JPH0744582A - 時系列データ格納方法および時系列データ格納装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた大きさのデータ格納領域を用いて所
望の履歴データを残しつつ新たなデータを順次記録する
ことができる時系列データ格納方法および時系列データ
格納装置を提供する。 【構成】 時系列データを記憶装置の予め確保されたデ
ータ格納領域（メモリ２１）に順次取り込み、古いデー
タを新たなデータで置き換える場合において、前記時系
列データの取り込みに際して、記憶位置制御装置２３に
より、データ格納領域を時系列データで順次満たした以
後は、既に前記データ格納領域に格納されているデータ
が時系列順にとびとびに残るように、古いデータを新た
なデータで置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データの時系列記録の
分野に係り、さらに詳細には、所定のイベントの発生に
至るまでのデータの時系列的取り込みを必要とし、かつ
該イベントの発生時を予測できない場合に、限られた大
きさのデータ格納領域を用いて所望の履歴データを残し
つつ新たなデータを順次記録することができる時系列デ
ータ格納方法および時系列データ格納装置に関し、たと
えば、電気回路のブレークダウン特性の応答データの格
納に好適な上記方法および装置に関するものである。

【０００２】

【技術背景】たとえば、総通電時間に依存して発生する
電気素子のブレークダウン現象を観測する場合には、図
１３に示すように、電源（同図においては、直流電源）
０１により供試素子０２に試験電圧Ｖを継続的に印加
し、該供試素子０２に流れる電流を電流計０３で時々刻
々測定し、得られたデータをデータ格納装置０４に順次
格納している。

【０００３】図１４は、上記電流計０３による測定デー
タを時間軸上にプロットしたもので、データ取り込み開
始時刻（電圧印加開始時刻）Ｔ０以降、一定時間間隔ｔ
０ごとに、データが格納装置０４に取り込まれ、時刻Ｔ
１においてブレークダウンが発生した様子が示されてい
る。このとき、データ格納装置０４が、時刻Ｔ０から時
刻Ｔ１まで、等時間間隔ｔ０でデータを格納するとした
とき、必要とされるデータ格納領域の大きさはブレーク
ダウン発生に至るまでの時間に依存する。すなわち、こ
の場合、上記データ格納領域の大きさは少なくとも、
｛（Ｔ１−Ｔ０）／ｔ０｝個のデータを格納できる大き
さでなければならない。

【０００４】一方、一般にこのような現象を観測する際
には、上記の時間（Ｔ１−Ｔ０）は、供試素子０２の種
類その他種々の条件によって大きく変動するため、あら
かじめ上記時間（Ｔ１−Ｔ０）、したがってデータ格納
領域の大きさを適切に決めることは困難である。

【０００５】このため、従来、上記の不都合に対して
は、（ｉ）データの格納時間間隔ｔ０を大きくしてお
く、（ｉｉ）データ格納領域として例えば磁気ディスク
装置のように十分容量の大きな記憶装置を使用する、
（ｉｉｉ）これら双方を併用する、等の対応策が採られ
ている。

【０００６】しかし、上記対応策では、以下に述べるよ
うな不都合がある。 （１）（ｉ）の方法では、時間的精度が必然的に粗くな
り、たとえばこの方法により得られたデータを利用し
て、ブレークダウンに至るまでに供試素子に与えられた
総エネルギー量を計算するような場合、得られる値の精
度が大幅に低下する等の問題がある。 （２）（ｉｉ）の方法では、大容量の記憶装置を利用し
なければならないことから、ブレークダウン特性を測定
するシステム全体のコスト増加を招く。 （３）（ｉ），（ｉｉ）いずれの方式においても、平均
的な時間でブレークダウンが発生した場合には、かなり
の記憶容量が結局利用されないまま終り、資源の有効利
用が図れないといった問題が生じている。 （４）大容量記憶装置を利用した場合、結果として得ら
れるデータ量が必要以上に大量になる場合があり、結果
としてデータ処理，データ転送などに長時間を要するこ
とは勿論、データの保存にも大容量の記憶装置が必要に
なる等の問題がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記のような問題を解決する
ために提案されたものであって、所定のイベントの発生
に至るまでのデータの時系列的取り込みを必要とし、か
つ該イベントの発生時を予測できない場合に、限られた
大きさのデータ格納領域を用いて所望の履歴データを残
しつつ新たなデータを順次記録することができる時系列
データ格納方法および時系列データ格納装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【発明の概要】本発明は、時系列データを記憶装置の予
め確保されたデータ格納領域に順次取り込み、古いデー
タを新たなデータで置き換えるための、時系列データ格
納方法および時系列データ格納装置に係るものであり、
基本的には、データ格納領域が時系列データにより満た
された場合に、既に格納されているデータを古い順に数
点毎に捨てるとともに、この古いデータが格納されてい
た番地に新たなデータを格納するものである。

【０００９】すなわち、本発明の時系列データ格納方法
は、時系列データの取り込みに際し、データ格納領域を
時系列データで順次満たした以後は、既に前記データ格
納領域に格納されているデータが時系列順にとびとびに
残るように、古いデータを新たなデータで置き換えるこ
とを特徴とするものである。また、本発明の時系列デー
タ格納装置は、上記データの置き換え処理を行う記憶位
置制御装置を内蔵してなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】通常、最初に、データ格納領域が時系列デ
ータで満たされるまでは、データの位置的格納順序は時
系列順序と等しいが、データ格納領域が時系列データで
満たされた後には、既に格納されているデータが時系列
順でとびとびに残るように置き換えられるので、上記デ
ータの位置的格納順序は時系列順序と一致しない。

【００１１】本発明の方法および装置では、予め確保さ
れるデータ格納領域は、通常半導体メモリにより構成さ
れる。本発明では、既に格納されているデータが時系列
順でとびとびに残るような処理が行われるが、この「デ
ータが時系列順でとびとびに残る」とは、「古いデータ
が時系列順にとびとびに新たなデータで置き換えられ
る」と等価である。「時系列順にとびとび」とは、たと
えば、時系列で考えて、古いデータが交互に新たなデー
タと置き換えられた結果、既に格納されているデータが
同じく交互に残るものでもよい。また、たとえば、時系
列で考えて、古いデータが２つおきに新たなデータと置
き換えられた結果、既に格納されている時系列的に連続
した２つずつの古いデータ組がとびとに残される場合で
あってもよい。

【００１２】本発明の方法および装置は、たとえば、時
系列データが、電気素子または電気回路のブレークダウ
ン特性の応答データである場合に好ましく適用される
が、これに限定されることはなく、あるイベントが発生
することがほぼ確実である（またはその蓋然性が高い）
場合に、測定開始からイベント発生に至るまでの所定物
理量（電流の他、電圧，温度等）の測定に好ましく適用
される。また、電源異常監視装置等、過去の履歴が場合
によっては必要とされる装置にも応用されることは勿論
である。

【００１３】本発明においては、前記データ格納領域に
格納されるデータと１対１に対応する要素からなるリン
ク・リストを記憶空間内に設け、各リンク・リスト要素
には対応するデータ格納番地に格納されるデータの時系
列順序を律する値（本発明では「列順値」と言う）を与
えることができる。本発明の方法では、データ格納領域
を時系列データで満たした以後における新たなデータの
取り込みに際して、１つのデータの取り込みごとに前記
リンク・リスト要素の列順値を、格納されているデータ
の時系列順序が正しく反映されるように書き換えること
ができる。

【００１４】また、本発明の装置では、リンク・リスト
およびその要素の列順値を変更する列順値変更手段が記
憶位置制御装置内に設けられ、該列順値変更手段が１つ
のデータの取り込みごとにリンク・リスト要素の列順値
を書き換えることができる。なお、このリンク・リスト
が設けられる記憶空間は、前記時系列データ格納領域と
連続していてもよいし、前記記憶空間と前記時系列デー
タ格納領域とは異なる空間に存在していてもよい。

【００１５】前記リンク・リスト要素の列順値を、１つ
のデータの取り込みごとに行う場合、全てのリンク・リ
スト要素の書き換えは必ずしも必要とはされない。たと
えば、各データに対応するリンク・リスト要素の列順値
が、次に取り込まれた、または次に取り込まれるデータ
の格納番地に対応するリンク・リスト要素を指し示すよ
うにしておく。そして、新たなデータの取り込みの際
に、直前に取り込まれたデータに対応するリンク・リス
ト要素が参照される。すなわち、該リンク・リスト要素
の列順値が指し示すリンク・リスト要素に対応する番地
に新たなデータを格納する。

【００１６】このようなリンク・リストを用いて、デー
タ格納領域に格納されたデータの時系列順序を律する場
合には、数個のリンク・リスト要素の書き換えのみで足
りることになる。

【００１７】また、本発明による方法および装置では、
上記リンク・リストを用いることなく、新たに取り込ま
れるデータの前記時系列順序に基づき、該データの格納
番地を特定することができる。このデータの格納番地
は、データの時系列順序をパラメータとする変換関数
（変換手段）により演算される。

【００１８】また、前記時系列順に応じた時系列データ
の置き換えは、時系列順のひとつおきに行うことができ
る。これにより、古いデータは交互に新たなデータで置
き換えられることになる。この置き換えは、上記リンク
・リストによる時系列データの置き換えによる格納方
法、および変換関数によるデータの置き換えによる格納
方法の双方に適用される。

【００１９】本発明のデータ格納方法では、新たに取り
込まれるデータの前記時系列順序に基づき、該データの
格納番地を特定することができる。この場合、前記デー
タ格納領域に格納されたデータが、Ｎ（データ領域に格
納されうるデータ個数）が偶数の場合には、Ｎ／２個取
り込まれるごとに、Ｎが奇数の場合には、（Ｎ−１）／
２個または（Ｎ＋１）／２個取り込まれるごとに、デー
タの取り込み間隔を２倍することもできる。こうするこ
とで、データ格納領域に最終的に格納されている時系列
データの取り込みの時間間隔は自動拡張され、最終的に
データ格納領域に保存されるデータの時間間隔は結果的
に平均化されたものとなる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明を供試素子のブレークダウン特
性に適用する場合の概念図である。同図において、供試
素子０２には、電源（同図においては、直流電源）０１
が生成する試験電圧Ｖが継続的に印加されている。そし
て、電流計０３は供試素子０２の応答（この場合には電
流応答）を時々刻々測定し、得られたデータをディジタ
ル信号として、コンピュータ１の一部を構成するデータ
格納装置２に出力している。このデータ格納装置２に
は、予め確保された大きさのデータ格納領域（メモリ２
１で示す）と記憶位置制御装置２２が内蔵されている。

【００２１】図２は、上記データ格納装置２における処
理の一例を示すフローチャートであり、図３は図２のフ
ローチャートにより時系列データの格納を行う場合の、
データ格納装置２の内部の機能ブロックを示す図であ
る。図３において、メモリ２１には所定数（同図ではＮ
個（ここでは偶数とする））のデータを記憶できる領域
が形成されており、記憶位置制御装置２２には、メモリ
２１の番地Ａ（０）〜Ａ（Ｎ−１）にそれぞれ１対１に
対応するＮ個の要素Ｌ（０）〜Ｌ（Ｎ−１）からなるリ
ンク・リスト２３、および各リンク・リスト要素の列順
値を変更するための列順値変更手段２４が設けられてい
る。

【００２２】なお、後述するように、リンク・リスト２
３の要素Ｌ（０）〜Ｌ（Ｎ−１）の列順は列順値変更手
段２４により変更される。各要素は、この列順を律する
列順値を持っており、この値は本実施例では次の順位の
要素を特定する数値である。本実施例では、リンク・リ
スト２３の列順が、Ｌ（４），Ｌ（９），Ｌ（６），・
・・である場合、Ｌ（４）の列順値を「９」、Ｌ（９）
の列順値は「６」とされる。

【００２３】リンク・リスト２３は、所定の記憶空間
（メモリ２１が存在する記憶空間であると否とを問わな
い）に設けられる。また、コンピュータ１に搭載された
図示しないＣＰＵが列順値変更手段２４の役割を担うこ
ともできるし、このＣＰＵとは別個の図示しないプロセ
ッサが上記役割を担うこともできる。

【００２４】記憶位置制御装置２２は、たとえば上記Ｃ
ＰＵから送られてるデータの格納順序情報を、番地情報
（Ａ（０）〜Ａ（Ｎ−１）の何れにデータを格納するか
の情報）に変換することができる。記憶位置制御装置２
２は、この変換処理を実現するために、リンク・リスト
２２の特定の要素を指すポインタｐを持っている。

【００２５】図３において、破線矢印は、Ｌ（０）〜Ｌ
（Ｎ−１）とＡ（０）〜Ａ（Ｎ−１）との間の対応関係
を示している。Ｌ（０）〜Ｌ（Ｎ−１）は、常に枝別れ
や巡回することなく、また、すべての要素が一列に結合
されている。また、Ｌ（０）〜Ｌ（Ｎ−１）の物理的な
配置順序は変化しないが、後述するように、実質上の列
順は変化する。

【００２６】データ格納装置２の内部動作を、図２のフ
ローチャート（Ｓ１〜Ｓ１３、Ｓ７′〜Ｓ９′のステッ
プからなる）に従って、順を追ってさらに詳細に説明す
る。いま、データの生成系（図１における電流計０３に
相当する）から順次生成されるデータＤ（ｎ）（ｎ＝
０，１，・・・）が生成されているものとする。まず、
図２のフローチャートにあるように、１点目（ｎ＝０）
からＮ点目（ｎ＝Ｎ−１）までのデータＤ（０）〜Ｄ
（Ｎ−１）が、リンク・リスト２２が示す順序に従っ
て、そのままメモリ２１に格納される。すなわち、デー
タＤ（０）の格納の開始時点でｎを初期化し（ｎ＝０と
し）（Ｓ１参照）、ポインタｐがリストの先頭Ｌ（０）
を指すようにしておく（Ｓ２参照）。

【００２７】そして、コンピュータ１に１点目データＤ
（０）が入力されると（Ｓ３参照）、記憶位置制御装置
２２はｎがＮ−１を越えていないか否かを判断する（Ｓ
４参照）。ここで、判断が真であれば、処理はＳ５に、
偽であれば処理は後述するＳ１０に移行する。いまは、
ｎ＝０であるので、処理はＳ５のステップに移行する。
Ｓ５では、ポインタｐで示される要素に対応するメモリ
の所定位置（番地Ａ（０））にデータＤ（０）を格納す
る。つぎに、ポインタｐをリンク・リスト２２の次の要
素（この場合には、Ｌ（１））に進める（Ｓ６参照）。

【００２８】ついで、データ格納装置２はＳ７におい
て、ポインタｐがリンク・リスト２２の末尾の要素（す
なわち、Ｌ（Ｎ−１））に達したか否かを判断し（Ｓ７
参照）、達しているときにはポインタｐをリンク・リス
トの先頭に移動し（Ｓ８参照）、達していないときには
処理はＳ９に移行する。ここでは、ポインタｐはＬ
（１）を示しているので処理はＳ９に移行する。そし
て、Ｓ９ではｎをインクリメントし処理をＳ３に戻す。

【００２９】以後、時系列データを１点格納する毎に、
ポインタｐがリンク・リスト２２の次の要素を指すよう
に移動しながら、ポインタｐが指しているリンク・リス
ト２２の要素Ｌ（１）〜Ｌ（Ｎ−１）に対応するメモリ
２１の番地Ａ（１）〜Ａ（Ｎ−１）にデータＤ（１）〜
Ｄ（Ｎ）を順次格納する。このようにして、まず１〜Ｎ
点までのデータＤ（０）〜Ｄ（Ｎ−１）が番地Ａ（０）
〜Ａ（Ｎ−１）に格納される。

【００３０】なお、ここまでの処理については、あらか
じめリンク・リスト２２を、対応するメモリ２１の番地
の昇順等に基づいてリンクしておき、データをメモリ２
１に番地順に格納するようにしてもよい。この場合に
は、ポインタｐにリンク・リスト２２を辿らせる処理は
不要となる。

【００３１】Ｎ点までのデータの格納が完了した時点
で、ポインタｐが、再びリンク・リスト２１の先頭要素
Ｌ（０）を指すように改める（前述したＳ８参照）。こ
の時点で、メモリ２１、リンク・リスト２２およびポイ
ンタｐは図４に示すような状態になる。

【００３２】ここで、さらにＮ＋１点目のデータの格納
要求があった場合、Ｓ４における判断は偽となるので、
処理はＳ１０に移行する。Ｓ１０において、新たなデー
タＤ（Ｎ）を、ポインタｐが示すリンク・リスト２２の
要素（ここでは、Ｌ（０））の次の要素（ここでは、Ｌ
（１））に対応するメモリ２１の番地Ａ（１）に格納す
る。これにより、以前にＡ（１）に格納されていたデー
タ（この場合には、Ｄ（１））は失われることになる。

【００３３】さらに、現在ポインタｐが指しているリン
ク・リスト２２の要素（ここでは、Ｌ（０））の列順値
が、次の次の要素（ここでは、Ｌ（２））を指すように
該要素の内容を書き換える（Ｓ１１）。また、これまで
リンク・リスト２１の末尾にあった要素（ここでは、Ｌ
（Ｎ−１））が、いま新しくデータを格納した番地（こ
こでは、Ａ（１））に対応するリンク・リスト要素（こ
こでは、Ｌ（１））を指すようにその列順値を書き換え
る（Ｓ１２）。そして、リンク・リスト要素Ｌ（１）
が、リンク・リスト２２の末尾要素とされる（Ｓ１
３）。

【００３４】この結果、メモリ２１、リンク・リスト２
２およびポインタｐは図５に示すような状態になる。な
お、リンク・リスト２２の各要素の列順は、図５に見掛
け上示される列順とは異なる。実質上の列順を図６に示
す。ついで、データ格納装置２はＳ７′において、ポイ
ンタｐがリンク・リスト２２の末尾の要素から１つ手前
の要素（ここでは、Ｌ（Ｎ−２））に達したか否かを判
断し（Ｓ７′参照）、達しているときにはポインタｐを
リンク・リストの先頭に移動し（Ｓ８′参照）、達して
いないときには処理はＳ９′に移行する。ここでは、ポ
インタｐがリンク・リスト２２の末尾から１つ手前の要
素に到達していないので、Ｓ７′〜Ｓ９′を介してＳ３
に戻される。なお、ポインタｐがリンク・リスト２２の
末尾から１つ手前の要素に到達したときは、データ取り
込み点数は（Ｎ＋Ｎ／２）である。

【００３５】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、Ｎ＝１０２４とし
た場合において、上記の処理を行い、Ｎ点目、（Ｎ＋Ｎ
／２）点目、２Ｎ点目、・・・ごとに、メモリ２１に格
納されているデータを時系列順に並べ直して示す図であ
る。なお、同図（Ａ）〜（Ｃ）においては、便宜上
Ｄ（）を省略し、数値のみでデータを示してしいる。た
とえば同図（Ｃ）に示すように、メモリに格納されたデ
ータのうちＮ／２個は、最新の連続するデータ、Ｎ／４
個は１つ置きのデータ、残るＮ／４個は３つ置きのデー
タである。

【００３６】すなわち、本実施例では、ポインタｐがメ
モリ２１を一巡する間に、既にメモリ２１に格納されて
いるＮ／２点分のデータを捨てながら、新たなＮ／２点
のデータを格納することができる。このようにして、ポ
インタｐがリンク・リスト２２の末尾から１つ手前の要
素（Ｌ（Ｎ−２））に到達する度に、リストの先頭を指
すようにポインタｐを設定し直す。そして、上記の処理
を繰り返すことで、データ取り込み開始からのデータを
とびとびに保存しつつ、データの取り込み終了時におい
て、データ取り込み開始から、最新のＮ／２個のデータ
までを常に保存しておくことができる。

【００３７】なお、上記実施例では、ポインタｐが奇数
番目を辿るようにして、該ポインタｐを移動し、ポイン
タｐの次のリンク・リスト要素（すなわち、偶数番目の
リンク・リスト要素）に対応する番地のデータ書き換え
を行った。これに代えて、たとえば、ポインタｐが指し
ているリンク・リスト要素（すなわち、奇数番目のリン
ク・リスト要素）に対応する番地のデータ書き換えを行
うようにしてもよい。

【００３８】以上、Ｎが偶数の場合について説明した
が、奇数の場合にも上記と同様の処理による時系列デー
タ格納を行うことができる。この場合には、たとえば、
ポインタｐがリンク・リスト２２の奇数番目の要素を辿
るときには、偶数番目の要素に対応するデータの書き換
えが行われる。そして、ポインタｐがリンク・リスト２
１の末尾（すなわち要素Ｌ（Ｎ−１））に達したとき
は、ポインタｐはリンク・リスト２２の２番目の要素に
移動し、今度は偶数番目の要素を辿り、奇数番目の要素
に対応するデータの書き換えが行われる。そして、ポイ
ンタｐがリンク・リスト２２の末尾から１つ手前の要素
（Ｌ（Ｎ−２））に達したときは、ポインタｐはリンク
・リスト２２の先頭に配置される。以下同様にして、奇
数番目の要素に対応するデータの書き換え、偶数番目の
要素に対応するデータの書き換えが交互に行われる。

【００３９】以上の説明では、Ｎ点目以降のデータを格
納するための番地は、リンク・リスト２２の要素を一つ
おきに選ぶ方法によって決定していたが、これは本発明
においては本質的ではなく、たとえば、リンク・リスト
２２の要素を２つおきに辿る方法でも構わないし、ある
いは、特殊なアルゴリズムを用いて、状況に応じて選ぶ
要素を決定しても構わない。これらは、観測の対象とさ
れているデータ列のうち、どの部分が最も本質的に重要
かに応じて決めることができる。

【００４０】また、格納すべきデータが時系列データで
あった場合、そのデータの測定間隔ｔ０は、必ずしも一
定である必要はない。たとえば、上記の実施例におい
て、ポインタｐがリンク・リスト２２の末尾のひとつ前
の要素（Ｌ（Ｎ−２））に到達する度に測定間隔ｔ０を
２倍に引き延ばしてゆけば、測定期間が終了した時点で
メモリ２１に格納されているデータ列の測定間隔は、測
定終了時において、見かけ上、図８（Ａ）に示すよう
に、測定期間の全域に亙って、等間隔ないしその２倍の
間隔となり得る。なお、この２倍の間隔となるのは、ポ
ンタｐがリンク・リスト２２の中程に存在しているとき
に測定が終了したために、本来間引きがなされるはずで
あったデータが残っているからである。

【００４１】これは、メモリ２２に格納されたデータ
が、Ｎが偶数の場合には、Ｎ／２個取り込まれるごと
に、Ｎが奇数の場合には、（Ｎ−１）／２個取り込まれ
るごとに、データの取り込み間隔を２倍することを意味
している。

【００４２】一方、データ格納時の測定間隔ｔ０を常に
一定に保っておけば、測定終了時における見かけ上のサ
ンプリング間隔は、図８（Ｂ）に示すように、測定期間
の前半では粗で、後半において密になる。

【００４３】図９（Ａ）〜（Ｄ）は、時定数の異なる減
衰曲線を、サンプリング間隔１ｍｓ，データ点数１５点
でサンプリングした場合を示す図である。同図は（Ａ）
はイベントが一番早く発生した場合を示しており、
（Ｄ）はイベントが一番遅く発生した場合を示してい
る。これらの図からわかるように、イベント発生までの
時間（全サンプリング期間）が長くなるにしたがって、
見かけ上のサンプリング間隔（すなわち、メモリに残さ
れているデータのサンプリング間隔）が粗になる。これ
は、全測定期間の変化に応じてサンプリング間隔が自動
的に調整されることを意味しており、全測定期間が短け
れば短い程見かけ上のサンプリング間隔も短くなるし、
逆に全測定期間が長ければ長い程見かけ上のサンプリン
グ間隔も長くなる。なお、図９の各図において、サンプ
リング間隔が測定終了直前において必ずしも最密でない
のは（特に同図（Ｂ），（Ｃ）において顕著である）、
前述したようにポンタｐがリンク・リスト２２の中程に
存在しているときに測定が終了したために、本来間引き
がなされるはずであったデータが残ってしまっているか
らである。

【００４４】サンプリング間隔を自動的に調整する方法
は、たとえば、本発明を電気素子のブレークダウン現象
の観測に利用する場合に、ブレークダウン発生前後のデ
ータを特に密な時間間隔で得たい場合などに有効であ
る。

【００４５】ところで、ブレークダウンが発生するまで
の時間が長い場合には、図１０に示すように、データ取
り込み開始時に近いデータが全くなくなってしまう場合
もある。これを防止するためには、たとえば、一定のタ
イミング毎に、ポインタｐが動く範囲をリンク・リスト
要素の先頭側から制限していくことで、履歴データが完
全に消去されないようにすることができる。

【００４６】以上の説明では、記憶位置制御装置６にお
いて、リンク・リスト２２を採用した方法について記述
したが、これとは別に、リンク・リスト２２を用いるこ
となく、代わりに測定データの順序番号ｎを、メモリ２
１の番地に変換する関数を用いて記憶位置制御装置２を
構成することも可能である。以下、測定データの順序番
号ｎを、メモリ２１の番地に変換する関数を用いた実施
例について説明する。

【００４７】前述したように、本発明の要点は、データ
記憶領域が順次格納するデータで満たされる時点で、過
去のデータをとびとびに残すように、それまでに格納さ
れていたデータの一部を捨て、それによって得られた領
域に新たなデータを格納してゆくことである。以下、便
宜上、このデータの一部を捨て去る操作をここでは、
「間引き操作」と呼ぶことにする。 この実施例では、
間引操作を何回か実施した後で、格納されるデータに番
号を振り、その番号と実際のメモリの番地との対応を得
る関数を求めようとするものである。

【００４８】図１１は、所定数（同図では偶数Ｎ個）の
データを記憶できる領域（番地Ａ（０）〜Ａ（Ｎ−
１））を示しており、時系列データは、これらの領域が
満たされるまで、メモリの番地の順序にしたがって単純
に格納される。ここで、データＤ（ｎ）に振られた番号
ｎ（ｎ＝０，１，２，・・・）と、メモリの番地Ａ
（ｎ）とは直接１対１に対応する。

【００４９】次に、メモリがデータＤ（０）〜Ｄ（Ｎ−
１）で満たされた時点で、既に格納済みのデータを、時
系列順に１点おきに捨てる（すなわち、間引き操作を行
なう）。間引いた結果、有効になるデータだけを選ん
で、それらのデータに対して順序番号ｎ′を振ると、
ｎ′と間引く前のデータの順序番号ｎとの関係は、デー
タ格納装置２１の容量をＮとして、以下のように表され
る。

【００５０】

【数１】ｎ＝２ｎ′ （ただし、ｎ′＜Ｎ／２）

【００５１】さて、こうして順序番号を振り直せば、図
１２に示すように、ｎ′を新たに格納されるデータに対
しても続けて割り当てることにより、ｎ′≧Ｎ／２の順
序番号に対応する記憶要素に対して、新たなデータを格
納することが可能になる。この範囲におけるｎ′の値
を、元のｎに対応づける関数は一般に以下のようにな
る。

【００５２】

【数２】ｎ＝２ｎ′ｍｏｄ Ｎ＋１（Ｎが偶数の場合） ｎ＝２ｎ′ｍｏｄ Ｎ （Ｎが奇数の場合）

【００５２】ここで、ｍｏｄは、モジュロ演算子であ
り、２ｎ′は常に２Ｎ以下であるため、ｍｏｄ演算子
は、単純な引き算で代用可能である。また、２ｎ′は常
に偶数であるから、２ｎ′−Ｎの偶／奇は、Ｎの偶／奇
と一致する。その結果、Ｎが偶数のときに全体に１を加
える操作は、２ｎ′を２進数で表示した時の最下位ビッ
トを１にする操作と等価である。これらを考慮して、上
式を書き直してみると、以下のようになる。なお、｜
は、最下位ビットを立てるための論理和の演算子である
とする。

【００５４】

【数３】ｎ＝（２ｎ′−Ｎ）｜１

【００５５】以上から、式１と式３をまとめて書き直せ
ば、以下のようになる。

【００５６】

【数４】ｎ＝２ｎ′（２ｎ′＜Ｎの場合） ｎ＝（２ｎ′−Ｎ）｜１（２ｎ′≧Ｎの場合）

【００５７】ここまでは、全く間引きを指定されない状
態から一回目の間引きを行なった場合について説明して
きたが、これを一般化すると、全く同様のことが、ｍ回
目の間引きに対する、データに与えられた順序番号と、
ｍ−１回目の間引きに対する順序番号との間に成立す
る。いま、ｍ−１回目の間引きを行なった時にその回に
対して定義されたデータの順序番号をｎとし、データｎ
を実際のメモリに格納する際の番地Ａ（ｎ）が、ある関
数ｆを用いて、以下のように与えられるとする。

【００５８】

【数５】Ａ（ｎ）＝ｆ（ｍ−１，ｎ）

【００５９】すると、その後、ｍ回目の間引きを行なっ
た後のデータに与えられる順序番号ｎ′は、数４によっ
てｎと関係づけられるから、結局ｍ回目の間引きに対す
るメモリの番地は、以下の式で与えられる。

【００６０】

【数６】ｆ（ｍ，ｎ′）＝ｆ（ｍ−１，２ｎ′）
（２ｎ′＜Ｎの場合） ｆ（ｍ，ｎ′）＝ｆ（ｍ−１，（２ｎ′−Ｎ）｜１）
（２ｎ′≧Ｎの場合）

【００６１】さらに、ｍ＝０の場合には、まだ間引きが
行なわれていないということであり、この時には関数ｆ
は、変換を行なわないから、次のようになる。

【００６２】

【数７】ｆ（０，ｎ）＝ｎ

【００６３】数６と数７とをまとめることにより、関数
ｆ（ｍ，ｎ）は、次のように定義される。

【００６４】

【数８】ｆ（ｍ，ｎ）＝ｎ （ｍ＝０
の場合） ｆ（ｍ，ｎ）＝ｆ（ｍ−１，２ｎ） （ｍ＞０且つ２ｎ
＜Ｎの場合） ｆ（ｍ，ｎ）＝ｆ（ｍ−１，（２ｎ−Ｎ）｜１）（ｍ＞
０且つ２ｎ≧Ｎの場合）

【００６５】以上で説明したような関数ｆを、記憶位置
制御装置の中に実現し、また、同装置の中で、間引きの
実施回数をカウントしておくことにより、順次格納を要
求される度にｆの値を計算すれば、メモリにおける番地
を適切に得ることが可能である。

【００６６】以下に、Ｃ言語で記述したｆ関数のプログ
ラムを示す。ただし、上記ｆ関数をｆｏｌｄ、上記メモ
リに格納しうるデータ数Ｎをｓｉｚｅとしている。とし
ている。 #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int size; extern int fold(int, int); int main() { int m, n; scanf("%d",&size); while(scanf("%d %d", &m, &n)==2) pritf("fold(%d, %d) = %d＼n", m, n, fold(m, n); return(0); } int fold(int m, int n); { if (m==0) return(n); if (2*n <size) return(fold(m-1,2*n)); }

【００６７】上記プログラムの実行結果（ｓｉｚｅ＝８
とした場合において、ｍ，ｎを変化させた場合のｆ値）
は、 となる。

【００６８】ｆ関数は、配列の各要素を参照するたび
に、言い換えるならサンプリング測定においては一点の
測定のたびに計算される必要がある。また、ｍが増すに
つれて計算の所要時間も、Ｏ｛ｍ｝の程度であるが、確
実に増加する。このため、特にサンプリング間隔が短い
場合の処理速度が問題となる。

【００６９】しかし、サンプリング間隔を間引きのたび
に、２倍にする方法を採用した場合には、以下に述べる
ような利点がある。 （１）間引き処理の回数ｍに対して、サンプリング間隔
はＯ｛２^ｍ｝で広がるのに対して、ｆ関数の計算時間
は、Ｏ｛ｍ｝でしか増えないので、ｍが大きくなって
も、測定に支障を来すことはない。 （２）サンプリング間隔が指数関数的に引き延ばされて
行く結果、少ない間引き動作の回数で、長いサンプリン
グ期間に対応できる。たとえば、ｍ＝１０で、実効サン
プリング間隔は、最小サンプリング間隔の１０００倍に
もなる。したっがって、ｍが緩やかにしか増えないた
め、ｆ関数の計算時間もそれほど大きくはならない。

【００７０】なお、ｆ関数の高速化のためには、あるｍ
に対するｆ（ｍ，ｎ）の値を、ｎに対するテーブルとし
て持っておき、これを用いてｆ（ｍ＋１，ｎ）を計算す
るとこともできる。

【００７１】以上述べた実施例では、供試素子に流れる
電流を測定する場合について説明したが、当業者によれ
ば、本発明の新規な開示事実および長所から実質的に逸
脱することなく、これらの実施例に対して多くの修正等
を加えることが可能であることは容易に理解できよう。
たとえば、本発明の技術は時系列データ格納装置内に複
数のデータ記憶領域を設けておき、異なる測定系（たと
えば、電流，温度，電圧等の測定系）に対して１つの記
憶位置制御装置を設けて使用することができる。また、
本発明は、電源異常監視装置に使用することもできる。
市販のものの場合、過去の履歴を必ずしも必要とせず、
異常が発生した場合、異常時近傍のデータとタイムマー
クとが異常解析の有力資料となるが、本発明ではそのよ
うな技術とは異なり、履歴を残しつつデータを保存して
おくことができるので、異常原因の解析等を効率良く行
うことができる。さらに、音声および／または画像の記
録装置、コンピュータを使用した種々の時系列データの
記録装置などにも使用して、イベント発生前の履歴を効
率よく再生する装置を構成するのにも有効と考えられ
る。したがって、このような修正態様は全て、特許請求
の範囲の記載により確定される本発明の範囲内に含まれ
るものである。

【００７２】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、以下の効果
を奏することができる。 （１）記憶容量を、安全を見越して大きくとる、といっ
た資源の非効率的な利用を回避することができる。した
がって、記憶装置に要するコストを低減することができ
る。もちろん、データ測定の時間分解能を犠牲にするこ
となく、データ取り込み開始時からの履歴を残したまま
効率的なデータ格納が可能となる。 （２）結果として得られるデータ量は、予め確保された
データ格納領域に限られるので、データ量が必要以上に
膨大になったり、データの抽出や処理が煩雑になること
はなくなった。 （３）要求される記憶期間の長さに応じて最適なデータ
の記憶間隔を自動調整することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を供試素子のブレークダウン特性に適用
する場合の概念図である。

【図２】図１に示すデータ格納装置における処理の一例
を示すフローチャートである。

【図３】図２のフローチャートにより時系列データの格
納を行う場合のデータ格納装置内部の機能ブロックを示
す図である。

【図４】図３の機能ブロックの動作を詳細に示す図であ
り、メモリにＮ点までのデータの格納が完了した時点に
おけるメモリ，リンク・リストおよびポインタの状態を
示す図である。

【図５】図４の状態のメモリに新たなデータが取り込ま
れたときの、メモリ２１，リンク・リストおよびポイン
タの状態を示す図である。

【図６】リンク・リストの各要素の実質上の列順を示す
図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、Ｎ＝１０２４とした場合に
おいて、メモリに格納されているデータを時系列順に並
べ直して示す図である。

【図８】（Ａ）は本発明において、データ列の測定間隔
が平均下された場合を示す図、（Ｂ）は本発明におい
て、データ列の測定間隔が測定期間の前半には粗で後半
には密となった場合を示す図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、時定数の異なる減衰曲線を
サンプリングした場合を示す図である。

【図１０】ブレークダウンが発生するまでの時間が長い
ために、データ取り込み開始時に近いデータが全くなく
なってしまう場合を示す図である。

【図１１】本発明において間引き操作をする場合におけ
るメモリの状態を示す図である。

【図１２】図１１において、新たなデータを格納するた
めにデータの順序番号を振り直した状態を示す図であ
る。

【図１３】従来の技術を説明するためのブレークダウン
測定のための回路である。

【図１４】図１３の回路において測定データを時間軸上
にプロットした図である。

【符号の説明】

１ コンピュータ ２ データ格納装置 ２１ メモリ（データ格納領域） ２２ 記憶位置制御装置 ２３ リンク・リスト ２４ 列順値変更手段 Ａ（ｎ） 番地 Ｄ（ｎ） 時系列データ Ｌ（ｎ） リンク・リスト要素 ｐ ポインタ ０１ 電源 ０２ 供試素子 ０３ 電流計

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時系列データを記憶装置の予め確保され
   たデータ格納領域に順次取り込み、データ領域がいっぱ
   いになった後は、古いデータを新たなデータで置き換え
   る時系列データ格納方法において、 前記時系列データの取り込みに際し、データ格納領域を
   時系列データで順次満たした以後は、既に前記データ格
   納領域に格納されているデータが時系列順にとびとびに
   残るように、古いデータを新たなデータで置き換えるこ
   とを特徴とする時系列データ格納方法。
2. 【請求項２】 前記データ格納領域のデータ格納番地と
   １対１に対応する要素からなるリンク・リストを記憶空
   間内に設け、各要素には対応するデータ格納番地に格納
   されるデータの時系列順序を律する列順値を与え、 データ格納領域を時系列データで満たした以後における
   新たなデータの取り込みに際して、１つのデータの取り
   込みごとに前記要素の列順値を、格納されているデータ
   の時系列順序が正しく反映されるように書き換えること
   を特徴とする請求項１に記載の時系列データ格納方法。
3. 【請求項３】 新たに取り込まれるデータの前記時系列
   順序に基づき、該データの格納番地を特定することを特
   徴とする請求項１に記載の時系列データ格納方法。
4. 【請求項４】 前記時系列順序に応じた時系列データの
   置き換えを、時系列順のひとつおきに行うことを特徴と
   する請求項１〜３に記載の時系列データ格納方法。
5. 【請求項５】 データの取り込み間隔を可変とすること
   を特徴とする請求項１〜４に記載の時系列データ格納方
   法。
6. 【請求項６】 前記データ格納領域に格納されたデータ
   が、 Ｎ（データ領域に格納されうるデータ個数）が偶数の場
   合には、Ｎ／２個取り込まれるごとに、 Ｎが奇数の場合には、（Ｎ−１）／２または（Ｎ＋１）
   ／２個取り込まれるごとに、データの取り込み間隔を２
   倍することを特徴とする請求項５に記載の時系列データ
   格納方法。
7. 【請求項７】 時系列データが、電気素子または電気回
   路のブレークダウン特性の応答データであることを特徴
   とする請求項１〜６に記載の時系列データ格納方法。
8. 【請求項８】 時系列データを記憶装置の予め確保され
   たデータ格納領域に順次取り込み、データ領域がいっぱ
   いになった後は、古いデータを新たなデータで置き換え
   る時系列データ格納装置において、 前記時系列データの取り込みに際し、データ格納領域を
   時系列データで順次満たした以後は、既に前記データ格
   納領域に格納されているデータが時系列順にとびとびに
   残るように、古いデータを新たなデータで置き換える処
   理を行う記憶位置制御装置を有してなることを特徴とす
   る時系列データ格納装置。
9. 【請求項９】 前記データ格納領域のデータ格納番地と
   １対１に対応する要素からなるリンク・リスト、および
   該要素の列順値を変更する列順値変更手段を記憶位置制
   御装置内に設け、各要素には対応する番地に格納された
   データの時系列順序を律する列順値を与えると共に、 前記列順値変更手段は、データ格納領域を時系列データ
   で順次満たした以後における新たなデータの取り込みに
   際して、１つのデータの取り込みごとに、格納されてい
   るデータの時系列順が正しく反映されるように前記要素
   の列順値を書き換えることを特徴とする請求項８に記載
   の時系列データ格納装置。
10. 【請求項１０】 前記記憶位置制御装置を、新たに取り
    込まれるデータの時系列順序に基づき、該データの格納
    番地を特定する手段により構成したことを特徴とする請
    求項８に記載の時系列データ格納装置。
11. 【請求項１１】 時系列データが、電気素子または電気
    回路のブレークダウン性の応答データであることを特徴
    とする請求項８〜１０に記載の時系列データ格納装置。