JPH01255926A - 時系列データベースシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データベースシステムに係わり、特に時系列
データを取り扱かうのに好適な時系列データベースシス
テムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、時系列データベースシステムについては。

アイ・イー・イー・イー、コンピュータ、１９゜Ｎｏ、
９．　セプ７’／バー（１９８６年）第３５ページから
第４２ページ（ＩＥＥＥ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、１９．　
ＮＯ，９゜５ｅｐｔ、　（１９８６）　、　ｐｐ、　３
５−４２）において論じられている。しかし、そこで論
じられているのは。

データベースシステムの種類、データベースの構造１問
い合わせ言語等についてであってデータベースの構造に
ついては、順序だった時間軸に関係（リレーショナル）
データベースを対応させると述べているにすぎず、デー
タベースに問い合わせる際のデータの探索にいての技術
は示されていない。

データベース探索において１時刻を問い合わせるのでな
ければ、処理には多くの時間がかかる。

したがって、高速で時系列データの処理を行うという要
求は満たされていない、また、データベースの構造を定
めても、どのようなコンピュータ構成の下で処理を行な
うのかによって、時系列データの処理速度は異なる。

また、従来、データベースに問い合わせると、データベ
ースの一部分を２次記憶装置からディスク制御装置のキ
ャッシュ・メモリに移して作業するということは行なわ
れていた。しかしながら、時系列データベースに対して
どのように取り扱うかについての記述はなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、時系列データベースシステムにおいては。

データベースの構造１問い合わせ言語について論じられ
ていたが、データベースに問い合わせる際、どのように
検索していくかという点について十分な配慮がされてお
らず、問い合わせを短時間で行なうことが難しいという
問題点があった。また、従来、大量のデータ処理を行な
うには、２次記憶装置に問い合わせ、一部分を入出力制
御装置へ移動させ、処理し、処理終了後はもとの２次記
憶装置へもどすということが行なわれていたが、時系列
データベースシステムについては２次記憶装置。

入出力制御装置との関係に十分な配慮がされておらず、
データの高速処理が難しいという問題があった。

本発明の目的は１時系列データベースの処理を短時間で
行ない、効率よく管理するシステムを実現することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

にデータをまとめるものとした。時刻データは順序だっ
た列のデータベースとして管理し、属性データは列のデ
ータベースとして管理し、上記時刻及び上記属性以外の
データベースは関係データベースとし１時刻属性を定め
ると、１つの関係データベースが対応するようにした。

そして、データベースに読出、更新、複写、消去等の処
理を行う際には、まず、時刻あるいは上記属性を指定し
、次いで、それらに対応する関係データベースに問い合
わせるようにした。これにより１時系列データベースへ
の問い合わせを高速で行なえるように記憶装置内の大量
の時系列データのうちの指定した部分のデータを入出力
制御装置内のデータを格納する部分、あるいは２次記憶
装置のある部分に移すようにした。そして、この移され
た領域にあるデータについて、読み出し、書き込み等の
作業を行ない１作業終了の後は、もとの２次記憶装置へ
データをもどすようにした。このような方法をとること
により１時系列データの処理が短時間で行なえるように
なった。

さらに本発明のデータベースシステムの実施例では、デ
ータの記憶装置に、データを格納する領域がないことを
コンソールの画面に表示したり、あるいは音声等の音響
信号で報知するようにし、時系列データベースの管理を
効率的に行なうようにしている。

又、データの格納領域がないとき、あるいは格納された
データの整理が必要な場合、最も古い時刻のデータから
順に他の２次記憶装置への複写、あるいはデータの消去
を行い、空領域が形成された後、データの移動を行い、
データが時刻の順に配列され、最も新しい時刻のデータ
の次の領域が空領域となるようにし、更に新しいデータ
を格納するときは、上記量も新しいデータの格納されて
いる領域の次の空領域に格納される。

〔作用〕

本発明のデータベースシステムではデータベースに問い
合わせる際には、列として管理される時刻およびある属
性にまず問い合わせ、次いでそれらに対応する関係デー
タベースに問い合わせるようにしたため、時系列データ
ベースに対するデータの指定が短時間で行なえる。また
、２次記憶装置内の大量のデータベースの一部を入出力
制御装置のある部分、あるいは２次記憶装置内のある部
分に移動させて作業するようにした。このため、時系列
データの処理が短時間で行なえる。

更にデータベースのデータはデータの移動によって、常
に時系列に整理され、最も新しいデータの次が空領域と
なるので時系列データの格納が高速で行なえる。

又データを格納する領域が一定の量より少ないとき、格
納する領域のないことを、視覚的、あるいは音声のよう
な音響信号として報知するようにすることによって、本
発明の時系列データベースを更に効率よく管理すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図、第２図は、いずれも本発明に係わるシステムの
全体実施例の構成図を示す。

第１図において、１は２数記憶装置Ｘ、２は入出力制御
装置Ｘ、３は親計算機、４はコンソールである。２次記
憶装置１は大量の時系列データを制御装置の第１のデー
タベースを一時的に格納し。

データベースへの詳細な問い合わせに応する部分Ａと上
記部分Ａおよび２次記憶装置１を制御する部分Ｂとでな
る。部分Ｂはコンソール４および親計算機３からの命令
を受け、部分Ａおよび２次記憶装置１に命令を伝え、制
御する。部分Ｂがデータベースへ問い合わせる命令を受
けとった時２次記憶装置１内で全てのデータ探索をする
ことはしない。まず、２次記憶装置１内にあるデータの
ある属性を検索し、必要なデータベースを見つけだし、
入出力装置２の部分Ａに伝送する。そして、部分Ａに送
られたデータベースに対して、読み出し、書き込み等の
操作を行なう。その操作が終了した後に、当該データベ
ースはもとの２次記憶装置１の定められていたところへ
もどされる。

前述の入出力制御装置２の部分Ｂにデータベースへ問い
合わせる命令を伝える際には、まず時刻ｔおよび属性Ｃ
を指定する。このとき、時刻ｔおよび属性Ｃは複数であ
ってよい、すなわち、時刻については、 １−（１（１＋ を満足するもの、属性Ｃについては、例えばＣ＝Ｃ１か
つＣ＝　ＣｓかつＣ＝　Ｃ７を満足するものと指定する
ことができる。このような命令が２次記憶装置１に伝え
られると、該当する部分のデータが入出力制御装置２の
部分Ａに伝送される。このとき、データの構造は保存さ
れたまま伝送される。そして、入出力制御装置１の部分
Ａに伝送されたデータについて読み出し、書き込み等の
データベースに対する操作を行なう。

そして、データベースに対する操作が終了し、終了とい
う指示を入出力制御装置２の部分Ｂに与えると部分Ａに
格納されていたデータベースは２次記憶装置１の時刻ｔ
と属性Ｃで定められた部分にもどされる。

２次記憶装置１に比べ入出力制御装置２のアクセス時間
は高速処理できる。

又入出力制御装置２にはデータベースの格納領域の番号
、格納領域の大きさ、格納状態を表わす情報を持つテー
ブルが設けられており、２次記憶装置の格納領域が少な
くなったことを検出し、これをコンソール４のデイスプ
レィに格納領域が少なくなったことを表示すると共に、
音響装置７で。

音声で又は警報音で、そのことを知らせるように構成さ
れている。上述の入出力制御装置２の部分Ａは作業領域
である。

第２図はデータベースシステムの他の実施例の構成を示
す。５は２次記憶装置、６は入出力制御装置であり、３
は親計算機、４はコンソールである。２次記憶装置５の
部分Ｂは、大量の時系列データを蓄える部分であり、そ
の時系列データベースの構造については後に詳細に述べ
る。部分Ａは、データベースを一時的に格納し、データ
ベースへの詳細な問い合わせに応する部分である（作業
領域）。入出力制御装置６は２次記憶装置５を制御する
部分である。時系列データベースに問い合わせがあった
場合、入出力制御装置６にデータベース５へ問い合わせ
る命令を伝える際には、まず。

時刻ｔおよび属性Ｃを指定する。この命令が２次記憶装
置５に伝えられると、該当する部分のデータベースが２
次記憶装置５の部分Ｂから部分Ａに移される。このとき
、データベースの構造は保存される。そして、２次記憶
装置の部分Ａに移されたデータベースに対して読み出し
、書き込み等のデータベースに対する操作を行なう。デ
ータベースに対する操作が終了し、終了という指示を入
出力制御装置６に与えると、２次記憶装置５の部分Ａに
格納されていたデータベースは部分Ｂの時刻ｔと属性Ｃ
で定められた部分にもどされる。

また、２次記憶装置５の部分Ｂより部分Ａの方がアクセ
ス時間は速いものとする。このような装置を用いて上記
の如くデータベースに問い合わせれば、データベースに
対する問い合わせの時間は短かくすることができる。

第１図、第２図において示したデータベースシステムは
大量のデータベースに詳細に問い合わせることなく、大
量のデータベースから少量のデータベースを分離し、少
量のデータベースに詳細に問い合わせることに特徴があ
る。第３図は、時系列データベースの構造を示したもの
である。

まず、データベースの構造について述べる。第３図に示
す如く、データベースは直線状で列をなしている時刻ｔ
と属性Ｃとからなる。時刻データは分法単位、日次単位
、月次単位、年次単位等のものである。そして、時刻デ
ータは時系列に並んでいる。すなわち、任意の時刻をｔ
ｉとあられすと、 Ｖｔ＋　ｔｔ＜ｔ＋＋ｔ を満たすように方向をもった直線上に時刻データは並ん
でいる。データの入力は時系列に入力されるとは限らな
い。そして、本発明においてもデータが時間の順に並ん
でいる必要は必ずしもない。

しかし、ここでは、経済統計データ、金融取引に関する
データ等を考えている。このようなデータは時間の順に
入力されると考えてよい。したがって、ここでは、時刻
データは時間の順に並んでいるものとする０時刻データ
が順序どおりになっていない場合には、データベースを
並べかえ、時刻データを順序どおりにする。属性Ｃは個
々のデータに付加すると、その量が非常に多くなるもの
をとる。経済データでいうと、財政、金融、国民所得と
いった大分類、金融取引で顧客がある程度特定している
ときには、顧客識別番号などがこれに相当する。この属
性は単一である必要はない。また、この属性を特に設け
ないことも可能である。

第３図には簡明のため単一の属性Ｃを設けた場合を示し
である。属性Ｃは直線状であり、その成分Ｃｕは列をな
している。

第３図に示す如く、時刻ｔ、および属性Ｃを指定すると
、１つの関係データベースが対応する。

すなわち、時刻ｔｊ、属性ＣＩを定めると１表形式の関
係、データベースが対応するのである。時刻ｔｊ、属性
Ｃｔを定めることは、平面上の座標（ｔａ、　ｃｉ）を
定めることと等しい。

関係データベースは経済統計データ等の場合は。

各時刻ごとにほぼ同じ大きさであり、金融取引等の場合
は、その時刻における取引データのみを読み込むため、
その大きさは時刻によってさまざまである。金融取引の
場合、現在の状態を知るには、最新の取引の記録を探索
すればよい。

第４図は、時刻データベース、ある属性Ｃのデータベー
スとリレーショナル・データベースとの対応を表わした
ものである。入出力制御装置２には左図のような行列の
形式で時刻データベース、ある属性Ｃの番地が記憶され
ている０時系列データベースに問い合わせる際には、ま
ずこの行列を参照する。いま、ある属性ＣをＣ１，時刻
ｔをｔＪと指定したとする。すなわち、 （Ｃｐ　ｔ）＝　（ｃ＋、ｔＪ） と指定したとする。すると、変換ｆにより、これに対応
するリレーショナル・データベースが参照されるもので
ある。いま、このリレーショナル・データベースをＡｉ
Ｊとすると。

ｆ　：　　ＣＣ１ｔ　ｔａ）→ＡＩＪ なる関係にある。このように、リレーショナル・データ
ベースを指定したのち、そのリレーショナル・データベ
ースに問い合わせる。いま、リレーショナル・データベ
ースＡＩＪは、属性Ｑｌ、　ａ２゜ａｓ、ａ４．　ａｓ
を有しているとする。いま、属性ａｋと８皿の演算を ａｋ■ａ露 と表わす。ここで演算とは、和集合をとる。績集合をと
るといったようなことである。そして、リレーショナル
・データベースにこのような演算をほどこした後の反応
を ｇ（ａｈ■ａｍ） で表わす。これは、例えば、属性ａｈとａｔとの共通集
合をみたすものは何かについての答えを出力するという
ことである。第４図の右表において。

いま・属性ａｌ、　８２Ｆ　ａｌｌについて、ａ１■ａ
２■ａｓ で表わされる。ここで、ＡＩＪを Ａｚａ＝ｆ　（Ｃｔ、ｔｔ） とし、ｆとｇの演算をｆｇと順序をもたせて表わすこと
にする。すると、時系列データベースについて。

Ｃ＝Ｃｔ、　ｔ　＝　ｔａｙ　ａｌ■ａ２■ａ５という
問い合わせをすると、 ｆ　（Ｃｓ　ｔ　ｆ　Ｊ）　ｇ　（ａ　ｔ■ａ２■ａ６
）なる演算によって問い合わせに対する答えが返ってく
る。本発明の時系列データベースに対する問い合わせは
、このように、まず、ある属性Ｃ１時系ｔを指定し、次
いでリレーショナル・データベースに対する指定をする
ことに特徴がある。こうすることによって１問い合わせ
に要する時１１を短縮することができる。

第６図には、本発明における時系列データベースの格納
の一実施雫を示す０時刻ｔとある属性Ｃを指定すると１
図に示すような区分された一領域が定まる。この領域に
データベースはリレーショナル・データベースの形で格
納される。

第７図は１時系列データの一例を示す、官庁あるいは中
央銀行においては、同一の時刻の大量のデータが集計あ
るいは作成される。そして、それらはほぼ同一の時期に
集計、作成される。この時系列データは、例えば、国民
所得データ、金融データ、産業活動データなどと大きく
分類でき、かつ、大きく分類して管理される。第７図に
おける小項目の時間変動をつかむといったことを短時間
で行なうということが目的の１つである。このとき、本
発明の如く、時刻ｔ、大項目Ｃを列のデータベースとし
、それにリレーショナル・データベースを対応させるよ
うにすれば上の目的は達される。

時系列データベースに問い合わせるには、まず。

属性Ｃを指定する。ここでは、属性Ｃには番号がふられ
ているとする。問い合わせるには、例えばＣ６８７６ あるいは ０　６８７６．６８９９ とすればよい。ある範囲のものを指定するときには、 Ｃｆｒｏｍ　　６８７６　　ｔｏ　　６８９０などと入
力すれ、ばよい。次には時刻ｔを指定する。

１９８７年７月１６日１１時２８分を指定するには、 ａｔ　　８７，０７１６，１１２８ と入力する。１９８７年７月１６日９時から１２時まで
と指定するには、 ａｔ　　８７，０７１６ ｆｒｏｍ　　０９００　　ｔｏ　　１２００と入力する
。１９８７年７月１６日以前と指定するには ｂｅｆｏｒｅ　　８７ｙ　Ｏ７１Ｂ とし、１９８７年７月１６日以降と指定するには、ａｆ
ｔｅｒ　　８７，０７１６ と入力すればよい。その次にリレーショナル・データベ
ースに問い合わせる。為替レートをｒａｔｅ、株価指数
を１ｎｄｅｘと表わすとき、これらを選んでくるには、 ５ｅｌｅｃｔ　　ｒａｔｅ、　ｉ、ｎｄｅｘと入力すれ
ばよい。

第８図には前述の如きデータベースの転送を行なう際の
番地の対応が示しである。入出力制御装置は２次記憶装
置内の大量の時系列データベースの番地を第８図のマト
リックス４の形式で記憶している。入出力制御装置は大
量の時系列データベースの一部分が第１図入出力制御装
置Ｘ部分Ａまたは第２図２次記憶装置部分Ａに転送され
た場合もその番地を記憶している。したがって、両者の
対応をとることにより、データベースの転送が可能とな
る。

第８図では、２次記憶装置の大量の時系列データベース
に対して１時刻に関して、 ｔ　ｔ＋ｚ＜　ｔ　　＜　　ｔ　を＋４属性Ｃに関して
、 Ｃ：　Ｃ１かつＣ＝　ＣａかつＣ＝　Ｃｓという問い合
わせをした場合を示しである。このような問い合わせを
すると、入出力制御装置内のマトリックスＡが参照され
、参照されているという状態であることを示す。図の斜
線部分は参照されていることを示しており、斜線のつい
ていない部分は参照されていないことを示している。斜
線部分を“１″斜線のついていない部分を０”で状態を
表わしてもよい。このとき、データが参照可能な状態に
あるならば、マトリックスＡの斜線部分に対応する部分
が転送される。転送先は第１図入出力制御装置の部分Ａ
または第２図２次記憶装置の部分Ａである。データは転
送されると、そこで、詳細な問い合わせを受ける。この
ため、入出力制御装置は転送されたデータベースの番地
もマトリックスＢの形で記憶している。詳細な問い合わ
せをすると、マトリックスＢを参照して、対応するリレ
ーショナル・データベースに問い合わせる。時系列デー
タベースに対する問い合わせが終了し、終了したという
指示を出すとマトリックスＢに対応した時系列データは
転送され、２次記憶装置内のもとの番地に格納される。

これは、マトリックスＢとマトリックスＡを対応させる
ことによって行なわれる。転送ののち、入出力制御装置
内に記憶されていたマトリックスＢは消去される。

第９図はモード選択に関する表を示したものであり、第
１０図及び第１１図は排他命令に関する表を示したもの
である。

データベースを参照するにはＤＢ−ＯＮとして、データ
ベースに問い合わせるという指示を与える。

（通常はデータベースは参照できないモード、ＤＢ−Ｏ
ＦＦの状態にある）、ＤＢ−ＯＮの状態とした後、読み
出しモード、書き込みモード、読み出し／書き込みモー
ドのモードのいずれか１つを選択する。読み出しモード
はデータベースから読み出しだけができるモードであり
、書き込みモードはデータベースへ書き込むことができ
て、読み出すことはできないモードである。読み出し／
書き込みモードはデータベースからの読み出しおよびデ
ータベースへの書き込みができるモードである。書き込
みモード、読み出し／書き込みモードにあるときには、
さらに、記憶管理モードを選択することができる。ここ
で、記憶管理とは、２次記憶装置上の大量のデータベー
スの一部を消去すること、別の記憶媒体に複写すること
等を示す。

前に述べた時系列データベースシステムにおいては、問
い合わせているデータベースについて、自分がデータベ
ースを参照している間、他人は参照ができなくすること
ができる。それは、時系列データベースにおける属性Ｃ
について命令を与えることによって実現できる。すなわ
ち、ＦＯＲＢｉＤ　　Ｃ７ とすると、属性ＣのＣ７は他人は参照できなくなる。こ
の命令を指示しないと、例えば、属性Ｃの０７はすべて
の人が参照できる。また、−たびＦＯＲＢｉＤという命
令を与えたあと、その命令を解除するには、 Ｎ０Ｔ−ＦＯＲＢｉＤ　　Ｃ７ または ＮＯＴ　−ＦＯＲＢｉＤ という命令を新たに与えればよい。

次に、第１１図に示した排他制御について説明する。あ
るデータベースの使用者が属性ＣのＣｉを参照している
とき、Ｃ１の状態はＩＩ　Ｉ　ＩＩであり、参照してい
ないとき、Ｃ４の状態は１１０　ｊｌである。

すなわち、状態が“１″であることは参照されているこ
と（参照状態）、′０”であることは参照されていない
こと（自由状態）を表わしている。

そして、属性ＣのＣＪ　を参照していて、前記ＦＯＲＢ
ｉＤ　　命令を与えると使用可否の状態は１”となる。

この命令を与えない場合、または、Ｎ０Ｔ−ＦＯＲＢｉ
Ｄ命令を与えたときには使用可否の状態はｉｔ　Ｏｐｐ
である。使用可否の状態が１′０”であるとは、データ
ベースをだれもが参照できるということであり、使用可
否の状態が“１″であるとは、データベースを現に参照
している以外の人は参照できないということである。そ
して、既に使用可否の状態が“１”となっているときに
は、現に参照している以外の人はその状態を変えること
はできない。

第１２図は、本発明の処理手順の一実施例を示すフロー
チャートである。以下これについて説明する。オペレー
タはまず暗証番号を入力する。

暗証番号が承認されると、データベースへ問いわわせる
かどうかの選択をすることができる。暗証番号が承認さ
れないときは、再び暗証番号入力待ちの状態となる。デ
ータベースへ問い合わせるかどうかの選択をする状態に
あるときに、問い合わせをしない（ＤＢ−ＯＦＦ）と入
力すると、主記憶装置のみを使用することになる。デー
タベースに問い合わせをする（ＤＢ−ＯＮ）と入力する
と、モード選択を行なう状態となる。すなわち、読み出
しだけをするモード、書き込みだけをするモード、読み
出しと書き込みの両方を行なうモードのいずれかを選択
する。書き込みをするモード。

読み出しと書き込みの双方を行なうモードを選択した場
合には、大量の２次記憶装置内のデータを消去したり保
存したりする操作を行なうことができる。ただし、この
ような操作を行なうことができるのは上級のデータベー
ス管理者だけである。

普通のオペレータはこのような操作はできない。

上級のデータベース管理者であるか、普通のオペレータ
であるかは暗証番号によって判定する。

モード選択の次には排他命令を入力するかどうかを決め
る。このとき、何も入力せず、次のステップに進むと排
他制御は行なわれない、また、既に排他制御を行なって
いた場合にはそれを解除することができる。解除するに
は、ＮＯＴ　−ＦＯＲＢｉＤという命令を用いればよい
。排他制御を行なうためには、ＦＯＲＢｉＤという命令
を用いる。これを用いると１次に指定する属性Ｃは他の
人は参照することはできない。排他制御を指示したとい
うことは、入出力制御装置が記憶している。すなわち、
入出力制御装置は排他制御を指示したかどうかを記憶し
ている部分をもっている。この部分は排他制御をしてい
ないときは１１０″′、排他制御をしているときにはｔ
ｔ　１　ｎの状態にある。これは、第１０図に示すとお
り、排他命令と対応している。そして、排他制御をする
状態において、属性Ｃを入力すると、使用可否の状態が
ｉｔ　１　）ｌとなり、他の使用者はその属性Ｃを参照
することはできなくなる。排他命令の指示のステップが
終了した後には、属性Ｃを指定する。すなわち、属性Ｃ
のうちのどれに問い合わせるかを指示するのである。次
いで、時刻ｔを指定する。すなわち、どの時刻のデータ
ベースに問い合わせるか、あるいは、どの時刻とどの時
刻の間のデータベースに問い合わせるのかといったこを
指示する。このように、属性Ｃと時刻ｔを入力すると、
２次記憶装置内の大量の時系列データベースは分離され
て、入出力制御装置内のデータベース格納領域もしくは
２次記憶装置内のある部分（作業領域）に転送される。

転送されたデータベースについてさらに詳細な問い合わ
せを行なう、入出力制御装置は、２次記憶装置内の大量
の時系列データベースの番地、および転送された時系列
データベースの番地を記憶している。したがって、転送
した時系列データベースにさらに詳細な操作を加えるこ
と、および転送した時系列データベースをもとの２次記
憶装置へもどすことが可能となる。また、入出力制御装
置は時系列データベースが転送されているか否かを記憶
している。すなわち、第８図に示している如く、２次記
憶装置内の大量のデータベースのどの部分が参照されて
いるかをマトリックスＡの形で記憶している。図の斜線
部分は現在参照されていることを示している。

次のステップでは、属性Ｃ１時刻ｔの詳細な入力を行な
う。ただし、属性Ｃ１時刻ｔの指定が前に指定したもの
と変わりがないときには、この入力は行なわず、次のス
テップに進んでよい、詳細な属性Ｃ１時刻ｔの指定は、
転送した時系列データベースのさらに一部分を参照する
ときに行なう。

このステップの後に、リレーショナル・データベース部
分に関する指定を行なう、すなわち、リレーショナル・
データベースの属性ａ１について問い合わせたいときに
は、ａｌ　についてどのようなことを求めるのかを入力
する。呼び出し、変更等といったことが考えられる。

この指定が終了すると、次には、今まで指定してきた属
性Ｃ１時刻ｔ、リレーショナル・データベースの属性ａ
１に関する条件のとおりに実行するかどうかを入力する
。実行しないと入力したときには、属性Ｃ１時刻ｔの詳
細入力のステップにもどる。ここで、排他命令の後のス
テップにもどることはできない、転送された時系列デー
タベースの移動を考えなくてはならないからである。実
行すると入力すると、データベースからの読み出し、＃
き込みが行なわれる。

この後、データベースへの問い合わせを終了するかどう
かを入力する。終了すると入力すると、データベースへ
の問い合わせは終了し、転送されていた時系列データベ
ースはもとの２次記憶装置内へもどされる。また、まだ
終了しないと入力すると、モード選択の段階までもどる
。このときも転送されていた時系列データベースはもと
の２次記憶装置内へもどされる。

次にデータベースの複写、消去、追加する場合の動作に
ついて説明する。

第１図において説明した如く、２次記憶装Ｒ１のデータ
格納領域が少なくなったり、−杯になったときは、コン
ソールのデイスプレィ４や警報装置７によってそのこと
が知らされる。

このような場合、最も古い時刻のデータベースから順に
他の２次記憶装置への複写あるいはデータベースの消去
を行ない、データベースの消去を行なった後にはデータ
ベースの移動を行ない、データベースが時刻の順に並ん
で、最も新しい時刻のデータベースの次の領域が空領域
になるようにする。また、データベースを新たに格納す
るときには１時刻の最も新しいデータベースの格納され
ている領域の次の領域に格納するようにする。

前述の如く時刻ｔＪあるいは時刻ｔ１と属性Ｃｓ　を定
めると、表形式の関係データベースが１つ対応するので
、第１３図第１４図によって、複写、複写・消去、追加
の概念を説明する。

８は変更前のデータベース、９は追加しようとするデー
タベース、１０はデータベースの１部分を複写したデー
タベース、１１は変更後のデータベースで顯る。ここで
は、時刻ｔｏ、ｔ１のデータベースを複写・消去し、新
たにデータベースｎ２を追加する場合を示している。デ
ータベースの消去は時刻の古いものから順に行ない、消
去するとデータベースを移動させ、まだデータベースの
格納されていない空領域を１つにまとめる。この空領域
は時刻の最も新らしいデータベースの次に位置するよう
にする。データベースを追加するときには、この空領域
に格納する。

以下、これらの処理の詳細について説明する。

データベースを複写・消去する場合にはまず時刻を指定
する。各時刻には１つの関係データベースが対応してい
る。そこで、引き続いて関係データベースの属性を指定
するのである。いま、複写あるいは消去の対象となって
いるデータベースの時刻をｔｉ、時刻ｔ１に対応してい
る関係データベースをＡｉ、指定する属性をａｋ、ａ−
とする。複写あるいは消去という操作をｆとすると、こ
こでは、 ｆ　（を量；ａｌｌ、８皿） ということを行なうことになる。ところで。

ｆｏ（ｔ＋）＝Ａｉ なる対応関係がある。Ａｉが定まったとき、その属性ａ
ｉ＋ｙ　ａｆｆｉを指定し、Ａ１のデータを呼び出すこ
とをｆｌすると、この操作は、 ｆ　ｓ　（ａｋｒ　ａｍ　ｌ　Ａｔ） と表わせる。したがって、 ｆ　　（を量；ａｈ、ａ露） ＝　ｆ　　（ｆ　１（ａｈ、　ａｍ　ｌ　ｆｏ（ｔｔ）
））と表わすことができる。

すなわち、時刻ｔ１を指定すると１つの関係データベー
スＡＩが対応し、データベースＡ、の属性ａ＋Ｈａｔを
指定するとそれに対応したデータが呼び出される。この
データを複写、消去する場合を Ｃ０ＰＹ　　　　　ｊ＝　　ｔｉ、　　ａ　　＝　ａ　
ＩＩ、　　ａｎｔＤＥＬＥＴＥ　　　ｔｉ　　ｔｔ、　
　ａ＝ａｍ、　　ａｍとする。

上記の如き方式をとれば所定のデータの固定のための時
間を短かくすことができる。いま、２次記憶装置に格納
されている時系列データの時刻データ数をｎ、関係デー
タベースの属性の数をｍ　（−定）とする。上記の如き
問い合わせをしたときの探索数をＳｏ、従来方式の問い
合わせをしたときの探索数をＳｌ　とする。すると、 Ｓ　ｏ　＝　ｎ　＋　ｍ である。従来においては関係データベースの属性のおの
おのに時刻を付加しなくてはならなかった。

すなわち、時刻をｔｉ、　ｔｚ、属性をａｌ、　ａ２゜
ａ８とすると、 （を工ｙ　ａｘ）　ｔ　　（ｔｚ、　　ａｘ）　＋（ｔ
ｌ、　ａ２）　ｔ　　（ｔｚ、　ａｘ）　。

（ｔｌ、ａδ）ｐ（ｔｚ、ａδ） といった対応関係をもたせなくてはならなかった。

したがって、 Ｓｌ”ｎｍ となる。

＋”＋　Ｓ　ｏ＜　Ｓ　ｌ すなわち、本発明の方が探索数ははるかに少なくなる。

このことは複写、消去に要する時間が短かくなることを
意味している。

いま、２次記憶装置のデータベース格納領域が一杯にな
った。あるいはデータベースの整理の必要が生じたとす
る。このとき１時刻の最も古いデータベースから処理を
行なう。時系列データベースが保存の必要のあるものな
らば他の２次記憶装置に複写したのち消去し、そうでな
い場合にはただ消去する。ここで、時系列データベース
は、Ｔ（０）、　Ｔ（１）、　−、Ｔ　（ｎ−１）とい
う領域に時刻の順に格納されているとする。

ただし、Ｔ　（ｎ）は空とする。すなわち、全格納領域
をＤ、その大きさをＶ　（Ｄ）　＝　Ｔ　（ｉ）の大き
さをＶ　（Ｔ　（ｉ）　）とすると、とする。いま、Ｔ
（ｉ）には時刻ｔ　ｋ＋１　の時系列データベースが格
納されているとする０時刻データはｎ個であるとする。

したがって、Ｔ（ｎ　　１）までデータベースが格納さ
れているのである。

ここで、時刻ｔｂの時系列データベースを消去したとす
る。すると、領域Ｔ（０）は空となる。残りのデータベ
ースは、 Ｔ　（１）　、・・・、Ｔ（ｎ−１） に格納されている。本発明においては、このようなとき
、データベースを移動し、空の領域は１つにまとめ、時
刻の最も新らしいデータベースの格納されている領域の
次におく。第４図は、このようなデータベースの格納領
域の変更を表わしている０図の斜線部はデータベースの
格納されていない領域であることを示している。データ
ベース消去の後には格納領域の名称を変更する。いまの
場合には、 Ｔ（ｉ）−＋Ｔ（ｉ−１）ｉ＝＝１．−＝、ｎ−１とす
る。ここで、データベースの時刻データの総数をＩＩＩ
ａｘ（ｉ）とすると、空領域はＴ　（ｗａｘ　（ｉ　）
＋　１　）であり、 Ｖ（Ｔ　（ｗａｘ（ｉ　）＋　１　） ｉ＝０ と表わせる。

新たに、格納領域Ｔ（ｉ）には時刻ｔ　ｈ＋ｉ＋ｚの時
系列データベースが格納されていることになる。

このようにすることにより空領域の散在を防ぎ、データ
ベースを加えるとき支障をきたすことを防ぐのである。

データベースは初めから時刻の順に並んでいれば移動の
後にも時刻の順に並んでいる。

もし、時刻の順に並んでいなければ移動の際等に順序通
りに並べかえればよい。

次に、データベースを追加する場合について説明する。

いま、格納領域Ｔ（ｉ）の符号を５（Ｔ（ｉ））とする
、Ｔ（ｉ）にデータベースが格納されているとき、　Ｓ
　（Ｔ（ｉ　））＝　１であり、格納されていない場合
５（Ｔ（ｉ））＝Ｏであるとする。本発明においては、 ５（Ｔ（ｉ））＝　１　、　ｉ　＝　１　、−、　ｗａ
ｘ　（ｉ）Ｓ（Ｔ（ｍａｘ（ｉ）＋　１））”０ である。５（Ｔ（ｉ））の符号は入出力制御装置が記憶
している。データベースを追加するときには、Ｓ　（Ｔ
　（ｉ　））を参照し、Ｓ　（Ｔ（ｉ　））＝１の領域
に格納する。前記のように空の領域を１つにまとめてお
けば、５（Ｔ（ｉ））＝１となる領域は１つであり。

その大きさは比較的大きくなる。

また、本発明の方式によれば、新しい時系列データベー
スは最も新しい時刻のデータベースの次に格納されるこ
とになり、全体の時系列データベースは時刻の順に並ん
でいることになる。

さて、データベースを追加しようとしたとき、Ｖ（Ｔ（
ｗａｘ　（ｉ）＋１乃くε ε：正の定数 あるいは、 ＶＡＴ（ｍａｘ（ｉ）＋１））＜’Ｖ（ＮＤＢ）Ｖ（Ｎ
ＤＢ）：追加しようとするデータベースの大きさ となったとき、コンソールの画面には、「領域は一杯に
なりました」 との表示が出、コンソールのそばにある機器から音が一
定時間出力される。あるいは、表示とともに、コンソー
ルのそばの機器から「領域は一杯になりました」という
音声が出力される。これにより、オペレータは２次記憶
装置の格納領域がもはやないということを認知すること
ができる。

上においては、追加するデータベースの時刻は最新であ
るときを考えていた。最新のものであれば追加後のデー
タベースは時刻の順に並んでいることになる。最新のも
のでないときには、データベースを追加した後にデータ
ベースの順番を並べかえ時刻の順になるようにする。い
ま、格納領域Ｔ（ｉ）に格納されている時系列データの
時刻をＺ（Ｔ（ｉ））とする。このとき。

Ｚ　（Ｔ　（＋＋ａｘ（ｉ　）））＜　Ｚ　（Ｔ　（ｗ
ａｘ（ｉ　）＋　１　）　）ならばデータベース並べか
えの操作はしない６Ｚ（Ｔ（ｗａｘ（ｉ）））＞Ｚ（Ｔ
（ｗａｘ（ｉ）＋１））のとき、データベース並べかえ
の操作を行ないＺ（Ｔ（ｉ））＜Ｚ（Ｔ（ｉ＋１）） ｉ　＝　１　、−、　ｗａｘ（ｉ　） が満たされるようにデータベースを並べかえる。

〔発明の効果〕 いま、本発明によっである属性Ｃの総数をｎ、時刻ｔの
総数をｍのリレーショナル・データベースについて、問
い合わせをしたときの検索の対象となる組み合わせの数
をＱとする。このとき、上記の如き問い合わせをしたと
きの検索対象総数をＳｏ　とすると、 Ｓｏ＝　ｎ　ｍ　Ｑ である。

次に、従来のリレーショナル・データベースで時刻ｔあ
るいはある属性Ｃを取り扱かう場合を考える。従来にお
いては、属性ａｌ、・・・、−ａ３の他に時刻ｔ、属性
Ｃを付加しなくてはならなかった。

いま、属性ａｌ、・・・、ａ５に対応する値を（ａｔｅ
　ａ２．　ａｓ、ａ４ｙ　ａａ）で代表させて表わす、
すると、従来においては。

このおのおのに、時刻ｔ、属性Ｃを付けなくてはならな
かった。すなわち、例えば、 （ａｓ、　ｔｘ＊　ａｌｔ　ａｃｔ　…＋　ａｌｌ）の
ような値を取り扱わなくてはならなかった。このことは
、属性８１．・・・、ａ６のそれぞれに時刻ｔが対応し
、属性ａ１．・・・、ａＩｓ、時刻ｔのそれぞれに属性
Ｃが対応していることを意味している。このとき、上記
の如き問い合わせ、すなわち、Ｃ＝Ｃｔ、　ｔ＝ｔＪ、
ａｔ■ａｚ■ａＢといった問い合わせをしたときの検索
対象総数を８１とすると、 Ｓ１＝ｎｍＱ＠　ｍＱ　弓 ＝ｎｍ”Ｑ” である。

したがって、 Ｓｏ＜８１ である、検索対象数から考えると、データベースに対す
る問い合わせに要する時間は、従来に比べ本発明を用い
た方がはるかに短いことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係わるデータベースシステ
ムの実施例−構成図、第３図は時系列データベースの構
造を示す図、第４図は時刻データベースとリレーショナ
ル・データベースの対応関数を表す図、第５図は時刻を
従来のりレーショナル・データベースで取り扱った場合
を示した図、第６図は時系列データの一格納方式を示し
た図、第７図は時系列データの一例を示した図、第８図
はデータベースの転送について表わした図、第９図はモ
ード選択に関する図、第１０図は排他命令に関する図、
第１１図は排他制御に関する図、第１２図は本発明によ
るデータベースシステムの一実施例の処理手順を示すフ
ローチャート、第１３図はデータベースの変更の概念説
明図、第１４図はデータベースの格納領域の変更を示す
図である。 １・・・２次記憶装［Ｘ、２・・・入出力制御装置Ｘ、
　３・・・親計算機、４・・・コンソール、５・・・２
次記憶装置不３図 ｐ 第　５　図 第６図 り 第　　７　　図 ｆ　　ｑ　図 罵　１０　　図 第１１図 第　１２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンピュータの２次記憶装置、入出力制御装置を用
   いて、データの格納、読み出し等を行なうデータベース
   システムにおいて、上記２次記憶装置に時刻及び属性ご
   とにデータをまとめるデータベース構造を構築し、時刻
   データベースは列のデータベースとし、上記属性のデー
   タベースも列のデータベースとし、かつ上記時刻データ
   ベース、前記属性データベース以外のデータベースはリ
   レーショナル・データベースとして管理し、上記時刻お
   よび上記属性を定めることによつて１つのリレーショナ
   ル・データベースが対応するようにし、データベースに
   問い合わせる際には、上記時刻および上記属性に問い合
   わせ、次いでそれらに対応するリレーショナル・データ
   ベースに問い合わせることを特徴とする時系列データベ
   ースシステム。 ２、請求項第１のシステムにおいて、上記属性に対応す
   るデータベースに問い合わせることができるかどうかを
   定めるテーブルを設け、また、上記テーブルの状態は前
   記属性に対応するデータベースに問い合わせることがで
   きるときに変えることができ、かつ、データベースへの
   問い合わせが終了するとともに、そのデータベースへの
   問い合わせが可能となるように設定されたことを特徴と
   する時系列データベースシステム。 ３、請求項第１のシステムにおいて、少なくとも時刻を
   指定すると、２次記憶装置内の時系列データベースのう
   ちの指定した部分のデータベースを入出力制御装置内の
   データを格納する部分、又は２次記憶装置内の一部分に
   移し、上記部分でデータベースからの読み出し、データ
   ベースへの書き込みの作業を行ない、上記作業の終了後
   は上記部分のデータベースを上記２次記憶装置内の定め
   られたところへもどすことを特徴とする時系列データベ
   ースシステム。 ４、請求項第１のシステムにおいて上記２次記憶装置お
   よび上記入出力制御装置内の時系列データベースの番地
   をマトリックス（行列）の形で入出力制御装置に記憶し
   、上記データベースに対する問い合わせの際上記番地を
   参照することを特徴とする時系列データベースシステム
   。 ５、コンピュータの２次記憶装置、入出力制御装置を用
   い、時刻データベースあるいはある属性のデータベース
   は列のデータベースとして管理し、時刻、上記属性以外
   のデータベースは関係データベースとして管理し、時刻
   および上記属性を定めると１つの上記関係データベース
   が対応するようにしたデータベース管理システムにおい
   て、データベースの複写、消去をする場合に、時刻およ
   び前記属性を指定し、次いでそれらに対応する関係デー
   タベースを指定し、指定した対象について複写、消去を
   行なうことを特徴とする時系列データベース管理システ
   ム。 ６、第５項記載のシステムにおいて、データベースの格
   納領域が一杯になつた場合、あるいはデータベースの整
   理の必要が生じた場合に、最も古い時刻のデータベース
   から順に他の２次記憶装置への複写あるいはデータベー
   スの消去を行ない、データベースの消去を行なつた後に
   データベースが時刻の順に、かつ最も新しい時刻のデー
   タベースの次の領域が空領域となるように移動すること
   を特徴とする時系列データベース管理システム。 ７、請求項第５のシステムにおいて、データベースを新
   たに格納する場合に、時刻の最も新しいデータベースの
   格納されている領域の次の領域に格納することを特徴と
   する時系列データベース管理システム。 ８、請求項第５のシステムにおいて、データベースを格
   納する領域がない場合、あるいは空領域がほとんどない
   場合に、格納する領域のないことをコンソールの画面に
   表示し、かつ、音あるいは音声を一定時間出すことを特
   徴とする時系列データベース管理システム。