JPH0581342A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データ量が多い場合でも演算処理装置内で演算
処理全てを実行できるようにし、ホスト装置の負荷の軽
減を図る。 【構成】ハードウェア制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６
４によって制御される演算処理によって所定のデータ範
囲毎に中間結果が求められ、その中間結果は作業ファイ
ル１７１へ順次出力される。そして、作業ファイル１７
１上の各中間結果から所定箇所が順次入力されて、それ
ら入力された中間結果の統合処理が行われる。このた
め、データ量が多く大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３の
記憶容量を超過するような演算処理を行う場合でも、作
業ファイル１７１を直接的に使用してそこに中間結果を
蓄積できるので、データベース演算処理装置１６内で演
算処理全てを実行することができる。したがって、ホス
トコンピュータ１０の負荷を大幅に軽減でき、十分に高
速な演算処理を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ホスト装置からの要
求に応じて演算対象のファイルデータに対してソートや
関係代数演算等の演算処理を実行する演算処理装置を備
えたデータ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンピュータシステムにおいて
は、ソート処理や関係データベースの検索系処理等を高
速に実行するために専用のデータベース演算処理装置が
設けられている。このデータベース演算処理装置はハー
ドウェアソータと称される演算回路を備えており、この
演算回路を用いることによってソートや関係代数演算を
高速に実行する。

【０００３】このデータベース演算処理装置で演算処理
を行う場合には、ホスト装置の２次記憶装置からそのデ
ータベース演算処理装置内の内部メモリに演算対象デー
タが入力され、その入力データが演算回路に送られて所
定の演算が実行される。そして、その演算処理の結果は
内部メモリに入力される。

【０００４】このように、データベース演算処理装置の
内部メモリには処理対象データや処理結果のデータが格
納される。このため、データ量が比較的少ない場合には
問題ないが、データ量が多く内部メモリの記憶容量を越
えてしまうような場合においては、演算処理結果が内部
メモリに保持できなくなるという事態が生じ、データベ
ース演算処理装置内で演算処理を行うことが出来なくな
る。

【０００５】このため、従来では、データ量が多い場合
には演算回路による演算の中間結果をホスト装置に渡
し、それら中間結果の統合等の処理を全てホスト装置に
依頼するという手法が用いられていた。この場合、ホス
ト装置は、例えば、その受け取った中間結果を主記憶に
順次書き込み、中間結果の統合処理等を行ってその後に
最終結果を２次記憶装置に書き込むという処理を行うこ
とが必要となる。

【０００６】ホスト装置がデータベース演算処理装置の
演算処理をこのようにサポートすると、主記憶のメモリ
資源の多くがそのために使用されてしまうと共に、その
ホスト装置の負荷を増大させることになる。このため、
十分な負荷分散を図ることができなくなり、結果とし
て、コンピュータシステム全体の性能が低下されるとい
う不具合が招かれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来では、データ量が
多い場合には演算処理装置内で演算処理全てを実行する
ことが出来きず、ホスト装置の負荷が増大されるという
欠点があった。

【０００８】この発明はこのような点に鑑みなされたも
ので、データ量が多い場合でも２次記憶装置の作業ファ
イルを用いる事により演算処理装置内で演算処理全てを
実行できるようにし、ホスト装置の負荷を大幅に軽減
し、しかも十分に高速な演算処理を実現できるデータ処
理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
ホスト装置と、演算対象のファイルデータが格納される
２次記憶装置と、前記２次記憶装置を直接アクセスする
ためのパスを有し、前記ホスト装置からの要求に応じて
前記演算対象のファイルデータに対して所定の演算処理
を実行する演算処理装置とを備えたデータ処理装置にお
いて、前記演算処理装置に、演算対象のファイルデータ
を前記パスを介して前記２次記憶装置から内部メモリに
入力する手段と、内部メモリに入力されたデータに対し
て所定の演算処理を実行し、所定のデータ範囲毎に中間
結果を順次求める演算手段と、この演算手段によって求
められた中間結果を前記パスを介して前記２次記憶装置
内の所定の作業ファイルへ順次出力する手段と、前記作
業ファイル上の各中間結果から所定箇所を前記パスを介
して前記内部メモリに順次入力する手段と、前記内部メ
モリに入力された中間結果を順次統合処理し、最終結果
を求める手段とを具備し、前記演算処理装置が前記２次
記憶装置上に割り当てられた作業ファイルを直接的に使
用して演算処理を行うことを第１の特徴とする。

【００１０】このデータ処理装置においては、演算手段
によって所定のデータ範囲毎に中間結果が求められ、そ
の中間結果は２次記憶装置内の作業ファイルへ順次出力
される。そして、作業ファイル上の各中間結果から所定
箇所が内部メモリに順次入力されて、それら入力された
中間結果の統合処理が行われる。このため、データ量が
多く内部メモリの記憶容量を超過するような演算処理を
行う場合でも、２次記憶装置上に割り当てられた作業フ
ァイルを直接的に使用してそこに中間結果を蓄積できる
ので、演算処理装置内で演算処理全てを実行することが
できる。したがって、ホスト装置の負荷を大幅に軽減で
き、十分に高速な演算処理を実現できる。

【００１１】また、この発明は、演算処理装置に第１乃
至第３のプロセッサから構成されるマルチプロセッサ構
成を採用し、演算処理装置と２次記憶装置間のデータ入
出力を第１のプロセッサに、演算回路を用いた演算処理
を第２のプロセッサに、そして、全体の制御と中間結果
の統合処理を第３のプロセッサにそれぞれ機能分散する
と共に、第１のプロセッサによって内部メモリと作業フ
ァイル間における中間結果の転送を実行させるように構
成したことを第２の特徴とする。

【００１２】この構成においては、第１乃至第３のプロ
セッサによって負荷分散が図れ、しかもこの様な機能分
散によってデータ入力と中間結果を求める演算処理が並
行して実行でき、また作業ファイルからの中間結果の入
力処理と統合処理およびデータ出力処理も並行して実行
可能となる。このため、データ量が多い場合でも演算処
理に要する全体の時間を著しく低減でき、高性能の装置
を実現できる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１４】図１にはこの発明の一実施例に係わるデー
タ処理装置の全体のシステム構成が示されている。この
データ処理装置は、ホストコンピュータ１０と、データ
ベース演算処理装置（データベースエンジン；ＤＢＥ）
１６と、磁気ディスク装置１７とによって構成されてい
る。ホストコンピュータ１０は、ＣＰＵ１１、主記憶装
置１２、第１および第２のチャネル装置１４，１５によ
って構成されており、これらＣＰＵ１１、主記憶装置１
２、およびチャネル装置１４，１５はシステムバス１３
を介して相互接続されている。

【００１５】ホストコンピュータ１０とデータベース演
算処理装置１６はチャネル装置１４によって接続され、
またホストコンピュータ１０と磁気ディスク装置１７は
チャネル装置１５によって接続されている。さらに、デ
ータベース演算処理装置１６と磁気ディスク装置１７は
専用のアクセスパス１８を介して接続されている。

【００１６】ＣＰＵ１１は、ホストコンピュータ１０全
体の制御を司るものであり、データベース演算処理装置
１６に対してソート処理や関係代数演算等の各種演算処
理の実行を依頼する。また、この演算処理の依頼に際
し、ＣＰＵ１１は、磁気ディスク装置１７の一部の記憶
領域を作業ファイル１７１としてデータベース演算処理
装置１６に割り当てる。この作業ファイル１７１の割り
当ては、ＣＰＵ１１が、どの記憶領域を作業ファイルと
して使用するのかを指定する作業ファイルコマンドを発
行することによって行われる。作業ファイル１７１の大
きさは、演算対象の入力ファイルの大きさに基づいて決
定される。

【００１７】主記憶装置１２には、データベース演算処
理装置１６に演算対象ファイルや演算内容を指示するた
めのコマンドや、作業ファイルを指定する作業ファイル
コマンドが格納される。

【００１８】データベース演算処理装置（ＤＢＥ）１６
は、ＣＰＵ１１からのコマンドに基づいて演算対象ファ
イルのデータに対して演算処理を実行するものであり、
演算対象ファイルの入力および演算結果の出力、さらに
は演算の中間結果の入出力のために、パス１８を介して
磁気ディスク装置１７を直接的にアクセスする。

【００１９】このデータベース演算処理装置（ＤＢＥ）
１６は、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６
２、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３、ハードウェアソ
ータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４、並列ソーティ
ングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５、および並列関係代
数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６によって構成され
ている。

【００２０】エンジンインターフェースプロセッサ（Ｅ
ＩＰ）１６１、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６
２、およびハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４の３台のプロセッサは内部バス１６によって
相互接続されており、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３
を共有メモリとする密結合のマルチプロセッサを構成し
ている。大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３は、３台の各
プロセッサの共通のアドレス空間上に配置されている。
また、これら３台のプロセッサ、つまりエンジンインタ
ーフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１、エンジン制御
プロセッサ（ＥＣＰ）１６２、およびハードウェアソー
タ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４には機能分散がな
されている。この場合、それぞれの固有の役割を効率良
く実行するために、これら各プロセッサは、密結合なが
らそれぞれに適した独立のモニタによって動作制御され
るように構成されている。

【００２１】エンジンインターフェースプロセッサ（Ｅ
ＩＰ）１６１、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６
２、およびハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４の機能分散は、次のようになされている。

【００２２】すなわち、エンジンインターフェースプロ
セッサ（ＥＩＰ）１６１は、ホストコンピュータ１０と
データベース演算処理装置１６間の通信を行うと共に、
磁気ディスク装置１７のディスクコントローラにもパス
１８を介して接続されており、磁気ディスク１７とのデ
ータ入出力を直接的に制御する。また、エンジンインタ
ーフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１は、磁気ディス
ク装置１７にデータを出力する際、出力ファイルの再構
成処理も行う。

【００２３】ホストコンピュータ１０との間の通信にお
いては、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１は、第１のチャネル装置１４を介してＣＰＵ
１１から送られてくるコマンドを受信し、それをエンジ
ン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２に送信する。また、
エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１
は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２から送ら
れてくるコマンド結果としてのステータスを受信し、そ
れを第１のチャネル装置１４を介してＣＰＵ１１に返信
する。

【００２４】磁気ディスク装置１７との間のデータ入出
力処理においては、エンジンインターフェースプロセッ
サ（ＥＩＰ）１６１は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣ
Ｐ）１６２からの入出力要求を受け付け、大容量メモリ
（ＥＢＤＭ）１６３と磁気ディスク装置１７との間でデ
ータ転送を行う。このデータ転送には、演算対象ファイ
ルを磁気ディスク装置１７から入力するデータ入力処
理、演算の最終結果を磁気ディスク装置１７へ出力する
データ出力処理、所定のデータ範囲毎の演算の中間結果
を磁気ディスク装置１７の作業ファイル１７１との間で
入出力する中間結果入出力処理がある。

【００２５】エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２
は、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１
６１、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３、およびハード
ウェア制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４を内部バス１
６７を介して制御すると共に、作業ファイル１７１から
大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に入力される各中間結
果の統合処理を行い、最終演算結果を求める。例えば、
ソート処理の演算を行う場合には、エンジン制御プロセ
ッサ（ＥＣＰ）１６２は、中間結果としての部分ソート
列に対してマージを行い、これによって最終ソート結果
を求める。

【００２６】大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３は、磁気
ディスク装置１７から読み出された演算対象のファイル
データ、ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４、並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５、および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡ
Ｍ）１６６による演算処理における所定データ範囲毎の
中間結果、さらには、エンジン制御プロセッサ（ＥＣ
Ｐ）１６２による統合結果等を格納する共有メモリであ
る。演算対象のファイルデータは大容量メモリ（ＥＢＤ
Ｍ）１６３内の入力バッファ部に格納され、中間結果お
よび統合処理結果は大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３内
の出力バッファ部に格納される。

【００２７】この場合、中間結果全てについては大容量
メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に保持できないので、ハード
ウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４、並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５、および並
列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６による演
算で得られた中間結果は、作業ファイル１７１に順次出
力される。

【００２８】ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣ
ＡＭ）１６４は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１
６２からの指令に基づいて、並列ソーティングモジュー
ル（ＰＳＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュー
ル（ＰＲＡＭ）１６６による演算を制御する。

【００２９】この場合、ハードウェアソータ制御プロセ
ッサ（ＥＣＡＭ）１６４は、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）
１６３上のデータを並列ソーティングモジュール（ＰＳ
ＯＭ）１６５に入力し、並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６から出力された演算結果を大容量メ
モリ（ＥＢＤＭ）１６３上に格納するが、並列ソーティ
ングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５へのデータ入力に際
しては、所定のデータ範囲毎にキー切り出し処理を実行
する。このキー切り出し処理においては、ハードウェア
ソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４は、演算対象
データ範囲の各レコードから演算に必要なキーのみを切
り出し、それにレコード識別番号（大容量メモリ１６３
上におけるレコードの先頭アドレス）を付加して並列ソ
ーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５へ送出する。

【００３０】並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５は、ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４によって駆動され、ソートを並列に実行する
専用のハードウェア回路であり、並列関係代数演算モジ
ュール（ＰＲＡＭ）１６６に接続されている。この並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５は、パイプ
ラインマージソータと称されるものであり、２−ウェイ
マージを行う複数のソートセルをカスケード接続してな
る。

【００３１】並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）
１６６は、関係型データベースにおけるＪＯＩＮ（結
合）やＲＥＳＴＲＩＣＴ（制約）といった関係代数演算
を並列に実行する専用のハードウェア回路であり、並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５からソート
されたデータを入力し、演算結果をハードウェアソータ
制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４に出力する。ソート
処理だけを実行する場合には、並列関係代数演算モジュ
ール（ＰＲＡＭ）１６６は、最終段のソートセルとして
機能する。また、ＪＯＩＮ（結合）やＲＥＳＴＲＩＣＴ
（制約）といった関係代数演算を行う場合には、並列ソ
ーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５のソートセル
を数段用いたソート後に、並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６に入力される。

【００３２】このように、エンジンインターフェースプ
ロセッサ（ＥＩＰ）１６１、エンジン制御プロセッサ
（ＥＣＰ）１６２、およびハードウェアソータ制御プロ
セッサ（ＥＣＡＭ）１６４には、それぞれ作業ファイル
１７１を用いた拡張処理のための機能が分散されてい
る。この場合、これらプロセッサは、大容量メモリ（Ｅ
ＢＤＭ）１６３上のバッファのやりとりを除けば非同期
に動作し、並行して各機能を実行する。

【００３３】例えば、作業ファイル１７１を用いた拡張
処理でソートを行う場合を想定する。この拡張ソート
は、演算対象データの入力処理、所定データ範囲毎のソ
ート処理、中間結果の出力処理によってソートフェーズ
が実行され、中間結果の入力処理、マージ処理、出力処
理によってマージフェーズが実行される。この場合、ソ
ートフェーズにおいては、ハードウェアソータ制御プロ
セッサ（ＥＣＡＭ）１６４の制御によるソート演算処理
は、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１
６１による演算対象データの入力処理と並行して実行さ
れる。また、マージフェーズにおいては、エンジンイン
ターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１による中間結
果の入力処理と、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１
６２によるマージ処理と、エンジンインターフェースプ
ロセッサ（ＥＩＰ）１６１による演算結果出力処理は並
行して実行される。

【００３４】次に、図１のデータ処理装置によって実行
される作業ファイル１７１を用いた拡張処理の動作を説
明する。

【００３５】まず、データ処理装置全体の処理の流れを
説明する。

【００３６】ＣＰＵ１１は、主記憶装置１２上にあるソ
ート等の演算指定コマンドと作業ファイルコマンドをシ
ステムバス１３を介してデータベース演算処理装置１６
に発行する。それらコマンドは大容量メモリ（ＥＢＤ
Ｍ）１６３に格納される。エンジン制御プロセッサ（Ｅ
ＣＰ）１６２は、そのコマンドの解析を行い、作業ファ
イル１７１の位置及び大きさを認識すると共に、処理対
象となるデータをエンジンインターフェースプロセッサ
（ＥＩＰ）１６１を介して磁気ディスク装置１７から大
容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に一定量単位で部分的に
読み込み、それをハードウェアソータ制御プロセッサ
（ＥＣＡＭ）１６４に渡して処理させる。ハードウェア
ソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４は、並列ソー
ティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５と並列関係代数
演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６を用いて演算を実行
し、処理が終了すればエンジン制御プロセッサ（ＥＣ
Ｐ）１６２に報告を行う。ハードウェアソータ制御プロ
セッサ（ＥＣＡＭ）１６４から得られる中間結果は、作
業ファイル１７１に送られる。この後、エンジン制御プ
ロセッサ（ＥＣＰ）１６２は、作業ファイル１７１から
入力された各中間結果を統合して、最終処理結果を求め
る。エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１
６１は、処理結果をディスク装置１７に出力し、そして
与えられたコマンドに対応する応答をシステムバス１３
を介してＣＰＵ１１に返す。

【００３７】次に、図２乃至図４を参照して、データベ
ース演算処理装置１６内における動作を説明する。

【００３８】前述したように、大容量メモリ（ＥＢＤ
Ｍ）１６３にはエンジンインターフェースプロセッサ
（ＥＩＰ）１６１による入力処理によって演算処理対象
のデータが格納され、この入力処理と並行してハードウ
ェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４による演
算制御が実行される。すなわち、エンジンインターフェ
ースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１は、磁気ディスク装置
１７に対象となるデータが存在するかぎり大容量メモリ
（ＥＢＤＭ）１６３に一定のデータ量単位で演算対象デ
ータを順次入力し、それをハードウェアソータ制御プロ
セッサ（ＥＣＡＭ）１６４に渡す。

【００３９】大量のデータを処理する場合には大容量メ
モリ（ＥＢＤＭ）１６３の容量が不足してしまうので、
ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４
は、ある一定の範囲毎に中間結果を求める必要がある。
このため、ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４は、一定量のデータ単位で大容量メモリ（Ｅ
ＢＤＭ）１６３から並列ソーティングモジュール（ＰＳ
ＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュール（ＰＲ
ＡＭ）１６６にデータを渡し、その一定データ範囲毎に
演算処理を実行させる（ステップＳ１２）。

【００４０】並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）
１６６は、一定サイズの演算済みデータ列を中間結果と
して順次生成し、ハードウェアソータ制御プロセッサ
（ＥＣＡＭ）１６４はその中間結果を大容量メモリ（Ｅ
ＢＤＭ）１６３に入力する。ハードウェアソータ制御プ
ロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４で得られた処理結果を保持
したままでは、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３の容量
の関係上、処理を継続することができない。そこで、エ
ンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１
は、ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１
６４で得られた一定データ範囲毎の中間結果を作業ファ
イル１７１に順次出力する（ステップＳ１３）。

【００４１】このようなデータの入力、演算処理、中間
結果の出力処理は、未処理データがなくなるまで繰り返
される（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。

【００４２】図３には、ステップＳ１１〜Ｓ１３におけ
るデータの流れが示されている。図示のように、一定量
のデータＤ１，Ｄ２…が順次ハードウェアソータ制御プ
ロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４に渡され、そこでデータＤ
１，Ｄ２にそれぞれ対応する第１、第２の中間結果が得
られ、それら中間結果は順次作業ファイル１７１に書き
出される。

【００４３】前述のステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が全
て終了すると、エンジンインターフェースプロセッサ
（ＥＩＰ）１６１は、作業ファイル１７１上の複数の中
間結果から必要な箇所をその都度取り出し、大容量メモ
リ（ＥＢＤＭ）１６３に入力する（ステップＳ１５）。
エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２は、これら入
力されたデータの結合やマージによってそれらを統合
し、最終結果を求める（ステップＳ１６）。求められた
最終結果は、エンジンインターフェースプロセッサ（Ｅ
ＩＰ）１６１によって磁気ディスク装置１７に出力され
る。この処理も、作業ファイル１７の全ての中間結果が
処理されるまで繰り返される（ステップＳ１４〜Ｓ１
６）。

【００４４】図４には、ステップＳ１４〜Ｓ１６におけ
るデータの流れが示されている。図示のように、複数の
中間結果それぞれから必要な箇所のデータＥ１〜Ｅ４が
取り出されて大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に入力さ
れ、それがエンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２に
よって統合される。このデータＥ１〜Ｅ４の統合結果
は、第１の出力結果として磁気ディスク装置１７の出力
結果ファイルに書き出される。

【００４５】次に、図５および図６を参照し、演算対象
データ、およびハードウェアソータ制御プロセッサ（Ｅ
ＣＡＭ）１６４で得られる中間結果の具体例を、データ
ベース演算処理装置１６がソート処理を行う場合を例と
って説明する。

【００４６】例えば、図５に示されているように、演算
対象データは、ｎ×４個のレコードＲ１，Ｒ２，…から
構成されており、各レコードは例えば５個のフィールド
Ｆ１〜Ｆ５を含んでいる。並列ソーティングモジュール
（ＰＳＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６で一度にソートできるレコード件数
がｎ個である場合には、図示のように、演算対象データ
はそれぞれｎ個のレコードからなる４つのストリングに
分割される。この場合、磁気ディスク装置１７からはス
トリング単位でデータ入力が行われ、大容量メモリ（Ｅ
ＢＤＭ）１６３に格納される。

【００４７】このような演算対象データに対して、例え
ば、第３のフィールドＦ３をキーフィールドとするソー
トを行う場合には、ハードウェアソータ制御プロセッサ
（ＥＣＡＭ）１６４は、第１ストリングにおける演算対
象の各レコードＲ１，Ｒ２…から演算に必要な第３のフ
ィールドＦ３（Ｋ１，Ｋ２，…）のみを切り出し、それ
にレコード識別番号（メモリ１６３上のレコードの先頭
アドレスＡＤ１，ＡＤ２，…）を付加して、それを並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５，並列関係
代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６に渡す。

【００４８】並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５，並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６
６は、その第１ストリングについてソートを行って昇順
または降順に整列化された部分ソート列を生成する。

【００４９】図６においては、昇順に整列化した場合の
部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４が示されている。これら部分ソ
ート列Ｓ１〜Ｓ４は、演算対象データの第１乃至第４の
ストリングにそれぞれ対応する中間結果である。各部分
ソート列Ｓ１〜Ｓ４の要素は、図示のように、レコード
識別番号とキー部から構成されている。このような部分
ソート列Ｓ１〜Ｓ４はハードウェアソータ制御プロセッ
サ（ＥＣＡＭ）１６４から順番に得られ、作業ファイル
１７１に順次格納されていく。

【００５０】図７には、マージ処理による部分ソート列
Ｓ１〜Ｓ４の統合結果が示されている。図７に示されて
いるように、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２
のマージで生成されたストリングの各要素は、レコード
識別番号だけから成り、レコード識別番号はキー部の値
が小さいものから順に配置されている。このようなマー
ジ結果は、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３上に格納さ
れる。

【００５１】エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２
によるこのようなマージ結果はエンジンインターフェー
スプロセッサ（ＥＩＰ）１６１によって磁気ディスク装
置１７に出力されるが、この場合、図７で説明したよう
に、マージ結果はレコード識別番号の並びのみによって
構成されているので、エンジンインターフェースプロセ
ッサ（ＥＩＰ）１６１は、磁気ディスク装置１７にデー
タを出力する際、出力ファイルの再構成処理を行う。す
なわち、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１は、図５の演算対象データのレコードを図７
のマージ結果の並びにしたがって図８のように再構成
し、それを磁気ディスク装置１７に出力する。

【００５２】図９には、この実施例における拡張ソート
実行時のデータベース演算処理装置１６内のタイミング
チャートが示されている。

【００５３】図９に示されているように、ソートフェー
ズにおいては、エンジンインターフェースプロセッサ
（ＥＩＰ）１６１による演算対象データの一定量単位の
入力処理と、並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）
１６６を用いたハードウェアソータ制御プロセッサ（Ｅ
ＣＡＭ）１６４による一定データ量単位のソート処理が
並行して動作される。また、演算対象データ全体を見る
と、入力処理、ソート処理、そして作業ファイル１７１
への中間結果出力処理が大部分並行して実行される。

【００５４】また、マージフェーズにおいても、エンジ
ンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１による
作業ファイル１７１からの中間結果の入力処理と、エン
ジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２によるマージ処理
と、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１
６１による出力処理とが実質的に並行して動作される。

【００５５】以上のように、この実施例においては、並
列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５および並
列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６を用いた
ハードウェア制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４による
演算処理によって所定のデータ範囲毎に中間結果が求め
られ、その中間結果は作業ファイル１７１へ順次出力さ
れる。そして、作業ファイル１７１上の各中間結果から
所定箇所が順次入力されて、それら入力された中間結果
の統合処理が行われる。このため、データ量が多く大容
量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３の記憶容量を超過するよう
な演算処理を行う場合でも、磁気ディスク装置１７上に
割り当てられた作業ファイル１７１を直接的に使用して
そこに中間結果を蓄積できるので、データベース演算処
理装置１６内で演算処理全てを実行することができる。
したがって、ホストコンピュータ１０の負荷を大幅に軽
減でき、十分に高速な演算処理を実現できる。

【００５６】また、この実施例においては、データベー
ス演算処理装置１６にマルチプロセッサ構成を採用し、
磁気ディスク装置１７との間のデータ入出力をエンジン
インターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１に、並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５および並列
関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６を用いた演
算処理をハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４に、そして、全体の制御と中間結果の統合処
理をエンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２にそれぞ
れ機能分散すると共に、エンジンインターフェースプロ
セッサ（ＥＩＰ）１６１によって作業ファイル１７１と
の間における中間結果の転送を実行させている。このた
め、プロセッサ間の負荷分散が図れ、しかもデータ入力
と中間結果を求める演算処理が並行して実行でき、また
作業ファイル１７１からの中間結果の入力処理と統合処
理およびデータ出力処理も並行して実行できる。このた
め、データ量が多い場合でも演算処理に要する全体の時
間を著しく低減でき、高性能の装置を実現できる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、デー
タ量が多い場合でも２次記憶装置の作業ファイルを用い
る事により演算処理装置内で演算処理全てを実行できる
ようになり、ホスト装置の負荷を大幅に軽減し、しかも
十分に高速な演算処理を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係わデータ処理装置のシ
ステム構成を示すブロック図。

【図２】同実施例のデータベース演算処理装置の動作を
説明するためのフローチャート。

【図３】同実施例の拡張ソートにおけるソートフェーズ
時のデータの流れを示す図。

【図４】同実施例の拡張ソートにおけるマージフェーズ
時のデータの流れを示す図。

【図５】同実施例における演算対象入力データのデータ
構造の一例を示す図。

【図６】同実施例における部分ソート列のデータ構造の
一例を示す図。

【図７】同実施例におけるマージ結果のデータ構造の一
例を示す図。

【図８】同実施例における出力結果ファイルのデータ構
造の一例を示す図。

【図９】同実施例における拡張ソート実行時の動作を説
明するタイミングチャート。

【符号の説明】

１０…ホストコンピュータ、１６…データベース演算装
置、１７…磁気ディスク装置、１６１，１６２，１６４
…プロセッサ、１６３…大容量メモリ、１６５…並列ソ
ーティングモジュール、１６６…並列関係代数演算モジ
ュール、１７１…作業ファイル。

フロントページの続き (72)発明者 島川 和典 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホスト装置と、演算対象のファイルデー
   タが格納される２次記憶装置と、前記２次記憶装置を直
   接アクセスするためのパスを有し、前記ホスト装置から
   の要求に応じて前記演算対象のファイルデータに対して
   所定の演算処理を実行する演算処理装置とを備えたデー
   タ処理装置において、 前記演算処理装置は、演算対象のファイルデータを前記
   パスを介して前記２次記憶装置から内部メモリに入力す
   る手段と、内部メモリに入力されたデータに対して所定
   の演算処理を実行し、所定のデータ範囲毎に中間結果を
   順次求める演算手段と、この演算手段によって求められ
   た中間結果を前記パスを介して前記２次記憶装置内の所
   定の作業ファイルへ順次出力する手段と、前記作業ファ
   イル上の各中間結果から所定箇所を前記パスを介して前
   記内部メモリに順次入力する手段と、前記内部メモリに
   入力された中間結果を順次統合処理し、最終結果を求め
   る手段とを具備し、 前記演算処理装置が前記２次記憶装置上に割り当てられ
   た作業ファイルを直接的に使用して演算処理を行うこと
   を特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 ホスト装置と、演算対象のファイルデー
   タが格納される２次記憶装置と、前記２次記憶装置を直
   接アクセスするためのパスを有し、前記ホスト装置から
   の要求に応じて前記演算対象のファイルデータに対して
   所定の演算処理を実行する演算処理装置とを備えたデー
   タ処理装置において、 前記演算処理装置は、前記ホスト装置との間の通信、お
   よび前記２次記憶装置との間のデータ入出力を実行する
   第１のプロセッサと、ソートまたは関係代数演算を行う
   演算回路と、前記第１のプロセッサによって入力される
   演算対象のファイルデータ、および前記演算回路による
   演算結果が格納される内部メモリと、前記演算回路によ
   る演算を演算対象データの所定データ範囲毎に順次実行
   させて中間結果を前記内部メモリに入力する第２のプロ
   セッサと、前記第１のプロセッサを介して供給される前
   記ホスト装置からの指示に基づき、前記第１および第２
   のプロセッサを動作制御する第３のプロセッサとを具備
   し、 前記第１のプロセッサは、前記２次記憶装置上に割り当
   てられた所定の作業ファイルと前記内部メモリとの間で
   前記中間結果の入出力を実行し、前記第３のプロセッサ
   は、前記第１のプロセッサによって前記作業ファイルか
   ら前記内部メモリに入力された中間結果の統合処理を実
   行することを特徴とするデータ処理装置。