JP2968982B2 - 分散データベースのデータ探索方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、通信ネットワーク下に構築した複数のデー
タベースサイトに分散したデータベースを、各データベ
ースサイトに接続された端末ステーションが共有し得る
ようにした分散データベースのデータ探索方法に関する
ものである。

（従来の分散データベース方式） 分散データベースとは、複数のコンピュータを通信ネ
ットワークで結び、一つのコンピュータ（の端末）か
ら、他のコンピュータ上のデータベースを利用して一つ
のデータベースを構築することであるが、１対ｎの接続
を行う場合に通信回線のコストパフォーマンスが低下す
るという問題や、特に端末として用いられるCPUを中心
としたコンピュータの性能上の制約から具体的な実用例
は極めて乏しい。このため現在、国内で商用化されてい
る民間オンライン・データベースシステムには分散デー
タベースの例はない。しかしながら一部の官庁や銀行な
どにおける大規模専用システムには、テキストデータの
みであるが、分散データベースの例がある。これらの専
用システムは、例えば東京サイトと大阪サイトのそれぞ
れの持つ名簿データベースを、分散データベースを介し
て一つの名簿データベースとしてまとめる等の特定の目
的や特定のサイトに限られた使用形態のものであり、き
わめて狭い利用範囲に限られたものである。このように
分散データベースの普及を阻止している要因としては、
複数のデータベースを同時に参照する機能を持たせると
ネットワーク効率が低下するという問題がある。

（従来の分散データベース方式における同時参照機構の
課題） 複数データベースサイトを対象とした同時参照機能、
すなわち分散データベースを探索する機能を実現する方
法として、ディレクトリー方式が用いられている。この
方法は自サイトからアクセスしたい他サイトのファイル
情報を、あらかじめ自サイトのディレクトリーに登録し
ておき、どのデータがどのサイトのデータベース内に格
納されているのかという情報をディレクトリー方式で管
理し、常に変化する多数のサイトの全ファイルの最新デ
ータベースを、すべてのサイトのディレクトリーの更新
によって追従し、参照要求時に、データベースサイトか
ら必要なデータを得る方式である。この方法は、あるサ
イトのディレクトリーの情報を変更した場合、その情報
を使用している他サイトのディレクトリーの情報もいち
いち変えなくてはならず、サイト数が増えるほどシステ
ムのパフォーマンスが低下する。例えば１更新当り30秒
程度の回線使用を要し、100サイト／ネットワークの環
境下を想定すると、１サイトのみが10回の更新を行うと
しても、更新のために約1,000回の通信を必要とし、こ
のために約８時間の回線使用時間を必要としてしまう。
通常は複数サイトが更新を行うので、この値はもっと大
きなものとなる。このような値では回線占有によるコス
ト・パフォーマンスの不利益姓が分散データベースの利
点を越えてしまい、実用性からかけ離れたものとなって
しまう。

一方パーソナルコンピュータによるスタンドアロン形
態の学習システムはすでに多くの例がある。しかし分散
データベース方式には前記のように複数データベースの
同時参照機能およびデータの変更に対する問題があるた
め、広域に分散した教材データベースによって複数の学
習者に教材をリアルタイムに与えるシステムの例は今ま
でのところ存在しない。

そこでこれらの問題を解決するものとして通信衛星な
どの同報通信手段を用いることが考えられる。すなわち
通信衛星を利用して講義室と複数の教室との双方向映像
による質疑応答によって学習を進める遠隔学習システム
であり、いわゆる衛星教育システムと呼ばれるものであ
る。しかしこのシステムでは講師と学習者との質疑応答
を重視する点から次のような問題が生じている。

（１）質疑応答機能を持たせるために、全教室にリアル
タイム発信機能を必要とし、通信衛星を使用するシステ
ムにおいてはアップリンク地球局設備投資を必要とし、
普及の妨げとなっている。

（２）広域の学習から講義センターに質問が集中した場
合に、講義効果が得られなくなってしまう。これを回避
する方法として、質問者の映像や音声を全教室にスピー
カーで流し、同一内容の質問者を制約する方法が取られ
るが、質問者からみると自分の声が広域に流れることに
抵抗を感じ、質問がしにくくなる。

講義を遠隔に行うことの効果は大きいが、遠隔講義に
よる学習効果のみに期待すると上記の問題が発生する。
遠隔地の多くの学習者が理解を高めるためには、講義方
式と分散データベースによる個別学習方式との有機的な
結合を図ることが必要である。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
分散データベース方式において各データベースサイトの
同時参照を効率良く行えるようにした同時探索方法を提
供することを第１の目的とする。

また各データベースサイトのデータ更新を効率良く行
えるようにすることを第２の目的とする。

さらに遠隔学習システムに適用した場合に、遠隔地の
多くの学習者に一斉同報される講義方式と、分散データ
ベースを用いた個別学習方式とを有機的に結合して遠隔
講義による学習効果を著しく高めることができるように
することを第３の目的とするものである。

（発明の構成） 本発明によれば第１の目的は、通信ネットトワーク下
に構築した複数のデータベースサイトに分散して存在す
るデータベースを、前記通信ネットワーク下にある複数
の端末ステーションが共有し得るようにした分散データ
ベース方式のデータ探索方法において、前記通信ネット
ワーク下のセンター局と、このセンター局から前記全て
のデータベースサイトに目的データの有無を同時に問合
せる同報通信手段とを備え、前記通信ネットワークは専
用回線、公衆回線、ISDN、広帯域ISDN、LAN、WANから選
択したいずれかの地上回線で形成し、前記同報通信手段
は通信衛星、放送衛星、CATV、地上映像伝送回線、地上
放送波から選択したいずれかの通信メディアで形成し、
前記センター局は前記端末ステーションから出力される
目的データの探索指令を前記通信ネットワークを介して
受け、前記センター局は前記同報通信手段を介して全て
のデータベースサイトに同報し、目的データを有するデ
ータベースサイトはこの探索指令を出力した端末ステー
ションに前記通信ネットワークを介してこの目的データ
を送るようにしたことを特徴とする分散データベースの
データ探索方法、により達成される。

すなわち同報通信手段を用いて目的のデータがどのサ
イトにあるか探索し、以後はこの目的データを求めるサ
イトと目的データを持つサイトとの間で通信ネットワー
クを用いて直接あるいはセンター局などを介して間接に
データの送受信を行うようにしたものである。

第２の目的は、センター局に同報通信手段によって各
データベースサイトのデータ・ディレクトリーあるいは
キーワードを同時更新する機能を持たせることにより達
成できる。

第３の目的は、センター局に同報するデータを持ち、
これを同報通信手段によって各端末ステーションに送れ
るようにすることにより達成される。

（作用） センター局は、端末ステーションから出される目的デ
ータの探索指令を通信ネットワークを通して受けると、
通信衛星などの同報通信手段を介して全てのデータベー
スサイトに対し目的データの有無を探索する信号（探索
信号）を同時に全てのデータベースサイトに送る一方、
この目的データを持つデータベースサイトはこれを求め
るサイトに対して直接あるいはセンター局を介して間接
的に目的データを通信ネットワークを用いて送る。

データの更新があると更新すべきデータのディレクト
リーあるいはキーワードがセンター局から同報通信手段
を介して全てのデータベースサイトに送られ、一斉に更
新される。

さらにセンター局に備えたデータは全サイトに同時に
送られ、例えば全学習者に共通講義を行う一方、この共
通講義の後に各データベースサイトが有するデータを用
いて学習者ごとの個別学習を行う。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例である遠隔学習システムの
全概念図、第２図は同時参照（探索）機能の概念図、第
３図は一斉同報機能の概念図である。

これらの図において符号10は講義センターからなるセ
ンター局でり、このセンター局10には一斉共通講義を行
うための講義カリキュラムからなる同報すべきデータ12
が備えられる。この同報データ12は各学習者の個別学習
に先行して行われる全体講義などの映像および音声など
の情報であり、ビデオテープ、光ディスク装置、テープ
レコーダ、等に収容されたものとすることができる。

20（20A、20B、20C）はそれぞれデータベースサイト
であり、各データベースサイト20にはそれぞれ異なる教
材Ａ、Ｂ、…、Ｅ、Ｆなどのデータが収容されている。
各データベースサイト20には、LAN（ローカル・エリヤ
・ネットワーク）などの通信ネットワークであるローカ
ルネットワーク22（22A、22B、22C）により、多数の端
末ステーション24…が接続されている。ローカルネット
ワーク22は地域や教室単位のバス型、スター型あるいは
ループ型のものである。これら端末ステーション24は各
学習者ごとに用意されるものである。各データベースサ
イト20はディレクトリー方式やキーワード方式、あるい
は両方式を併用した方式により、データ探索が可能であ
り、例えばデータベースサイト20Aには自サイト20Aのデ
ータのディレクトリーやキーワードを収容している。こ
こに他のデータベースサイト20B、20Cのデータベースの
ディレクトリーやキーワードなどを同時に収容しておけ
ば、同報通信手段を介することなく直ちに探索可能にな
る。

センター局10と各データベースサイト20のローカルネ
ットワーク22とは、通信ネットワークとしての広域ネッ
トワーク30により接続されている。例えば専用回線、公
衆回線、ISDN（総合ディジタル通信網）、小広帯域ISD
N、LAN、WAN（ワイド・エリヤ・ネットワーク）等の国
内全域や国際的な規模のものが用いられる。

40は同報通信手段としての通信衛星である。この通信
衛星40はセンター局10の送信アンテナ（図示せず）から
送られて来るデータを、全てのデータベースサイト20お
よび端末ステーション24に向けて同時に送り出す。各デ
ータベースサイト20および端末ステーション24は受信ア
ンテナを備え、この通信衛星が送るデータを受信する。
ここに端末ステーション24は受信アンテナを持たず、デ
ータベースサイト20で受信したデータを各端末ステーシ
ョン24はローカルネットワーク22により送るようにして
もよい。この通信衛星40を介して送られるデータは、例
えば一斉講義用の画像テキストと音声であり、この画像
テキストは各端末ステーション24のCRTディスプレイに
代えて、教室に設けた大型スクリーンに映し出すように
してもよい。この同報通信手段としては、通信衛星40に
代えて、放送衛星、CATV、地上映像伝送回線、地上放送
波などが使用できる。

次に第２図に基づき同時参照（探索）機能を説明す
る。一つのデータベースサイト20Aが自己のディレクト
リーに収容されていないデータを探す場合には、先ず、
目的データを探索する指令（探索指令）をセンター局
10に広域ネットワーク30によって送る。この探索指令
は通信衛星40を介して探索指令となって全てのデータ
ベースサイト20に送られる。目的データを有するサイト
20は直ちに広域ネットワーク30およびセンター局10を介
して間接的に、あるいは目的データを探しているサイト
20に直接にこの目的データを送る。

またディレクトリーあるいはキーワードの更新は、セ
ンター局10からの指令に基づき、通信衛星40を介して各
サイト20に対して同時に行われる。

前記の通り、従来システムにおいて同時参照機能を実
現するには、常に変化する多数のサイトの全ファイルの
最新データベースを、全てのサイトのディレクトリーの
更新によって追従しなければならず、向上の通信回線を
使用したのでは効率が極めて悪くなる。これに対し本発
明の方法は、更新するデータを衛星40を介して全サイト
20に宛て一斉に提供するものであり、サイト数には関係
なく、更新は１回の同報通信でよい。前記した例と比較
すると、１更新当り30秒程度の回線使用時間、100サイ
ト／ネットワーク（この場合サイト数は無関係である
が）の場合、１サイトの10回の更新には地上系通信に10
回、衛星系通信10回、計20回の通信でよく、回線使用時
間も10分程度であり、全出例の８時間とは比較にならな
いほど回線使用時間が少ない。この方法によれば、ディ
レクトリーの参照によって必要なデータを即刻入手でき
るばかりでなく、ディレクトリーの方法によらず、直接
衛星を介して必要なデータを全データベースサイト20に
一斉に問合せたり、該当データを地上回線から得るキー
ワードによる同時参照方法も可能となる。ディレクトリ
ー方式とキーワード探索方式を併用することもできる。
また一斉参照機能ばかりでなく、一斉更新機能を持たせ
ることも可能となり、データベースの共有化によるネッ
トワークの効率的使用が実現できる。時々刻々変化する
各サイトの動的なデータ更新にも全サイトが自由に追従
できるので、学習中に作成される大小さまざまな新しい
教材データベースも動的データベースとしてネットワー
ク中に生かされる。

このシステムを学習用に用いる場合には、「講義カリ
キュラム」に沿って行われる「講義センター」としての
センター局10からの講義映像が、衛星40を介して広域に
放映される。一方、地上系のネットワークによりテキス
ト伝送を行ったり、あるいは動画像、静止画像、図形、
音声等によるマルチメディア伝送が可能な広域ネットワ
ーク30とローカルネットワーク22とを用いて、複数のデ
ータベースサイト20と複数の学習者ステーション24とを
接続してもよい。センター局10のデータベース12である
講義カリキュラムＡ〜Ｆと、データベースサイト20の教
材Ａ〜Ｆとは関連してシリーズ化され、学習者の理解を
助ける構成にすることができる。

学習ステーション24のCRTディスプレイ上は、講義映
像と教材画面を切替えて学習する方法と、マルチウィン
ドウ形式の混合画面で見るように構成することができ
る。

教材、質問、データ参照等の情報要求をしたい学習者
がある場合、アクセスの方法には次の３通りがある。

＊ディレクトリーによる同時参照の場合 先ず、学習者が学習者ステーション24によって情報要
求を行う。当該学習者ステーション24に接続されている
ローカルネットワーク22内のデータベースサイト20が、
当該学習者の学習状況や学習履歴、特徴などを調べ、同
サイト20の最適の教材が該当データがどのサイトにある
かをディレクトリーを参照して知り、当該サイト20にリ
クエストを出す。要求を受けたサイト20は該当データを
広域ネットワーク30を通じてセンター局10に該当情報を
送る。

＊キーワードによる同時参照の場合 必要な情報が自ローカル・ネットワーク22のサイト20
にない場合、広域ネットワーク30を通して講義センター
10から衛星40に学習者ステーション24の番号を付してキ
ーワードを全サイト20に送る。該当する情報を持ってい
るサイト20（複数の場合もある）は広域ネットワーク3
0、ローカル・ネットワーク22を通して当該学習者ステ
ーション24に情報を伝送する。

＊ディレクトリーとキーワードとの併合により同時参照
を行う場合 効率よく参照するため、前２項を平行して参照する場
合と、どちらかに優先度を持たせる方法とがある。３方
式はいずれも学習者からはネットワークを意識せずに必
要な情報を得ることができる。

第４図は本発明を情報処理分野に適用した学習システ
ムの概念図である。この図において前記第１〜３図と同
一部分には同一符号を付したからその説明は繰り返さな
い。

ここで映像分配器50は、通信衛星40からの講義映像を
各学習者ステーションのCRTディスプレイに分配する装
置であるが、この装置を省略して大型スクリーンに写す
方法もある。

（発明の効果） 特許請求の範囲の請求項（１）に記載した発明は、以
上の説明から明らかなように、地上通信ネットワークで
接続されたデータベースサイトに対し、通信衛星などの
同報通信手段を用いて探索指令を出してデータの探索を
行うものであるから、同時探索の能率を著しく向上でき
る効果が得られる。ここに地上通信ネットワークは専用
回路、公衆回路、ISDN、広帯域ISDN、LAN、WANから選択
したいずれかの地上回線であり、同報通信手段は通信衛
星、放送衛星、CATV、地上映像伝送回線、地上放送波か
ら選択したいずれかの通信メディアで形成する。

また請求項（２）、（３）に記載した発明は、この同
報通信手段によって各データベースサイトのデータの更
新を行うものであるから、回線使用時間を著しく短縮化
して効率の良いデータ更新することが可能になる。

さらに請求項（４）に記載した発明によれば、センタ
ー局に同報用のデータベースを持ち、同報通信手段によ
ってこのデータを各端末ステーションに同時に送るか
ら、学習用に用いた場合には（請求項（６））、一斉講
義方式と個別学習方式とを有機的に組合せて学習効果を
高めることが可能になる。従って、例えば講義センター
におけるインストラクターの講義を、通信衛星、放送衛
星、CATV、地上映像伝送回線または地上放送波等によっ
てテレビ映像化し、遠隔地にある複数の学習者に講義映
像を提供する機構（請求項（５））と、学習者からの質
問や学習履歴情報を地上回線によって更新し、講義内容
に反映させる機構とを有機的に結合して学習効果を高め
ることができる。

また、講義映像方式による集合学習機能と、複数の学
習者の学習状況や学習履歴、特徴などもデータベース化
した分散教材データベース方式による個別学習機能との
それぞれの長所を相互補完する学習システムを提供する
ことができ、学習者の理解度を高め、多くの分野の学習
情報が同一ネットワーク上に構築でき、しかも学習時
間、学習場所、学習レベルの制約を解放した画期的な教
育機構が確立できる効果がある（請求項（７）。）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である遠隔学習システムの全
概念図、第２図は同時参照（探索）機能の概念図、第３
図は一斉同報機能の概念図である。第４図は本発明を情
報処理分野に適用した学習システムの概念図である。 10……センター局、 12……同報データベース、 20……データベースサイト、 22……ローカルネットワーク、 24……端末ステーショネン、 30……広域ネットワーク、 40……通信衛星。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−39147（ＪＰ，Ａ) 小寺，外３名「同報指向分散データベ ースシステムの研究開発」情報処理学会 研究報告（90−ＤＢＳ−77−１），Ｖｏ ｌ．90，Ｎｏ．36，1990（平２−５− 17) 木村「センタ方式によるＣＡＩ」電子 情報通信学会誌，Ｖｏｌ．71，Ｎｏ. ４，ｐ．372−379，1988（昭63−４− 25) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 17/30 G06F 15/00 G06F 12/00 H04L 12/00 ＪＩＣＳＴ科学技術文献ファイル

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信ネットトワーク下に構築した複数のデ
   ータベースサイトに分散して存在するデータベースを、
   前記通信ネットワーク下にある複数の端末ステーション
   が共有し得るようにした分散データベース方式のデータ
   探索方法において、 前記通信ネットワーク下のセンター局と、このセンター
   局から前記全てのデータベースサイトに目的データの有
   無を同時に問合せる同報通信手段とを備え、前記通信ネ
   ットワークは専用回線、公衆回線、ISDN、広帯域ISDN、
   LAN、WANから選択したいずれかの地上回線で形成し、前
   記同報通信手段は通信衛星、放送衛星、CATV、地上映像
   伝送回線、地上放送波から選択したいずれかの通信メデ
   ィアで形成し、前記センター局は前記端末ステーション
   から出力される目的データの探索指令を前記通信ネット
   ワークを介して受け、前記センター局は前記同報通信手
   段を介して全てのデータベースサイトに同報し、目的デ
   ータを有するデータベースサイトはこの探索指令を出力
   した端末ステーションに前記通信ネットワークを介して
   この目的データを送るようにしたことを特徴とする分散
   データベースのデータ探索方法。
2. 【請求項２】前記センター局は前記同報通信手段によっ
   て、前記各データベースサイトのデータ・ディレクトリ
   ーを同時更新することを特徴とする請求項（１）の分散
   データベースのデータ探索方法。
3. 【請求項３】前記センター局は前記同報通信手段によっ
   て、前記各データベースサイトのデータをキーワードに
   より同時探索および同時更新できるようにした請求項
   （１）の分散データベースのデータ探索方法。
4. 【請求項４】前記センター局は前記各端末ステーション
   に同報すべきデータを持ち、前記同報通信手段を介して
   このデータを各端末ステーションに送ることを特徴とす
   る請求項（１）〜（３）のいずれかの分散データベース
   のデータ探索方法。
5. 【請求項５】前記センター局が持つ同報すべきデータ
   は、画像テキストおよび音声による情報である請求項
   （４）の分散データベースのデータ探索方法。
6. 【請求項６】前記センター局は学習者が用いる各端末ス
   テーションに対して一斉講義する映像・音声からなる同
   報すべきデータを持ち、このデータによる一斉講義によ
   り各学習者の理解を深めてから前記各データベースサイ
   トに分散された教材データベースを用いて個別学習を行
   うようにしたことを特徴とする請求項（５）の学習用の
   分散データベースのデータ探索方法。
7. 【請求項７】各データベースサイトには、学習者の学習
   状況や学習履歴あるいは特徴などのデータが記憶され、
   これらのデータが個別学習時に用いられる請求項（６）
   の分散データベースのデータ探索方法。