JPH10326215A

JPH10326215A - データベース管理装置および問合せの処理方法

Info

Publication number: JPH10326215A
Application number: JP10174403A
Authority: JP
Inventors: Masashi Tsuchida; 正士土田; Yukio Nakano; 幸生中野; Nobuo Kawamura; 信男河村; Kazuyoshi Negishi; 和義根岸; Shunichi Torii; 俊一鳥居
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 1998-12-08
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP3667997B2

Abstract

(57)【要約】【目的】問合せ処理を高速化する問い合わせ処理方法を
提供する。【構成】分配ノード１〜ノード８は、問い合わせ対象の
データベースを分散させて格納する表Ｔ１または表Ｔ２
を備え、これらから情報を取り出して他のノードに取り
出した情報を分配する。結合ノード９〜１１は、分配さ
れた情報を並び替え、該並び替えられた情報が複数ある
場合にはそれらをマージし、、該マージされた情報に基
づいて問い合わせに対する突き合わせを実行する。決定
管理ノード１２は、問い合わせを受け付けて、該問い合
わせを解析して解析結果に基づいて実行処理を行う分配
ノードおよび結合ノードを決定する。また、決定管理ノ
ード１２は、結合ノードから送出された、問い合わせに
対する結果を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デ−タベ−ス処理装置
に関し、特に、リレ−ショナルデ−タベ−ス管理システ
ムおよびそのシステムに適した問合せの並列処理に好適
な問合せ処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デ−タベ−ス管理システム（以下ＤＢＭ
Ｓと略記）、特に、リレ−ショナルＤＢＭＳは、非手続
き的な言語で表現された問合せを処理し、内部処理手順
を決定し、内部処理手順に従って実行する。このデータ
ベース言語としては、ＳＱＬが用いられる（Database L
anguage SQL ISO 9075:1989)。従来の問合せ処理の主な
方法には、予め設定した規則に基づいて単一の内部処理
手順を決定するものと、各種統計情報を用いて選定され
た複数の候補処理手順から、コスト評価により、最適と
思われるものを決定するものとがある。前者は、処理手
順作成のための負荷は小さいけれども、一律に設定され
た規則の妥当性に問題があり、選ばれた内部処理手順の
最適性にも問題がある。後者は、各種統計情報の管理
し、複数の候補処理手順の作成し、それらのコスト評価
のための負荷を算出して最適な処理手順を与える。上記
両者の組合せ技術としては、例えば、Satoh,K.,et.al."
Localand Global Optimization Mechanisms for Relati
onal Database", Proc. VLDB,1985.がある。該従来技術
では、問い合わせの条件からデータ量を推定して処理手
順を決めている。

【０００３】また、多くのＤＢＭＳは、問合せ解析処理
と問合せ実行処理との２フェーズの処理を経て、問合せ
処理が実現される。ホスト言語（ＣＯＢＯＬ、ＰＬ／Ｉ
等）に問合せ言語を組み込む場合、当アプリケ−ション
プログラム実行前に予め問合せを問合せ解析処理し、実
行形式である１つの内部処理手順を作成している。この
問合せ表現では、多くの場合、検索条件式にはホスト言
語の変数が記述される。この変数に定数が代入されるの
は、既に問合せ解析処理された結果の内部処理手順の実
行時、すなわち、問合せ実行時である。この場合の問題
点としては、変数に代入される値に従って複数の最適な
処理手順が考えられることである。この問題を解決する
ために、問合せ実行処理時に複数の処理手順を作成して
おき、問合せ実行時に変数に代入された値に従って処理
手順を選択するものがある。コードの技術に関するもの
としては、特開平１−１９４０２８号公報、および、Gr
aefe,G.,et.al."Dynamic Query Evaluation Plans", Pr
oc. ACM-SIGMOD, 1989.に記載されている技術がある。

【０００４】さらに、ＣＰＵ性能、ディスク容量の延び
を上回るような、トランザクション量の増大、データベ
ース量の増大に対応して、スケーラブルな並列データベ
ースシステムの提供がユーザから望まれている。データ
ベースシステムに対するユーザの性能要件として、数万
を超える同時実行ユーザ数への対応、テラバイト単位の
検索トランザクションの出現、表サイズに比例しない応
答時間の保証がある。並列データベースシステムは、近
年のハードウェアコストの低減と相まって、注目を浴び
ている。並列データベースシステムについては、DeWit
t,D.,et.al.:"Parallel Database Systems: The Future
of High Performance Database Systems", CACM, Vol.
35, No.6, 1992.に記載の技術がある。そのようなシス
テムでは、密結合あるいは疎結合にプロセッサを接続
し、データベース処理を複数のプロセッサに静的／動的
に処理を配分し、スケジュールする必要がある。並列度
を増せば応答性能は向上するが、過度の並列度は逆にオ
ーバヘッドの増大、他トランザクションの応答時間の延
び等の影響がある。そのため、適度な並列度の設定が重
要である。

【０００５】デ−タベ−ス処理において、処理対象とな
るデ−タは、二次記憶装置上に存在し、各デ−タベ−ス
演算に対して大量デ−タの読み出しおよび転送が必要と
なる。並列デ−タベ−スシステムにおいても、転送する
デ−タが大量となる場合、デ−タ転送時間がデ−タベ−
スシステムの性能ネックとなる。そこで、二次記憶装置
からデ−タを転送する時間を有効活用する方法が考えら
れる。これは、デ−タの転送時間と当該デ−タに対する
デ−タベ−ス処理に要する時間とをオ−バラップさせる
ものであり、従来技術として良く知られている。この方
式は、相互結合ネットワークで接続されるプロセッサ群
間のデータ転送にも適用可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、問合せ最適化処理とは、ユ−ザが入力した問合せか
らデ−タベ−スシステムの各種統計情報を基にし、最も
効率の良い処理手順をＤＢＭＳが自動判定するものであ
る。さらに、問合せの選択条件式に変数が埋め込まれて
いる場合には、複数の処理手順を問合せ解析時に展開し
ておき、問合せ実行時に当変数に代入される値に従って
処理手順を選択することによって、最適な処理手順が選
択される。

【０００７】並列データベース処理では、各ノード（プ
ロセッサあるいはプロセッサとディスク装置との対）へ
データベース演算が分割され、各ノードで各データベー
ス演算が並列にあるいはパイプライン的に動作する。上
記従来技術によれば、この並列処理形態でも、各ノード
で処理手順を選択する方法は適用可能である。

【０００８】しかし、並列に動作する処理では、同時間
にそれぞれのノードが並行処理をするが、各ノードで実
行するデータベース演算に対応して各ノード数を決定で
きないという問題がある。すなわち、ノード数を決定す
る基準が明確でないために、過度の並列化は逆にオーバ
ヘッドの増大等の影響があり、最適に負荷分散すること
が困難である。

【０００９】また、パイプライン動作させる処理では各
ノードへデータベース演算が分割格納されるが、データ
の分割にバラツキが存在する場合、各ノードへの均等分
割方法が明確でない。

【００１０】さらに、処理時間の制約があったときなど
のように、その時間内で複数の処理を行う場合におい
て、各ノードで実行する各データベース演算をパラメー
タ化し、期待する処理時間に基づいて時間調整（チュー
ニング）をする方法も明確でない。

【００１１】本発明の目的は、問合せ処理を高速化する
問い合わせ処理方法およびデータベースシステムを提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、データベース処理を実行する複数のノー
ドを備え、該複数のノードは、ネットワークを介して他
のノードと接続されるデータベース管理システムであっ
て、問い合わせ対象のデータベースを分散させて格納す
る記憶手段と、該記憶手段から情報を取り出して他のノ
ードに取り出した情報を分配する分配手段を備える分配
ノードと、該分配ノードから分配された情報を並び替え
る並び替え手段と、該並び替えられた情報が複数ある場
合にはそれらをマージするマージ手段と、該マージされ
た情報に基づいて問い合わせに対する突き合わせを実行
する突き合わせ手段とを備える結合ノードと、前記問い
合わせを受け付けて、該問い合わせを解析して問い合わ
せの処理手順を作成する解析手段と、該解析手段の問い
合わせの解析結果に基づいて実行処理を行う分配ノード
および結合ノードを決定する決定手段と、前記結合ノー
ドから得られた、問い合わせに対する結果を出力する出
力手段とを備える決定管理ノードとを備える。

【００１３】前記決定手段は、前記解析手段の問い合わ
せの解析結果に基づいて前記分配ノードを決定し、前記
分配ノードにおける予想される処理時間を算出し、該処
理時間に基づいて結合ノードを決定することができる。

【００１４】前記決定手段は、前記決定された分配ノー
ドにおける予想される取り出し情報量に基づいて、前記
結合ノードへの前記取り出し情報の分配を前記各結合ノ
ードに均等に割当てるようにする。

【００１５】前記決定管理ノードは、前記決定手段にお
いて前記結合ノードに取り出し情報を均等に割当てるた
めの、前記各ノードの記憶手段の情報に関する最適化情
報を記憶している記憶手段を備えることができる。

【００１６】前記決定管理ノードは、前記決定手段にお
いて前記結合ノードに取り出し情報を均等に割当てるた
めにあらかじめ定められたハッシュ関数を利用する。

【００１７】また、前記複数のノードは、それぞれ独立
に処理を行い、前記結合ノードは、前記分配ノードから
の分配された情報を逐次入力し、入力された情報ごとに
処理を行う。

【００１８】さらに、前記分配ノードは、該分配ノード
で分配する情報を並び替える並び替え手段を有するよう
にしてもよい。

【００１９】前記決定手段は、前記分配ノードにおける
予想される処理時間の算出結果から、より先に処理が終
了する分配ノードに対して分配処理後に前記分配ノード
の並び替え手段において並び替えをするように決定する
ことができる。

【００２０】前記決定手段は、前記処理時間に基づいて
決定した前記結合ノードの台数を、所定数増加させるよ
うに決定する。

【００２１】前記結合ノードの並び替え手段は、並び替
え処理の終了後にマージ処理をする機能を備えるように
してもよい。前記突き合わせ手段は、前記マージ処理を
する機能を備えるようにしてもよい。

【００２２】前記決定手段は、前記突き合わせ手段およ
び前記出力手段における予想される処理時間を算出し、
該算出結果に基づいて、前記出力手段の処理時間が、前
記突き合わせ手段の処理時間より大きい場合には、前記
突き合わせ手段に前記マージ処理を行わせるように決定
する。

【００２３】また、本発明は、上記課題を解決するため
に、ネットワークを介して相互に接続される複数のノー
ドを備えるデータベース管理システムであって、データ
ベースを構成するデータを分散して格納する記憶手段を
備え、指示されたときに、前記記憶手段に格納されたデ
ータを取り出し、取り出したデータを他のノードに分配
すべく前記ネットワークに送出する複数の第１のノード
と、指示されたときに、前記ネットワークに送出された
データを受け取り、受け取ったデータに対するデータベ
ース演算を実行し、その結果を前記ネットワークに送出
する複数の第２のノードと、ユーザからの問い合わせを
受け付けて、該問い合わせを解析し、該解析結果に基づ
いて、前記複数の第１のノードのうち少なくとも一つの
第１のノードに対して前記データの取りだしを指示し、
前記第２のノードのうち少なくとも一つの第２のノード
に対して前記データベース演算の実行を指示し、前記ネ
ットワーク上に送出された演算結果を受け取り、前記問
い合わせに対する結果を出力する第３のノードとを有す
る。

【００２４】前記第３のノードは、受け付けた問い合わ
せの解析結果に基づいて、前記データの取りだしを指示
する第１のノードを決定し、当該第１のノードにおける
予想される処理時間を算出し、該処理時間に基づいて前
記データベース演算の実行を指示する第２のノードを決
定することができる。

【００２５】前記第３のノードは、前記決定された第１
のノードにおける、予想される取り出しデータ量に基づ
いて、前記決定された第２のノードへの前記取り出しデ
ータの分配を当該決定された第２のノードに均等に割当
てるようにする。

【００２６】前記第３のノードは、前記決定された第２
のノードに取り出しデータを均等に割当てるための、前
記各ノードの記憶手段のデータに関する最適化情報を記
憶している記憶手段を備えることができる。

【００２７】前記第３のノードは、前記決定された第２
のノードに取り出しデータを均等に割当てるためにあら
かじめ定められたハッシュ関数を利用する。

【００２８】また、前記複数のノードは、それぞれ独立
に処理を行い、前記決定された第２のノードは、前記決
定された第１のノードからの分配されたデータを逐次入
力し、入力されたデータごとに処理を行う。

【００２９】さらに、前記複数の第１のノードの各々
は、該第１のノードで分配するデータをさらに並び替え
るようにしてもよい。

【００３０】前記第３のノードは、前記決定された第１
のノードにおける予想される処理時間の算出結果から、
より先に処理が終了する第１のノードに対して分配処理
後に当該第１のノードにおいて並び替えをするように決
定することができる。

【００３１】前記第３のノードは、前記処理時間に基づ
いて決定した前記第２のノードの台数を、所定数増加さ
せるように決定する。

【００３２】前記決定された第２のノードは、前記第１
のノードにおける分配されたデータの並び替えの終了後
にマージ処理をするようにしてもよい。

【００３３】前記第２のノードは、前記第１のノードに
おける分配されたデータの並び替えの終了後にマージ処
理を行い、該マージされたデータに基づいて問い合わせ
に対する突き合わせの処理を行う。

【００３４】前記第３のノードは、前記突き合わせの処
理および前記問い合わせに対する結果の出力の処理にお
ける予想される処理時間を算出し、該算出結果に基づい
て、前記出力の処理の処理時間が、前記突き合わせの処
理処理の時間より大きい場合には、前記突き合わせの処
理の中で前記マージ処理を行わせる。

【００３５】

【作用】前記決定管理ノードは、前記解析手段の問い合
わせの解析結果に基づいて前記分配ノードを決定し、前
記分配ノードにおける予想される処理時間を算出し、該
処理時間に基づいて結合ノードを決定する。決定手段
は、前記決定された分配ノードにおける予想される取り
出し情報量に基づいて、前記結合ノードへの前記取り出
し情報の分配を前記各結合ノードに均等に割当てるよう
にする。

【００３６】前記決定された分配ノードのそれぞれは、
前記問い合わせの解析結果に基づいて前記記憶手段から
情報を取り出して該取り出した情報を他のノードに分配
する。分配ノードおよび結合ノードは、それぞれ独立に
処理を行い、前記結合ノードは、前記分配ノードからの
分配された情報を逐次入力し、入力された情報ごとに処
理を行う。前記決定された結合ノードのそれぞれは、前
記分配ノードから分配された情報を並び替え、該並び替
えられた情報が複数ある場合にはそれらをマージし、該
マージされた情報に基づいて問い合わせに対する突き合
わせをし、前記結合ノードから得られた、問い合わせに
対する結果を出力する。

【００３７】また、決定手段は、前記分配ノードにおけ
る予想される処理時間の算出結果から、より先に処理が
終了する分配ノードに対して分配処理後に前記分配ノー
ドの並び替え手段において並び替えをするように決定す
る。決定された分配ノードの並び替え手段は、該分配ノ
ードで分配する情報を並び替える。

【００３８】さらに、決定手段は、前記突き合わせ手段
および前記出力手段における予想される処理時間を算出
し、該算出結果に基づいて、前記出力手段の処理時間
が、前記突き合わせ手段の処理時間より大きい場合に
は、前記突き合わせ手段に前記マージ処理を行わせるよ
うに決定する。決定された突き合わせ手段は、マージ処
理をする。

【００３９】また、処理時間があらかじめ定まっている
ときに、該処理時間以内で処理をさせるために、前記決
定手段は、分配ノードにおける予想される処理時間に基
づいて決定した前記結合ノードの台数を、所定数増加さ
せるように決定する。これにより、結合ノードの台数が
増加し、結合ノードの並び替え手段は、並び替え処理が
短時間で処理できるので、並び替え処理の終了後にマー
ジ処理をする。

【００４０】本発明の問合せ処理方法によれば、各ノー
ドで実行するデータベース演算に対応して各ノード数を
決定できる。また、データの分割にバラツキが存在する
場合、各ノードへデータを均等に分割させ、各ノードで
実行する各データベース演算をパラメタ化し期待する処
理時間均等化させるので、各ノード間で処理時間の偏り
がなく、円滑にパイプライン動作させることが可能であ
る。

【００４１】また、本発明の他の構成によれば、第３の
ノードは、ユーザからの問い合わせを受け付けて、該問
い合わせを解析し、該解析結果に基づいて、前記複数の
第１のノードのうち少なくとも一つの第１のノードに対
して前記データの取りだしを指示し、前記第２のノード
のうち少なくとも一つの第２のノードに対して前記デー
タベース演算の実行を指示する。第３のノードは、前記
決定された第１のノードにおける、予想される取り出し
データ量に基づいて、前記決定された第２のノードへの
前記取り出しデータの分配を当該決定された第２のノー
ドに均等に割当てるようにする。

【００４２】決定された第１のノードの各々は、指示さ
れたときに、前記記憶手段に格納されたデータを取り出
し、取り出したデータを他のノードに分配すべく前記ネ
ットワークに送出する。第１のノード及び第２のノード
は、それぞれ独立に処理を行い、決定された第２のノー
ドは、前記決定された第１のノードからの分配されたデ
ータを逐次入力し、入力されたデータごとに処理を行
う。決定された第２のノードの各々は、指示されたとき
に、前記ネットワークに送出されたデータを受け取り、
受け取ったデータに対するデータベース演算を実行し、
その結果を前記ネットワークに送出する。第３のノード
は、前記ネットワーク上に送出された演算結果を受け取
り、前記問い合わせに対する結果を出力する。

【００４３】また、第３のノードは、前記決定された第
１のノードにおける予想される処理時間の算出結果か
ら、より先に処理が終了する第１のノードに対して分配
処理後に当該第１のノードにおいてデータを並び替える
ように決定する。決定された第１のノードは、分配処理
後にデータを並び替える。

【００４４】さらに、第３のノードは、前記突き合わせ
の処理および前記問い合わせに対する結果の出力の処理
における予想される処理時間を算出し、該算出結果に基
づいて、前記出力の処理の処理時間が、前記突き合わせ
の処理処理の時間より大きい場合には、前記突き合わせ
の処理の中で前記マージ処理を行わせる。

【００４５】また、処理時間が予め定まっているとき
に、該処理時間以内で処理をさせるために第３のノード
は、前記処理時間に基づいて決定した前記第２のノード
の台数を、所定数増加させるように決定する。これによ
り、第２のノードの台数が増加し、並び替えの処理をよ
り短時間で処理することができる。並び替え処理の終了
後にはマージ処理をすることができる。

【００４６】本発明によれば、データを取りだして分配
するノードとデータベース演算を実行するノードとを決
定できる。また、データの分割にバラツキが存在する場
合、各ノードへデータを均等に分割させ、各ノードで実
行する各データベース演算をパラメタ化し、期待する処
理時間を均等化させるので、各ノード間で処理時間の偏
りがなく、円滑にパイプライン動作をさせることが可能
である。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００４８】図２は、本実施例のデ−タベ−スシステム
の概念図を示している。図２において、デ−タベ−スシ
ステムは、ユ−ザが作成した、複数のアプリケ−ション
プログラム（以下、ＡＰと略記する）１０および１１
と、問合せ処理やリソ−ス管理等デ−タベ−スシステム
全体の管理を行うＤＢＭＳ２０と、デ−タベ−ス処理に
おいて、入出力処理対象となるデ−タの読書きを行い、
計算機システム全体の管理を受け持つオペレ−ティング
システム（以下では、オペレ−ティングシステムをＯＳ
と略記する）３０と、デ−タベ−ス処理対象となるデ−
タを格納するデ−タベ−ス４０と、データベースの定義
情報を管理するディクショナリ５０とを有する。ＤＢＭ
Ｓ２０は、他のデータベース管理システムと接続されて
いる。ディクショナリ５０には、本実施例において使用
する結合カラムに関する最適化情報なども記憶されてい
る。

【００４９】上記ＤＢＭＳ２０は、システム全体の管
理、制御に加えて、入出力の管理等を行うシステム制御
部２１と、問い合わせに関する論理処理を行う論理処理
部２２と、データベースの物理処理を実行する物理処理
部２３と、当ＤＢＭＳ２０で処理対象となるデータを格
納するデータベースバッファ２４とを備える。また、論
理処理部２２は、問合せの構文解析、意味解析を行う問
合せ解析２２０、適切な処理手順を生成する静的最適化
処理２２１、処理手順に対応したコ−ドの生成を行なう
コード生成２２２、静的最適化処理２２１で生成された
処理手順候補から最適なものを選択する動的最適化処理
２２３、および、当コードの解釈実行を行うコード解釈
実行部２２４を備える。また、物理処理部２３は、アク
セスしたデ−タの条件判定、編集、レコード追加等を実
現するデ−タアクセス処理２３０、データベースレコ−
ドの読み書きを制御するデ−タベ−スバッファ制御２３
１、入出力対象となるデ−タの格納位置を管理するマッ
ピング処理２３２、および、システムで共用するリソー
スの排他制御を実現する排他制御２３３を備える。

【００５０】図３は、本発明が適用されるハードウェア
構成の一例を示すものである。具体的には、図３は、プ
ロセッサおよびディスク装置が１ノードを構成し、複数
のノードを備える並列プロセッサシステムの適用構成例
を示している。図３において、プロセッサ６０〜６５お
よびディスク装置７０〜７５が相互結合ネットワーク８
０で接続される。図３に示すハードウェア構成は、図２
に示すデータベースシステムを複数のプロセッサで並列
処理するための構成であり、各ノードに対してそれぞれ
処理が分散される。

【００５１】上記各ノードごとに機能分散した場合の構
成を図１に示す。図１は、本実施例が適用されたデ−タ
ベ−スシステムの概要図を示している。以下に、並列デ
ータベースシステムの処理例を図１を参照して説明す
る。この例では、データベースに対する検索要求に並列
処理を適用する。図１において、各ノードは、データを
取り出して分配処理するソート機能と、複数のノードで
それぞれソートされたデータを結合処理するマージ機能
とが各ノードごとに割り当てられている。ノードにより
ソート機能だけを備えるものや、ソート機能とマージ機
能とを備えるものがある。デ−タベ−スは、ユ−ザから
２次元のテ−ブル形式で見られる表から成るものとし、
当該表は行あるいはロウごとにデータが存在するもので
ある。また、ロウは、１つ以上の属性（これを「カラ
ム」という）からなる。図１においては、データベース
の表としてＴ１およびＴ２があり、ノード１（９０）か
らノード４（９１）に表Ｔ１が、ノード５（９２）から
ノード８（９３）に表Ｔ２が各々格納されており、これ
らの各ノードが分配ノードであり、分配ノードにおいて
格納している表に基づいてデータ取り出し処理およびデ
ータ分配処理が実行される。また、ノード９（９４）か
らノード１１（９６）は、結合ノードであり、ノード１
〜４およびノード５〜８から出力されるデータを受け取
り、部分列ソート処理およびマージ処理をして完全列の
作成を実行する。さらに、ノード１２（９７）は、問い
合わせを受け付け、該問い合わせを解析し、問い合わせ
に対する処理を実行する分配ノードおよび結合ノードの
数を決定する決定ノードである。また、ノード１２（９
７）は、ノード９〜１１から出力されたデータを受け取
り出力する。これらのノード群は、相互結合ネットワー
ク８０で接続され、ノード１〜４およびノード５〜８
と、ノード９〜１１とが並列に動作し、しかもノード１
〜４およびノード５〜８でそれぞれ処理された結果は、
すぐにノード９〜１１で処理を行うというようなパイプ
ライン的に動作する（以下、並列パイプライン動作と呼
ぶ）。また、ノード９〜１１とノード１２とも同様にパ
イプライン動作する。以下では、ノード９〜１１におけ
る部分列ソート処理をスロットソート処理といい、完全
列作成処理をＮウェイマージ処理と呼ぶ。スロットソー
ト処理は、データが格納されるページを対象とするペー
ジ内のソート処理を指し、スロット順に読みだせば昇順
にロウがアクセス可能とする。Ｎウェイマージ処理は、
Ｎウェイのバッファを用いて、各マージ段でＮ本のソー
ト連を入力にして最終的に１本のソート連を作成する。

【００５２】データベース検索処理のための問合せは、
例えば、以下のようになる。

【００５３】ＳＥＬＥＣＴＴ１．Ｃ３，Ｔ２．Ｃ３ＦＲＯＭＴ１，Ｔ２ＷＨＥＲＥＴ１．Ｃ１＝Ｔ２．Ｃ１ＡＮＤＴ１．Ｃ２＝？このような問い合わせが、ノード１２において受け付け
られると、ノード１２において、最適な分配処理方法が
選択され、各ノードに対してネットワークを介して指示
される。上記の問い合わせにおいては、ノード１（９
０）からノード４（９１）に表Ｔ１が、ノード５（９
２）からノード８（９３）に表Ｔ２が各々格納されてい
るので、各ノードにおいてデータ取り出し処理およびデ
ータ分配処理が実行される。また、ノード９（９４）か
らノード１１（９６）では、ノード１〜４およびノード
５〜８から出力されるデータを逐次受け取り、ソート処
理および結合処理を実行する。ノード１２（９７）で
は、ノード９〜１１から出力されたデータを受け取り出
力する。これによりデータベース検索は終了する。

【００５４】つぎに、上記各ノードの処理時間の関係に
ついて図４を参照して説明する。図４は、並列パイプラ
イン動作を説明するための概要図を示す。図４におい
て、１００および１０１は、図１におけるノード１（９
０）からノード４（９１）と、ノード５（９２）からノ
ード８（９３）とにおける処理に対応し、データ取り出
し処理およびデータ配分処理を実行する。１１０および
１１１は、ノード９（９４）からノード１１（９６）に
おける処理に対応し、スロットソート処理、Ｎウェイマ
ージ処理、突き合わせ処理が実行される。１２０は、ノ
ード１２（９７）における処理に対応し、要求データ出
力処理が実行される。時間軸に沿えば、データ取り出し
処理およびデータ配分処理１００および１０１で処理さ
れたデータは、逐次スロットソート処理１１０および１
１１に移り、パイプライン的に実行される。データ取り
出し処理からスロットソート処理までを取り出しフェー
ズと呼ぶ。また、Ｎウェイマージ処理１１０および１１
１は、それぞれのノードで単に並列に実行される。この
Ｎウェイマージ処理期間をマージフェーズと呼ぶ。さら
に、突き合わせ処理の結果は要求データ出力処理１２０
に逐次転送されてパイプライン的に実行される。この突
き合わせから要求データ出力までを結合フェーズと呼
ぶ。図４に示すタイムチャートは、図１に示す問合せ例
を適用した場合の処理内容である。取り出しフェーズに
おいて、ノード１（９０）からノード４（９１）におけ
る処理時間は、Ｔ１データ取り出し／データ分配処理時
間１３０として示す。また、ノード５（９２）からノー
ド８（９３）における処理時間は、Ｔ２データ取り出し
／データ分配処理時間１３１で示し、相互結合ネットワ
ーク８０における転送時間をデータ分配転送時間１４０
で示し、ノード９（９４）からノード１１（９６）にお
ける処理時間は、Ｔ１／Ｔ２スロットソート処理時間１
５０に示すように、各々実行される。図４において、取
り出しフェーズは、スロットソート処理完了待ち合わせ
１８０の時点までで終了する。また、マージフェーズに
おいて、ノード９（９４）からノード１１（９６）にお
ける処理時間は、Ｔ１／Ｔ２Ｎウェイマージ処理時間１
５１に示す時間において実行される。このマージフェー
ズは、Ｔ１／Ｔ２Ｎウェイマージ処理待ち合わせ１８１
までで終了する。結合フェーズは、ノード９（９４）か
らノード１１（９６）における処理時間は、突き合わせ
処理時間１５２で示し、相互結合ネットワーク８０にお
ける処理時間は、結合結果転送時間１６０で示し、ノー
ド１２（９７）における処理時間は、要求データ出力処
理時間１７０で示し、各々その時間内に実行される。

【００５５】つぎに、図１におけるノード１２の各ノー
ド群への処理の振り分け方法について図５を参照して説
明する。図５は、データ分配処理における各ノード群へ
の振り分け方法を示す説明図である。前提として、デー
タ取り出し／データ分配処理をするノード群は、プロセ
ッサ２００〜２３０とディスク装置２０１〜２３１とを
備えるノード１〜１０の１０台からなる。また、結合処
理をするノード群は、プロセッサ２４０〜２５０とディ
スク装置２４１〜２５１とを備えるノード１１〜１５の
５台からなるとする。ディクショナリ５０には、結合カ
ラムに関する最適化情報５１が格納されていている。該
最適化情報５１とは、データベースのデータを均等に分
割するための情報であり、例えば、結合カラムに対する
データ件数は通常均一でないので、データ件数が均一に
なるように結合カラムで分割するようにするものであ
る。図５に示すように、ノード１〜１０に格納されてい
るデータが、ｖ１からｖ１０の各分割範囲で均等にデー
タ分割可能であることを示す。この場合、ノード１１〜
１５に均等にデータ分割するためにはｖ１〜ｖ２、ｖ３
〜ｖ４、ｖ５〜ｖ６、ｖ７〜ｖ８、ｖ９〜ｖ１０の５区
間にそれぞれノード番号１１、１２、１３、１４、１５
を対応付けるような分配処理手段を備えればよい。上記
最適化情報が存在しない場合、適当なハッシュ関数を設
定してデータ分配を行なえばよい。このようにして、図
１におけるノード１２では、分配処理手段を備えること
により、Ｎウェイマージ処理を行う際の各ノード群への
処理の振り分けを行う。これにより、上記のような場合
には、ノード１１〜１５に均等にデータ分割することが
でき、処理時間が均等になる。

【００５６】つぎに、Ｎウェイマージ処理を行う際の結
合ノード数の決定方法について図６を参照して説明す
る。図６は、結合ノード数決定方法を説明するための概
要図を示している。

【００５７】図１における並列結合処理の各フェーズ、
各処理の処理時間をグラフ化し、図４に示す並列パイプ
ライン動作概要に合わせてレイアウトしている。図６に
おいて、データ取り出し／データ分配処理が、ノード１
〜８で実行され、３００〜３０５の処理時間がそれぞれ
かかるものとする。ここでは、ノード５の処理時間３０
４が最大処理時間であるとする。スロットソート処理時
間は、結合処理ノード数Ｎと、予め決められたシステム
特性（ＣＰＵ性能、ディスク装置性能等）と、データベ
ース演算方法とから導けることができ、スロットソート
処理の性能特性は一般的に下記に示すような式で求める
ことができる。

【００５８】

【数１】Ｅ＝ａ／Ｎ＋ｂ＊Ｎ＋ｃパイプライン処理を行う際の効果を最大にするために、
スロットソート処理の性能特性と最大処理時間３０４と
の交点となる結合ノード割当て数３５０をノード数とし
て求めることができる。結合ノード割当て数３５０が決
まると、Ｎウェイマージ処理時間３２０および突き合わ
せ処理時間３３０が、Ｎウェイマージ処理の性能特性と
突き合わせ処理の性能特性とから同様に推定できる。こ
れらの処理時間の合計が問い合わせに対する全体の処理
時間となる。このように結合ノード数を決定し、データ
取り出し／データ分配処理において分配されたデータを
逐次マージして同時に処理することにより、全体の処理
時間（問い合わせをしてから出力されるまでの応答時
間）を短縮することができる。

【００５９】結合ノード数を決定する場合に用いられる
性能特性の具体例を以下に示しておく。例えば、ロウ数
が表Ｔ１および表Ｔ２とも１０、０００、０００件あ
り、条件数がＴ１−１コ（全体ロウが１％に絞られる）
とし、データ取り出し／データ分配処理をする分配ノー
ド数が表Ｔ１および表Ｔ２ともそれぞれ１６ノードで均
等分割され、結合ノード数が８ノードで、プロセッサ性
能が５０ＭＩＰＳ（１秒間に５千万命令実行）で、ネッ
トワーク転送レートが２０Ｍバイト／秒であるとする。
このような条件で実際のデータベース管理システムに処
理させた結果もしくは性能モデルから算出した結果が以
下のようになる。

【００６０】表Ｔ１および表Ｔ２の分配ノードの処理時
間がそれぞれ１８０秒、Ｔ１／Ｔ２スロットソート処理
時間が８０秒、Ｎウェイマージ処理時間が３８０秒、突
き合わせ処理時間が１１０秒、要求データ出力時間が１
０秒となる。これらの結果の処理性能に基づいて問い合
わせに対する処理時間を推定する。

【００６１】つぎに、図６に示した結合ノード数決定方
法を基にして、応答時間をさらに短縮するための処理時
間調整方法（チューニング方法）について、図７、図８
および図９を参照して説明する。以下に示す方法は、上
記ノード１２の分配処理手段において、各ノード群への
処理の振り分けを決定する際にあらかじめ算出されて、
その結果より振り分けを決定するものである。

【００６２】図７は、スロットソート前処理化の概要図
を示す。データ取り出し／データ分配処理が、ノード１
〜８で実行され、各３００〜３０５の処理時間がそれぞ
れかかるものとする。ノードごとの処理時間には各表の
データ数によりバラツキが存在する。また、スロットソ
ート処理は、結合処理ノード群で実行されるように設定
されている。ノードごとの処理時間でバラツキがある場
合には、データ取り出し／データ分配処理ノード群へス
ロットソート処理を移す処理手順を考える。図７に、ス
ロットソートの前処理化として示すように、データ取り
出し／データ分配処理がより早く終了したノードでスロ
ットソート処理を行う。その処理によれば、結合ノード
割当て数３５０のノードにおけるスロットソート処理時
間が３１０から３１２に削減できる。その処理時間の差
３１１においてＮウェイマージ処理を移す。これは、ス
ロットソート処理の連長を延ばすことにほかならない。
これによって、Ｎウェイマージ処理時間が削減でき、結
果的に応答時間が削減できる。

【００６３】図８は、スロットソート連長チューニング
概要図を示している。例えば処理時間の制約があったと
きなどのように、その時間内で複数の処理を行う場合に
おいて、各ノードで実行する各データベース演算をパラ
メータ化し、期待する処理時間に基づいて時間調整（チ
ューニング）をする方法について説明する。図６で求ま
る結合ノード割当て数３５０から最小限だけ結合処理ノ
ードを増やし、応答時間の短縮を図る。この場合の結合
ノード割当て数を３５１とする。結合ノード割当て数３
５１とすると、スロットソート処理時間は３１０から３
１２へ削減される。パイプライン効果を最大にするた
め、処理時間３１１においてＮウェイマージ処理をスロ
ットソート処理へ移す。これによって、Ｎウェイマージ
処理のマージ回数が減り、処理時間が３２０と削減で
き、結果的に応答時間が削減できる。

【００６４】図９は、Ｎウェイマージ回数チューニング
の概要図を示す。結合ノード割当て数３５０で決まる突
き合わせ処理時間３３０が要求データ出力処理時間３４
０より小である場合には、Ｎウェイマージ処理の最終段
のマージ処理を突き合わせ処理に移すようにできる。Ｎ
ウェイマージ処理の最終段のマージ処理時間３３１と突
き合わせ処理時間３３０との和が要求データ出力処理時
間３４０を上回らなければ、当最終段のマージ処理を突
き合わせ処理へ移す。これによって、応答時間が削減で
きる。

【００６５】つぎに、本実施例におけるデータベース管
理システムの動作フローを説明する。図１０、図１１、
図１２、図１３、図１４および図１５は、本実施例にお
けるＤＢＭＳの処理のフロ−チャ−トを示す。図１０に
おいて、ＤＢＭＳは、問合せ実行前に行われる問合せの
解析処理（ステップ２２０）、静的最適化処理（ステッ
プ２２１）およびコード生成（ステップ２２２）により
問い合わせ解析を行う問合せ解析処理４００と、変数に
定数を代入し、処理手順を選択する動的最適化処理（ス
テップ２２３）および問合せのコード解釈実行（ステッ
プ２２４）により問い合わせに対する実行処理を行う問
合せ実行処理４１０とを行う。

【００６６】以下、各処理部の概要について述べる。

【００６７】（ａ）問合せ解析処理４００図１０（ａ）および（ｃ）において、問合せ解析（ステ
ップ２２０）では、上記ノード１２においてアプリケー
ションプログラムにより入力された問合せ文の構文解
析、意味解析を実行する（ステップ２２００）。図１０
（ａ）において静的最適化処理（ステップ２２１）で
は、上記ノード１２において問合せで出現する条件式か
ら条件を満足するデ−タの割合を推定し、予め設定して
いる規則を基に、有効なアクセスパス候補（特にインデ
クスを選出する）を作成し、処理手順の候補を作成す
る。コード生成（ステップ２２２）では、上記ノード１
２において処理手順候補を実行形式に展開する。

【００６８】（ｂ）問合せ実行処理４１０図１０（ｂ）において、動的実行時最適化（ステップ２
２３）では、上記ノード１２において代入された定数に
基づき、各ノード群で実行する処理手順を決定する。コ
ード解釈実行（ステップ２２４）では、それぞれのノー
ドにおいて処理手順を解釈し、実行する。

【００６９】つぎに、各処理部の詳細な処理フローの説
明を行う。

【００７０】図１０（ｄ）において、動的最適化処理
（ステップ２２１）では、問合せに出現する条件式の述
語選択率推定し（ステップ２２１０）、インデクス等か
らなるアクセスパスの剪定をし（ステップ２２１１）、
これらアクセスパスを組合せた処理手順候補の生成をす
る（ステップ２２１２）。

【００７１】図１０（ｅ）において、述語選択率推定
（ステップ２２１０）では、問合せ条件式に変数が出現
するか否かチェックする（ステップ２２１０１）。変数
が出現すれば、当条件式にカラム値分布情報があるかチ
ェックする（ステップ２２１０４）。存在すれば終了す
る。存在しなければ、条件式の種別に応じてディフォル
ト値を設定し（ステップ２２１０５）、終了する。変数
が出現しなければ、当条件式にカラム値分布情報がある
かチェックする（ステップ２２１０４）。存在しなけれ
ば、条件式の種別に応じてディフォルト値を設定し（ス
テップ２２１０５）、終了する。存在すれば、カラム値
分布情報を用いて選択率を算出する（ステップ２２１０
３）。

【００７２】図１１において、アクセスパス剪定２２１
２では、問合せ条件式で出現するカラムのインデクスを
アクセスパス候補として登録する（ステップ２２１２
０）。つぎに、問合せでアクセス対象となる表が複数ノ
ードに分割格納されているかチェックする（ステップ２
２１２１）。分割格納されていれば、パラレルテーブル
スキャンをアクセスパス候補として登録する（ステップ
２２１２３）。分割格納されていなければ、テ−ブルス
キャンをアクセスパス候補として登録する（ステップ２
２１２３）。各条件式の選択率が既に設定済みか否かチ
ェックする（ステップ２２１２４）。設定済みであれ
ば、各表に関して選択率が最小となる条件式のインデク
スをアクセスパスの最優先度とする（ステップ２２１２
５）。設定済みでなければ、各条件式の選択率の最大値
／最小値を取得する（ステップ２２１２６）。最後に、
ＣＰＵ性能、ＩＯ性能等のシステム特性より各アクセス
パスの選択基準を算出し（ステップ２２１２７）、単一
あるいは複数のインデクスを組合せたアクセスパスでの
選択率が上記選択基準を下回るものだけアクセスパス候
補として登録する（ステップ２２１２８）。

【００７３】図１２において、処理手順候補生成２２１
３は、問合せでアクセス対象となる表が複数ノードに分
割格納されているかチェックする（ステップ２２１３
０）。分割格納されていれば、ステップ２２１３５へ移
行する。分割格納されていなければ、処理手順候補にソ
ート処理が含まれているか否かをチェックする（ステッ
プ２２１３１）。含まれていれば、ステップ２２１３５
へ移行する。含まれていなければ、問合せでアクセス対
象となる表のアクセスパスが唯一であるかチェックし
（ステップ２２１３２）、唯一であれば単一の処理手順
を作成し（ステップ２２１３３）、唯一でなければ複数
の処理手順を作成し（ステップ２２１３４）、終了す
る。ステップ２２１３５では、結合可能な２ウェイ結合
へ問合せを分解する。分割格納される表の格納ノード群
に対応して、データ読みだし／データ分配処理手順を候
補として登録する。また、スロットソート処理手順を候
補として登録する（ステップ２２１３６）。結合処理ノ
ード群に対応して、スロットソート処理手順、Ｎウェイ
マージ処理手順および突き合わせ処理手順を候補として
登録し、スロットソート連長およびマージ処理回数をパ
ラメタ化しておく（ステップ２２１３７）。要求データ
出力ノードに要求データ出力処理手順を登録する（ステ
ップ２２１３８）。最後に、分解結果に対して評価がす
べて終了すれば（ステップ２２１３９）、終了する。

【００７４】図１３において、コード生成２２２は、処
理手順候補が唯一か否かをチェックする（ステップ２２
２０）。唯一であれば、ステップ２２２３へ移行する。
唯一でなければ、カラム値分布情報等からなる最適化情
報を処理手順に埋込み（ステップ２２２１）、問合せ実
行時に代入された定数に基づいて処理手順を選択するデ
ータ構造を作成する（ステップ２２２２）。最後に、処
理手順を実行形式へ展開する（ステップ２２２３）。

【００７５】図１４において、動的最適化処理２２３
は、作成されている処理手順が単一か否かをチェックす
る（ステップ２２３００）。単一であれば、終了する。
単一でなければ、代入された定数を基に選択率を算出す
る（ステップ２２３０１）。処理手順候補に並列な処理
手順が含まれるか否かチェックする（ステップ２２３０
２）。含まれていなければ、アクセスパスの選択基準に
従って処理手順を選択し（ステップ２２３１３）、終了
する。含まれていれば、ディクショナリから最適化情報
（結合カラムのカラム値分布情報、アクセス対象となる
表のロウ数、ページ数等）を入力し（ステップ２２３０
３）、データ取り出し／データ分配のための処理時間を
各システム特性を考慮し、前述したように算出する（ス
テップ２２３０４）。当処理時間から結合処理に割当て
るノード数ｐを決定し、当処理手順ａ１を決定する（ス
テップ２２３０５）。データ取り出し／データ分配処理
時間にバラツキがあるか否かをチェックする（ステップ
２２３０６）。バラツキがあれば、データ取り出し／デ
ータ分配処理ノード群でスロットソート処理を実行する
処理手順ａ２を設定する（ステップ２２３０７）。つぎ
に、結合ノード割当て数ｐをα台だけ増した処理手順ａ
３を設定する（ステップ２２３０８）。要求データ処理
時間が突き合わせ処理時間と１回分のＮウェイマージ処
理時間との和より大であれば（ステップ２２３０９）、
突き合わせ処理へ１回分のＮウェイマージ処理を移した
処理手順ａ４を設定する（ステップ２２３１０）。処理
手順ａ１〜ａ４で最適な処理手順を応答時間最小、各ノ
ード負荷量最小、他トランザクション応答性能への影響
小等の観点で選択する（ステップ２２３１１）。データ
分配情報を最適化情報を基にして作成する（ステップ２
２３１２）。最適化情報がなければ、ハッシュ関数の結
合カラム評価値に従い、データ分配情報を作成する。ア
クセスパスの選択基準に従って処理手順を選択し（ステ
ップ２２３１３）、終了する。

【００７６】図１５において、コード解釈実行処理２２
４では、設定された各ノードにおいてそれぞれ対応する
処理手順にしたがって処理を行う。

【００７７】まず、各ノードでは、データ取り出し／デ
ータ分配処理が設定されているか否かを判断する（ステ
ップ２２４００）。データ取り出し／データ分配処理が
設定されていれば、各ノードの記憶装置に格納されてい
るデータベースにアクセスし、条件式を評価する（ステ
ップ２２４０１）。最適化情報を基に作成されたデータ
分配情報に基づいて、データを取り出し、各結合ノード
のバッファへ逐次データを分配する（ステップ２２４０
２）。各結合ノードのバッファが満杯か否かを判定し、
満杯であれば、ページ形式で対応する結合ノードへ転送
する。問い合わせに対応する全てのデータを取り出して
分配すると処理が終了する（ステップ２２４０４）。

【００７８】また、各ノードでは、スロットソート処理
が設定されているか否かを判断する（ステップ２２４０
５）。スロットソート処理が設定されていれば、前記デ
ータ取り出し／データ分配処理ノードからのページ形式
のデータを受信し、（ステップ２２４０６）受信したデ
ータについて順次スロットソート処理を行う（ステップ
２２４０７）。処理したスロットソート結果を一時保存
しておき、スロットソート処理を終了する（ステップ２
２４０８）。

【００７９】また、Ｎウェイマージ処理が設定されてい
るか否かを判断する（ステップ２２４０９）。Ｎウェイ
マージ処理が設定されていれば、スロットソート結果に
基づいてＮウェイマージ処理を実行し（ステップ２２４
１０）、Ｎウェイマージ処理結果をバッファなどに一時
保存し（ステップ２２４１１）、Ｎウェイマージ処理を
終了する。

【００８０】また、突き合わせ処理が設定されているか
否かを判断する（ステップ２２４１２）。突き合わせ処
理が設定されていれば、Ｎウェイマージ処理結果のソー
トリストを突き合わせ、出力用バッファにデータを設定
する（ステップ２２４１３）。出力用バッファが満杯の
場合には、ページ形式で要求データ出力ノードへ転送す
る（ステップ２２４１５）。

【００８１】また、要求データ出力処理が設定されてい
るか否かを判断する（ステップ２２４１６）。要求デー
タ出力処理が設定されていれば、結合ノードからページ
形式のデータの転送があるかないかを判断する（ステッ
プ２２４１７）。ページ形式のデータの転送がある場合
には、該ページ形式のデータを受信し（ステップ２２４
１８）、アプリケーションプログラムへ問い合わせ処理
結果を出力し、ページ形式のデータ転送がない場合には
そのまま問い合わせ処理結果を出力する（ステップ２２
４１９）。

【００８２】また、上記コード解釈実行処理において、
処理時間にバラツキがある場合などのときにデータ取り
出し／データ分配処理ノード群でスロットソート処理を
実行する場合には、データ取り出し／データ分配処理終
了後、コード解釈実行処理２２４を再度実行し、スロッ
トソート処理を行うようにする。

【００８３】さらに、ステップ２２４１３でＮウェイマ
ージ処理結果が完全ソート列でなければ、最終段のマー
ジと突き合わせ処理とを行う。

【００８４】以上のように処理することによりデータベ
ース管理システムの問い合わせ応答時間を短縮すること
ができる。

【００８５】図６に示す結合ノード割当て方法と、図
７、図８および図９に示すチューニング方法とは、各々
独立に適用してもよいし、また任意の組合せで適用して
もよい。すなわち、動的最適化処理２２３では、すべて
の組合せが適用できる場合を想定している。さらに、デ
ータ取り出し処理においては、複数ディスク装置からな
る並列入出力アクセス方法の適用と、一括入出力方法／
先読み入出力方法の適用と、データ分配処理に最適化情
報あるいはハッシュ関数によるデータ分配方法の適用
と、Ｎウェイマージ処理に並列ソート方法の適用と、突
き合わせ処理にノード間での突き合わせ処理方法の適用
と、要求データ出力処理に複数のノードを割当て並列受
け取り処理方法の適用等も考えられる。上記ステップ２
２３０９およびステップ２２３１０では、１回分のＮウ
ェイマージ処理を仮定しているが、一般的にｎ回（ｎ≧
１）としてもよい。

【００８６】図４に示す並列パイプライン動作に関し
て、上記図６に示した結合ノード割当て方法と、図７、
図８および図９に示すチューニング方法とを適用する
と、取り出しフェーズ、マージフェーズ、結合フェーズ
の内、マージフェーズが省略可能となる場合も存在す
る。すなわち、スロットソート連長の延び、Ｎウェイマ
ージ処理の移動により可能となる。この場合、問合せ実
行処理でもマージフェーズの処理を省略する。

【００８７】本発明の問合せ処理方法は、統計情報を用
いた規則とコスト評価との併用に限らず、適当なデ−タ
ベ−ス参照特性情報を与える処理手順が得られるもので
あれば適用できる。例えば、コスト評価のみ、規則利用
のみ、コスト評価と規則利用の併用等の最適化処理を行
うＤＢＭＳにも適用できる。

【００８８】本発明は、密結合／疎結合マルチプロセッ
サシステム大型計算機のソフトウェアシステムを介して
実現することも、また、各処理部のために専用プロセッ
サが用意された密結合／疎結合複合プロセッサシステム
を介して実現することも可能である。また、単一プロセ
ッサシステムでも、各処理手順のために並列なプロセス
を割当てていれば、適用可能である。

【００８９】本実施例によれば、各ノードで実行するデ
ータベース演算に対応して各ノード数を決定し、また、
データの分割にバラツキが存在する場合、各ノードへデ
ータを均等に分割させ、各ノードで実行する各データベ
ース演算をパラメタ化し、期待する処理時間均等化させ
るので、各ノード間で処理時間の偏りがなく、円滑にパ
イプライン動作させることが可能となり、高速な問合せ
処理が実現可能となる。

【００９０】

【発明の効果】各ノードで実行するデータベース演算に
対応して各ノード数を決定し、各ノードへデータを均等
に分割させ、各ノードで実行する処理時間均等化させる
ので、各ノード間で処理時間の偏りがなく、高速化な問
合せ処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】並列結合処理概要図

【図２】データベースシステムの構成図

【図３】ハードウェア構成図

【図４】並列パイプライン動作の概要図

【図５】データ分配処理概要図

【図６】結合ノード割当て概要図

【図７】スロットソート前処理化概要図

【図８】スロットソート連長チューニング概要図

【図９】Ｎウェイマージ回数チューニング概要図

【図１０】データベース管理システムのフローチャー
ト

【図１１】データベース管理システムのフローチャー
ト

【図１２】データベース管理システムのフローチャー
ト

【図１３】データベース管理システムのフローチャー
ト

【図１４】データベース管理システムのフローチャー
ト

【図１５】データベース管理システムのフローチャー
ト

【符号の説明】

１０、１１…アプリケーションプログラム、２０…デー
タベース管理システム、２２…論理処理部、２２０…問
合せ解析、２２１…静的最適化処理、２２２…コード生
成、２２３…動的最適化処理、２２４…コード解釈実
行、３０…オペレーティングシステム、４０…データベ
ース、５０…ディクショナリ、８０…相互結合ネットワ
ーク、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９
７…ノード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者根岸和義神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099 株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者鳥居俊一神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099 株式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のデータベース演算装置に対して、デ
ータベース演算要求を指示するデータベース管理装置で
あって、入力された問い合わせ要求を解析し、当該問い合わせ要
求のデータベース演算キーのキーレンジに基づき、複数
のデータベース演算要求を生成し、当該生成した複数の
データベース演算要求を前記データベース演算装置にそ
れぞれ分配し、前記データベース演算装置の各々から出
力された処理結果を受け取り、前記問い合わせ要求につ
いての処理結果を出力する問い合わせ処理手段とを備え
ることを特徴とするデータベース管理装置。
【請求項２】請求項１に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記問い合わせ処理手段は、前記問い合わせ要
求のデータベース演算処理が結合処理である場合、前記
データベース演算キーとして結合キーを用い、結合キー
のキーレンジに基づき、複数のデータベース演算要求を
生成することを特徴とするデータベース管理装置。
【請求項３】請求項１に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記問い合わせ処理手段は、データベース演算
キーにハッシュ関数を予め割り付けておき、該ハッシュ
関数から得られたハッシュコードのキーレンジに基づ
き、複数のデータベース演算要求を生成することを特徴
とするデータベース管理装置。
【請求項４】請求項１に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記データベース演算装置に対して、データの
取り出し要求を出力することを特徴とするデータベース
管理装置。
【請求項５】請求項４に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記取り出し要求をしたデータベース演算装置
に対して、取り出したデータをさらに並び替えるように
並び替え要求を出力することを特徴とするデータベース
管理装置。
【請求項６】請求項５に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記データベース演算装置において予想される
演算時間の算出結果から、演算が終了していないデータ
ベース演算装置がある場合に、当該データベース演算装
置で分配するデータの並び替えを、より先に演算が終了
するデータベース演算装置で行うように並び替え要求を
生成し、当該生成した並び替え要求を前記より先に演算
が終了するデータベース演算装置に出力する前記第１の
ノードにおける予想される処理時間の算出結果から、よ
り先に処理が終了する前記取り出し要求をしたデータベ
ース演算装置に対して、当該処理後に、処理が終了して
いない他の取り出し要求をしたデータベース演算装置で
取り出されたデータの並び替えをするように並び替え要
求を出力することを特徴とするデータベース管理装置。
【請求項７】請求項５に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記取り出し要求をしていない他のデータベー
ス演算装置に対して、前記取り出し要求をしたデータベ
ース演算装置におけるデータの並び替えの終了後に結合
処理を行うように結合要求を出力することを特徴とする
データベース管理装置。
【請求項８】請求項７に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記他のデータベース演算装置に対して、前記
結合されたデータに基づいて問い合わせに対する突き合
わせの処理を行うように、突き合わせ要求を出力するこ
とを特徴とするデータベース管理装置。
【請求項９】請求項８に記載のデータベース管理装置に
おいて、前記突き合わせの処理および前記問い合わせに
対する結果の出力の処理における予想される処理時間を
算出し、該算出結果に基づいて、前記出力の処理の処理
時間が、前記突き合わせの処理処理の時間より大きい場
合には、前記突き合わせの処理の中で前記結合処理を行
わせるように突き合わせおよび結合要求を出力すること
を特徴とするデータベース管理装置。
【請求項１０】複数のデータベース演算装置に対して、
データベース演算要求を指示するデータベース管理装置
における問い合わせ処理方法であって、入力された問い
合わせ要求を解析し、当該問い合わせ要求のデータベー
ス演算キーのキーレンジに基づき、複数のデータベース
演算要求を生成し、生成された複数のデータベース演算要求に対するデータ
ベース演算の処理結果を受け取り、前記問い合わせ要求についての処理結果を出力する問い
合わせ処理手段とを備えることを特徴とする問い合わせ
処理方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の問い合わせ処理方法
において、前記問い合わせ要求のデータベース演算処理
が結合処理である場合、前記データベース演算キーとし
て結合キーを用い、結合キーのキーレンジに基づき、複
数のデータベース演算要求を生成することを特徴とする
問い合わせ処理方法。
【請求項１２】請求項１０に記載の問い合わせ処理方法
において、データベース演算キーにハッシュ関数を予め
割り付けておき、該ハッシュ関数から得られたハッシュ
コードのキーレンジに基づき、複数のデータベース演算
要求を生成することを特徴とする問い合わせ処理方法。
【請求項１３】請求項１０に記載の問い合わせ処理方法
において、前記データベース演算装置に対して、データ
の取り出し要求を出力することを特徴とする問い合わせ
処理方法。
【請求項１４】請求項１３に記載の問い合わせ処理方法
において、前記取り出し要求をしたデータベース演算装
置に対して、取り出したデータをさらに並び替えるよう
に並び替え要求を出力することを特徴とする問い合わせ
処理方法。
【請求項１５】請求項１４に記載の問い合わせ処理方法
において、前記データベース演算装置において予想され
る演算時間の算出結果から、演算が終了していないデー
タベース演算装置がある場合に、当該データベース演算
装置で分配するデータの並び替えを、より先に演算が終
了するデータベース演算装置で行うように並び替え要求
を生成し、当該生成した並び替え要求を前記より先に演
算が終了するデータベース演算装置に出力することを特
徴とする問い合わせ処理方法。
【請求項１６】請求項１４に記載の問い合わせ処理方法
において、前記取り出し要求をしていない他のデータベ
ース演算装置に対して、前記取り出し要求をしたデータ
ベース演算装置におけるデータの並び替えの終了後に結
合処理を行うように結合要求を出力することを特徴とす
る問い合わせ処理方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の問い合わせ処理方法
において、前記他のデータベース演算装置に対して、前
記結合されたデータに基づいて問い合わせに対する突き
合わせの処理を行うように、結合および突き合わせ要求
を出力することを特徴とする問い合わせ処理方法。
【請求項１８】請求項１７に記載の問い合わせ処理方法
において、前記突き合わせの処理および前記問い合わせ
に対する結果の出力の処理における予想される処理時間
を算出し、該算出結果に基づいて、前記出力の処理の処
理時間が、前記突き合わせの処理処理の時間より大きい
場合には、前記突き合わせの処理の中で前記結合処理を
行わせるように突き合わせおよび結合要求を出力するこ
とを特徴とする問い合わせ処理方法。
【請求項１９】複数のデータベース演算装置に対して、
データベース演算要求を指示するデータベース管理装置
であって、入力された問い合わせ要求を解析し、当該問
い合わせ要求のデータベース演算キーの結合カラムに基
づき、複数のデータベース演算要求を生成し、当該生成
した複数のデータベース演算要求を前記データベース演
算装置にそれぞれ分配し、前記データベース演算装置の
各々から出力された処理結果を受け取り、前記問い合わ
せ要求についての処理結果を出力する問い合わせ処理手
段とを備えることを特徴とするデータベース管理装置。
【請求項２０】複数のデータベース処理装置に対して、
データベース処理を指示するデータベース管理装置であ
って、ユーザからの問い合わせを受け付けて、該問い合
わせを解析し、該解析結果に基づいて、データの取りだ
しを指示するデータベース処理装置を決定し、当該デー
タベース処理装置における予想される処理時間を算出
し、取り出されたデータについてデータベース演算を実
行する他のデータベース処理装置の数に対する予想され
る処理時間を算出し、前記データベース処理装置におけ
る予想される処理時間と、前記他のデータベース処理装
置の数に対する予想される処理時間とに基づいて前記他
のデータベース処理装置の数を決定し、当該他のデータ
ベース処理装置から出力された演算結果を受け取り、前
記問い合わせに対する結果を出力することを特徴とする
データベース管理装置。