JPH086829A - データベースの同時全件検索方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データベースへの複数の全件検索要求に対す
る外部記憶媒体からの読み込み回数を減少させ、応答時
間の短縮とスループットの向上を図ること。 【構成】 データベースへの複数の全件検索要求に対
し、先行する全件検索要求があった場合はその先行の全
件検索要求に対する検索処理が終了するまで後続の複数
の全件検索要求を待機させ、先行の全件検索要求に対す
る検索処理終了後に、後続の複数の全件検索要求に対す
る処理を同時実行させる。または、先行の検索処理が現
時点で読み込んだ途中の位置からの全件検索データを後
続の全件検索要求に利用させ、不足分はラップアラウン
ドして読み込ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データを外部記憶媒体
に管理するデータベース処理装置において、索引を用い
ずに全データを外部記憶媒体から読み込む必要のある場
合の全件検索方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータベースシステムでは、入力
された検索要求は、この検索要求の最適化後に実行され
る。この基本的な流れについては、アン イントロダク
ショントゥ データベース システムズ，シー ジェイ
デイト，アディソン ウェズリー，１９８６，第１１
０頁から第１１１頁および第３３３頁から第３５０頁
（Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｄａｔａｂ
ａｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｃ． Ｊ． Ｄａｔｅ，
ＡＤＤＩＳＯＮ−ＷＥＳＬＥＹ，１９８６，ｐｐ１１０
−ｐｐ１１１，ｐｐ３３３−ｐｐ３５０）において論じ
られている。

【０００３】検索要求が入力された際に、利用できる索
引が存在しない場合は、全件検索処理（原文では、ｐｈ
ｙｓｉｃａｌ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎ）が発
生する。

【０００４】全件検索処理が発生すると、外部記憶装置
上のデータの先頭から主記憶上のデータベースバッファ
に読み込み、次に連続的に発生した全件検索処理におい
ても同様にして外部記憶装置上のデータの先頭から主記
憶上のデータベースバッファに読み込む処理が実行され
る。

【０００５】ここで、全件検索処理が発生した場合に、
外部記憶装置から主記憶にデータを如何にして高速に読
み込むかが問題になる。

【０００６】そこで、デービー２ デザイン アンド
デベロップメント ガイド，シージェイ デイト，アデ
ィソン ウェズリー，１９８８，第２１４頁から第２２
０頁（ＤＢ２ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅ
ｎｔ Ｇｕｉｄｅ， Ｃ．Ｊ． Ｄａｔｅ， ＡＤＤＩ
ＳＯＮ−ＷＥＳＬＥＹ，１９８８，ｐｐ２１４−ｐｐ２
２０）において論じられているように、連続する複数の
ブロックを１回で読み込む方法、ブロックが連続するこ
とを予期して幾つかのブロックを先読み（先行入力）す
る方法等を用いることが考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、主記憶上のデ
ータベースバッファの先頭データが主記憶から外部記憶
装置へ追い出された後に全件検索処理が発生すると、主
記憶上のデータベースバッファ上のデータが再利用でき
ないため、再度全データを外部記憶装置上のデータの先
頭から主記憶上のデータベースバッファに読み込む必要
が生じ、検索効率が著しく低下する。

【０００８】すなわち、上記従来のデータ読み込み方法
を使用した場合、複数の検索要求間での外部記憶装置か
らのデータ入力契機を調整し、読み込み回数を減少させ
ることについて考慮していない。このため、複数の全件
検索となる検索要求が発生すると、主記憶上に外部記憶
装置からデータを繰り返し読み込む処理が発生し、検索
要求間で主記憶上のデータベースバッファを奪い合う競
合状態が生じていまい、検索効率が著しく低下するとい
う問題がある。

【０００９】本発明の目的は、全件検索となる複数の検
索要求に対する外部記憶媒体からのデータ読み込み回数
を減少させ、効率良く全件検索を行うことができるデー
タベースの同時全件検索方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、データベースへの複数の全件検索要求に
対し、先行する全件検索要求があった場合はその先行の
全件検索要求に対する検索処理が終了するまで後続の複
数の全件検索要求を待機させ、先行の全件検索要求に対
する検索処理終了後に、後続の複数の全件検索要求に対
する処理を同時実行させることを特徴とする。

【００１１】また、データベースへの複数の全件検索要
求に対し、先行する全件検索要求があった場合は、先行
の検索処理が現時点で読み込んだ途中の位置からの全件
検索データにより全件検索処理を開始させ、先行の検索
処理が終了している位置の検索データについてはラップ
ラウンドして外部記憶媒体から読み込ませることを特徴
とする。

【００１２】

【作用】上記手段によれば、現在実行中の全件検索が終
了するまで後続の複数の全件検索要求に対する検索処理
は一時的に待たされ、現在実行中の全件検索処理が終了
の後、同時に実行が開始される。このため、後続の複数
の全件検索処理では、主記憶上のデータベースバッファ
を互いに共用し、一括して全件検索処理を行うことがで
き、外部記憶媒体からの読み込み回数が減少する。

【００１３】また、先行の検索処理が現時点で読み込ん
だ途中の位置から全件検索が開始され、不足分（すなわ
ち、先行の全件検索処理が既に終了している位置のデー
タ）はラップアラウンドして外部記憶媒体から読み込ま
れる。このため、後続の複数の全件検索処理では、主記
憶上のデータベースバッファに外部記憶装置から読み込
んだデータを再利用できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により詳細に
説明する。

【００１５】図１は、本発明を実施する同時全件検索シ
ステムの一実施例を示す全体構成図である。

【００１６】図１において、この実施例の同時全件検索
システムは、大別すると、ユーザの検索要求を受け付け
る検索要求入力部１０１、検索処理を実行するＣＰＵか
ら成る処理装置１０２および検索対象のデータをリレー
ショナルデータベース形式で記憶した外部記憶媒体１０
３とから構成されている。

【００１７】処理装置１０２は、検索要求を解析し、全
件検索すべきかどうかなどの判断を行う検索要求解析部
１０３、外部記憶媒体１０３へのアクセスを制御するデ
ータベースアクセス部１０５、処理装置１０２内の主記
憶領域に設けられ、システムの制御情報を管理するシス
テム管理ブロック１０６から構成されている。

【００１８】このうち、データベースアクセス部１０５
は、全件検索を行おうとした時に、既に別の検索要求に
より全件検索処理が実行中であった場合に当該検索要求
を一時的に保留する機構を持つ検索要求保留制御部１０
７、別の全件検索処理と同期をとって検索するための制
御を行う同期検索制御部１０８、外部記憶媒体１０３か
ら読み込んだデータを一時蓄積する所定記憶容量のデー
タベースバッファ１０９から構成されている。

【００１９】図２は、主記憶装置２０１内に設けられる
システム管理ブロック１０６の詳細構成を示す図であ
り、システム管理ブロック１０６で管理される制御情報
は、ユーザ情報をユーザ毎に管理するユーザ管理ブロッ
ク２０５、各ユーザから入力された検索要求、すなわち
ＳＱＬ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｑｕｅｒｙ ｌａｎｇ
ｕａｇｅ）をユーザ毎に管理するＳＱＬ管理ブロック２
０６、そのＳＱＬ内でアクセスする表毎に同期または保
留のステータス状態及び検索を開始した位置（ぺージ）
を記憶しておく表アクセス管理ブロック２０２、表と現
在アクセスしているページを管理する全件検索管理表２
０３、及びデータベースバッファ１０９の各ページが使
用されているか否かを管理するバッファ管理ブロック２
０４からなる。

【００２０】図１において、検索要求入力部１０１から
投入されたデータベースに対する要求には、インデクス
を定義し、それを利用することで検索効率を向上するこ
とができるケースが存在するが、非定型の業務において
は検索の条件にインデクスが存在しない場合やインデク
スが存在する場合でもその条件では、絞り込むことので
きない場合などが多く存在する。そうした場合、データ
ベースに対する検索の方法は、全件検索を行うことにな
る。従って、まったく同じ検索要求でなくとも、全件デ
ータを検索する必要が多く発生する。

【００２１】検索要求解析部１０４は、検索要求入力部
１０１から入力されたユーザの検索要求を解析し、デー
タベースに対する検索方法を決定する。例えば、検索に
使用出来るインデクスが存在しない、または、存在した
としても過去の検索処理における統計情報などにより検
索した場合のヒット率が低いと推定される場合などは、
全件検索を実行すると決定する。

【００２２】一方、検索要求保留制御部１０７は、今回
の新たな検索要求に対して、全件検索管理表２０３を参
照して今回検索対象となった表が現在全件検索処理中で
あるかを判定し、別の要求により全件検索中の場合は、
今回の新たな検索要求に関する表アクセス管理ブロック
２０２のステータス情報２０２ｂを「保留」状態に設定
し、かつ今回の新たな検索要求は待機状態にすること
で、先行の全件検索処理の終了後、実行保留状態となっ
た検索要求（１つまたは複数の検索要求）を同時に開始
させる機能を備えている。このことについては、図３を
用いて後述する。

【００２３】同期検索制御部１０８は、検索要求入力部
１０１から入力されたユーザの検索要求に対して、全件
検索管理表２０３を参照して今回検索対象となった表が
現在全件検索処理中であるかを判定し、別の要求により
全件検索中であった場合、今回の新たな検索要求に関す
る表アクセス管理ブロック２０２のステータス情報２０
２ｂを「同期」に設定した後、全件検索管理表２０３で
管理している現在のアクセスページを表アクセス管理ブ
ロック２０２の検索開始位置情報２０２ｃに設定し、途
中のページから全件検索処理を開始させる機能を備えて
いる。

【００２４】次に、本発明の動作について図３〜図５の
フローチャートを用いて説明する。

【００２５】図３は、全件検索保留方式を利用する場合
のフローチャートを示したものである。

【００２６】まず、検索要求が入力された場合、最適化
処理により、その検索要求は、検索に使用できるインデ
クスが存在するか、存在したとしても過去の検索処理時
の統計情報などを元にヒット率が高すぎる場合はインデ
クスを使用すべきでないといった基準で全件検索をする
かどうかの判断を行う（ステップ３０１）。

【００２７】全件検索をすべきであると判断した場合
は、全件検索管理表２０３を調べ、既に全件検索処理が
動作中であるかの情報を得る（ステップ３０２，３０
４）。すなわち、今回の検索要求で検索しようとしてい
る表が全件検索管理表２０３に既に登録されているかど
うかの情報を得る。

【００２８】既に別の要求により、目的のデータベース
（表）に対して全件検索を実行中であった場合は、今回
の検索要求に対応する表アクセス管理ブロック２０２の
ステータス情報を保留状態に設定し（ステップ３０
７）、保留状態を解除されるまで待機させる（ステップ
３０８）。

【００２９】一方、全件検索処理が動作中でなかった場
合は、全件検索管理表２０３に全件検索する表の表名２
０３ａを登録した後、全件検索を開始し、データの読み
込みを行う（ステップ３０９，３１０）。

【００３０】全件検索が終了した時、表アクセス管理ブ
ロック２０２を検索し、保留状態となっている検索要求
が存在するかどうかを調べ、存在していた場合、その保
留していた検索要求の待機状態を解除し、検索開始指示
を行う。この詳細は、図８および図９を用いて後述す
る。

【００３１】ここで、待機状態を解除された検索要求が
２個以上存在する場合、実際にはそれぞれの検索要求に
対する処理が全く同一ではなく若干ずれたタイミングで
進行することになるが、先行の検索要求に対する処理で
は外部記憶媒体１０３からの読出し処理を行う必要があ
る分だけ処理が遅くなり、結果的にほぼ同時に複数の検
索要求に対する全件検索が進行することになる。また、
最初に処理を終了した検索要求が保留中の検索要求を起
動することになるが、ほぼ同時に進行しているため、起
動された後続の全件検索との競合は直ちに解消される。

【００３２】以上のように、複数の全件検索要求に対
し、先行する全件検索要求があった場合はその先行の全
件検索要求に対する検索処理が終了するまで後続の複数
の全件検索要求を待機させ、先行の全件検索要求に対す
る検索処理が終了後に、後続の複数の全件検索要求に対
する処理を実行させるという制御を行うことにより、複
数の全件検索要求が時間がずれて到着した場合でも、先
行の全件検索要求に対する処理が終了した段階で同時刻
に検索処理が開始されることになり、後続の全件検索要
求はデータベースバッファ１０９を互いに共用し、一括
して同時に全件検索を行うことができる。図５に後続の
全件検索要求ａ，ｂが一時待機させられ、先行の全件検
索処理が終了した段階で一括して処理されている様子を
タイムチャートで示している。

【００３３】この結果、データベースバッファ１０９の
再利用効果が高くなる。すなわち、外部記憶装置１０３
からデータベース１０９への読み込み回数が減少し、か
つ各全件検索要求に対する応答速度も向上する。この場
合、データベースバッファ１０９の利用効率は後続の全
件検索要求が多数になるほど向上する。

【００３４】図６は、開始位置記憶方式を利用する場合
のフローチャートを示したものである。

【００３５】まず、検索要求が入力された場合、最適化
処理により、その検索要求は、検索に使用できるインデ
クスが存在するか、存在したとしても過去の検索処理時
の統計情報などを元にヒット率が高すぎる場合はインデ
クスを使用すべきでないといった基準で全件検索をする
かどうかの判断を行う（ステップ４０１）。

【００３６】全件検索を行うべき要求でなければ、当該
要求に対する検索処理を実行する（ステップ４０２，４
０７）。

【００３７】全件検索をすべきであると判断した場合
は、全件検索管理表２０３を調べ、既に全件検索処理が
動作中であるかの情報を得る（ステップ４０３）。すな
わち、今回の検索要求で検索しようとしている表が全件
検索管理表２０３に既に登録されているかどうかの情報
を得る。

【００３８】先行の全件検索要求に対する処理が実行中
でなかった場合は、当該要求に対する検索処理を実行す
る（ステップ４０３，４０８）。

【００３９】しかし、既に別の要求により、目的のデー
タベース（表）に対して全件検索を実行中であった場合
は、全件検索管理表２０３を参照して現在検索中のペー
ジ情報２０３ｂを取得し、表アクセス管理ブロック２０
７に検索要求別に記憶し（ステップ４０４）、そのペー
ジ情報で示されるデータバッファ１０９の記憶位置から
のデータを読み込み、全件検索を行う（ステップ４０
５）。

【００４０】この場合、外部記憶媒体１０３の終端まで
読み込みが終了した場合でも、ラップラウンドして先頭
からデータを読み込む。そのラップラウンドした読み込
み処理は、ステップ４０４で記憶した当該処理の検索開
始位置まで行う（ステップ４０６）。

【００４１】このように各全件検索要求ごとに毎回、外
部記憶媒体１０３の先頭からデータを読み込むのではな
く、他の検索処理が現時点で読み込んだ途中の位置から
の全件検索データを利用するように制御することで、先
行の全件検索要求がデータベースバッファ１０９に読み
込んだデータを後続の複数の全件検索要求で再利用する
ことが可能となり、データベースバッファ１０９への読
み込み回数が減少し、かつ各全件検索要求に対する応答
速度も向上する。

【００４２】また、後続の全件検索要求を待機させる場
合に比べ、待機時間が存在しない分だけ検索結果を早く
得ることができる。

【００４３】図７に、後続の全件検索要求ａが先行の全
件検索処理の検索データＰ３〜Ｐ６を利用し、また別の
全件検索要求ｂが先行の全件検索処理の検索データＰ４
〜Ｐ６を利用し、不足分の検索データＰ１〜Ｐ２および
Ｐ１〜Ｐ３はラップラウンドして読み込んでいる様子を
タイムチャートで示している。

【００４４】図８は、検索要求入力部１０１から入力さ
れた検索要求、または待機状態を解除された検索要求、
または先行の検索要求のデータを途中まで利用した後続
の検索要求に対し、外部記憶媒体１０３からデータベー
スバッファ１０９にデータを読み込む部分の構成図を示
したものである。

【００４５】この構成にあっては、主記憶装置２０１内
には、データベースバッファ１０９を管理するデータベ
ースバッファ管理ブロック２０４が存在し、その中に
は、データベースバッファ１０９のどのバッファ領域を
使用しているかを管理する使用リストテーブル５０４と
未使用リストテーブル５０６が設けられている。

【００４６】これらテーブル５０４，５０６には、各バ
ッファ領域へ読み込まれたデータの読み込みアドレス５
０５が記憶されるようになっている。

【００４７】一方、データベースアクセス部１０５に
は、バッファ読み込み制御部５０２およびバッファ更新
制御部５０３から成るバッファ制御部５０１が設けられ
ている。

【００４８】図９は、データベースバッファ１０９への
読み込み動作をする処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【００４９】図９を参照してデータベースバッファへ１
０９へデータの読み込み動作を説明する。

【００５０】まず、全件検索時のデータベースバッファ
１０９へのデータの読み込み時には、バッファ管理ブロ
ック２０４内の使用リストテーブル５０４から空きのバ
ッファ領域を捜す（ステップ６０１）。空きがない場合
は、「参照」の排他がかけられておらず、かつ全件検索
管理表２０３に記憶されている「現在アクセスしている
ぺージ」より一番古いぺージに相当するバッファ領域を
解放する（ステップ６０２，６０３）。

【００５１】空きが存在する場合は、当該空きのバッフ
ァ領域にデータを読み込む（ステップ６０４）。

【００５２】読み込み終了後は、全件検索管理表２０３
における読み込んだ表名２０３ａのアクセスページ２０
３ｂを更新し、そのデータの利用が終了するまで「参
照」の排他をかけ（ステップ６０６）、利用終了後に
は、参照の排他を解除することにより１ページ分の読み
込みを終了させる（ステップ６０７，６０８）。

【００５３】なお、外部記憶媒体に格納されたデータを
更新する場合には、全件検索で使用しているデータベー
スバッファ１０９とは別のバッファを用い、バッファ更
新制御部５０３の制御に従って更新処理を行う。

【００５４】なお、上記実施例においては、表形式のデ
ータベースを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、データベ
ースへの複数の全件検索要求に対し、先行する全件検索
要求があった場合はその先行の全件検索要求に対する検
索処理が終了するまで後続の複数の全件検索要求を待機
させ、先行の全件検索要求に対する検索処理が終了後
に、後続の複数の全件検索要求に対する処理を実行させ
るという制御を行うことにより、複数の全件検索要求が
時間がずれて到着した場合でも、先行の全件検索要求に
対する処理が終了した段階で同時刻に検索処理が開始さ
れることになり、後続の全件検索要求はデータベースバ
ッファを互いに共用して一括して全件検索を行うことが
できる。

【００５６】この結果、外部記憶媒体からの読み込み回
数および読み込み時間（シーク／サーチ時間など）が減
少し、各全件検索要求に対する応答速度も向上するとい
う効果が得られる。

【００５７】また、各全件検索要求ごとに毎回、外部記
憶媒体の先頭からデータを読み込むのではなく、先行の
検索処理が現時点で読み込んだ途中の位置からの全件検
索データを利用するように制御することで、先行の全件
検索要求がデータベースバッファに読み込んだデータを
後続の複数の全件検索要求で再利用することが可能とな
り、外部記憶媒体からの読み込み回数が減少し、かつ各
全件検索要求に対する応答速度も向上し、さらに後続の
全件検索要求を待機させる場合に比べ、待機時間が存在
しない分だけ検索結果を早く得ることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用した同時全件検索システム
の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】図１のシステム管理ブロックの構成図である。

【図３】複数の全件検索要求を一時保留させて検索を行
う処理の流れの前半部分を示すフローチャートである。

【図４】複数の全件検索要求を一時保留させて検索を行
う処理の流れの後半部分を示すフローチャートである。

【図５】複数の全件検索要求を一時保留させて検索を行
う様子を示すタイムチャートである。

【図６】他の検索処理が既に読み込んだ途中の位置から
の全件検索データを利用する処理のながれを示すフロー
チャートである。

【図７】他の検索処理が既に読み込んだ途中の位置から
の全件検索データを利用する場合の様子を示すタイムチ
ャートである。

【図８】検索要求に対するデータベースバッファへのデ
ータ読み込み機構の一例を示す構成図である。

【図９】データベースバッファへのデータ読み込み処理
の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１…検索要求入力部、１０２…処理装置、１０３…
外部記憶媒体、１０４…検索要求解析部、１０５…デー
タベースアクセス部、１０７…検索要求保留制御部、１
０８…同期検索制御部、１０９…データベースバッフ
ァ、２０１…主記憶装置、２０２…表アクセス管理ブロ
ック、２０３…全件検索管理表、２０４…バッファ管理
ブロック、２０５…ユーザ管理ブロック、２０６…ＳＱ
Ｌ管理ブロック、５０１…バッファ制御部、５０２…バ
ッファ読み込み制御部、５０３…バッファ更新制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 邦明 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを外部記憶媒体に管理するデータ
   ベース処理装置において、 データベースへの複数の全件検索要求に対し、先行する
   全件検索要求があった場合はその先行の全件検索要求に
   対する検索処理が終了するまで後続の複数の全件検索要
   求を待機させ、先行の全件検索要求に対する検索処理終
   了後に、後続の複数の全件検索要求に対する処理を同時
   実行させることを特徴とするデータベースの同時全件検
   索方法。
2. 【請求項２】 データを外部記憶媒体に管理するデータ
   ベース処理装置において、 データベースへの複数の全件検索要求に対し、先行する
   全件検索要求があった場合は、先行の検索処理が現時点
   で読み込んだ途中の位置からの検索データにより全件検
   索処理を開始させ、先行の検索処理が終了しているして
   いる位置の検索データについてはラップラウンドして外
   部記憶媒体から読み込ませ、全件検索処理を実行させる
   ことを特徴とするデータベースの同時全件検索方法。