JP2752634B2 - ソート処理装置 - Google Patents

ソート処理装置

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JP2752634B2
JP2752634B2 JP63129023A JP12902388A JP2752634B2 JP 2752634 B2 JP2752634 B2 JP 2752634B2 JP 63129023 A JP63129023 A JP 63129023A JP 12902388 A JP12902388 A JP 12902388A JP 2752634 B2 JP2752634 B2 JP 2752634B2
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    • Y10S707/99937Sorting

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は多数のデータを指定された順序に従ってソ
ーティングを行うソート処理装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第6図は、例えば電子通信学会論文誌,J66−D(1983
年3月,333ページ)図1に示された従来のソート処理装
置の構成図であり、1〜4は複数個のソートプロセッ
サ、5〜8はソートプロセッサ1〜4にそれぞれ対応す
る複数個のメモリ装置、9は本ソート処理装置が設定す
る1データの長さLを表す。図の左から数えてi番目の
ソートプロセッサは2i-1Lの容量のメモリ装置を有す
る。
次に動作いついて説明する。ソーティングされるデー
タはソートプロセッサ1に次々と入力される。ソートプ
ロセッサ1は入力されてくるデータに対して1つをその
メモリ装置5に格納し、これと次に入力されてくるデー
タとを比較して、例えば降順ソーティングの場合は、大
きい方を先に、小さい方を後にして次段のソートプロセ
ッサ2へ送り出すことを繰り返す。一方、ソートプロセ
ッサ2はソートプロセッサ1から次々と送られてくる2
つ毎に降順となっているデータ(降順2個組)に対し、
1つの2個組をそのメモリ装置6に格納し、これと次に
に入力されてくる降順2個組と併合して、4個毎に降順
に並べられたデータ(降順4個組)をソートプロセッサ
3に出力することを繰り返す。一般にi番目のソートプ
ロセッサはi−1番目のソートプロセッサから次々と送
られてくる降順2i-1個組を併合して降順2i個組を生成
し、これをi+1番目のソートプロセッサに出力するこ
とを繰り返す。
これにより、N=2n個のデータを入力した時、n番
目のソートプロセッサからの出力は降順N(=22)個
組となり、ソーティングが完了したことになる。
以上の動作はソーティングすべきデータ長Xがソート
処理装置の設定するデータ長Lと等しいか、それより短
い場合についてである。
ところで、入力データ長Xが設定データ長Lよりも長
い場合は、このままではソーティングが実行できないが
第1番目のソートプロセッサ1に対し、併合を上記の通
りに行う(MRGモードと呼ぶ)か、或いは併合操作を行
わず、入力されたデータを直接次のソートプロセッサ2
に送出する(NMモードと呼ぶ)かを入力データ長Xに応
じて動的に切り換えることにより、ソート処理装置のメ
モリ装置5〜8を有効に利用し、この様な場合でも可能
な限り多くのデータをソーティングすることが、例えば
Proceedings of 5th International Workshop on Datab
ase Machines(1986年10月144ページ)に理論的に証明
されている。これについてX=1.1Lの場合を例にとり降
順ソーティングを仮定して動作を説明する。尚、この場
合、入力データ長Xは設定データ長Lよりも長いため、
メモリ装置の容量が2i-1LのままではMRGモードの併合
操作が行えないので、上記文献に記載されているよう
に、メモリ装置の容量を増やすことが必要である。
今、ソートプロセッサ4のメモリ装置8の容量は8Lで
あるから、ここには〔8L/X〕=〔8L/1.1L〕=7
(〔n〕はnの整数部を表す)個のデータを格納するこ
とができる。この為にはソートプロセッサ3はデータ長
さ「7」の降順7個組を生成し、これをソートプロセッ
サ4に送出することが繰り返し行えればよく、更にこの
時、ソートプロセッサ2は、降順3個組と降順4個組を
繰り返し、ソートプロセッサ3に送出することが行えれ
ばよい。また更にソートプロセッサ1は、降順1個組,
降順2個組,降順2個組,降順2個組を繰り返し生成
し、ソートプロセッサ2に送出できればよい。この様子
を第5図に示す。
第5図において、17〜30はソート処理装置に入力され
るデータを、入力された順序に表したものである。ま
た、31〜37は、例えば17,24がソートプロセッサ1をNM
モードで、18,25等がMRGモードとなる様に制御すべきこ
とを示す。10はソートプロセッサ3が生成すべき降順n
個組のnの値を示し、同様に11,12はソートプロセッサ
2が生成すべき降順n個組のnの値を示し、13〜16はソ
ートプロセッサ1が同期的に生成すべき降順n個組のn
の値を示す。なお、第5図に示すP1,P2,P3は第6図に
示すソートプロセッサ1,2,3にそれぞれ相当する。
これにより、第3番目のソートプロセッサ3は降順7
個組を第4番目のソートプロセッサ4に常に送出するこ
ととなり、第6図に示された構成のソート処理装置によ
り、このような場合でも14個のデータがソーティング可
能となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のソート処理装置は、入力データ長Xが設定デー
タ長Lを越えた場合のソーティング処理においては上記
の様なモード・切り換えの為の制御データが必要とさ
れ、一方この制御データの生成手順は極めて複雑で、プ
ログラムによる生成の他には手順がなく、この為にソー
ティング処理の性能低下を招くなどの問題点があった。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、制御データ生成プログラムを不要とし、安価
で簡単なハードウェアで構成され、効率良く制御データ
を生成可能とし、ソーティング処理の性能の向上を図れ
るソート処理装置を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明の請求項1に係るソート処理装置は、順次接
続された複数個のソートプロセッサと,これら各複数個
のソートプロセッサ毎に設けられた複数のメモリ装置で
あって、前段から後段のソートプロセッサにいくに従っ
て記憶容量の大きなものが対応付けられるメモリ装置
と,から成り、各ソートプロセッサは、1個のデータを
入力してそのまま次段のソートプロセッサに出力する第
1の機能(NMモード)と、入力した複数個のデータをメ
モリ装置に格納した後、格納した複数個のデータを指定
された順に並べ変えて併合して次段のソートプロセッサ
に出力する第2の機能(MRGモード)を有し、これらの
第1,第2の2つの機能が制御データによって動的に切り
換えられるソート処理装置であって、設定データ長Lよ
りも長いデータ長Xのデータを入力する場合、上記ソー
トプロセッサに対応する各メモリ装置のデータ記憶容量
を、予め設定されている容量Zn-1L(但し、Zは2以
上のビット単位,nはソートプロセッサの段数,Lは設定デ
ータ長を示す)より増やすことにより上記第2の機能を
行うものにおいて、上記設定データ長Lより長いデータ
長Xのデータを入力してソートする場合、ZdL/X=Ze
+α(0<α<Ze)と置いて、1段目のソートプロセ
ッサのノード数Zeと判定値αとを算出するd段目のソ
ートプロセッサと、1段目のソートプロセッサの各ノー
ドに0から始まる番号を順番に割り付け、各ノードに割
り付けられた番号の論理値のビット順を逆順にした逆順
論理値と上記αの論理値とを比較して、上記αの論理値
よりも小さい逆順論理値を持つノードには上記第2の機
能を実行させる制御データを出力し、その他の逆順論理
値を持つノードには上記第1の機能を実行させる制御デ
ータを出力する制御データ出力手段と、を備えたもので
ある。
また、請求項2に係るソート処理装置は、設定データ
長Lより長いデータ長Xのデータを入力してソートする
場合、ZdL/X=Zf−α(0<α<Zf)と置いて、1段
目のソートプロセッサの前段に想定される仮想ソートプ
ロセッサのノート数Zfと判定値αとを算出するd段目
のソートプロセッサと、上記仮想ソートプロセッサの各
ノードに0から始まる番号を順番に割り付け、各ノード
に割り付けられた番号の論理値のビット順を逆順にした
逆順論理値と上記αの論理値とを比較して、上記αの論
理値よりも小さい逆順論理値を持つノードを検出した場
合には、そのノードに対応する1段目のソートプロセッ
サのノードに対して上記第1の機能を実行させる制御デ
ータを出力し、その他の逆順論理値を持つノードを検出
した場合には、そのノードに対応する1段目のソートプ
ロセッサのノードに対して上記第2の機能を実行させる
制御データを出力する制御データ出力手段と、を備えた
ものである。
[作用] 請求項1では、d段目のソートプロセッサにより、Z
dL/X=Ze+α(0<α<Ze)と置いて、1段目のソー
トプロセッサのノード数Zeと判定値αとを算出する。
つまり、「Zのベキ乗でなるべく大きいもの(Ze)+
その残り(α)」というように値を考える。そして、制
御データ出力手段は、1段目のソートプロセッサの各ノ
ードに0から始まる番号を順番に割り付け、各ノードに
割り付けられた番号の論理値のビット順を逆順にした逆
順論理値と上記αの論理値とを比較して、上記αの論理
値よりも小さい逆順論理値を持つノードには第2の機能
を実行させる制御データを出力し、その他の逆順論理値
を持つノードには第1の機能を実行させる制御データを
出力する。
請求項2では、d段目のソートプロセッサにより、Z
dL/X=Zf−α(0<α<Zf)と置いて、仮想ソートプ
ロセッサのノード数Zfと判定値αとを算出する。制御
データ出力手段は、上記仮想ソートプロセッサの各ノー
ドに0から始まる番号を順番に割り付け、各ノードに割
り付けられた番号の論理値のビット順を逆順にした逆順
論理値と上記αの論理値とを比較して、上記αの論理値
よりも小さい逆順論理値を持つノードを検出した場合に
は、そのノードに対応する1段目のソートプロセッサの
ノードに対して上記第1の機能を実行させる制御データ
を出力し、その他の逆順論理値を持つノードを検出した
場合には、そのノードに対応する1段目のソートプロセ
ッサのノードに対して上記第2の機能を実行させる制御
データを出力する。
[発明の実施例] 第1図はこの発明の一実施例に係るソート処理装置の
構成を示すブロック図である。第1図において、第6図
に示す構成要素に対応するものには同一の符号を付し、
その説明を省略する。また、第2図は第1図に示す制御
データ出力装置Gの構成を示すブロック図である。第2
図において、A,Bはディスク装置などから入力されるデ
ータの長さに関する情報を格納する格納手段としてのラ
ッチレジスタ回路、Cはラッチレジスタ回路Aの出力を
カウントするカウンタ回路、Dは第3図に示すようにカ
ウンタ回路Cの出力信号である最上位ビットを最下位ビ
ットへ移すように構成されたビット順逆転回路、Eはビ
ット順逆転回路Dの出力とラッチレジスタ回路Bの出力
とを比較する比較回路、Fは比較回路Eの出力結果に応
じて制御データを生成する制御データ生成回路である。
その制御データは、入力された1個のデータを対応する
メモリ装置に格納するとともにこの格納された1個のデ
ータを出力する第1の機能(NMモード)と、入力された
複数個のデータを指定された順に並べ変えて併合して対
応するメモリ装置に格納するとともにこの格納された複
数個のデータを出力する第2の機能(MRGモード)とを
切り換えるためのものである。第1図の各ソートプロセ
ッサ1〜4はNMモードおよびMRGモードを有している。
第2図の比較回路Eは、ビット順逆転回路Dからの信号
がラッチレジスタ回路Bからの信号より論理的に小さい
とき論理「0」を出力し、そうでないとき論理「1」を
出力する。
次に動作について説明する。ソート処理装置が設定し
ている設定データ長Lがディスク装置などから入力され
てくる入力データ長Xに対し、X>Lの場合、あるソー
トプロセッサ(第1図から見て左よりd番目のソートプ
ロセッサ)を選び、そのソートプロセッサで〔2dL/X〕
を計算し、これを〔2dL/X〕=2e+α(0<α<2e
とする。そして2e−1をラッチレジスタ回路Aに、α
をラッチレジスタ回路Bにそれぞれ格納する。この後、
制御データ出力装置Gは制御データの生成を開始する。
即ち、制御データの生成の開始と共にラッチレジスタ回
路A内のデータがカウンタ回路Cに移されてカウントさ
れる。次いでカウンタ回路Cのデータは、ビット順逆転
回路Dによりビット順が逆転され、比較回路Eでラッチ
レジスタ回路Bのデータと比較される。比較回路Eで比
較された結果が、上述したように論理「1」であれば制
御データ生成回路FはNMモードを示す制御データを出力
し、論理「0」であれば制御データ生成回路Fは現デー
タとそれに続いて入力されるデータに対し、MRGモード
を示す制御データを出力する。これら1個のデータに対
する入力動作が終了すると、カウンタ回路Cの内容は
「1」減じられる。この内容が負になればラッチレジス
タ回路Aからカウンタ回路Cに内容が移される。この
後、次のディスク装置などからのレコードデータに対し
て同様な処理が繰り返し行われる。制御データ生成回路
Fから出力される制御データは選択されたソートプロセ
ッサに転送され、これにより、ソートプロセッサはその
制御データに従って動作する。ディスク装置などから入
力されたデータはそのソートプロセッサによりソーティ
ングされ、ホスト計算機などに伝送される。尚、実施例
では、各ソートプロセッサに対応する各メモリ装置のデ
ータ記憶容量はZn-1Lで示され、Z=2ビットとして
いるので、d段目のソートプロセッサで2dL/Xを計算し
ている。この値は、一般には色々な値となるが、第5図
では、2dL/X=7の例を示している。そして、2dL/X=
e+α(0<α<2e)を満たす値は、e=2,α=3で
あり、7=22+3となる。また、1段目のソートプロ
セッサ1のノード数=2e=4となる。まず、α=3を
論理値で表現した「11」がラッチレジスタ回路Bにラッ
チされる。そして、第5図においては、1段目のソート
プロセッサ1の4つのノード(13〜16)に対する番号の
割り付けは、ラッチレジスタ回路Aに2e−1=3=「1
1」が格納されているので、左のノードから順にダウン
カウントしていけば、各ノードに左から順に「11」「1
0」「01」「00」が割り付けられる。このビット順を逆
転すれば「11」「01」「10」「00」(逆順論理値)であ
り、この各値を上記α=「11」と比較していく。この場
合、一番左のノード以外はすべて逆順論理値<αなの
で、MRGモード(第2の機能)とし、一番左のノードだ
けが逆順論理値≧α(その他)なのでNMモード(第1の
機能)とする。従って、メモリ装置を効率良く使用して
ソートを行うことができる。
尚、第5図よりも複雑な例を第7図に示す。これは4
段目のソートプロセッサ4(d=4)で、2dL/X=13と
計算した場合の例である。この場合でも、第5図の場合
と同じように、1段目のソートプロセッサの各ノードの
モード制御が行われ、メモリ装置を効率良く使用してソ
ートを行うことができる。
なお、上記実施例では第5図に示す13〜16の値に着目
したものを示したが、これを第4図に示す如く拡張し、
仮想のソートプロセッサP0を考え、それに対応する値
(第4図の38〜45)を生成することを行ってもよい。こ
の場合は先と同様なL,X,dに対し、〔2dL/X〕=2f−α
(0<α<2f)とし、2fを第2図のラッチレジスタ回
路Aに、αをラッチレジスタ回路Bにそれぞれ格納し、
又カウンタ回路Cを初期値「0」とするインクリメント
カウンタ回路とする。更に比較回路Eは、ビット順逆転
回路Dからのデータがラッチレジスタ回路Bからのデー
タより小さい時「1」を出力し、他の場合「0」を出力
する様に変更し、制御データ生成回路Fは比較回路Eの
データが「1」の時NMモードの制御データを出力し、他
の時MRGモードの制御データを出力する様にしてもよ
い。この場合カウンタ回路Cは、1データの処理が終了
した時、及び比較回路Eが「1」を出力した時、値が
「1」増加され、また、その結果がラッチレジスタ回路
Aの値以上となった時値が「0」にリセットされるもの
とする。以上の構成によっても同様の出力が得られる。
第4図でも、2dL/X=7の例を示しており、この場合、
dL/X=2f−α(0<α<2f)を満たす値は、f=3,
α=1であり、7=23−1となる。また、1段目のソ
ートプロセッサ1の前段に想定した仮想プロセッサのノ
ード数=2f=8となる。まず、α=1を論理値で表現
した「001」がラッチレジスタ回路Bにラッチされ、そ
して、ラッチレジスタ回路Aには、2f=8=「111」が
格納される。第4図においては、仮想ソートプロセッサ
の8つのノード(38〜45)に対する番号の割り付けは、
ラッチレジスタ回路Aに2f=8=「111」が格納されて
いるので、初期値「000」のカウンタでインクリメント
して左のノードから順に「000」〜「111」を割り付け
る。これら値のビット順を逆転した逆順論理値を順次上
記α=「001」と比較していく。この場合、一番左のノ
ードだけが逆順論理値<αなのでこのノードに対応する
1段目のソート受皿1のノードをNMモード(第1の機
能)とする。そして、一番左のノード以外はすべて逆順
論理値≧αであるので、これらノードに対応する1段目
のソートプロセッサ1のノードはMRGモード(第2の機
能)とする。尚、第4図のノード39では、前段のノード
38で比較回路EからNMモードとする信号「1」が出力さ
れるので、カウンタの値が1つ増加してノード40を示す
値となるので、ここでは比較は行われない。この場合に
おいても、メモリ装置を効率良く使用してソートを行う
ことができる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明の請求項1のソート処理装置は、
データ長Lより長いデータ長Xのデータを入力してソー
トする場合、ZdL/X=Ze+α(0<α<Ze)と置い
て、1段目のソートプロセッサのノード数Zeと判定値
αとを算出するd段目のソートプロセッサと、1段目の
ソートプロセッサの各ノードに0から始まる番号を順番
に割り付け、各ノードに割り付けられた番号の論理値の
ビット順を逆順にした逆順論理値と上記αの論理値とを
比較して、上記αの論理値よりも小さい逆順論理値を持
つノードには第2の機能(MRGモード)を実行させる制
御データを出力し、その他の逆順論理値を持つノードに
は第1の機能(NMモード)を実行させる制御データを出
力する制御データ出力手段と、を備え、さらに、請求項
2のソート処理装置は、データ長Lより長いデータ長X
のデータを入力してソートする場合、ZdL/X=Zf−α
(0<α<Zf)と置いて、1段目のソートプロセッサ
の前段に想定される仮想ソートプロセッサのノード数Z
fと判定値αとを算出するd段目のソートプロセッサ
と、上記仮想ソートプロセッサの各ノードに0から始ま
る番号を順番に割り付け、各ノードに割り付けらた番号
の論理値のビット順を逆順にした逆順論理値と上記αの
論理値とを比較して、上記αの論理値よりも小さい逆順
論理値を持つノードを検出した場合には、そのノードに
対応する1段目のソートプロセッサのノードに対して第
1の機能(NMモード)を実行させる制御データを出力
し、その他の逆順論理値を持つノードを検出した場合に
は、そのノードに対応する1段目のソートプロセッサの
ノードに対して第2の機能(MRGモード)を実行させる
制御データを出力する制御データ出力手段と、を備えた
ので、従来において必要されていた制御データ生成プロ
グラムが不要となり、安価で簡単なハードウェアにより
効率良く制御データを生成でき、したがってデータ長に
よらずソーティング処理の性能が向上するという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るソート処理装置の構
成を示すブロック図、第2図は第1図に示す制御データ
出力装置の構成を示すブロック図、第3図は第2図に示
すビット順逆転回路の構成を説明するための図、第4図
は他の実施例における制御データ生成処理を説明するた
めの図、第5図は一実施例および従来例における制御デ
ータ生成処理を説明するための図、第6図は従来のソー
ト処理装置の構成を示すブロック図、第7図は本発明に
おける制御データ生成処理を説明するための図である。 1〜4……ソートプロセッサ、5〜8……メモリ装置、
A,B……ラッチレジスタ回路(格納手段)、F……制御
データ生成回路(制御データ生成手段)。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】順次接続された複数個のソートプロセッサ
    と,これら各複数個のソートプロセッサ毎に設けられた
    複数のメモリ装置であって、前段から後段のソートプロ
    セッサにいくに従って記憶容量の大きなものが対応付け
    られるメモリ装置と,から成り、各ソートプロセッサ
    は、1個のデータを入力してそのまま次段のソートプロ
    セッサに出力する第1の機能と、入力した複数個のデー
    タをメモリ装置に格納した後、格納した複数個のデータ
    を指定された順に並べ変えて併合して次段のソートプロ
    セッサに出力する第2の機能を有し、これらの第1,第2
    の2つの機能が制御データによって動的に切り換えられ
    るソート処理装置であって、設定データ長Lよりも長い
    データ長Xのデータを入力する場合、上記各ソートプロ
    セッサに対応する各メモリ装置のデータ記憶容量を、予
    め設定されている容量Nn-1L(但し、Zは2以上のビ
    ット単位,nはソートプロセッサの段数,Lは設定データ長
    を示す)より増やすことにより上記第2の機能を行うも
    のにおいて、 上記設定データ長Lより長いデータ長Xのデータを入力
    してソートする場合、ZdL/X=Ze+α(0<α<Ze
    と置いて、1段目のソートプロセッサのノード数Ze
    判定値αとを算出するd段目のソートプロセッサと、1
    段目のソートプロセッサの各ノードに0から始まる番号
    を順番に割り付け、各ノードに割り付けられた番号の論
    理値のビット順を逆順にした逆順論理値と上記αの論理
    値とを比較して、上記αの論理値よりも小さい逆順論理
    値を持つノードには上記第2の機能を実行させる制御デ
    ータを出力し、その他の逆順論理値を持つノードには上
    記第1の機能を実行させる制御データを出力する制御デ
    ータ出力手段と、を備えたことを特徴とするソート処理
    装置。
  2. 【請求項2】順次接続された複数個のソートプロセッサ
    と,これら各複数個のソートプロセッサ毎に設けられた
    複数のメモリ装置であって、前段から後段のソートプロ
    セッサにいくに従って記憶容量の大きなものが対応付け
    られるメモリ装置と,から成り、各ソートプロセッサ
    は、1個のデータを入力してそのまま次段のソートプロ
    セッサに出力する第1の機能と、入力した複数個のデー
    タをメモリ装置に格納した後、格納した複数個のデータ
    を指定された順に並べ変えて併合して次段のソートプロ
    セッサに出力する第2の機能を有し、これらの第1,第2
    の2つの機能が制御データによって動的に切り換えられ
    るソート処理装置であって、設定データ長Lよりも長い
    データ長Xのデータを入力する場合、上記各ソートプロ
    セッサに対応する各メモリ装置のデータ記憶容量を、予
    め設定されている容量Nn-1L(但し、Zは2以上のビ
    ット単位,nはソートプロセッサの段数,Lは設定データ長
    を示す)より増やすことにより上記第2の機能を行うも
    のにおいて、 上記設定データ長Lより長いデータ長Xのデータを入力
    してソートする場合、ZdL/X=Zf−α(0<α<Zf
    と置いて、1段目のソートプロセッサの前段に想定され
    る仮想ソートプロセッサのノート数Zfと判定値αとを
    算出するd段目のソートプロセッサと、上記仮想ソート
    プロセッサの各ノードに0から始まる番号を順番に割り
    付け、各ノードに割り付けられた番号の論理値のビット
    順を逆順にした逆順論理値と上記αの論理値とを比較し
    て、上記αの論理値よりも小さい逆順論理値を持つノー
    ドを検出した場合には、そのノードに対応する1段目の
    ソートプロセッサのノードに対して上記第1の機能を実
    行させる制御データを出力し、その他の逆順論理値を持
    つノードを検出した場合には、そのノードに対応する1
    段目のソートプロセッサのノードに対して上記第2の機
    能を実行させる制御データを出力する制御データ出力手
    段と、を備えたことを特徴とするソート処理装置。
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