JP2005525657A - データベースシステムにおける式の管理 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2002年5月10日に提出された「データベースシステムにおける式の管理」と題する米国仮特許出願番号第60/378,018号に関連しており、その優先権の利益を主張するものであり、それはここに完全に示されたのと同様に、すべての目的に対して全体に亘って引用により援用される。
この発明は一般的にデータベース管理システムに関し、より特定的には、データベースシステムにおける条件式を管理する技術に関する。
事象および内容に基づく購読システムの状況においては、それが満たされた場合に動作を引起す事象が定められる。たとえば、利用者は、内容の状態を定める事象を含む規則を定め、それが満たされた場合にその内容を利用者に送信させることができる。データベース管理システムを事象に基づく購読システムに対する基礎エンジンとして用いることによって、利用者は事象の内容の条件式を表わす照会をシステムに登録できる。こうした購読または同様に機能するシステムにおいては、所望の内容データの発行を管理するために、照会すなわち内容に対する式集合の非常に大きな集合が登録され得る。所与のデータ項目が利用可能になるとき、これらの条件式がフィルタリングされて、この所与のデータ項目に一致する式が見出される。
ることが明らかに望ましい。また、他の関連情報に対するフィルタに関連して式をフィルタリング可能にする機構がより特定的に要求されている。
データベースシステムにおいて式を管理するための方法およびシステムを説明する。また、より特定的には、事象および内容に基づく情報購読システムに関連する条件式を管理するための方法およびシステムを説明する。
しばしば標準データベース照会の形をとる条件式は、表の列におけるデータとして表わされる。これらの式はたとえば、情報購読システムにおけるデータをフィルタリングするためのデータフィルタを表わしてもよい。次いで、基準を指定する別の標準データベース照会が列に対して実行されて、その列中の式が指定される基準を満たすかどうかを判断できる。その基準はたとえば、購読システムに入来するデータを表わしてもよい。
する共通の識別子に基づいてグループ化される。これらのグループはデータベースに永続的に保存される。さらに、述語に関連する演算子および定数がそれぞれの述語グループに関連して述語表に保存され、その演算子および定数に基づいて、連結ビットマップ索引などの索引が作成される。
事象および内容に基づく購読システムにおいて、典型的には、事象構造または状況に対する式または規則(たとえば事象−条件−動作(ECA)ルール)の集合が定められ、事象の構造は式において用い得る基本属性を判断する。この状況において用いられる「事象」という用語は、それに対して式または「条件」が評価されるデータ項目を示す。たとえば、株取引の状況における事象は、公的に取引される株が特定の価格に達することであってもよく、それがデータ項目として表わされる。すなわち、このような事象に関連する式の基本属性は、たとえばSYMBOL(記号)、PRICE(価格)およびCHANGE(変化)を含み得る。ECAルールは、事象が起こることによってトリガされるまで休止している。
システムにおいて多数の条件式が与えられるとき、それらの式は基本述語レベルにおいて類似性を有する傾向がある。すなわち、論理積によって繋がれた1つまたはそれ以上の基本述語を各々有する2つの式は、共通の述語を有し得る。よって、式評価コストを複数の式で分担することによって、前述の類似性を活用する。実施例においては、関数のライブラリ、すなわち式型ライブラリ(Expression Type Library)が式の集合の前処理を支持する。
SYMBOL=“GE”and(PRICE<25 or PRICE>35)
の形の式は、DNF変換後には次のように書替えられる。
(2) 式中の各述語を書替えて、右辺に純定数があるようにすることによって、述語を正規化する。たとえば、
PRICE>27+CHANGE
の形の述語は、次のように書替えられる。
(3) 述語を次のように解くことによってデコードする。
右辺(RHS):定数(例、述語PRICE−CHANGE>27の“27”)
関係演算子:LHSとRHSとを繋ぐ関係演算子(例、述語PRICE−CHANGE>27の“>”)
述語の左辺、たとえば属性SYMBOLは、複合属性とも呼ばれる。それは1つまたはそれ以上の基本属性またはCHANGE/PRICEなどのユーザが定める関数を含む部分式であってもよい。
この発明の或る局面に従うと、事象構造または状況を捕捉する属性集合が作成される。属性集合は式集合において用いられる基本属性のリストと、それらのデータ型とを有する。最も簡単な形のとき、属性集合はデータベース中の抽象型定義に似ている。たとえば、式集合において用いられる基本属性の集合がその属性集合を構成する。
実施例に従うと、式フィルタとはPL/SQLパッケージおよびAPIの集合であって、ユーザ表中の式を管理し、また所与のデータ項目に対する式をフィルタリングする。すなわち、標準SQLまたはその他の照会言語照会を用いて、式において表わされる基準を所与のデータ項目と突き合わせる。発行システムにおいて、式は、利用者が関心を持つデータに対してデータが満たす必要のある基準を指定する。式フィルタは2つの構成要素を含む。すなわち、EVALUATE(評価)演算子(すぐ下に説明する)と、式フィルタ索引型(Indextype)(「式集合に対する索引の作成」という見出しの下に説明する)とである。
EXPRESSION列に保存される式集合を処理する新たな演算子が導入される。この演算子は、標準SQLまたはDMLステートメントのWHERE文節において、データ項目に対する式をフィルタリングするために用いることができる。新たな演算子EVALUATEを用いた式集合の述語は、表中のあらゆる他の述語と組合せることができる。EVALUATE演算子は、たとえばINTERESTなどの、式を保存する列の名前および所与のデータ項目を引数として受入れる。EVALUATE演算子は内部で式集合メタデータを用いて、提出されるデータ項目に対して式を評価する。
データ項目に対してそれぞれの式をテストすることは線形の時間解である。式の大きな集合が定められるとき、このアプローチは大量のデータ項目に対してスケーラブルでない。したがって、実施例においては、新たな索引付け機構を用いて式の大きな集合を効率的に評価し、それによって所与のデータ項目またはデータストリングに対する式集合の評価を速める。この索引はEXPRESSION列に定めることができ、よって照会オプティマイザは索引使用コストに基づいて式集合の評価に対する索引の使用を判断できる。実施においては、式集合に対する索引を維持するために永続的なデータベースオブジェクトが作成され、ここで索引作成時に式集合を前処理することがこれらのデータベースオブジェクトを占める。加えて、これらのオブジェクトに保存される情報は、式を保存する表におけるDML演算を用いる式集合に対するあらゆる変更を反映するように維持される。
実施例において、索引付け方式は、拡張可能な索引付けフレームワークを用いる新たな索引型すなわち式フィルタとして実施される。実施において、索引付け方式は、オラクル拡張可能索引付けフレームワーク(Oracle Extensible Indexing framework)を用いる新たな索引型すなわち式フィルタとして実施される。式フィルタ索引型は、VARCHAR2、CLOBまたはBFILE型のデータベース列に保存される式のあらゆる集合における索引を作成するために用い得る。しかし、データ型として保存される式に対して用いられ得る前述以外の別の索引型の使用も予期され、したがってそれもこの発明の実施例の範囲内である。
ビットマップ索引:述語表における1つまたはそれ以上のビットマップ索引
アクセス関数:述語表を照会してデータ項目に対して式をフィルタリングする関数
これらのオブジェクトは集合的に、同等および範囲述語の両方に基づく式の効率的なフィルタリングを提供する。さらに、索引構造オブジェクトはデータベースに永続的に保存
されるため、典型的に主メモリを広範囲に亘って用いる、先行アプローチにおける式集合の大きさに関連するメモリの制約が、この実施例には当てはまらない。対照的に、この実施例を用いる演算は、必要なデータベースブロックを必要に応じてデータベースバッファキャッシュに保存できる。
実施例においては、述語の分析において、式集合中の述語は3つの集合に分類される。
(2) 保存される属性:複合属性の1回の計算、および計算値とこのグループ中のすべての述語のRHSとの比較
(3) 疎述語:疎述語を表わす部分式の解析、およびデータ値の代入による部分式の評価
式集合評価の際に、実施例に従うと、式は以下のように3段階でフィルタリングされる。
I*C11+N1*C12*log(E1)+C13*E2
と定められ、ここで
Iはフィルタリングに用いられるビットマップ索引の数であり、
E1はフィルタリングされる式の数であり、
C11は索引当たりの平均ビットマップ索引処理コストであり、
C12*log(E1)は1つの索引ルックアップの平均コストであり、
C13は行識別子を用いて述語表から1つの行をフェッチするコストであり、
E2は段階1において真と評価される式の数であり、
N1はビットマップ索引当たりのルックアップの平均数である。
S*C2*E2
と定められ、ここで
Sは式当たりの保存される属性の平均数であり、
C2は一度の比較の平均コストであり、
E2は段階1において真と評価される式の合計数である。典型的には、作業集合は段階1においてかなり狭くされ、E2<<E1である。
P*C3*E3
と定められ、ここで
Pは式に対する疎述語の確率であり、
C3は疎述語の解析および評価の平均コストであり、
E3はフィルタリングの段階2の後に真である式の合計数である。
タベース演算に一体化する。情報購読−発行システムの状況においては、式およびフィルタリング機構のデータベースシステムへの一体化の結果として、利用者と発行者の両方からの相互フィルタリングを行なうことができ、また標準SQLステートメントを用いることによって効率的に行なうことができる。したがって、表を結合して照会に述語を加えて式をさらにフィルタリングすることにより、マルチドメイン照会が可能である。さらに、式を保存する表をデータ項目を保存する表に結合することにより、データの所与の集合に対する式集合の一括評価が可能である。
図2は、データベース中の式を管理するためのプロセスを例示するフローチャートである。図1の表を付加的に参照して図2を説明する。
される。
の列におけるデータが第2の基準を満たすかどうかに基づいてデータを選択するステップを含む。たとえば、WHERE文節の第2の部分(AND論理積の後)は、他の列、すなわちCITYおよびAGEを考慮して、処理される所与のデータ項目が、CITY(列104)が「ニューヨーク」に等しくかつAGE(列102)が30未満であるという基準を付加的に満たすかどうかを判断することを指定する。ブロック206において作成される索引は任意であるが、索引が作成される場合には、第2の照会の実行はその索引を用いて条件式を効率的に評価できる。
図3Aは、表の列にデータとして保存される式集合を評価するためのプロセスを例示するフローチャートである。
図4は、この発明の実施例を実施し得るコンピュータシステム400を例示するブロック図である。コンピュータシステム400は、情報を通信するためのバス402またはその他の通信機構と、情報を処理するためにバス402に結合されるプロセッサ404とを含む。コンピュータシステム400はまた、情報およびプロセッサ404によって実行される命令を保存するためにバス402に結合される、ランダムアクセスメモリ(RAM)またはその他の動的記憶装置などの主メモリ406を含む。主メモリ406はまた、プロセッサ404によって実行される命令の実行の際に一時的変数またはその他の中間情報を保存するために用いられてもよい。コンピュータシステム400はさらに、静的情報およびプロセッサ404に対する命令を保存するためにバス402に結合される読出専用メモリ(ROM)408またはその他の静的記憶装置を含む。情報および命令を保存するために、磁気ディスク、光ディスク、または光磁気ディスクなどの記憶装置410が設けられ、バス402に結合される。
この発明の代替的な実施例は、前述の記載を通じて、実施例の状況の理解を最も容易にする場所に記載されている。さらに、この発明について、特定の実施例を参照しながら説明した。しかし、この発明のより広い趣旨および範囲から逸脱することなくさまざまな変更および修正が行なわれ得ることが明らかとなるだろう。たとえば、SQLを用いる実施
が示されたが、ここに説明される技術はSQLとの使用に制限されず、その他のデータ照会言語も適用可能である。別の例として、利用者/発行者システムの状況における実施が示されたが、この発明の実施例の利点および用法はこの状況に制限されない。もう1つの例として、述語表の列に連結ビットマップ索引が作成される実施が示された。しかし、実施例はこうした索引には制限されず、データ表の複数の列を索引付けするために好適なその他の索引型も適用可能である。したがって、明細書および図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味に考えられる。
Claims (16)
- データベースにおける式を管理するための方法であって、前記方法は
第1の条件式を含む第1の照会を受取るステップと、
第1の条件式を表の列におけるデータとして表わすステップと、
1つまたはそれ以上の基準の第1の集合を指定する第2の照会を受取るステップと、
第2の照会を実行して、列における条件式が基準の第1の集合を満たすかどうかに少なくとも基づいてデータを選択するステップとを含む、方法。 - 第2の照会は、1つまたはそれ以上の基準の第2の集合をさらに指定し、第2の照会を実行するステップは、前記列以外の1つまたはそれ以上の列におけるデータが基準の第2の集合を満たすかどうかに基づいてデータを選択するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の照会を受取るステップは、データベースアプリケーションの第1のユーザから第1の照会を受取るステップを含み、第1の条件式は、ユーザが関心を持つデータに対してデータが満たす必要のある1つまたはそれ以上の基準を指定する、請求項1に記載の方法。
- 第2の照会を受取るステップは、データベースアプリケーションの第2のユーザから第2の照会を受取るステップを含み、第2の照会は、第1のユーザに対して利用可能にされるデータに対してデータが満たす必要のある1つまたはそれ以上の基準の第2の集合を指定することにより、第1のユーザと第2のユーザとの相互フィルタリングを可能にする、請求項3に記載の方法。
- 第1の照会を受取るステップは、情報購読システムに対する利用者から第1の照会を受取るステップを含み、第1の条件式は、利用者が関心を持つデータに対してデータが満たす必要のある1つまたはそれ以上の基準を指定する、請求項1に記載の方法。
- 第2の照会を受取るステップは、購読システムにおける発行者から第2の照会を受取るステップを含み、第2の照会は、利用者に発行されるデータに対してデータが満たす必要のある1つまたはそれ以上の基準の第2の集合を指定する、請求項5に記載の方法。
- 第2の照会を受取るステップは、情報購読システムにおける発行者から第2の照会を受取るステップを含み、第2の照会は、購読システムに対する利用者に発行されるデータに対してデータが満たす必要のある1つまたはそれ以上の基準の第2の集合を指定する、請求項1に記載の方法。
- 第1の条件式を列におけるデータとして表わすステップは、複数の第1の照会からの第1の条件式の集合を列におけるデータとして表わすステップを含み、前記方法はさらに、
基準の第1の集合のそれぞれの基準に関連する述語識別子に基づいて第1の条件式の集合からの述語をグループ化するステップと、
それぞれの述語識別子に関連する述語演算子および定数の集合を述語表に保存するステップと、
特定の述語識別子に関連付けられた述語演算子および定数の集合に基づいて連結ビットマップ索引を作成するステップとによって、
表の列に索引を作成するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 1つまたはそれ以上のプロセッサによって実行されるときに、1つまたはそれ以上のプロセッサに請求項1−8に記載される方法のいずれか1つを行なわせる命令の1つまたは
それ以上の連続を運ぶ、コンピュータ読取可能媒体。 - 表の列におけるデータとして保存される式集合を評価するための方法であって、前記方法は
式集合の各式からの各述語を、
索引付けされる属性述語、ここではそれぞれの述語識別子に関連して述語表のそれぞれの列に保存される演算子および定数属性の集合に基づいてビットマップ索引が作成される、
保存される属性述語、ここでは演算子および定数属性の集合はそれぞれの述語識別子に関連して述語表のそれぞれの列に保存され、演算子および定数属性の集合に対して索引は作成されない、
疎述語、ここでは疎述語に関連する述語識別子は式集合において共通でなく、疎述語は述語表にデータとして保存される、のうちのいずれか1つとして分類するステップと、
式集合からの述語の分類に基づいて式集合をフィルタリングするステップとを含む、方法。 - 式集合をフィルタリングするステップは
第1に、索引付けされる属性述語をフィルタリングすることによって、その索引付けされる属性述語のすべてが所与のデータ項目に対して真である1つまたはそれ以上の式を含む式の第1の集合を得るステップと、
第2に、式の第1の集合の保存される属性述語をフィルタリングすることによって、その保存される属性のすべてが所与のデータ項目に対して真である1つまたはそれ以上の式を含む式の第2の集合を得るステップと、
第3に、式の第2の集合の疎述語があればそれをフィルタリングすることによって、その述語のすべてが所与のデータ項目に対して真である1つまたはそれ以上の式を含む式の第3の集合を得るステップとを含む、請求項10に記載の方法。 - 式の第3の集合からの式によって表わされる基準を満たすデータに対する関心を表わした、情報購読システムに対する利用者に、所与のデータ項目を発行するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 1つまたはそれ以上のプロセッサによって実行されるときに、1つまたはそれ以上のプロセッサに請求項10−12に記載される方法のいずれか1つを行なわせる命令の1つまたはそれ以上の連続を運ぶ、コンピュータ読取可能媒体。
- 複数の行を有する表において構築される索引を保存するコンピュータ読取可能媒体であって、前記索引は
連結ビットベクトルを含み、各ビットベクトルは表のそれぞれの列に各々保存される演算子および定数の1つに関連付けられ、演算子および定数は、購読システムに対する利用者が関心を持つデータに対してデータが満たす必要のある1つまたはそれ以上の基準を指定する条件式からの1つまたはそれ以上の述語のうちの1つの述語に関連付けられる、コンピュータ読取可能媒体。 - データベースにおける式を管理するための装置であって、
第1の条件式を含む第1の照会を受取る手段と、
第1の条件式を表の列におけるデータとして表わす手段と、
1つまたはそれ以上の基準の第1の集合を指定する第2の照会を受取る手段と、
第2の照会を実行して、列における条件式が基準の第1の集合を満たすかどうかに少なくとも基づいてデータを選択する手段とを含む、装置。 - 表の列におけるデータとして保存される式集合を評価するための装置であって、
式集合の各式からの各述語を、
索引付けされる属性述語、ここではそれぞれの述語識別子に関連して述語表のそれぞれの列に保存される演算子および定数属性の集合に基づいてビットマップ索引が作成される、
保存される属性述語、ここでは演算子および定数属性の集合はそれぞれの述語識別子に関連して述語表のそれぞれの列に保存され、演算子および定数属性の集合に対して索引は作成されない、
疎述語、ここでは疎述語に関連する述語識別子は式集合において共通でなく、疎述語は述語表にデータとして保存される、のうちのいずれか1つとして分類する手段と、
式集合からの述語の分類に基づいて式集合をフィルタリングする手段とを含む、装置。
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