JP2769065B2 - デジタルデータ処理システムに使用する方法及び装置 - Google Patents

デジタルデータ処理システムに使用する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にはデータ処理の
方法と装置とに関し、特に、例えば非循環式有向グラフ
（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ）
（ＤＡＧ）のような関数ネットワークの実行の間入力デ
ータと中間結果とを管理する方法と装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に示すように、関数ネットワーク
は、挿入レベルのデータと関数ノードから構成されるＤ
ＡＧとして表現しうる。Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇおよび
Ｈとラベルを付したボックスは、ＤＡＧの関数ノード即
ち変換に対応する。ｘ，ｙおよびｚとラベルを付した円
は、ＤＡＧへの入力に対応する。ａ，ｂ0，ｂ1，ｄ，
ｅ，ｆおよびｇとラベルを付した円は、関数ノードの実
行中の中間結果として導出された値に対応する。図１に
示す関数ネットワークは、ＤＡＧの典型的であるが限定
的でない構造を示す。
【０００３】多くの従来のグラフィックや分析システム
においては、所望の結果に達するためにデータは一組の
変換によって演算される。変換を定義する１個以上のパ
ラメータを変えながら変換を数回繰り返すことがよくあ
る。変換に対する入力が変えられた後、変更を反映する
ためにデータの再計算が必要になる。
【０００４】例えば円ａ，ｂ0，ｂ1およびｄによって示
すもののような１個の計算によって得られた中間値が保
持されていないとすれば、全組の変換を再計算する必要
があるという問題が発生する。このことは、計算コスト
が高くなるという点で望ましくないことは明らかであ
る。
【０００５】もし中間値が保持されているとすれば、保
持された中間値をどのようにして最も効率的に管理する
かという点の別の問題が生ずる。実用性の観点からは管
理技術自体は計算コストの面で高価であってはならな
い。また、管理技術は、入力データと中間値の存在の決
定と、それらへのアクセスとが迅速に行われうるように
効率的に作用することが好ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は関数ネットワークの実行中データ入力と中間値とを管
理する効率的な技術を提供することである。
【０００７】本発明の別の目的は、それぞれデータ入力
あるいは中間値に関連したシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕ
ｒｅ）であって、後で、データ入力あるいは中間値が存
在するか否かを決定し、もし存在するのであれば、それ
らにアクセスするために採用した独特のシグネチャを計
算しうる効率的な技術を提供することである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は計算への入力の
関数としての計算の結果を示す方法と装置とを提供する
ことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】関数ネットワ
ークの実行の間に計算されたメカデータと中間値とを管
理する方法と装置とにより、前述およびその他の問題が
克服され、かつ本発明の目的が実現される。本発明は、
独特の、容易に計算しうるシグネチャが入力データと中
間値とに割り当てられるような技術を採用している。そ
の後、これらのシグネチャは入力データあるいは中間値
が存在するか否かを決定し、もし存在すれば、それらを
アクセスするために用いられる。
【００１０】本発明の方法と装置とは、仮想あるいは物
理的メモリアドレスに対して動作するいずれかのハード
ウエアキャッシング構成とは独立して機能する。また、
本発明の方法と装置とは、関数誘導でなくむしろメモリ
アドレスに対して典型的に動作するページング、スワッ
ピングおよびセグメンテーションのようないずれかのハ
ードウエアおよびソフトウエアメモリ管理機構とは独立
して機能する。さらに、本発明の方法と装置とは、典型
的にはメモリの固定サイズの連続領域のみを管理する従
来のメモリ指向性のキャッシングおよびメモリ管理技法
とは、例えば、個々のバイト、ワード、リストあるいは
複雑な階層的結合データ構造のような任意のデータアイ
テムに対するアクセスが設けられているという点で相違
する。
【００１１】本発明の方法と装置とは、３つの要素の組
合わせ、即ち各々の一定の値に独特のシグネチャを割り
当てること、ある関数の各出力に独特のシグネチャを割
り当てること、およびそれらの割り当てられたシグネチ
ャと共に定数および関数出力の各々を記憶することを採
用している。シグネチャは関連の記憶された定数と関数
出力とに対するアクセスキーとして作用する。
【００１２】本発明によって採用された記憶要素即ち辞
書は、それぞれ独特のシグネチャを伴った、入力デー
タ、中間値、またはそれらに対するポインタあるいはこ
れらの組合せのようなデータユニットを記憶する。記憶
要素はさらに、特定のシグネチャと関連しかつ記憶され
たデータユニットの削除および特定のシグネチャに関連
しかつ記憶されたデータユニットの検索とを可能とす
る。
【００１３】本発明によれば、１個以上の定数を含むデ
ータを処理するために一組の関数を繰り返し呼び出すタ
イプのデジタルデータ処理システムで使用するために、
以下のステップを含む方法が開示されている。第１のス
テップはネットワーク定数を評価してその属性を決定す
る。第２のステップはその属性を定数の値と組合わせ
る。第３のステップはその組合せを符号化して定数のシ
グネチャを得る。第４のステップは定数の値と共に定数
シグネチャを記憶する。第５のステップはある関数を評
価して該関数の出力の属性を決定する。第６のステップ
は属性を関数の識別と組合わせる。第７のステップはそ
の組合せを符号化して関数のシグネチャを得る。第８の
ステップは関数のシグネチャを該関数の出力と共に記憶
する。
【００１４】本発明の前述並びにその他の特徴は添付図
面と関連して読めば本発明の以下の詳細説明から明らか
となる。
【００１５】
【実施例】図２を参照すれば、本発明の教示により動作
するデータ処理システム１０がブロック図の形態で示さ
れている。データ処理システム１０はデータプロセッサ
１２を含む。データプロセッサ１２は、例えばマイクロ
プロセッサのようないずれかの適当なデータ処理装置あ
るいはマルチプロセッサとして相互に持続されたマイク
ロプロセッサの組立体によって実施しうる。以下詳細に
説明するように、データプロセッサ１２の機能は、図１
のＤＡＧにより表される型式の関数ネットワークを評価
するために入力定数と入力関数とを受け取ることであ
る。本発明の一局面によれば、データプロセッサ１２
は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）発生器１４が好ましい符号
器に双方向的に結合されている。本発明の他の実施例に
おいては、該符号器は１９７７年１月１５日付ＦＩＰＳ
刊行物４６に記載の周知のデータ符号化規格（Ｄａｔａ
Ｅｎｃｒｙｐｔｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）あるいはそ
の他のいずれかの適当な技術によって、入力の独特ある
いは半独特表示を得るために動作しうる。また、データ
プロセッサ１２には、半導体メモリ、ディスク、あるい
はテープメモリシステムにおいて実施しうるデータエレ
メント記憶装置（ＤＥＳ）１６が結合されている。ＤＥ
Ｓ １６は、関数ネットワークの評価の間に入力され
た、あるいは計算された中間値を含む、一定データ、結
果および部分的な結果を記憶するために採用されてい
る。またデータプロセッサ１２には、辞書２０に結合さ
れた複数の制御出力を有する辞書制御装置１８が結合さ
れている。データプロセッサ１２はさらに、それぞれ以
下の要領で計算され、次いでＣＲＣ発生器１４によって
符号化されたシグネチャを辞書２０へ提供するためにデ
ータプロセッサ１２の出力側が辞書２０に結合されてい
る。後述のように、シグネチャは、それぞれデータエレ
メントと関連した「キー」として辞書２０内に記憶され
ている。データタエレメントは、数であったり、データ
のアレイに対するポインタであったり、あるいはいずれ
かの階層結合データ構造に対するポインタでありうる。
本発明の好適実施例においては、辞書２０は、シグネチ
ャによってアドレス指定される複数のハッシュセルを有
するハッシュテーブルとして実施される。ハッシュテー
ブルの使用は、一定の探索時間が得られる点で現在好適
のものである。しかしながら、辞書２０は、限定的でな
いが、直線アレイ、ツリー構造あるいは結合リストを含
むその他の適当なデータ構造において実施しうることが
認識されるべきである。
【００１６】辞書制御装置１８は、記憶されたシグネチ
ャあるいはキーを挿入し、削除し、探索し、パージする
ために挿入されている。
【００１７】データ処理システム１０はさらに、システ
ムのユーザに対してその上でテキストおよびグラフィッ
クデータが表示される、高解像度のグラフィックディプ
レイ２２のようなディスプレイを含む。データ処理シス
テム１０はまた、例えばキーボード２４のような、それ
によってユーザが、図１に示すタイプの関数ネットワー
クを実行させるような指令を含む命令をデータプロセッ
サ１２に入力することのできるユーザ入力装置も含む。
グラフィックディスプレイ２２とキーボード２４の要素
は、その属性が従来からのものであって、以下詳細には
説明しない。
【００１８】本発明の前述並びにその他の局面について
以下詳細に説明する。
【００１９】シグネチャの検出 二種類のシグネチャ検出法がデータプロセッサ１２によ
って採用されている。第１の方法は第１のシグネチャ
（Ｓｃ）を決定するために入力定数に適用される。入力
定数は、図１において円ｘ，ｙおよびｚで表示する関数
ネットワークへの入力である。第２の方法は、後述する
ように関数入力のシグネチャ並びにその他の関連データ
に対して作用する、第２のシグネチャ（Ｓｆ）を決定す
るために関数結果に適用される。
【００２０】シグネチャ発生器は、入力定数、種々の関
数通路に沿って導出された関数結果および、同じ関数通
路に沿って導出されたが、異なる入力パラメータを備え
た関数結果がそれぞれ独特のシグネチャを発生するよう
に構成されている。
【００２１】これらの用語の意図する意味の一例とし
て、図１においてｅと指示された関数結果はＥ（Ｂ
（ｘ，ｙ））として計算される。即ち関数結果ｅは、関
数Ｅを、入力定数ｘおよびｙに対して作用する関数Ｂの
第１の結果ｂ0に適用することによって得られる。関数
Ｂは２個の入力ｂ0およびｂ1を有し、ｂ0は関数Ｂによ
って計算された第１の結果を示し、ｂ1は関数Ｂによっ
て計算された第２の結果を示す。
【００２２】前述のように、本発明はいずれか１個の特
定のシグネチャ関数あるいはシグネチャ決定アルゴリズ
ムを特定するのではなくて、入力データに対して独特の
シグネチャを割り当て、その後これらのシグネチャが組
合わされて関数結果に対するシグネチャを導出するもの
である。
【００２３】入力定数のシグネチャ決定 入力定数は数個の属性を有することを特徴とする。これ
らの属性は、例えば文字、整数、単精度浮動小数点、倍
精度浮動小数点のようなデータタイプと、例えば実数、
複素数、四元数等の定数がそこから引き出されるカテゴ
リあるいは数学的分野と、定数のランクあるいは次元
と、もし定数が多次元、例えば、ベクトル、マトリック
ス、およびテンソルであれば多次元における定数のサイ
ズを含む。定数の実際の値とは独立した定数の属性の他
に、入力定数はまた、値を表示するためにデータ処理シ
ステム１０が用いるビットあるいはバイトとして定義し
うるその値を特徴とする。
【００２４】以下は入力定数とその各々に関連した属性
の数例を示す。
【００２５】 定数１：「これはストリング定数である」 属性 ：データのタイプ：文字 カテゴリ ：実数 ランク ：０ 次元 ： 定数２：〔（０．１，１．０）（０．２，２．０）（０．３，３．０）〕 属性 ：データのタイプ：単精度浮動小数点 カテゴリ ：複素数 ランク ：１ 次元 ：３
【数１】 このような属性を与えられると、特定の定数のシグネチ
ャは以下の関数として定義しうる。
【００２６】 Ｓｃ（タイプ、カテゴリ、ランク、次元、データ）、 但し、タイプ、カテゴリ、およびランクは前述のように
定義されており、次元は各次元におけるサイズの可変長
リストであり、データは定数を表示するために使用され
る実際のデータである。
【００２７】これらのエレメントあるいはその中間の表
示あるいはその符号を組み入れたいずれかの発生器を入
力定数シグネチャ発生器として採用しうる。このよう
に、これらのアイテムの各々の英数字形態の単純な文字
ストリング連鎖が、シグネチャ発生器として作用しう
る。この方法は小さい定数に対しては効果的であるが、
大きい定数、例えば各次元の大きいサイズを備えた多次
元テンソルに対してサイズが有効に制限されていないシ
グネチャを作る傾向がある。
【００２８】本発明の方法は、ある定数の全ての属性を
単一の固定サイズの数となるように組合わせる定数シグ
ネチャ発生関数を採用している。
【００２９】現在好適な入力定数シグネチャ発生器は、
定数の値と、それに関連した属性とのＣＲＣ多項式を計
算する。このように、入力定数の特徴と、その値を表わ
すデータとは、併合され効果的に独特の、固定サイズの
シグネチャとされる。このように、 Ｓｃ＝ＣＲＣ（タイプ、カテゴリ、ランク、次元、デー
タ）で、 ｎ入力を備えたＣＲＣ関数は以下の回帰関係により定義
される。
【００３０】 ＣＲＣ１（ｉ１）＝ｃｒｃ（ｉ１，−１），あるいは ＣＲＣｎ（ｉ１，ｉ２，・・・，ｉｎ） ＝ｃｒｃ（ｉｎ，ＣＲＣｎ−１（ｉ１，ｉ２，・・・ｉｎ−１）） 関数「ｃｒｃ」は、−１に初期化された先のＣＲＣ多項
式とデータアイテムとのＣＲＣ多項式を計算する。−１
への初期化は、データの２の補数表示を採用し、そのた
め初期化されたアイテムが全て１で表示されることが好
ましいという点で都合がよい。タイプとカテゴリの属性
の場合、この情報の符号化が実行されることが好まし
い。この符号化は、文字ストリングあるいは独特の数字
割当てを用いることにより達成される。ランク属性の場
合、実際の数値が符号化される。同様に、次元は各次元
に関連した数のサイズとして符号化される。最後に、デ
ータのＣＲＣの検出はＣＲＣ多項式関数をデータのバイ
ナリ表示に適用することにより達成される。
【００３１】関数結果のシグネチャ検出 本発明の一局面によれば、関数の出力に関連するシグネ
チャは、（ａ）関数の入力と、（ｂ）関数自体と、
（ｃ）関数の出力の同一性、即ち図１の関数Ｂのよう
に、もし関数が多数の出力を発生するとすればその出力
との組合わせである。この定義から、関数のシグネチャ
はこれら要素の全てを組込み、いずれか他の要素を組入
れる必要がないことが判る。このように、ｎ入力ｉ１，
ｉ２，・・・，ｉｎを有する関数に対しては、関数の出
力シグネチャは（ｎ＋２）の入力を要し、以下の通り定
義される。
【００３２】 Ｓｆ（名前、アウト、ｉ１，ｉ２，・・・，ｉｎ） ここで「名前」とは関数の名称あるいは、むしろ前述の
ように文字ストリング入力定数としての名前を処理する
ことにより発生する名前のシグネチャであり、「アウ
ト」はシグネチャに割り当てられる関数の出力のインデ
ックスである。本明細書において用いているインデック
ス０は第１の出力と考えられ、インデックス１は第２の
出力と考えられる等々である。
【００３３】これら要素の全てを組入れることの可能な
いずれかのシグネチャ発生器を関数シグネチャ発生器と
して使用しうる。先に述べた入力定数シグネチャ発生器
の場合に関しては、これらのアイテムの各々の英数字形
態のプロセッサ１２による単純なストリング連鎖がシグ
ネチャ発生器として作用しうる。しかしながら、関数シ
グネチャ発生器のこの形態は、例えば関数Ｇのように、
ネットワークにおける特に下方の関数に対して、関数シ
グネチャのサイズを爆発的に成長させる。その結果、関
数シグネチャ発生器の好適実施例は、関数の属性のＣＲ
Ｃ多項式を決定するためにＣＲＣ発生器１４を採用して
いる。このように、特定の関数の名前、出力識別子、お
よび入力が併合されて、効果的に独特の固定サイズのシ
グネチャとされる。このように、 Ｓｆ（名前、アウト、ｉ１，ｉ２，・・・，ｉｎ） ＝ＣＲＣｎ＋２（名前、アウト、ｉ１，ｉ２，・・・，ｉｎ） となる。
【００３４】関数に入力すべき実際のデータは、発生す
べき関数の出力のシグネチャに対して存在する必要のな
いことを注目すべきである。即ち、必要なことは、関数
入力のシグネチャが関数のシグネチャが発生するときに
存在することである。
【００３５】定常シグネチャ発生器と関数の好適実施例
を以上記述したので、発生したシグネチャを用いる現在
の好適な方法をここで記述する。
【００３６】辞書制御装置１８と辞書２０とは、協働し
てシグネチャとそれらの関連のデータエレメントとを挿
入し、削除し、計数し、探索する。辞書２０は、本デー
タ処理システム１６のメモリ内に記憶されたデータ構造
として実行されることが好ましい。辞書制御装置１８は
データプロセッサからの入力に応答して動作する。
【００３７】辞書挿入 図３から明らかに判るように、辞書２０への挿入は「キ
ー」をデータあるいは値のエレメントと関連づける。前
述の方法の中の一方法により決められるシグネチャがキ
ーとして採用される。データエレメントは、例えば、整
数、文字あるいは文字のストリングでよい。この場合、
キーと、その関連の定数とは、双方共辞書２０内に記憶
される。さらに複雑な、例えばキーが浮動小数点定数あ
るいは階層的結合データ構造と関連している場合に対し
て、データエレメントは、ＤＥＳ１６内の位置に対する
ポインタとして機能する整数である。いずれかの場合、
望ましいキーについてのその後の識別により関連データ
あるいはデータ構造へのアクセスが提供される。
【００３８】辞書削除 削除により辞書２０から、特定のシグネチャあるいはキ
ーと関連したデータアイテムを除去し、任意にシステム
の削除機能を呼び出してメモリを解放する。
【００３９】辞書の探索 探索はキーとしてのシグネチャと共に作用し、（ａ）先
の挿入によりそのキーと関連していたデータを戻すか、
あるいは（ｂ）入力シグネチャに対応するキーが何ら見
つからなかったとの指示を戻す。探索により入力シグネ
チャを辞書２０内に記憶されていたキーと比較して正確
なマッチングを探し出す。もしマッチングするキーが見
つかるとすれば、関連のデータエレメントがアクセスさ
れる。もしデータエレメントがポインタであるとすれ
ば、ＤＥＳ １６が記憶された情報を取得すべくアクセ
スされる。
【００４０】辞書のパージング 辞書２０はまた、パージング動作を支援するために、現
在記憶されている各エレメントを計数する方法を有して
いる。フリースペースを提供し、またはある基準と見合
うエントリを除去し、あるいはこれら両方を行うために
パージングを完了しうる。パージング動作は、各シグネ
チャと関連するデータを計算するコスト、エレメントを
アクセスした最後の時間およびその他のパラメータを考
慮しうる。この目的に対して、辞書２０に入力された各
アイテムと追加の情報が関連し、該追加の情報がその後
修正され、辞書２０の使用中に更新される。
【００４１】辞書の削除と辞書のパージングとの局面は
メモリの再利用である。メモリ再利用はシグネチャと関
連した追加の情報を解釈することにより達成されること
が好ましい。このことは、記憶されたデータ構造が単純
な直線アレイあるい定数でないときは特に有用である。
この目的に対して、各キーに追加の情報が関連してい
る。この追加情報の一要素はシグネチャと関連したデー
タエレメントが最後にアクセスされたときを示すタイム
スタンプ（ＴＳ）である。また、さらに別の情報も提供
しうる。例えば、計算時間で表現されている「コスト」
（Ｃ）は各キーと関連しうる。別の例として、アクセス
計数（ＡＣ）も提供しうる。
【００４２】この情報に基き、メモリ再利用のＬＲＵ
（Ｌｅａｓｔ Ｒｅｃｅｎｔｌｙ Ｕｓｅｄ）法を辞書
制御装置１８あるいはプロセッサ１２によって実行し、
いずれの辞書２０の入口を除去すべきか決めることがで
きる。ＬＲＵ技術は、ある所定の間隔内でアクセスされ
なかったエントリを辞書２０から除去するために、タイ
ムスタンプ情報のみを考慮しうる。他の情報を採用する
ことにより、ＬＲＵ技術はまたコスト情報も考慮しう
る。例えば、計算面で高価なエントリを、より最近アク
セスされたが、計算面でより安価なエントリを犠牲にし
て保持することができる。さらにアクセス計数情報を採
用して、より最近にアクセスされたがアクセス頻度のよ
り少ないエントリを犠牲にして頻繁にアクセスされるエ
ントリを保持することができる。
【００４３】前述のように、辞書２０の好適実施例は、
各キーに関連したデータエレメントの他に、前述の追加
の追加の情報のアイテム（ＴＳ，Ｃ，ＡＣ）を保持する
ハッシュテーブルである。
【００４４】本発明の教示を数種の要項で採用しうる。
例えば、図４のフローチャートを参照すれば、本発明の
最初の適用は、関数を実行する前に出力の各々のシグネ
チャが計算され（ブロックＡ）、辞書２０が探索され各
シグネチャと関連したデータエレメントを検索する（ブ
ロックＢ）実行時間環境である。もしデータエレメント
が全て辞書２０に存在すると判断されれば（ブロック
Ｃ）、関数は実行する必要はなく、検査されたデータア
イテムは単に関数の呼出し元へ戻される（ブロック
Ｄ）。ブロックＣにおいて１個以上のデータエレメント
が辞書２０において存在しないと判断されれば、関数は
実行され、計算されたデータアイテムは関数の呼出し元
へ戻される（ブロックＥ）。データアイテムはまた、そ
れぞれのキーと共に辞書２０あるいはＤＥＳ １６へ挿
入される（ブロックＥ）。
【００４５】図１のＤＡＧを評価する上での本発明の使
用の一例を示す図５のフローチャートを参照する。最初
にいずれの関数を実行する必要があるか決めるためにＤ
ＡＧの評価を実行するとき、ブロックＡにおいてまず、
ＤＡＧにおけるデータノートの全てのシグネチャ（例え
ば、図１のｘ，ｙ，ｚ，ａ，ｂ0，ｂ1，ｄ，ｅ，ｆおよ
びｇ）が計算される。ｘ，ｙおよびｚは定数入力である
ので、前述のようにそれらのシグネチャ、〔ｘ〜〕，
〔ｙ〜〕および〔ｚ〜〕を決めるためにＳｃが適用され
る。なお、記号の上に〜を記した記号を〔記号〜〕と記
す。これらの値が与えられる、関数出力のシグネチャは
Ｓｆに従って計算される。即ち、ノードａのシグネチャ
〔ａ〜〕＝Ｓｆ（ａ，０，ｘ），ノードｂ0のシグネチ
ャ〔ｂ〜〕＝Ｓｆ（Ｂ，０，ｘ，ｙ）およびノードｂ1
のシグネチャ〔ｂ〜〕＝Ｓｆ（Ｂ，１，ｘ，ｙ）がそれ
ぞれ計算される。次いで下方のノードｄおよびｅのシグ
ネチャが計算され、次いでノードｆとｇのシグネチャが
計算される。シグネチャが計算される際、後で実際のデ
ータを充たすことができる間接（ｉｎｄｉｒｅｃｔｉｏ
ｎ）のレベルである「プレースホルダー（ｐｌａｃｅｈ
ｏｌｄｅｒ）」データ構造が、関連のシグネチャの各々
と共に辞書２０あるいはＤＥＳ １６に挿入される。
【００４６】シグネチャが計算された後、ブロックＢに
おいてＤＡＧのボトムアップ・トラバーサル（ｔｒａｖ
ｅｒｓａｌ）が実行される。このことは、各関数ノード
において入力のシグネチャと関連したデータアイテムに
ついて必然的に辞書の探索を伴う。もしこれらデータア
イテムの全てが見い出され、かつもし全てが定数か、あ
るいは先に計算された結果のいずれかであるとすれば、
関数はその実行を予定される（ブロックＣ）。さもなけ
れば、本方法はブロックＤおよびＢにおいて再帰的にさ
らにＤＡＧのノードを検査して、必要な定数あるいは関
数Ｇのような下方のノードが必要とする結果を決定す
る。
【００４７】図５のブロックＢは所与のレベルで全ての
ノードの幅先き（ｂｒｅａｄｔｈ−ｆｉｒｓｔ）探索が
実行されたことを表示する意図のものでない。逆に、本
方法は特定のノードに対して適用される。
【００４８】図３に関連して、以下は図１に示す例示Ｄ
ＡＧに対して本発明を使用した一例を示す。
【００４９】 ｘ＝１．０＝（単精度，実数，０） ｙ＝〔１，２〕＝（整数，実数，１，２） ｚ＝（１，２）＝（整数，複素数，０）とする。
【００５０】数字割当てを採用した符号化技法を用いて
以下を表わすと、 整数＝２、 単精度＝３ 実数＝１、 複素数＝２ 以下のシグネチャが得られる。
【００５１】
【数２】 上記のことから以下の関数シグネチャが引き出される。
【００５２】
【数３】 前述の関数シグネチャは関数Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆおよび
Ｇを計算することなく決められることが注目される。
【００５３】また、図３は定数と関数シグネチャとが特
定の順序で辞書２０内に記憶されたものとして示してい
るが、エントリはそれぞれの１６進のシグネチャ値によ
って典型的に分類し、記憶しうることも注目される。前
掲の例に対して、結果的な順序は〔ａ〜〕，〔ｅ〜〕，
〔ｂ1〜〕，〔ｂ0〜〕，〔ｆ〜〕，〔ｘ〜〕，〔ｙ
〜〕，〔ｄ〜〕および〔ｚ〜〕である。また、辞書２０
をアクセスする場合、全てのエントリに対して安全なシ
グネチャ比較は必要でない。例えば、探索シグネチャの
最下位のニブルを採用して探索効率を高めることができ
る。ａおよびｙに対して記憶したシグネチャが同一の最
下位ニブル（９）を有している図示例に対して、対応す
る辞書エントリは〔ａ〜〕および〔ｙ〜〕の双方に対す
るエントリへのポインタを有することができる。これら
２個のエントリをさらに差別するために、完全なシグネ
チャ（３２ビット）比較を採用しうる。３２ビットのシ
グネチャを用いれば、衝突発生の確率は小さくなる。し
かしながら、衝突の確率を極めて小さい数まで減少させ
るように６４ビットのシグネチャあるいはいずれかの数
のビットを採用することは本発明の範囲内に入る。
【００５４】また、本発明の教示は以下の最適化に対し
て修正することができる。実行すべき関数の実行グラフ
においてポストドミネータ（ｐｏｓｔ−ｄｏｍｉｎａｔ
ｏｒ）を決め、かつこれらのポストドミナント（ｐｏｓ
ｔ−ｄｏｍｉｎａｎｔ）関数の結果のみを記憶すること
により、キャッシュ（辞書２０）における要素数を最小
にしうる。例えば、図１において、もし関数Ｇを再計算
しなければばならないとすれば、関数Ｅも再計算する必
要があるという点において中間結果ｅは記憶されない。
しかしながら、関数Ｆを再計算しうるとしても定数ｚの
変化により再計算することができ、一方中間結果ｄは変
らないままであるという点において中間結果ｄは記憶さ
れる。
【００５５】もし、ＤＡＧの特定の通路が常に変動して
いることが判るとすれば別の最適化法を採用すればよ
い。この状態は、もし入力、例えばカウンタの出力が単
調に変化しているとすれば発生しうる。この場合、影響
を受けた通路に沿って発生した要素がキャッシュ性とし
てマークされ、辞書２０に記憶された要素数をさらに減
少させる。
【００５６】また、本発明を特定のグラフ、即ち図１の
ＤＡＧについて説明してきたが、本発明の教示は入力に
対して作用するいずれのセットの関数呼出しについても
適用可能なことを認識すべきである。
【００５７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、データ処理において関数ネットワークの実
行中データ入力と中間値とを効率的に管理することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】関数ネットワークの例である非循環式有向グラ
フ（ＤＡＧ）を示す図。
【図２】本発明により構成し、かつ動作するデータ処理
システムのブロック図。
【図３】シグネチャと、図１のＤＡＧの辞書およびノー
ド内に記憶したデータエレメントとの間の関係を詳しく
示す図。
【図４】関数の実行中の辞書の使用を示すフローチャー
ト。
【図５】図１のＤＡＧを評価するための辞書の使用を示
すフローチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレン・グレゴリー・ギリー アメリカ合衆国27514、ノース・カロラ イナ州 チャペル・ヒル、リージェン ト・プレイス 104ビー (72)発明者 ケヴィン・パトリック・マコウリフィー アメリカ合衆国10566、ニューヨーク州 ピークスキル、ローム・コート ７番 地 (56)参考文献 ”ＧＲＡＰＨＳ ＡＮＤ ＡＵＴＯＭ ＡＴＡ ＩＮ ＴＨＥ ＴＨＥＯＲＹ ＯＦ ＳＩＧＮＡＴＵＲＥ ＡＮＡＬＹ ＳＩＳ”，ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＩＮ Ｆ ＯＲＭＡＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＳＳ ＩＮＧ ＡＮＤ ＣＹＢＥＲＮＥＴＩＣ Ｓ，ＶＯＬ．26，ＮＯ．１，1990，Ｐ 101−117 ”Ａ ＣＯＭＰＡＣＴ ＨＡＳＨ Ｆ ＵＮＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＰＡＴＨ Ｉ Ｎ ＰＥＲＴ ＮＥＴＷＯＲＫＳ”，Ｏ ＰＥＲＡＴＩＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．３，ＮＯ. ３，1984，Ｐ137−140 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06F 17/30 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一組の関数を繰り返して呼び出し、１個以
    上の定数を含むデータを処理する型式のデジタルデータ
    処理システムに使用する方法において、 属性を決定するために定数を検査し、 該属性を前記定数の値と組合わせ、 定数シグネチャを取得するために前記組合せを符号化
    し、 前記定数シグネチャを前記定数の値と共に記憶し、 関数を実行する前に、 前記関数の出力の属性を決定するために実行される前記
    関数を検査し、 実行される前記関数の名前及び実行される前記関数への
    入力のシグネチャと、 前記関数の出力の属性を組み合わせ、 関数シグネチャを得るための前記の組み合わせを符号化
    し、 前記関数シグネチャに等しい記憶された関数シグネチャ
    が存在するかどうかを判断し、 存在するときは、前記記憶された関数シグネチャに関連
    する値を検索するために記憶手段にアクセスし、 存在しないときは、前記関数を実行し、前記関数の実行
    によって返される前記値を前記関数のシグネチャととも
    に記憶するステップを実行する方法。
  2. 【請求項２】一組の関数を繰り返して呼び出し、１個以
    上の定数を含むデータを処理する型式のデジタルデータ
    処理システムに使用する装置において、 そのそれぞれがネットワーク関数を表す複数の関数ノー
    ドを有する関数ネットワークを検査する手段であって、
    少なくとも１の前記関数ノードは入力データを受信する
    ための入力を有し、少なくとも１の前記関数ノードは前
    記関連するネットワーク関数の実行の中間結果を他の関
    数ノードの入力へ出力するための出力ノードを有し、前
    記検査手段はネットワークの属性を決定するための１以
    上のネットワーク定数を検査する手段を有し、該定数検
    査手段は第１の組み合わせを得るためにネットワーク定
    数の値と前記属性を組み合わせる手段を有し、前記検査
    手段はさらに各ネットワーク関数の出力の属性を決定す
    るための１以上のネットワーク関数を検査するための手
    段を含み、該関数検査手段は第２の組み合わせを得るた
    めにネットワーク関数の名前及び前記ネットワーク関数
    への前記入力のシグネチャと前記ネットワーク関数の出
    力の属性を組み合わせる手段を有し、 定数シグネチャ及び関数シグネチャを得るために前記第
    １の組み合わせ及び前記第２の組み合わせをそれぞれ符
    号化する手段と、 前記ネットワーク定数の値及び前記ネットワーク関数の
    出力と前記定数シグネチャ及び前記関数シグネチャとを
    それぞれ関連させて記憶する手段と、 実行のために呼び出されたネットワーク関数に応答し
    て、対応する前記ネットワーク定数の記憶された値、ま
    たは対応する前記ネットワーク関数の記憶された出力得
    るために、定数シグネチャまたは関数シグネチャととも
    に前記記憶手段をアクセスする手段とを有する装置。
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