JP3293544B2 - 補助記憶装置を用いたソート方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ処理装置に
おけるソート方式に関し、特に補助記憶装置を用いたソ
ート方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ処理装置において、主記憶装置に
一度に読み込むことができない大量データのソート処理
を行う場合、作業領域として、補助記憶装置を用いてソ
ート処理を行っている。

【０００３】補助記憶装置を用いたソートの処理時間に
大きく影響するのは、使用する補助記憶装置のアクセス
速度であり、たとえば電子ディスクのようなアクセス速
度の速い装置を使用できれば処理時間を大幅に短縮でき
る。

【０００４】しかし、電子ディスクのようにアクセス速
度の速い補助記憶装置は、磁気ディスなどと比較して記
憶容量が小さく、ソートする全データを格納できない場
合が多い。このような場合、磁気ディスクのようにアク
セス速度は劣るが記憶容量が大きい他の補助記憶装置を
併用することになる。

【０００５】このようにアクセス速度の異なる補助記憶
装置を作業領域として併用してソートを行う場合、従来
の方式では、アクセス速度の速い補助記憶装置内の領域
を先に使用し、その装置の領域が一杯になった時点で、
他の補助記憶装置に切り替えるようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来の方式
は、次のような問題点を有している。

【０００７】すなわち、アクセス速度の速い装置が十分
に活用できず、アクセス速度の遅い装置だけを使った場
合と、ソート実行時間の差がほとんどない場合がある、
ということである。

【０００８】その理由は次の通りである。始めの方に出
力したストリングのみアクセス速度の速い装置に作成さ
れ、その後のストリングはアクセス速度の遅い装置によ
って作成されるため、ストリングのマージ処理におい
て、アクセス速度の速い装置によって作成されたストリ
ングと、アクセス速度の遅い装置によって作成されたス
トリングをマージすることが多くなる。そのような場
合、アクセス速度の遅い装置で作成されたストリングの
最後のブロックを読み終わるまではマージは終了しない
ため、結局アクセス速度の遅い装置で作成されたストリ
ング同士をマージする場合と比較しても、入出力完了待
ち時間も含めた実行時間がほとんど変わらなくなるため
である。

【０００９】なお、通常はストリングごとにファイルを
分けるなどの処理を行うため、別のストリングのブロッ
クの入力は並列に行われることが多い。従って、ストリ
ングマージ処理時間はマージするすべてのストリングの
入力時間の合計でなく、各ストリングの入力時間の最大
値の方に近いことに注意されたい。

【００１０】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、アクセス速度の
異なる補助記憶装置を作業領域として併用してソートす
るソート方式においてソート実行時間を短縮するソート
方式を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のソート方式は、主記憶装置に一度に読み込
むことができない大量データを、作業領域としてアクセ
ス速度の異なる複数の補助記憶装置を併用してソート処
理を行うソート方式において、ソートの中間結果である
ストリングをブロック単位で補助記憶装置へ出力する際
に、各ストリングの先頭ブロックを、予め定められた特
定の補助記憶装置へ優先して出力する手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１２】本発明においては、ストリングをマージす
る際に、読み終わったブロックのアドレスを再利用可能
ブロックとしてテーブルに保存するように制御する手段
を備えたことを特徴とする。

【００１３】［発明の概要］本発明は、主記憶装置に一
度に読み込むことができない大量データを、作業領域と
して、例えば電子ディスクと磁気ディスクのようにアク
セス速度の異なる補助記憶装置を併用してソートするソ
ート処理の一方式であり、アクセス速度の速い補助記憶
装置を有効に使うことによりソート実行時間の短縮を実
現する方式を提供するものである

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施の
形態の構成を示す図である。図１を参照すると、本発明
の一実施の形態は、主記憶装置１、アクセス速度の異な
る第１、及び第２の補助記憶装置２、３、プリソート手
段４、マージ手段５、プロック出力位置決定手段６、お
よび再利用可能ブロック管理テーブル７を備えている。

【００１５】プリソート手段４は、ソートの中間結果と
して「ストリング」と呼ぶソート済みレコード列をブロ
ック単位で補助記憶装置に書き出していく前半部分の処
理（プリソート処理）を実行し、マージ手段５は、スト
リングをマージする後半部分の処理（マージ処理）を実
行する。

【００１６】ブロック出力位置決定手段６は、プリソー
ト処理では各ストリングの先頭ブロックを第１の補助記
憶装置２（アクセス速度の速い補助記憶装置）に優先し
て出力する。

【００１７】また、マージ処理では、再利用可能ブロッ
ク管理テーブル７に登録された読み込み済みのブロック
のなかから、第１の補助記憶装置２（アクセス速度の速
い補助記憶装置）内のブロックを優先して選択して出力
する。

【００１８】上記のように構成されてなる本発明の実施
の形態においては、プリソート処理／マージ処理いずれ
の場合もストリングの先頭ブロック（マージ処理の場合
は先頭ブロックからマージしたストリングの本数分のブ
ロックまで）を第１の補助記憶装置２（アクセス速度の
速い補助記憶装置）に優先して出力することができる。

【００１９】この効果としては、ストリングの先頭部分
の入力時間を短縮でき、また、先頭から最後までのブロ
ックの入力に要する時間がストリングごとに均等になる
ので、ブロックの入力に時間がかかるストリングの最後
のブロックを入力するまで長い時間待たされたりするこ
とがなくなり、ソート実行時間を短縮することができ
る。

【００２０】

【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の一実施例について図面を参
照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施例の構
成を示す図である。

【００２１】図１を参照すると、本実施例は、主記憶装
置１と、第１の補助記憶装置２と、第２の補助記憶装置
３と、プリソート手段４と、マージ手段５と、ブロック
出力位置決定手段６と、再利用可能ブロック管理テーブ
ル７と、を含む。

【００２２】プリソート手段４は、主記憶装置１にソー
ト対象レコードを読み込みながらソートしていき、スト
リングを第１の補助記憶装置２または第２の補助記憶装
置３へブロック単位で出力する。

【００２３】マージ手段５は、ストリングを繰り返して
マージしていき、最終的に１本にまとめて出力する。マ
ージ処理においてストリングはブロック単位で主記憶装
置１に読み込み、読み込み済みのブロックのアドレスを
再利用可能ブロック管理テーブル７に登録する。

【００２４】プリソート手段４およびマージ手段５は、
ストリングのブロックを出力する際に、ブロック出力位
置決定手段６を呼び出し、第１の補助記憶装置２または
第２の補助記憶装置３内にブロックを出力する領域を確
保する。

【００２５】ブロック出力位置決定手段６は、プリソー
ト手段４から呼び出され、ストリングの先頭ブロックを
出力する場合には、第１の補助記憶装置２（アクセス速
度の速い補助記憶装置）の領域を優先して確保する。ま
た、マージ手段５から呼び出された場合は、再利用可能
ブロック管理テーブル７へ登録されたブロックアドレス
のなかから第１の補助記憶装置２（アクセス速度の速い
補助記憶装置）内のアドレスを優先的に選択する。

【００２６】図２は、本発明の一実施例の処理フローを
説明するための流れ図である。図１及び図２を参照して
本実施例の動作について以下に詳細に説明する。

【００２７】まず、ソート処理の前半部分であるプリソ
ート処理の動作について説明する。

【００２８】プリソート手段４は、主記憶装置１へソー
ト対象のレコードを１件ずつ読み込みながらソートを行
い、ソートの中間結果としてストリングを生成して第１
の補助記憶装置２または第２の補助記憶装置３へブロッ
ク単位で出力していく。

【００２９】プリソート手段４がストリングのブロック
を出力する際には、ブロック出力位置決定手段６を呼び
出し、ブロックを出力する位置を取得する。

【００３０】図２を参照すると、ブロック出力位置決定
手段６は、プリソート処理であるか否か判断し（ステッ
プ２０１）、ここでは、プリソート処理であるのでステ
ップ２０２へ移行し、ストリングの先頭ブロックである
か否かを判断する（ステップ２０２）。

【００３１】ストリングの先頭ブロックであれば（ステ
ップ２０２のＹｅｓ分岐）、第１の補助記憶装置２内に
ブロックを出力するスペースがあるか否かを判断し（ス
テップ２０３）、スペースがあれば（ステップ２０３の
Ｙｅｓ分岐）、第１の補助記憶装置２からブロック出力
位置を確保し（ステップ２０５）、処理を終了する。

【００３２】一方、第１の補助記憶装置２内にブロック
を出力するスペースがない場合には（ステップ２０３の
ＮＯ分岐）、第２の補助記憶装置３からブロック出力位
置を確保し（ステップ２０４）、処理を終了する。

【００３３】またストリングの先頭ブロックでないなら
ば（ステップ２０１のＮｏ分岐）、第２の補助記憶装置
３からブロック出力位置を確保し（ステップ２０４）、
処理を終了する。

【００３４】次に本発明の一実施例における、ソート処
理の後半部分であるマージ処理の動作について説明す
る。

【００３５】マージ手段５は、第１の補助記憶装置２ま
たは第２の補助記憶装置３内に作成されたストリングを
主記憶装置１にブロック単位で読み込みながらマージを
行う。

【００３６】マージ処理では、まずマージする各ストリ
ングの先頭ブロックを主記憶装置１に読み込み、読み込
みの終わったブロックのアドレスを再利用可能ブロック
管理テーブル７へ登録する。以下マージを実行し、マー
ジ結果を再度ストリングとして出力する場合は、プリソ
ート手段４と同様に、ブロック出力位置決定手段６を呼
び出し、ブロックを出力する位置を取得する。また、あ
るブロックのすべてのレコードの処理が終わると、次の
ブロックを読み込み、読み込みの終わったブロックのア
ドレスを再利用可能ブロック管理テーブル７へ登録す
る。

【００３７】図２を参照すると、ブロック出力位置決定
手段６は、プリソート処理であるか判断し（ステップ２
０１）、ここではプリソート処理でないのでステップ２
０６へ移行し、再利用可能ブロック管理テーブル７に登
録されている読み込み済みのブロックを検索して、第１
の補助記憶装置２内のブロックがあるか否かを判断する
（ステップ２０６）。

【００３８】再利用可能ブロック管理テーブル７に第１
の補助記憶装置２内のブロックがある場合には（ステッ
プ２０６のＹｅｓ分岐）、第１の補助記憶装置２内の再
利用可能なブロックを確保し（ステップ２０７）、処理
を終了する。

【００３９】再利用可能ブロック管理テーブル７に第１
の補助記憶装置２内にブロックがない場合には（ステッ
プ２０６のＮｏ分岐）、第２の補助記憶装置３内の再利
用可能なブロックを確保し（ステップ２０８）、処理を
終了する。

【００４０】次に本実施例の動作について具体例に沿っ
て説明する。

【００４１】図３乃至図１０は、本実施例の動作につい
て順をおって模式的に説明したものである。

【００４２】ここで、図３乃至図１０における符号につ
いてあらかじめ説明しておく。

【００４３】３１、４１、５１、６１、７１、８１、９
１、１０１は主記憶装置であり、図１における主記憶装
置１に対応している。

【００４４】３２、４２、５２、６２、７２、８２、９
２、１０２は第１の補助記憶装置であり、図１における
第１の補助記憶装置２に対応している。

【００４５】３３、４３、５３、６３、７３、８３、９
３、１０３は第２の補助記憶装置であり、図１における
第２の補助記憶装置３に対応している。

【００４６】３４、４４、５４、６４、７４、８４、９
４、１０４は再利用可能ブロック管理テーブルであり、
図１における再利用可能ブロック管理テーブル７に対応
している。

【００４７】Ｂ１０、Ｂ２０、Ｂ３０はブロックの入出
力を行うバッファを示す。

【００４８】Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１、Ｂ４１、Ｂ１
２、Ｂ２２、Ｂ３２、Ｂ４２、Ｂ１３、Ｂ２３、Ｂ３
３、Ｂ４３、は補助記憶装置に出力したブロックのアド
レスを示す。

【００４９】Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ１
２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２、Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３
３、Ｓ４３はブロックに書き込まれているストリングの
ブロックデータを示す。

【００５０】図３は、プリソート処理が終了した時点の
状態を示している。ここでは、４本のストリングが生成
されており、１番目のストリングはＳ１１、Ｓ１２、Ｓ
１３、２番目のストリング２はＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２
３、３番目のストリングはＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、４
番目のストリングはＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３のそれぞれ
３個のブロックから構成される。また、各ストリングの
先頭ブロックＳ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１が第１の
補助記憶装置３２に、２番目以降のブロックが、第２の
補助記憶装置３３に確保されている。

【００５１】図４以降では、１番目のストリングと２番
目のストリングをマージして５番目のストリングを出力
する動作を説明している。

【００５２】図４は、ストリングの先頭ブロックＳ１
１、Ｓ２１を、主記憶装置４１の入力バッファＢ１０、
Ｂ２０に読み込んでマージを行い、マージした結果を出
力バッファＢ３０へブロッキングして、５番目のストリ
ングの最初のブロックＳ５１を形成した状態を示してい
る。再利用可能ブロック管理テーブル４４には、読み終
わったブロックのアドレスＢ２１、Ｂ１１が登録されて
いる。

【００５３】本実施例では、再利用可能ブロック管理テ
ーブルには、スタック形式で、読み終わったブロックの
アドレスを格納していくものとする。ここではブロック
アドレスＢ２１が最も新しく入力したブロックとなって
いる。

【００５４】図５は、５番目のストリングの最初のブロ
ックＳ５１を出力したところを示し、図４における再利
用可能ブロック管理テーブル４４内で最も新しく入力し
たブロックアドレスＢ２１へ出力し、出力後、再利用可
能ブロック管理テーブル５４からブロックアドレスＢ２
１を削除している。

【００５５】図６は、ブロックＳ１１のレコードをすべ
て処理した後、次のブロックＳ１２を入力バッファＢ１
０へ読み込んでマージを続け、５番目のストリングの２
番目のブロックＳ５２を形成したところを示す。再利用
可能ブロック管理テーブル６４には、読み終わったブロ
ックのアドレスＢ１２が新たに登録されている。

【００５６】図７は、５番目のストリングの２番目のブ
ロックＳ５２を出力した状態を示し、図６における再利
用可能ブロック管理テーブル６４から、第１の補助記憶
装置７２内のブロックアドレスＢ１１を優先的に選択し
て出力している。

【００５７】図８は、ブロックＳ２１のレコードをすべ
て処理した後、次のブロックＳ２２を入力バッファＢ２
０へ読み込んでマージを続け、５番目のストリングの３
番目のブロックＳ５３を形成した状態を示す。再利用可
能ブロック管理テーブル８４には、読み終わったブロッ
クのアドレスＢ２２が新たに登録されている。

【００５８】図９は、５番目ストリングの３番目のブロ
ックＳ５３を出力した状態を示し、図８における再利用
可能ブロック管理テーブル８４内には第１の補助記憶装
置９２内のブロックアドレスはすでになくなっていたた
め、第２の補助記憶装置９３内のブロックアドレスＢ２
２を選択して出力している。

【００５９】図１０は、１番目のストリングと２番目の
ストリングのマージが終了した状態を示し、５番目のス
トリングの４番目のブロックＳ５４をブロックアドレス
Ｂ１２に、５番目のブロックＳ５５をブロックアドレス
Ｂ１３に、６番目のブロックＳ５６をブロックアドレス
Ｂ２３にそれぞれ出力している。この間の詳細な動作に
ついては、図９までで説明した動作と同様であるため、
その説明は省略する。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主記憶装置に一度に読み込むことができない大量データ
を、例えば電子ディスクと磁気ディスクのようにアクセ
ス速度の異なる複数の補助記憶装置を作業領域として併
用してソートするソート処理において、アクセス速度の
速い補助記憶装置を最大限に活用してソート実行時間を
短縮できる、ということである。

【００６１】その理由は、本発明においては、中間結果
として補助記憶装置に出力するすべてのストリングの先
頭から一定数のブロックを、アクセス速度の速い補助記
憶装置にまとめて出力することができ、その結果、スト
リングの先頭部分の入力時間を短縮できるとともに、ス
トリングの先頭から最終ブロックまでを読み込む時間が
ストリング毎に均等になるので、マージ処理において、
上記の読み込みの時間の遅いストリングのブロックの入
力完了待ちによる遅延が発生することが少なくなる、た
めである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の動作を説明するための流れ
図である。

【図３】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図４】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図５】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図６】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図７】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図８】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図９】本発明の一実施例の動作を説明するため具体的
に例示する説明図である。

【図１０】本発明の一実施例の動作を説明するため具体
的に例示する説明図である。

【符号の説明】

１ 主記憶装置 ２ 第１の補助記憶装置 ３ 第２の補助記憶装置 ４ プリソート手段 ５ マージ手段 ６ ブロック出力位置決定手段 ７ 再利用可能ブロック管理テーブル ３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１
主記憶装置 ３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２
第１の補助記憶装置 ３３、４３、５３、６３、７３、８３、９３、１０３
第２の補助記憶装置 ３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４
再利用可能ブロック管理テーブル Ｂ１０、Ｂ２０、Ｂ３０ ブロック入出力バッファ Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１、Ｂ４１、Ｂ１２、Ｂ２２、Ｂ
３２、Ｂ４２、Ｂ１３、Ｂ２３、Ｂ３３、Ｂ４３ ブロ
ックアドレス Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ
３２、Ｓ４２、Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、Ｓ４３ ブロ
ックに書き込まれているストリングのブロックデータ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主記憶装置に一度に読み込むことができな
   い大量データに対して、作業領域としてアクセス速度の
   異なる複数の補助記憶装置を併用してソート処理を行う
   ソート方式において、 ソートの中間結果であるストリングをブロック単位で補
   助記憶装置へ出力する際、各ストリングの先頭ブロック
   を、前記複数の補助記憶装置のうちアクセス速度の速い
   方の補助記憶装置に優先して出力する手段と、 ストリングをマージする際、読み終わったブロックのア
   ドレスを再利用可能ブロックとしてテーブルに保存する
   手段と、 マージしたストリングを再度補助記憶装置に出力する
   際、前記テーブルに保存された再利用可能ブロックのな
   かから、ストリングの先頭ブロックを優先して出力した
   前記アクセス速度の速い補助記憶装置内のブロックを優
   先して選択して出力する手段と を備えたことを特徴とす
   るソート方式。
2. 【請求項２】データ処理装置の主記憶装置に一度に読み
   込むことができない大量データに対して、作業領域とし
   て、アクセス速度の異なる第１類および第２類の補助記
   憶装置を併用してソート処理を行うソート方式におい
   て、 前記主記憶装置にソート対象レコードを読み込みながら
   ソートしていき、ソートの中間結果としてソート済みレ
   コード列であるストリングを、前記第１類の補助記憶装
   置または前記第２類の補助記憶装置へブロック単位で出
   力するプリソート手段と、 前記ストリングを繰り返してマージし、最終的に一本の
   マージした結果を出力するマージ手段であって、マージ
   処理においてストリングをブロック単位で前記主記憶装
   置に読み込み、読み込み済みのブロックのアドレスを再
   利用可能ブロック管理テーブルに登録するマージ手段
   と、 前記プリソート手段および前記マージ手段が、ストリン
   グのブロックを出力する際に呼び出され、前記第１類の
   補助記憶装置または前記第２類の補助記憶装置内に前記
   ブロックを出力する領域を確保するブロック出力位置決
   定手段と、 を備え、 前記ブロック出力位置決定手段は、前記プリソート手段
   から呼び出され、且つストリングの先頭ブロックを出力
   する場合には、アクセス速度の速い前記第１類の補助記
   憶装置の領域を優先して確保するとともに、前記マージ
   手段から呼び出された場合は、前記再利用可能ブロック
   管理テーブルへ登録されたブロックアドレスのなかから
   前記第１類の補助記憶装置内のアドレスを優先的に選択
   する、ことを特徴とするソート方式。
3. 【請求項３】データ処理装置の主記憶装置に一度に読み
   込むことができない大量データに対して、作業領域とし
   て、アクセス速度の異なる第１類および第２類の補助記
   憶装置を併用してソート処理を前記データ処理装置のコ
   ンピュータで行わせるプログラムを記録した、コンピュ
   ータで読み出し可能な記録媒体において、 （ａ）前記主記憶装置にソート対象レコードを読み込み
   ながらソートしていき、ソートの中間結果としてソート
   済みレコード列であるストリングを、前記第１類の補助
   記憶装置または前記第２類の補助記憶装置へブロック単
   位で出力するプリソート処理、 （ｂ）前記ストリングを繰り返してマージし、最終的に
   一本のマージした結果を出力するマージ処理であって、
   該マージ処理においてストリングはブロック単位で前記
   主記憶装置に読み込み、読み込み済みのブロックのアド
   レスを再利用可能ブロック管理テーブルに登録するマー
   ジ処理、及び、 （ｃ）前記プリソート処理および前記マージ処理が、ス
   トリングのブロックを出力する際に呼び出され、前記第
   １類の補助記憶装置または前記第２類の補助記憶装置内
   に前記ブロックを出力する領域を確保するブロック出力
   位置決定処理であって、前記プリソート処理から呼び出
   され、且つストリングの先頭ブロックを出力する場合に
   は、アクセス速度の速い前記第１類の補助記憶装置の領
   域を優先して確保するとともに、前記マージ処理から呼
   び出された場合は、前記再利用可能ブロック管理テーブ
   ルへ登録されたブロックアドレスのなかから前記第１類
   の補助記憶装置内のアドレスを優先的に選択するブロッ
   ク出力位置決定処理、 の上記（ａ）〜（ｃ）の各処理を前記データ処理装置を
   構成するコンピュータに実行させるためのプログラムを
   記録した、コンピュータで読み出し可能な記録媒体。