JPS58149536A

JPS58149536A - 索引検索装置

Info

Publication number: JPS58149536A
Application number: JP57032759A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Hiyoshi; 日吉　茂樹
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1983-09-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】タレコードを索引する索引検索装置に関する。

一般には、データレコードを検索する場合に索引を介し
て関係データベースに対する制限演算や結合演算を行な
う検索処理は、一般にソフトウェアによ多行なわれてい
る。

しかしながら、このようなデータ検索システムでは検索
処理をソフトウェアで行なうために制７良演算および結
合演算を遂次に行なわなければならず、さらにこれらの
制限演算や結合演算がそれぞれ複数ある場合にはそれぞ
れの制限演算や結合演算を順次処理するものであυ、索
引を介した関係データベース検索においてすべての演算
が直列的に処理芒瞥二＝キされるので、検氷処理時間が
多大となってしまう。

このため、索引検索装置というハードウェアを用いて高
速化を達成することが考えられる。

このような索引検索システムは中央処理装置と主記憶装
置と索引検索装置とで構成される。

ｗ１１図は、本発明ならびに従来の索引検索装置を含む
システム構成図である。図に示すように索引検索装置Ｉ
は電子計算機の中央処理装置Ａと主記憶装置Ｂとに接続
される。

演算の開始時には、検氷条件式Ｃが前記主記憶装［Ｂに
格納されておシ、前記中央処理装置から索引検索装置Ｉ
に処理開始指令ｅ１と検索条件式〇を格納した前記主記
憶装置Ａの中のアドレスＡＤＨ（Ｃ）　、および処理結
果Ｒを格納する前記主記憶装置Ａの中のアドレスＡＤＨ
（Ｒ）とが送られるものとする。索引検索装置Ｉは、前
記主記憶装［Ａから検諏条件式Ｃの情報を読み出し、検
索銀ｆ１４−みたすレコードのデータベース中のアドレ
ス情報を求めて前に主記憶装置Ｂ　Ｉ（（書き込むとと
もに前記中央処理装［Ａに処理終了を通知する。

検電条件式Ｃは、次の形式で与えられるものとする。

ここで、Ｐ、、（Ｋｍ）は、ｌｎｎ番目制限条件でろシ
、関係Ｋｍに苅する吃のであることを示している。また
、Ｑ、　（１，、Ｊ、）は、ｎ番目の結合条件であシ、
関係エイと関係Ｊ、）こ対するものであることを示しで
いる。

Ｐ、（Ｋ、）とＱ、　（１，、Ｊｎ）は、Ｐ、（Ｋ、）
＝（ＡｒＩｌ、ＶＬ、、ＶＨ，）　　　　　・・・・−
・（２）Ｑ、　ＣＩ　、Ｊ　、１）−（Ａｉ　ｎ、Ａ２
．　）　　　　　−・−・・・（３）の形で与えられる
ものとする。

但し、Ａｍ　ｉｉ：属性番号であシ、ＶＬｍ　、　Ｖ）
１１１１はそれぞれ属性Ａｍの上限値と下限値を示すも
のとする。

一方、Ａｌｎは関係Ｉｎの属性の番号、Ａ　２１１は関
係Ｊ。

の属性の番号を示しており、結合条件Ｑｎ　（Ｉｎ　、
Ｊｎ）は、属性Ａｌｎと属性Ａ２ｎの値の等しいレコー
ド同＆を結果として残すことを指定したものである。

なお、Ｉｒ１ＡＦＪｒｌである。（１）式で記号△は論
理演算子ＡＮＤを示す。

従来の索引検索システムは、・・−ドウエアによシ索引
検索を行なうものとしてり、に、Ｈｓｉａｏ（１）など
によシ提案されているが、制限演算のみに限られたもの
である。

以下に、Ｄ、に、）ｌｓｉａｏ、に、Ｋａｎｎａｎ　ａ
ｎｄ　Ｉ）、８゜Ｋｅｒｒ、によシ書かれた“８ｔｒａ
ｃｔｕｒｅ　ＭｅｍｏｒｙＤｅｓｉｇｎｓ　ｆｏｒ　ａ
　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ”、と題する論
文Ｃ外国雑誌Ｐｒｏｃ、ＡＣＭ７７Ａｎｎｕ、Ｃｏｎｆ
、。

１）Ｉ）、３４３−３５０．１９７７、に収録）に記載
された索引検索装置の例について、詳細に説明する。

第２図は上述した従来の一例を示すフロック図である。

第２図に示す索引検索装置は、索引記憶手段１１〜ＩＫ
と、索引記憶手段ＩＩ〜ＩＫをアクセスし、与えられた
制限条件をみたすレコードのアドレス情−５＝報を得る制限処理プロセッサ２１〜２Ｋからなる制限処
理手段２と、各制限処理プロセッサ２１〜２Ｋから送ら
れるアドレス情報間の集合積を求める積演算手段５とで
構成されておシ、Ｃ−Ｐ、　ＡＰ、△・・・△Ｐｍで与えられる積形式検索条件をみたすレコードのアドレ
ス情報が求められる。

次に、第３図を参照しながら、第２図に示す従来例の動
作を説明する。

但し、Ｐｉは制限条件を示し、△は論理積を示す。

索引記憶手段ＩＩ〜ＩＫから読み出した索引上にもとづ
いて制限処理プロセッサ２□〜２にで制限条件チェック
時間’ＲＸｌ、ｔＲｘｚのように並列に制限条件の処理
がなされる。

この制限処理プロセッサ２Ｉ〉２にで求められたアドレ
ス情報は積演算手段５で集合秋処理時間ｔｌ！のように
処理され、次いで中央処理装置によってソフトウェアに
よシ結合条件チェック時間ｔＪＮによシ結合条件をチェ
ックするとともに制限条件をみたすレコードアドレスと
結合条件をみたすレコ６− −ドアドレスとが中央処理装置のソフトウェアにより集
合秋処理時間ｔＸ！をかけて行なわれる。

このように、従来の索引検氷装置ａ制限演算のみが並列
に行なわれるのみで、結合演算はソフトウェアによりｊ
−次直列に処理されるだめ時間がかかるという欠点があ
った。

本発明の目的は、索引を介した関係データベース検索に
おいて制限演算と結合演算とをハードウェアで行ない、
しかも前記両演算を並列に行なうことにより、高速な検
索処理を実現する索引検索装置を提供することにある。

本発明の索引検索装置は、関係データベースの検索を行
なうＫｉ算機システムにおいて、関係データベースに対
する索引を保持する索引記憶手段と、かＳ記率引の条件
検索を行なう制限処理手段と、前記索引のうち割当られ
た索引を用いて結合演算を行なう結合処理手段と、条件
検索や結合演算の結果としてのレコードのアドレス情報
を保持するアドレス記憶手段と、結果アドレス情報間の
集合棟をとる積演算手段と、前記索引記憶手段および前
記アドレス記憶手段と前記制限処理手段および前記結合
処理手段および前配積演算手段の間の接続を指令に従が
って切換えるスイッチ手段と、前記各手段と中火処理装
置と主記憶装置とに接続され前記各手段の実行のタイミ
ング制御と前記スイッチ手段への指令とを行なう制御機
′Ｊａを富んで構成される。

さらに、本発明の索引検索装置は、前述の結合演算手段
に索引の先頭エントリおよび終端エントリのキー値のみ
の突合せにより演算対象キー値区間を狭める結合キー値
域チェック機構を含んで構成される。

次に、本妬明の一実施例について、図面を参照して説明
する。

第４図は、本発明の一実施例を示すフロック図である。

第４図に示す索引検索装置は索引記憶手段１□〜ＩＫと
、制限処理手段２′と、結合処理手段３と、アドレス記
憶手段４Ｉ−４見と、積演算手段５と、スイッチ手段６
と、制御手段７とを含んでいる。

また、参照数字１１〜９２は前記の各手段に対する信号
線を示している。

索引記憶手段１１　〜ＩＫの１つであるＩＩには、関係
の属性Ａ、の値とその楓憔値を持つレコードのアドレス
との対応表であ、る索引が保持されているものとする。

但し、索引情報は、索引キーでおる楓性値によレコード
されているものとする。

処理開始時には中央処理装置から＠号＋１１３１８１を
介して制御手段７に処理開始指令ｅ、とデータ検累条件
Ｃの主記憶装置９における格納アドレスＡＤＨ（Ｃ）と
処理結果Ｒ用の装［９における格納アドレスＡＤＨ（Ｒ
）とが送られるものとする。

制御手段７は、処理開始指令ｅ、Ｑ受は取ると、主記憶
装置９のアドレスＡＤＨ（Ｃ）の位置かｂ＋件Ｃの情報
を信号１１Ｍ９１を介して読み出し、制限条件Ｐ、（ｍ
＝ｉ　、・、Ｍ＞と結合条件Ｑｎ（ｎ＝１　、・、Ｎ　
）とについて、それぞれ対応する索引を判別する。この
ため、制御手段７には属性番号と索引番号との対応関係
情報が保持されているものとする１゜いま、制限条件Ｐ
ｍに対応する索引の番号をＰＸｍ９− （Ｋｒｎ）、結合条件Ｑｎに対応する索引の番号をＱＸ
、　（１，）、ＱＸ！ｌ（Ｊ、）と表わす。

但し、Ｋｍ　＋　Ｉｎ　ｒＪイはそれぞれ対応する関係
の番号を示すものとする。

制御手段７は、１１号疏６１を介してスイッチ手段６に
接続指令ｅ２を送る。接続指令ｅ２では　１ｂ号線１１
　ｐｘ　、　（にｍ）と信号線２２、信号線１１αＫ。

（、詠工耳斗と信号線３２、信号線１１ａ、ｘｙ、（ｒ
□）と信号線３３、信号ｓ３５と４１．４２と５２．５
４と９２の各＆絖が指示されるものとする。但し、ｎｌ
とｎはＫＩｌ、＝Ｉ。なるように制御手段７によ９選は
れる。

スイッチ手段６は、信号線６１を介して接続指令ｅ＋ｆ
：受は取ると、指定された信号線間の＆２続を行なう。

次に１．制御手段７は制限処理手段２′と結合処理手段
３にそれぞれ信号線２１と２３を介して演算開始指令ｅ
ａ、ｅ４とを送る。

但し、演算開始指令ｅ３には制限条件Ｐ、、ｌでの下限
値■Ｌ、ｎと上限値ＶＨ，，の情報が含１れるものとす
ＩＯ− る。

制限処理手段２′は、演算開始指令ｅ３を受は取ると、
信号線２２を介して索引記憶手段１　ｐｘ、献く。）に
格納されている索引ＰＸｍ（Ｋ、）の情報を参照し、索
引キーである属性Ａ、ｎの値が与えられた下限値ｖＬＴ
、と上限値ＶＨ，Ｂ、Ｄ間にある全てのレコードのアド
レス情報ＲＮＯ（Ｐｍ）６求め、信号線２３を介してア
ドレス記憶手段４．〜４１に送る。そして、信号線２４
を介して制御手段７に終了信号ｔ１を送る。

一方、結合処理手段３は演算開始指令ｅ４を受は取ると
、信号線３２を介して索引記憶手段１αｘ−１〈工、）
廿；に格納されている索引ＱＸｎ（Ｉｎ）の情報を、ま
た信号線３３を介して梁側記憶手段１　ｃＱＸ−１１（
？　ｎ　）に格納されている索引ＱＸｎ（Ｊｎ）の情報
をそれぞれ参照し、同一索引キー値が、両索引に含まれ
ている場合に、その索引キー値に対応したレコードのア
ドレス情報ＲＮＯ（Ｑｎ（１，））、　ＲＮＯ（Ｑ、（
Ｊ、））を求める。この操作は、索引情報が、索引キー
についてソートされているので、両索引を先頭エントリ
から順次突合せ比較することにょシ簡単に行なえる。結
合処理手段３は、アドレス情報ＲＮＯ（Ｑｎ（１，））
、ＲＮＯ（Ｑｎ（Ｊ、））を信号線３４および３５を介
してアドレス記憶手段４１〜牡に送シ、そのおと信号ｉ
３６を介して終了信号１．を制御手段７に送る。

但し、ＲＮＯ（Ｑｎ（ｉ　、　）　）とＲＮＯ（Ｑｎ（
Ｊ　、　）は、それぞれ関係Ｉｎと関係Ｊｎに対する結
合演算結果のレコードアドレスを示すものとする。

アドレス記憶手段４１〜４１はそれぞれ制限処理手段２
′と結合処理手段３から送られたアドレス情報を保持す
る。

制御手段７は、終了信号１．，１．の両方を受は取った
時点で積演算手段５に信号！！５１を介して演算開始指
令ｅ、と格納位置アドレスＡＤＨ（Ｒ）とを送る。

積演算手段５は演算開始指令ｅ、を受は取ると、信号線
５２を介し１手段４からアドレス情報ＲＮＯ（Ｐｍ）、
　（Ｍ号線５３を介して手段４りがらアドレス情報ＲＮ
Ｏ（Ｑｎ（Ｉ　ｎ）　）をそれぞれ読み出し、ＲＮＯ（
Ｐｍ）とＲＮＯ（Ｑｎ　（Ｉ　ｎ　）　）の積集合ＲＮ
Ｏ（Ｐ鴎Ｑ、）を求める。ＲＮＯ（Ｐ、△Ｑｎ）は画引
検索装置の処理結果Ｒのうち関係ＫＩｎに関するもので
ある。

積演算手段５は演算結果ＲＮＯ（ＰｍＡＱｎ）を信号線
５４と９２を介して主記憶装置ＪＩｉ、９の格納アドレ
スＡＤＨ（Ｒ）の位置に養き込む。そして、終了信号ｔ
Ｂを信号線５５を介して制御手段７に送る。

制御手段７は信号ｔ３を受は取ると、処理終了通知ｔ４
を信号１Ｉｓ８２を介して中央処理装置８に送る。

このように、ハードウェアを用いて索引検索時に制限演
算と結合演算とを並列に処理することによシ、高速なデ
ータ検索が可能であえ。

すなわち、制限演算のための制限条件チェック時間ｔＲ
Ｘｌ＋ｔＲＸｍおよび結合粂件ブエック時間ｔＪＮ’が
第６図に示すように並列に行なわれるため高速になる。

前述の実施例では、制限処理手段、結合処理手段、およ
び積演算手段をそれぞれ１つ尤゛つしか用いなかったが
、前記各手段をそれぞれ複数用意すれば、複数の関係に
対する制限および結合演算を同時に行なうことができる
。

１３− また、結合演算手段で３つ以上の索引を行えるようにし
ておけは、次のようにさらに処理を高速化できる。例え
は、３つの関係１．２．３について、結合条件が、Ｑ□（１，２）〜４５，６）Ｑ茸（２，３）＝　（６，７Ｊのように与えられた場曾、結合演算手段は３つの索引Ｑ
Ｘ献１）、す＜５（２）　、　ＱＬ（３）を用いて、同
一キー値が３つの索引に全て存在するときにその索引キ
ー値を属性値としてもつ各関係のレコードのアドレス情
報を得る。この操作は、３つの索引を先頭エントリから
ｊｌに災曾せ比較することによ）簡単に行なえる。

このように、２つ以上の結合条件に同一属性番号が含１
れるとき、これら結合条件をまとめて処理すれは、非常
に効率的である。

このように、効率を向上させるためには第４図に示す結
合演′１４−手祿３巨結合ギー値域チェック機構９を含
ませることによ多結合演算対象の索引エントリを狭め、
演算を効率化しうる。

１４− 第５図は、前記結合キー値域チェック機＄９を含む例を
示すためのフロック図である。図において、鯵照数字８
は結合処理プロセッサ診照数字９は結合キー値域チェッ
クａ構を示している。

結合演算開始時には制御手段７から信号ｌｌ１１３１を
介して演算開始指令と結合キーの索引番号ＩＸ、。

ＩＸ、とが結合キー値域チェック機構９に送られるもの
とする。

この結合キー値域チェック機構９は信号線１０２゜１０
３を介して索引記憶手段２よυそれぞれＩＸ、。

ＩＸ、の先頭エントリのキー値８Ｋ　１．８Ｋ　雪と終
端エントリのキー値ＢＫ、、ＥＫ、を読み出す。

ここで、各索引のエントリはキー値について昇順に並ん
でいるものとする。このとき結合キー値域チェック機構
９は８に、＝ｍａｘ（８に、、８に−１とＥＫ　ｏ＝ｍ
ｓｎ（ＥＫｔ、ＥＫｔ）　とを求め、この値を結合処理
プロセッサ８に信号線１０１を介して送る。

結合処理プロセッサ８ではキー値が８に、の範囲につい
てのみ両索引の突合せを行なう。

このように結合演算のキー値範囲を狭め、処理の効率化
を実現しうる。なお、結合キー値域チェック機構９は、
比較器を用いて簡単に実現可能である。

以下に、本発明および従来技術について高速化の敦因を
比較してみると次のようになる。

１、本発明では、制限条件チェックと結合条件チェック
を索引上で並列処理。

）（Ｂｉａｏ方式では制限条件チェックのみを並列処理
。

ソフトウェアによる従来方式では遂次処理。

２、本発明では、ビットマツプを用いて突合せを行なう
。

Ｈｓｉａｏｓｉａｏ方式シュを利用。

３、本発明の方式では、索引上の処理で結果レコードの
みのアドレスを得られる。

１（ｓｉａｏ方式の場合、索引処理のみではまだ十分に
レコード集合を絞れない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明および従来の索引検索装置を含むシステ
ム構成図、第２図は従来の一例を示すフロック図、第３
図は第２図に示す従来例の動作を説明するためのタイム
チャート、第４図は本発明の一実施例を示すブロック図
、第５図は第４図に示す結合処理＋段の一例を示す詳細
ブロック図、第６図は第４図に示す実施例の動作を説明
するためのタイムチャートである。Ａ・・・・・・中央処理装置、Ｂ・・・・・・主記憶装
置、■・・・索引検索装置、Ｂｏ３・・・バス。ＩＩ〜ＩＫ・・・索引記憶手段、２．２’・・・制限処
理手段、２１〜２Ｋ・・・制限処理プロセッサ、３・・
・結合処理手段、４１〜４ｐ・・・アドレス記憶手段、
５・・・積演算手段、６・・・スイッチ手段、７・・・
制御手段、８・・・結合処理プロセッサ、９・・・結合
キー値域チェック機構、１Ｒｘｔ、ｉＲＸ＊”’制限条
件チェック時間、ｔＸ！＋ｔ１２’・・・集合積処理時
間、”Ｊ’Ｎ・・・結合条件チェック時間、ｅ・・・指
令、ｅｌ・・・処理開始指令、ｅ寞・・・接続指令、ｅ
、　、ｅ４．ｅｌ・・演算開始指令。代理人　弁理士　　内　原　　　音ブ１第　１　図第２図第３図第６図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　関係データペースの検索を行なう計算機シス
テムにおいて、関係データベースに対する索引を保持す
る索引記憶手段と、前記索引の条件検索を行なう制限処
理手段と、前記索引のうち割当られた索引を用いて結合
演算を行なう結合処理手段と、条件検索や結合演算の結
果としてのレコードのアドレス情報を保持するアドレス
記憶手段と、結果アドレス情報間の集合積をとる積演算
手段と、前記索引記憶手段および前記アドレス記憶手段
と前記制限処理手段および前記結合処理手段および前記
積演算手段の間の接続を指令に従がって切換えるスイッ
チ手段と、前記各手段と中央処理装置と主記憶装置とに
接続され前記各手段の実行のタイミング制御と前記スイ
ッチ手段への指令とを行なう制御機構を含むことを特徴
とする索引検索装置。（２、特許請求の範囲第（１）項記載の結合演算手段に
索引の先頭エントリおよび終端エントリのキー値のみの
突合せによシ演算対象キー値区間を狭める結合キー値域
チェック機構を含むことを特徴とする特許精求範囲第（
１）項記載の索引検索装置。