) des Ortes, an welchem das interne Schema der Kolonne, zu welcher die Entität gehört, gespeichert ist, bestimmt, im D/D gespeichert. Im Schritt 87 wird bestimmt, ob die Verarbeitung der Ziel-Liste beendet ist. Falls nicht, wird die Verarbeitung für die nächste Ziel-Liste durchgeführt und zum Schritt 81 zurückgegangen. Falls andererseits die Verarbeitung der Ziel-Liste vollendet ist, wird zum Schritt 89 gegangen, welcher mitteilt, dass das D/D schon gesetzt wurde. Die Teilmenge DB wird im Schritt 90 erzeugt. Die Zahl i variiert von 1 bis zur totalen Anzahl I der in der Ziel-Liste eingeschlossenen Entitäten. Der Vorgang 90 stellt die Operationen dar, in welchen die Teilmenge DB unter Verwendung des D/D aufgebaut wird.

Figur 10 zeigt das Flussdiagramm zur Durchführung des Befehls PRDCTCNV, welcher aus der Prädikaten-Liste die Such-Bedingungen im D/D speichert. Es wird also im Schritt 91 bestimmt, ob das Triplet in der Prädikaten-Liste im Begriffsschema aufgeführt ist. Falls ja, wird im Schritt 92 die Anfangsadresse der Entität und im Schritt 93 der Such-Ope-rator im D/D gespeichert. Im Schritt 94 wird bestimmt, ob dieser Wert in der Prädikaten-Liste aufgeführt ist. Falls festgestellt wird, dass der Wert aufgeführt ist, wird der Wert im Schritt 95 im D/D gespeichert. Im Schritt 96 wird bestimmt, ob die Such-Bedingung gesetzt wurde, und im Schritt 97 wird die DB Teilmenge erzeugt. Der Schritt 97 umfasst auch eine Operation zum Erzeugen der DB-Teilmenge und ist derselbe wie der Schritt 90 der Figur 9. A? (x, y, z) stellt die oberste Adresse des Ortes dar, an welchem das interne Schema der Kolonne, zu welcher die Entität gehört, gespeichert ist, wobei j von 1 bis zur Gesamtzahl J von in der Prädikaten-Liste enthaltenen Entitäten läuft.

Figur 11 ist ein Flussdiagramm des Programmes zur Bestimmung der in den Schritten 90 der Figur 9 und 97 der Figur 10 definierten DB-Teilmenge. Dies bedeutet, dass im Schritt 101 D/D geprüft wird, ob es schon gesetzt wurde.

Falls D/D schon gesetzt wurde, prüft der Schritt 102, ob die Such-Bedingung schon gesetzt wurde. Wenn sie schon gesetzt wurde, wird die Lage der Daten durch A? (x, y, z) identifiziert und im Schritt 103 dem ersten Speicher 1 zugeführt. Der Schritt 104 bestimmt, ob der Wert in der Prädikaten-Liste gesetzt wurde oder nicht. Falls er gesetzt wurde, wird bestimmt, ob das entnommene Tupel die mit dem Such-Wert

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und dem Such-Operator übereinstimmende Bedingung erfüllt. Falls die Bedingungen erfüllt sind, werden die Daten der Entitäten der mit dem entsprechenden A- (x, y, z) im Tupel beginnenden Kolonne in der DB Teilmenge gespeichert. Im Schritt 107 werden aus den Adressen Aj" (x, y, z) (j = 1,2,..., j) die Indexschlüssel erzeugt, beispielsweise unter Verwendung der «Hash»-Methode (welche bekannt ist und zur Aufstellung von Such-Indexen verwendet wird). Ausserdem werden im Schritt 108 die Indexschlüssel in der INDEX-Teilmenge gespeichert. Der Schritt 109 prüft die Daten von DB, um zu bestimmen, ob sie vollständig sind. Falls nicht, geht die Steuerung an den Schritt 103 zurück, andernfalls wird die Verarbeitung ausgeführt, wie wenn die Teilmenge DB im Schritt 110 schon gesetzt worden wäre. Der Ausführungsbefehl zwischen den Befehlen TRGTCNV und PRDCTCNV ist willkürlich. Um die DB-Teilmenge zu erzeugen, muss jedoch die Durchführung dieser beiden Befehle normal zu Ende gegangen sein, d.h., sie müssen sich in einem «ausgeführten Zustand» befinden. Diese normale Durchführung ist durch Bestätigung der beiden Schritte 101 und 102 möglich.

Die Figuren 12 und 13 zeigen ein Beispiel einer Anordnung der Teilmenge DB und der Teilmenge INDEX im ersten Speicher 1. Nachdem alle nötigen DB-Daten verarbeitet sind, wird der «verarbeitete Zustand» der DB-Teilmenge im ersten Speicher 1 gespeichert. Die Bedingung «verarbeiteter Zustand» wird verwendet, um zu bestätigen, ob die Teilmenge DB beim Ausführen der eigentlichen Such-Befehle (3), (8) und (9) verwendet werden kann. In der Figur 12 bezeichnen ai,..., aiu die oberste Adresse der Stellen zum Speichern von Entitäts-Daten in jedem Tupel der DB-Teilmenge. M stellt die Gesamtzahl der in der DB-Teilmenge eingeschlossenen Tupel dar.

Figur 13 ist eine INDEX-Teilmenge, die durch die Suchmethode der binären Teilung strukturiert ist (dies ist eine bekannte Indexmethode, welche beispielsweise in: COMPUTER DATA-BASE ORGANIZATION von James Martin, 2. Auflage, 1975, Seiten 334-335, Kapitel 30, und Seiten 653-655, erläutert ist). Dadurch gelten die folgenden Beziehungen:

Wert des Indexes i ^ Wert des Indexes (i+1), wobei 1^ i ^

(I—1). Das Symbol bM bezeichnet die oberste Adresse der Stellen zum Speichern des Indexes für jeden Tupel in der INDEX-Teilmenge.

Durch die obigen Schritte ist die Vorverarbeitung beendet, und es werden die DB-Teilmenge, das D/D und die INDEX-Teilmenge im ersten Speicher 1 erzeugt. Der Verarbeitungsteil besteht im Ein- oder Auslesen von Funktionseinheiten, welche wie Subroutinen-Aufrufe benützt werden können. In Figur 14 wird ein Beispiel eines Subroutinen-Aufrufes und seiner Parameter gezeigt (die Information, welche von der Aufrufseite her dem ausführenden Programm zugeführt werden muss, und die zu empfangende Information). Die unterstrichenen Parameter sind die, welche vom Aufrufer empfangen werden. Um die Beziehung zwischen dem Vorverarbeitungsteil und dem Verarbeitungsteil zu klären, soll hier das Programm GET zum Auslesen der Datenmenge beschrieben werden. Figur 15 zeigt das Flussdiagramm von GET. Der Schritt 141 bestimmt ob die DB-Teilmenge erzeugt wurde. Falls sie erzeugt wurde, bestimmt Schritt 142,

ob die DB-Teilmenge im ersten Speicher 1 liegt. Falls sie im ersten Speicher 1 liegt, bestimmt Schritt 143, ob sich die Teilmenge INDEX im ersten Speicher 1 befindet. Falls sie sich im ersten Speicher 1 befindet, wird aus der Teilmenge INDEX die Lage des Tupels T(V) mit dem vorbestimmten Wert V bestimmt. Der Schritt 145 bestimmt, ob die Tupellage T(V) sich innerhalb der effektiven Spanne von DD befindet. Falls es sich in der Spanne befindet, dann wird im Schritt 146 die Tupelgrösse mit der Transfergrösse verglichen. Falls jene kleiner oder gleich der Transfergrösse ist, wird zum Schritt 147 gesprungen. Der Schritt 147 bestimmt, ob die Beziehung (x, y) verriegelt ist. Falls sie verriegelt ist, verzögert der Schritt 148 die Ausführung, bis die Verriegelung aufgehoben ist. Falls keine Verriegelung besteht, werden die Inhalte von Ai (x, y, z) des Tupels T(V) in die festgelegte Lage transferiert. Der Schritt 150 bestimmt, ob alle Entitäten verarbeitet wurden. Falls irgendeine noch nicht verarbeitet wurde, kehrt das Programm zum Schritt 149 zurück.

Die Figur 15 zeigt das Beispiel der Verarbeitung, wenn sowohl die Teilmenge DB und die Teilmenge INDEX sich im ersten Speicher 1 befinden. Im Beispiel der Prozedur GET in der Figur 15 brauchen die Teilmengen DB und INDEX nicht verändert zu werden, und die vorgeschriebene Operation wird wiederholt. Im Falle anderer Operationen (Auffrischen, Einsetzen) werden die Inhalte der Teilmengen DB und INDEX verändert. Wenn in einer anderen Routine abgeänderte Daten benützt werden, ist es notwendig, dass die Änderungen sich in der Datenmenge 114 und im Suchindex 115 widerspiegeln, um die Widerspruchsfreiheit der Datei aufrechtzuerhalten. Es wird die Verarbeitung so durchgeführt, dass vor Durchführung der Vorverarbeitungsschritte des Teiles 12 durch die zweite Verarbeitungseinheit 73 die Veränderung der Datenmenge in der zweiten Verarbeitungseinheit 73 geprüft wird. Falls die Daten verändert sind oder beabsichtigt ist, sie zu verändern, wird die Ausführung des vorverarbeitenden Teils 12 unterbrochen, bis die Änderung der Daten vollendet ist. Nach der Vollendung wird die Datenmenge, Teilmenge 123 durch die zweite Verarbeitungseinheit 73 aus dem ersten Speicher 1 in den Nebenspeicher 5 befördert. Durch diese Operation kann die innere Widerspruchsfreiheit der Datenmenge gewahrt werden.

Figur 16 zeigt eine Abwandlung der Ausführung nach Figur 1. In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind sowohl der Verarbeitungsteil wie auch die Datenmenge im Nebenspeicher 5 gespeichert. Im Gegensatz dazu ist in der in Figur 16 gezeigten Variante der Verarbeitungsteil im ersten Nebenspeicher 51 gespeichert, während die Datenmenge und der Abschnitt jedes Verarbeitungsteils, welcher die logische Liste 121 enthält, in einem zweiten, vom Verarbeitungsteil getrennten, Nebenspeicher 52 gespeichert ist. In der Ausführungsform der Figur 1 kann es vorkommen, dass auf eine Transfer-Anfrage gewartet werden muss. Denn die Transferschaltung der Übergabesteuerungen 4 und 74 wird durch eine Mehrfach-Zugriffsteuerung 8 gesteuert. In der in Figur 16 gezeigten Variante können die Transfere vom Nebenspeicher, zur Durchführung der Einheitsroutine durch die erste Verarbeitungseinheit 3 einerseits und zur Vorverarbeitung durch die zweite Verarbeitungseinheit 73, unabhängig voneinander ausgeführt werden.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Steuerung des Daten-Zugriffes in einer Datenbank mit einer datenverarbeitenden Schaltung (3), mit einem ersten Speicher (1) und einem zweiten Speicher (5), die beide zur Speicherung von zur Ausführung eines Programmes notwendigen Daten eingerichtet sind, wobei diese Daten mindestens einen Datenverarbeitungsbefehl umfassen, gekennzeichnet durch folgende vor der Ausführung des Datenverarbeitungsbefehls durchgeführten Schritte:

- Transfer der zur Durchführung des Datenverarbeitungsbefehls benötigten Daten vom zweiten Speicher (5) in einen Bereich des ersten Speichers (1) und

- Einbau der Adresse dieses die benötigten Daten enthaltenden Bereiches in den Datenverarbeitungsbefehl.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für eine Anlage mit einer zweiten daten'verarbeitenden Schaltung (73) und einem dritten Speicher (71), gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Speichern der Daten im zweiten Speicher (5),

- Ausführen einer Routine durch die erste Verarbeitungsschaltung (3) und Senden einer Routine-Identifikation an die zweite Verarbeitungsschaltung (73), wenn eine Einzelroutine ausgeführt ist,

- Aufrufen des zweiten Speichers (5) durch die zweite Verarbeitungsschaltung (73),

- durch die zweite Verarbeitungsschaltung (73) bewirkter Transfer der im zweiten Speicher (5) gespeicherten Daten in den dritten Speicher (71 ) und

- Transfer der im dritten Speicher (71) gespeicherten Daten in Stellen des ersten Speichers (1).
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Zugriff zu den zur Ausführung des Programms benötigten Daten durch die erste Verarbeitungsschaltung (3) und

- Ausführen des Datenverarbeitungsbefehls durch die erste Verarbeitungsschaltung (3).
4. Apparat zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

- einen zweiten Speicher (5) zum Speichern einer Datenmenge mit einer vorbestimmten Struktur sowie von Programmen, inklusive mindestens einer Routine mit mindestens einem Datenverarbeitungsbefehl für das Suchen, Hinzufügen, Löschen und Auffrischen von Daten in der Datenbank,

- eine erste, mit dem zweiten Speicher (5) verbundene zentrale Verarbeitungsschaltung (3), um jede der im zweiten Speicher (5) gespeicherten Einzel-Routine durchzuführen,

- einen mit der ersten zentralen Verarbeitungsschaltung (3) verbundenen ersten Speicher (1), um Daten und durch die erste zentrale Verarbeitungsschaltung (3) auszuführende Programme zu speichern,

- eine über eine Schnittstellenschaltung (6) mit der ersten zentralen Verarbeitungsschaltung (3) verbundene zweite zentrale Verarbeitungsschaltung (73), die mit dem zweiten Speicher (5) verbunden ist, und

- einen mit der zweiten zentralen Verarbeitungsschaltung (73) verbundenen dritten Speicher (71), um Daten und durch die zweite Verarbeitungsschaltung (73) auszuführende Programme zu speichern, wobei die erste Verarbeitungsschaltung (3) die aus dem zweiten Speicher (5) ausgelesene Routine ausführt, während diezweite Verarbeitungsschaltung (73) aus diesem zweiten Speicher (5) die durch den in der Einzel-Routine enthaltenen Datenverarbeitungsbefehl bestimmten Daten, aufgrund eines durch die erste zentrale Verarbeitungsschaltung (3) gelieferten Parameters, ausliest, die ausgelesenen Daten über den dritten Speicher (71) in den ersten Speicher (1) einliest und ausserdem die Adresse der

Stelle, an welcher die Daten aus dem zweiten Speicher (5) im ersten Speicher ( 1 ) gespeichert sind, in einem vorbestimmten Ort dieses ersten Speichers (1) speichert.
5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Speicher einen ersten (51) und einen zweiten (52) Teilspeicher umfasst und dass der erste Teilspeicher mit der ersten zentralen Verarbeitungsschaltung (3) verbunden ist, um jede der Einzel-Routinen zu speichern, während der zweite Teilspeicher mit der zweiten zentralen Verarbeitungsschaltung verbunden ist, um die Datenmenge zu speichern.
6. Apparat nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch:

- Sammel-Leitungen (2) zum Zusammenschalten des ersten Speichers (1), des zweiten Speichers (5), der ersten Verarbeitungsschaltung (3) und der zweiten Verarbeitungsschaltung (73).
7. Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verarbeitungsschaltung (73) eine Schnittstellenschaltung (6) für den Zusammenschluss der ersten und zweiten Verarbeitungsschaltungen (3 und 73) aufweist.
8. Apparat nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Mehrfachzugriff-Steuerung (8) für einen mehrfachen Zugriff zum zweiten Speicher durch die erste und die zweite Verarbeitungsschaltung (3 und 73).
9. Apparat nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine erste Übertragungssteuerung (4), um die Übertragungen zwischen dem ersten und dem zweiten Speicher (1 und 5) zu steuern.
10. Apparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verarbeitungsschaltung (73) eine zweite Übertragungssteuerung (74) zur Steuerung der Übertragungen zwischen dem ersten und dem zweiten Speicher (1 und 5) sowie einen dritten Speicher (71) zur Speicherung von durch die zweite Verarbeitungsschaltung (73) benötigten Daten aufweist.