JP2511435B2 - ル−ルベ−スのデ−タ検索方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般的に、データ処理システムの分野に関
し、より詳細には、データ処理システムに用いるメモリ
システムに関する。

背景技術 人口知能システムに用いられる実質的に全てのデータ
処理システムは、情報が記憶され且つ選択的に検索され
ることを要する。情報は、一度に１つ検索されるべき多
数のレコードから成る、メモリに記憶されるデータベー
スとして通常は構成される。通常、各レコードは、１単
位として検索される。データベース検索の最も単純な例
は、１つ又はそれ以上のキーワードを含む全てのレコー
ドの検索を含むものである。例えば、データベースが１
レコード当り１つの記事として、特定の組の科学雑誌に
おける全ての記事からなる。ここで、１つ又はそれ以上
のキーワードを含む全ての記事、例えば、「計算」及び
「人口知能」という語を含む全てのレコードを検索した
くなったとしよう。

「エキスパートシステム」において、データベース
は、種々のルールに体系的に整理され、所与の仕様に一
致するルールを繰り返し探索されなければならない。こ
の所与の仕様は、又は「問合せシーケンス」と呼ぶこと
ができる。「ルールベース」探索と呼ばれる、この型の
探索は、上記の１つ又はそれ以上のキーワードを含むレ
コードのための探索とは大きく異なる。ルールベース探
索において、システムは、データベースにおける多くの
ルールの内どれが現在存在する問題に次に適用されるか
を選択しなければならない。この選択は解決される問題
における変数間のデータ及び関係に依存する。エキスパ
ートシステムは、同一のデータ及び（又は）変数の間の
関係を含むこれらのルールを選択しなければならない。
キーワード探索は、システムが、同じデータを含むルー
ルを選択することのみを要求する。例えばこれらのルー
ルは、次の形式となる。

IF＜条件＞、THEN＜行動又は結論＞である。

データベースにおけるこれらのルールの１つは以下の
ようになる。

IF（Ｘが食べる）、THEN（Ｘは空腹である）。

問題が情報「ピータが食べる」を含む場合、システム
は、（Ｘが食べる）を含む情報を見つけるために全ての
ルールを探索するタスクに直面する。ここで、Ｘは、既
知の情報における任意のエレメントに置き換えられる可
変エレメントである。上記のルールは、「食べる」を含
む任意の他のルールと共に探索される。一旦、システム
がこのルールを検索すると、システムは、Ｘにピータを
置き換え、次にピータは空腹であると結論する。

このルールベースの探索は、１つ又はそれ以上のキー
ワードを含む全ての記録が検索される単純なキーワード
又はキーエレメント探索とは大きく異なる。ルールベー
ス探索においてデータベース記憶に含まれるエレメント
の数と順序は両方とも重要である。３つのレコード（a,
x,b）、（a,z,b）及び（b,（d,e）,a）を含むデータベ
ースを考えることにする。「ａ」及び「ｂ」を含む全て
のレコードへの要求は、上記のレコードの全てを検索す
る。しかしながら、形式（a,b）の全ての「ルール」へ
の要求は、各レコードが、３個のエレメントを含んでお
り且つ要求されたルールが２つしかエレメントを含んで
いないため、これらのレコードのどれによっても満足さ
れない。フォーム（a,?,b）、即ち？は、任意のベー
ス、副表現、又は別の変数によって満足し得る可変エレ
メントを示す所のこのフォームの全てのルールに対する
要求は、「ａ」及び「ｂ」が第３のレコードにおいて異
なった順序で現われるため、最初の２つのレコードを検
索するが、第３のレコードは検索しない。従って変数の
概念によっても、ルールベースの検索システムは、規定
されていない順序にあるキーエレメントに基づくレコー
ドを選択するのに都合よく用いることができない。

同様にして、キーワード探索システムは、エレメント
が異なった順序で現われるかあるいは好ましくない付加
的なエレメントと共に存在している多くのレコードを検
索するため、ルールベースの検索問題にはよく適してい
ない。これらの余分なレコードは、それらが検索された
後システムによって捨てられなければならず、これは、
好ましくないルールを記憶するための処理時間及び付加
的なメモリの両方を必要とする。

現在入手可能なコンピュータハードウェアを用いる人
口知能システムを実現するにあたり遭遇する１つの問題
は、大きなデータベースを探索して特定の問合せシーケ
ンスに一致するレコードを見つけるのに要する時間であ
る。有用なものとするためには、斯かるシステムは、非
常に多くのレコードを含まなければならない。データベ
ースを探索するのに必要な時間は、データベースの長さ
に比例するため、固定探索速度を有するシステムが、新
しいルールの型をとる新しい情報の付加によって「より
賢く」なると、この時間も、遅くなる。この問題は、探
索されるべきデータベースのサイズが増加する時にシス
テムの探索速度を早くすることによってのみ解決され得
る。

集積回路技術においてなされてきた多くの改良にも拘
わらず、最新のコンピュータは、元来のノイマン型の設
計と殆んど異なっていない。古典的なノイマン型マシン
は、中央処理装置及び固定された長さのワードで構成さ
れる独立のメモリからなっている。処理装置は、このメ
モリの始めに対する所望のワードの位置、即ちそのアド
レスを規定することにより一度に１ワードずつメモリか
らデータを取り出す。

上記の探索を実行するために、ノイマン型の中央処理
装置は、この後、メモリからデータベースの各ワードを
検索し、次にこれをこれもまたメモリに記憶されている
問合せシーケンスにおけるワードの各々と比較する。１
つの処理装置が実行することができる速度には限度があ
るため、実用におけるノイマン型のマシンは、アクセス
され得るデータベースのサイズについて限定されてい
る。秒当り一千万個の比較の速度においてさえも、ノイ
マン型のマシンは、例えば米国における種々の管轄に関
する司法リポーターシリーズのみを含んでいるライブラ
リーの内容を探索するのに困難を窮める。

速度の限界に加えて、ノイマン型アーキテクチュアは
また、その固有のハードウェア依存性の故に多くの限界
を示す。メモリアドレスを規定するために、固定された
数のアドレスラインが用いられる。Ｎ個のアドレスライ
ンを有するシステムは、2^Nワードのメモリをアドレス指
定することができるだけである。この限界を越えてメモ
リ容量を増加するには、アドレスラインの数を増加しな
ければならない。たいがいのシステムは、コンピュータ
の命令セットが、アドレス指定することのできる最大メ
モリサイズを規定するため、ハードウェアとソフトウェ
アの両方の変更を伴う。更に、メモリの一部が、その成
分の１つの故障によって作動不能になった場合、再プロ
グラミングすることなしにこの記憶をメモリの損傷のな
いセグメントに転送することは困難である。メモリのサ
イズが、より多くの数のデータレコードの記憶の必要性
に応答して大きくなると、メモリのある成分における斯
かる故障の確率が大きくなる。

最後に、大きなデータベースの探索の問題は、中央処
理装置に存在するわずかな命令のみの使用しか必要とは
しないことである。典型的な中央処理装置は、外界を取
り扱うための入力／出力命令から、数を表わすメモリワ
ードを組み合わせるための数学的な命令までの様々な文
字通り何百という命令を有している。データベース探索
問題は、これらの命令の多くても10乃至20しか必要とし
ない。従って、データベースの探索の問題は、中央処理
装置の命令のレパートリを十分に使えない。

中央処理装置の速度上の制限は、各々がメモリに対す
るアクセスを有する多重中央処理装置を有するシステム
を構成することによりある程度克服することができる。
しかしながら、この解決方法にも、その限界がある。与
えられたメモリを共有することができる中央処理装置の
数は、各中央処理装置がメモリにアクセスするのに要す
る時間によって究極的には制限される。メモリバスが、
この時間の1/10にわたって各中央処理装置に専用されな
ければならない場合、10個以下の中央処理装置しか、同
一のメモリを効果的に共有することができない。斯くし
て、中央処理装置を反復するのは、ノイマン型マシンの
速度上の制限に関する最良の解決方法ではない。

反復された中央処理装置を用いてこの探索時間を効果
的に減らすことができても、依然としてハードウェアに
よって課せられる制限が残っている。遅かれ早かれ、ノ
イマン型マシンにおいては実行することが困難であるこ
れらのハードウェア上の制限を越えてデータベースを拡
大したくなるであろう。

データベースのサイズの増大が、アドレスラインの数
を増加するという付随的な必要性を見ることなく、要求
する時は必ずシステムに付加することができるモジュラ
ーメモリを希望するのが理想的である。メモリを拡大す
るこの能力は、永久的に増え続ける量の情報を獲得し且
つ用いることのできるマシンを構成することを求めるこ
れらの人口知能システムにおいては段々と重要になろ
う。

発明の開示 本発明は、人口知能システムにおいてルールを表わす
のに用いられ得る記号のシーケンスの記憶及び検索のた
めのメモリシステムからなる。記憶されたデータシーケ
ンスは、各々が、３つのクラス、即ち定数、変数、又は
区切り文字の１つに属する複数の記号からなる。記憶さ
れたデータシーケンスは、記憶されたデータシーケンス
を含む記号と同じ３つのクラスに属する複数の記号から
なる問合せシーケンスに応答して本発明の装置によって
検索される。記憶されたデータシーケンスは、データシ
ーケンスと問合せシーケンスの２つのシーケンスが、こ
れら２つのシーケンスに限われる各可変エレメントを、
定数又は定数の組合せであって、区切り文字から始まり
区切り文字に終る組合せで置き換えることにより、同等
と成り得る場合に与えられた問合せシーケンスに応答し
て検索される。置き換えられた各可変エレメントに対し
て、異なった定数又はその組合せを用いることができ
る。この装置は、メモリ、該装置に結合された問合せシ
ーケンスを受信するための手段、及び記憶されたデータ
シーケンスの各々と問合せシーケンスとを比較するため
の且つ問合せシーケンスに対応するこれらのデータシー
ケンスを検索するためのデータ処理システムを設けてい
る。データ処理システムは、並列に働く複数のプロセッ
サを含むように構成することができ、これらのプロセッ
サの各々は、与えられた問合せシーケンスに対応するデ
ータシーケンスを見つけるのに必要な時間を減少させる
べく記憶されたデータシーケンス記号の異なったグルー
プにおいて作動する。

従って、本発明の目的は、ルールベースの人口知能シ
ステムに適用可能なルールの記憶及び検索のための改良
されたメモリシステムを提供することにある。

本発明の別の目的は、並列の処理オペレーションによ
りこれらのルールを検索するのに必要な時間を減少する
ことにある。

本発明の上記及び他の諸目的は、本発明の以下の詳細
な説明及び添付の図面から明らかとなろう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係るメモリシステムの略ブロック
線図である。

第２図は、第１図に示されているメモリシステムにデ
ータシーケンスを記憶するためのメモリの例示的な割当
てを示す図である。

第３図、第３（ａ）図及び第３（ｂ）図は、問合せシ
ーケンスも、本発明の装置に記憶される、本発明に従う
メモリシステムを説明するための図である。

第４図は、本発明の第２の実施例を示すブロック線図
である。

第５図及び第５（ａ）図は、第４図に示されている検
索プロセッサのより詳細に説明するためのブロック線図
である。

第６図は、本発明の第３の実施例を示すブロック線図
である。

発明を実施するための最良の形態 本発明によると、ルールは、３つの型のエレメント、
即ち区切り文字、定数及び変数を含み得る記号のストリ
ングの形で記憶される。「（」及び「）」で表わされる
区切り文字は、データシーケンスとデータシーケンス内
の副表現の境界をマークするのに用いられる。このスト
リング（a,b,（f,g）,c）は、第１エレメントとして
「ａ」、第２エレメントとして「ｂ」、第３エレメント
として組合せ「f,g」及び第４エレメントとして「ｃ」
を有するデータシーケンスを表わしている。定数は、固
定された値を有するエレメント、例えば、上記の問題に
おける「食べる」及び「空腹」である。（a,b,c）に対
する要求は、定数a,b及びｃの３つの全てが、それらの
間に他のエレメントがない状態で示されている順序で存
在する場合にのみ満足され得る。「？」又は「?x」で表
らわされる変数であって、ｘが選択的ネームである変数
は、任意の定数又は別の変数あるいは一対の区切り文字
によって包囲されている定数と変数の組合せによって満
足され得る。これらは、「一致する任意のもの」のため
の速記を構成している。斯くして、形式（a,?,b）の全
てのデータシーケンスを見つけるための要求は、（a,x,
b），（a,?,b），（a,z,b），（a,（d,e）,b）、等を戻
す。

上記の例において、メモリが探索されて、形式「（IF
（?xが食べる）,THEN（?xは、?yである））」のルール
が見い出される。形式「（もし、？である場合,?であ
る）」の全てのデータシーケンスに対する要求は、上記
にリストされたデータシーケンスを含む全ての「もし−
である」データシーケンスを検索する。

従来のシステムにおいて、探索時間は、探索されてい
るデータベースの長さに比例するため、探索時間は、デ
ータベースを記憶するメモリを、それぞれがそれ自身に
処理ユニットを有している幾つかのサブユニットに分解
することにより減少することができる。これは、探索タ
スクを、それぞれが、問合せシーケンスの関連部分及び
１つ又はそれ以上のデータシーケンスを保持するのに十
分なメモリを有する幾つかの小型のノイマン型マシンに
分割することと同等である。斯かるシステムについての
最も早い探索は、メモリの各ワードに組込まれている１
つの処理装置を有するメモリでもって達成される。次
に、１つのメモリサイクルにおいて、メモリは、それ自
身を問合せ記号と比較し、この問合せ記号が現われた各
データシーケンスを識別することができた。データベー
スワードの処理装置に対する最適化は、メモリの複雑性
に対する処理装置の相対的な複雑性に明らかに依存す
る。処理装置は、探索機能を実行するのに数個の命令し
か必要としないため、汎用中央処理装置よりもかなり単
純な構造を有することができる。その結果、かなり高い
密度の処理装置が可能である。この型の高度の複製のモ
ジュラー構造は、最新のVLSI集積回路組立技術に特によ
く適している。

複製されたこの型のコンピュータハードウェアは、メ
モリ容量の各単位が、それと共にそれ自身の探索能力を
その内蔵処理装置の形として備えているため、処理時間
が、データベースのサイズが増加する時には増加しない
というデータベース探索問題にもよく適している。従っ
て、システムの計算能力は、データベースが拡大すると
拡大する。更に、このシステムの中央処理装置は、メモ
リにおける探索機能を提供する処理ユニットのオーバー
ヘッドに対するものとして、この型式ではかなりオーバ
ーヘッドが少ないアドレス即ちメモリの内容に関連した
他のデータに絶えず注意する必要がない。探索の結果を
どこに記憶すべきかについての命令を有する幾つかのモ
ジュールから構成されているメモリユニットにこの問合
せシーケンスを送るだけでよい。

本発明に係る装置のブロック図が、第１図の10に略示
されている。大ざっぱに言えば、この装置は、検索手段
32に接続されているメモリ手段12、及びこの装置に問合
せシーケンスを結合するための且つ本発明の装置を外部
データ処理システムに接続するバス47を通して規定のデ
ータシーケンスを読み出すための受信手段46から成って
いる。メモリは、スロット14に分割される。各スロット
は、通信バスを通して通信される記号の問合せシーケン
スに応答して検索されるべき記号のデータシーケンスを
含む記号の１つを記憶するのに用いられる。メモリ手段
12に記憶されている記号の典型的なデータシーケンス
が、第２図の21に示されている。このデータシーケンス
は、３つの型の記号、即ち定数、区切り文字、及び変数
から成っている。定数は、アルファベットの文字によっ
て、変数は「？」によって区切り文字は、「（」及
び「）」によって示されている。全てのデータシーケン
スは、区切り文字から始まり区切り文字に終る。データ
シーケンスが他の「特別な」記号で始まり他の「特別
な」記号で終るあるいはデータシーケンスの終りを規定
する情報は、データシーケンスの終りに先行する特別な
記号でもってコード化される他の実施例は、データ処理
システムの技術における当業者には明白であろう。デー
タシーケンスはまた、データシーケンスの内部に埋め込
まれている記号のサブシーケンスを含み得る。斯かるサ
ブシーケンスはまた、区切り文字から始まり区切り文字
で終る。第２図において23に始まり25に終るサブシーケ
ンスは、斯かるサブシーケンスの典型である。

再び第１図について説明すると、検索手段32は、通信
バス47を介してそれに結合された問合せシーケンスに対
応する全ての記憶されたデータシーケンスを検索する。
データシーケンスは、このデータシーケンスと与えられ
た問合せシーケンスの２つのシーケンスとが、各変数を
定数又は定数の組合せによって置き換えることにより同
等となり得る場合、この与えられた問合せシーケンスに
対応するものと定義され、上記の定数の組合せは、区切
り文字に始まり区切り文字に終る。この定数又は定数の
組合せは、一般的に、置き換えられた各変数に対して異
なっている。例えば、データシーケンス （a,?,d,e,（k,l）,e） は、データシーケンスにおける変数を定数「ｆ」に且つ
問合せシーケンスにおける変数を組合せ（k,l）、即
ち、区切り文字で始まり区切り文字で終る定数の組合せ
でもって置き換えることにより、問合せシーケンス （a,f,d,e,?,e）に同等となり得る。

与えられた問合せシーケンスに対応する全てのデータ
シーケンスのための探索は、３つの段階を要求する。先
ず、装置は、探索のために初期化されなければならな
い。これは、下記に述べる特定のインジケータのセッテ
ィングを伴う。第２に、用いられるべき問合せシーケン
スは、受信手段46によって検索手段32に通信されなけれ
ばならない。次に検索手段32は、問合せシーケンスにお
ける記号と記憶されたデータシーケンスにおける記号と
の幾つかの対による比較を実施する。最後に、問合せシ
ーケンスに対応するこれらのデータシーケンスは、受信
手段46によって通信バス47を介して読み出される。これ
らの段階の正確な順序は、以下に述べるように、本発明
の装置の特定の実施例に応じて変化する。

本発明の好ましい実施例において用いられるメモリ手
段12は、読出し専用メモリかあるいは読み書きメモリの
どちらかであり得る。記憶されたデータシーケンスによ
って表わされるデータベースが更新されないシステムに
おいては、斯かるメモリは、ノイズ又は他のソースから
のエラーを蓄積する可能性がより少ないため、読出し専
用メモリが好ましい。外部データ処理システムに与えら
れる特定の問題に応答して本発明の装置に記憶されてい
るデータベースを変えるシステムにおいては、簡単に再
プログラムされ得るメモリが好ましい。好ましい実施例
において、この再プログラミングは、メモリに記憶され
るべき１つ又はそれ以上のデータシーケンスがその後に
続く、１つ又はそれ以上の特別な目的の問合せシーケン
ス記号を検索手段32に送ることによって開始され得る。
選択的に再プログラムされ得る他のメモリ手段、例え
ば、電気的に消去可能なプログラマブル読出し専用メモ
リは、データ処理ハードウェアの技術における当業者に
は明白であろう。

並列処理を伴なわない本発明に従う装置は第３図の14
0に示されている。大ざっぱにいって、この装置は、記
号のデータシーケンスを記憶するためのメモリ手段21
2、記号の上記データシーケンスを検索するのに必要な
オペレーションを実行するための検索手段232、及び問
合せシーケンスを装置に結合するための受信手段246か
ら成っている。この実施例において、上記受信手段246
は、この装置をバス47に結合するための受信回路45と共
に上記問合せシーケンスを記憶するための問合せ記憶メ
モリ手段22を含んでいる。この問合せ記憶メモリ手段を
必要としない実施例は以下に述べられる。問合せシーケ
ンスが、従来の設計の通信バス47を介して受信手段246
によりこの装置に接続されている外部データ処理システ
ムによってこの装置に送られると仮定する。

メモリ手段212は、各々は、１つのデータ記号を記憶
するのに用いられる複数のデータスロット214から成っ
ている。好ましい実施例において、各データスロット
は、第３（ａ）図に示されるように、２つのグループ、
即ちデータグループ20及び識別グループ18に分割される
複数の１ビット２進記憶セル16から成っている。識別グ
ループは、スロットに記憶される、記号の型、即ち定
数、変数、又は区切り文字を規定する情報を記憶するの
に用いられる。３つの型の記号が存在するため、少なく
とも２つの２進ビットが、この目的のために割り当てら
れなければならない。データグループは、スロットに記
憶されている特定の記号に関連する情報を記憶するのに
用いられる。

例えば、スロットに記憶されている記号が、定数
「ａ」であった場合、識別グループは、定数に対するコ
ードを含み、データグループは、「ａ」に対するコード
を含む。可能な定数の数は、2^Nに等しく、この場合Ｎ
は、データグループ20におけるビットの数である。好ま
しい実施例において、Ｎは30より大きく、従って、異な
った定数の数は、百万より大きい。従って、１つの定数
は、上記の例において用いられているアルファベットの
単なる文字ではなく、ワード即ち完全な英語の表現を表
わし得る。Ｎが７であったシステムは、標準的なASCII
コードでコード化されたアルファベットの文字であった
記号を含むデータシーケンスを検索するのに有用であろ
う。

区切り文字は常に、対応する対でもって存在する。ス
ロットが、開区切り文字を記憶するのに用いられると、
その関連のデータグループ20は、その対応の閉区切り文
字の位置を確認するのに必要な情報を記憶するのに好ま
しい実施例において用いられる。例えば、各対の区切り
文字がラベルを付けられる場合、このラベルは、各区切
り文字を記憶するのに用いられるスロットのデータグル
ープ20に記憶される。

変数の場合、選択的な名前は、データグループ20に記
憶され得る。この名前は、本発明の装置によっては用い
られないが、データシーケンスをより英語言語のように
読ませるのに有用である。更に、斯かるネームは、異な
った型の変数に基づく決定を行う他のより高いレベルの
アルゴリズムによって用いられ得る。この場合、本発明
の装置は、本発明の装置によって与えられるデータシー
ケンスのサブセットを選択するよりも高いこのアルゴリ
ズムを用いるデータ処理の使用のためのデータシーケン
スを選択するのに用いられる。

第３図に示されるように、問合せ記憶メモリ手段22は
また、第３（ｂ）図に示されるように、それぞれが識別
グループ28及びデータグループ30に分割される複数の１
ビット記憶セル16からなる24に示される複数のデータス
ロットを含んでいる。識別グループ28は、スロットに記
憶されている問合せ記号の型を規定する情報を含み、デ
ータグループ30は、記憶されている特定の記号に関連す
る情報を含んでいる。好ましい実施例において、問合せ
記号に用いられる識別及びデータグループは、データ記
号に用いられるグループと同じである。

検索手段232は、問合せ記憶メモリ手段22に記憶され
ている問合せシーケンスをメモリ手段212に記憶されて
いるデータシーケンスの各々と比較する。この比較は、
問合せシーケンス記号と比較されているデータシーケン
スにおける対応した記号との一連の対による比較として
実行される。比較されるべき第１の記号は、各上記シー
ケンスにおける第１の記号である。比較されるべきこの
後の記号は、前の比較において比較される記号に依存す
る。前の比較が、変数及び開区切り文字を伴なわなかっ
た場合、比較されるべき次の問合せシーケンス記号は、
前の比較において用いられる問合せシーケンス記号に続
く記号であり、用いられる次のデータシーケンス記号
は、前の比較において用いられたデータシーケンス記号
に続く記号である。

１つのシーケンスにおける変数が、他方のシーケンス
における記号のサブシーケンスの開始をマークする開区
切り文字と比較される場合、比較されるべき次の記号
は、変数に続く記号及び問題のサブシーケンスの終りを
マークする区切り文字に続く記号である。これは、一方
のシーケンスにおける変数を、他方のシーケンスにおけ
る任意の長さの埋め込まれたサブシーケンスによって満
足ならしめる。例えば、データシーケンス （a,?,x） が、問合せシーケンス （a,（k,m）,y） と比較された場合、検索手段232によって実行される対
による比較は、以下の通りとなる。先ず、データシーケ
ンスにおける「（」は、問合せシーケンスにおけ
る「（」と比較される。第２に、データシーケンスにお
ける「ａ」は、問合せシーケンスにおける「ａ」と比較
される。第３に、データシーケンスにおける「？」は、
問合せシーケンスにおける「（」と比較される。「（」
は、サブシーケンス「k,m」の始めをマークするため、
比較されるべき次の記号、問合せシーケンスにおけ
る「）」に続く「ｙ」及びデータシーケンスにおける
「？」に続くｘである。

副表現の回りのこれらの「ジャンプ」の故に、各シー
ケンスにおける次のシンボルを、このシーケンスからと
られたデータシーケンス記号と問合せシーケンスからと
られた問合せシーケンス記号との次の対による比較にお
いて用いるように指示するための第１及び第２のインジ
ケータ手段が必要である。これら２つのインジケータ
は、問合せシーケンスと実際に比較されているメモリ手
段212に記憶されている各データシーケンスに対して必
要となる。第３図に示されている実施例において、一度
に１データシーケンスだけ比較される。一度に幾つかの
データシーケンスが比較される他の実施例は以下に論じ
られる。これらのインジケータを実現する好ましい方法
は、データシーケンスに対して選択される記憶のモード
に依存する。種々の代替が、以下に論じられる。

データ又は問合せシーケンスに埋め込まれている与え
られた副表現はまた、１つ又はそれ以上のサブシーケン
スを含み得ることを銘記すべきである。斯くして、例え
ば、比較されるべきデータシーケンスは、次の記号を有
し得る。

a,b,（d,e,（f,g）,h,）ｉ） 従って、シーケンス又はサブシーケンスの終りをマーク
するどの閉区切り文字「）」が、「ジャンプ」されなけ
ればならないシーケンス又はサブシーケンスの初めをマ
ークする、所与の開区切り文字「（」に対応するのか
を、確認するための特定の手段が与えられなければなら
ない。３つの手段が好ましい。先ず、１つのラベルが、
各対の区切り文字に関連付けられる。例えば、上記のシ
ーケンスにおける各対の区切り文字には、数、例えば、
（₀a,b,₁d,e,（₂f,g）₂h,i）₁k）₀を割り当てることが
できる。次に、検索手段が、「（」に遭遇すると、検索
手段は、関連のラベルを読み出して、次にそれが同じラ
ベルを有する「）」の遭遇するまで問題のシーケンスに
おいて探索を進めるだけでよい。このシステムが首尾良
く作動するために、特定の対の区切り文字をマークする
のに用いられるラベルは、上記の対の区切り文字によっ
てマークされるサブシーケンス内で反復されなくてもよ
い。

第２に、対応の閉区切り文字の位置は、記号のシーケ
ンス又はサブシーケンスの初めをマークする各開区切り
文字と共に記憶され得る。検索手段は、次に、開区切り
文字において規定される位置に「ジャンプ」する。この
手段を用いる好ましい実施例において、この位置は、対
応の閉区切り文字の後の次の記号に到達するためにスキ
ップする記号の数として記憶される。対応の区切り文字
の位置をコード化するこのフォームは、２つの利点を有
している。先ず、それが配置されているデータ又は問合
せシーケンスの絶対的位置に依存しないことである。従
って、このジャンプ位置を変化させなくてもデータシー
ケンスをメモリに再配置できる。第２に、このジャンプ
数は、記憶されているデータシーケンスの最大長より少
ないため、この情報を記憶するのに必要なメモリ記憶
は、メモリにおける特定の固定点に対する相対的な上記
区切り文字の位置を記憶するのに要するメモリ記憶より
も小さい。対応の閉区切り文字のメモリ位置をジャンプ
位置として用いたシステムは、メモリ手段212に記憶さ
れている記号の数と同じ位の開区切り文字の各々を有す
る数を記憶することが必要となる。

最後に、対応する閉区切り文字に位置は、問題の開区
切り文字の後に遭遇される開区切り文字及び閉区切り文
字の数を計数することによって確認され得る。例えば、
検索手段232は、検索手段が開区切り文字を含むシーケ
ンスの段階を一度に１記号ずつ踏む時遭遇される開区切
り文字及び閉区切り文字の数を計数するのに用いられる
カウンタを含み得る。このカウンタは、開区切り文字が
遭遇される毎に増分され且つ閉区切り文字が遭遇される
毎に減分される。カウンタがその初期状態に戻ると、元
の開区切り文字によってマークされるサブシーケンス
は、ジャンプされる。比較に用いられる次のシンボル
は、カウンタがその初期位置に戻るという結果になる閉
区切り文字の後の記号である。ここで、第１開区切り文
字はまた、このカウンタによって計数されなければなら
ない。

上記のように、検索手段232は、問合せシーケンス記
号とデータシーケンス記号との対による比較を実行す
る。再び第３図について説明すると、比較されるべきデ
ータシーケンス記号は、第１インジケータ手段34によっ
て規定される。比較において用いられるべき問合せシー
ケンス記号は、第２インジケータ手段36によって規定さ
れる。好ましい実施例において、これらのインジケータ
手段34,36の各々は、問題のメモリブロックの長さ全体
に沿って動作するシフトレジスタによってそれぞれ実現
される33及び37に示されているポインタからなる。上記
シフトレジスタにおける１ビットは、「１」にセットさ
れ且つ残りのビットは、「０」にセットされる。ポイン
タは、シフト命令をこのレジスタに送ることによって歩
進される。

上記第１及び第２のインジケータ手段によって示され
るこれらの記号は、比較手段28によって比較される。上
記第１インジケータ手段34によって示されるデータ記号
は、第１のインジケータ手段34の一部である第１宛先指
定回路40によって上記比較手段28に送られる。同様にし
て、上記第２インジケータ手段36によって示される問合
せシーケンス記号は、上記第２インジケータ手段36の一
部である第２宛先指定回路42によって上記比較手段28に
送られる。好ましい実施例において、宛先指定回路40及
び42は、従来の多重化回路である。

比較手段28は、２つの代替状態、即ち「一致する」及
び「一致しない」状態を有する出力信号を発生する。こ
の一致される信号は、比較される２つの記号が、同じか
あるいはこれらの記号の一方が変数である時に発生す
る。２つの代替状態を有するフラグ手段48は、この出力
信号をモニタする。フラグ手段48は、第１の問合せシー
ケンス記号とデータシーケンスの一方における対応する
記号との比較が開始されると第１の即ち一致した状態に
セットされる。問合せ記号と上記データシーケンスから
のデータ記号との対による比較のどれかが一致した出力
を発生できなかった場合、フラグ手段48は、問題のデー
タシーケンスが、問合せシーケンスに一致しなかったこ
と及び突き合せプロセスが中断されたことを示す、第２
の即ち一致されない状態にセットされる。最後の問合せ
シーケンス記号、問題のデータシーケンスにおける対応
のデータシーケンス記号と比較された後フラグ手段48が
依然として第１状態にセットされている場合、このフラ
グ手段は、上記データシーケンスをイネーブルして、受
信手段46に読み出させる。

検索手段232に含まれているインジケータ歩進手段44
は、第１及び第２インジケータ手段を制御するのに且つ
種々の初期化操作を実行するのに用いられる。この実施
例において、問合せシーケンスにおける最後の記号の受
信は、突き合せオペレーションの開始を示す信号を送出
するのに用いられる。インジケータ歩進手段は、第１イ
ンジケータ手段34をセットしてメモリ手段212に記憶さ
れている第１データシーケンスにおける第１記号を示し
且つ第２インジケータ手段36をセットして問合せシーケ
ンスの第１記号を示す。次にこのインジケータ歩進手段
は、フラグ手段48をその第１状態に初期化して、比較手
段38に信号を送ることによって第１比較を開始する。各
比較が完了した後、インジケータ歩進手段44は、フラグ
手段48をテストして、それが、記号が一致しなかったこ
とを示すその第２状態にセットされているかを決定す
る。フラグ手段48がその第２状態にある場合、インジケ
ータ歩進手段は、第１指示手段34を次のデータシーケン
スの第１記号に進め、第２指示手段36をリセットして、
問合せシーケンスの第１記号を示し、フラグ手段48をそ
の第１状態にリセットし、次に比較されるべき指示され
た記号のために信号を送る。

フラグ手段48は、２つの記号が一致したことを示す場
合、インジケータ歩進手段44は、問合せシーケンスにお
ける最後のシーケンスは、それに対応するデータシーケ
ンス記号と比較されたかを見るためにテストする。比較
されている場合、インジケータ歩進手段44は、受信手段
246における受信回路45に合図して、問題のデータシー
ケンスを読み出す。インジケータ歩進手段44は次に、第
１指示手段34を進めて、次のデータシーケンスの第１の
記号を示し、第２インジケータ手段をリセットして、第
１問合せシーケンス記号を示し、比較手段に信号を送っ
て開始させる。

比較された最後の問合せ記号は、問合せシーケンスに
おける最後の記号でなかった場合、インジケータ歩進手
段44は、第１指示手段34を進めて、たった今比較された
ばかりの記号に続くデータシーケンス記号を示し、第２
インジケータ手段36を進めて、たった今比較されたばか
りの記号に続く次の問合せシーケンス記号を示すが、た
った今比較されたばかりの記号の内一方が変数であり、
他方が開区切り文字であった場合はそうではない。この
場合、インジケータ歩進手段44は、この変数を有するシ
ーケンスにおける指示手段を進めて、上記変数に続く記
号を示し、そしてこのインジケータ歩進手段44は、この
開区切り文字を有するシーケンスにおける指示手段を進
めて、上記開区切り文字に対応する閉区切り文字に続く
記号を示す。

メモリ手段212に記憶されている最後のデータシーケ
ンスの最後のデータシーケンス記号が、比較手段38によ
って比較された時、インジケータ歩進手段44は、別の問
合せシーケンスが受信手段46に送られるまで待機状態に
入る。

インジケータ歩進手段44はまた、受信手段からデータ
シーケンスをメモリ手段212にコピーする。好ましい実
施例において、これは、問題のデータシーケンスに先行
する所定の記号によって示される。この記号が、１つ又
はそれ以上のバスライン47を通して信号によって示され
る実施例は、当業者には明白であろう。

メモリ手段及び検索手段の選択は一般的に、本発明の
装置が結合されるデータ処理システムの速度及び記憶密
度要求条件に依存する。原則的に、データシーケンス
は、下記に述べるように、幾つかの異なった物理メモリ
デバイスの任意のデバイスに記憶することができる。好
ましい実施例において、記憶データシーケンスを検索す
るのに必要な時間を低減するのに並列処理が用いられ
る。これを達成するために、検索手段32は、問合せ記号
をデータシーケンス記号と比較するための幾つかの検索
プロセッサによって実施される。記憶されたデータシー
ケンスを探索して特定の問合せシーケンスに対応するシ
ーケンスを見つけるのに必要な時間は、上記検索プロセ
ッサの速度及び数に依存する。プロセッサのメモリ位置
に対する比が大きいシステムは、最小量の時間で対応の
データシーケンスを検索し、上記問合せシーケンス記号
は、本発明の装置に結合された時に、与えられた問合せ
シーケンス記号に比較されるべき各データシーケンス記
号が、対応の検索プロセッサに得られることを保証する
のに十分な速度を有する最短の検索時間は、記憶された
データ毎に１つのプロセッサについて得られる。このシ
ステムは、付加的な検索プロセッサを構成するのに用い
られたであろう回路が付加的なメモリスロットを構成す
るのに用いられているより少ない検索プロセッサを有す
るシステムよりもメモリ密度が低く記憶データ記号当り
の高いコストを有する。従って、速度と記憶データ記号
当りのコストの間にはかね合いが存在する。

データシーケンスを記憶するための可能なメモリデバ
イスは、２つの広いクラス、即ち静的デバイス及び循環
記憶デバイスの２つに分割することができる。コンピュ
ータメモリにおいて用いられる標準的なランダムアクセ
スメモリチップは、静的記憶デバイスの典型である。磁
気ディスク及び光学ディスク等の回転記憶デバイス及び
シフトレジスタ記憶ループは、循環記憶デバイスの典型
である。使用される記憶デバイスの型は、問合せシーケ
ンスがデータシーケンスに比較される最適モードを決定
する。

静的記憶システムが、データシーケンスに用いられる
場合、問合せシーケンスは、データシーケンスを通って
「循環」する突き合せシステムが最適である。ここで、
問合せシーケンスの各記号は、記憶データシーケンスの
各々において対応する記号と比較される。与えられた問
合せシーケンス記号を伴なうこれら全ての比較が完了す
ると、次の問合せシーケンス記号は、記憶されたデータ
シーケンスにおける対応の記号の各々と比較され、以下
同様にして行なわれる。比較オペレーションの各段階に
おける上記問合せシーケンスとの依然として可能な突き
合せであるこれら全てのデータシーケンスに絶えず注意
するために、フラグが、データシーケンスの各々と関連
しなければならない。フラグは、検索オペレーションの
開始においてセットされる。これら対による突き合せの
一方が一致しない場合、突き合せに一致しない記号を含
むデータシーケンスに関連するフラグがリセットされ
る。最後の問合せシーケンス記号が、記憶されたシーケ
ンスにおけるその対応する記号と比較された後その初期
状態にあるフラグによって依然としてマークされるこれ
らのデータシーケンスは次に、本発明の装置が接続され
ている外部データ処理システムに結合される。

この実施例は、対による比較に現在用いられている問
合せシーケンス記号が、本発明の装置に記憶されること
だけを要求する。従って、任意長さの問合せシーケンス
を伴う探索に適用可能である。データシーケンスにおけ
る変数は、問合せシーケンスにおける非常に長いサブシ
ーケンスと突き合せ可能なため、この装置に記憶される
べきデータシーケンスの最大長を知っていた場合でも、
遭遇され得る最長問合せシーケンスを前もって決定する
ことが可能でない。

データシーケンスの記憶のための静的メモリシステム
及び比較を実行するための多重プロセッサを用いる本発
明の実施例が、第４図の80に示されている。ここで、第
１図に示されているメモリ手段12は、複数の独立の静的
メモリ92として実施されている。各静的メモリ92は、ス
ロット144の連続ブロックからなっている。各スロット1
44は、第３図に関して上記で述べた様式でもって１つの
データシーケンス記号を記憶するのに用いられる。これ
らの静的メモリ92の各々は、上記静的メモリに記憶され
たデータシーケンス記号とバス86によって本発明の装置
に結合された問合せ記号との全ての対的比較を行うため
の比較回路を含む独立の検索プロセッサ94に接続されて
いる。本実施例の好ましい形において、この問合せ記号
は、データシーケンス記号を記憶するのに用いられるス
ロット144に用いられるものと同様の１ビット記憶セル
のブロックから構成されたバッファ82に保持される。受
信手段84は、本発明を外部データ処理システムに接続す
る通信バス86からバッファ82をロードする。個々の検索
プロセッサ94は、互いのプロセッサと且つ検索手段84と
第２バス98を介して通信する。バッファ82の内容は、問
合せバス99を通して検索プロセッサ94の各々と通信して
いる。バッファ82が本発明の装置に結合されている外部
データ処理システムに含まれている実施例は、当業者に
は明白であろう。

例示的検索プロセッサ94及びその関連の静的メモリ92
のより詳細な略図が第５図の93に示されている。各検索
プロセッサ94は、検索プロセッサ94に結合されている静
的メモリ92に記憶されているデータシーケンス記号を問
合せバス99を通して通信される問合せ記号と比較するた
めの比較手段122を含んでいる。上記問合せ記号と比較
されるべきデータシーケンス記号は、上記データシーケ
ンス記号を比較手段122及びポインタ121と結合するため
の宛先指定回路126を含むインジケータ手段120によって
識別される。上記インジケータ手段120は、インジケー
タ歩進手段124の制御下にある。

この実施例は、与えられた問合せ記号を次の問合せ記
号を伴う比較に進む前に記憶されたデータシーケンスの
各々において対応する記号の各々と比較することによっ
て動作するため、問合せ記号と比較されるべきデータシ
ーケンスにおける次のデータシーケンス記号を示す各デ
ータシーケンスに対して独立のポインタ手段が維持され
なければならない。これらのポインタは、インジケータ
歩進手段124に接続されている独立のポインタメモリ手
段100に記憶される。ポインタメモリ手段100は、第５
（ａ）図に示されるように、各々は、３つのグループの
１ビット記憶セル108からなるポインタ102に分割され
る。

各ポインタは、この比較手段122によって比較される
べき１対の記号を、問合せシーケンスからの１つの記号
及び上記比較手段122に結合された静的メモリ92に記憶
されたデータシーケンスからの１つの記号を規定する。
ポインタグループ106は、問題のインジケータ歩進手段1
24に接続されている静的メモリ92に記憶されている記号
を有するデータシーケンスの１つにおいて比較されるべ
き次のデータシーケンス記号の位置を示す。第２グルー
プは、２つの代替状態、即ち「保持」及び「レディ」の
内一方を有する保持フラグ104からなる。保持状態は、
その位置が第１グループ106において示されているデー
タシーケンス記号に比較されるべき問合せ記号が、まだ
問合せバス99にないことを示す。第３グループ107は、
与えられた問合せシーケンス開区切り文字に対応する閉
問合せシーケンス区切り文字を識別するのに必要な情報
を記憶するのに用いられる。

第３図における実施例に示されている第２インジケー
タ手段36及び第２の宛先指定回路42は、この実施例にお
いては必要ない。保持フラグ104及び第３グループ107
は、第３図に示される実施例において供される第２イン
ジケータ手段36と同じ機能を供する。即ち、これらは、
対による比較において用いられるべき次の問合せシーケ
ンス記号を識別する。任意の与えられた時間において１
つの問合せ記号しか得られないため、現在の問合せ記号
又はまだ受け取られていない問合せ記号が、比較される
べき記号であるか否かを示すのに、二状態デバイスしか
必要とされない。第２宛先指定回路42は、この実施例に
おいては必要ない。第４図に示されている実施例におい
て、この宛先指定機能は、問合せシーケンスを一度に１
記号だけ本発明の装置に与える外部データ処理システム
によって実行される。

各問合せシーケンス記号が問合せバス99を通して検索
プロセッサ94に結合されると、インジケータ歩進手段12
4は、その関連のポインタメモリ手段100におけるポイン
タを介して循環する。レディ状態にあるその関連の保持
フラグ104を有する各ポインタ102に対して、インジケー
タ歩進手段124は、比較手段122に、上記ポインタ102の
ポインタグループ106によって識別されるデータシーケ
ンス記号を問合せバス99における問合せシーケンス記号
と比較させる。比較手段122が、問題のデータシーケン
ス記号が上記問合せ記号に対応することを示す出力信号
を発生する場合、インジケータ歩進手段124は、問合せ
記号との対による比較に用いられるべき上記データシー
ケンスにおける次のデータシーケンス記号を識別するべ
く、問題のデータシーケンスに関連するポインタグルー
プ106を変える。これら２つの記号は、同等であるかあ
るいは上記記号の一方が変数であった場合、比較手段12
2は、問題のデータシーケンス記号が、上記問合せ記号
に対応したことを示す上記出力信号を発生する。

可変データシーケンス記号は、問合せバス99の開区切
り文字問合せシーケンス記号と比較される場合、インジ
ケータ歩進手段は、問題の可変データシーケンス記号を
規定したポインタ102に含まれる保持フラグ104をセット
し、上記ポインタ102の第３のグループ107における対応
する閉区切り文字を認識するのに必要なデータを記憶す
る。インジケータ歩進手段が、保持状態にある保持フラ
グ104に遭遇すると、インジケータ歩進手段は、現在問
合せバス99にある問合せ記号をテストして、それが、上
記保持フラグ104に上記保持状態にセットせしめた開区
切り文字に対応する閉区切り文字であるかを決定する。
そうである場合、インジケータ歩進手段は、上記保持フ
ラグ104をレディ状態にリセットする。

上記ポインタ102の１つによって示されるデータシー
ケンス記号は、上記記号が、それが比較された問合せシ
ーケンス記号と対応したことを示す出力の上記比較手段
122からの発生の結果をもたらさなかった場合、問題の
ポインタ102におけるポインタグループ106は、このポイ
ンタがこれ以上、データシーケンス記号を規定するよう
に働かないことを示す所定の値にセットされる。全ての
斯かるインジケータは、この所定の状態にセットされる
場合、問合せシーケンスに対応するデータシーケンスが
何も装置の中には存在せず、特別な出力信号が、通信バ
ス86を通して、本発明の装置に結合されている外部プロ
セッサに通信する。これにより、上記外部データプロセ
ッサは、問合せシーケンスを妨げて、これにより処理時
間を節約する。

特定のデータシーケンスは、２つ以上の静的メモリ92
における記憶スロット144を占有する場合、１つの検索
プロセッサ94におけるインジケータ歩進手段124は、上
記データシーケンスからの記号を用いてなされるべき次
の比較が、隣接の静的メモリ92におけるスロット144に
記憶されている記号を含む時、バス98を通して隣接のイ
ンジケータ歩進手段124に合図する。上記隣接のインジ
ケータ歩進手段124は次に、そのポインタメモリブロッ
ク100におけるポインタ102を上記データシーケンスに割
り当てる。

最後の問合せ記号が上記問合せバスを通して通信され
且つその対応のデータシーケンス記号に比較された後、
検索プロセッサにおけるポインタ102によって示される
ように全ての対による比較を通過した任意のデータシー
ケンスは、次に、通信バス86を通して外部データ処理シ
ステムに読み出される。これらは、データシーケンスの
最後の記号が、この問合せシーケンスの最後の記号と比
較されたデータシーケンスである。

可能な並列処理の度合は、検索プロセッサ94の数に依
存する。各々の記憶されたデータシーケンスからの１つ
のデータシーケンス記号のみが、与えられた問合せ記号
に比較されるため、最高の度合の並列処理が、記憶デー
タシーケンス毎に１つの検索プロセッサ94について達成
される。

循環メモリ記憶システムがデータシーケンスに用いら
れる場合、問合せシーケンスは、静的状態を保ち、デー
タシーケンスは、各データシーケンスが問合せシーケン
スのそばを「流れる」時、問合せシーケンスに対して突
き合わされる。循環メモリを用いている本発明の実施例
が、第６図の50に示されている。データシーケンスは、
各々が、１つのデータシーケンス記号のための記憶を提
供している複数のスロット314を含むメモリループ52に
記憶されている。これらのスロットは、各々は、識別グ
ループと及びこの実施例における対応のグループと同じ
機能を果たすデータグループに分割される、第３図に示
される実施例のスロットと同様の様式でもって１ビット
記憶セルのブロックから構成され得る。メモリループ52
に記憶されているデータは、それが比較手段238への結
合のために且つインジケータ歩進手段244による読出し
及び書込みのために得られるタップ点54を通って循環す
る。この実施例において、第３図に示されている第１イ
ンジケータ手段34の諸機能は、２つの代替状態、即ち、
「保持」及び、比較手段238に現在結合されているデー
タシーケンス記号は、インジケータ手段236によって識
別される問合せ記号に比較されるべきであるか否かを示
す「レディ」の１つを有する保持フラグ56によって実行
される。保持フラグは、保持状態にある場合、比較手段
238は、現在タップ点54にあるデータシーケンス記号を
比較しないように抑止される。インジケータ歩進手段24
4は、問合せシーケンスの第１問合せ記号が、データシ
ーケンスの第１記号に比較される時に保持フラグをレデ
ィ状態にセットする。保持フラグ56は、可変問合せシー
ケンス記号が、開区切り文字に比較された時に保持状態
にセットされる。保持フラグ56は、上記保持フラグ56を
保持状態にセットせしめた開区切り文字に対応する閉区
切り文字が、タップ点54においてインジケータ歩進手段
244によって読み出された時にレディ状態にリセットさ
れる。

各比較において用いられるべき問合せシーケンス記号
は、インジケータ手段236によって規定される。インジ
ケータ手段236は、インジケータ歩進手段244の制御下に
ある。インジケータ手段236は、規定された問合せ記号
を比較手段238に結合するための宛先指定回路242及び問
合せシーケンスが記憶される問合せ記憶メモリ手段222
におけるスロットを識別するためのプリンタ237を含ん
でいる。

フラグ手段248は、上記シーケンスの１つに含まれて
いるデータシーケンス記号と上記問合せシーケンスから
の問合せ記号との間の全ての対による比較の結果、第３
図に示されている比較手段38と同じように機能する比較
手段238からの一致された出力信号が生じたデータシー
ケンスにフラグを立てるのに用いられる。斯かるフラグ
の立てられたシーケンスは、最後の問合せシーケンス記
号は、問題のデータシーケンスにおける最後のデータシ
ーケンス記号に比較された後受信手段246を介して読み
出される。

第４図に示されている静的メモリシステムとは対照的
に、この実施例は、本発明の装置が、このシーケンスに
おいて探索されている現在の記号だけでなく、問合せシ
ーケンスの全体のための記憶を行うことを要求する。問
合せシーケンスは、受信手段246の一部である問合せ記
憶メモリ手段222に、上記のように記憶される。このメ
モリは、第３図に示されている実施例における問合せ記
憶メモリ手段22の所で述べた構造と同じ構造を有すスロ
ットで構成される。問合せシーケンス全体が、本発明の
装置に含まれるべきであるという要求は、探索され得る
問合せシーケンスの長さに特定の制限を課す。しかしな
がら、用いられる可能性のある最長問合せシーケンスの
推定を通常行うことができるため、これは厳しい制限で
はない。また、問合せシーケンスは、幾つかのより小さ
なシーケンスに分割することができ且つ装置をリセット
し、次に突き合せプロセスを継続することなしに第２問
合せシーケンスをロードされるための手段を組む込むこ
とができる。

問合せシーケンスは、問題の問合せシーケンスがその
後に続く受信手段246に特別な所定の問合せ記号を送る
ことにより、第６図に示されている本発明の装置にロー
ドされる。問合せシーケンスの初めをマークする開区切
り文字に対応する閉区切り文字によって合図される問合
せシーケンスの終りの受信は、突き合せプロセスの開始
を合図するのに用いられる。この信号を受信する際、イ
ンジケータ歩進手段244は、第３図に示されている実施
例に示されているインジケータ歩進手段44によって用い
られる方法と同様の方法でもって種々のフラグをそれら
の初期状態にセットし、第２インジケータ手段236をセ
ットして問合せシーケンスの第１記号を示し、次に、デ
ータシーケンスの第１記号がタップ点において読み出さ
れるのを待機する。上記第１記号が存在する時、突き合
せプロセスは、第３図に述べられている本発明の実施例
と同様の方法で始められる。

本発明の静的実施例及び循環実施例の両方において、
検索手段232及び332はそれぞれ、標準的なマイクロプロ
セッサチップから構成され得る。また、VLSI回路設計の
当業者にとって良く知られた方法を用いて、特種な目的
のプロセッサを構成することもできる。このプロセッサ
はまた、第１及び第２メモリ手段と同じVLSIチップの上
に実施され得る。

上記の実施例の内どれが与えられたシステムにとって
最適であるかという選択は、一般的に、所望のシステム
の記憶密度及び比較速度の要求条件に依存する。各デー
タ記憶データシーケンスを有する１つの検索プロセッサ
94が存在する第４図及び第５図に述べられているシステ
ムと同様の静的システムは、最短の可能な探索時間を提
供する。斯かるシステムは、問合せシーケンスの各記号
を１つの比較サイクルにおける記憶データシーケンスの
各々におけるその対応の記号と比較することができる。
しかしながら、検索プロセッサを構成するのに必要な
「チップスペース」が、記号を記憶するのに用いられる
スロットを構成するのに必要なチップスペースを超過す
るため且つデータシーケンスの潜在的な数が大きいた
め、この型のメモリは、非常に低い密度のメモリを有
し、従って記憶記号当りのコストが高くなる。

問合せシーケンスのための静的記憶バッファを有する
循環メモリに基づくシステムは、より高い密度の記憶を
提供し、しばしばより低いコストを提供する。磁気ディ
スク等の回転記憶媒体は、標準ランダムアクセスメモリ
チップを用いて得られるコストよりもかなり低いワード
当りコストでもってデータを記憶することが可能であ
る。光学ディスクは、これもまた、記憶記号当りのコス
トの何分の一かで、集積回路メモリより高い記憶密度を
提供する可能性を有している。しかしながら。これらの
デバイスは、所望のデータ記号がタップ点のそばを通過
するのを待機しなければならないため、上記で論じた静
的データシーケンス記憶システムより固有的に遅い。こ
の要求条件は、本発明の循環メモリ実施例における探索
を完了するのに必要な時間をセットする。特定のデータ
シーケンスは、問合せシーケンスに対応できない場合、
検索手段は、データシーケンスの全体がタップ点を通過
するのを依然として待機しなければならない。従って、
探索を実行する時間は、メモリループの内容の全体がタ
ップ点を通過するのに必要な時間である。

対照的に、記憶データシーケンス当り１つの比較回路
を含む１つの検索プロセッサを用いる本発明の静的メモ
リ実施例において探索を実行するのに必要な最大時間
は、問合せシーケンスを読み出すのに必要な時間であ
る。静的メモリ実施例において、データシーケンスの全
てが、対による比較のプロセスにおいて早い時期に不一
致だった場合、この結果は、即座に出力され、次の探索
は、問合せシーケンスの全体が受信されるのを待機しな
くても開始され得る。

循環記憶システムの速度上の制限は、並列の幾つかの
読出しステーションを用いることになりある程度克服す
ることができる。各ステーションは、循環ループにおけ
る異なったタップ点を通過する時のデータを見る。これ
らのタップ点の各々は、問合せシーケンスへのアクセス
を有する独立の検索プロセッサを含んでいる。従って、
メモリ全体を読み出すのに必要な時間は、タップ点の数
に等しい因数だけ低減する。

本発明は、主に、人工知能システムの使用に意図され
ているが、外部データ処理システムなしに用いられ得
る。例えば、キーボード及び表示端末装置からなるシス
テムは、本発明の装置を作動するのに十分である。この
単純なシステムにおいて、データシーケンスは、読出し
専用メモリに記憶されている固定ライブラリの形となり
得る。このライブラリへのエントリは、関連の問合せシ
ーケンスを規定する記号をタイプすることにより選択さ
れる。検索プロセッサは、装置への及び装置からの情報
の流れを制御するための特定の命令キーに応答するよう
にプログラムされる。

本発明の種々の実施例が、本明細書に述べられてきた
が、本発明の請求の範囲から逸脱することなく種々の変
更及び修正をなすことができることを了解されよう。

フロントページの続き (72)発明者 デービス，アラン・リン アメリカ合衆国カリフォルニア州94019, ハーフ・ムーン・ベイ，パインハース ト・レーン 31 (56)参考文献 特開 昭58−139273（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−39784（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4390945（ＵＳ，Ａ)

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記号の１又は複数のデータシーケンスの記
   憶及び検索のためのメモリシステムにおいて、 定数、変数及び区切り文字を含む記号の１又は複数の前
   記データシーケンスを記憶するメモリ手段と、 前記メモリシステムに結合された、定数、変数及び区切
   り文字を含む記号の問合せシーケンスを受け取る手段
   と、 記号の前記問合せシーケンスに対応する記号の各データ
   シーケンスを前記メモリ手段から検索する手段であっ
   て、記号のデータシーケンスが記号の前記問合せシーケ
   ンスに対応すると定義されるのは、前記２つのシーケン
   スが定数又は定数と区切り文字との組合せであって区切
   り文字で始まり区切り文字で終わる組合せによって各変
   数を置換することによって同一にできる場合であり、記
   号の前記問合せシーケンスと前記メモリ手段に記憶され
   た記号の各データシーケンスとを比較する手段を含む検
   索手段と、を備えており、 記号の前記問合せシーケンスに対応する記号の各データ
   シーケンスを前記メモリ手段から検索する前記手段は、 データシーケンス記号を識別する第１のインジケータ手
   段と、 問合せシーケンス記号を識別する第２のインジケータ手
   段と、 前記第１のインジケータ手段によって識別されたデータ
   シーケンス記号と前記第２のインジケータ手段によって
   識別された問合せシーケンス記号とを比較し、比較され
   た前記２つの記号が同じである又は前記２つの記号の少
   なくとも一方が変数であることを示す一致状態と、前記
   ２つの記号が異なりいずれも変数ではないことを示す不
   一致状態との２つの代替的な状態の一方を有する出力信
   号を発生する、比較手段と、 前記比較手段の出力信号に応答して、前記不一致状態に
   ある任意の出力信号の発生を示すフラグ手段と、 前記第１のインジケータ手段に選択されたデータシーケ
   ンスの第１の記号を示させ、前記第２のインジケータ手
   段に前記問合せシーケンスの第１の記号を示させ、前記
   比較手段に前記識別された記号を比較させる手段と、前
   記第１のインジケータ手段に次のデータシーケンスの記
   号を示させ、前記第２のインジケータ手段に次の問合せ
   シーケンスの記号を示させ、前記比較手段に前記識別さ
   れた記号を終了条件が検出されるまで比較させる手段
   と、を備えたインジケータ進め手段と、 前記終了条件を検出する手段と、 前記終了条件に応答し、前記比較のいずれによっても結
   果的に不一致の出力信号を発生させないことを前記フラ
   グ手段が示す場合に、前記選択されたデータシーケンス
   を出力する手段と、 を備えていることを特徴とするメモリシステム。
2. 【請求項２】請求項１記載のメモリシステムにおいて、
   前記メモリシステムに結合された記号の前記問合せシー
   ケンスを前記メモリ手段に記憶させる手段を更に備える
   ことを特徴とするメモリシステム。
3. 【請求項３】請求項１記載のメモリシステムにおいて、
   前記受け取り手段は、記号の前記問合せシーケンスを記
   憶する問合せ記憶メモリ手段を含むことを特徴とするメ
   モリシステム。
4. 【請求項４】請求項１記載のメモリシステムにおいて、
   前記終了条件は、前記比較手段が前記問合せシーケンス
   の最後の記号とデータシーケンス記号とを比較するとき
   に生じるものと定義されることを特徴とするメモリシス
   テム。
5. 【請求項５】請求項１記載のメモリシステムにおいて、
   前記終了条件は、前記比較手段が前記選択されたデータ
   シーケンスの最後の記号と問合せシーケンス記号とを比
   較するときに生じるものと定義されることを特徴とする
   メモリシステム。
6. 【請求項６】請求項１記載のメモリシステムにおいて、
   前記終了条件は、前記比較手段が前記選択されたデータ
   シーケンスの最後の記号と前記問合せシーケンスの最後
   の記号とを比較するとき、又は、前記不一致状態にある
   出力信号が発生されたときに生じるものと定義されるこ
   とを特徴とするメモリシステム。
7. 【請求項７】請求項１記載のメモリシステムにおいて、
   前記区切り文字は、対応する対として、すなわち、記号
   のシーケンス又は記号のシーケンスに埋め込まれた記号
   のサブシーケンスの始点を画するのに用いられる開いた
   区切り文字と、記号の前記シーケンス又は記号のサブシ
   ーケンスの終点を画するのに用いられる閉じる区切り文
   字との対として生じ、前記インジケータ進め手段は、前
   記選択されたデータシーケンス又は前記問合せシーケン
   スにおいて与えられた開いた区切り文字に対応する閉じ
   る区切り文字を決定する手段を含む、メモリシステムに
   おいて、 前記インジケータ進め手段によって識別されるようにな
   る前記次のデータシーケンス記号と前記次の問合せシー
   ケンス記号とは、前記比較手段によって前に比較された
   ものの後の次のシーケンシャルなデータシーケンス記号
   と前記比較手段によって前に比較されたもののに続く次
   のシーケンシャルな問合せシーケンス記号とであり、た
   だし、前記前に比較された記号が変数と開いた区切り文
   字である場合にはそうではなく、その場合には、前記次
   の記号は、前記変数に続く記号と前記開いた区切り文字
   に対応する閉じる区切り文字に続く記号とであることを
   特徴とするメモリシステム。
8. 【請求項８】請求項７記載のメモリシステムにおいて、
   どの閉じる区切り文字が与えられた開いた区切り文字に
   対応するかを決定する前記手段は、それぞれの前記区切
   り文字を用いてラベルを記憶する手段を備えており、前
   記ラベルは、区切り文字の対応する対のそれぞれの前記
   区切り文字に対して同一であり、前記ラベルは、区切り
   文字の前記対によって画される記号のシーケンス又はサ
   ブシーケンスの中では区切り文字の任意の他の対で反復
   されないことを特徴とするメモリシステム。
9. 【請求項９】請求項７記載のメモリシステムにおいて、
   どの閉じる区切り文字が与えられた開いた区切り文字に
   対応するかを決定する前記手段は、前記開いた区切り文
   字を含む記号のシーケンスにおけるその対応する閉じる
   区切り文字の位置をそれぞれの開いた区切り文字の一部
   として記憶する手段を備えていることを特徴とするメモ
   リシステム。
10. 【請求項１０】請求項７記載のメモリシステムにおい
    て、どの閉じる区切り文字が記号のシーケンスにおける
    与えられた開いた区切り文字に対応するかを決定する前
    記手段は、区切り文字をカウントする手段を備えてお
    り、前記カウント手段は前記第２のインジケータ手段が
    記号の前記問合せシーケンスの第１の記号を示すときに
    は所定の初期状態に初期化され、前記カウント手段は記
    号のシーケンスにおいて開いた区切り文字に遭遇するご
    とに増加され、前記カウント手段は記号の前記シーケン
    スにおいて閉じる区切り文字に遭遇するごとに等しい量
    だけ減少され、前記対応する閉じる区切り文字は前記カ
    ウント手段をその初期状態に戻させるものであることを
    特徴とするメモリシステム。
11. 【請求項１１】請求項７記載のメモリシステムにおい
    て、前記メモリ手段は、複数のスロットを備えており、
    各スロットは１つの記号を記憶するのに用いられ、連続
    する１ビットの記憶セルのブロックを備えており、前記
    スロットは、識別グループとデータグループとの２つの
    グループに分割され、前記識別グループは、少なくとも
    ２つの１ビットの記憶セルから成り前記スロットに記憶
    された記号のタイプを識別し、前記データグループは、
    前記１ビットの記憶セルの残りを備えていることを特徴
    とするメモリシステム。
12. 【請求項１２】請求項11記載のメモリシステムにおい
    て、どの閉じる区切り文字がそれぞれの開いた区切り文
    字に対応するかを決定する前記手段は、スロットであっ
    てその識別グループが前記スロットが開いた区切り文字
    を記憶することを示すスロットの中にあり前記開いた区
    切り文字に対応する閉じる区切り文字のアイデンティテ
    ィを示すデータグループにデータを記憶する手段を含む
    ことを特徴とするメモリシステム。
13. 【請求項１３】記号の１又は複数のデータシーケンスの
    記憶及び検索のためのメモリシステムにおいて、 定数、変数及び区切り文字を含む記号の１又は複数の前
    記データシーケンスを記憶するメモリ手段と、 前記メモリシステムに結合された、定数、変数及び区切
    り文字を含む記号の問合せシーケンスを受け取る手段
    と、 記号の前記問合せシーケンスに対応する記号の各データ
    シーケンスを前記メモリ手段から検索する手段であっ
    て、記号のデータシーケンスが記号の前記問合せシーケ
    ンスに対応すると定義されるのは、前記２つのシーケン
    スが定数又は定数と区切り文字との組合せであって区切
    り文字で始まり区切り文字で終わる組合せによって各変
    数を置換することによって同一にできる場合であり、記
    号の前記問合せシーケンスと前記メモリ手段に記憶され
    た記号の各データシーケンスとを比較する手段を含む検
    索手段と、を備えており、 前記区切り文字は、対応する対として、すなわち、記号
    のシーケンス又は記号のシーケンスに埋め込まれた記号
    のサブシーケンスの始点を画するのに用いられる開いた
    区切り文字と、記号の前記シーケンス又はサブシーケン
    スの終点を画するのに用いられる閉じる区切り文字との
    対として生じ、 前記検索手段は、 与えられた開いた区切り文字に対応する閉じる区切り文
    字を識別する手段と、 前記問合せシーケンスからの１つの記号と前記データシ
    ーケンスの中の１つからの１つの記号との、記号の対応
    する対を特定する手段と、 記号のそれぞれの特定された対応する対を比較し、比較
    された前記記号が同じである又は前記記号の少なくとも
    一方が変数であることを示す一致状態と、前記記号が一
    致せずいずれも変数ではないことを示す不一致状態との
    ２つの状態を有する出力信号を発生する、比較手段と、
    を備えており、更に、 インジケータ進め手段であって、 前記特定手段に、記号の第１の対応する対として、各デ
    ータシーケンスの第１の記号と前記問合せシーケンスの
    第１の記号とを当初に特定させる手段であって、前記比
    較手段はそれに応答して動作し記号の前記第１の対応す
    る対を比較する手段と、 前記特定手段に記号の次の対応する対を連続的に特定さ
    せる手段であって、前記比較手段が一致した出力信号を
    発生しするごとに次のデータシーケンス記号と次の問合
    せシーケンス記号とから成り、比較された記号のどれも
    がデータシーケンスの最後の記号又は前記問合せシーケ
    ンスの最後の記号ではなく、それに応答して動作する前
    記比較手段は記号のそのような前記次の対応する対を比
    較し、前記次のデータシーケンス記号は前記比較手段に
    よって前に比較されたものに続く隣接するデータ記号で
    あり、前記次の問合せシーケンス記号は前記比較手段に
    よって前に比較されたものに続く隣接する問合せシーケ
    ンス記号であり、ただし、前記前の比較が変数と開いた
    区切り文字との間のものであった場合はそうではなく、
    その場合は、特定される次の記号は前記変数に続く隣接
    する記号と前記開いた区切り文字に対応する閉じる区切
    り文字に続く隣接する記号である、手段と、 その最後の記号が前記問合せシーケンスの最後の記号に
    比較されたデータシーケンスのそれぞれを読み出す手段
    と、 を備えたインジケータ進み手段と、 を備えていることを特徴とするメモリシステム。
14. 【請求項１４】請求項13記載のメモリシステムにおい
    て、前記メモリ手段は、スロットの複数の連続的なブロ
    ックを備え、前記スロットのそれぞれは１つのデータシ
    ーケンス記号を記憶し、 前記比較手段は、複数の比較回路を備え、前記比較回路
    の１つが前記ブロックのそれぞれに動作的に接続されて
    おり、前記比較回路のそれぞれは、前記比較回路に動作
    的に接続されているスロットのブロックにおいてデータ
    シーケンス記号を含む記号の前記特定された対応する対
    の間で比較を行うことを特徴とするメモリシステム。
15. 【請求項１５】その中に記号の１又は複数のデータシー
    ケンスが記憶されたメモリシステムであって、前記デー
    タシーケンスの記号は定数、変数、区切り文字の３つの
    タイプの記号含むように定義されており、前記区切り文
    字は、記号のシーケンス又は記号のシーケンスに埋め込
    まれた記号のサブシーケンスの始点を画するのに用いら
    れる開いた区切り文字と、記号の前記シーケンス又はサ
    ブシーケンスの終点を画するのに用いられる閉じる区切
    り文字との対応する対として存在するメモリシステムに
    おける、記号の前記データシーケンスに対して定義され
    たのと同じ３つのタイプの記号から成る記号の問合せシ
    ーケンスに対応する記号の前記データシーケンスの１つ
    を検索する方法において、 （ａ）フラグを第１の状態に設定するステップと、 （ｂ）記号の前記データシーケンスにおける第１のデー
    タシーケンス記号を示すステップと、 （ｃ）記号の前記問合せシーケンスにおける第１の問合
    せシーケンス記号を示すステップと、 （ｄ）ステップ（ｂ）及び（ｃ）において示された前記
    記号を比較するステップと、 （ｅ）前記フラグを、記号の前記データシーケンスは前
    記記号が対応しなかった場合には記号の前記問合せシー
    ケンスに対応しなかったことを示す第２の状態に設定す
    るステップであって、前記記号が対応していると定義さ
    れるのは、前記データシーケンス記号が前記問合せシー
    ケンス記号と同一である、又は、前記記号の少なくとも
    １つが変数である場合である、ステップと、 （ｆ）次のデータシーケンス記号と次の問合せシーケン
    ス記号とを示すステップであって、前記次のデータシー
    ケンス記号は記号の前記データシーケンスにおいて前に
    示されたデータシーケンス記号に続くものであり、前記
    次の問合せシーケンス記号は記号の前記問合せシーケン
    スにおいて前に示された問合せシーケンス記号に続くも
    のであり、ただし、前記前に示された記号が開いた区切
    り文字及び変数でない場合にはそうではなく、その場合
    には、ステップ（ｇ）を行うステップと、 （ｇ）前記開いた区切り文字に対応する閉じる区切り文
    字を決定するステップであって、そのように示される次
    の信号は、前記変数と前記開いた区切り文字に対応する
    閉じる区切り文字に続くものとである、ステップと、 （ｈ）ステップ（ｂ）からステップ（ｈ）までを、記号
    に対する前記問合せシーケンスの最後の記号が比較され
    るまで反復するステップと、 （ｉ）前記フラグが前記第１の状態にある場合には、前
    記データシーケンスを検索するステップと、 を含む方法。
16. 【請求項１６】請求項15記載の方法において、記号の前
    記データシーケンス又は記号の前記問合せシーケンスの
    一方において与えられた開いた区切り文字にどの閉じる
    区切り文字が対応するかを決定する前記ステップは、前
    記開いた区切り文字の一部として記憶され前記開いた区
    切り文字に対応する閉じる区切り文字を識別するラベル
    を読み出すステップを含むことを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】請求項15記載の方法において、記号の前
    記データシーケンス又は記号の前記問合せシーケンスの
    一方において与えられた開いた区切り文字にどの閉じる
    区切り文字が対応するかを決定する前記ステップは、 前記開いた区切り文字が前記変数と比較されるときにカ
    ウンタを初期状態に設定し、前記カウンタを増加させる
    ステップと、 前記開いた区切り文字を含むシーケンスにおけるそれぞ
    れの連続する記号を読み出すステップと、 開いた区切り文字が読み出されるごとに前記カウンタを
    増加させ、閉じる区切り文字が読み出されるごとに同じ
    量だけ前記カウンタを減少させるステップと、 前記カウンタを前記初期状態に戻させる閉じる区切り文
    字を、前記対応する閉じる区切り文字として識別するス
    テップと、 を含むことを特徴とする方法。
18. 【請求項１８】請求項15記載の方法において、記号の前
    記データシーケンス又は記号の前記問合せシーケンスの
    一方において与えられた開いた区切り文字にどの閉じる
    区切り文字が対応するかを決定する前記ステップは、前
    記開いた区切り文字の一部として記憶され前記開いた区
    切り文字を含むシーケンスにおいて前記閉じる区切り文
    字の位置を特定するデータを読み出すことを含むことを
    特徴とする方法。