JPH02139668A

JPH02139668A - 関係データベースシステム

Info

Publication number: JPH02139668A
Application number: JP63293328A
Authority: JP
Inventors: Hideji Harashima; 秀次原嶋; Keiko Nagase; 永瀬　恵子; Yasukuni Oiyake; 岡宅　泰邦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1990-05-29

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、２つ以上のプロセッサ（計算機を含む）に関
係が多重化されている関係データベースシステムに関す
る。

（従来の技術）近年、関係データベースシステムは、表形式で表わすそ
の関係構造の平明さと関係演算操作の容易性から、ＥＡ
、ＯＡ、ＦＡ等の各分野での利用が盛んになりつつあり
、特に複数の計算機がネットワーク接続された分散処理
瑠境での利用が急速に進むと考えられる。

一般にＥＡ、ＯＡ、ＦＡ等の分散処理燻境では、特に信
頼性を増すためにデータベースの多重化を図っている場
合が多い。

第５図は、従来の関係データベースシステムにおける多
重化について説明する図である。

この例では、４つのファイルサーバがネットワークで接
続されており、ファイルサーバ１　＋’−は関係ＡＳＢ
ＳＣが格納され、ファイルサーバ２には関係り、ＥＳＦ
が格納されている。それぞれの関係はファイルサーバ３
および４にコピーが存在し、二重化されている。

データの検索要求に対して、たとえばワークステーショ
ン１が関係Ａと関係Ｆ中のデータを検索するときは、■
ファイルサーバ１から関係ＡをＦを持つファイルサーバ
２へ転送し、■ファイルサーバ２で関係演算を実行し、
■その結果がワークステーション１に送られる。

（発明が解決しようとする問題点）ところでこのようなシステムでは、比較的負荷の小さな
処理を数多く処理する場合には旨く負荷の分散が図られ
るが、非常に大きな負荷の処理が投入されると、負荷が
特定のファイルサーバに集中してしまう。

したがって多重化されたファイルサーバを効果的に利用
することが出来なくなり、処理の高速化が図れなくなる
。

本発明はこのような事情により成されたもので、その目
的は、関係データベースシステムにおいて、資源の利用
効率を高めることにより、処理速度の向上を達成するこ
とにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、複数のプロセッサで関係を管理する関係デー
タベースシステムにおいて、少なくとも、ある関係のコ
ピーを管理するプロセッサ群に対して各々のプロセッサ
が該関係のどの部分を処理するかを決める関係分割手段
と、各プロセッサに割り当てられた各関係に関する演算
結果を受は取って総合する併合手段とを設け、関係演算
を並列に行なうようにしたものである。

（作　用）本発明の関係データベースシステムでは、データベース
への処理要求を多重化された要素上で並列に処理して資
源の利用効率を高め、処理速度の向上を図ることができ
る。

（実施例）以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明を計算機ネットワークに適用した場合の
一実施例の構成を示す図である。

本実施例ではＬＡＮに接続されたワークステーション群
に関係群が配置されており、各関係は二重化または三重
化されている。

そして論理和等、２つの関係間の演算実行にあたってい
ずれの関係を分割するかを決定する関係選出部Ｍがこれ
に接続されている。各ワークステーションＷ１〜Ｗ「〜
Ｗｎの構成を第２図に示す。

同図に示すように各ワークステーションは、命令処理部
１、送受信部２、結果併合ブロック３、処理状況記憶部
４、自ワークステーション状況記憶部５、自ワークステ
ーション動作記憶部６、関係演算ブロック７、関係分割
ブロック８および関係記憶部９とから構成されている。

まず分散型の関係データベースシステムにおける２つの
関係（たとえば第１図中では、多重化された関係Ｒ１と
Ｒ２）の論理和を例として、関係演算の並列処理を行な
う方法について説明する。

第１図において関係Ｒ１はワークステーションＷ１とＷ
３とで二重化され、関係Ｒ２はワークステーションＷ２
、Ｗ４およびＷ５で三重化されている。

まず、関係演算の処理に要する時間を評価する指標とし
て、処理時間Ｔ−組（ダブル）の計算機間通信ＱＴｌ十組比
較時間Ｔ２を定義する。使用する記号の意味は、ＮＲ１−関係Ｒｉのコピーのあるワークステーション数ＣＲ１−関係Ｒｉの持つ組数である。

また、通信量は送信する組数に比例し、組比較時間は比
較すべき２つの関係の組数の積に比例すると仮定する。

関係演算として論理和Ｒ−Ｒ１またはＲ２を実行し、処
理要求元であるワークステーションＷｒ（１≦「≦ｎで
、Ｒ１、Ｒ２のコピーを持たないワークステーションと
仮定する）で結果を得る場合を考える。

ここで、ＮＲＩ−２、ＮＲ２−３、ＣＲＩ−１゜００、
ＣＲ２−３０００であるとする。この場合、分割対象と
なる関係の候補は２つある。

ＣＲ２を分割する場合：Ｒ１全てをＲ２が存在する３つ
のワークステーションＷ２、Ｗ４、Ｗ５およびＷｒに送
り、Ｗ２、Ｗ４、Ｗ５の各ワークステーションで、（自身に割り当てられたＲ２に対する担当部分）Ｒ１を並列に実行し、それぞれの結果をＷ「に返送する。こ
の場合、Ｒ２を３等分に分割したとすると、Ｔ−ＣＲ１＋ＣＲ１＊（ＣＲ２／ＮＲ２）＋ＣＲ２−１
０００＋１００００００　　＋　３０００−１００４０
００■Ｒ１を分割する場合：Ｒ２の全てをＲ１が存在す
る２つのワークステーションＷｌ、Ｗ３およびＷｒに送
り、Ｗｌ、Ｗ３で（自身に割り当てられたＲ１に対する
担当部分）−Ｒ２を求め、結果をＷ「に返送する。この
場合、Ｔ−ＣＲ２／ＮＲ２＊　（ＣＲ２／ＮＲ２）＋ＣＲ１−
３０００＋　１５０００００　＋　＋０００−１５０４
０００となる。但し、上記結果はいずれもＬＡＮにおい
て放送通信が使用可能であることを仮定している。

よって本実施例では■の方式を採る方が有利である。こ
の選定は関係選出部Ｍとワークステーションとの間で以
下の手順によって行なわれる。

まずユーザからの論理和Ｒ−Ｒ１０ＲＲ２の要求はワー
クステーションＷｒの命令処理部１に入力される。命令
処理部１はこれを受けて関係選出部Ｍに関係の選出依頼
および対象関係基Ｒ１、Ｒ２を送受信部２を通して送る
。これとともに自身の自ワークステーション動作記憶部
６に自身が結果処理を行なうことを記録する。

ここで関係選出部Ｍの構成を第３図に示す。

関係選出部Ｍは受信部１１、送信部１２、関係選出制御
部１３、問い合せメツセージ作成部１４、対象関係名記
憶部１５、状況調査部１６、状況記憶部１７、ワークス
テーション総数記憶部１８とから構成されている。

ワークステーションＷ「より送られてきた関係選出依頼
を受信部１１が受信すると、対象関係基を対象関係名記
憶部１５に送り、Ｒ１、Ｒ２を対象関係基１、対象関係
基２にそれぞれ記録し、問い合わせメツセージ作成部１
４でどのワークステーションがこれら対象関係を持つか
を調べるための問い合わせメツセージを作成して、送信
部１２より各ワークステーションに送り出す（メツセー
ジ送出にあたっては、個別通信でも、放送通信でも全ワ
ークステーションにメツセージが届けばよい）。

一方、各ワークステーションでは関係選出部１３からの
上記問い合わせを送受信部２で受信すると、その問い合
わせが命令処理部１に送られる。

命令処理部１では、自ワークステーション状況記憶部５
を調べる。

自ワークステーション状況記憶部５には第４図に示すよ
うに、自ワークステーションの関係記憶部中に保持して
いる関係名とそれらの組数を自ワークステーション保持
関係名記憶部５ｂ、自ワークステーション保持関係組数
記憶部５Ｃに記憶しであるので、それらより問い合わせ
を受けた関係が存在するか否かを調べ、どちらも存在し
ない、どちらか一方が存在し、その関係名はＲ１、Ｒ２
のいずれである、どちらも存在する等の判定をする。

このとき関係を有する場合は、その関係の組数もそれぞ
れの関係名とともに調べる。命令処理部１は、その結果
を送受信部２を通して自ワークステーション番号ととも
に関係選出部Ｍに返答し、自ワークステーションの自ワ
ークステーション動作記憶部６にとるべき対応動作を書
き込む。

すなわち、自身が問い合わせのあった関係のうち少なく
とも１つを持つならば、ワークステーションＷ「よりの
指示を待ち、そうでなければ本演算に関する処理を終了
して他の処理を開始することを記入する。

関係選出部Ｍでは問い合わせメツセージの送出後、その
メツセージに対する返答を待つ。ワークステーションか
らの返答が受信されると状況調査部１６に送られて処理
される。

状況調査部１６では、送られてきた返答の情報より対象
関係を有するワークステーションの数とその番号、対象
関係の組数を記録し、状況記憶部１７のコピー数記憶部
１７ａ１組数記憶部１７ｂの対応する関係用の記憶場所
にそれぞれ記憶する。

状況調査部１６では、現在までに送られてきたメツセー
ジの数とワークステーション総数記憶部１８のワークス
テーション総数を比べ、全ワークステーションからの返
答を得たか否かのチエツクを行なう。

全ワークステーションからの返答が得られなければ引続
きメツセージの到着を待ち、全ワークステーションから
の返答が得られたならば関係選出部Ｍを起動する。

関係選出部Ｍでは、上記状況調査部１６によってセット
された状況記憶部１７に記憶された対象関係のコピー数
、組数を用いて上記■、■の計算を行なってＲ２の分割
を決定し、その旨、選出依頼元であるワークステーショ
ンＷ「に状況記憶部１７の内容とともに知らせて選出を
終了する。

選出が終了すると、ワークステーションＷ「と対象関係
を有するワークステーション群の間で分割対象関係を有
するワークステーションの担当領域の決定、並列処理、
結果の併合が以下の手順で行なわれる。

まず、選出結果と関係選出部Ｍの状況記憶部１７の内容
を受信したワークステーションＷ「の命令処理部１は、
該状況記憶部１７の内容を関係選出部Ｍの状況記憶部１
７と同じ構成をとる処理状況記憶部４に記憶するととも
に、選出結果を関係分割ブロック８に送る。

関係分割ブロック８は、選出結果を受は取ると処理状況
記憶部の内容から分割対象となった関係Ｒ２を有するワ
ークステーションＷ２、Ｗ４、Ｗ５の負荷を命令処理部
１を通して問い合わせる。

問い合わせを受けたこれらのワークステーションでは、
命令処理部１が自ワークステーション状況記憶部５中に
記憶されている自身の負荷を返答する。

ワークステーションＷｒの命令処理部１はこの結果を自
身の関係分割ブロック８に送り、関係分割ブロック８で
はこれをもとに各ワークステーションの担当領域を決定
する。

いまワークステーションＷ２、Ｗ４、Ｗ５の負荷をそれ
ぞれＲ２、Ｒ４、Ｒ５とすると、領域の割り当ての一例
としては次の方法を考えることができる。

Ｗ２の担当量Ｑ２−ＣＲ２ｘＬ２／　（Ｌ２＋Ｌ４＋Ｌ
５）を越えない最大の整数Ｗ４の担当ｍＱ４−ＣＲ２ＸＬ４／　（Ｌ２＋Ｌ４＋Ｌ
５）を越えない最大の整数Ｗ５の担当ｆｆ１Ｑ５−ＣＲ２ＸＬ５／　（Ｌ２＋Ｌ４
＋Ｌ５）を越えない最大の整数と考え、Ｒ２に関するＷ２の担当領域は１番目の組より
Ｑ２番目の組まで、Ｗ４の担当領域はＱ２＋１番目の組
より０２＋０４番目の組まで、Ｗ５の担当領域はＱ２＋
０４＋１番目の組より最後までとする。

この結果は命令処理部１に送られるが、命令処理部１で
はこの結果と実行すべき演算が論理和であることを分割
対象となった関係Ｒ２を有する各ワークステーションＷ
２、Ｗ４、Ｗ５に送るとともに、分割対象とならなかっ
た関係Ｒ１を保持するワークステーションの適当な１つ
のワークステーションに対しくここではたとえば、対象
ワークステーションの中でいちばん番号の小さなＷｌと
する）分割対象とならなかった関係Ｒ１の、分割対象関
係を保持するワークステーションＷ２、Ｗ４、Ｗ５およ
びワークステーションＷｒへの送出を指示する。

ワークステーションＷ２、Ｗ４、Ｗ５では、命令処理部
１が自身の担当範囲と実行すべき演算名、すなわち（自
身の担当範囲）−Ｒ１なる差演算、を自ワークステーシ
ョン動作記憶部６に記憶し、ＷｌからのＲ１の送出を待
つ。ワークステーションＷｒではＲ１の到着を待つ。

ワークステーションＷ２、Ｗ４、Ｗ５では、Ｒ１を受信
すると、Ｒ１全部とＲ２における自身の担当領域との間
で指示された演算を実行し、結果をワークステーション
Ｗ「に送る。

ワークステーションＷ「では、Ｒ１は全てを結果併合ブ
ロック３に記憶するとともに、ワークステーションＷ２
、Ｗ４、Ｗ５から送られてきた結果を、結果併合ブロッ
ク３に順次追加して最終結果を得る。

かくして本実施例によれば、関係演算処理効率を著しく
低下させる原因となる「負荷の集中」を防ぐことができ
る。そしてワークステーション群に信頼性を高める等の
理由で多重に分散された関係のコピーを利用して、効率
的な関係演算を実行することが可能となる。

なお上述した実施例においては、関係の分割を各ワーク
ステーションの負荷がなるべく均等になるように行なっ
ているが、関係の選択に際して個々のワークステーショ
ンの負荷状態を考慮することによって、各ワークステー
ションの負荷が均等になるような関係を選出する方法も
考えられる。

また上述した実施例において分割対象関係を有するワー
クステーションの負荷は、分割対象の選定終了後にワー
クステーションＷ「より問い合わせているが、関係選出
部Ｍよりの対象関係保持の問い合わせに対する返答に入
れ、それをワークステーションＷｒに送ることによって
も実現可能である。

さらに第１図において関係選出部Ｍは独立した１つの集
中装置で表現しているが、該機能を分散して実行したり
、いずれかのワークステーションＷｒ中で実行する方法
も考えられる。

［発明の効果］以上説明したように本発明の関係データベースシステム
によれば、データベースへの処理要求を多重化された要
素上で並列に処理するので、資源の利用効率が高まり、
処理速度の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図におけるワークステーションＷｒの構成を示す図、
第３図は関係選出部Ｍの構成を示す図、第４図は第２図
および第３図における自ワークステーション状態記憶部
の構成を示す図、第５図は従来の関係データベースシス
テムにおける多重化について説明する図である。１・・・命令処理部、２・・・送受信部、３・・・結果
併合ブロック、４・・・処理状況記憶部、５・・・自ワ
ークステーション状況記憶部、６・・・自ワークステー
ション動作記憶部、７・・・関係演算ブロック、８・・
・関係分割ブロック、９・・・関係記憶部、１１・・・
受信部、１２・・・送信部、１３・・・関係選出制御部
、１４・・・問い合せメツセージ作成部、１５・・・対
象関係名記憶部、１６・・・状況調査部、１７・・・状
況記憶部、１８・・・ワークステーション総数記憶部。出願人　　　　　株式会社　東芝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のプロセッサで関係を管理する関係データベ
ースシステムにおいて、少なくとも、ある関係のコピー
を管理するプロセッサ群に対して各々のプロセッサが該
関係のどの部分を処理するかを決める関係分割手段と、
各プロセッサに割り当てられた各関係に関する演算結果
を受け取って総合する併合手段とを備え、関係演算を並
列に行なうことを特徴とする関係データベースシステム
。
（２）複数箇所にコピーが存在する関係の論理和、差、
共通部分、直積、結合の関係演算を行う際に、前記関係
のいずれを分割処理するかを決定する関係選出手段を備
え、選出された関係を分割し、分割された関係のコピー
が存在するプロセッサにもう一方の全ての関係を送り、
これらのプロセッサ群で並列に関係演算を実行する特許
請求の範囲第１項記載の関係データベースシステム。