JP4351530B2 - リレーショナルデータベースシステム内の階層型データにアクセスするための効率的な索引構造 - Google Patents
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Description
本願は、2002年5月28日にエリック・セドラー(Eric Sedlar)により出願され「リレーショナルシステムにおける階層索引の維持(Maintenance of Hierarchical Index in a Relational System)」と題された米国特許出願番号第10/171,728号(代理人事件番号第50277−1985号)の一部継続出願であり、これの内容はその全体においてここに引用により援用される。
ニプン・アガーウォル、エリック・セドラー、ラビ・マーシーおよびナミット・ジェイン(Namit Jain)による「リレーショナルデータの整合的な階層抽出の提供(PROVIDING A CONSISTENT HIERARCHICAL ABSTRACTION OF RELATIONAL DATA)」と題された、同日出願の米国特許出願第 号(代理人事件番号第50277−1976号)、
ラビ・マーシー、ムラリドハル・クリシュナプラサド、シバサンカラン・チャンドラセカル、エリック・セドラー、ビシュ・クリシュナマーシー(Vishu Krishnamurthy)およびニプン・アガーウォルによる「XMLスキーマをオブジェクト・リレーショナルデータベースシステムに対応付けるための機構(MECHANISM FOR MAPPING XML SCHEMAS TO OBJECT-RELATIONAL DATABASE SYSTEMS)」と題された、同日出願の米国特許出願番号第 号
(代理人事件番号第50277−1977号)、
ニプン・アガーウォル、エリック・セドラーおよびラビ・マーシーによる「バージョンによるデータをデータベースシステムで効率的に管理するための索引付け(INDEXING TO EFFICIENTLY MANAGE VERSIONED DATA IN A DATABASE SYSTEM)」と題された、同日出願の米国特許出願番号第 号(代理人事件番号第50277−1978号)、
ラビ・マーシー、エリック・セドラー、ニプン・アガーウォルおよびニーマ・ジャラリによる「階層型として組織されたリソースの内容およびプロパティを記憶するための機構(MECHANISMS FOR STORING CONTENT AND PROPERTIES OF HIERARCHICALLY ORGANIZED RESOURCES)」と題された、 に出願された米国特許出願番号第 号(代理人事件番号第50277−1979号)、
ラビ・マーシー、エリック・セドラー、ニプン・アガーウォル、サム・イディキュラ(Sam Idicula)およびニコラス・モントーヤ(Nicolas Montoya)による「データベースシステムにおける均一なアクセス制御のための機構(MECHANISM FOR UNIFORM ACCESS CONTROL IN A DATABASE SYSTEM)」と題された、同日出願の米国特許出願番号第 号(代理人事件番号第50277−1980号)、
シアム・パンナラ、エリック・セドラー、ブシャン・カラドカル(Bhushan Khaladkar)、ラビ・マーシー、シバサンカラン・チャンドラセカルおよびニプン・アガーウォルによる「XML文書のレイジー表明のためのロード可能ユニット(LOADABLE UNITS FOR LAZY MANIFESTATION OF XML DOCUMENTS)」と題された、同日出願の米国特許出願番号第 号(代理人事件番号第50277−1981号)。
この発明はリレーショナルデータベースシステムに関し、より特定的に、リレーショナルデータベースシステム内の階層型データを索引付けするための技術に関する。
人間には情報を範疇に従って組織するという性向がある。そして情報を組織するのに用いる範疇自体もまた、或る形の階層内で互いに関連させて組織されることが多い。たとえば個々の動物は或る種に属し、この種は属に属し、属は科に属し、科は目に属し、そして目は綱に属する、といった具合である。
る。同様に、ディレクトリ124は“VMS”と名称を与えられたディレクトリ126の子であり、ディレクトリ126はディレクトリ110の子である。ディレクトリ110は「根(root)」ディレクトリと称されるが、それはこのディレクトリからその他すべてのディレクトリが降りていくからである。多くのシステムでは根ディレクトリを参照するのに記号“/”が用いられる。
アプリケーションプログラムで用いられる標準的なモデルとなっている。しかし残念ながら、この単純な階層型組織では複雑なデータ検索動作に必要なサポートが得られない。たとえば、特定のファイル名を有する特定の日に作成された文書すべてを検索するには各々のディレクトリの内容を調べなければならないであろう。ディレクトリをすべて探索しなければならないので、階層型組織は検索プロセスを容易にするのに全く寄与していない。
リレーショナルデータベースシステム内に格納された階層型情報にアクセスするための方法および装置について説明する。以下の記載においては、この発明の完全な理解をもたらすために説明上数多くの特定の詳細について述べる。しかしながら、この発明はこれら特定の詳細なしに実施可能であることが明らかであろう。他の場合には、この発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構造および装置をブロック図の形で示す。
リレーショナルデータベースシステムにより模倣された階層の階層関係を捕捉する階層索引の新たな実現法をここに記載する。この階層索引は、階層索引のエントリとなる行が入っているデータベース表を用いて実現される。もう1つの表には、この階層内のノードに関連付けられた行がある。階層索引内の各々のエントリは、階層内の或るノードに対応する行へ対応付けする。階層内のノードは、1つ以上の子ノードを有する親ノードであり得る。この場合、階層索引内の対応するエントリには索引内の他のエントリを識別する識別子が入っており、これら他のエントリは当該の親ノードの子ノードに関連付けられた行に対応する。
図2は、この発明の実施例の理解を容易にするためにここに記載される例で用いられる階層200を例示するブロック図である。階層200は8個のノードを含む。階層内の最高のノードは「根」ノードと称される。階層内の各々の枝の端にあるノードは「葉」ノードである。根ノードと葉ノードとの間にあるノードは「中間」ノードである。ここに示す階層では、ノード1,2,3が中間ノードであり、ノード4,5,6,7は葉ノードである。
子の子名が入っている。そのように行354および行356はそれぞれ、ノード1がノード2およびノード3の親であることを示す。行354において<子名>は、行354で表わされる親子関係におけるノード2の名称は“b”であることを指定する。
図4は、この発明の一実施例に従う表302および表350で表わされる階層200の階層関係を記述する階層索引402を示す。索引402は、多数の列および多数の行を含む表である。各々の行は索引エントリである。階層200内の各々の中間ノードにつき、索引402内のその対応するエントリは、中間ノードの子ノードの索引エントリと、この子ノードに対応する表302内の行とを識別する。索引402には葉ノードについてのエントリは入っていない。
“d”,,R4}は、表402内の行R4に対応するノード、すなわちノード4を子ノードとして識別する。ノード4は葉ノードである。
索引402を探査することにより、階層200内のノードの位置に基づいた要求に応答して階層200内のノードにアクセスできる。たとえば、パス“/a/b”で識別されるノードであるノード2の子ノードに関連付けられたデータを要求する問合せを発行する。このような問合せを作成するには、ニプン・アガーウォル、ラビ・マーシー、エリック・セドラー、シバサンカラン・チャンドラセカルおよびフェイ・ゲーによる「リレーショナルシステムにおける階層型データにアクセスするための演算子」と題された、同日出願の米国特許出願番号第 号(代理人事件番号第50277−1975号)に記載の演算子を用いることができる。子ノードを得るには、“a”の名称を有するノードに対応する索引エントリであるエントリ408にアクセスする。このパス内の次のノードに対応する索引402内のエントリは、エントリ408の列<子ID>内の複合IDを調べることで判定される。複合ID{“b”,r2,R2}はパス“/a/b”内の次のノードに合致する子名が入っており、エントリ412の行IDである行IDr2を識別する。次にエントリ412にアクセスする。エントリ412の<子ID>内の複合IDは{“d”,,R4}および{“e”,,R5}であり、これらは、子ノードとしてノード2に関連付けられた表302内の行、すなわち行R4,R5を識別する。行R4,R5はノード4,5に対応し、それぞれパス“/a/b/d”,“/a/b/f”で識別される。これら行へその行IDを用いてアクセスし、これら行内の要求されたデータを検索する。
索引402の利点として、或る親ノードの子ノードの表302内の行および索引エントリを識別するデータが1つのデータブロック内に常駐できることが挙げられる。データブロックはデータベースにより管理されるデータベースデータを格納するための記憶のアトミックな単位であり、静的記憶装置から揮発性メモリへロードされ得る粒度の最低のレベルでのデータの単位である。データブロックは静的記憶装置から揮発性メモリへロードされなければならないことがあるため、データブロックへのアクセスは多大なコストのかかる動作であり得る。データブロックにアクセスするプロセスについては、このプロセスの実行に必要なデータブロックの数を減少させることで大幅な効率性の向上が実現され得る。したがって、或る親ノードの子ノードの表302内の行および索引エントリを識別するのに必要なデータすべてを格納できれば、このデータを得るにはただ1つのデータブロックにアクセスするだけでよく、これは有利な特徴である。
パスは有効なノードを識別し、表302内の行R4が、パス“/a/b”を解決して得られるデータ構造である。
データベースシステム上で実行するトランザクションは、親子関係と、この親子関係を表わす表302,350内の行とを変化させる。一般的に、トランザクションが行を変化させると、この行はトランザクションのコミット前にロックされる。たとえば、或るトランザクションによってノード1とノード2との間の親子関係が変化させられると、行354およびエントリ408がロックされる。行354のロックにより、ノード1とノード2との間の親子関係を変化させようとする他のプロセスがブロックされる。しかしエントリ408へのロックによって、この親子関係を変化させようとしているプロセスだけでなく、その他の、ノード1とノード3との間の親子関係についてのものもブロックされる。親子関係を変化させる目的のために、表402にある行のロックは親レベルで生じ、一方で表350にある行のロックは、より低い粒度のレベルである親子関係レベルで起こる。
され、こうしてトランザクションのために行がロックされる全体的な時間と、他では生じるであろう付随的なブロックの影響とが減少する。
列<アクセス情報>には、ユーザアクセス権限、すなわち、ユーザ、ユーザグループまたはユーザクラスが階層200内のノードにどのようにアクセスできるか、について判断するために用いられるアクセス制御データが入っている。索引402内の特定のエントリにつき<アクセス情報>には、或るノードについてのユーザ権限と、このノードに対応する行とを判定するために用いられるデータが入っている。このデータは、ユーザアクセス権限を明示的に指定するデータか、アクセス制御データのソースに関するデータか、これらの組合せかの形を取り得る。
412にはアクセスしない。その代わりにこの情報はテーブル302から入手される。
データベースサーバによりサポートされる在来の索引の利点としては、データベースサーバがこれら索引を用いて、索引を使用できるかどうかおよびどのように使用するかを指定していないデータベース文を実行できることがある。これができることにより、ユーザは索引を使用するのに必要な演算を指定する問合せを作成する作業の負担から解放される。たとえばデータベースサーバは、索引を使用するかどうかまたはどのように使用するかを指定していない問合せを実行する要求を受取る。次にデータベースサーバは、演算子と、タスクを実行する1組の演算の定義と、上記演算子を実行する順番とを定義する実行プランを生成する。演算子は、特定の索引にアクセスするための演算子を含む。実行プランを生成する際にデータベースサーバは効率に影響を与えるさまざまな要因を評価する。実行プランが生成されれば、このプランにある、索引のアクセス用の演算子を含む演算子をデータベースが実行する。
有していないデータベースサーバは、その索引能力を拡張して新たな索引タイプをサポートできるようにすることが可能だが、これのためには、データベースサーバに呼出されると索引タイプの実例である索引を使用およびサポートする索引タイプおよび索引ルーチン(たとえばオブジェクトメソッド)を登録する。一般的に、索引ルーチンには、索引の定義を作成、削除および変更するルーチン(DTL索引ルーチン)、既存の索引にあるデータに変更を加えるルーチン(DML索引ルーチン)、既存の索引からデータを検索するルーチン(問合せ処理索引ルーチン)、および、呼出されると実行プランを生成および評価するルーチン(問合せ最適化索引ルーチン)が含まれる。
図5は、この発明の一実施例が実現され得るコンピュータシステム500を例示するブロック図である。コンピュータシステム500は、バス502またはその他の情報通信用通信機構と、バス502と結合され情報を処理するためのプロセッサ504とを含む。コンピュータシステム500はさらに主メモリ506、たとえばランダムアクセスメモリ(RAM)またはその他の動的記憶装置を含み、これはバス502に結合されて、プロセッサ504の実行する命令および情報を記憶する。主メモリ506はさらに、プロセッサ504の実行する命令の実行中に一時変数またはその他の中間情報を記憶するのにも用いられ得る。コンピュータシステム500はさらに、バス502と結合され、プロセッサ504のための静的情報および命令を記憶するための、読出専用メモリ(ROM)508またはその他の静的記憶装置を含む。情報および命令を記憶するための記憶装置510、たとえば磁気ディスクまたは光ディスクが設けられてバス502に結合される。
びコマンド選択をプロセッサ504へ通信する。もう1つの種類のユーザ入力装置としてカーソル操作装置516があり、これにはたとえばマウス、トラックボールまたはカーソルキーなどがあり、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ504に通信し、表示装置512上のカーソルの動きを操作する。一般的にこの入力装置は、第1の軸(たとえばx)および第2の軸(たとえばy)の2本の軸上における2自由度を有し、これにより入力装置は或る平面上の位置を指定することができる。
接続を行なう。別の例として、通信インターフェイス518はローカルエリアネットワーク(LAN)カードであってもよく、これにより対応するLANに対するデータ通信接続を行なう。無線リンクもまた実現可能である。このような実現例のいずれにおいても、通信インターフェイス518は、さまざまな種類の情報を表わすデジタルデータの流れを搬送する電気信号、電磁信号または光信号を送受信する。
Claims (18)
- 索引を有するコンピュータ可読媒体であって、
前記索引は、1つ以上のフィールドを含む表を索引付けし、
前記索引は、前記1つ以上のフィールドのうち少なくとも1つに関連付けられたキー値に基づいて配置されて順序付けられ、
前記索引には複数の索引エントリが入っており、前記索引エントリの各エントリは、
前記表内の少なくとも1つの対応する行へ対応付けし、かつ、
前記キー値とは独立に定義されたデータであって、前記少なくとも1つの対応する行にアクセスするためのユーザアクセス権限を定義する第1のアクセス制御データを含む、コンピュータ可読媒体。 - 前記表には、階層内のノードに関連付けられた行が入っており、
前記索引に格納されていない第2のアクセス制御データは、前記表における前記行にアクセスするためのユーザアクセス権限を定義し、
前記第1のアクセス制御データは、前記第2のアクセス制御データにより定義される前記ユーザアクセス権限を反映する、請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。 - 前記複数の索引エントリは階層内のノードに関連付けられ、
前記第1のアクセス制御データは、1人以上のユーザが、前記ノードのうち1つ以上のノードを探査するためのユーザアクセス権限を有することを示す、請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。 - 一連のパス要素を有するパス名を解決するために用いられる方法であって、
前記一連のパス要素からの特定のパス要素に対応する索引内の第1のエントリにアクセスするステップと、
前記第1のエントリ内のアクセス制御データに基づいて、ユーザが、特定のやり方で前記特定のパス要素に関連付けられた第1の項目にアクセスできるかどうかを判断するステップとを含み、
前記索引は、データベース文に応答してデータベースサーバにより更新可能であり、前記データベースサーバは、前記索引を用いて前記データベース文を実行し、
前記データベース文は、前記索引を参照することなく、前記一連のパス要素に含まれる少なくとも1つのパス要素の内容を含む表を参照し、前記表を使用する演算を特定する、方法。 - 少なくとも1つのパス要素は前記一連のパス要素のうちの前記特定のパス要素に従い、
前記ユーザが前記特定のやり方で前記第1の項目にアクセスできる場合にのみ、前記少なくとも1つのパス要素に対応する前記索引内のエントリにアクセスすることを試みるステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。 - 前記第1の項目は、階層内のノードに対応する行が入っている表内の行である、請求項4に記載の方法。
- 項目は階層内のノードに対応し、前記第1の項目は前記階層内の特定のノードに対応し、
ユーザが第1の項目にアクセスできるかどうかを判断する前記ステップは、ユーザが前記特定のノードについてのいずれかの子孫ノードにアクセスすることを許されているかどうかを判断するステップを含む、請求項4に記載の方法。 - 一連のパス要素を有するパス名を解決するための方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを格納したコンピュータ可読媒体であって、前記プログラムは1つ以上のプロセッサに、
前記一連のパス要素からの特定のパス要素に対応する索引内の第1のエントリにアクセスするステップと、
前記第1のエントリ内のアクセス制御データに基づき、ユーザが特定のやり方で前記特定のパス要素に関連付けられた第1の項目にアクセスできるかどうかを判断するステップと、を実行させる、コンピュータ可読媒体。 - 少なくとも1つのパス要素は前記一連のパス要素のうちの前記特定のパス要素に従い、
前記ユーザが前記特定のやり方で前記第1の項目にアクセスできる場合にのみ、前記少なくとも1つのパス要素に対応する前記索引内のエントリにアクセスすることを試みるステップをさらに含む、請求項8に記載のコンピュータ可読媒体。 - 前記第1の項目は、階層内のノードに対応する行が入っている表内の行である、請求項8に記載のコンピュータ可読媒体。
- 項目は階層内のノードに対応し、前記第1の項目は前記階層内の特定のノードに対応し、
ユーザが第1の項目にアクセスできるかどうかを判断する前記ステップは、ユーザが前記特定のノードについてのいずれかの子孫ノードにアクセスすることを許されているかどうかを判断するステップを含む、請求項8に記載のコンピュータ可読媒体。 - データベースシステムであって、
索引をデータベースに含み、
前記索引は、1つ以上のフィールドを含み、
前記索引は、複数の索引エントリを含み、
前記索引は、前記1つ以上のフィールドのうちの少なくとも1つに関連付けられたキー値に基づいて配列されて順序付けられており、
前記複数の検索エントリの各々は、表内の少なくとも1つの対応する行に対応しており、
前記複数の検索エントリの各々は、前記キー値とは独立に定義された第1のアクセス制
御データを含み、前記第1のアクセス制御データは、前記少なくとも1つの対応する行にアクセスするための権限を規定しており、
前記データベースシステムは、データベース文に応答して前記索引を更新するように構成されており、前記データベースシステムは、前記索引を用いて前記データベース文を実行し、
前記データベース文は、前記索引を参照することなく前記一連のパス要素に含まれる少なくとも1つのパス要素の内容を含む表を参照し、前記表を使用する演算を特定する、データベースシステム。 - 前記表は、階層内のノードに関連付けられた行を含み、
前記データベースは、第2のアクセス制御データを含み、前記第2のアクセス制御データは、前記索引の外部に格納されており、前記行にアクセスするためのユーザアクセス権限を定義しており、
前記第1のアクセス制御データは、前記第2のアクセス制御データにより定義された前記ユーザアクセス権限を反映している、請求項12に記載のデータベースシステム。 - 前記複数の索引エントリは、階層内の複数のノードに関連付けられており、
前記第1のアクセス制御データは、1人以上のユーザが前記複数のノードのうちの1つ以上のノードを探査するためのユーザアクセス権限を有していることを示している、請求項12に記載のデータベースシステム。 - データベースシステムであって、
索引を含み、
前記データベースシステムは、一連のパス要素を有するパス名を解決するように構成されており、
前記データベースシステムは、
前記一連のパス要素から特定のパス要素に対応する索引において第1のエントリにアクセスするように、および、
前記第1のエントリにおけるアクセス制御データに基づいて、ユーザが特定の方法で前記特定のパス要素に関連付けられた第1の項目にアクセスできるか否かを判断するように構成されることにより、一連のパス要素を有するパス名を解決するように構成されており、
前記データベースシステムは、データベース文に応答して前記索引を更新するように構成されており、前記データベースシステムは、前記索引を用いて前記データベース文を実行し、
前記データベース文は、前記索引を使用することなく、前記一連のパス要素に含まれる少なくとも1つのパス要素の内容を含む表を参照し、前記表を使用する操作を特定する、データベースシステム。 - 少なくとも1つのパス要素は、前記一連のパス要素における前記特定のパス要素に続き、
前記ユーザが前記特定の方法で前記第1の項目にアクセスできる場合にのみ、前記データベースシステムは、前記少なくとも1つのパス要素に対応する前記索引におけるエントリにアクセスすることを試みるように構成されている、請求項15に記載のデータベースシステム。 - 前記第1の項目は、階層内のノードに対応する行を含む表の1つの行である、請求項15に記載のデータベースシステム。
- 前記第1の項目は、階層内の特定のノードに対応しており、
前記第1のエントリにおけるアクセス制御データに基づいて、ユーザが、特定の方法で前記特定のパス要素に関連付けられた第1の項目にアクセスできるか否かを判断するように構成されていることは、前記ユーザが、前記特定のノードの子孫ノードのいずれかにアクセスすることが許可されているか否かを判断するように構成されていることを含む、請求項15に記載のデータベースシステム。
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