JP3111498B2 - レコード検索方法及びデータ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータを使用し
たデータ処理装置に於けるレコード検索方法に係り、特
に、レコード検索の高速化に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なデータ処理装置では、ディスク
等の外部記憶装置に構成された検索対象のファイルは、
内部的に２つのファイルによって構成されている。即
ち、図６に示すように、１つは、ユーザが作成したデー
タの実体が格納されるデータファイル１００である。こ
のデータファイル１００内のデータレコードは、ユーザ
がデータレコードを作成した順というような機械的な順
序で格納されいる。このような順序で格納されているデ
ータレコードを物理レコード１０２と呼んでいる。

【０００３】もう１つのファイルは、データファイル１
００の中から或る順序でデータレコードを読み出すため
に使用されるインデックスファイル１０４である。この
インデックスファイル１０４には、機械的レコードの配
置１０６（物理レコード番号）とインデックスキー１０
８とが対応付けて格納されている。インデックスキー１
０８は、ファイル中の単一フィールドに対応している場
合と、複数のフィールドに対応している場合とがある。

【０００４】このような構成に於いて、インデックスキ
ー１０８の値に対して条件を入力してデータレコードを
検索する場合、条件に合致してデータファイル１００か
ら読み込まれるデータレコードが少ない時には、高速に
処理することができる。しかしながら、データファイル
１００の構成によっては、物理レコード１０２の並び順
とインデックスキー１０８の並び順との相関関係が小さ
く、インデックスキー１０８の順番に読み出す場合は、
乱雑に配置されたデータレコードを飛び飛びに読まなけ
ればならないことがある。

【０００５】一方、図７に示すように、ディスク上のデ
ータファイル１００内のデータレコードをメモリ１１０
に読み込むような処理では、ブロッキングサイズと呼ば
れる処理系固有の読み出し量でデータ転送を行ない、デ
ータリードバッファ１１２に一旦格納するようになって
いる。

【０００６】従って、データファイル１００のサイズが
ブロックキングサイズより小さい場合や、インデックス
キーの順序で読み出す時の物理レコード１０２のちらば
りがブロックキングサイズ内に納まる場合には、検索処
理はメモリ１１０内の処理、つまりデータリードバッフ
ァ１１２内の検索処理となるため、高速処理が可能とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、逆に、
物理レコード１０２がブロッキングサイズを越えて散ら
ばっている場合、ディスクからメモリ１１０のデータリ
ードバッファ１１２に転送されたデータレコードの大半
を無駄にすることになる。

【０００８】また、検索条件によっては、物理レコード
１０２の順に全レコードを読出すよりディスクからの転
送が増えてしまい、インデックスとしての意味が無駄に
なってしまう場合があった。即ち、図７に示す状態で、
インデックスキー１０８が「０００１２」の値を持つデ
ータレコードを読み込もうとすると、ディスクから１ブ
ロッキングサイズ分のデータ転送が発生する。さらに、
その次のインデックスキー１０８が「０００１３」の値
を持つデータレコードを読み込もうとすると、元の１ブ
ロックを再度読み込まなければならない。

【０００９】また、検索対象ファイルに対して、複数の
インデックスキーが指定されていて、或るインデックス
キーは物理レコード１０２の並び順と全く同じである
が、別のインデックスキーの並び順でレコードを読み込
む場合、ブロッキングサイズを越えた物理レコード１０
２の読み込みが多発することがあるとする。このような
２つのインデックスキーに検索条件が指定されている場
合、従来の手法では、どちらが先に定義されたインデッ
クスキーかというような機械的な選択方法しかなかっ
た。従って、処理時間が短くて済むインデックスキーが
あるにもかかわらず、処理時間が多くなるインデックス
キーを使用してレコードの読み込みをしてしまう可能性
があった。

【００１０】このような原因は、インデックスキーが指
定された場合には必ずそれを使用して検索し、また複数
のインデックスキーが指定された場合にはそれらを機械
的に選択して検索処理を行なうようにしているというこ
とにある。

【００１１】してみれば、検索対象ファイル検索条件の
状況に応じて、インデックスキーの使用の可否を決定し
たり、複数のインデックスキーから最良のインデックス
キーを選択するようにすれば、ディスク等の外部記憶装
置からのデータの転送を最小にすることが可能となり、
検索処理を高速化することができることは明かである。

【００１２】本発明の課題は、検索対象ファイル検索条
件の状況に応じて、インデックスキーの使用の可否を決
定したり、複数のインデックスキーから最良のインデッ
クスキーを選択することを可能とすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるデータ検
索方法は、複数のデータフィールドからなるレコードを
記憶するデータファイルと、このデータファイルに記憶
されたレコードの複数のデータフィールドに対応するイ
ンデックスキーについて、各インデックスキーの値とこ
の値に関係するレコードの記憶位置とを各インデックス
キー毎に記憶するインデックスファイルとを有し、所定
サイズの読み込みブロック単位で上記データファイルの
レコードを読み出すデータ処理装置におけるレコード検
索方法であって、上記データファイルを上記所定サイズ
のブロック単位で読み込む際のブロック数を算出するブ
ロック数算出ステップと、複数のインデックスキーのそ
れぞれについて、指定された検索条件に該当するレコー
ドが、上記所定サイズのブロック単位で読み込まれる際
に何番目のブロックにあるかを上記インデックスファイ
ルより求め、このブロック情報に基づいて、上記データ
ファイルからのブロック読み出しの回数を示す分散値を
求める分散値算出ステップと、上記分散値算出ステップ
で求められた各インデックスキーについての分散値の最
小値が、上記ブロック数算出ステップで算出されたブロ
ック数を基準にして大きいか小さいかを判断する判断ス
テップと、上記判断ステップで分散値の最小値が大きい
と判断された場合には、インデックスキーによらずにデ
ータファイルのレコードを所定の順に読み出し、上記分
散値の最小値が小さいと判断された場合には、インデッ
クスキーを使用してデータファイルからレコードを読み
出すレコード読み出しステップとを具備することを特徴
とする。また本発明にかかるデータ処理装置は、複数の
データフィールドからなるレコードを記憶するデータフ
ァイルと、このデータファイルに記憶されたレコードの
複数のデータフィールドに対応するインデックスキーに
ついて、各インデックスキーの値とこの値に関係するレ
コードの記憶位置とを各インデックスキー毎に記憶する
インデックスファイルとを有し、レコード検索にあたり
所定サイズの読み込みブロック単位で上記データファイ
ルのレコードを読み出すデータ処理装置であって、上記
データファイルを上記所定サイズのブロック単位で読み
込む際のブロック数を算出するブロック数算出手段と、
複数のインデックスキーのそれぞれについて、指定され
た検索条件に該当するレコードが、上記所定サイズのブ
ロック単位で読み込まれる際に何番目のブロックにある
かを上記インデックスファイルより求め、このブロック
情報に基づいて、上記データファイルからのブロック読
み出しの回数を示す分散値を求める分散値算出手段と、
上記分散値算出手段で求められた各インデックスキーに
ついての分散値の最小値が、上記ブロック数算出手段で
算出されたブロック数を基準にして大きいか小さいかを
判断する判断手段と、上記判断手段で分散値の最小値が
大きいと判断された場合には、インデックスキーによら
ずにデータファイルのレコードを所定の順に読み出し、
上記分散値の最小値が小さいと判断された場合には、イ
ンデックスキーを使用してデータファイルからレコード
を読み出すレコード読み出し手段とを具備することを特
徴とする。

【００１４】実施例を説明する前に、図１を用いて本発
明の処理の概要を説明する。本発明においては、データ
ファイルを所定サイズのブロック単位で読み込む際のブ
ロック数を算出しておいて、その後、複数のインデック
スキーのそれぞれについて、指定された検索条件に該当
するレコードが、所定サイズのブロック単位で読み込ま
れる際に何番目のブロックにあるかをインデックスファ
イルより求め（ステップＳ１）、このブロック情報に基
づいて、各インデックスキーについて、データファイル
からのブロック読み出しの回数を示す分散値を求め（ス
テップＳ２）、各インデックスキーについての分散値の
最小値が、ブロック数を基準にして大きいか小さいかを
判断し、この判断結果により、インデックスキーによら
ずにデータファイルのレコードを所定の順に読み出す
か、あるいはインデックスキーを使用してデータファイ
ルからレコードを読み出す（ステップＳ３）ようにした
ものである。

【００１５】

【実施例】以下、図２乃至図５を参照して、本発明の一
実施例を説明する。図２は、実施例のレコード検索方法
が適用されたデータ処理装置１０のブロック構成図を示
すもので、同図に於いて、１２は全体の制御を司るＣＰ
Ｕである。１４は検索対象ファイル１６を構成するディ
スク等の外部記憶装置である。検索対象ファイル１６
は、インデックスファイル１８とデータファイル２０よ
り成っている。２２はデータリードバッファ２４を有す
るメモリである。このメモリ２２はさらに、インデック
スリードバッファ２６と、物理レコード分散値格納領域
２８を有している。そして、３０はキーボード及びディ
スプレィで成る入出力装置である。

【００１６】このデータ処理装置１０は、外部記憶装置
１４内に存在する検索対象ファイル１６に対して、入出
力装置３０から検索条件を入力し、ＣＰＵ１２の処理に
よって検索を行なうものである。この検索処理実行時に
は、メモリ２２内の検索処理を行なうための作業領域と
してのデータリードバッファ２４，インデックスリード
バッファ２６にそれぞれ検索対象ファイル１６内のデー
タファイル２０とインデックスファイル１８のコピーが
作成される。また、メモリ２２内の物理レコード分散値
格納領域２８には、インデックスファイル１８に登録さ
れているインデックスキー毎に物理レコードの分散値が
格納される。

【００１７】次に、このような構成のデータ処理装置１
０に於ける検索動作を、図３のフローチャートを参照し
て説明する。先ず、ファイル管理情報の取得を行なう
（ステップＳ１１）。即ち、処理系に固有な外部記憶装
置１４に対する入出力転送サイズ（ブロッキングサイ
ズ）と、ファイルに固有な１レコードの長さ（レコード
レングス）と、ファイルが確保している最大レコードの
数（レコードカウント）とを取得し、次式に従って、フ
ァイルが確保しているブロック数を算出する。即ち、
「ファイルブロック数＝（レコードカウント×レコード
レングス）／ブロックキングサイズ」。

【００１８】次に、検索条件を入力し（ステップＳ１
２）、インデックスキーに対する条件フィールドの抽出
を行なう（ステップＳ１３）。即ち、キーボード等の入
出力装置３０より検索条件を入力する。そして、この入
力された検索条件をもとに、インデックスキーで指定さ
れているフィールドに対する条件を抽出する。

【００１９】ここで、インデックスキーによる検索条件
が存在するか否かを判定する（ステップＳ１４）。そし
て、検索条件が存在しない場合には、インデックスキー
を使用せずに物理レコード順に全レコードを読み込み
（ステップＳ１５）、読み込んだレコードに対して使用
したインデックスキー以外の条件判定を行なう（ステッ
プＳ１６）。即ち、インデックスキー指定されているフ
ィールドに条件の指定が無い場合は、全てのレコードを
読み込んで検索条件の判定を行なう以外に手段がないの
で、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６の順序で処理が行
なわれる。

【００２０】また、インデックスキーによる検索条件が
存在する場合には、インデックスキー毎に物理レコード
の分散値を求める（ステップＳ１７）。即ち、インデッ
クスファイル１８内には、インデックスキー毎に、図４
のようにしてインデックスキーの値３２と、その値を持
つ物理レコードのレコード番号３４が格納されている。
図４の例に於いては、ファイル中の３つのフィールドに
対してインデックスが指定されていて、「インデックス
キー１」３６としては「１１０以上１２０以下」、「イ
ンデックスキー２」３８としては「０１３４５以上０１
３５０以下」、「インデックスキー３４０」としては
「ａａａ以上ａａｇ以下」という検索条件が指定されて
いる場合のインデックスファイル１８とデータファイル
２０を示す。

【００２１】このインデックスファイル１８を参照し
て、検索条件として指定されているインデックスキーの
物理レコードの分散値を求める。ここで、物理レコード
の分散値とは、指定されたインデックスキーの範囲のレ
コードを読み込むために必要な、外部記憶装置１４から
のブロックデータ転送回数を表わしていて、次の方法に
より求める。

【００２２】即ち、インデックスファイル１８中の物理
レコード番号３４から、対象となるレコードがデータフ
ァイル２０中の何番目のブロックに存在するかを、次式
により求める。 ブロック番号＝ｉｎｔ｛（物理レコード番号−１）×レ
コードレングス／ブロッキングサイズ｝＋１ 但しここで、ｉｎｔ｛ ｝は小数点以下を切り捨てる関
数であることを示す。

【００２３】図５の（Ａ）乃至（Ｃ）に、前記各インデ
ックス１〜３のブロック番号を示す。さらに、前レコー
ドの存在するブロック番号と現レコードの存在するブロ
ック番号とを比較し、異なっていた場合は、ブロックデ
ータの転送回数に「１」を加える。但し、前レコードが
存在しない場合（検索条件に合致する先頭レコード）
は、無条件にブロックデータの転送回数に「１」をセッ
トする。図４のファイル例の場合の転送回数は図５の
（Ａ）乃至（Ｃ）に示す。

【００２４】そして、各インデックスキーのブロックデ
ータの転送回数により、インデックスキー使用の可否及
び最良のインデックスキーを決定する（ステップＳ１
８，Ｓ１９）。

【００２５】即ち先ず、使用可能なインデックスキーの
ブロックデータの転送回数を比較し、最も小さな値を持
つインデックスキーを調べる。

【００２６】ここで、ブロックデータの転送回数のもっ
とも小さなものが、上記ステップＳ１１で算出したファ
イルブロック数より大きくなっている場合は（ステップ
Ｓ１８）、全レコードを読み込む時より、インデックス
キーを使用してレコードを読み込むほうが、外部記憶装
置１４からのブロックデータの転送回数が多くなるた
め、上記ステップＳ１５に分岐して、物理レコード順に
全体をリードし、検索条件の判定を行なう。

【００２７】逆に、インデックスキーのブロックデータ
の転送回数がファイルブロック数（図３の例では
「３」）より小さい場合は、インデックスキーを使用し
て、インデックスキーの条件に合致するレコードのみを
読み込み（ステップＳ１９）、上記ステップＳ１６に進
んで、この読み込んだレコードに対して使用したインデ
ックスキー以外の条件判定を行なう。

【００２８】図５の例では、「インデックスキー２」に
対する検索はインデックスキーを使用してレコードを読
み込み、「インデックスキー１」又は「インデックスキ
ー３」に対する検索は、物理レコード順に読み込む。

【００２９】なお、上記実施例では、上記ステップＳ１
８に於いてインデックスキーのブロックデータ転送回数
がファイルブロック数より小さい場合にステップＳ１９
に進むようにしたが、ファイルブロック数以下の場合と
しても良く、その他、特定の値を基準に判定するように
しても良い。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、検索対象ファイル検索
条件の状況に応じて、インデックスキーの使用の可否を
決定したり、複数のインデックスキーから最良のインデ
ックスキーを選択できるようになる。従って、ディスク
等の外部記憶装置からのデータの転送を最小にすること
が可能となり、検索処理を高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフローチャートである。

【図２】実施例のレコード検索方法の適用されたデータ
処理装置のブロック構成図である。

【図３】実施例の検索動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】インデックスキーの値とデータファイル内のデ
ータレコードとの関係を示す図である。

【図５】（Ａ）は「インデックスキー１」に於ける分散
値の算出例を示す図、（Ｂ）は「インデックスキー２」
に於ける分散値の算出例を示す図、（Ｃ）は「インデッ
クスキー３」に於ける分散値の算出例を示す図である。

【図６】従来のインデックスファイルとデータファイル
のそれぞれの記憶内容の関係を示す図である。

【図７】従来のレコード検索方法を説明するためのイン
デックスファイルとデータファイルとメモリとの関係を
示す図である。

【符号の説明】

１２…ＣＰＵ、１４…外部記憶装置、１６…検索対象フ
ァイル１６、１８…インデックスファイル、２０…デー
タファイル、２２…メモリ、２４…データリードバッフ
ァ、２６…インデックスリードバッファ、２８…物理レ
コード分散値格納領域、３０…入出力装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のデータフィールドからなるレコー
   ドを記憶するデータファイルと、このデータファイルに
   記憶されたレコードの複数のデータフィールドに対応す
   るインデックスキーについて、各インデックスキーの値
   とこの値に関係するレコードの記憶位置とを各インデッ
   クスキー毎に記憶するインデックスファイルとを有し、
   所定サイズの読み込みブロック単位で上記データファイ
   ルのレコードを読み出すデータ処理装置におけるレコー
   ド検索方法であって、上記データファイルを上記所定サイズのブロック単位で
   読み込む際のブロック数を算出するブロック数算出ステ
   ップと、 複数のインデックスキーのそれぞれについて、指定され
   た検索条件に該当するレコードが、上記所定サイズのブ
   ロック単位で読み込まれる際に何番目のブロックにある
   かを上記インデックスファイルより求め、このブロック
   情報に基づいて、上記データファイルからのブロック読
   み出しの回数を示す分散値を求める分散値算出ステップ
   と、 上記分散値算出ステップで求められた各インデックスキ
   ーについての分散値の最小値が、上記ブロック数算出ス
   テップで算出されたブロック数を基準にして大きいか小
   さいかを判断する判断ステップと、 上記判断ステップで分散値の最小値が大きいと判断され
   た場合には、インデックスキーによらずにデータファイ
   ルのレコードを所定の順に読み出し、上記分散値の最小
   値が小さいと判断された場合には、インデックスキーを
   使用してデータファイルからレコードを読み出すレコー
   ド読み出しステップ とを具備することを特徴とするレコ
   ード検索方法。
2. 【請求項２】 複数のデータフィールドからなるレコー
   ドを記憶するデータファイルと、このデータファイルに
   記憶されたレコードの複数のデータフィールドに対応す
   るインデックスキーについて、各インデックスキーの値
   とこの値に関係するレコードの記憶位置とを各インデッ
   クスキー毎に記憶するインデックスファイルとを有し、
   レコード検索にあたり所定サイズの読み込みブロック単
   位で上記データファイルのレコードを読み出すデータ処
   理装置であって、 上記データファイルを上記所定サイズのブロック単位で
   読み込む際のブロック 数を算出するブロック数算出手段
   と、 複数のインデックスキーのそれぞれについて、指定され
   た検索条件に該当するレコードが、上記所定サイズのブ
   ロック単位で読み込まれる際に何番目のブロックにある
   かを上記インデックスファイルより求め、このブロック
   情報に基づいて、上記データファイルからのブロック読
   み出しの回数を示す分散値を求める分散値算出手段と、 上記分散値算出手段で求められた各インデックスキーに
   ついての分散値の最小値が、上記ブロック数算出手段で
   算出されたブロック数を基準にして大きいか小さいかを
   判断する判断手段と、 上記判断手段で分散値の最小値が大きいと判断された場
   合には、インデックスキーによらずにデータファイルの
   レコードを所定の順に読み出し、上記分散値の最小値が
   小さいと判断された場合には、インデックスキーを使用
   してデータファイルからレコードを読み出すレコード読
   み出し手段とを具備することを特徴とするデータ処理装
   置。