JP2591362B2

JP2591362B2 - データ選択処理方法

Info

Publication number: JP2591362B2
Application number: JP10722291A
Authority: JP
Inventors: 孝之早川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JPH04336324A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記憶装置に格納され、相
互の順序関係が定められているデータの中から指定の順
序関係のデータを選択するデータ選択処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の先行技術としては、Ｓ．アクル
著（阿江忠他訳）１９８８年４月啓学出版「並列ソ
ーティングアルゴリズム」（１７５頁）に記載の方法が
ある。

【０００３】図３はデータ選択処理装置の構成を示すブ
ロック図で、図において、３１は対象データを記憶する
共有記憶装置、３３〜３５は共有記憶装置３１を共有し
演算を行う演算装置、３６〜３８は演算装置３３〜３５
にそれぞれ付属しデータやプログラムを記憶する局所記
憶装置、３２は共有記憶装置３１と演算装置３３〜３５
とを結合する結合ネットワーク、３９は演算装置３３〜
３５を制御する制御装置である。

【０００４】共有記憶装置３１は高速にアクセスできる
ＲＡＭ等により構成され、全てのデータを格納すると共
に演算装置間のデータ転送手段としても用いられる。す
なわち一つの演算装置が共有記憶装置３１にデータを書
き込み、続いてそのデータをもう一つの演算装置が読み
出すことによってデータの転送が行われる。異なる演算
装置が同時に共有記憶装置３１をアクセスすることがで
きるが、複数の演算装置が同時に共通記憶装置３１の同
一記憶番地に対して読み出し、または書き込みを行うこ
とはできない。

【０００５】結合ネットワーク３２は、共有記憶装置３
１と演算装置３３〜３５とを接続し、両装置間のデータ
の転送を行う。制御装置３９は、単一制御命令を発行す
ることによって各演算装置３３〜３５を、同期を取って
制御する。各演算装置３３〜３５は、制御装置３９の発
行する単一制御命令によってそれぞれ異なるデータの集
合に対して、同一の命令を実行する。局所記憶装置３６
〜３８は高速にアクセス可能なＲＡＭ等で構成され、プ
ログラムやデータを格納する。図３に示す装置はデータ
の選択処理を複数の演算装置に分散して実行するので、
分散データ選択処理方式という。

【０００６】次に従来のデータ選択処理方法について説
明する。図４は従来の方法に用いられるアルゴリズムを
示す図である。｜Ｓ｜個のデータＳの中から、ｋ番目
（ｋ≦｜Ｓ｜）のデータを選択するアルゴリズムを示
す。図４のステップ（Ｎ１）で、｜Ｓ｜＜３であれば、
これは簡単で分散処理の必要はなく、１台の演算装置だ
けでｋ番目のデータを選択する。その他の場合は｜Ｓ｜
個のデータをそれぞれが｜Ｓ｜^e 個のデータからなる｜
Ｓ｜^1-e 個の部分列に分解し、各演算装置に割り当て
る。

【０００７】図５は図４に示すアルゴリズムの実行例を
表し、符号５１はデータＳを示すもので、その個数は２
５個で５台の演算装置に割り当てると各演算装置には符
号５２に示すように、各５個のデータが割り当てられ
る。図４のステップ（Ｎ２）では、各演算装置は割り当
てられた部分データの中から中央値ｍを見付けて共有記
憶装置３１の配列Ｍのｉ番目の位置に書き込む。図５の
符号５３は配列Ｍに書き込まれたデータを示す。図４の
ステップ（Ｎ３）で共有記憶装置３１は配列Ｍ５３の中
から中央値ｍを見付ける。図５の例ではｍ＝２４とな
る。

【０００８】図４のステップ（Ｎ４）で共有記憶装置３
１はＳを３つの部分データ、Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ に分割
し、それらの要素がそれぞれｍより小さい、ｍと等し
い、およびｍより大きいようにする。図５の符号５４で
示すものがこの分割である。図４のステップ（Ｎ５）で
は、｜Ｓ₁ ｜＞ｋであれば、並列選択アルゴリズムを再
帰的に呼び出してＳ₁ の中からｋ番目のデータを見付
け、｜Ｓ₁ ｜＞ｋでなくて｜Ｓ₁ ｜＋｜Ｓ₂ ｜≧ｋであ
れば、ｍが求めるデータであり、｜Ｓ₁ ｜＞ｋでなく、
且つ｜Ｓ₁ ｜＋｜Ｓ₂ ｜≧ｋでなければ、並列選択アル
ゴリズムを再帰的に呼び出してＳ₃ の中からｋ−｜Ｓ₁
｜−｜Ｓ₂ ｜番目のデータを見付ける。

【０００９】図５に示す例では、｜Ｓ₁ ｜＞ｋであるか
ら、Ｓ₁ について並列選択アルゴリズムを呼び出し、ス
テップ（Ｎ１）でＳ₁ を符号５５で示す３個の部分列に
分割し、３台の演算装置に割り当てて、ステップ（Ｎ
２）で各部分列の中央値が配列Ｍに符号５６で示すよう
に書き込まれ、ステップ（Ｎ３）で中央値ｍが１６と決
定され、ステップ（Ｎ４）で符号５７の列が作られる
が、今回は、｜Ｓ₁ ｜＞ｋでなく、｜Ｓ₁ ｜＋｜Ｓ₂ ｜
≧ｋであるので、ｍ＝１６が求めるデータである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のデータ選択処理方法では、共有記憶装置３
１に格納されているデータを複数の演算装置３３〜３５
を用いて大まかに分類して特定データの選択を高速化し
ているが、共有記憶装置３１中のデータのサイズが大き
い場合は、並列選択アルゴリズムを再帰的に呼び出すと
いう操作を何回か繰り返す必要があり、その都度大量の
データを演算装置３３〜３５に転送しなければならず、
結合ネットワーク３２の負荷が大きくなり、転送に時間
がかかり、総合的な処理効率が低い点にある。本発明は
かかる課題を解決するためになされたもので、共有記憶
装置から局所記憶装置への大量のデータ転送を最初の１
回だけとするデータ選択処理方法を提供することを目的
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるデータ選
択処理方法は、次のようなステップの繰り返しによって
特定データの選択を行うことを特徴としている。ステップＳ０（初期化ステップ）：共有記憶装置３１内
の配列Ｍの記憶部分をリセットする。ステップＳ１（分割ステップ）：共有記憶装置３１中の
データを複数の部分に分割する。ステップＳ２（第１の転送ステップ）：分割したデータ
を各局部記憶装置３６〜３８へ転送して各演算装置３３
〜３５に割り当てる。ステップＳ３（最小値検索ステップ）：各演算装置では
割り当てられたデータの中で共有記憶装置に転送されて
ないデータの中から最小値を検索する。ステップＳ４（第２の転送ステップ）：ステップＳ３で
得られたデータを共有記憶装置３１に転送して一時記憶
する。ステップＳ５（マージステップ）：ステップＳ４で転送
されたデータの中に配列Ｍより小さいものがあればこれ
を配列Ｍにマージして、ｋ個以上のデータは配列Ｍから
削除し、ステップＳ３に戻る。但し、ｋは求めるデータ
の順番を示す。ステップＳ６（出力ステップ）：ステップＳ４で転送さ
れたデータが全部配列Ｍのデータより大きければ配列Ｍ
のｋ番目のデータが求めるデータとなる。

【００１２】

【作用】本発明のデータ選択処理方法においては、上述
のステップを繰り返すことにより、大量のデータの転送
はステップＳ２において１回実行すればよく、データ転
送によって処理時間が長くなることはない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明の一実施例に係る動作を説明するア
ルゴリズムを示す図であり、Ｓ０〜Ｓ６は各プログラム
ステップを示す。図２は図１に示すアルゴリズムの実行
を数値例によって説明する図である。なお、本発明の方
法で使用される装置は従来の装置として説明した図３に
示す装置と同様である。

【００１４】図２の符号２１〜２８は各記憶内容を示
し、共有記憶装置３１はデータ記憶部２１と配列Ｍの記
憶部２２とを備え、データ記憶部２１に対象データが書
き込まれると、配列Ｍの記憶部２２をリセットする（ス
テップＳ０）。このリセットでは記憶部２２のデータの
値が記憶部２１のどのデータの値よりも十分に大きなも
のにする。図２に示す例では数値１００にリセットされ
る。

【００１５】ステップＳ１では記憶領域２１のデータを
ｎ個の部分データに分割する。この部分データは図２の
符号２３で示す通りになる。ステップＳ２では、各演算
装置３３〜３５は制御装置３９の命令で各分割データを
それぞれ対応する局所記憶装置３６〜３８に書き込む。
例えば局所記憶装置３６にはデータ１８，３５，２１，
２４，２９が書き込まれる。

【００１６】ステップＳ３で、各演算装置は割り当てら
れた部分データの中で、まだ配列Ｍの記憶部２２に転送
していないデータの中から最小値を検索する。符号２４
でこれを示す。例えば局所記憶装置３６に記憶するデー
タの最小値としては、１８が検索され、その他の最小値
としては、１３，１１，１２，１４がそれぞれ検索され
る。ステップＳ４では、制御装置３９は各演算装置３３
〜３５に検索した最小値を共有記憶装置３１へ転送する
ように命ずる。

【００１７】ステップＳ５で、共有記憶装置は、各演算
装置から今回転送された最小値の内で配列Ｍの記憶部２
２に格納されている各データより小さいものがあれば、
これを記憶部２２のもとのデータとマージし、サイズが
ｋを越えたデータを削除し、ステップＳ３に戻る。

【００１８】ｋは選択すべきデータの順番を示し、図２
に示す例ではｋ＝６である。符号２４のデータが送られ
る時点で配列Ｍの記憶部２２の内容（すなわち配列Ｍ）
は、全部１００であるから、符号２４のデータをマージ
すると、符号２５で示す通りになる。そして、次の２回
目のステップＳ４で転送されるデータは、符号２６で示
すようになり、これを配列Ｍにマージすると符号２７で
示すようになる。

【００１９】第２回目のステップＳ５で配列Ｍにこれを
マージすると、符号２７で示す通りになる。さらに、ス
テップＳ３に戻り、次の３回目のステップＳ４で転送さ
れるデータは符号２８で示すようになる。符号２８で示
すデータの中の各データは、全て符号２７で示す配列Ｍ
より大きい。このことは、分割したどの部分のデータの
中にも配列Ｍより小さいデータは存在しないことを意味
するので、配列Ｍの中のｋ番目のデータが求めるデータ
であるということになる。

【００２０】すなわち、今回、各演算装置から転送され
た全ての最小値が、配列Ｍの各データより大きければ、
ステップＳ６に入り、配列Ｍの中のｋ番目のデータを選
択すべきデータとする。図２の例では１６が選択すべき
データとなり、これを記憶部２９に書き込む。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のデータ選択
処理方法によれば、特定データの選択処理において、共
有記憶装置から各局所記憶装置へのデータ転送を最初の
１回だけで済み、処理効率を向上させ、高速処理が可能
となる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る動作を説明するアルゴ
リズムを示す図である。

【図２】図１に示すアルゴリズムの実行例を示す図であ
る。

【図３】データ処理装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】従来の方法に用いられるアルゴリズムを示す図
である。

【図５】図４に示すアルゴリズムの実行例を示す図であ
る。

【符号の説明】３１共有記憶装置３２総合ネットワーク３３〜３５演算装置３６〜３８局所記憶装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】順序関係を持つデータを記憶する共有記
憶装置と、この共有記憶装置を共有し演算を行う複数の
演算装置と、これらの演算装置にそれぞれ付属して当該
演算装置で使用するデータやプログラムを記憶する局所
記憶装置と、上記複数の演算装置を制御する制御装置と
を用い、上記共有記憶装置中のデータから、指定した順
番（ｋ）のデータを選択して出力するデータ選択処理方
法において、上記共有記憶装置内にｋ個のデータを記憶
する配列Ｍの記憶部を設け、この記憶部に記憶される全
てのデータの値が、上記順序関係を持つデータのどの順
序の数値よりも大きくなるようリセットする初期化ステ
ップ、上記共有記憶装置に記憶する順序関係を持つデー
タを複数の部分データに分割する分割ステップ、この分
割ステップで生成された複数の部分データを上記各演算
装置に付属する各局所記憶装置に転送することで、複数
の部分データを各演算装置に割り当てる第１の転送ステ
ップ、この第１の転送ステップで転送された各局所記憶
装置中の部分データで上記共用記憶装置に転送未済のデ
ータ中の最小値を検索する最小値検索ステップ、この最
小値検索ステップで得られた各部分データの各最小値を
上記共有記憶装置に転送する第２の転送ステップ、この
第２の転送ステップで転送された各最小値のうち上記配
列Ｍのデータよりも小さいものは上記配列Ｍのデータに
マージし、配列Ｍのデータで順番ｋを越えたデータを削
除するマージステップ、このマージステップの後、最小
値検索ステップ，第２の転送ステップを繰り返し、第２
の転送ステップで転送された全ての最小値が配列Ｍのど
のデータよりも大きい場合、配列Ｍのｋ番目のデータを
選択出力する出力ステップ、を備えたことを特徴とする
データ選択処理方法。