JP2006092503A - Multi-instance in-memory database - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インメモリ・データベースおよびそれを用いたグリッド・コンピューティング・システムに関する。 The present invention relates to an in-memory database and a grid computing system using the same.
データベース管理システムの基本技術は、階層型にはじまり、ネットワーク型、リレーショナル型を経てオブジェクト指向型に至っているが、未だリレーショナル型が主流である。 The basic technology of the database management system has started from the hierarchical type, has reached the object-oriented type through the network type and the relational type, but the relational type is still mainstream.
加えて、その主流であるリレーショナル型データベース管理システムは、データ格納媒体として、格納容量が大きく、電力の供給が断たれても、その記憶内容が比較的安定している磁気ディスクを主要部品とするハードディスク装置を二次記憶装置として使用することを前提としてきた。 In addition, the mainstream relational database management system has as its main component a magnetic disk as a data storage medium that has a large storage capacity and whose stored contents are relatively stable even when power supply is cut off. It has been assumed that a hard disk device is used as a secondary storage device.
二次記憶装置としてのハードディスク装置は、停電に対しては安定しているが、機械的摺動部分を多く持つという理由から、半導体記憶装置に対して故障発生率は桁違いに高く、読出し書込みのアクセス時間は桁違いに遅い。また、周辺の磁場の影響を受けやすい磁気媒体を記憶媒体としているため、磁石の接近に対して記憶保持力は不安定である。さらに、読出し書込みのアクセスは磁気ヘッダの接触によっておこなわれるため、磁気ヘッダは磁気記憶媒体に非常に近い場所に常に置かれている。そのため、衝撃に対しても磁気記憶媒体の記憶保持力が脆弱であることは周知のことである。 Hard disk devices as secondary storage devices are stable against power outages, but because they have many mechanical sliding parts, the failure occurrence rate is much higher than that of semiconductor storage devices. Access time is orders of magnitude slower. Further, since the magnetic medium that is easily affected by the surrounding magnetic field is used as the storage medium, the memory retention force is unstable with respect to the approach of the magnet. Furthermore, since read / write access is performed by contact of the magnetic header, the magnetic header is always placed in a location very close to the magnetic storage medium. For this reason, it is well known that the memory retention force of a magnetic storage medium is vulnerable to impact.
二次記憶装置として不揮発性メモリ等の半導体記憶媒体を使用する動きもあるが、単位記憶容量あたりの価格が未だに高価であるため、経済的な理由から、その普及はデータベース管理システムに利用するほどには普及していない。 Although there is a movement to use a semiconductor storage medium such as a non-volatile memory as a secondary storage device, the price per unit storage capacity is still expensive, and for economic reasons, its spread is used as a database management system. Is not popular.
最近の工業生産技術の向上に伴い、揮発性半導体記憶媒体は低価格大容量化の傾向にあり、それに伴いギガビットオーダーの大容量揮発性半導体記憶装置を主記憶装置とするパーソナル・コンピュータ(以下PC)も登場してきている。また、32ビットCPUではアドレッシングの理由から2の32乗バイトすなわち42億9千4百96万7千2百96バイト(約4GB)以上のメモリを主記憶装置として搭載しても無意味であったが、64ビットCPUの登場で2の64乗バイトのメモリ空間を持つことが可能になり、理論上はテラ・バイト・オーダーのデータベースをインメモリで取扱うことも可能になってきている。実際には半導体メモリの現在の集積技術の制限から一個の64ビットCPUに搭載される主記憶装置としての半導体メモリはせいぜい数十GBレベルと推定される。 With the recent improvement of industrial production technology, volatile semiconductor storage media has been trending toward lower prices and larger capacities. Along with this, personal computers (hereinafter referred to as PCs) with large-capacity volatile semiconductor storage devices on the order of gigabits as main storage devices. ) Has also appeared. On the other hand, in a 32-bit CPU, it is meaningless to install a memory of 2 32 bytes, that is, 4,294,962,722,96 bytes (about 4 GB) or more as a main storage device for addressing reasons. However, with the advent of 64-bit CPUs, it is possible to have a memory space of 2 64 bytes, and it is theoretically possible to handle a terabyte order database in-memory. Actually, it is estimated that the semiconductor memory as the main storage device mounted on one 64-bit CPU is at most several tens GB level due to the limitation of the current integration technology of the semiconductor memory.
前記揮発性半導体記憶媒体は低価格大容量化の傾向は、データベース管理システムの在り方を根底から覆すこととなり、主記憶装置をメインのデータ格納装置とし、二次記憶装置を障害時のリカバリのための永続化(パーシステント)用記憶媒体と位置づけるインメモリ・データベース管理システムが商用プロダクトとして複数製品が市場に登場してきている。 The trend toward lower prices and larger capacities of the volatile semiconductor storage medium is to completely overturn the database management system, the main storage device is the main data storage device, and the secondary storage device is used for recovery in the event of a failure. In-memory database management system, which is positioned as a persistent storage medium, has appeared on the market as a commercial product.
現在市場に登場してきているインメモリ・データベース管理システムは、マルチューザによる複雑な更新処理をともなうトランザクション用データベース管理システムではなく、OLAPやデータマイニングを行うためのデータウェアハウス(以下DWH)用のデータベース管理システムとしての位置付けが妥当であり、数十GBレベルの大きさのデータベース管理システムのインメモリ化には成功しているといえる。 The in-memory database management system that has appeared on the market is not a database management system for transactions involving complicated update processing by a Maltuser, but a database management for a data warehouse (hereinafter referred to as DWH) for OLAP and data mining. Positioning as a system is reasonable, and it can be said that a database management system having a size of several tens of GB has been successfully implemented in memory.
EUの環境問題規制強化にからみ工業生産製品、農業生産物等の有害化学物質の不使用の証明や誤って使用された場合の消費者に対する使用禁止等のメッセージ通知や回収等のためのトレーサビリティの確保のために、数百テラ・バイト・オーダーの大容量超高速データベースの実用化が求められている。 In order to strengthen EU environmental problem regulations, traceability for proof of non-use of hazardous chemical substances such as industrial products and agricultural products, and notification and collection of messages such as prohibition of use to consumers when used incorrectly. In order to secure it, there is a demand for practical use of a large-capacity ultrahigh-speed database of the order of several hundred terabytes.
64ビットCPU搭載PCの登場により、大容量超高速データベースの実現に近づいたとはいえ、主記憶装置に用いられる半導体揮発性記憶装置の集積度は、一台のPCに数百テラ・バイト・オーダーの半導体揮発性記憶装置を搭載するほどには至っていない。従って、ネットワーク上に配置された複数個の電子計算機にデータベースを分散して処理ができることが求められている。そのため、同一属性を持つ大規模データの集合を、数ギガ・バイト・オーダーの主記憶装置しか持たない電子計算機上で主記憶装置のみで処理可能な大きさのデータ・セットに分割して、前記数ギガ・バイト・オーダーの主記憶装置しか持たない電子計算機を複数台ネットワークに接続することが考えられるが、データ処理を行うユーザの電子計算機からは前記分割された複数個のデータ・セットが、統合して仮想的に単一のデータ・セットとして取扱えるようにすることができないことが問題であった。 Although the introduction of a 64-bit CPU-equipped PC has made it close to the realization of a large-capacity ultra-high-speed database, the degree of integration of semiconductor volatile storage devices used in main storage devices is in the order of several hundred terabytes per PC. The semiconductor volatile memory device is not installed. Therefore, it is required that the database can be distributed to a plurality of electronic computers arranged on the network. Therefore, a set of large-scale data having the same attribute is divided into data sets of a size that can be processed only by the main storage device on an electronic computer having only a few gigabyte order main storage device, Although it is conceivable to connect a plurality of electronic computers having only a few gigabytes of main storage to a network, a plurality of divided data sets are obtained from a user's electronic computer that performs data processing. The problem was that they could not be integrated and handled virtually as a single data set.
また、全データ・セットがネットワーク上に配置された電子計算機上の主記憶装置上に展開されている状態が理想であるが、接続する電子計算機の台数の制限からハードディスク装置等の二次記憶媒体を効率的に利用することが求められる場合もあり、この二次記憶媒体を効率的に利用することができないことも問題であった。 In addition, it is ideal that all data sets are expanded on a main storage device on an electronic computer arranged on a network, but a secondary storage medium such as a hard disk device due to the limitation of the number of connected electronic computers. In some cases, it is required to efficiently use the secondary storage medium, and the secondary storage medium cannot be used efficiently.
また、ネットワーク上に接続される電子計算機は、CPUの性能が一様ではなく、搭載主記憶装置の容量も各様であり、時系列的にも、配置換えや新旧の入替えにより、ネットワーク上に接続される電子計算機の台数は変化し、前記電子計算機に搭載されるCPUの性能は変化し、前記電子計算機に搭載される主記憶装置の容量も変化していく。その多様性や変化に対応すべく前記分割されたデータ・セットのロケーション情報がダイナミックに変更可能ではなく、加えて最適配置も困難であったことも問題であった。 In addition, the computer connected to the network does not have uniform CPU performance, and the capacity of the mounted main storage device is also various. Even in time series, it can be placed on the network by rearranging or replacing old and new. The number of connected electronic computers changes, the performance of the CPU mounted on the electronic computer changes, and the capacity of the main storage device mounted on the electronic computer also changes. Another problem is that the location information of the divided data sets cannot be dynamically changed to cope with the diversity and changes, and in addition, the optimal arrangement is difficult.
さらに、単純に大規模データ・セットが適正規模の複数データ・セットに分割されても、生産管理システムにおけるBOM(部品構成表)の正展開、逆展開を表現するためのように複数データ・セットに跨るセルフ・ジョインを横断的に効率的に実現することも困難であった。 Furthermore, even if a large-scale data set is simply divided into a plurality of appropriately-sized data sets, a plurality of data sets are used to express forward and backward development of BOM (parts configuration table) in the production management system. It was also difficult to efficiently implement self-joining across the two.
そこで、本発明は、本データベース・システムにおいて大規模データ・セットが小規模データ・セットに分割されていても、仮想的に統合して単一の大規模データ・セットとして取扱えるようにし、前記データベース・システムを運用しながら、前記データベース・システムを構成するネットワーク上に配置された一個以上の電子計算機の台数ないし前記電子計算機に搭載されているCPUの性能ないし前記CPUの個数ないし前記電子計算機に搭載されている主記憶装置の容量等のリソースの変化に呼応して、前記分割されたデータ・セットのロケーションをダイナミックに最適配置していくことを目的とする。 Therefore, the present invention enables a large data set to be handled as a single large data set by virtually integrating even if a large data set is divided into small data sets in the database system. While operating the database system, the number of one or more electronic computers arranged on the network constituting the database system, the performance of the CPU mounted on the electronic computer, the number of CPUs, or the electronic computer The object is to dynamically and optimally arrange the locations of the divided data sets in response to changes in resources such as the capacity of the main storage device mounted.
上記の課題を解決するために、本発明においては、請求項1に示されるように、同一の属性を持つ大規模データの集合を、格納すべきデータの情報の一部または全部をハッシング等のアルゴリズムを特定のパラメータで用いて、ネットワーク上に配置された電子計算機の主記憶装置のみで処理可能な大きさに分割配置し、それぞれをデータ・セットとする。各データ・セットには識別記号とロケーション情報が与えられ、検索や加工の際には対象となるデータの情報の一部または全部を前記アルゴリズムと同一のアルゴリズムを同一のパラメータで用いて、格納先のデータ・セットを特定する。全データ・セットがネットワーク上に配置された電子計算機上の主記憶装置上に展開されている状態が理想であるが、データ・セットの、他の記憶媒体への待避(以下チェックアウト)、召還(以下チェックイン)機能を持つことによって、接続される電子計算機の台数の制限に対応する。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, as shown in
また、請求項2に示されるように、データ・セットのデータ・セット識別記号ロケーション情報変換部のロケーション情報を変更する機能を有することにより、各時点での各データ・セットの配置を再検討し、最適再配置を可能にする。 Further, as described in
また、請求項3に示されるように、配置されたデータ・セットの大きさに対して、そのデータ・セットが配置されている電子計算機の主記憶装置の未使用記憶容量が、アクセス対象でチェックアウトされているデータ・セットを、現在チェックインしているデータ・セットをチェックアウトせずにチェックイン可能な場合、現在のデータ・セットのチェックアウトが行われずに、アクセス対象のデータ・セットがチェックインされる。これによって、二次記憶装置の使用を抑制し、性能向上を図る。 Further, as described in
また、請求項4に示されるように、各データ・セットと前記ネットワーク上に配置された電子計算機のCPU稼働率や搭載主記憶装置の未使用記憶容量を常時ないし定期的に監視し、データ・セットのその時点での実際の大きさ、配置されていて使用可能な電子計算機のCPU稼働率や搭載主記憶装置の未使用記憶容量の変化に応じて、自動的にロケーション情報の変更、データ・セットの再配置を行うことにより、二次記憶装置の使用を抑制し、性能向上を図る。 Further, as shown in
また、請求項5に示されるように、データ・セットが、自分自身のデータ・セットの他のタプルから参照されている時、参照しているタプルのアトリビュート・データを参照されているデータ・セットの前記データ・セット識別記号変換部への入力データとすることにより、セルフ・ジョインを再帰的におこない、各データ・セットの分割される前の元の大規模データ・セットに記述された親部品子部品構成表に基づく前記BOMの正展開、逆展開を行う。 Also, as set forth in
これにより、数百テラ・バイト・オーダー・レベルの大規模データ・セットからの抽出ないしソートないしマージないしジョインないしプロジェクションも高速に実行することが可能となる。 As a result, extraction, sorting, merging, joining, and projection from a large-scale data set of several hundred terabyte order level can be executed at high speed.
また、数テラ件数オーダー・レベルの大規模BOMにおいても、その正展開、逆展開を高速で行うことが可能となる。 Further, even in a large-scale BOM of several tera number order level, it is possible to perform forward and reverse expansion at high speed.
使用開始時には数ギガ・バイト・オーダー・レベルの大きさの小規模データベースが、時間とともに大きくなり、数百テラ・バイト・オーダー・レベルの大規模データベースに成長しても、基本的構造を変更せずに、前記ネットワーク上に配置される電子計算機の台数の増加、若しくは前記ネットワーク上に配置された個々の電子計算機に搭載されたCPUの性能の向上ないし個数の増加、若しくは前記ネットワーク上に配置された個々の電子計算機に搭載された主記憶装置の容量の増加、だけでその成長の度合に応じて、その時点での最適規模のデータベースに拡張しながら構築することが可能となる。 Even if a small database with a size of several gigabytes at the start of use grows over time and grows into a large database with a few hundred terabytes, the basic structure can be changed. Without increasing the number of computers arranged on the network, or improving the performance or increasing the number of CPUs mounted on individual computers arranged on the network, or arranged on the network. It is possible to construct the database while expanding the database to the optimum scale at that time according to the degree of growth only by increasing the capacity of the main storage device mounted on each individual computer.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて説明する。なお、本発明は、これら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々たる態様で実施し得る。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.
(発明の概念)
図1は、請求項1に基づく本発明の概念を示す。
データ入力装置101、
データ格納部特定装置102、
データ格納装置103、104、105、
データ検索加工装置106、
データ出力装置107が、
本発明に係わるマルチインスタンス・インメモリ・データベースの構成要素である。
データ・セット識別記号変換部121、
データ・セット識別記号ロケーション情報変換部122は、
前記マルチインスタンス・インメモリ・データベースの構成要素の一部であるデータ格納部特定装置102の構成要素である。
データ格納部131、141、151、
リソース・マネジメント部132、142、152、
チェックアウト・データ待避スペース133、143、153、154は、
前記マルチインスタンス・インメモリ・データベースの構成要素の一部であるデータ格納装置103、104,105の構成要素である。
データ検索部161、
データ加工部162、
ワークスペース部163、
リソース・マネジメント部164は、
前記マルチインスタンス・インメモリ・データベースの構成要素の一部であるデータ検索加工装置106の構成要素である。(Concept of invention)
FIG. 1 shows the concept of the invention according to
Data input device 101,
Data
Data
The
2 is a component of a multi-instance in-memory database according to the present invention.
Data set
The data set identification symbol location information conversion unit 122
It is a component of the data storage
Data storage units 131, 141, 151,
Checkout /
It is a component of the
Data processing unit 162,
The
It is a component of the data
データ入力装置101は、ネットワーク上の他の電子計算機からデータをインポートしてもよい。 The data input device 101 may import data from other electronic computers on the network.
データ入力装置101は、ネットワーク上の電子計算機若しくはネットワークに接続されていない電子計算機がフロッピー・ディスク若しくはCD若しくはDVD若しくはメモリ・ディスク等の取外し可能な記憶媒体に作成したデータを前記記憶媒体からインポートしてもよい。 The data input device 101 imports data created on a removable storage medium such as a floppy disk, a CD, a DVD, or a memory disk by a network computer or a computer not connected to the network from the storage medium. May be.
データ入力装置101は、前記データ入力装置101が実装されている電子計算機上に接続されたキーボートやマウス等の入力機器から直接入力されたデータをインポートしてもよい。 The data input device 101 may import data directly input from an input device such as a keyboard or a mouse connected to the computer on which the data input device 101 is mounted.
データ・セット識別記号変換部121は、データ入力装置101がインポートしたデータをタプルごとに読出し、前記タプルを構成するアトリビュートに記録されている情報の全部または一部を入力情報として、前記タプルが格納されるべきデータ・セットの識別記号(すなわちID)に変換する。 The data set identification
前記タプルを構成するアトリビュートに記録されている情報の全部または一部である入力情報を前記タプルが格納されるべきデータ・セットの識別記号への変換には、適当なハッシュ・アルゴリズムに適当なパラメータ値を与えて実施してもよい。ただし、本発明に係わるデータベース・システムが稼働している最中は、前記ハッシュ・アルゴリズムおよびパラメータ値は変更しないものとする。 In order to convert the input information, which is all or part of the information recorded in the attribute constituting the tuple, into the identification symbol of the data set in which the tuple is to be stored, an appropriate parameter for an appropriate hash algorithm is used. You may carry out by giving a value. However, the hash algorithm and parameter values are not changed while the database system according to the present invention is operating.
データ・セット識別記号ロケーション情報変換部122は、前記データ・セット識別記号変換部121が変換して取得した前記前記タプルが格納されるべきデータ・セットの識別記号と実際に物理的に前記データ・セットが格納されるデータ格納装置103、104、105が実装されている前記ネットワーク上に配置された電子計算機のネットワーク上でのロケーション情報を対応付けるテーブルである。 The data set identification symbol location information conversion unit 122 and the data set identification symbol to be stored in the data set identification
図2は、前記データ・セットの識別記号と前記ロケーション情報を対応付けるテーブルの構成の一例である。この例では、
識別記号欄201は、ロケーション情報欄211と、
識別記号欄202は、ロケーション情報欄212と、
識別記号欄203は、ロケーション情報欄213と、
識別記号欄204は、ロケーション情報欄214と、
識別記号欄205は、ロケーション情報欄215と、
識別記号欄206は、ロケーション情報欄216と、
識別記号欄207は、ロケーション情報欄217と、
は対応付けられている。
したがって、識別記号欄201に在る識別記号1のデータセットは、ロケーション情報欄211にあるロケーション情報192.168.1.11で示されるネットワーク上の電子計算機上にデータ格納装置を持つことを意味している。他の識別記号欄202、203、204、205、206、207にある識別記号も他のロケーション情報欄212、213、214、215、216、217にあるロケーション情報と対応付けられる。複数の識別記号が同一のロケーション情報を持っていてもよい。前記複数の識別記号が同一のロケーション情報を持っている場合、請求項1に示すように前記データ格納装置の構成要素であるリソース・マネジメント部によって、データ・セットのチェックインないしチェックアウトが行われる。ただし、請求項3に示されるように、現在、前記データ格納部に格納中のデータセットをチェックアウトを要せずに、アクセス要求のあった別のデータセットをチェックインできる場合にはこの限りではない。
この図2の例を図1に適用してみると、103のデータ格納装置Aのロケーション情報を「192.168.1.11」、104のデータ格納装置Bのロケーション情報を「192.168.1.12」、105のデータ格納装置Cのロケーション情報を「192.168.1.13」としてもよい。FIG. 2 shows an example of the configuration of a table that associates the identification symbol of the data set with the location information. In this example,
The
The identification symbol column 202 includes a location information column 212,
The
The
The identification symbol column 205 includes a location information column 215,
The
The
Are associated.
Therefore, the data set of the
When the example of FIG. 2 is applied to FIG. 1, the location information of the data
図1のデータ格納装置103、104、105を構成する要素の一部であるリソース・マネジメント部132、142、152は、それぞれ対応する前記データ格納装置103、104、105を構成する要素の一部であるデータ格納部131、141、151の未使用主記憶容量と新たにアクセス要求が起っているデータ・セットの大きさに基づいて、現在データ格納部に格納されているデータ・セットを、前記データ格納装置103、104、105を構成する要素の一部であるチェックアウト・データ待避スペース133、143、153、154に待避させる必要の是非を評価し、待避させる必要があれば待避し、新たにアクセス要求が発生しているデータ・セットが、新規のデータ・セットであれば新規作成し、チェックアウト・データ待避スペース133、143、153、154に待避されているデータ・セットであればチェックインして召還する。前記データ・セット識別記号変換部の機能により、新たにアクセス要求が起っているデータ・セットは、既存のデータ・セットであれば必ず、アクセス要求が起っているデータ・セットが所属するデータ格納装置に接続されたチェックアウト・データ待避スペースに待避させられていることが保証される。 The
前記チェックアウト・データ待避スペースは、図1のデータ格納装置C105に示されるチェックアウト・データ待避スペース153、154のように複数個あってもよい。 There may be a plurality of checkout / data saving spaces such as checkout /
分割される前の元データ・セットが十分小さく、またはネットワーク上に接続された電子計算機の主記憶装置容量が十分大きく、またはネットワーク上に接続された電子計算機の台数が十分多い場合には、チェックアウト・データ待避スペースとしてのハードディスク装置等の二次記憶装置を使用せず、すべてのデータ・セットを主記憶装置上に格納してもよい。 Check if the original data set before being divided is sufficiently small, or the main storage capacity of the computer connected to the network is sufficiently large, or the number of computers connected to the network is sufficiently large All data sets may be stored on the main storage device without using a secondary storage device such as a hard disk device as an out data saving space.
図1によって示されるように、データ検索加工装置106の一部を構成するデータ検索部161は、検索キーを前記データ格納部特定装置122によって検索対象となるデータ・セットを特定した後、該当するデータ格納装置中のデータ・セットが検索される。特定されたデータ・セットが、データ格納装置103に存在するとすると、データ格納装置103内のデータ格納部131に存在するときにはそのまま、チェックアウト・データ待避スペース133に存在する場合には、その待避された当該データ・セットをデータ格納部131にチェックインして、検索を行い、加工する必要があれば、前記データ検索加工装置106中のデータ加工部162によって、検索結果を加工対象として加工する。前記データ検索加工装置106中のワークスペース163は、前記データ加工部162が作業領域として使用する。また、前記データ検索加工装置106中のリソース・マネジメント部164は、前記データ加工部162の加工作業に伴い必要量が増減する前記ワークスペース部の容量のマネジメントをおこなってもよい。 As shown in FIG. 1, the
データ出力装置107は、ネットワーク上の他の電子計算機へデータをエクスポートしてもよい。 The
データ出力装置107は、ネットワーク上の電子計算機若しくはネットワークに接続されていない電子計算機によってフロッピー・ディスク若しくはCD若しくはDVD若しくはメモリ・ディスク等の取外し可能な記憶媒体に作成して、データを前記記憶媒体によってエクスポートしてもよい。 The
データ出力装置107は、前記データ出力装置107が実装されている電子計算機上に接続されたCRT装置やプリンタ装置等の出力機器へデータを直接エクスポートしてもよい。 The
請求項1に示される、データ入力装置およびデータ格納部特定装置およびデータ格納装置およびデータ検索加工装置およびデータ出力装置は、その全部ないし一部が同一の電子計算機上に在ってもよい。 The data input device, the data storage unit specifying device, the data storage device, the data search processing device, and the data output device shown in
図2は、識別記号が識別記号欄201、202、203、204、205、206、207に格納され、ロケーション情報がロケーション情報欄211、212、213、214、215、216、217に格納されている図であり、請求項2に示されるように、識別記号欄、ロケーション情報欄への記載内容を変更することによって、データ・セットの物理的な格納先を変更することが可能であることを示している。 In FIG. 2, the identification symbols are stored in the
図3は、データ格納装置301において、現在データ格納部303内にはデータ・セット304が存在している状況で、データ格納装置301にアサインされていて、チェックアウト・データ待避スペース305内に待避されているデータ・セットに新たにアクセス要求が発生し、リソース・マネジメント部302によってデータ・セット304をチェックアウト・データ待避スペース305にチェックアウトする必要があると判断された場合を示しており、データ・セット304をチェックアウト・データ待避スペース305にチェックアウトして後、前記チェックアウト・データ待避スペース305から前記新たにアクセス要求が発生しているデータ・セットを、データ格納部303にチェックインしようとしている図である。これは、請求項1に示される、一個のデータ格納装置に複数のデータ・セットをアサインすることが可能であることを示している。 FIG. 3 shows a state in which the data set 304 exists in the data storage unit 303 in the data storage device 301 and is assigned to the data storage device 301 and saved in the checkout / data saving space 305. This shows a case where a new access request is generated for the data set that has been stored and the resource management unit 302 determines that the data set 304 needs to be checked out to the checkout data save space 305, After the data set 304 is checked out to the checkout data save space 305, the data set for which the access request is newly generated from the checkout data save space 305 is checked into the data storage unit 303. FIG. This indicates that it is possible to assign a plurality of data sets to one data storage device as shown in
図4は、データ格納装置401において、現在データ格納部403内にはデータ・セット404が存在している状況で、データ格納装置401にアサインされていて、チェックアウト・データ待避スペース405内に待避されているデータ・セットに新たにアクセス要求が発生し、リソース・マネジメント部402によってデータ・セット404をチェックアウト・データ待避スペース405にチェックアウトする必要がないと判断された場合を示しており、データ・セット404をチェックアウト・データ待避スペース405にチェックアウトすることなく、前記チェックアウト・データ待避スペース405から前記新たにアクセス要求が発生しているデータ・セットを、データ格納部403にデータ・セット406として、チェックインしようとしている図である。これは、請求項3に示されている、新たにチェックインしようとするデータ・セットが十分小さいか、データ格納部が十分大きい場合若しくはその両方である場合、チェックアウト・データ待避スペースの様な二次記憶装置の使用を抑制し、一個のデータ格納装置のデータ格納部に複数のデータ・セットをアサインし高速にアクセスすることが可能であることを示している。 FIG. 4 shows that the
図5は、データ格納装置501において、リソース・マネジメント部502内に所属データ・セット・リスト503とデータ格納部未使用主記憶装置容量レジスタ504を配置して、データ格納部に現在存在するデータ・セットのデータ量の増減を常時監視し、データ格納部未使用主記憶装置容量を計算し、前記データ格納部未使用主記憶装置容量レジスタ504に格納し、新たにアクセス要求が発生したデータ・セットの現在のデータ量を所属データ・セット・リスト503から取出し、前記データ格納部未使用主記憶装置容量レジスタ504に格納された前記データ格納部未使用主記憶装置容量と比較し、未使用主記憶装置容量がチェックインしようとするデータ・セットよりも大きい場合には、請求項3で示されたように、チェックアウトをしないでチェックインすることが可能であることを図4よりも詳しく示している。 FIG. 5 shows that in the
図6は、ネットワーク621に配置された電子計算機601と電子計算機611がデータ格納装置602、612をそれぞれ持ち、前記データ格納装置602、612の内部にリソース・マネジメント部603、613をそれぞれ持ち、前記リソース・マネジメント部603、613の内部に識別記号とデータ・サイズの対応表604、614と割当てられた主記憶装置容量をそれぞれ持ち、電子計算機601と電子計算機611との間で情報交換することにより、請求項4に示されている、所属データ・セットのデータ・サイズとデータ格納部主記憶装置容量との関係を自動的に最適化して、所属データ・セットの配置換えを行い、データ格納部606,616に格納されているデータ・セットおよびチェックアウト・データ待避スペース607、617に格納されているデータ・セットをそれぞれ配置換えして最適化することが可能であることを示している。ここで前記情報交換を行うネットワーク上に配置された電子計算機は2台以上であってもよい。 FIG. 6 shows that an electronic computer 601 and an electronic computer 611 arranged in a
図7は、前記データ・セット識別記号変換部701において、生産管理システムにおける部品構成表(以下BOM)の製品番号にあたるトップ・レベル(以下L0)の部品番号を入力値として、前記入力値が3の剰余系で前記識別記号に変換され、前記データ・セット識別記号ロケーション情報変換部702においてロケーション情報に変換され、それぞれのロケーション情報の指し示すネットワーク上に配置された電子計算機の前記データ格納装置のデータ格納部703、704、705に分割された部品構成表のデータ・セットが配置されていることを示している。 FIG. 7 shows that in the data set identification symbol conversion unit 701, a top level (hereinafter referred to as L0) part number corresponding to a product number in a parts configuration table (hereinafter referred to as BOM) in the production management system is used as an input value. Of the data storage device of the electronic computer arranged on the network indicated by each location information, converted into location information by the data set identification symbol location
図8は、図7に示された分割された部品構成表のデータ・セットから親部品番号3、16、18の親部品を製品として、BOMの正展開表801を示したものである。図7において、親部品番号3を与えられた製品は、前記データ・セット識別記号変換部701によって3の剰余系として識別番号0を得る。識別番号0は、前記データ・セット識別記号ロケーション情報変換部702によってロケーション情報192.168.1.10を得る。192.168.1.10のロケーション情報を与えられた電子計算機上のデータ格納装置内のデータ格納部703に格納されたデータ・セット内の部品構成表の一部から部品番号8、10、12を子部品としていることを得る。部品番号8を親番号とする部品が前記データ格納部703に格納されたデータ・セット内の部品構成表の一部内には無いため、部品番号8を前記データ・セット識別記号変換部701の入力値として与えることにより識別記号2を得る。識別記号2から前記データ・セット識別記号ロケーション情報変換部702によってロケーション情報192.168.1.30を得る。192.168.1.30のロケーション情報を与えられた電子計算機上のデータ格納装置内のデータ格納部705に格納されたデータ・セット内の部品構成表の一部から部品番号11、13、20を子部品としていることを得る。部品番号11を親番号とする部品構成表のデータはデータ格納部705に格納されたデータ・セット内に存在するため、そのまま検索し、子部品を持たない最末端部品であることを確認する。部品番号13を親番号とする部品はデータ格納部705に格納されたデータ・セット内に存在しないため、再度、部品番号13を前記データ・セット識別記号変換部701の入力値として与えることにより識別記号1を得る。識別記号1から前記データ・セット識別記号ロケーション情報変換部702によってロケーション情報192.168.1.20を得る。192.168.1.20のロケーション情報を与えられた電子計算機上のデータ格納装置内のデータ格納部704に格納されたデータ・セット内の部品構成表の一部から子部品を持たない最末端部品であることを確認する。部品番号20を親番号とする部品構成表のデータはデータ格納部705に格納されたデータ・セット内に存在するため、そのまま検索し、部品番号17を子部品としていることを得る。部品番号17を親番号とする部品構成表のデータはデータ格納部705に格納されたデータ・セット内に存在するため、そのまま検索し、子部品を持たない最末端部品であることを確認する。同様のプロセスを部品番号10、12を持つものについて行い、請求項5で示されているように、図8で示されたBOMの正展開表801の中のレベル0(以下L0)の値が3のもの、すなわち部品番号3をトップ・レベルにもつ製品のBOMの正展開表をえることが可能であることを示している。 FIG. 8 shows a BOM forward development table 801 using the parent parts of the
図7におけるデータ格納部703、704、705には、市販されている若しくはシェアウェア化されている若しくはフリーウェア化されている若しくは独自開発されたインメモリ・データベース・エンジンを代りに充ててもよい。 The
EUの環境問題規制強化にからみ工業生産製品、農業生産物等の有害化学物質の不使用の証明や誤って使用された場合の消費者に対する使用禁止等のメッセージ通知や回収等のためのトレーサビリティの確保のために、大容量超高速データベースの実用化が求められている。 In order to strengthen EU environmental problem regulations, traceability for proof of non-use of hazardous chemical substances such as industrial products and agricultural products, and notification and collection of messages such as prohibition of use to consumers when used incorrectly. In order to secure it, there is a demand for practical use of a large-capacity ultra high-speed database.
本発明により、超高速データベース・エンジンであるインメモリ・データベースを搭載するPCサーバー複数台をネットワークで接続し、小規模データベースの連携によるグリッド・コンピューティングとして、スケーラビリティをもって、大容量化することを可能にし、来るEUの環境問題規制強化に対処しようとしている。 With the present invention, it is possible to connect multiple PC servers equipped with an in-memory database, which is an ultra-high-speed database engine, via a network, and to scale up and scale up as grid computing by linking small databases. In the meantime, the EU is trying to cope with tightening regulations on environmental issues in the EU.
Claims (5)
外部からのデータを入力するための一個以上のデータ入力装置と、
前記入力されたデータの格納先を特定する一個以上のデータ格納部特定装置と、
前記入力されたデータを主記憶装置上に格納する一個以上のデータ格納装置と、
前記格納されたデータを検索加工する一個以上のデータ検索加工装置と、
前記検索加工されたデータを外部へ出力するための一個以上のデータ出力装置と、
を備えるマルチインスタンス・インメモリ・データベース・システムであって、
前記データ格納部特定装置は、
前記入力されたデータの一部ないし全部の情報を、前記入力されたデータの格納先であるデータ・セットを特定するためのデータ・セット識別記号に、ハッシング等のアルゴリズムを特定のパラメータで用いて、変換する前記入力されたデータのデータ・セット識別記号変換部と、
前記識別記号に対応する前記データ・セットのロケーションを特定するデータ・セット・ロケーション情報と前記データ・セット識別記号とを対応付けする前記データ・セットのデータ・セット識別記号ロケーション情報変換部と、
を有し、
前記データ格納装置は、
前記データ格納部ロケーション情報によって特定された前記データ格納装置において、当該データ格納装置上の主記憶装置上に存在するデータ・セットに前記入力されたデータを格納するデータ格納部と、
現在、当該データ格納装置上の主記憶装置上に存在する前記データ・セットと同一の前記データ・セット・ロケーション情報を有し、現在前記データ格納装置に接続されている二次記憶装置上ないしネットワーク上の他の電子計算機上の主記憶装置上若しくは二次記憶装置上に待避させられている別のデータ・セットに挿入ないし抽出等のアクセス要求が発生した場合、現在、前記当該データ格納装置上の主記憶装置上に存在する前記データ・セットを、前記データ格納装置に接続されている二次記憶装置上ないしネットワーク上の他の電子計算機上の主記憶装置上若しくは二次記憶装置上に待避させ、現在前記データ格納装置に接続された二次記憶装置上ないしネットワーク上の他の電子計算機上の主記憶装置上若しくは二次記憶装置上に待避されている前記アクセス要求が発生しているデータ・セットを召還するリソース・マネジメント部と、
を有し、
前記データ検索加工装置は、
前記アルゴリズムと同一のアルゴリズムを同一のパラメータで用いて、検索対象となる前記データ・セットを特定しながら、一個以上の前記データ格納装置上の一個以上のデータ・セットを横断的に検索するデータ検索部と、
前記データ検索部によって特定され抽出されたデータを、前記アルゴリズムと同一のアルゴリズムを同一のパラメータで用いて、加工対象となる前記データ・セットを特定しながら、変更ないし削除、若しくは一個以上の前記データ・セットに跨るデータ群のジョインないしプロジェクションないしソートないしマージ等のデータ加工を横断的におこなうデータ加工部と、
前記データ検索部ないし前記データ加工部の処理に供される主記憶空間であるワークスペース部と、
前記データ格納部および前記データ検索部および前記データ加工部および前記ワークスペース部に供される主記憶空間のリソースが不足した際、ハードディスク装置等の二次記憶装置やネットワーク上の他の電子計算機上の主記憶装置や二次記憶装置のリソースを利用することによってリソース・マネジメントをおこなうリソース・マネジメント部と、
を有する、
マルチインスタンス・インメモリ・データベース・システム。Placed on the network,
One or more data input devices for inputting external data;
One or more data storage unit specifying devices for specifying the storage destination of the input data;
One or more data storage devices for storing the input data on a main storage device;
One or more data search processing devices for searching and processing the stored data;
One or more data output devices for outputting the searched and processed data to the outside;
A multi-instance in-memory database system comprising:
The data storage unit specifying device includes:
Using part or all of the information of the input data as a data set identification symbol for specifying the data set where the input data is stored, using an algorithm such as hashing with specific parameters A data set identifier conversion unit for the input data to be converted;
A data set identification symbol location information conversion unit of the data set that associates data set location information specifying the location of the data set corresponding to the identification symbol and the data set identification symbol;
Have
The data storage device includes:
In the data storage device specified by the data storage unit location information, a data storage unit for storing the input data in a data set existing on a main storage device on the data storage device;
A secondary storage device or network that currently has the same data set location information as the data set present on the main storage device on the data storage device and is currently connected to the data storage device When an access request such as insertion or extraction occurs in another data set saved on the main storage device or the secondary storage device on the other electronic computer above, the current data storage device The data set residing on the main storage device is saved on a secondary storage device connected to the data storage device, on a main storage device on another electronic computer on the network, or on a secondary storage device. On a secondary storage device currently connected to the data storage device or on a main storage device or a secondary storage device on another electronic computer on the network And resource management portion in which the access request has been avoided to summon a data set is generated,
Have
The data search processing device includes:
Data search in which one or more data sets on one or more data storage devices are traversed while specifying the data set to be searched using the same algorithm with the same parameters as the algorithm And
The data specified and extracted by the data search unit is changed or deleted while specifying the data set to be processed using the same algorithm as the algorithm with the same parameters, or one or more of the data A data processing unit that performs data processing across data sets such as joins, projections, sorts, and merges of data groups across sets;
A work space part which is a main storage space provided for the processing of the data search part or the data processing part;
When resources of the main storage space provided to the data storage unit, the data search unit, the data processing unit, and the work space unit are insufficient, a secondary storage device such as a hard disk device or another electronic computer on the network A resource management unit that performs resource management by using resources of main storage devices and secondary storage devices of
Having
Multi-instance in-memory database system.
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