JPH04257063A - データベース検索条件評価方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、意味的なデータモデ
ルに基づきデータを、点と枝を構成要素とするグラフで
表現して、格納。管理するデータベースにおいてデータ
検索時にその条件式を各点について評価するための検索
条件評価方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】データベース管理システムは、データベ
ースの管理を行うために、概略的には次のような機能を
有するソフトウェアの集合体であり、電子計算機のＣＰ
Ｕ上に仮想的に実現できる各部の集合体である。 （１）　データ相互間の関係や、データの記録媒体への
蓄積の管理機能。

【０００３】（２）　利用者の要求に従って、記憶媒体
上のデータをアクセスし情報の検索を可能とする機能。 （３）　データが正しい状態に保たれるための制御機能
。 以上の機能を有するデータベース管理システムは、例え
ば図４に示すような各部によって構成される。データベ
ース１１はファイル中に格納されているデータの集まり
のことであり、データベース管理システムは、利用者の
コマンド１２をもとにデータベース１１に対し利用者の
コマンド１２で指示された操作を行い、利用者に処理結
果１３を返却する。この処理のために必要なデータが、
データ定義情報ファイル１４，データ型定義情報ファイ
ル１５，データベース管理システム制御用データファイ
ル１６に蓄えられている。以下、利用者のコマンド１２
が入力されてから利用者に処理結果１３が返却されるま
でのデータベース管理システムの動きについて説明する
。

【０００４】まず、コマンド処理部１７は機密管理部１
８を用いて、利用者がコマンド１２を発行する権限を保
持しているかを検査する。ここで、機密管理部１８はデ
ータ定義情報管理部１９を使用し、データ定義情報ファ
イル１４中の権限情報を参照する。その後、コマンド処
理部１７は利用者のコマンド１２に対し、データ定義情
報管理部１９ならびにデータ型管理部２１を使用して検
査ならびに解析を行う。この際にデータ定義情報管理部
１９はデータ定義情報ファイル１４を参照し、データ型
管理部２１はデータ型定義情報１５を参照する。利用者
のコマンド１２に対する検査および解析が終了すると、
コマンド処理部１７は利用者のコマンド１２に対応する
データベース処理を実行する。

【０００５】すなわち、コマンド処理部１７は一貫性制
御部２２を使用してコマンド１２に対応するデータベー
ス処理が実行可能か検査を受け、実行可能であればデー
タ処理部２３，一貫性制御部２２，資源管理部２４を使
用してデータベース１１中のデータの一貫性を保持しな
がらデータベースに対する操作（検索、格納、削除、更
新）を行う。一連の処理が正常に終了した場合は、デー
タベース処理の結果１３を利用者に返却する。

【０００６】何らかの異常が発生した場合には、障害管
理部２５がデータを正しい値に戻す。以上において、フ
ァイルやメモリへのアクセスは、ファイル・メモリ管理
部２６が一元的に実現する。また、データベース処理制
御部２７は以上の処理を効率よく実現するための制御を
行う。さらに、データベースの生成、設計、再構成を援
助するデータベース生成援助部２８，データベース設計
援助部２９，データベース再構成援助部３１が用意され
ている。

【０００７】ここで、データ処理部２３はデータベース
１１を構成する各ページ３２の格納構造を意識する。す
なわち、各ページ３２ごとに存在するページ内制御デー
タ３３ならびに個別制御データ３４およびデータ３５の
データ構造を意識する。データ処理部２３はコマンド１
２に応じてデータベース１１中のデータの操作を行うが
、各ページ３２の格納構造を利用者が意識することはな
い。

【０００８】一方、意味的なデータモデルは文献（Ｒｉ
ｃｈａｒｄ　ＨｕｌｌとＲｏｇｅｒ　Ｋｉｎｇ　：”Ｓ
ｅｍａｎｔｉｃ　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ
：　Ｓｕｒｖｅｙ，　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　ａ
ｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｓｓｕｅｓ”，　ＡＣＭ　
Ｃｏｍｐ−ｕｔｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ，　１９巻、３号
、２０１〜２６０ページ、１９８７年：田中克己訳：“
意味データモデリング：サーベイ、応用、研究課題”，
コンピュータ・サイエンス、ｂｉｔ７月号別冊、１１７
〜１６５ページ、共立出版、１９８９年）に記されてい
るように、様々なデータ間の関連を用いてデータの持つ
意味を構造的に表現するモデルである。このような意味
的なデータモデルを実現するデータベース管理システム
で意識する格納構造にはグラフを使用するのが自然であ
る。

【０００９】従来のグラフ状のデータの格納は、図５に
示すデータ構造（ホーマット）によって実現されていた
。すなわち、点データ構造３６には、その点のデータ長
、データ値のほかに、その点を始点とする枝の種類と数
と、その数分だけの枝リストを指示するポインタが格納
される。枝リスト３６には、同一の枝種類に属する枝の
実体数と、その数分の枝を指示するポインタが格納され
る。枝データ構造３８には、その枝のデータ長、データ
値のほかに、その枝の終点を指示するポインタが格納さ
れる。

【００１０】図６Ａに示すように、点Ａより枝Ｘが出て
点Ｂに至り、その点Ｂから枝Ｙが出て点Ｃに至る。この
データ定義に対し、例えば図６Ｂに示すデータ実体があ
るとする。つまり点Ａはデータ長ｍａ，データ値ａｄ，
枝の種類数１であって、これより１本の枝Ｘが出ており
、その枝Ｘはデータ長ｍｘ，データ値ｘｄであり終点は
点Ｂである。点Ｂはデータ長ｍｂ，データ値ｂｄ、枝の
種類数１であり、これより２本の枝Ｙが出ており、その
一方の枝Ｙはデータ長ｍｙ１，データ値ｙ１ｄ　で終点
は点Ｃであり、他方の枝Ｙはデータ長ｍｙ２，データ値
ｙ２ｄ　，終点は点Ｃである。前者の枝Ｙが達する点Ｃ
はデータ長ｍｃ１，データ値ｃ１ｄ　であり、後者の枝
Ｙが達する点Ｃはデータ長ｍｃ２，データ値ｃ２ｄ　で
ある。

【００１１】この図６Ｂのデータを図５に示すデータ構
造を用いて表現すると図７のようになる。つまり点Ａの
データ構造３６はｍａ，ａｄ，１が順次格納され、次に
その枝リストを指示するポインタＰｘｒが格納される。 そのポインタＰｘｒにある枝リスト３７には枝実体数１
の次に枝Ｘのデータを指示するポインタＰｘ　が格納さ
れる。 そのポインタＰｘ　にある枝Ｘのデータ構造３８にはｍ
ｘ，ｘｄが格納され、次に終点を指示するポインタＰＢ
　が格納される。そのポインタＰＢ　には点Ｂのデータ
があり、そのデータ構造はｍｂ，ｂｄ，１が順次格納さ
れ、その枝リストを指示するポインタＰｘｒが格納され
る。このポインタＰＹｒにある枝リスト３７には枝実体
数２と２本の枝Ｙのデータを指示するポインタＰＹ１，
ＰＹ２が順次格納される。以下同様である。

【００１２】各データでは図５に示したデータ構造によ
り図７に示すように表現され、この表現形式でデータベ
ース１１のページ３２に格納されている。従って１つの
データについて、例えば点Ｂのデータ値ｂｄは、点Ａ（
第１の点１から枝Ｘを経由して点Ｂに到達して初めて得
られる。従って検索条件式の評価処理では、つまり、あ
る点が与えられた条件式を満たすか否かの評価処理を行
うには図８の流れ図に示すように、第１の点からこの点
に接続されている要素（点および枝）の各データ値を順
次評価してゆく。

【００１３】図８において、ある処理〇の右下への分岐
はその処理の手順を示す。従って検索条件式を評価する
ことは開始点（第１の点）から目的の最遠点まで巡航し
、その巡航は経路解析して、経路情報を蓄え、その経路
を巡航する。この巡航はまず検出フラグをＹとし、第１
の点Ａの値、つまりデータ値ａｄと枝リストポインタＰ
ｘｒを得、次に条件を満足したかを検索し、条件式がな
い場合、条件式があり、かつデータ値ａｄがその条件式
を満たす場合は満足したとして点を得るサブルーチンに
移り、不満足の場合と検出フラグをＮとする。点を得る
サブルーチンにおいては、まず経路情報の存在を検査し
、あれば次の処理を巡航する枝の種類数繰り返す。すな
わち、まず合致フラグをＮとし、さらに次の処理を枝の
実体数繰り返す。つまり先に得た枝リストポインタＰｘ
ｒにより次の枝Ｘの値、すなわちポインタＰＸ　を得、
これより更に枝Ｘの終点へのポインタＰＢ　を得、これ
より点Ｂのデータ値ｂｄと枝リストポインタＰＹｒとを
得、そのデータ値が条件を満足するかを評価し、不満足
なら次にこの例では一方の枝ＹのポインタＰＹ１を得、
さらに枝Ｙから点ＣのポインタＰｃ１を得、条件が満足
ならば、合致フラグをＹとし、使用済みの経路情報を削
除した新たな経路情報を作成し、点を得るサブルーチン
の始めに戻る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のグラフのための
データ構造では、第１の点から順次条件式評価を行い、
次の点に達するには枝リストポインタから枝リストを得
、その枝リストが枝のポンイタを得、そのポインタによ
り枝データを得て次の点のポインタが求まる。以下これ
を次々と行う必要があり、このため点または枝の値に対
する条件式評価を行おうとすると、条件式に現れる属性
（点または枝）のグラフ上での位置に条件式評価性能が
依存し、第１のデータに近ければ短時間で行えるが、遠
ければ長い時間がかゝってしまうという問題があった。 条件式中の属性（点）のデータ表現グラフ上の位置とい
う物理的な変数に条件式評価性能が依存するのは、高水
準なデータベース言語をサポートし高度なデータ独立正
を実現するデータベース管理システムの格納構造として
は好ましくない。この発明の目的は、条件式評価性能を
条件式中の属性（点）のデータ表現グラフ上の位置とい
う物理的な変数から独立とし、高水準なデータベース言
語による高度なデータ独立性を実現可能とする検索条件
式評価方式を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の条件式評価方式では、データを表現する
グラフごとに点の種類数とその種類数分の点ポインタエ
ントリとを格納するトップデータを格納し、そのトップ
データ中の各点ポインタエントリには、同一の点の種類
に属する点の実体数とその点を指示するポインタまたは
その各点を指示するポインタの集合であるポインタリス
トを指示するポインタを格納しておき点の値に関する条
件式評価を、点ポインタエントリ中のポインタを使用し
てその点の実体に直接接近して検索条件式評価を行う。

【００１６】

【作　　用】トップデータの点ポインタエントリから各
点のデータを、枝データなどを見ることなく、次々と直
接得ることができ、条件式に現われる属性（点）のグラ
フ上の位置が遠くても短時間で条件式評価を行うことが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を用いて具
体的に説明する。図１に、データベース管理システムが
意識するこの発明に用いられるデータ構造の例を示す。 すなわちトップデータ４１にそのデータの点の種類の数
、その各点の種類ごとの点ポインタエントリ４２が格納
される。その点ポインタエントリ４２にはその点の実体
数とその点データを指示するポインタ、またはそのポイ
ンタリストへのポインタが格納され、ポインタリスト４
３には各点（データ）へのポインタが格納される。点デ
ータ４４にはその点のデータ長、データ値、その点から
出る枝の種類数、その各枝種類ごとの枝リストへのポイ
ンタが格納され、枝リスト４５には枝の実体数、その各
枝（データ）へのポインタが格納され、枝データ４６に
はその枝のデータ長、データ値、終点へのポインタが格
納される。

【００１８】つまり、トップデータ４１，点ポインタエ
ントリ４２，ポインタリスト４３はこの発明で導入され
、点データ４４，枝リスト４５，枝データ４６は従来の
データ構造である図５に示すものと同一である。図６Ａ
のデータ定義に従う図６Ｂのデータを図１のデータ構造
に従って表現すると図２に示すようになる。点データ４
４，枝リスト４５，枝データ４６はそれぞれ図７の点デ
ータ３６，枝リスト３７，枝データ３８と同一である。 図６Ａのデータ定義上の点の数（ここでは３）だけ点ポ
インタエントリ４２を保持可能なトップデータ４１を用
意し、トップデータ４１の点の種類数に、格納するデー
タの定義上の点の数（ここでは３）を設定する。トップ
データ４１のｉ番目の点ポインタエントリ４２の点の実
体数には、定義上の通番がｉの点の数を設定する。 すなわち、通番ｉの点Ａの実体数は１であるので、トッ
プデータ４１の１番目の点ポインタエントリ４２の点の
実体数に１を設定する。　　以下同様に、２番目の実体
数に１，３番目の実体数に２を設定する。また、定義上
の通番がｉの点はトップデータ４１のｉ番目の点ポイン
タエントリ４２中のポインタから指示する。ただし、指
示する点の数が２以上の時は、その数分のポインタを保
持可能なポインタリスト４３を用意し、トップデータ４
１のｉ番目の点ポインタエントリ４２中のポインタはポ
インタリスト４３を指す。ポインタリスト４３のポイン
タが点を指す。データ定義上の通番がｉの点の数が０の
時は、トップデータ４１の点の種類数に０のみを設定す
る。この例では、通番１の点Ａはトップデータ４１の１
番目の点ポインタエントリ中のポインタＰＡ　から指示
され、通番２の点Ｂは２番目の点ポインタエントリ４２
中のボインタＰＢ　から指示される。通番３の点Ｃは２
個存在するので、ポインタを２個保持可能なポインタリ
スト４３を用意し、トップデータ４１の３番目の点ポイ
ンタエントリ４２中のポインタＰｃｒからそのポインタ
リスト４３を指示する。そのポインタリスト４３の２個
のポインタＰｃ１，Ｐｃ２は、２個の点Ｃを各々指示す
る。以上のようにしてトップデータ４１，点ポインタエ
ントリ４２，ポインタリスト４３が作成される。各デー
タはこのように表現されてデータベースのページ３２に
配置される。

【００１９】次に、このように格納されたデータに対す
る検索条件評価処理を図３の流れ図を参照して述べる。 今例えば、図２のデータに対して、検索条件式に「Ｂ＝
“ｆｄ”」が指定された検索を考える。検索対象のデー
タの定義上の点の数が３であり、点Ｂが定義上通番２の
点であることは、データ定義情報をデータベース管理シ
ステム内で保持するという従来の方式により容易に得ら
れる。検索条件式評価は以下のように行われる。評価の
ための繰り返しはループＢが３回行われる。まず、第１
回目のループＢの繰り返しでは通番１の点について検索
条件式評価が行われる。従来より行われているようにＡ
点は通番１の点であることがわかり、かつ検索条件式が
通番２に対するものであり、従って点Ａには条件式がな
いので、ステップＣで何もせずに次のループＢの繰り返
しとなる。第２回目のループＢの繰り返しでは通番２の
点（点Ｂ）の条件式評価が行われる。ここではステッフ
Ｃで条件式が存在するので次に進み、まず、条件合致フ
ラグを不合致とする（ステップＤ）。次に、点Ｂのすべ
ての値に対して条件式を評価する（ループを、１点に複
数のデータ値をもっことがある）。まず、着目している
点（点Ｂ）の通番は２であるので、トップデータ４１の
２番目の点ポインタエントリ４２に着目する。その点の
実体数１から（一番最初は０に設定され、条件式評価後
も値が保持されている）カウンタの値を引いた結果によ
って処理が分かれる（ステップＧ）。今、（実体数−カ
ウンタの値）は１であるから、点ポインタエントリ４２
中のポインタＰＢ　の指示する点に接近する（ステップ
Ｈ）。そして、その点（点Ｂ）の値として格納されてい
る値“ｂｄ”を取り出し、述語中のＢに“ｂｄ”を代入
して、述語を評価する（ステップＫ）。述語は、“ｂｄ
”＝“ｆｄ”となり条件を満足していないことが分かる
（ステップＬ）。ステップＧで、実体数からカウンタの
値を引いた結果が０の場合、すべての点を処理するため
の繰り返しを抜け、また、その引いた結果が２以上の場
合、ポインタリスト４３に接近し（ステップＩ）、その
ポインタリスト４３中の（カンウタ＋１）番目のポイン
タが指示する点のデータ値を評価する（ステップＪ，Ｋ
）。

【００２０】次にカウンタの値を現在の値に１加えた値
とする（ステップＮ）。ステップＬで条件式を満足した
ならば、条件合致フラグを“合致”とし（ステップＭ）
、すべての点を処理するためのループＥの繰り返しに入
らずに次の処理を行う。ステップＬで不満足の場合はル
ープＥの繰り返しに入る。条件合致フラグが“合致”な
らば（ステップＯ）、次の通番の点の条件式評価に進み
、（ループＢの第３回目の繰り返し）、このフラグが“
不合致”ならば、検出フラグを“未検出”として（ステ
ップＰ）定義上の点の数回の繰り返し（ループＢ）から
出る。最後に、検出フラグを検査して（ステップＱ）デ
ータを返却するか否かを決定する。例では、条件合致フ
ラグが不合致となり、検出フラグが“未検出”となって
検索条件式評価は終了する。

【００２１】以上のように、点Ｂの検索条件式評価にお
いて、第一の点（点Ａ）等を経由せずに、直接述語中の
点に接近し条件評価が可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、検索条件式中の属性（点）のグラフ上の位置
のいかんにかゝわらず、その検索条件式が対象としてい
る通番でない点については、ループＢ中でステップＣか
らすぐループＢの始めに戻り、かつ検索条件式が対象と
している通番の場合はトップデータ４１の点ポインタエ
ントリから直ちに、その点データ値を得ることができ、
従来のように、第１の点から枝リスト、枝データを順次
追って目的の点データを得る場合と比較して頗る短時間
で検索条件式評価を行うことができる。つまり、条件式
評価性能を条件式中の属性（点）のデータを表現するグ
ラフ上の位置という物理的な変数から独立とすることが
できる。従って、条件式に現われる属性の数によって性
能が決定でき、データ独立性の高い条件式評価を実現で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に用いるデータ構造を示す図。

【図２】図１のデータ構造で図６Ｂのデータを表現した
状態を示す図。

【図３】この発明にかゝる検索条件式評価処理の流れを
示す流れ図。

【図４】データベース管理システムの一般的構成を示す
ブロック図。

【図５】従来のデータ構造を示す図。

【図６】Ａはデータ定義を示す図。Ｂはそのデータ例を
示す図。

【図７】図５のデータ構造に基づく図６Ｂのデータの表
現を示す図。

【図８】従来のデータ構造に基づく検索条件式評価処理
の流れを示す流れ図。

【符号の説明】

４１　　　　トップデータ構造 ４２　　　　点ポインタエントリのデータ構造４３　　
　　ポインタリストのデータ構造４４　　　　点データ
構造 ４５　　　　枝リストのデータ構造 ４６　　　　枝のデータ構造。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　データを、点と枝を構成要素とするグ
   ラフで表現し格納・管理するベータベースにおける検索
   条件評価方式において、同一の点の種類に属する点の実
   体数ならびにその点を指示するポインタまたはその複数
   の各点を指示する複数のポインタが格納されたポインタ
   リストを指示するポインタを格納する点ポインタエント
   リと、点の種類数ならびにその種類数分の上記点ポイン
   タエントリを格納するトップデータとを各データについ
   て格納しておき、点の値に関する条件式評価を上記点ポ
   インタエントリ中のポインタを使用してその点の実体に
   直接接近し行うことを特徴とするデータベース検索条件
   評価方式。