JPS5851348A - 可変長レコ−ドの高速アクセス方式 - Google Patents

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】 本発明は、データ処理装置に使用されるフロ、ビイディ
スク磁気ディスク、磁気ドラム、ａ＜プルメモリ等Ｏ物
理的または論１的に回転待を有する、いわゆるランダム
ファイルの可変畏しコードアクセス方式に関する。

一般に、データ処理分野における取〉扱いデータは、特
定のファイル内では、レコード内の各フィールドととに
意味の定まった固定長のレコード群のあつｔ）である。

固定長レコードの場合は、それをリード、ライトしＪａ
ｌｌ加工する時、あらかじめ定められた大きさをもつた
めプロダラムなどによる取）扱かいが比較的中さしい０ ところが近年データ処理のみならず、文章処理、イメー
ジ処理等の技術が大きな話題となシ着実に発展しつつあ
る。この文章ｌ＆履、イメージ４６１１などにおいては
、取９扱かう対象データが、可変長のテキスト（＝レコ
ード）である場合が大半を占め、従来のデータ地理分野
で考えられていた固定長レコードの取り扱かい技術では
封部不能になりつつある。

従来からよく知られ九技術として、固定長レコードから
なるファイルの特定レコードを、高速ＫＩＬアクセスす
るために、レコードごとにキ−ワードを付与し、そのキ
ーワードを用いてレコードを高速に！アクセスする手法
がある。このような構造をもつファイルは、一般に索引
編成ファイルと呼ばれ、レコード追加、削除、更新など
がともなうファイルでかつ高速に乱アクセスを必要とす
る場合などに多用されている。

ｍｉ図により従来の固定長レコードから構成される索引
編成ファイルの構造およびそのレコードアクセス方式の
例について説明する。

索引編成７アイル８社、レコードのキーワードとレコー
ド位置を示すエントリポインタとからなる索引部４、お
よびそれに対応するレコード群からなるデータ部６から
構成される。このファイル内のあるキー９−ドを持つレ
コードをリードする場合は、まずボリューム上（フロッ
ピィディスク、磁気ディスク勢）に存在するファイルラ
ベル領域１を調べ、指定ファイル（ＦＩＩＪム）２の有
無を判定する。このファイルを見つけたならば、そのフ
ァイルラベル（ＦＩＬＥＡ）２内に含まれる管理情報を
もとに、ポリ、一本土の該当ファイル格納位置を知る。

これらの装置は、該当ファイルのオープン時に行なわれ
る。

次に与えられたキーワードに対するレコードをリードす
るため、そのファイルの先頭に位置するヘッダプロ、り
６内の管】情報から、指定されたキーワードをもつレコ
ードはファイル内のどこに位置するか索引部４の索引プ
ロ、り７〜９を調べる。索引プロ、りは、ファイル内の
レコード件数の大小に対応し、最上位、中位、・・・最
下位などのように複数階層（レベル）から構成される。

ａｌ１図では、指定されたキーワードを持つレコードが
どこに位置するかを知るため最上位レベルの索引プロ、
り７を調べ、その情報からより詳しいレコード位置情報
をもつ中位レベルの索引ブロック８を知る。このような
手順を繰如返して実際のレコード格納位置情報を持つ最
下位レベルの索引プロ、り９に至る。この索引プロ、り
９内にある指定キーワードに対応するレコード格納位置
情報からデータ部に格納されている鋏轟レコード１０．
１１をリードすることが出来る。

次に嬉２図を用いて第１図の索引部４およびデータ部６
をより詳Ｊｌに説明する。例えば今一ワードとして”Ｄ
ＯＧＩ”を持つレコードをリードする場合は、前述の方
法で索引部の最上位プロ、り２１を知る。最上位プＩ、
り２１には、より詳しいキーワードが格納される下位索
引プロ、りの先１ＩＩＯキーワード（ＤＯＧＩ）および
そのプ闘、りｔ、ＳＯファイル内相対番号２２（０００
６）を持つ。このブロック！！８が、データ部の個々の
レコード位置情報を持つ場合は、最下位レベルと呼ぶ。

最下位レベルのブｃＩ、り２８内を指定キーワードで調
べ、一致するキーワード１■追ｌ”を検出したならば、
それに続くデータ部のレコード指示ポインタ２４（０２
５４ｉ）を知る。この指示ボイｙり２４よ）、ファイル
内の２５６番目のプロ、りに位置する所要レコード２６
　（ＤＯＧＩ■ＩＴＥりをリードすることが出来る。同
様に他のキーワードを持つ（ＤＯＧＩ５　）レコード２
７４リードすることが可能である。

以上のことから明らかのように、特定レコードを高速に
アクセスするためには、索引プロ。

夕のアクセスｉ数が少ない＃１どすなわち索引部プｐ、
りのレベル数が少ない＃１ど有効であることがわかる。

を九このような７アイル構造およびレコードのアクセス
方法は、あくまで固定長レコードを効率よくアクセメす
るためのものであ）、個々のレコードごとの大ｍ！−ａ
などは全く考慮されていない。またファイルの使用効率
も固定長ブー、りを基本として割シあてているため必ず
しも高くはない。

今後より発展するであろう文章Ｊ６埋、イメージ処理、
図形処理などの分野では、多量の可変長レコードを高速
にアクセス出来ることが必須となるが、このような用途
に対し、従来の索引編成ファイルなどで社対応出来ない
。

本発明性、以上の欠点を改良し高速で使用効率のよい乱
アクセスが可能の可変長レコードファイルＯ構成とその
アクセス方法を提供する。

次に本発明を１８８〜６図を用いて、説明する。

嬉８図を参照すると、本発明によるファイルは、任意の
可変長レコードに対応するキーワードとレコード位置情
報、そのレコードの大きさなどの各種情報からなる索引
ファイル８２、およびそれに対応する可変長レコード群
からなるデータファイル８８から構成される。

このファイル内のあるキーワードを持つレコードをリー
ドする場合は、まずボリューム上に存在するファイルラ
ベル領域８１を調べ、指定された索引７アイル（ＩＮＤ
Ｉ）　８４とデータファイル（ＴＸＴＩ）８５の有無を
判定する。なお索引ファイル８４とデータファイル８６
は、同一〆す、−ム上になくてもよい。

次に与えられたキーワードに対応するレコードをリード
するため索引ファイルの先頭に位置するへ、ダプロ、り
８６内の管埋情報から指定された索引プロ、り８７〜４
２を調べる。索引プロ、夕は、データファイルのレコー
ド件数の大小に従い、最上位、中位・・・最下位などの
ようＫＩｔ数階層（レベル）から構成される。

索引プロ、り８７〜４２Ｆｉ、固定長レコードの場合と
同様に以下のようＫ１１ｌべる。オずヘクダプ０．りｓ
６から指示され走置上位レベルの索引プロ、り８丁を調
べ、その情報からよシ詳しいレコード位置情報を持つ中
位レベルの索引プロ、り８８．８９を知る。このような
手順を繰）返して実際のレコード格納位置、大きさなど
の情報を持つ最下位レベルの索引プロ、り４０゜４１．
４！に至る。

この最下位レベルの索引プロ、り内にある指定キーワー
ドに対応するデータファイル内のレコード格納位置、そ
の大きさなどの情報からデータファイル内に格納されて
いる該当レコード４畠〜４６をリードすることが出来る
。

索引ファイルとデータファーイルは、これらのファイル
を新規に作成する際に対応づけておく。

第４〜６図を参照して本発明の詳細な説明する。

まず外部記憶装置５Ｇのデータファイル４８内の可変長
レコードをリードする場合について説明する。プログツ
ム部４１から町賓長レコード主制御部４２に対し、キー
ワード４８で指定される任意の可変長レコードをリード
するように指令を出す。この時与えられるキーワードは
、館６図の６１に示すようにメインキーとナプ今一とか
ら構成される。一般にメインキー社、このレコード（テ
中スト）が格納される文書のページ番号が、またサブキ
ーに社、このページ内行番号が指定される。

可変長レコード主制御部４２は、あらかじめ索引部リー
ドライト制御部４４およびデータ部リードライト制御１
１４６をとうし、対応する索引ファイル４ｓおよびデー
タファイル４８があることを調べ（オープン処理）、該
当する各ファイル４８．４９のがリューム上の格納位置
を記憶し、任意のレコードがリード出来る状１１にある
。主制御部４２社、リードすべきレコードのキーワード
４８を索引部リードライト制御部４４に与え、対応する
レコードがデータファイル４８のどζに格納されている
か、索引ファイル４９よ）必要情報を見つけ出すよう指
令する。

制御部４４は、与えられたキーワードを−とに索引４９
を調べる。これを第６図を用いて説明する。まず索引フ
ァイル５１の先１１に位置するへ、ダプロ、り６８の管
埋情報から最上位レベルの索引プロ、り６４を知シキー
ワードのメインキー（０１５）が属する最下位レベル０
索引プ９ツク位置情報を調べる。その結果エン）ＩＩ情
報（０１５００４１）５６から索引７フイル内０４１番
目のプロ、り５８であることを知る。

索引部リードライト制御部４４は、このプロ、り６８を
索引バッファ４５に読み込んで記憶すると共に、与えら
れたキーワードのサブキー（１３０１）で鳥速にサーチ
する。最下位プロ、り６８は、メインキー（０１Ｂ）、
そのプロ、り内にあるサブキーの個数（８）５９とサブ
キー６ｏとそれに対応するレコードのデータファイル内
相対プロ、り番号（８６）６Ｌプロ、り内開始位置（２
５）６２およびそのレコードの長さく６４）６！Ｉの各
情報からなる。６０〜６８は、対応するレコード単位に
存在する。索引部リードライト制御部４４は、４２に与
えられたキーワードに対応するレコードのデータファイ
ル内格納位置およびその長さ情報６１．６Ｌ　６Ｊ１を
知らせる。４２は、６１゜−２，６畠情報をデータ部リ
ードライト制御部４６に知らせ、データファイル４８か
ら対応するレコードを入出カバ、ノア４７にリードする
よう指令する。４６ｄ、４！から与えられた情報をもと
にデータファイル５２（菖４図の４８）のファイル内相
対プロ、り番号が８５番目の１ブロツクを入出カバ、ノ
ア４７に読み込む。これはレコードが属するプＵ、りの
全データを外部記憶装置６０から一度に導み込むことに
より磁気媒体の回転待時間などを減らし、リード時間の
高速化をはかるためである。ルコードが媒体上にある複
数の物理プロ、り（以後セクタと呼ぶ）にまたがる場合
も、該当セクタ分のデータを一度に入出力パクノアに読
み込む。４６は、人出カバ、ノア４７に読み込んだプロ
、クデータのうちキーワードで指定されたプロ、り内の
２６桁目から６４文字分の長さのレコードのみをプログ
ラム部４１に知らせる。以上の一連の動作を繰り返すこ
とによりキーワードで指定された可変長レコードを高速
に乱アクセスすることが出来る。

可変長レコードをライトする場合（本ファイルを生成す
る場合）は、乱アクセスは出来ない。

必ずライトすべき可変長レコードがプログラム部４１よ
りそのキーワードと共に４２に与えられた順に従って入
出カバ、７ア４７を経由し、４６の制御のもとにデータ
ファイル４８に順次書き込まれる。４４に社、そのレコ
ードに対応するキーワードおよびデータファイル内格納
位置、レコードの長さ情報が４２から与えられる。

４４は、これらの情報を索引プロ、りの最下位レベルに
格納される形式に編集し、索引バ、７７４５に一時たく
わえる。この索引プロ、りは、メインキーの値が変わっ
た時に索引ファイル４９に書き込まれる。メインキーが
同じで、サブキーが異なるレコードの索引情報は、同一
の索引プロ、り内に格納される。索引部リードライト制
御部４４は、索引パ、ノア４６内の索引プロ、りを４９
に書き込む際上位レベルの索引プロ、りも生威し書き込
む。以上の一連の動作を繰り返して可変長レコードから
なるデータファイルとそれに対応する中−ワード情報他
を持つ索引ファイルを生成する。

可変長レコードを更新、追加、削除などを行なう場合は
、リードの場合と同様にキーワードによシ該当しコード
をリードした後、入出カバ、ノア４７に更新すべきレコ
ード内容を与え、データファイル４８に書き込む。この
際更新後のレコード長が、更新前のそれと等しいかより
小さいときは、データファイル４８内の同一格納位置に
書き込まれる。もし更新後のレコード長の方が大きい場
合は、データファイルの最終レコードの後に追加して書
き込まれる。索引ファイル４９内の対応する最下位レベ
ルの索引プロ、り情報のみが更新される。

本発明では、以上のとうり任意の大きさからなる可変長
レコードの高速読み取り、書き込み、更新（追加、削除
を含む）が可能である。

レコードアクセスの高速化のためには、フロッピィディ
スク装置などの外部記憶装置とのデータ、、制御情報な
どの入出力回数を削減することが最も効果ある（例えば
）ｐ、ビイディスク装置では、１回のアクセス時間が５
００〜８ｏ。

ｉ９秒、一方向部処理時間は数十マイクロ秒／命令）。

このためＫは、索引ファイルの索引レベル数の削減およ
ぶ外部記憶装置との１回の入出力単位（ブロックを出来
るだけ大きくすることが有効である。

本発明のファイルは、文章作成処理のときの特徴を利用
し設計されている。すなわちキーワードは、ページ単位
に付加されたメインキーとページ内行数に割シあてられ
たサブキーから構成されているが、索引ファイル内の索
引プロ。

りのレベル数は、メインキーの数に依存する。

サブキーはメインキーで示される最下位レベルのプロ、
り内に含まれる。一般に文書−量分のページ数は、たか
だか数百ページにすぎない。

しかし１ページ内Ｋｉ＆すれる行数は、数十性におよぶ
場合がある。この丸め全て行単位で対応レコードへのエ
ントリ情報上もつと索引レベルがかな〉増加するが　キ
ーワードをメインキーとサブキーに分けるととによ〉必
要レベル数を減らすことが出来る。このときメインキー
で指定される最下位レベルの索引プロ、りは多少大きく
なるが、メモリコストの低下によシ内部メモリ増設で十
分対応出来る。データファイルは、レコードＯ出３ｊ！
順にならんだ可変長レコードの集合であるが、前述のフ
ァイル構造をもつことによシレコード間に空領域をもつ
ことなく効率よく使用される。また索引ファイルが破壊
されても、データファイルは単なる順編成ファイルであ
るためレコードの傷元は簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、固定長レコードの索引編成ファイルおよびそ
のアクセス方法を示す。！２図は、その索引部、データ
部の詳細を示す、第８図は、可変長レコードのファイル
構造およびアクセス方法を示す。第４図は、可変長レコ
ードアクセスの制御ブロック図を、第５図は、可変長レ
コー°ドのための索引ファイルとデータファイルの詳細
を、またａ１６図は　アクセスキーの詳細を示す。 躬２図 集′３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部記憶装置を持つデータ処理装置にシいて、外部記憶
   装置内のファイル構造が索引ファイルとデータファイル
   とに分かれ、索引ファイル内の索引プロ、りに、データ
   ファイルを構成する可変長レコードのキーワード、格納
   位置、そＯ長さの各情報を持ち、データファイルの増減
   に従い索引プロ、りは任意の個数に拡張を九は縮小する
   構造を持つとともに、レコードのキーワードはメインキ
   ーとｔプキーの２レベルからなることを特徴とするファ
   イルアクセス方式。