JPH06236405A

JPH06236405A - データベースシステム

Info

Publication number: JPH06236405A
Application number: JP5022282A
Authority: JP
Inventors: Ririan Harada; リリアン原田; Naoteru Akaboshi; 直輝赤星
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】データベースに格納されているデータを効率
よくインデックスするため１つの検索キーに関して複数
の識別子を求めるようにすることを目的とする。【構成】複数のファイル１１−１、１１−２・・・を
有するとともに、ファイルにデータの値の代わりに他の
ファイルへの参照を持つことのできる複合データ構造を
有するデータベース１０と、このデータベース１０のフ
ァイルより、ファイルのアクセス操作に必要なインデッ
クスを作成するインデクシング部１２−１と、ファイル
に対する問い合わせがあったときインデックスを操作す
ることで各ファイルをアクセス操作するデータベース管
理部１３を設け、前記インデクシング部１２−１によ
り、参照を複数段たどることにより検索される値を検索
キーとし、この検索キーからこれを参照関係の最後に持
つ参照関係の全てのデータの識別子を直接求めることが
できるインデックス１−１１を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデータベースに格納され
たデータを効率よくアクセスするデータベースシステム
に関し、特にデータベースを効率よくアクセスするため
のインデックスを有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】データベースシステムは、データベース
に格納されたデータをアクセスするものであり、本質的
には計算機で処理される情報管理システムである。また
最近のデータベースシステムは、比較的単純で規則的な
データだけでなく、実世界の情報構造を直接的に反映さ
せたより複雑なデータ構造もアクセスする。このような
複雑なデータ構造へのアクセスを効率よく行う場合に
は、実際にアクセスすべき２次記憶上のページを決定す
るファイル管理、特にファイル管理において補助的なア
クセス情報を付加するインデクシング技術が大きな影響
を与える。

【０００３】図５は従来のこの種のデータベースシステ
ムの構成を示すブロック図である。図５においてデータ
ベース２１には、後述する図６に示す如き複雑な構造の
データベースが格納されている。

【０００４】データベース２１をオブジェクト指向デー
タベースの場合について説明すると、例えば図６（Ａ）
に示す如く、これは３つのクラス１、クラス２、クラス
３で構成され、各クラスがそれぞれ３つの属性１ａ〜１
ｃ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃを有する。そしてクラス１
ではオブジェクト識別子ＯＩＤ₁のａと、属性１ａ〜１
ｃのｂ、ｃ、ｄによりインスタンスを構成し、クラス２
ではオブジェクト識別子ＯＩＤ₂のｄと、属性２ａ〜２
ｃのｅ、ｆ、ｇによりインスタンスを構成し、クラス３
ではオブジェクト識別子ＯＩＤ₃のｅと属性３ａ〜３ｃ
のｈ、ｉ、ｊによりインスタンスを構成している。

【０００５】図５において、このデータに対するユーザ
からの問い合わせＱは、まず問い合わせプロセッサ２４
によりいくつかのコマンドに変換され、さらにデータベ
ース管理部２３によりファイル操作に変換される。

【０００６】ファイル管理部２２はデータベース２１の
２次記憶上の格納構造の情報を持っており、その情報に
基づいてファイル操作に必要となる２次記憶上のアクセ
スするページを決定する。ファイル管理部２２はデータ
検索処理を高速化するために、データベース２１に格納
されているデータの中の前記問い合わせＱに対応したデ
ータをアクセスするための補助的なアクセス情報を付加
するためのインデクシング部２２−１を有する。

【０００７】このインデクシング部２２−１を用いて前
記補助的なアクセス情報を用いる場合、ファイル内を探
すとき、あたかも本の索引つまりインデックスを使うと
きのような手法が使用できる。つまり本の全ページを走
査するのではなく、索引で探している単語だけを見れば
どのページを読めばいいか分かる。

【０００８】通常のインデックスという補助的なアクセ
ス情報は、（ｘ、ｐ）という組の集まりである。ファイ
ル中でキーｘを持つレコードへのポインタをｐとする。
このインデックスを見ればファイル全体を読む必要はな
く、あるキーを持つレコードがファイル内のどこにある
かがインデックスを見れば分かる。

【０００９】従来のインデックスは、例えば図６（Ｂ）
に示す如く、クラス毎に作成されている。例えばクラス
１のインデックスは、ｄとａで例示する如く、属性１ｃ
とオブジェクト識別子ＯＩＤ₁との対であり、クラス２
のインデックスはｇとｄで例示する如く、属性２ｃとオ
ブジェクト識別子ＯＩＤ₂との対であり、クラス３のイ
ンデックスはｊとｇで例示する如く、属性３ｃとオブジ
ェクト識別子ＯＩＤ₃との対である。

【００１０】これらのデータベースを具体的な形で示す
と、図７に示す如きものとなる。図７（Ａ）では、自動
車クラス（クラス１）、駆動系クラス（クラス２）、エ
ンジンクラス（クラス３）で構成されるデータベースの
例を示す。自動車クラスでは、オブジェクト識別子とし
て自動車（ＯＩＤ₁）属性として駆動（１ａ）、平均重
量（１ｂ）、製造元（１ｃ）で構成され、駆動系クラス
ではオブジェクト識別子として駆動系（ＯＩＤ₂）、属
性としてエンジン（２ａ）、トランスミッション（２
ｂ）で構成され、エンジンクラスではオブジェクト識別
子としてエンジン（ＯＩＤ₃）、属性として排気量（３
ａ）、気筒（３ｂ）で構成されている。

【００１１】これらに対するインデックスとして、図７
（Ｂ）に示す如く、自動車クラスのインデックスとして
駆動−自動車インデックスが、駆動系クラスのインデッ
クスとしてエンジン−駆動系インデックスが、エンジン
クラスのインデックスとして排気量−エンジンインデッ
クスがそれぞれ用意されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら最近良く
用いられる実世界の情報構造を直接的に反映させたより
複雑な構造のデータ、即ち複数のインデックスを操作し
なければ検索できないようなデータに対する問い合わせ
があった場合には、ファイル（クラス）毎にインデック
スが設けられているためファイル間つまりクラス間の参
照が多くなる。

【００１３】例えば「クラス３の属性３ｃの値がｊであ
る複合オブジェクトのクラス１識別子を求めなさい」と
いう問い合わせに対しては、従来のインデックスでは、
図６（Ｂ）に示す如く、先ずクラス３のインデックスを
アクセスして属性３ｃの値がｊのオブジェクト識別子ｇ
を求め、次にクラス２のインデックスをアクセスしてこ
のｇを属性２ｃとするオブジェクト識別子ｄを求める。
そして最後にクラス１のインデックスをアクセスして前
記ｄを属性とするオブジェクト識別子ａを求め、かくし
て前記問い合わせに対する所望の識別子ａを得ることに
なる。

【００１４】また、図７（Ｂ）においては、排気量１５
００ｃｃの自動車のオブジェクト識別子を求める場合に
は、先ず排気量−エンジンインデックスをアクセスして
排気量１５００ｃｃのエンジンのオブジェクト識別子が
ｅｎｇ８８８であることを求め、次にエンジン−駆動系
インデックスをアクセスしてｅｎｇ８８８の駆動系のオ
ブジェクト識別子がｄｒｉｖｅ７７７であることを求
め、最後に駆動−自動車インデックスをアクセスしてｄ
ｒｉｖｅ７７７の自動車のオブジェクト識別子がａｕｔ
ｏ０００であることを求め、これらに基づき排気量１５
００ｃｃの自動車のオブジェクト識別子ａｕｔｏ０００
を得ていた。

【００１５】このように従来ではファイル単位にインデ
ックスが設けられているため、ファイル間の参照が多い
場合には、操作するインデックス数も多いため、複雑な
構造のデータを検索するには、このようにインデックス
間の検索が多くなり、所要のデータを得るためのデータ
処理速度が低下することになる。

【００１６】従って本発明の目的は、このような問題点
を改善するため、実世界の情報構造を直接的に反映させ
た複雑な構造を単位とする新しいインデクシングを提供
するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、図１に示す如く、データベース１０
に、例えばクラス１のファイル１１−１、クラス２のフ
ァイル１１−２、クラス３のファイル１１−３等により
構成される複合オブジェクトのデータを格納する。本発
明では、更にインデックス１−１１としてクラス３の属
性に対する各クラスのオブジェクト識別子ｇ、ｄ、ａを
１つにまとめたものを作成する。

【００１８】ファイル管理部１２には第１インデクシン
グ部１２−１が設けられ、前記インデックス１−１１を
作成する。

【００１９】

【作用】データベース１０に対して前記の如きクラス３
の属性の値がｊのクラス１のオブジェクト識別子ＯＩＤ
₁を求めるという要求に対してデータアクセスを行う場
合、データベース管理部３によりインデックス１−１１
をアクセスし、そのオブジェクト識別子ＯＩＤ₁の値ａ
を得る。

【００２０】換言すれば、本発明ではよく検索される複
雑なデータ構造の参照関係に対して、参照関係のデータ
を単一のインデックスに保持する。ｎ段の参照関係の最
後が属性ｘの場合、各レコードへのポインタｐ１、ｐ２
・・・ｐｎを用いて（ｘ、ｐ１、ｐ２・・・ｐｎ）と表
現させる。

【００２１】このように構成したインデックスを用いる
ことにより、複雑なデータ構造に対する問い合わせの場
合、つまりファイル間の参照が多い場合でも、参照関係
のファイル毎のインデックスを操作する必要はなく、単
一のインデックスを操作するだけでよいので、高い性能
が期待できる。

【００２２】

【実施例】本発明の一実施例を図２〜図４にもとづき説
明する。図２は本発明の一実施例構成図、図３は本発明
におけるインデクシング部におけるインデックス生成手
順説明図、図４は本発明により生成されたインデックス
の１例を示す。

【００２３】図２において、他図と同一記号は同一部分
を示し、１０はデータベース、１２はファイル管理部、
１３はデータベース管理部、１４は問い合わせプロセッ
サである。

【００２４】データベース１０にはクラス１、クラス
２、クラス３が格納され、また本発明にもとづき作成さ
れたインデックス１−１１及び従来と同様にクラス毎に
作成されたインデックス１−２１、１−２２、１−２３
等が格納されている。なお、この図２のデータベース
は、クラス、インスタンス、属性という、それぞれファ
イル、レコード、フイールドに対応するオブジェクト指
向データベースの述語を用いて説明される。

【００２５】この例ではクラス１は属性１ａ、属性１
ｂ、属性１ｃからなり、クラス２は属性２ａ、属性２
ｂ、属性２ｃからなり、クラス３は属性３ａ、属性３
ｂ、属性３ｃからなる。勿論属性の数は３に限定される
ものではなく、図７（Ａ）の駆動系クラス、エンジンク
ラスの如き例もある。

【００２６】また各インスタンスはオブジェクト識別子
（データベース１０では識別子とのみ記載）を持つ。例
えばクラス１において属性１ａ、１ｂ、１ｃを有するイ
ンスタンスはオブジェクト識別子ａを持つ。同様にクラ
ス２ではオブジェクト識別子ｄと、属性２ａ、２ｂ、２
ｃによりインスタンスが構成される。クラス３でも同様
であり、このように各インスタンスはオブジェクト識別
子ＯＩＤと属性とにより構成される。そして各クラスは
複数のインスタンスで構成されている。

【００２７】クラス１の属性１ｃはクラス２を参照して
おり、クラス２の属性２ｃはさらにクラス３を参照して
いる。即ちクラス１の属性１ｃがクラス２のオブジェク
ト識別子となり、クラス２の属性２ｃがクラス３のオブ
ジェクト識別子となっている。このようにしてクラス
１、クラス２、クラス３は１つの複合オブジェクトを構
成する。具体的には図７（Ａ）と同様である。

【００２８】データベース１０には、本発明により作成
された、参照関係にあるすべてのクラスへのオブジェク
ト識別子をまとめ、これらを１つの属性をキーとしたイ
ンデックス１−１１を設ける。インデックス１−１１は
レコード３の属性３ｃをキーとして各クラスのオブジェ
クト識別子ａ、ｄ、ｇを保持する例を示す。一般的に
は、ｎ段の参照関係の最後が属性ｘの場合、各レコード
へのポインタｐ１、ｐ２・・・ｐｎを用いて（ｘ、ｐ
１、ｐ２・・・ｐｎ）と表現する。オブジェクト指向デ
ータベースの場合、各ポインタはそれぞれ各クラスのオ
ブジェクト識別子となる。

【００２９】データベース１０には、この外に、従来通
りの各クラス毎のインデックス１−２１、１−２２、１
−２３を格納することもできる。そしてこの場合、シス
テム全体で用いられる問い合わせの頻度によりこれらの
インデックスを組み合わせることもできる。

【００３０】ファイル管理部１２はデータベース１０の
２次記憶上の格納構造の情報を持っていて、その情報に
基づいてファイル操作に必要となる２次記憶上のアクセ
スページを決定するものであり、これには、また後述す
る手法によりインデックス１−１１を作成する第１イン
デクシング部１２−１の外に、前記従来通りのインデッ
クス１−２１、１−２２、１−２３を作成する第２イン
デクシング部１２−２が設けられている。

【００３１】データベース管理部１３は、ファイル操作
を行うものであり、またデータに対する問い合わせがあ
ったとき、インデックス１−１１を操作することにより
各クラスをアクセスするものである。

【００３２】問い合わせプロセッサ１４は、データに対
するユーザからの問い合わせＱをいくつかのコマンドに
変換して、これにもとづきデータベース管理部１３によ
りファイル操作が行われることになる。

【００３３】次に本発明の第１インデクシング部１２−
１におけるインデックスの生成手順について、図３のフ
ローチャートにもとづき、例えば図７（Ａ）に示すデー
タベースを使用して、図４（Ｂ）に示す如きインデック
スを作成する手順について説明する。

【００３４】例えばユーザが、排気量を属性とする、
自動車クラス、駆動系クラス、エンジンクラスのオブジ
ェクト識別子を対象とするインデックスの作成、つまり
自動車→駆動→エンジン→排気量という複合オブジェク
トを対象とするインデックスの作成命令を入力する。こ
れを一般的に記述すると、入力としては検索される属性
Ａと検索されるクラスＣの関係をＣ→Ｉ₁→Ｉ₂・・・
→Ｉｎ→Ａとなる。ここでＣはクラス１のオブジェクト
識別子であり、Ｉ₁、Ｉ₂・・・は他のクラスのインス
タンスのオブジェクト識別子である。また前記の場合は
ｎ＝２となる。

【００３５】このような入力を受けたことにより、ま
ずクラスＣ（この例ではクラス１のオブジェクト識別
子、即ち自動車ＯＩＤ）に調べていないレコードがある
か否かを判別する。最初は、調べていないレコード、つ
まりａｕｔｏ０００（Ｘ₁）が存在するのでこれを保持
し、Ｙのルートにより、ポインタｉを１に設定する。こ
のときｎは前記の如く２でありｉはｎより小さいので
に移行する。

【００３６】これにおいて、ａｕｔｏ０００（Ｘ₁）
の駆動の属性Ｉ₁つまりｄｒｉｖｅ７７７を保持する。次にこのＩ₁の値つまりｄｒｉｖｅ７７７の値をオブ
ジェクト識別子として持つレコードを探す。これにより
駆動系クラスのレコード（ｄｒｉｖｅ７７７、ｅｎｇ８
８８、オートマチック）が保持される。そしてｉが＋１
されてｉ＝２となる。そしてこのオブジェクト識別子ｄ
ｒｉｖｅ７７７をＸ₂とする。

【００３７】ｉ＝２の場合もｉはｎより大きくないの
で、前記、の処理が行われる。今度はＸ₂つまりｄ
ｒｉｖｅ７７７をオブジェクト識別子として持つエンジ
ンの属性Ｉ₂つまりｅｎｇ８８８の値をオブジェクト識
別子として持つレコードを探す。これによりエンジン系
のクラスのレコード（ｅｎｇ８８８、排気量１５００ｃ
ｃ、気筒４）が保持される。そしてｉが＋１されてｉ＝
３となる。またこのオブジェクト識別子ｅｎｇ８８８を
Ｘ₃とする。

【００３８】今度はｉ＝３となりｎ＝２の値より大と
なったので前記属性である排気量１５００ｃｃと、Ｘ₁
＝ａｕｔｏ０００、Ｘ₂＝ｄｒｉｖｅ７７７、Ｘ₃＝ｅ
ｎｇ８８８をインデックスとして保持する。これにより
前記に戻るが、調査されていないクラスＣの次のレコ
ードつまりオブジェクト識別子ａｕｔｏ１２３が存在す
るので、これについても同様な処理が行われ、インデッ
クスとして属性である排気量２０００ｃｃ、Ｘ₁＝ａｕ
ｔｏ１２３、Ｘ₂＝ｄｒｉｖｅ４５６、Ｘ₃＝ｅｎｇ７
８９が保持される。そして残りのレコードであるオブジ
ェクト識別子ａｕｔｏ９９９に関しても、これまた同様
な処理が行われ、インデックスとして属性である排気量
４０００ｃｃ、Ｘ₁＝ａｕｔｏ９９９、Ｘ₂＝ｄｒｉｖ
ｅ０００、Ｘ₃＝ｅｎｇ１１１が保持される。

【００３９】このようにしてクラスＣに関してすべて
のレコードが調べられた後に、これら保持していたイン
デックスを図４（Ｂ）の如く出力して、終了する。この
インデックスは一般的には図４（Ａ）の如く表示され
る。

【００４０】このようなインデックスの作成はユーザが
データベースの検索に際し、使用頻度の大きいものに注
目して作成することができる。このように本発明により
例えば図４（Ａ）に示す如く、インデックス（属性３
ｃ、ＯＩＤ₁、ＯＩＤ₂、ＯＩＤ₃）が用意される。こ
の例では、複合オブジェクトのクラス３の属性３ｃと、
クラス１、２、３の各オブジェクト識別子ＯＩＤ ₁、Ｏ
ＩＤ₂、ＯＩＤ₃が１つのインデックスに保持され、問
い合わせに答えるにはインデックスで属性３ｃの値ｊか
ら直接ＯＩＤ₁の値ａをインデックス操作するだけでよ
い。

【００４１】更にこのようなインデックスを用いれば、
例えば「クラス３の属性３ｃの値がｊである複合オブジ
ェクトのＯＩＤ₂を求めなさい」とか、「クラス３の属
性３ｃの値がｊである複合オブジェクトのクラス２の属
性２ａを求めなさい」（勿論この場合には、クラス２の
属性２ａの項目がインデックス中に存在しているものを
作成する）のような、参照関係中のどのクラスに対する
問い合わせにも簡単に答えられる。

【００４２】このように本発明によるインデックスは、
単一のインデックスを用いて、ある複合オブジェクトに
対する複数の問い合わせに答えることができ、柔軟性の
高いものとなる。

【００４３】また、本発明のインデックスはデータの修
正のときに便利である。例えば図６（Ｂ）で示す如き従
来のインデックスでは、データｄをｄ′に変更すると
き、クラス１、クラス２のそれぞれのデータをｄ′に変
更することが必要である。これに対して本発明では、図
４（Ａ）のデータｄをｄ′にするのみでよい。

【００４４】なお、前記説明では、本発明を図６（Ａ）
に示す如き複合オブジェクトの例について説明したが、
本発明は勿論これに限定されるものではない、例えば関
係データベースにも適用することができる。勿論データ
はクラス１〜クラス３の３クラスにのみ限定されるもの
ではなく、クラスの数はデータに応じ適宜選択できるも
のである。

【００４５】

【発明の効果】図６（Ｂ）に示す如き従来のデータベー
スシステムのインデクシング技術では、クラス１、２、
３というファイル毎にインデックスが生成され、そのた
めファイル間の参照が多い場合には操作するインデック
ス数が何倍にも増え、十分な性能が期待できない、例え
ばｎ個のデータが参照関係を持つ複雑なデータ構造で
は、ｎ個のインデックスの操作が必要となるため、沢山
のページアクセスが必要であった。

【００４６】これに対し本発明では、参照関係の全ての
ｎ個のレコードへの識別値を単一のインデックスに保持
するので、ｎ個のインデックスの操作が１個のインデッ
クスの操作に減少する。このように本発明ではファイル
間の参照が多い場合でも、参照関係のファイル毎のイン
デックスを操作する必要はなく、単一のインデックスを
操作するだけで高い性能が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例構成図である。

【図３】本発明のインデックスの生成手順説明図であ
る。

【図４】本発明のインデックス技術説明図である。

【図５】従来例の構成概略図である。

【図６】複合オブジェクトの例及び従来のインデックス
技術説明図である。

【図７】自動車部門におけるデータベース及び従来のイ
ンデックス技術説明図である。

【符号の説明】

１０データベース１２ファイル管理部１３データベース管理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のファイル（１１−１、１１−２・
・・）を有するとともに、ファイルにデータの値の代わ
りに他のファイルへの参照を持つことのできる複合デー
タ構造を有するデータベース（１０）と、このデータベース（１０）のファイルより、ファイルの
アクセス操作に必要なインデックスを作成するインデク
シング部（１２−１）と、ファイルに対する問い合わせがあったときインデックス
を操作することで各ファイルをアクセス操作するデータ
ベース管理部（１３）を設け、前記インデクシング部（１２−１）により、参照を複数
段たどることにより検索される値を検索キーとし、この
検索キーからこれを参照関係の最後に持つ参照関係の全
てのデータの識別子を直接求めることができるインデッ
クス（１−１１）を持つことを特徴とするデータベース
システム。
【請求項２】前記インデックス（１−１１）に加え
て、各ファイル単位のインデックスを設け、データベー
スシステム全体に用いられる問い合わせの頻度にもとづ
き、これらのインデックスを組み合わせることを特徴と
する請求項１記載のデータベースシステム。
【請求項３】前記データベースシステムにおいて、デ
ータベースがオブジェクト指向データベースであること
を特徴とする請求項１記載のデータベースシステム。
【請求項４】前記データベースシステムにおいて、デ
ータベースが関係データベースであることを特徴とする
請求項１記載のデータベースシステム。