JP3957220B2 - 集計システム - Google Patents

Description

本発明は、集計システムに関するものであり、特に、短時間に多数の利用者が操作した情報をインターネット等の通信網を介して高速に集計して順番付けが可能な集計システムに関するものである。

従来、テレビの視聴者参加番組と連動して視聴者（利用者）が操作した投票情報などを集計して番組に反映するためのシステムが提案されている。例えば、下記特許文献１には、インターネットを介して視聴者の投票情報をＷＷＷサーバによって収集するシステムが開示されている。
特開２００２−３４４９２８号公報

上記したような従来のＷＷＷサーバシステムは例えば、ロードバランサ、httpサーバ、ＲＤＢサーバ等から構成されている。ところが、これらの装置においては、高速化に対して以下のような問題点があった。
レイヤ７ロードバランサ（セッション管理機能搭載）においては、同一利用者を同一httpサーバへ転送するためのアプリケーションプロトコルの解読や、保持している過去の情報を検索しながらhttpサーバを特定する処理のために速度に限界があった。また、保存している利用者情報を元に負荷分散を行うため、比例的な増設は不可能であるという問題点もあった。

httpサーバ（セッション管理機能、テーブルキャッシュ機能搭載）の並列配備によるパフォーマンスの限界はＲＤＢに依存する。そして、同一利用者は同一httpサーバで処理しなければ、並列している他のhttpサーバとの整合性がつかないという問題点があった。これはＲＤＢサーバに負担をかけない為にキャッシュしているのが原因である。
ＲＤＢサーバはＲＤＢである以上、性能をコストに比例させて増強する事は不可能であり、非常に高価なシステムを使用したとしても集中するアクセスには対応できないという問題点があった。

また、上記したような従来のシステムにおいて、例えば利用者が送信したクイズの回答の操作情報に基づき、正解操作を早く送信した利用者の順に順番を付けようとした場合には、ＷＷＷサーバにおいて全ての利用者情報について順番付け処理を行うことになるが、処理を高速化するためにＷＷＷサーバを複数台設置した場合には、順番付け処理を行うために、利用者の操作情報等を１台のサーバに収集して順番付け処理を行い、結果を複数台のＷＷＷサーバに分配する必要がある。

ところが、各ＷＷＷサーバから全ての利用者情報を単に収集し、あるいは順番付けした結果データを分配したのでは、転送するデータ量が大きくなると共に、収集したデータを統合して順番付けする処理、あるいは各ＷＷＷサーバにおいて利用者データに順番情報を反映する処理の負荷が大きくなり、結果が出るまでに時間がかかってしまうという問題点があった。本発明の目的は上記したような従来の問題点を解決することにある。

本発明は、利用者に特殊なＩＤ番号をふり、利用者からの操作情報にこのＩＤ番号を含ませる。そして、呼に任意に割り当てられた利用者代理サーバがこのＩＤ番号から計算により利用者管理サーバを指定することによって、特定の利用者管理サーバへ高速に接続させることを最も主要な特徴とする。また、利用者管理サーバにおいて、このＩＤ番号から時間のかかる検索をせずに計算によって記録されている利用者情報へ高速にアクセスし、操作情報を元に利用者データを更新することも特徴とする。

また、複数の利用者管理サーバから利用者毎に算出される情報、例えば受付開始からの経過時間等の得点情報と対応した人数データを特殊な受け渡し配列データに格納する点に特徴がある。また、受け渡し配列データを所定の番付サーバに収集し、加算合成する事によりシステム全体で得点情報に対応した人数が求められる。また、受け渡し配列データは一定のルールで分割する事が可能で、分割した場合に複数のサーバで加算合成が可能になり、性能を向上できる。更に、加算合成された受け渡し配列データの人数を順番に変換する点にも特徴がある。

本発明の構成によって以下のような効果がある。本発明の構成によれば、ロードバランサにおいて同一利用者を同一利用者代理サーバへ転送する必要がないので、パケットをレイヤ３レベルで到着順に任意の利用者代理サーバへ順に割り当てることが可能であり、分散をするための情報保存やアプリケーションプロトコルの解読、判定の必要がないため高速処理が可能であり、且つ任意に増設可能である。

利用者代理サーバは、利用者のＩＤを利用者管理サーバ数で除算し、その余りで利用者情報を格納している利用者管理サーバを指定できるため、検索をする必要がなく、情報を高速に中継転送する事が出来る。利用者管理サーバは、利用者のＩＤを利用者管理サーバ数で除算した商をインデックスとする配列の位置に利用者の情報が格納されているので、検索をする必要がなく、利用者情報の参照や書き換えを高速に行うことが可能である。

また、本発明の構成によれば、複数の利用者管理サーバによって分散処理される利用者情報データの収集／分配に特殊な受け渡し配列データを使用する。この受け渡し配列データはデータが存在する得点情報に対応した人数データのユニットのみで構成されているため、サーバ間で転送されるデータ量が減少し、処理／転送時間が短縮される。

また、複数の利用者管理サーバによって同時に受け渡し配列データが生成され、また配信された配列から利用者情報に順番情報を付与する処理も複数の利用者管理サーバによって同時に分散処理されるので、処理が高速化される。更に、複数の受け渡し配列の合成処理についても複数の利用者管理サーバによって同時に分散処理させることが可能である。これにより、複数の利用者管理サーバに分散された利用者データを、１ヶ所に集めてソート処理を行う必要がなく、高速に順番を求める事ができる。
また、本発明の構成では、利用者管理サーバは最大限高速に動作させるために、メモリーに利用者情報や操作情報等を保存しているが、保存方法にＲＤＢ等を使用する事により、永続性の必要な既存のWWW/RDBシステム等と同様な機能と安全性を確保しながら、処理能力を容易に増加できるシステムが展開できるという効果がある。
従って、本発明のシステムは短時間に大量の呼が集中しても高速に応答処理や順番付けによる優劣処理等の集計が可能であり、かつ必要に応じて利用者管理サーバ等を増やす事により、処理能力を容易に増加できるという効果がある。

本発明の実施例のシステム全体の構成を示すブロック図である。 本発明の集計ノード１１〜１３の構成を示すブロック図である。 本発明の管理、登録ノードの構成を示すブロック図である。 本発明の各装置間の処理のやり取りを示すフロー図１である。 本発明の各装置間の処理のやり取りを示すフロー図２である。 本発明の操作情報の登録処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の受け渡し配列のデータ構成を示す説明図である。 本発明の集計／順位付け処理の詳細を示すフローチャートである。 操作情報の登録処理の例を示す説明図１である。 操作情報の登録処理の例を示す説明図２である。 操作情報の登録処理の例を示す説明図３である。 操作情報の登録処理の例を示す説明図４である。 図８のＳ４０の処理例を示す説明図１である。 図８のＳ４１〜Ｓ４５の処理例を示す説明図１である。 図８のＳ４０の処理例を示す説明図２である。 図８のＳ４１〜Ｓ４５の処理例を示す説明図２である。 図８のＳ５０、Ｓ５１の処理例を示す説明図である。 図８のＳ５２、Ｓ５３の処理例を示す説明図１である。 図８のＳ５２、Ｓ５３の処理例を示す説明図２である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図１である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図２である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図３である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図４である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図５である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図６である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図７である。 図８のＳ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図８である。 図８のＳ７０の処理例を示す説明図である。 図８のＳ７１の処理例を示す説明図である。 図８のＳ７２の処理例を示す説明図である。 順番付け処理が完了した状態を示す説明図である。 本発明の第２実施例の各装置間のやり取りを示すフロー図である。 本発明の第２実施例の集計／順番付け処理を示す説明図である。 本発明の第２実施例の順番付与処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施例の配列生成処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施例の順番変換処理を示すフローチャートである。 第２実施例の下位階層ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第２実施例の順番付加処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…登録ノード
１１〜１３…集計ノード
１４…管理ノード
１５…スタジオ端末
１６…ＤＮＳ
２０…テレビ局
２１…プライベートネットワーク
２２…インターネット
２５、２８…移動体通信網
３０…携帯端末（携帯電話機）
３１…テレビ

以下に、テレビの番組と連動して視聴者が操作した情報をインターネットを介して高速に集計し、順番付けを行うことが可能な順番付与システムの実施例を開示する。

図１は、本発明の実施例のシステム全体の構成を示すブロック図である。インターネット２２はゲートウェイ２３、２４を介して複数の移動体通信網Ａ２５、Ｂ２８と接続されており、携帯端末３０は基地局２６、２９を介してインターネットに接続可能である。インターネットにはＤＮＳ（ドメインネームサーバ）１６やＰＣ端末３３も接続されている。なお、このような構成は周知である。利用者（視聴者）はテレビ局２０から放送されるテレビ番組をテレビ３１で視聴しながら、携帯端末３０を使用して本発明の集計システムにアクセスする。

インターネット２２には、本発明の登録ノード１０、３つの集計ノードＡ１１、Ｂ１２、Ｃ１３が接続されている。これらのノードはプライベートネットワーク（以下ＰＮと記す）２１にも接続されている。ＰＮ２１には本発明の管理ノード１４、スタジオ端末１５も接続されている。ＰＮ２１は専用回線等によって構成してもよいし、インターネット２２内にＶＰＮ（仮想プライベートネットワーク）を設置してもよい。更にＰＮ２１を設けずに、全ての装置をインターネット経由で接続してもよい。

集計ノードは最低１つあればよいが、図示するように分散配置して呼を分散させることによって、１箇所の集計ノードへ接続する回線が輻輳あるいはダウンしても他の集計ノードのデータによって番組が続行できる。

図２は、本発明の集計ノード１１〜１３の構成を示すブロック図である。ルータ４０、ＬＡＮ４５を介してインターネット２２と接続された複数のロードバランサ４１は、それぞれ異なるＩＰアドレスを設定されており、周知のＤＮＳ１６の働きによって呼（アクセス）が分散して到着する。それぞれのロードバランサ４１は、複数の利用者代理サーバ４２の内の１つを順番に選択して呼を到着順に転送する。

ＬＡＮ４６を介してロードバランサ４１と接続された利用者代理サーバ４２は、後述する処理を行い、フォームの変換、利用者管理サーバ４３の特定および呼の転送、応答を行う。ＬＡＮ４６を介して利用者代理サーバ４２と接続された利用者管理サーバ４３は、後述する処理を行い、利用者から送信された操作情報等の記録、保持、集計情報の出力、順番情報の登録等を行う。なお、本発明において使用する各種サーバは市販のサーバ装置に後述する本発明のプログラムを作成し、インストールすることにより実現可能である。

図３は、本発明の管理、登録ノードの構成を示すブロック図である。図３（ａ）は管理ノード１４の構成を示すブロック図である。管理ノード１４には、システム全体の処理状態を管理するステータス管理サーバ５１、集計ノードの利用者管理サーバ４３から集計データを受け取り、順番を付与する番付サーバ５３、利用者管理サーバ４３から特定（例えば上位等）の順番データを受け取り、番組に必要な順位表を生成する順位表統合サーバ５２が設置されている。図３（ｂ）は登録ノード１０の構成を示すブロック図であり、登録サーバが設置されている。なお、管理ノード、登録ノード、集計ノードを統合して一箇所に設置してもよい。

図４は、本発明の各装置間の処理のやり取りを示すフロー図１である。このフロー図は登録処理および参加準備処理を示している。利用者は端末３０のブラウザを起動して登録サーバ６１へアクセスする（Ｓ１）。登録サーバ６１は登録ページを返送し（Ｓ２）、端末に表示される（Ｓ３）。利用者は氏名や住所等の個人情報を入力する（Ｓ４）。

登録サーバ６１は個人情報を受け取ると、キーとなる文字列(住所、氏名、年齢や移動体通信網から得たユニークな利用者識別子等)のハッシュコード(無造作に分散された値)を除算し、格納すべき集計ノードを選出する。文字列のハッシュコードｈは、例えば次の方法で計算される。
ｈ＝s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
ここで、s[i]は文字列のｉ番目の文字コード、ｎは文字列の長さ、＾はべき乗を示す。なお、同じ文字列に同じ数字（コード）が割り当てられるのであれば、意識的に分散された値（例えば北海道の利用者へは北海道の集計ノードが選ばれるように）でもかまわない。
次に、このハッシュ値を接続すべき集計ノード内の利用者管理サーバ数で除算した余りによって利用者管理サーバ番号を指定する。この処理は、同じ利用者は必ず同じ利用者管理サーバに接続され、複数回登録できないようにすると共に、呼を複数の利用者管理サーバに均等に分配するためのものである。登録サーバ６１は、選択した利用者管理サーバ４３に登録情報を転送する（Ｓ５）。

登録情報を受け取った利用者管理サーバ４３は、利用者情報を登録する配列の新規配列位置Ｉ（例えば既に０、１の２人の利用者が登録されていればＩ＝２）および利用者管理サーバ数Ｎ（例えばＮ＝３とする）、自分の利用者管理サーバ番号Ｍ（例えばＭ＝１とする）から「ＩＤ番号」を生成する。生成式は、ＩＤ＝Ｉ×Ｎ＋Ｍであり、上記例ではＩＤ＝２×３＋１＝７となる。利用者管理サーバ４３は、利用者情報を登録する配列の新規配列位置Ｉに個人情報等を登録し、生成したＩＤ番号を登録サーバ６１に通知する（Ｓ６）。

登録サーバ６１は、受け取ったＩＤ番号を埋め込んだ参加ページを端末に送信する（Ｓ７）。この参加ページには選択された集計ノードのアドレスとＩＤ番号が記載されており、利用者が参加ページで参加操作をするとＩＤを含んだ参加情報が選択された集計ノードに送信される（Ｓ８）。

集計ノードにおいては、ロードバランサが呼を到着順に任意の利用者代理サーバに転送し（Ｓ９）、利用者代理サーバ４２は参加情報を受信すると、ＩＤ番号を埋め込んだ操作ページを送信し（Ｓ１０）、端末に表示される（Ｓ１１）。これで参加準備が完了する。

図５は、本発明の各装置間の処理のやり取りを示すフロー図２である。このフロー図は、番組と関連したクイズやアンケートの回答の１回の集計処理を示しており、実際にはこの処理を番組内で複数回繰り返す。まず、ステータス管理サーバ５１はスタジオ端末１５からの指示に基づき、「準備」状態を指示する（Ｓ２４）。「準備」状態においては、端末を操作して操作情報を送信しても利用者代理サーバにおいて同じ操作ページを返信するのみであり、何ら処理はされない。

次に、ステータス管理サーバ５１はスタジオ端末１５からの回答受付開始指示に基づき、「収集」状態を指示する（Ｓ２５）。「収集」状態において、利用者が端末を操作して操作情報を送信すると、指定された集計ノードに接続され、ロードバランサが呼を到着順に任意の利用者代理サーバに転送する（Ｓ１３）。

利用者代理サーバ４２においては、利用者の端末毎に異なるデータフォーマットを統一し、受信した操作情報に含まれるＩＤ番号をノード内の利用者管理サーバ数で除算した余りに基づき、利用者管理サーバ番号を求め、当該利用者管理サーバへ操作情報を転送する（Ｓ１４）。利用者管理サーバ４３においては、受信した操作情報のＩＤ番号をノード内の利用者管理サーバ数で除算した商に基づき、配列位置を求め、利用者情報を記録する（Ｓ１５）。
例えば商＝２であれば、配列の２番の利用者データに利用者の押したボタンの情報等の操作情報を時間情報（ミリ秒単位の収集開始からの経過時間）と共に記録する。なお、この配列データはメモリ上に配置しておくことによって処理をより高速化することができる。

利用者管理サーバ４３は、情報の記録が完了すると利用者代理サーバに完了を通知し、利用者代理サーバ４２は操作ページを端末に送信する（Ｓ１６）。端末では操作ページが再び表示される（Ｓ１７）。なお、利用者が収集時間中に複数回の操作を行った場合には、操作情報等を上書きしてもよいし、２回目以降の操作情報を無視するようにしてもよい。

次に、ステータス管理サーバ５１はスタジオ端末１５からの集計（受付終了）指示に基づき、「集計」状態を指示する（Ｓ２６）。「集計」状態においては、端末から操作情報を送信しても利用者代理サーバにおいて同じ操作ページを返信するのみであり、何ら処理はされない。利用者管理サーバ４３は、例えば利用者の操作情報および時間情報から得点を設定し、利用者情報配列から図７に示すような受け渡し配列データを生成して所定の番付サーバ５３に送信する（Ｓ１８）。

番付サーバ５３においては、複数の利用者管理サーバから配列データを収集し、後述する方法で得点を順位に変換して、順位情報を再び利用者管理サーバ４３に配信する（Ｓ１９）。なお、図３には複数の番付サーバ５３が記載されているが、これは総合得点と各設問の得点など複数の順番付け処理を分散して行うためのものであり、１つの順番付け処理は１台の番付サーバによって行う必要がある。利用者管理サーバ４３においては、配信された順位情報に基づき、利用者に順位を付与すると共に、例えば上位１０名の個人情報など、予め定められた範囲の情報を順位統合サーバ５２に送信する（Ｓ２０）。

順位統合サーバ５２においては、複数の利用者管理サーバ４３から受信した情報に基づき順位表を統合（合成）し、スタジオ端末や外部のＷｅｂサーバ機能等へ送信して公開する。また、順番付けの完了をステータス管理サーバに通知する。（Ｓ２１）

以上のような構成および処理によって、短時間に呼が集中しても遅延や誤動作することなく、高速な集計、順番付けが可能となる。なお、図５においては、「収集」中は集計を行わない例を開示したが、収集中に例えば１秒ごとなどのような周期的にあるいは非周期的に全ての利用者管理サーバ４３がＳ１８の処理を実行することにより、中間集計を行うことも可能である。中間集計によって上位の利用者情報や現在までの回答者数などがほぼリアルタイムに判明する。

次に、操作情報の集計／順位付け処理をより詳細に説明する。図６は、本発明の操作情報の収集処理の詳細を示すフローチャートである。また、図９〜１２は、操作情報の収集処理の例を示す説明図である。なお、図９〜１２の例においては、サーバインデックス０、１、２の３台の利用者管理サーバ（＝利用者マネージャー）が配置されており、例えばインデックス１のサーバには利用者情報配列に配列インデックス０、１、２の３人の利用者が登録されているものとする。

図６において、Ｓ１３においては、ロードバランサは呼を到着順に任意の利用者代理サーバに転送する。利用者代理サーバはＳ３０において入力されたデータを利用者管理サーバ形式に変換／統一する。これは、各端末ごとにデータ形式が異なるために必要である（図１０）。

利用者代理サーバ４２は、Ｓ３１において受信した操作情報に含まれるＩＤ番号を利用者管理サーバ数で除算した余りに基づき、利用者管理サーバ番号を求め、当該利用者管理サーバへ操作情報を転送する。例えばＩＤ番号が７であり、利用者管理サーバ数Ｎ＝３であれば、利用者管理サーバ番号Ｍは７÷３の余り＝１となる。Ｓ３２においては、余りと一致するインデックスの利用者管理サーバへ利用者の操作情報を出力する（図１１）。

利用者管理サーバ４３は、Ｓ３３において受信した操作情報のＩＤ番号を利用者管理サーバ数で除算した商に基づき、配列位置（配列インデックス）を求める。Ｓ３４においては、受信した利用者の操作情報を記録する。例えば商＝２であれば、配列インデックス２番の利用者データに利用者の押したボタンの情報等の操作情報を時間情報（ミリ秒単位の収集開始からの経過時間）と共に記録する（図１２）。Ｓ３５において、利用者管理サーバ４３は、情報の記録が完了すると利用者代理サーバに完了を通知する。

以上の処理において、ロードバランサは単に呼を任意の代理サーバに分配するのみであるので高速処理が可能となり、かつ増設も容易である。利用者代理サーバは受信したＩＤ番号から簡単な演算で転送すべき利用者管理サーバが判明するので、やはり高速処理が可能となり、増設も容易である。利用者管理サーバは、やはり簡単な演算によってデータを格納すべき利用者情報配列位置が判明するので、やはり高速処理が可能となり、増設も容易である。
本発明者はこのシステムを実際にテレビ番組と連携して使用し、ピーク時に数千アクセス／秒、１０秒程度で数万アクセスを正常に受け付けて応答し、アクセスの順番付けを行うことができた。

図８は、本発明の集計／順位付け処理の詳細を示すフローチャートである。また、図１３〜３１は、集計／順位付け処理の例を示す説明図である。なお、図１３〜３１の例においては、サーバインデックス０、１、２の３台の利用者管理サーバ（＝利用者マネージャー）が配置されているものとする。

利用者管理サーバにおいては、Ｓ４０において、ｎ人目の利用者の情報配列を取得する。そして、各利用者ごとに得点を設定する。この例においては操作情報「３」が正解とし、正解者についてミリ秒単位の収集開始からの経過時間である受付時間情報を（減点法による）得点とする。なお、順番を付ける元の得点情報としては問題毎の正解者の操作時間情報のほか、正解数、複数の問題の正解の操作時間の合計時間、これらの組み合わせなどを必要に応じて算出可能である。図１３、図１５は、Ｓ４０の処理例を示す説明図である。

Ｓ４１においては、得点情報に基づき、受け渡し配列をたどる。図７は、本発明の受け渡し配列のデータ構成を示す説明図である。得点（受付時間）情報は前記したように、ミリ秒単位の収集開始からの経過時間情報であるが、これを６４ビットの得点情報と見なし、この６４ビットで特定される得点毎に人数あるいは順位を示す数値データを記憶する。但し、受け渡し配列のデータは２５６個（＝８ビット）のポインタあるいは数値データの配列ユニットを単位とし、人数が０以外のデータを含む最下位の数値ユニットおよびそのユニットを直接あるいは間接に指定するポインタを含むポインタユニットのみが生成される。

受け渡し配列は図７に示すように８個の階層を有し、上位の７つの階層のそれぞれが前記した６４ビットの得点情報の内の８ビット分（＝２５６個）のポインタユニット７０、７１、７２…からなっている。最下位層は２５６個（８ビット分）の数値からなる数値ユニット７７である。従って、例えば図７の右上の数値ユニット７７には収集開始後０ミリ秒〜２５５ミリ秒までに正解した利用者の人数データ等が格納される。そして、この数値ユニット７７に０以外の数値がある場合にはこのユニットを指す上位の７階層のポインタユニット７０、７１、７２…も生成される。

ミリ秒を単位として６４ビットで時間を表すと天文学的な長さとなり、受け渡し配列の全ての数値ユニット７７が生成されるとデータ量も天文学的な量となるが、限られた時間帯に得点データが集中している場合には受け渡し配列のデータ量は少量で済み、パソコン等において十分扱える量となる。

図８に戻って、Ｓ４２においては、上位から６４ビットの得点情報と対応する配列が存在するか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ４３に移行して新たな配列ユニットを生成し、上位ユニットにこの配列ユニットへのポインタを設定する。Ｓ４４においては、最下位の配列（＝数値ユニット）か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ４１に移行するが、肯定の場合にはＳ４５に移行する。

Ｓ４５においては、数値ユニット内の得点情報と対応する位置の人数データに１を加算する。Ｓ４６においては全ての正解利用者データについて処理が完了したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ４０に戻るが、肯定の場合にはＳ４７に移行する。Ｓ４７においては、生成した受け渡し配列データを番付サーバに出力する。

図１４、図１６は、Ｓ４１〜Ｓ４５の処理例を示す説明図である。図中の受け渡し配列中の下向き矢印はポインタを示し、×印はポインタは設定されていない状態を示す。図１４においては、最下位の配列ユニット（＝数値ユニット）までが生成／参照され、最下位配列ユニットの２５５番地（得点の下位８ビット＝２５５に対応）の人数データ（初期値は０）に１が加算される。なお、「参照する」とは上位のポインタユニット内に下位のユニットを指すポインタを設定することを意味する。図１６においては、次の順位の最下位配列ユニットが生成され、その０番地の人数データに１が加算される。

番付サーバ５３において、Ｓ５０においては、利用者管理サーバから受け渡し配列データを入力する。Ｓ５１においては、全サーバから入力が完了したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ５０に移行するが、肯定の場合にはＳ５２に移行する。Ｓ５２においては、同じ得点の人数データを合計することにより複数の受け渡し配列の合成を行う。Ｓ５３においては、全ての受け渡し配列の合成が完了したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ５２に移行するが、肯定の場合にはＳ５４に移行する。以上の処理によって人数データが格納された配列が生成される。

Ｓ５４においては、変数等の初期化を行う。即ち、今回順番=0、次順番=1に設定し、注目配列位置を０（＝先頭）に設定する。Ｓ５５においては、今回順番に次順番の値を代入する。Ｓ５６においては、注目配列の値を次順番に加算する。Ｓ５７においては、今回順番の値を注目配列に代入する。Ｓ５８においては、注目配列の位置を＋１する。Ｓ５９においては、存在する人数データが全て処理完了したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ５５に移行するが、肯定の場合にはＳ６０に移行する。以上の処理によって順番データが格納された配列が生成される。Ｓ６０においては、生成された順番配列を各利用者管理サーバに出力する。

図１７は、Ｓ５０、Ｓ５１の処理例を示す説明図である。また、図１８、図１９は、Ｓ５２、Ｓ５３の処理例を示す説明図である。配列の合成時には、収集した配列の中で存在する数値データユニットの内のインデックスが最も若い利用者管理サーバの数値ユニットに他の同じ得点位置の数値ユニットの値を加算し、この数値ユニットへのポインタが収集した配列の中でインデックスが最も若い配列に登録されていなければ登録することによって合成する。図１８、図１９においては、インデックス０の配列には最も順位の高い数値ユニットがないので、インデックス１の数値ユニットがインデックス０の配列に登録され、インデックス２の同じ得点位置の数値ユニットの２５５番地のデータが加算される。更に、次の順位の数値ユニットの０番地にインデックス２の同じ得点位置の数値ユニットの０番地のデータが加算される。なお、新たな配列を生成して、受信した配列の全ての数値データを新配列の同じ得点位置に加算してもよい。

図２０〜図２７は、Ｓ５５〜Ｓ５９の処理例を示す説明図である。図中第１処理がＳ５５の処理であり、第２処理がＳ５６の処理であり、第３処理がＳ５７の処理である。また、図２０から図２１に、図２１から図２２に移行する間に注目配列位置が＋１されている。図２７は、順番付け処理が完了した状態を示しており、ポインタで連結された数値ユニットには順位を示す１〜８の数値が設定されている。

利用者管理サーバにおいては、Ｓ７０において順番配列を入力する。Ｓ７１においては、ｎ人目の利用者情報配列を取得する。Ｓ７２においては、正解者について得点情報に基づいて順番配列から順番データを取得し、利用者情報配列に書き込む。Ｓ７３においては、全ての利用者について順番付け処理が完了したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ７１に移行するが、肯定の場合には処理を終了する。以上の処理によって、各利用者管理サーバの利用者情報内に順位が書き込まれる。

図２８は、Ｓ７０の処理例を示す説明図である。図２９は、Ｓ７１の処理例を示す説明図である。この例においては、利用者２（インデックス０）についての情報を取得する。図３０は、Ｓ７２の処理例を示す説明図である。この例においては、利用者２の得点（２５５）に基づいて番付配列をたどり、順位データ「２」を取得し、利用者情報配列に設定する。図３１は、全ての利用者管理サーバにおいて順番付け処理が完了した状態を示す説明図である。

次に第２実施例について説明する。第１実施例においては順番データの生成は番付サーバ５３が行っているが、番付サーバ５３に全ての利用者管理サーバ４３のデータを収集して受け渡し配列の合成を行う必要があり、処理のネックになる恐れがある。また、番付サーバ５３の処理中は利用者管理サーバ４３は結果待ち状態で処理はしていない。そこで第２実施例においては、複数の利用者管理サーバ４３において加算合成や順番データの生成処理を分散して処理することにより、容易に処理能力を拡張できるようにしたものである。

図３２は、本発明の第２実施例の各装置間のやり取りを示すフロー図である。第２実施例においては、番付サーバを設けず、利用者管理サーバ４３において順番データを生成する。第１実施例と異なる点はＳ２７の部分のみである。

図３３は、本発明の第２実施例におけるＳ２７の集計／順番付け処理を示す説明図である。第２実施例としては例えば利用者管理サーバ４３の台数を３台とするが、この台数は任意に増減可能である。各利用者管理サーバ０（８０）〜２（８２）にはそれぞれ利用者の操作情報が格納された利用者情報である受け付けデータ８０〜８２が存在する。各利用者管理サーバにおいては、この受け付けデータを分割して管理サーバ台数分の受け渡し配列を生成する。この配列の構造は図７に示したものと同一である。各配列のデータ量を均等にするために得点の下位の値により分配する。（詳細は後述する）

各利用者管理サーバにおいては、自分が合成すべき受け渡し配列を他のサーバから取得し、他のサーバにて合成すべき受け渡し配列については他のサーバへ配布する。例えば利用者管理サーバ０（８０）は、生成した３つの配列８３〜８５の内の２つの配列８４、８５は他のサーバへ配布し、他の利用者管理サーバ１、２から２つの配列Ｂ−０（８６）、Ｃ−０（８９）を取得する。

自分が合成すべき受け渡し配列が揃うと、配列を加算合成する。例えば利用者管理サーバ０（８０）は、３つの配列Ａ−０（８３）、Ｂ−０（８６）、Ｃ−０（８９）から配列ＡＢＣ−０（９２）を加算合成する。加算合成が複数のサーバによって分散処理されるので、サーバ数を増減することにより、処理能力を容易に増減可能である。

加算合成された配列は、他の全ての利用者管理サーバにも配布される。従って全ての利用者管理サーバにおいて配布が完了した時点においては、全ての利用者管理サーバが加算合成された同じ配列ＡＢＣ−０（９２）、ＡＢＣ−１（９３）、ＡＢＣ−２（９４）を保持している。

加算合成された配列には、各得点（経過時間）ごとの人数データが格納されている。次にこの人数データを先頭から積算して順番データＡＢＣ−０（９５）、ＡＢＣ−１（９６）、ＡＢＣ−２（９７）に変換する。この処理は各利用者管理サーバにおいて並行して行われる。なお、１台の利用者管理サーバにおいて順番データに変換して、その結果を全ての利用者管理サーバに配信してもよいが、順番付けにかかる時間はほぼ同じである。

以上の処理によって、各利用者管理サーバには順番データが格納された同じ配列ＡＢＣ−０（９５）、ＡＢＣ−１（９６）、ＡＢＣ−２（９７）が保持されている。最後に、この順番データを参照して、各利用者管理サーバが管理している利用者情報（受け付けデータ）に順番を付与していく。

図３４は、本発明の第２実施例におけるＳ２７の順番付与処理を示すフローチャートである。この処理は、ステータス管理サーバ５１からの集計指示によって各利用者管理サーバ４３においてそれぞれ起動される。Ｓ８０においては、利用者管理サーバ台数分の受け渡し配列を準備し、Ｓ８１においては、後述する配列生成処理をCALLする。ここで利用者管理サーバ台数分の受け渡し配列が生成される。

Ｓ８２においては、変数ａに０を代入する。Ｓ８３においては、受け渡し配列データが準備でき次第、ａ番目のサーバから自サーバで加算する受け渡し配列データを取得する。Ｓ８４においては、ａが利用者管理サーバ台数max以上か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ８５に移行するが、肯定の場合にはＳ８６に移行する。Ｓ８５においてはａに１を加算してＳ８３に移行する。Ｓ８６においては、自サーバで処理すべき全ての受け渡し配列の内容を加算合成する。合成方法は第１実施例のＳ５２、Ｓ５３の処理と同一である。

Ｓ８７においては、変数ａに０を代入する。Ｓ８８においては、受け渡し配列データが準備でき次第、ａ番目のサーバから加算合成された受け渡し配列データを取得する。Ｓ８９においては、ａが管理サーバ台数max以上か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ９０に移行するが、肯定の場合にはＳ９１に移行する。Ｓ９０においては、ａに１を加算してＳ８８に移行する。以上の処理により、全ての利用者管理サーバ４３が加算合成された同じ配列を保持する状態となる。

Ｓ９１においては、順番変換処理をCALLする。この処理により、配列内の人数データが積算されて順番データに変換される。Ｓ９２においては、順番付加処理をCALLする。この処理によって、各利用者管理サーバが管理している利用者情報（受け付けデータ）に順番が付与される。

図３５は、本発明の第２実施例の配列生成処理（Ｓ８１）の内容を示すフローチャートである。この処理は、利用者管理サーバ台数分に分割された利用者情報の受け渡し配列を生成する処理である。Ｓ１００においては、未処理の利用者情報（受け付けデータ）から得点情報を算出すると共に利用者情報に書き込む。Ｓ１０１においては、利用者の得点を予め設定されている管理サーバ台数で除算した余りを変数ｂに代入する。Ｓ１０２においては、利用者の得点を管理サーバ台数で除算した商を変数ｃに代入する。

Ｓ１０３においては、ｂ番目の受け渡し配列を選択する。Ｓ１０４においては、変数ｃの値に基づいて受け渡し配列を上位から順にたどる。具体的には、ｃを階層に対応するビット数（例えば８ビット）毎に階層数分に区切り、上位から配列ユニット内のｃを区切った値と対応するアドレスに下位の配列ユニットを指す有効なポインタが存在するか否かをチェックする。

Ｓ１０５においては、下位の配列が存在するか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１０６に移行するが、肯定の場合にはＳ１０７に移行する。Ｓ１０６においては、新たに下位の配列ユニットおよびそれを指すポインタを生成する。Ｓ１０７においては、最下位配列か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１０４に移行するが、肯定の場合にはＳ１０８に移行する。

Ｓ１０８においては、最下位の配列ユニット内のｃの下位所定ビットと対応する人数データに１を加算する。Ｓ１０９においては、完了か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１００に移行するが、肯定の場合には処理を終了する。以上の処理により、利用者管理サーバ台数分に分割された受け渡し配列が生成される。各配列の情報量は、得点情報の下位の値（ｂ）により分配されているので、各配列に含まれる人数情報はほぼ均等になり、各利用者管理サーバにおける加算合成処理の負荷もほぼ均等になることが期待できる。

図３６は、本発明の第２実施例の順番変換処理（Ｓ９１）の内容を示すフローチャートである。Ｓ１２０においては、変数等の初期化（Ｊ（人数データ一時保持変数）＝０、Ｋ（順番データ）＝１、Ｐ（最上位階層の配列スキャン用カウンタ）＝０、Ｌ（階層）＝０（最上位））を行う。Ｓ１２１においては、最上位の配列ユニットのＰ番目のポインタが有効（存在する）か否かチェックする。Ｓ１２２においては、有効か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１２４に移行するが、肯定の場合にはＳ１２３に移行する。

Ｓ１２３においては、階層値（Ｌ＋１）およびＳ１２１における有効なポインタ情報を引数として下位階層ルーチンをCALL（呼び出し）する。Ｓ１２４においては、Ｐに１を加算する。Ｓ１２５においては、Ｐが２５６以上か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１２１に移行するが、肯定の場合には処理を終了する。

図３７は、第２実施例の下位階層ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは階層毎に再帰呼び出しされるが、ルーチンで使用される変数はそれぞれの階層で独立している。また、最下位の階層における処理と中間階層における処理は分離されている。Ｓ１３０においては、最下位層か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１３１に移行するが、肯定の場合にはＳ１３７に移行する。

Ｓ１３１〜Ｓ１３６は中間階層（Ｌ＝１〜６）における処理である。Ｓ１３１においては、Ｐ＝０に初期化する。Ｓ１３２においては、上位のルーチンからの引数によって指定された配列ユニットのＰ番目のポインタが有効（存在する）か否かチェックする。Ｓ１３３においては、有効か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１３５に移行するが、肯定の場合にはＳ１３４に移行する。

Ｓ１３４においては、階層値（Ｌ＋１）およびＳ１３２における有効なポインタ情報を引数として下位階層ルーチンをCALLする。Ｓ１３５においては、Ｐに１を加算する。Ｓ１３６においては、Ｐが２５６以上か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１３２に移行するが、肯定の場合には処理を終了して元のルーチンに戻る。

Ｓ１３７〜Ｓ１４７は最下位層（Ｌ＝７）における処理である。Ｓ１３７においては、Ｐ＝０に初期化する。Ｓ１３８においては、上位ルーチンから渡された有効な配列の数のカウンタＱを１に初期化する。Ｓ１３９においては、Ｑ番目の配列ユニットのＰ番目の人数データを読み出す。

Ｓ１４０においては、人数が１以上か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１４４に移行するが、肯定の場合にはＳ１４１に移行する。Ｓ１４１においては、人数データを一時保持するために変数Ｊに代入する。Ｓ１４２においては、順位ＫをＱ番目の配列ユニットのＰ番目に書き込む。Ｓ１４３においては、Ｊ＋Ｋを順位Ｋに代入して順位を更新する。

Ｓ１４４においてはＱに１を加算する。Ｓ１４５においては、Ｑが上位ルーチンから渡された有効な配列の数より大きいか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１３９に移行するが、肯定の場合にはＳ１４６に移行する。Ｓ１４６においてはＰに１を加算する。Ｓ１４７においてはＰが２５６以上か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１３８に移行するが、肯定の場合には処理を終了して元のルーチンに戻る。以上の処理により、各配列内の人数データが順番データに変換される。

図３８は、本発明の第２実施例の順番付加処理（Ｓ９２）の内容を示すフローチャートである。Ｓ１５０においては、利用者情報配列から未処理の得点情報を取得する。Ｓ１５１においては、利用者の得点を管理サーバ台数で除算した余りを変数ｂに代入する。Ｓ１５２においては、利用者の得点を管理サーバ台数で除算した商を変数ｃに代入する。Ｓ１５３においては、ｂ番目の受け渡し配列を選択する。

Ｓ１５４においては、変数ｃの値に基づいて受け渡し配列をたどる。Ｓ１５５においては、変数ｃの値に基づいて最下位配列ユニットから順番データを読み出して、該当する利用者情報に書き込む。Ｓ１５６においては、完了か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１５０に移行するが、肯定の場合には処理を終了して元のルーチンに戻る。

以上実施例を開示したが、以下のような変形例も考えられる。実施例においては、携帯端末を使用する例を開示したが、インターネットに接続されている一般のＰＣ端末を使用することも可能である。この場合には、例えば登録サーバへの受け付け順に複数の利用者管理サーバへ割り振るようにしてもよい。

実施例としては操作までの時間を得点として順番を付与する例を開示したが、以下に本発明の受け渡し配列のより効果的な使用方法を開示する。この例においては１回の順番付け処理によって、正解問数が多い利用者がより上位になり、正解問数が同数の場合には正解平均時間の短い利用者がより上位になるように順番を付与する。
例えば、Ａさんは３問正解、正解平均時間１３秒、Ｂさんは２問正解、正解平均時間１３秒、Ｃさんは２問正解、正解平均時間５秒であった場合、例えば以下の計算式で得点を求める。

得点＝（0xFFFFFFFFFFFFFFFF−正解数*0x100000000＋正解平均時間）
この式の意味は、配列表現できる最大数−正解数を左へ配列表現できる最大数の半分（３２ビット）シフト＋正解平均時間である。各人の得点は、以下のようになる。

Ａさん 0xFFFFFFFFFFFFFFFF-0x300000000+0xD=0xFFFFFFFD0000000C
Ｂさん 0xFFFFFFFFFFFFFFFF-0x200000000+0xD=0xFFFFFFFE0000000C
Ｃさん 0xFFFFFFFFFFFFFFFF-0x200000000+0x5=0xFFFFFFFE00000004
本発明のシステムは値の小さい順に順番が付くので、Ａさんが１位、Ｂさんが３位、Ｃさんが２位となる。

このように、配列の表現できる範囲の中で操作情報や蓄積情報、受付時間等の各データをビットシフトと＋−の入れ替えや組み合わせで、いろいろな順番付に対応できる。そして、この例においては、受け渡し配列は0xFFFFFF(上位3段)の下に2つの配列、以下１つづつ、都合256要素の配列を１３個使用するだけでデータを表現できる。つまり、本発明の受け渡し配列は、近似した値が大量に存在した時に最もデータ圧縮効果が出るという特徴がある。

この例において、正解数1〜10(0xA)問で秒数が0〜255(0xFF)秒の範囲に収まっている場合、10億人分の情報が存在しても各階層の配列が1+1+1+0xA+0xA+0xA+0xA+0xA=53で53*256*4Byte(一般的な１要素のサイズ)で最大約54Kバイトで済む。また、正解数1〜100(0x64)問で秒数が0〜65535(0xFFFF)という比較的広域な値の範囲の場合は1+1+1+0x64+0x64+0x64+0x64+(0x64*0xFF)=26003で最大約26Mバイトの転送で済む。実際には、正解数や正解平均時間に山(片寄り)ができるため、データ量はさらに小さくなる。このように、連続していなくても、片寄りの多い得点にも効果が出る特徴がある。

実施例においては、利用者のボタン操作をトリガーとして、ボタン情報を受信して処理する例を開示したが、本発明は、以下のようなトリガーと情報の組み合わせに適用して柔軟な情報収集が可能である。操作情報の発生方法（トリガ）には、例えば以下のものが考えられる。
（１）操作トリガ、（２）０〜９（テンキー等）の操作、（３）１〜１２(テレビのリモコン等)の操作、（４）その他の（色や形等）各種ボタンの操作、（５）選択(一覧等)操作、（６）明暗(光センサ)変化、（７）気温(温度計)変化、（８）気圧(気圧計)変化、（９）速度(速度計やジャイロセンサ等)変化、（１０）加速度(ジャイロセンサ等)変化、（１１）時間(時計やGPS等)変化、（１２）位置(GPS等)変化、（１３）高度(GPS等)変化、（１４）感情(脳波等)変化、（１５）振る舞い(ジェスチャー等の動き等)変化、（１６）その他、変化が判断のできるもの

また、操作情報としては以下のようなものが考えられる。（１）数字情報、（２）文字情報、（３）選択子情報、（４）明暗情報、（５）気温情報、（６）気圧情報、（７）速度情報、（８）加速度情報、（９）時間情報、（１０）位置情報、（１１）高度情報、（１２）感情情報、（１３）振る舞い情報

本発明のシステムは、テレビの視聴者参加番組と連動して利用者が操作した回答情報などを集計して番組に反映するシステムなどのような、短時間で順番付け処理を実行する必要があるシステムの用途に適用できる。更に、本発明の順番付与システムは、テレビの番組との連動システムに限らず、チケット販売、ギャンブルや試合のオッズ集計、オークション、ネットワーク参加ゲームのランキングなど、限られた時間に大量アクセスが集中し、かつ順番付けを行う必要のある任意のシステムに適用可能である。

Claims (1)

1. 端末から通信網を介して送信されてきた操作情報およびＩＤ番号を含む呼を到着順に任意の利用者代理サーバ装置に分配する負荷分散装置と、
   それぞれが前記負荷分散装置とＬＡＮによって接続されたコンピュータであり、前記コンピュータを、
   前記負荷分散装置から受信した前記呼に含まれる前記ＩＤ番号を利用者管理サーバ装置の数Ｎで除算した余りＭに基づいて、順に付与された利用者管理サーバ装置番号と前記余りＭが一致する利用者管理サーバ装置を特定して、前記操作情報およびＩＤ番号を含む呼を前記特定した利用者管理サーバ装置に転送する操作情報転送手段
   として機能させるためのプログラムを実装した、複数の利用者代理サーバ装置と、
   それぞれが前記複数の利用者代理サーバ装置とＬＡＮによって接続された第２のコンピュータであり、前記第２のコンピュータを、
   アクセスしてきた利用者の端末毎に固有のＩＤ番号を生成するＩＤ生成手段、
   端末から前記ＩＤ番号を含む操作情報が送信されるようなページ情報を前記端末へ送信するページ送信手段、
   前記利用者代理サーバ装置から受信した前記呼に含まれる前記ＩＤ番号を利用者管理サーバ装置の数Ｎで除算した商Ｉに基づいて、記憶手段における前記商Ｉと一致する配列位置に、前記利用者代理サーバ装置から転送されてきた呼に含まれる操作情報を受付時間情報と共に記憶させる利用者管理手段、
   前記操作情報および受付時間情報を前記商Ｉと一致する配列位置に記憶する記憶手段、
   前記記憶手段に記憶されている前記受付時間情報を利用者管理サーバ装置の数で除算した余りに基づいて、前記利用者管理サーバ装置番号が余りと一致する利用者管理サーバ装置と対応する受け渡し配列を選択し、前記受付時間情報を利用者管理サーバ装置の数で除算した商に基づいて、選択した受け渡し配列における商と一致する配列位置に、前記記憶手段内の当該受付時間に該当する利用者の人数情報を格納した、前記利用者管理サーバ装置と対応する複数の受け渡し配列を生成する配列生成手段、
   全ての利用者管理サーバ装置において生成された前記受け渡し配列の内の自利用者管理サーバ装置と対応する前記受け渡し配列を収集し、収集した前記受け渡し配列の同一受付時間情報に対応する同一配列位置の人数情報を加算合成した合成配列を生成し、生成した合成配列を全ての前記利用者管理サーバ装置に配布する合成手段、
   全ての合成配列を収集し、各合成配列を参照して受付時間の早い順に先頭から人数情報を積算して順番情報を生成し、前記合成配列の人数情報を順番情報に書き換えることにより合成配列の人数情報を順番情報に変換する変換手段、
   受付時間情報と対応する配列位置に前記順番情報が記憶された合成配列を参照して、前記記憶手段に記憶されている受付時間情報に順番を付与する順番付与手段
   として機能させるためのプログラムを実装した、複数の利用者管理サーバ装置と
   を備えたことを特徴とする集計システム。

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