JP2008071362A - データベース - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インデックスおよびデータを有するデータベースから情報を得る方法であって、該インデックスは、探索キーを用いて問合せされて、探索基準に合致するデータを見つけるようになっており、インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、該構造体は結論セットに到達するまでナビゲートされ、ノードはキーのサブシーケンスを含むことが可能であり、とるべきアクションを決定するために候補キーが前記サブシーケンスと比較されることが可能であり、(N+1)番目のレイヤにあるノードに記憶される前記キーの部分は、N番目のレイヤ内の先行するノードに記憶される部分と無関係であることを特徴とする。
【選択図】図13
Description
本発明の第1の態様によれば、インデックスおよびデータを有するデータベースを編成する方法が提供される。この方法において、インデックスは、探索基準に合致するデータを見つけるために、複数のビットにより表現される少なくとも1つの記号を含む探索キーを用いて問合せされる。この方法は以下のことを特徴とする。すなわち、インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、ノードの構造体は探索中に結論に到達するまでナビゲートされ、構造体は、キー記号が構造体内のノードに記憶されず、かつ各ノードが3個より少ない出口パスを有するように編成される。
する。
保つ。またこれは、決定グラフのサイズがキーサイズとは無関係であることも意味する。
決定グラフは全体として半導体メモリ内に存在することが強く望まれるにもかかわらず、これは常に可能であるとは限らない。それは、インデックスが大きすぎるためかもしれないし、ホストデータプロセッサがデータベースのために「仮想マシン」環境を実施して
いて、ホストがマルチタスク動作し得るようになっており、オペレーティングシステムがデータベースに十分なメモリリソースを割り当てないためかもしれない。
本明細書で前述のように、従来技術のシステムは、所与のノードに関連する探索キーの全体を記憶する。
する方法が提供される。この方法において、インデックスは、探索基準に合致するデータを見つけるために探索キーを用いて問合せされる。この方法は以下のことを特徴とする。すなわち、インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、構造体は結論セットに到達するまでナビゲートされ、ノードはキーのサブシーケンスを含むことが可能であり、とるべきアクションを定めるために候補キーがそのサブシーケンスと比較されることが可能であり、インデックスのN+1番目のレイヤ内のノードに記憶されるキーの部分は、N番目のレイヤ内の先行するノードに記憶される部分と無関係である。
パターンマッチングのプロセスにおいて、パターンマッチングにおける計算負荷は、照合されるべきパターンの長さの関数であり、特に、文字または記号の短いストリングに対する照合は、長いストリングを照合するよりも計算量的に安価である。
本明細書で前述のように、いくつかの従来技術のデータベースは、各決定ノードに完全な決定/探索キーを記憶する。これは、キーがそれ自体大きくなり得ることを考慮すると、比較的大きいインデックス構造体を生成し得る。同じくすでに述べたように、本発明の実施形態を構成するデータベースでは、探索キーの一部を決定ノードに記憶することは望ましいかもしれないが、探索キーが各決定ノードに記憶される必要はない。探索キーの一部を記憶するという選択からはなお、高速にナビゲートされ得る比較的コンパクトなデータベース決定ツリーが得られる。しかし、本発明者は、キーはそのネイティブな形態でインデックスに記憶される必要はないことを認識した。したがって、キーは、小さい空間を占める形式に符号化されてもよい。
されるとき、それが常に同じ結果を返すことが重要である。
[(K0×31^(N−1))+(K1×31^(N−2))・・・+KN-1] mod
ulo R
保持される相異なるキーの数のサイズより大きい、最小の2のべき乗である。
65000個より少ないキーを含むインデックスの場合、216。
4×109個より少ないキーを含むインデックスの場合、232。
1.8×1019個より少ないキーを含むインデックスの場合、264。
インデックス問合せは多くのキーヒットにつながることがある。問合せから返されるそれぞれの結果は、大容量データ記憶デバイスからの関連データの検索を引き起こし得る。これは通常ハードディスクであるため、問合せから返されるそれぞれの結果ごとにディスクI/O操作が要求される可能性がある。
ずっと小さいため、問合せによって返されるヒットの数は減少し、必要なディスクI/O操作も少なくなる。
本明細書で前述のように、データベースインデックスの効率は、それとともに使用されるキーの特性に大きく左右されることがあり、キー値が連続的に増大または減少する場合に潜在的に非効率的なインデックス付けシステムにつながる。このような無限定キーの例は、現在の時刻とともに絶えず増大する日時キーである。このようなキーがインデックスに追加されると、それにより新しいインデックスの領域が作成される。また、古いキーがインデックスから削除されると、それにより廃用になったインデックスの領域は新しいキー値のために再使用することができないような断片化を生じることがある。無限定キーの使用によりインデックスが不均衡にならないように、インデックス構造体を編成することができれば非常に有利であろう。
データの妥当性または有益性がある一定の時間範囲またはその他の値範囲に制限されるデータを処理することが必要になることがある。従来技術のデータベースでは、このような「一時」データは通常のデータと全く同様に処理され、結果として通常、廃用になった一時キーデータを明示的に削除すること、またはこのような廃用になったキーデータが存在するインデックスのセクションを除去することが必要である。このような操作は非常にプロセッサ集約的であることがあり、データベース内で相当のパフォーマンスオーバーヘッドを被るか、または設計制約を課することがある。
本明細書において前述のように、従来技術(Bツリー)の決定グラフは、キー値およびポインタ情報を保持するリーフブロックへとナビゲートされる。決定インデックスをナビゲートすることは、選択されたキーを見つけるために1回または複数回のディスク入出力操作を必要とすることがある。インデックスが一意的なキー組合せの存在を記録するために使用され、重複組合せが頻繁である場合、インデックスのディスク構造体は、高いパフォーマンスのシステムにとって不適当なことがある。
キーが存在するかどうかを確かめるチェックがキーインデックスに対して行われ得る。
B(K)=B(L)であるような任意の2つの等しくないキーKおよびLに対して、A(K)=A(L)となる可能性は低い。
要素番号=ABS(A(K)) modulo N
本明細書に述べられているように、従来技術のインデックスは通常、4個のキーデータからなる1つまたは複数の項目を含むノードを有するツリーグラフを使用する。ツリーグラフ(決定グラフ)は、キー値と、記憶されているデータ構造体へのポインタ情報とを保持するリーフブロック(結論セット)へとナビゲートされる。インデックスをナビゲートすることは、選択されたキーを見つけるために1回または複数回のディスク入出力操作を必要とすることがある。ディスクアクセス操作は一般に、インデックスの最大のパフォーマンスオーバーヘッドを表す。というのは一般に、ディスクアクセスはメモリアクセスに比べて遅く、データボトルネックが発生することがあるからである。このオーバーヘッドを軽減するため、インデックスは分割されることが多く、各分割を異なる物理ディスクに割り当てることにより、ディスクI/Oがインデックス操作中にオーバーラップされて、インデックスの全体のスループットを増大できるようにしている。インデックスを細分するこの方法は、インデックス分割のフラットな一次元的見方を提示する。
ットのアドレスを示す。こちらも、ポインタが存在しないことを示すためにゼロ値を使用することができる。これにより、決定グラフの「ツリー」状構造が、データプロセッサおよびそのメモリを用いて表現され記憶されることが可能となる。
1.決定群のすべての可能な値の数学的メジアン。
2.決定群のすべての期待値の数学的メジアン。
3.決定群のすべての期待値の数学的平均。
4.インデックスの作成時に指定される任意値。
5.現在の決定値(すなわちいちばん最近に使用された決定値)とそれに先行する決定値のメジアン。
i.決定群はすべての決定ノードについて同じであり得る。
ii.決定群は決定ノードへの訪問ごとに変化し得る。
iii.決定群は、前の決定ノードからの決定値が現在の決定群の決定範囲最大値または決定範囲最小値に達するかまたは近づくときに、変化し得る。
iv.決定群は、連続するノード間で決定値が1単位未満だけ、または他の何らかの所定しきい値未満だけ変化するときに、変化し得る。
・ASCII文字キーに関する厳密マッチインデックスで、各文字は8ビットを占有し、「A」〜「Z」の範囲にのみある。
・8ビットの固定された決定群。
・決定グラフの原点は、上位8ビット(第1文字)。
・決定群は、各決定ノードごとに8ビット(1文字)ずつ進む。
ときにも完了する。
1.固定された限界。
2.インデックスが作成されるときに指定される限界。
3.インデックスの有効期間にわたり指定可能な限界。
4.インデックス増大の関数として変動する限界。
が実施される。次に制御はステップ152に移り、キー内の決定群が決定値より大きいかどうかをテストする。テストが満たされる場合、制御はステップ154に移り、ハイポインタHPが検査され、新しい決定値DV1が作成される。
作成される。制御はステップ158からステップ156に移る。ポインタが存在する場合、ステップ156から制御はステップ160に移る。ステップ160は、ポインタがさらなる決定ノードを指しているかどうかを確かめるテストを行う。ポインタが決定ノードを指している場合、制御はステップ162に移り、次の決定ノードにテストを進める。ステップ162から制御はステップ164に移り、決定群が変更されるべきかどうかを確かめるテストを実行する。このテストへの答えがYESである場合、制御はステップ166に移り、上述の基準に従って新しい決定群の値を計算する。その後制御はステップ164または166のいずれかからステップ152に戻る。
、制御はステップ184に戻り、結論セットCS(S)が空になるようなときまでプロセスは繰り返される。その後、制御は、キー挿入手続きからの出口点を表すステップ190に移る。
論セットから除去される。
YESである場合、制御はステップ362に移り、そうでない場合、制御は、手続きからの出口を表すステップ364に移る。ステップ362は、ハイポインタが結論セットを指しているかどうかを確かめるテストを実行し、YESである場合、制御はステップ400に移る。そうでない場合、制御はステップ364に移り、新しい決定群および決定値を計算し、これらの新しい値から開始して、インデックスのさらなるトラバースが実行される。
き、新しいブロックが作成され、新しい決定ポインタが適宜新しいブロックを指すことができるという利点を有する。
これまでの図を参照して説明したデータベース構造体は、決定ノードが何らのキーデータも含まないような構造体に関するものである。しかし、1つまたは複数のノードが部分的なキーシーケンスを含むようにデータベース構造体を修正することが可能である。これは、パターンマッチングによるスカラーデータのインデックス付けおよび検索を容易にする。ツリー構造は依然として従来技術のデータベースに比べて小さいが、その理由は、各決定ノードは、従来技術のシステムの場合のようにキー全体ではなく比較的少量のデータしか含む必要がないからである。
明したものと非常に類似しており、簡単のため同じ参照番号が同じ部分に対して使用されている。ただし、ステップ152はステップ152′となるように修正されているが、これは、テストが、決定ノードにある決定ビットシーケンスがキー内に含まれるかどうかを確かめるように変更されているからである。YESである場合、制御はステップ154′に移り、包含ポインタがたどられる。その後、制御はステップ156に移る。ステップ152が、決定ビットシーケンスが候補キー内にないと判断した場合、制御はステップ158′に移り、除外ポインがたどられる。手続きへのもう1つの修正は、ステップ162がステップ152′の入力を直接指し、それによりステップ164および166を省略することができることである。しかし、他の点では、キー挿入手続きは前述の通りである。
、制御は、手続きを再び再帰的に呼び出すステップ522に移り、そうでない場合、制御はステップ524に移り、ポインタにより指される結論セットにジャンプする。ステップ524から、ステップ526で結論セットの探索が実行される。これはステップ516と同じである。ステップ526および522は両方とも、手続きの終了を表す出口ステップであるステップ528を指す。
従来のデータベースシステムでは、キーの全体が各決定ノードに記憶される。これに対して、上記の本発明では、キーの一部が各決定ノードに記憶された。ただし、その部分の長さに制約はない。出願人は、キーの全体またはキーの一部をそのネイティブな形式で記憶するのではなく、マッピングプロセスの結果から導出されるそのキーの表現を記憶することによって、さらなる空間節約が得られることを認識した。CRC32およびAdler32のようなハッシュ符号アルゴリズムは既知であり、キー値を符号化するマッピングの機能を提供する。これらのアルゴリズムは、長いビットシーケンスに作用して、ずっと短いビットシーケンスを導出する。マッピングアルゴリズムは、入力ビットシーケンスが常に同じであれば導出されるビットシーケンスが常に同じであるという点で決定論的であ
る。しかし、マッピングは、得られる高度の圧縮に起因して一意的ではあり得ず、結果としていくつかの入力シーケンスがずっと短い1つの出力シーケンスにマッピングされることになる。それにもかかわらず、この結果を受け入れることにより、インデックスの設計を大幅に縮小することができる。こうして、候補キーKに対してツリーグラフをナビゲートするとき、Kの代わりに値A(K)が使用されることを除いては、従来のトラバース方法に従う。ただし、Aはそのツリーグラフに対して使用されるマッピング関数である。
。マッピングされたキーAおよびBが両方とも結論セットに記憶される。というのは、これにより、結論セットが最大サイズに達した場合にその結論セットの再マッピングが容易になるからである。
図21は、本発明の実施形態を構成するインデックスを図式的に示す。概念的には、インデックスは従来のBツリーインデックスのもののように見える。しかし、ネイティブなキー全体が決定ツリーの各ノード内に含まれるのではなく、キーの符号化バージョンが使用される。ここでキーはモジュロ算術関数を用いてマッピングされる。また、キーの一部のみが無限定である場合、キーの一部のみが本発明に従ってマッピングされればよいということになる。したがって、キーが探索、削除または挿入のためにインデックスに提示されるとき、その使用前に標準的なモジュロ関数がキーに適用される。モジュロを文字ストリングキータイプに適用するには、ストリングを複数バイトの非常に大きい符号なし絶対値整数として扱い(最初の文字がその整数値の最上位バイトである)、それからモジュロを適用することが必要である。
クス方法、または本明細書に提示される方法により、符号化されたキー値を用いて結論セット(リーフブロック)まで、前述のようにナビゲートされる。その後、キーは、そのネイティブな形式、またはその符号化された形式のいずれかで、結論セットに挿入される。削除および探索も同様に実行される。つまり、探索において、結論セットに到達した後、キーは、結論セット内のすべてのキー値と、それらのネイティブな形式、または符号化された形式のいずれかで比較される。
図23は、本発明の実施形態を構成する結論セット/リーフブロック600のデータ構造を図式的に示す。結論セットはエイジベース602を含む。エイジベース602は、結論セット600へのいちばん最近の更新の日時を表す。結論セットはまた、複数のキーエントリ604、606および608も含む。簡単のためキーエントリ608だけを考えると、これはさらに3つの部分、すなわちエントリエイジ608A、エントリキー情報608Bおよびエントリ属性情報608Cに分割される。
例では、値0と255の間に設定されることが可能であるが、他の値範囲も適宜選択され得る。0はエントリが新しいこと、またはエイジベースよりも1エイジユニット未満しか経過していないことを示す。255はエントリが廃用になっていることを示す。
前述のように、決定グラフ(インデックス)の全体を半導体メモリ内に保持することが好ましい。これは高速アクセスを可能にするからである。しかし、データベースを動作させるハードウェアプラットフォームの能力またはデータベースのサイズが、インデックスの全体を半導体メモリなどの中に保持することが可能でないようなものであることがある。これは、例えば、マシンがマルチタスク動作を行い、他の機能を実行することが予想されるからであるかもしれない。
しばしば、インデックス内の探索項目は、2個以上の探索基準を用いて実行されることが所望される。これらの基準は、一般にブール代数の原理に従って組み合わされる。
ス問合せにより指されるデータをフェッチするために、さらに100回の遅いディスクI/O操作を必要とする可能性がある。
65025分の1すなわち0.002%未満である。3個の修飾子の場合、不正なデータ項目を返す確率は約1400万分の1にまで減少する。
索しようとしたとすると、従来ならばこれは各探索キーごとに64バイトのデータの記憶領域を必要とするであろう。本発明では、この要件はたった15バイトのデータまで縮小される。
しばしば、データベース内でパターンマッチング問合せを行うことが所望される。例えば、探索キーの全体に対する探索ではなく、キーの一部を用いて探索が実行される。
〈その他〉
(態様1) 使用時にインデックス(2)およびデータ(16)を備えるデータベースを編成する方法であって、前記インデックス(2)は、複数のビットにより表現される少なくとも1つの記号を含む探索キーを用いて問合せされて、探索基準に合致するデータを見つけるようになっており、
前記インデックス(2)は、探索中に結論セット(6〜14)に到達するまでナビゲートされるノードの階層的構造体であり、該構造体は、キー記号が該構造体内のノードに記憶されず、かつ各ノードが該ノードからの3個より少ない出口パスを有するように編成されることを特徴とする方法。
(態様2) 前記ノードは、該ノードに関連するキーの全体を記憶しないことを特徴とする、態様1に記載の方法。
(態様3) 前記ノードは、該ノードの質問に関係する決定規則を記憶しない、態様1または2に記載の方法。
(態様4) 各ノードにおける決定は単純問合せであり、各ノードから最大2個の出口パスがある、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様5) ノードにおいて、問合せに使用される前記キーまたは前記キーの一部は前記ノードにおける決定基準と比較され、適用されるテストは、前記キーまたは前記キーの一部が前記決定基準より大きいかまたは小さい、態様4に記載の方法。
(態様6) 前記データベース内のあらゆるレコードが1つの結論セットに属する、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様7) 使用時に、前記決定ノードの階層的構造体は、データプロセッサの電子メモリ内に保持される決定グラフを形成する、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様8) 各結論セットは最大サイズを有する、態様6に記載の方法。
(態様9) 結論セットのサイズは、データ記憶デバイスで使用されるデータまたはアドレスブロックのサイズと同じか、またはその整数倍である、態様8に記載の方法。
(態様10) 結論セットが所定サイズに近づくとき、新しい決定ノードが前記ノードの階層的構造体に挿入され、前記結論セット内にあったデータは、前記新しい決定ノードの出口パスを介して到達される新しい結論セット内に再インデックス付けされる、態様8に記載の方法。
(態様11) 前記新しい決定ノードは、前記所定サイズに達した結論セットを指していたノードからの出口パスに挿入される、態様10に記載の方法。
(態様12) 前記データベースの構造的再編成は、一度に1個または2個の決定ノードにのみ影響する、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様13) 前記決定ノードは、前記探索キーの一部に関係付けられる、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様14) 前記決定グラフは、前記キーの構造に大きく依存しない、態様13に記載の方法。
(態様15) 前記ノードの階層的構造体は、キーシーケンスの意味論的順序が保存されるように構造化される、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様16) 前記結論セット内の各エントリは、前記結論セット内の次の項目を指すリンクフィールドと、前記結論セット内のエントリに関連するキーの厳密な値を保持するキーフィールドと、前記キーに対応するデータまたは前記キーに対応するデータを指すポインタの一方を保持する属性フィールドとを備える、態様6に記載の方法。
(態様17) 各ノードは、使用時にキー内の決定ビット群と比較される関連する決定値を有し、前記比較の結果は前記ノードからの出口パスを選択するために使用される、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様18) 前記決定値は、
決定群のすべての可能な値の数学的メジアン、
決定群の期待値の数学的メジアン、
決定群のすべての期待値の数学的平均、
前記インデックスの作成時に選択される所定値、ならびに、
いちばん最近に使用された決定値およびそれに先行する決定値の関数として選択される値
のうちの1つから選択される、態様17に記載の方法。
(態様19) 訪問された決定ノードにおける決定群の選択は、
すべての決定ノードについて同じである決定群、
決定ノードへの訪問ごとに変化する決定群、
先行するノードにおける決定値が現在の決定群の決定範囲最大値または決定範囲最小値に達するときに変化する決定群、および、
連続するノード間で前記決定値が所定しきい値未満だけ変化するときに変化する決定群のうちの1つから選択される、態様17または18に記載の方法。
(態様20) データを追加するとき、前記インデックスは結論セットに到達するまで、または結論セットを作成する必要性が確認されるまでナビゲートされ、続いてデータが前記結論セットに追加される、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様21) 前記ノードのうちの1つまたは複数は、部分的なキーシーケンスを含む、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様22) 前記結論セットに記憶されるキーは圧縮形態で記憶される、態様16に記載の方法。
(態様23) 前記圧縮は、前記キーを前記キーのより小さい表現にマッピングする、態様22に記載の方法。
(態様24) 前記マッピングは、前記マッピングが所与のキーに適用されるときに常に同じ結果を返すように良好に挙動する、態様23に記載の方法。
(態様25) 前記キーは、少なくとも2つの異なるアルゴリズムを用いて圧縮される、態様22、23または24に記載の方法。
(態様26) 前記少なくとも2つの圧縮の結果は、前記結論セットに記憶される、態様25に記載の方法。
(態様27) キーは、限定された範囲に該キーをマッピングする演算子によって処理される、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様28) 前記演算子は、キーを前記データベース全体にわたり実質的に一様に分配する、態様27に記載の方法。
(態様29) 前記演算子は、モジュロ関数およびハッシュ関数のうちの1つから選択される、態様27または28に記載の方法。
(態様30) 前記結論セット内に記憶されるキーは、該キーおよび該キーデータが前記データベース内に維持されるべき持続期間を示すデータフィールドを含む、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様31) 期限切れになったキーおよびデータは、新しいデータで上書きするために利用可能となる、態様30に記載の方法。
(態様32) 期限切れのキーおよびデータは、前記データベースから能動的には削除されない、態様30または31に記載の方法。
(態様33) 結論セットがアクセスされるとき、持続期間を有する各エントリのエイジが計算され、該計算の結果が、どのエントリが上書き可能かを判定するために記憶され、または使用されることが可能である、態様30、31または32に記載の方法。
(態様34) 前記データベースは、キーインデックスおよび決定インデックスを備え、前記キーインデックス内のキーは圧縮された方式で記憶され、前記キーを用いて前記決定インデックスに質問する前に前記キーが存在するかどうかを確かめるチェックが前記キーインデックスに対して行われる、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様35) 前記キーが前記キーインデックス内に存在しない場合、前記決定インデックスは探索されない、態様34に記載の方法。
(態様36) キーを挿入する操作中に、前記キーインデックスのチェックが行われ、合致するエントリが見出される場合、前記キーは重複として拒否される、態様34または35に記載の方法。
(態様37) 前記キーインデックス内のキーは、圧縮、符号化またはマッピングされた形式で記憶される、態様34ないし36のいずれか一項に記載の方法。
(態様38) 前記キーはハッシュ関数を用いてマッピングされる、態様37に記載の方法。
(態様39) 前記キーインデックスは要素配列を備え、該配列内の要素の数は、前記インデックス内の一意的なキー要素の数と少なくとも同数である、態様34ないし38のいずれか一項に記載の方法。
(態様40) 2つの異なる関数が使用され、一方のハッシュ関数は、前記キーインデックス内の宛先要素E(K)を計算するプロセスの一部として使用され、他方のハッシュ関数は、前記キーを符号化するために使用され、その結果B(K)は前記宛先要素に記憶される、態様39に記載の方法。
(態様41) 前記キーインデックスの問合せ中に、前記宛先要素が目標キーについて計算され、前記第2のハッシュ関数を用いて符号化された値が前記目標キーについて計算され、前記符号化された値が前記宛先要素に既存の値に合致する場合に、前記キーは重複であるとみなされる、態様40に記載の方法。
(態様42) 前記インデックスは、インデックスがその作業負荷の一部を少なくとも1つの他のインデックスに代行させることができるように、インデックスの階層的構造体を備える、先行する態様のいずれか一項に記載の方法。
(態様43) 作業を代行しているインデックスは、作業を他のインデックスに代行させることができる、態様42に記載の方法。
(態様44) インデックスのキー目録は、範囲によって定義され、前記範囲の外部のキーに対して操作するいかなる要求も前記インデックスにより拒否される、態様42または43に記載の方法。
(態様45) 前記キーはデータベースのインデックス範囲内にあり、前記データベースは、前記キーがいずれかの代行インデックスの目録範囲内にある場合、前記キーに対する操作を自分自身で実行すること、またはそのタスクを代行させることが可能である、態様44に記載の方法。
(態様46) 各インデックスは、物理記憶デバイスに関連付けられることにより、複数の並行ディスクアクセスが起こることを可能にする、態様42ないし45のいずれか一項に記載の方法。
(態様47) インデックスおよびデータを有するデータベースから情報を得る方法であって、該インデックスは、探索キーを用いて問合せされて、探索基準に合致するデータを見つけるようになっており、
前記インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、該構造体は結論セットに到達するまでナビゲートされ、ノードはキーのサブシーケンスを含むことが可能であり、とるべきアクションを決定するために候補キーが前記サブシーケンスと比較されることが可能であり、(N+1)番目のレイヤにあるノードに記憶される前記キーの部分は、N番目のレイヤ内の先行するノードに記憶される部分と無関係であることを特徴とする方法。
(態様48) データベース内でキーを符号化する方法であって、前記キーの記憶空間要件を縮小するように、キーデータが少なくとも1つの結論セットにハッシュ形式で記憶される方法。
(態様49) 範囲の限界を表す第1キーと第2キーの間のキーの範囲を有するデータベースをナビゲートする方法であって、前記キーは縮小された範囲にマッピングされ、前記キーの順序が前記マッピング中に保存されない場合、前記キーの大きい方より大きいマッピングされた空間と、前記キーの小さい方より小さいマッピングされた空間とに対して
探索が行われる方法。
(態様50) 前記結論セットは前記キーをマッピングなしの形式で含む、態様49に記載の方法。
(態様51) データベース内でキーを管理する方法であって、前記キーは、前記キーおよび前記キー関連データが前記データベース内に維持されるべき持続期間を示すデータフィールドを含むことを特徴とする方法。
(態様52) 期限切れになったキーおよびデータは、新しいデータで上書きするために利用可能となる、態様51に記載の方法。
(態様53) 期限切れのキーおよびデータは、前記データベースから能動的には削除されない、態様51または52に記載の方法。
(態様54) 結論セットがアクセスされるとき、持続期間を有する各エントリのエイジが計算され、該計算の結果は、どのエントリが上書き可能かを判定するために記憶され、または使用されることが可能である、態様51、52または53に記載の方法。
(態様55) キーインデックスおよび決定インデックスを備えるデータベース内でデータを編成する方法であって、使用時に、前記キーインデックス内のキーは圧縮された方式で記憶され、前記キーを用いて前記決定インデックスに質問する前に前記キーが存在するかどうかを確かめるチェックが前記キーインデックスに対して行われる方法。
(態様56) 使用時に前記キーインデックスは半導体メモリ内に保持される、態様55に記載の方法。
(態様57) 前記キーが前記キーインデックス内に存在しない場合、前記決定インデックスは探索されない、態様55に記載の方法。
(態様58) キーを挿入する操作中に、前記キーインデックスのチェックが行われ、合致するエントリが見出される場合、該キーは重複として拒否される、態様55、56または57に記載の方法。
(態様59) 前記キーインデックス内のキーは、圧縮、符号化またはマッピングされた形式で記憶される、態様55ないし58のいずれか一項に記載の方法。
(態様60) 前記キーはハッシュ関数を用いてマッピングされる、態様59に記載の方法。
(態様61) 前記キーインデックスは要素配列を備え、該配列内の要素の数は、前記インデックス内の一意的なキー要素の数と少なくとも同数である、態様55ないし60のいずれか一項に記載の方法。
(態様62) 2つの異なる関数が使用され、一方のハッシュ関数は、前記キーインデックス内の宛先要素E(K)を計算するプロセスの一部として使用され、他方のハッシュ関数は、前記キーを符号化するために使用され、その結果B(K)は前記宛先要素に記憶される、態様61に記載の方法。
(態様63) 前記キーインデックスの問合せ中に、前記宛先要素が目標キーについて計算され、前記第2のハッシュ関数を用いて符号化された値が前記目標キーについて計算され、前記符号化された値が前記宛先要素に既存の値に合致する場合に、前記キーは重複であるとみなされる、態様62に記載の方法。
(態様64) データベース内でデータを編成する方法であって、インデックスがその作業負荷の一部を少なくとも1つの他のインデックスに代行させることができるように、インデックスは、インデックスの階層的構造体を備える方法。
(態様65) 作業を代行しているインデックスは、作業を他のインデックスに代行させることができる、態様64に記載の方法。
(態様66) インデックスのキー目録は範囲によって定義され、前記範囲の外部のキーに対して操作するいかなる要求も前記インデックスにより拒否される、態様64または65に記載の方法。
(態様67) 前記キーはデータベースのインデックス範囲内にあり、前記データベースは、前記キーがいずれかの代行インデックスの目録範囲内にある場合、前記キーに対する操作を自分自身で実行すること、またはそのタスクを代行させることが可能である、態
様66に記載の方法。
(態様68) 各インデックスは、物理記憶デバイスに関連付けられることにより、複数の並行ディスクアクセスが起こることを可能にする、態様64ないし67のいずれかに記載の方法。
(態様69) 態様1ないし46のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
(態様70) 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、態様69に記載のコンピュータ可読命令。
(態様71) 使用時にインデックス(2)およびデータ(16)を備えるデータベースであって、前記インデックス(2)は、探索基準に合致するデータを見つけるために、各記号が複数のビットにより表現される少なくとも1つの記号を含む探索キーを用いて問合せされ、
前記インデックス(2)は、探索中に結論セット(6〜14)に到達するまでナビゲートされるノードの階層的構造体であり、該構造体は、キー記号が前記ノードに記憶されず、かつ各ノードが最大2個の出口パスを有するように編成されることを特徴とするデータベース。
(態様72) 態様47に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
(態様73) 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、態様72に記載のコンピュータ可読命令。
(態様74) インデックスおよびデータを有するデータベースであって、前記インデックスは、探索キーを用いて問合せされて、探索基準に合致するデータを見つけるようになっており、
前記インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、該構造体は結論セットに到達するまでナビゲートされ、ノードはキーのサブシーケンスを含むことが可能であり、とるべきアクションを定めるために候補キーが該サブシーケンスと比較されることが可能であり、記憶される前記キーの部分は、前記階層的構造体内のレイヤ間において単調な系列では変化しないことを特徴とするデータベース。
(態様75) 態様49または50に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
(態様76) 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、態様75に記載のコンピュータ可読命令。
(態様77) キーの記憶空間要件を縮小するように、キーデータが少なくとも1つの結論セットに符号化形式で記憶されるデータベース。
(態様78) 態様51ないし54のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
(態様79) 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、態様78に記載のコンピュータ可読命令。
(態様80) データベースであって、該データベース内のキーは、該キーおよび該キーの関連データが前記データベース内に維持されるべき持続期間を示すデータフィールドを含むことを特徴とするデータベース。
(態様81) 態様55ないし63のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
(態様82) 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、態様81に記載のコンピュータ可読命令。
(態様83) キーインデックスおよび決定インデックスを備えるデータベースであって、前記キーインデックス内のキーは圧縮された方式で記憶され、前記キーを用いて前記決定インデックスに質問する前に前記キーが存在するかどうかを確かめるチェックが前記キーインデックスに対して行われるデータベース。
(態様84) 態様64ないし68のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行
させるコンピュータ可読命令。
(態様85) 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、態様84に記載のコンピュータ可読命令。
(態様86) インデックスを有するデータベースであって、前記インデックスは、階層的構造体内のインデックスがその作業負荷の一部を前記階層的構造体内の少なくとも1つの他のインデックスに代行させることができるように、インデックスの階層的構造体を備えるデータベース。
(態様87) データベースを編成する方法であって、該データベースはインデックスを備え、該データベースは、所定サイズのブロック単位で記憶容量を割り当てるように編成された大容量記憶デバイスを有する計算システム上にホストされ、前記インデックスは少なくとも1つのブロック内に記憶され、所与のブロック内のインデックスのサイズが、さらなる記憶領域が要求されるほどに増大するとき、新しいブロックが作成され、前記インデックスの一部が該新しいブロックに移動される方法。
(態様88) 前記インデックス内への新しいノードの挿入時に、該ノードは新しいブロックの作成を引き起こし、前記新しいノードは前記新しいブロックに挿入され、前記インデックスの残りの部分は既存のブロック内にとどまる、態様87に記載の方法。
(態様89) 前記インデックス内への新しいノードの挿入時に、該ノードは既存のブロックからの新しいブロックの作成を引き起こし、前記インデックスは、前記新しいブロックと前記既存のブロックとの間で実質的に均等に再分配される、態様87に記載の方法。
(態様90) データベースであって、該データベースはインデックスを備え、該データベースは、所定サイズのブロック単位で記憶容量を割り当てるように編成された大容量記憶デバイスを有する計算システム上に編成され、前記インデックスは少なくとも1つのブロック内に記憶され、所与のブロック内のインデックスのサイズが、さらなる記憶領域が要求されるほどに増大するとき、新しいブロックが作成され、前記インデックスの一部が該新しいブロックに移動されるデータベース。
(態様91) インデックスを有するデータベースを編成する方法であって、前記インデックスに対するキーを形成する要素は、可能な要素の少なくとも一部を構成する第1セットから該第1セットより小さい第2セットへマッピングされる方法。
(態様92) 前記マッピングは音声的に類似の文字を共通の値に変換することを含む、態様91に記載の方法。
(態様93) 前記マッピングはすべての母音を除去することを含む、態様91に記載の方法。
(態様94) 前記マッピングは母音を共通の値に変換することを含む、態様91に記載の方法。
(態様95) 前記マッピングは句読文字を除去することを含む、態様91に記載の方法。
(態様96) 前記マッピングは句読文字を共通の値に変換することを含む、態様91に記載の方法。
(態様97) 前記マッピングは数字を除去することを含む、態様91に記載の方法。
(態様98) 前記マッピングは数字を共通の値に変換することを含む、態様91に記載の方法。
(態様99) データベースを編成する方法であって、インデックスをナビゲートするために使用されるキーは複合キーであり、該複合キー内の1つまたは複数のキーは圧縮形態で表現される方法。
(態様100) 主キーは非圧縮であり、前記複合キー内の他のキーは圧縮される、態様99に記載の方法。
(態様101) 前記または各圧縮されたキーは、前記データベースを用いて実行される探索を精緻化するために使用される修飾子として作用する、態様99または100に記載の方法。
(態様102) 前記インデックスは主キーを用いて結論セットに到達するまでナビゲートされ、次に前記結論セット内の結果が前記または各修飾子を用いて質問される、態様101に記載の方法。
(態様103) 前記キーはハッシュ関数を用いて圧縮される、態様99に記載の方法。
(態様104) 態様99ないし103のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
Claims (55)
- インデックスおよびデータを有するデータベースから情報を得る方法であって、該インデックスは、探索キーを用いて問合せされて、探索基準に合致するデータを見つけるようになっており、
前記インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、該構造体は結論セットに到達するまでナビゲートされ、ノードはキーのサブシーケンスを含むことが可能であり、とるべきアクションを決定するために候補キーが前記サブシーケンスと比較されることが可能であり、(N+1)番目のレイヤにあるノードに記憶される前記キーの部分は、N番目のレイヤ内の先行するノードに記憶される部分と無関係であることを特徴とする方法。 - データベース内でキーを符号化する方法であって、前記キーの記憶空間要件を縮小するように、キーデータが少なくとも1つの結論セットにハッシュ形式で記憶される方法。
- 範囲の限界を表す第1キーと第2キーの間のキーの範囲を有するデータベースをナビゲートする方法であって、前記キーは縮小された範囲にマッピングされ、前記キーの順序が前記マッピング中に保存されない場合、前記キーの大きい方より大きいマッピングされた空間と、前記キーの小さい方より小さいマッピングされた空間とに対して探索が行われる方法。
- 前記結論セットは前記キーをマッピングなしの形式で含む、請求項3に記載の方法。
- データベース内でキーを管理する方法であって、前記キーは、前記キーおよび前記キー関連データが前記データベース内に維持されるべき持続期間を示すデータフィールドを含むことを特徴とする方法。
- 期限切れになったキーおよびデータは、新しいデータで上書きするために利用可能となる、請求項5に記載の方法。
- 期限切れのキーおよびデータは、前記データベースから能動的には削除されない、請求項5または6に記載の方法。
- 結論セットがアクセスされるとき、持続期間を有する各エントリのエイジが計算され、該計算の結果は、どのエントリが上書き可能かを判定するために記憶され、または使用されることが可能である、請求項5、6または7に記載の方法。
- キーインデックスおよび決定インデックスを備えるデータベース内でデータを編成する方法であって、使用時に、前記キーインデックス内のキーは圧縮された方式で記憶され、前記キーを用いて前記決定インデックスに質問する前に前記キーが存在するかどうかを確かめるチェックが前記キーインデックスに対して行われる方法。
- 使用時に前記キーインデックスは半導体メモリ内に保持される、請求項9に記載の方法。
- 前記キーが前記キーインデックス内に存在しない場合、前記決定インデックスは探索されない、請求項9に記載の方法。
- キーを挿入する操作中に、前記キーインデックスのチェックが行われ、合致するエントリが見出される場合、該キーは重複として拒否される、請求項9、10または11に記載の方法。
- 前記キーインデックス内のキーは、圧縮、符号化またはマッピングされた形式で記憶される、請求項9ないし12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記キーはハッシュ関数を用いてマッピングされる、請求項13に記載の方法。
- 前記キーインデックスは要素配列を備え、該配列内の要素の数は、前記インデックス内の一意的なキー要素の数と少なくとも同数である、請求項9ないし10のいずれか一項に記載の方法。
- 2つの異なる関数が使用され、一方のハッシュ関数は、前記キーインデックス内の宛先要素E(K)を計算するプロセスの一部として使用され、他方のハッシュ関数は、前記キーを符号化するために使用され、その結果B(K)は前記宛先要素に記憶される、請求項15に記載の方法。
- 前記キーインデックスの問合せ中に、前記宛先要素が目標キーについて計算され、前記第2のハッシュ関数を用いて符号化された値が前記目標キーについて計算され、前記符号化された値が前記宛先要素に既存の値に合致する場合に、前記キーは重複であるとみなされる、請求項16に記載の方法。
- データベース内でデータを編成する方法であって、インデックスがその作業負荷の一部を少なくとも1つの他のインデックスに代行させることができるように、インデックスは、インデックスの階層的構造体を備える方法。
- 作業を代行しているインデックスは、作業を他のインデックスに代行させることができる、請求項18に記載の方法。
- インデックスのキー目録は範囲によって定義され、前記範囲の外部のキーに対して操作するいかなる要求も前記インデックスにより拒否される、請求項18または19に記載の方法。
- 前記キーはデータベースのインデックス範囲内にあり、前記データベースは、前記キーがいずれかの代行インデックスの目録範囲内にある場合、前記キーに対する操作を自分自身で実行すること、またはそのタスクを代行させることが可能である、請求項20に記載の方法。
- 各インデックスは、物理記憶デバイスに関連付けられることにより、複数の並行ディスクアクセスが起こることを可能にする、請求項18ないし21のいずれかに記載の方法。
- 請求項1に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
- 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、請求項23に記載のコンピュータ可読命令。
- インデックスおよびデータを有するデータベースであって、前記インデックスは、探索キーを用いて問合せされて、探索基準に合致するデータを見つけるようになっており、
前記インデックスは決定ノードの階層的構造体であり、該構造体は結論セットに到達するまでナビゲートされ、ノードはキーのサブシーケンスを含むことが可能であり、とるべきアクションを定めるために候補キーが該サブシーケンスと比較されることが可能であり、記憶される前記キーの部分は、前記階層的構造体内のレイヤ間において単調な系列では変化しないことを特徴とするデータベース。 - 請求項3または4に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
- 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、請求項26に記載のコンピュータ可読命令。
- キーの記憶空間要件を縮小するように、キーデータが少なくとも1つの結論セットに符号化形式で記憶されるデータベース。
- 請求項5ないし8のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
- 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、請求項29に記載のコンピュータ可読命令。
- データベースであって、該データベース内のキーは、該キーおよび該キーの関連データが前記データベース内に維持されるべき持続期間を示すデータフィールドを含むことを特徴とするデータベース。
- 請求項9ないし17のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
- 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、請求項32に記載のコンピュータ可読命令。
- キーインデックスおよび決定インデックスを備えるデータベースであって、前記キーインデックス内のキーは圧縮された方式で記憶され、前記キーを用いて前記決定インデックスに質問する前に前記キーが存在するかどうかを確かめるチェックが前記キーインデックスに対して行われるデータベース。
- 請求項18ないし22のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
- 前記命令はデータキャリア上を運ばれる、請求項35に記載のコンピュータ可読命令。
- インデックスを有するデータベースであって、前記インデックスは、階層的構造体内のインデックスがその作業負荷の一部を前記階層的構造体内の少なくとも1つの他のインデックスに代行させることができるように、インデックスの階層的構造体を備えるデータベース。
- データベースを編成する方法であって、該データベースはインデックスを備え、該データベースは、所定サイズのブロック単位で記憶容量を割り当てるように編成された大容量記憶デバイスを有する計算システム上にホストされ、前記インデックスは少なくとも1つのブロック内に記憶され、所与のブロック内のインデックスのサイズが、さらなる記憶領域が要求されるほどに増大するとき、新しいブロックが作成され、前記インデックスの一部が該新しいブロックに移動される方法。
- 前記インデックス内への新しいノードの挿入時に、該ノードは新しいブロックの作成を引き起こし、前記新しいノードは前記新しいブロックに挿入され、前記インデックスの残りの部分は既存のブロック内にとどまる、請求項38に記載の方法。
- 前記インデックス内への新しいノードの挿入時に、該ノードは既存のブロックからの新しいブロックの作成を引き起こし、前記インデックスは、前記新しいブロックと前記既存
のブロックとの間で実質的に均等に再分配される、請求項38に記載の方法。 - データベースであって、該データベースはインデックスを備え、該データベースは、所定サイズのブロック単位で記憶容量を割り当てるように編成された大容量記憶デバイスを有する計算システム上に編成され、前記インデックスは少なくとも1つのブロック内に記憶され、所与のブロック内のインデックスのサイズが、さらなる記憶領域が要求されるほどに増大するとき、新しいブロックが作成され、前記インデックスの一部が該新しいブロックに移動されるデータベース。
- インデックスを有するデータベースを編成する方法であって、前記インデックスに対するキーを形成する要素は、可能な要素の少なくとも一部を構成する第1セットから該第1セットより小さい第2セットへマッピングされる方法。
- 前記マッピングは音声的に類似の文字を共通の値に変換することを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記マッピングはすべての母音を除去することを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記マッピングは母音を共通の値に変換することを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記マッピングは句読文字を除去することを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記マッピングは句読文字を共通の値に変換することを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記マッピングは数字を除去することを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記マッピングは数字を共通の値に変換することを含む、請求項42に記載の方法。
- データベースを編成する方法であって、インデックスをナビゲートするために使用されるキーは複合キーであり、該複合キー内の1つまたは複数のキーは圧縮形態で表現される方法。
- 主キーは非圧縮であり、前記複合キー内の他のキーは圧縮される、請求項99に記載の方法。
- 前記または各圧縮されたキーは、前記データベースを用いて実行される探索を精緻化するために使用される修飾子として作用する、請求項50または51に記載の方法。
- 前記インデックスは主キーを用いて結論セットに到達するまでナビゲートされ、次に前記結論セット内の結果が前記または各修飾子を用いて質問される、請求項52に記載の方法。
- 前記キーはハッシュ関数を用いて圧縮される、請求項50に記載の方法。
- 請求項50ないし54のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令。
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