JP3066688B2 - 配列データのアクセス方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配列データのアクセス
方式に関するものである。科学技術分野ではプログラム
上で巨大な配列データを利用する場合がある。このよう
な場合にこの巨大データを実メモリ上で作成できずに、
外部媒体上に作成する。この外部媒体へのアクセスは専
用命令を利用する。このようなアクセスを行なう場合、
ハードは各転送をページ単位に行なう。そのため、ディ
スタンス転送時にページにまたがった転送が発生した場
合、極端に性能が低下するので、この性能の低下を防止
することが望まれている。

【０００２】

【従来の技術】図５の（ａ）に示すように、主記憶装置
２１と外部記憶装置２２との間でディスタンス転送を行
なう場合がある。ディスタンス転送は、図５の（ａ）の
主記憶装置２１上の配列データの要素、・・・を外
部記憶装置２２に転送して格納する場合に、転送先の外
部記憶装置２２上でディスタンス値ｄを指定してこのｄ
だけアドレスの離れた位置に要素、・・・を順次転
送して格納するものである。

【０００３】図５の（ｂ）、（ｃ）に示すように、主記
憶装置２１上の要素をページ単位に外部記憶装置２２に
ディスタンス転送する場合、 （１）転送前処理 （２）ページ固定 （３）転送 （４）ページ解放 （５）転送後処理 の順で行なう。この際、ページ単位に要素、・・・
を順に転送するので、同一ページ内の要素であれば、
（１）→（２）→（３）→（４）→（５）の１回の処理
でディスタンス転送を終了する。一方、ページに跨がる
場合には、（２）→（３）→（４）をその都度繰り返
す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ディスタンス転送のと
きにディスタンス値ｄが負の場合には、図５の（ｃ）に
示す次の要素の転送先アドレスを以下の式（１）によっ
て計算する。

【０００５】 ｃ＝ｂ＋［アドレス表現の最大値］＋ｄ （１） ・ｃは、次の要素の転送先のアドレス ・［アドレス表現の最大値］は、システムが扱っている
アドレス表現の最大値、例えば２³¹=2147483648 ・ｄは、負のディスタンス値 このディスタンス値ｄが負の場合のこの式（１）は、
［アドレス表現の最大値］を加算しているため、同一ペ
ージ内であってもｂのページと異なるページであるとみ
なされてしまい、要素転送（異なるページの要素の転
送）となってしまい、上記（２）→（３）→（４）の処
理を繰り返すこととなり、転送性能が極端に低下してし
まうという問題があった。例えば後述する図４の（ａ）
のプログラム例に示す負のディスタンス転送の場合に
は、図５の（ｄ）に示すように、の要素“１００”、
の要素“９８”・・・というディスタンス転送毎に、
式（１）によって外部記憶装置２２の転送先のアドレス
計算時に異なるページと見なされてしまい、合計５０回
の上記（２）→（３）→（４）を繰り返すこととなり、
転送速度が極端に低下してしまう。

【０００６】本発明は、これらの問題を解決するため、
負のディスタンス転送時に配列データの要素を逆方向に
並び変えて正のディスタンス転送にして外部記憶装置に
転送したり、絶対値のディスタンス転送で外部記憶装置
から転送した要素を逆方向に並び変えて元の配列データ
の要素に戻したりし、負のディスタンス値を持つ転送に
おいても正のディスタンス値を持つ転送と同様の高速転
送性能を実現することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理構
成図を示す。図１において、主記憶装置１は、複数の要
素からなる配列データを格納するメモリである。

【０００８】作業域２は、配列データの要素を逆方向に
展開するためのものである。展開処理３は、配列データ
の要素を逆方向に展開するものである。外部記憶装置５
は、配列データを格納して保存するものである。

【０００９】

【作用】本発明は、図１に示すように、主記憶装置１上
の配列データについて、負のディスタンス転送が指示さ
れたことに対応して、展開処理３がこの指示された主記
憶装置１上の配列データの要素を逆方向に詰めて作業域
２に展開して格納した後、この作業域２の配列データの
要素を正のディスタンス転送によって外部記憶装置５に
指示されたディスタンス値の位置に順次格納するように
している。

【００１０】また、外部記憶装置５から絶対値のディス
タンス値によって配列データを転送して作業域２に格納
した後、展開処理３が作業域２上の配列データの要素を
逆方向に詰めて主記憶装置１に元の配列データの要素の
順に格納するようにしている。

【００１１】従って、負のディスタンス転送時に配列デ
ータの要素を逆方向に並び変えて正のディスタンス転送
によって外部記憶装置５に転送したり、絶対値のディス
タンス転送で外部記憶装置５から転送した要素を逆方向
に並び変えて元の配列データの要素順に戻したりするこ
とにより、負のディスタンス値を持つ転送においても正
のディスタンス値を持つ転送と同様の高速転送性能を実
現することが可能となる。

【００１２】

【実施例】次に、図１から図４を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の原理構成図を示す。図１
において、主記憶装置１は、配列データの要素を格納す
る高速アクセス可能なメモリであって、図示外の処理装
置が当該主記憶装置１上の配列データの要素を高速アク
セスして処理を行なうためのものである。

【００１４】作業域２は、主記憶装置１上の配列データ
の要素を逆方向に展開して格納したり、外部記憶装置５
から転送されてきた要素を格納したりなどする高速アク
セス可能なメモリである。

【００１５】展開処理３は、負のディスタンス転送のと
きに、主記憶装置１上の配列データの要素を逆方向に展
開して作業域２に格納したり、外部記憶装置５から転送
されて作業域２に格納された要素を逆方向に展開して主
記憶装置１上に元の配列データの要素の順に戻したりな
どするものである。

【００１６】転送機構４は、作業域２や主記憶装置１
と、外部記憶装置５との間でデータ転送（ディスタンス
転送など）を制御するものである。外部記憶装置５は、
配列データを格納して保存する、大容量の不揮発性のメ
モリ（磁気ディスク装置など）である。

【００１７】次に、図２を用いて負のディスタンス転送
を行なう場合の動作を詳細に説明する。図２の（イ）
は、渡されるパラメタ値を示す。これは、負のディスタ
ンス転送が指示されるときに渡されるパラメタ値であ
る。

【００１８】ａ：主記憶装置１上の転送開始アドレス ｂ：外部記憶装置５上の転送開始アドレス ｌ：主記憶装置１上の転送データの長さ ｄ：ディスタンス値（転送毎に一定値を指示、ここでは
負の値を持つ） ここで、各値は、図２の（ロ）の図中に示す位置のアド
レス、長さとなる。

【００１９】図２の（ロ）は、動作説明図を示す。図２
の（ロ−１）は、主記憶装置１上の配列データ（Ａ）の
様子を示す。ここで、転送開始アドレスａ、長さｌと
し、主記憶装置１上の配列データ（Ａ）の要素を、負の
ディスタンスｄで外部記憶装置５にディスタンス転送が
指示されたとする。

【００２０】図２の（ロ−２）は、負のディスタンス転
送が指示されたことに対応して、主記憶装置１上の配列
データ（Ａ）の要素を逆方向の要素の順に詰めて作業域
２に格納した様子を示す。これは、図１の展開処理３が
行なう。この配列データ（Ａ）の要素の逆方向に展開し
て作業域２に格納したことにより、要素は正の方向に並
び変えられたこととなる。

【００２１】図２の（ロ−３）は、作業域２上の要素を
ディスタンスｄでディスタンス転送して外部記憶装置５
上に格納した様子を示す。このディスタンス転送では、
外部記憶装置５上の転送開始アドレスｂから転送データ
の長さｌを引いてディスタンス値分を加算した（ｂ−ｌ
＋｜ｄ｜）の位置を格納開始アドレスとし、作業域２上
の先頭の要素から正のディスタンス転送によって順次格
納したものである。この場合には、正のディスタンス転
送で、しかも同一ページ内に配列データ（Ａ）が全て納
まったので、１回の転送で終了することとなる。

【００２２】以上のように、負のディスタンス値ｄのデ
ィスタンス転送の指示があった場合に、主記憶装置１上
の配列データ（Ａ）の要素を逆方向に展開して作業域２
に格納した後、正のディスタンス値｜ｄ｜のディスタン
ス転送によって外部記憶装置５に転送して格納する。こ
れにより、図２の（ロ−３）の場合には、配列データ
（Ａ）の要素が同一ページに納まっているので、１回の
転送で終了することとなり、負のディスタンス値ｄのデ
ィスタンス転送を、正のディスタンス転送と同等に高速
転送することが可能となった。

【００２３】次に、図３を用いて、負のディスタンス転
送によって格納した配列データ（Ａ）を外部記憶装置５
から主記憶装置１に転送する場合の動作を説明する。図
３の（イ）は、渡されるパラメタ値を示す。これは、負
のディスタンス転送によって外部記憶装置５に保存した
要素を、主記憶装置１上に取り出して元の配列データに
戻すときに渡されるパラメタ値である。

【００２４】ａ：主記憶装置１上の転送開始アドレス ｂ：外部記憶装置５上の転送開始アドレス ｌ：主記憶装置１上の転送データの長さ ｄ：ディスタンス値（転送毎に一定値を指示、ここでは
負の値を持つ） ここで、各値は、図３の（ロ）の図中に示す位置のアド
レス、長さとなる。

【００２５】図３の（ロ）は、動作説明図を示す。図３
の（ロ−１）は、参照指示があったときの外部記憶装置
５上の配列データ（Ａ）の様子を示す。これは、既述し
た図２の（ロ）により、負のディスタンス転送指示に対
応して外部記憶装置５に格納した要素の様子を示す。転
送開始アドレスｂ、長さｌである。

【００２６】図３の（ロ−２）は、参照指示によって負
のディスタンス転送が指示されたことに対応して、外部
記憶装置５上の要素からディスタンス値｜ｄ｜の距離の
要素を正のディスタンス転送によってページ内の要素を
一括して転送し、作業域２に図示のように詰めて格納し
た様子を示す。

【００２７】図３の（ロ−３）は、（ロー２）で作業域
２に詰めて格納した要素を、逆方向の要素に詰めて主記
憶装置１に格納した様子を示す。ここで、転送開始アド
レスａ、長さｌである。これにより、図２で主記憶装置
１から負のディスタンス転送指示に対応して外部記憶装
置５に一括して正のディスタンス転送で書き込んだ要素
について、逆の処理によって、正のディスタンス転送お
よび要素の逆方向への展開を行って元の配列データ
（Ａ）の要素の並び順に戻したこととなる。

【００２８】以上によって、負のディスタンス転送指示
に対応して要素の並び順を逆にして正のディスタンス転
送によって高速に外部記憶装置５に格納して保存した要
素を、同様に正のディスタンス転送によって作業域２に
格納した後に要素の並び順を逆にして元の配列データの
要素の順に戻すことにより、主記憶装置１と外部記憶装
置５との間を正のディスタンス転送によっていずれも転
送することが可能となり、負のディスタンス転送による
ページを跨がったとみなされることによる転送遅れを無
くすことが可能となる。

【００２９】図４は、本発明の具体例説明図を示す。図
４の（ａ）は、プログラム例を示す。このプログラム
は、ＳＳＵ配列機能のもとで、ＦＯＲＴＲＡＮのＤＯル
ープにより、主記憶装置１上の配列データを外部記憶装
置５に負のディスタンス転送するものである。プログラ
ムの記述は、右側に記載したように、下記を実行する。

【００３０】 ８バイトを１要素とし、１００００要
素分の領域を外部記憶装置５に確保する。 そして、ＤＯループによって、要素１００から要素
１まで−２毎にディスタンス値−１６（＝８バイト×
２）で５０要素を、主記憶装置から外部記憶装置にディ
スタンス転送する（負のディスタンス転送する）。

【００３１】図４の（ｂ）は、図４の（ａ）のＤＯルー
プによる負のディスタンス転送指示があったときの、本
発明の正（絶対値）のディスタンス転送を行なう場合の
様子を示す。

【００３２】図４の（ｂ−１）は、主記憶装置１上のデ
ータ（配列データ）を示す。ここでは、配列データの要
素は、１００．０、９８．０・・・２．０の合計５０要
素である。

【００３３】図４の（ｂ−２）は、作業域２上のデータ
（配列データ）を示す。ここでは、（ｂ−１）の配列デ
ータの要素を逆方向に詰め、２．０、４．０・・・１０
０．０の合計５０要素である。この（ｂ−１）から（ｂ
−２）への転送は、主記憶装置１上と、主記憶装置１上
に設けた作業域２との間の転送であるため、十分高速に
行える。

【００３４】図４の（ｂ−３）は、外部記憶装置５上の
データ（配列データ）を示す。ここでは、（ｂ−２）の
作業域２上のデータを正のディスタンス値ｄを持つディ
スタンス転送によって、図示のように２．０、４．０・
・・１００．０までディスタンス値ｄ毎の位置にそれぞ
れ順に格納したものである。この場合の転送は、ページ
内の転送であるため、１回の転送で終了し、極めて高速
に転送できる（従来の負のディスタンス転送によれば、
図５の（ｄ）に示すように５０回の転送が必要となって
しまうことに比し、極めて高速に転送可能となる）。

【００３５】以上のように、ＦＯＲＴＲＡＮのＤＯルー
プによって配列データを、主記憶装置１と外部記憶装置
５との間で負のディスタンス転送する場合に、本発明に
よれば、同一ページ内にあれば一度の転送で外部記憶装
置５に格納することができ、負のディスタンス転送を極
めて高速に実行可能となる。同様に、外部記憶装置５に
格納した配列データを主記憶装置１上に元の配列データ
の要素順に戻すことも極めて高速に実行可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負のディスタンス転送時に配列データの要素を逆方向に
並び変えて正（絶対値）のディスタンス転送によって外
部記憶装置５に転送したり、正（絶対値）のディスタン
ス転送で外部記憶装置５から転送した要素を逆方向に並
び変えて元の配列データの要素順に戻したりする構成を
採用しているため、負のディスタンス値を持つ転送にお
いても正のディスタンス値を持つ転送と同様の高速転送
性能を実現することができた。これにより、従来のディ
スタンス転送機能を活かしたまま、巨大配列データの要
素を外部記憶装置に高速展開し、必要な部分のみを取り
出して主記憶装置に高速展開して処理を行なう応用プロ
グラムの処理速度を大幅に向上させることが可能とな
り、応用プログラムの使い勝手を向上させることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明のディスタンス転送の説明図（その１）
である。

【図３】本発明のディスタンス転送の説明図（その２）
である。

【図４】本発明の具体例説明図である。

【図５】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：主記憶装置 ２：作業域 ３：展開処理 ４：転送機構 ５：外部記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−26128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−263524（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−228743（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/06 302 G06F 3/06 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の要素からなる配列データを格納する
   主記憶装置（１）と、 配列データの要素を逆方向に展開して格納する作業域
   （２）と、 負のディスタンス転送時に上記主記憶装置（１）上の配
   列データの要素を逆方向に展開して上記作業域（２）に
   格納する展開処理（３）と、 複数の要素からなる配列データを格納して保存する外部
   記憶装置（５）とを備え、 主記憶装置（１）上の配列データについて、負のディス
   タンス転送が指示されたことに対応して、上記展開処理
   （３）がこの指示された主記憶装置（１）上の配列デー
   タの要素を逆方向に上記作業域（２）に展開して格納し
   た後、この作業域（２）の配列データの要素を正のディ
   スタンス転送によって上記外部記憶装置（５）に転送
   し、指示されたディスタンス値の位置に順次格納するよ
   うに構成したことを特徴とする配列データのアクセス方
   式。
2. 【請求項２】複数の要素からなる配列データを格納して
   保存する外部記憶装置（５）と、 逆方向の配列データの要素を格納する作業域（２）と、 この作業域（２）上の配列データの要素を逆方向に展開
   して上記主記憶装置（１）に格納する展開処理（３）
   と、 複数の要素からなる配列データを格納する主記憶装置
   （１）とを備え、 外部記憶装置（５）から絶対値のディスタンス値によっ
   て配列データの要素を転送して上記作業域（２）に格納
   した後、展開処理（３）がこの作業域（２）上の配列デ
   ータの要素を逆方向に上記主記憶装置（１）に元の配列
   データの要素の順に格納するように構成したことを特徴
   とする配列データのアクセス方式。