JPS62204339A - デ−タ処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、属性を表示するタグ領域と値そのものを表示
する領域で構成されるタグ付データを処−′埋対象にす
るプログラムを効率よく実行できるデータ処理装置に関
し、特にタグ形式で表現されるデータの参照・解釈を高
性能に実行するデータ処理装置に関する。

（従来の技術） タグ付データを導入することによって処理効率が向上す
る一例としてプロログ言語の処理がある。本発明の技術
環境を記述するためにプロログ言語を処理することを例
にとる。

プロログにおいては表現すべき事象を述語名とその引数
の結合から成る「述語」によって表現し、更に述語間の
関係を記述する。例えば［太部は数字を好む］という事
象は下記のように記述できる。

好む（太部−文字）←数字（＊文字） 本例で「好むＪと［数字１を述語名、「太部」「本文字
Ｊを引数と称し、＊印はその引数が変数であることを表
わす。即ち、上例は「太部」は［数字ｊという述語名で
表記された述語の引数として書かれている事物を［好む
」ことを表現している。従って「数字（６）」という文
が他に書かれていれば、三段論法の推論によって、「太
部は６を好む」という結論が得られる。

プロログプログラムの実行は述語間の一致を比較する処
理が基本になっている。例えば、前記の「・・・←数字
（＊文字）。」と「数字（６）。Ｊとを比較して両述語
間の一致を調べる処理が基本である。ここで前者を読出
し側、後者を呼ばれ側とする。この比較処理においては
述語の対応する引数間の比較処理が処理効率の点におい
て重要であり、高速な比較処理が求められる。前例では
読び出し側の「＊文字Ｊと呼ばれ側の［６」の−数比較
処理に対応する。この比較処理方式の一つとしてはり、
Ｈ，Ｄ。

ウォーレン著［アン・アブストラクト・プロローグ・イ
ンストラクション・セット」テクニカルノー）　３０９
゜アーティフィシャル・インテリジェンス・センター。

ニスアールアイ・インターナショナル、　１９８３　（
Ｄ、Ｈ，Ｄ。

ＳＲＩ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、　１９８３）に
記されているレジスタを用いた引数の一致比較処理方式
がある。この方式では「中文字」に関する情報を一度内
部レジスタに格納しておき、後にこの内部レジスタと「
６］との比較処理を行うものである。この引数比較処理
では変数［＊文字］に「６」が結合（ｂｉｎｄ）される
。ここでプロログプログラムの書き方次第で「中文字」
の代わりにｒｌＪ　、　ｒ２Ｊ　、・・・「６」なとの
数あるいはアトム、リストなどの他のデータタイプが記
述されていてもよい。このような変数、数、アトム、リ
ストなどのデータタイプを識別するためにタグ領域をデ
ータに付加する。このタグ情報を調べることによって必
要な処理を効率よく進めることができる。例えば上例で
タグ情報によって変数であることが検出されると「６」
との結合処理を進める。また、「本文字」の代わりに数
があると「６」と同一の数を示すタグであることを検出
して、さらに一致処理を進めその数の値の比較を行い、
一致しているか否かを検査する。［１１、［２４とは不
一致であることを検出し、「６」とは一致していること
を検出する。また、ｒ＊文字」の代わりにアトム、リス
トなどの他のデータタイプが「６」−数比較処理を行う
ときには、それぞれのタグが異ることにより不一致であ
ることを検出する。以上の引数に関する一致比較処理の
例を第２図に示す。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の例では述語内の引数の筒数が１であったがプロロ
グプログラムでは１０箇、１００箇、１０００箇などか
なり多くの筒数まで許される。例えば［数字（１，２゜
３．４．、ｎ月のようにｎ箇の引数を記述することがで
きる。このとき、前記文献の方式では、前記述語が呼び
出し側であるときには、ｎ箇の内部レジスタにそれぞれ
１，２，３，４・・・、ｎの数を格納して次の呼ばれ側
の引数に関する処理に移る必要がある。ここで、１００
０程度の大きなｎ［の引数のｆｉＳ数を許すために装置
を実現する場合には、内部レジスタをアドレス可能なラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を用いる。しかし、Ｒ
ＡＭの読み出しは装置のサイクルタイムの多くの時間を
占め、この処理が装置性能のネックとなっている。

本発明の目的はこのような従来の問題点を除去せしめて
、引数の筒数が少数の場合には、ＲＡＭではなくレジス
タに格納し、参照時間を短くすることによって、引数の
筒数が多くの場合少数であるプロログなどのタグ付デー
タを利用する処理装置、の処理性能を高速にすることが
できる装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発明が提供するデータ
処理装置はデータ及び命令列を格納する記憶部と、前記
記憶部から読み出した命令を格納する命令レジスタと、
前記命令レジスタに格納された命令を解釈する命令デコ
ーダと、処理対象データを格納する１つ以上のデータレ
ジスタと、前記データレジスタよりも参照時間が遅く多
数の語で構成される内部記憶部と、前記命令レジスタに
格納された命令のオペランドシラブルを解読して前記デ
ータレジスタと前記内部記憶部のいずれかの出力を選択
する選択器と、前記データレジスタに比べ参照できるま
での遅延時間が長い前記内部記憶部を前記オペランドシ
ラブルによって参照するときに処理の制御を遅らせる遅
延指示器と、前記選択器から出力されるタグ付データを
操作するタグ付データ操作部と、前記命令で規定される
処理を制御する制御部を備えることを特徴とする。

（作用） 本発明は上述の手段により、従来技術の問題点を解決し
た。

まず、引数の筒数が多い場合に備え、多くのデータを格
納可能なＲＡＭを備える。引数の筒数が多い場合の頻度
は非常に少ないが、このような場合にも装置として動作
するためである。さらに引数の数が少ない述語が多く占
め、この述語の処理を高速にするために参照時間の短い
レジスタを備える。これによりタグ付きデータのタグ解
析を高速化すると共に多くの引数ををもつプログラムの
処理を可能にする。

（実施例） 以上本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の装置の一実施例を示すブロック図であ
る。図中１０はタグ付きデータおよび命令列を格納する
記憶部、１１は記憶部１０から読み出した命令を格納す
る命令レジスタ、１２，１３，１４．１５は記憶部１０
から読み出した引数に関するタグ付きデータを格納する
と共に高速な参照を実現するデータレジスタＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ、１６は記憶部１０から読み出した引数に関するタ
グ付きデータを格納するためのアドレス可能なランダム
アクセスメモリで構成することにより多くのタグ付きデ
ータを格納可能にする内部言己憶部である。この内部記
憶部１６は命令レジスタ１１に格納された命令のオペラ
ンドシラブルであって内部レジスタを指示するフィール
ドをアドレス情報として入力することによって一語のタ
グ付きデータを出力する。また、データレジスタＡ１２
．Ｂ１３．Ｃ１４，Ｄ１５に比べ読み出し時間が遅い。

１７は前記のフィールド情報を解析し、データレジスタ
Ａ１２．Ｂ１３．Ｃ１４，Ｄ１５および内部記憶部１６
の出力の一つを選択する選択器、２１はマイクロプログ
ラムによる制御でデータ処理装置での処理の流れを制御
する制御部、１９は命令レジスタ１１に格納されている
前記フィールドを解析し、データレジスタＡ１２゜Ｂ１
３．Ｃ１４，Ｄ１５への参照要求であれば高速に参照で
きることにより、処理をそのまま続行させ、内部記憶部
１６への参照要求であればある程度の遅れが必要である
ことを制御部２１に指示する遅延指示器、２０は選択５
１７から出力されるタグ部の情報を解析し、制御部２１
に処理の流れを指示するタグ分岐指示器、２２は命令レ
ジスタ１１に格納された命令のコードを解析し、その結
果を制御部２１に送る命令デコーダ、２３は選択器から
出力されるタグ付きデータにおけるデータの値と命令レ
ジスタ１１の中に格納された命令の中で即値として命令
中に表現されたデータの値との比較を行う比較器であり
、比較結果を制御部２１に送る。タグ分岐指示器２０お
よび比較器２３はタグ付データ操作部３０の一例として
示す。

次に本発明の一実施例の動作をタグ付きデータの操作命
令の一つを例としてとりあげて説明する。タグ付きデー
タの操作命令の一つとして内部レジスタのｉ番目のタグ
付きデータ（Ａｉ）と命令内で表現される整数の即値（
Ｎ）との−数比較処理を行う「整数比較命令」の例を示
す。この命令の形式を第３図に示す。この命令は命令コ
ードフィールドとｉ番目の内部レジスタ（Ａｉ）を示す
内部レジスタフィールドと、整数の即値（Ｎ）を示す整
数即値フィールドから成る。内部レジスタフィールドは
１６ビツトで構成されているので（２１６１）番目まで
の内部レジスタを指定することができる。

この整数比較命令の動作は第２図呼び出し側の引数のタ
グによる分岐以下の動作に対応する。これを第１図の実
施例を用いて説明する。この命令は記憶部１０から読み
出し命令レジスタ１１に格納する。

命令レジスタ１１の命令コードフィールドを命令デコー
ダ２２で検出し、制御部２１において整数比較命令の処
理を開始する。はじめに、命令レジスタ１１の内部レジ
スタフィールドで示されるＡｉレジスタを参照する。

命令レジスタ１１の内部レジスタフィールドを選択器１
７に入力することにより、Ａｉが０から３番目の内部レ
ジスタを示す値である場合には、これに対応してデータ
レジスタＡ１２．Ｂ１３．Ｃ１４，Ｄ１５の一つを選択
器１７で選択し出力する。また、Ａｉが４以上の数を示
すときには選択″５１７では内部記憶部１６の出力を選
択する。内部記憶部１６の読み出しは内部レジスタフィ
ールドの値をアドレスとして入力することにより行い、
−語のタグ付データが読み出される。

遅延指示器１９においては、命令レジスタ１１の内部レ
ジスタフィールドでのＡｉが０から３の数を示すときに
は遅延が不要である信号を制御部２１に送る。データレ
ジスタＡ１２．Ｂ１３．Ｃ１４，Ｄ１５の一つを選択器
１７の出力としてタグ分岐指示器２０に送り、タグ分岐
指示器２０では分岐方向を検出して制御部２１に送り、
制御部２１では検出された分岐に従ってマイクロプログ
ラムの分岐を行う。この処理は第２図の呼び出し側の引
数のタグによる分岐処理に示される。ここでＡｉが「２
」であればデータレジスタＣ１４が選択器１７の出力と
して選択される。さらにデータレジスタＣ１４の内容と
してタグ部で示されるデータタイプが整数であり、値が
「６」であれば、タグ分岐指示器では第２図において呼
び出し側の引数のタグが数字の方向にマイクロプログム
を分岐するための情報を制御部２１に送る。データレジ
スタＣ１４に格納されているデータの内容の例を第４図
に示す。

次に、内部レジスタフィールドのＡｉが４以上の数であ
る場合を示す。このときには、選択器１７の出力として
内部記憶部１６の出力を選択する。遅延指示器１９では
内部記憶部１６から読み出すことを検出して制御部２１
では選択器１７の出力データを利用する時期が、Ａｉの
値が０から３の場合に比べ遅れるように制御する。本実
施例ではデータレジスタＡＩ２などの参照に比べ１マシ
ンサイクル分の時間を遅らせて選択器１７の出力に関す
る処理を行う。即ち、処理内容としてはＡｉがＯがら３
までの数の場合と同様、タグ分岐指示器２０も利用して
第２図の呼び出し側の引数のタグによる分岐を行う。た
だし、処理時間としてはデータレジスタＡ１２などから
の参照に比べ選択器１７の出力をタグ分岐指示５２０で
解析する時期が１マシンサイクル遅れる。

呼び出し側の引数のタグによる分岐処理を終了した後、
呼ばれ側の引数のタイプを検査する。この整数比較命令
の場合には命令コードで既に呼ばれ側の引数のタイプが
数字であることを制御部で検出している。この結果、デ
ータタイプにおいて、呼び出し側の引数と呼ばれ側の引
数とは一致する。次に引数の値を含めた一致を検査する
。即ち呼び出し側の引数として選択器１７から出力され
るＡｉ番目のデータの値を比較器２３の一つの入力とし
、呼ばれ側の引数として命令レジスタ１１にある整数即
値フィールドで示される値を比較器２３の他の入力とす
る。ここで、選択５１７の出力が数字［６］である第４
図の形式であるときに、整数即値フィールドの値が数字
「６」であれば、比較器２３では一致を検出し、制御部
２１にこの一致信号を送る。また整数即値の値が数字「
６」以外であれば不一致を比較器２３で検出し、制御部
２１に送る。制御データを格納する内部レジスタとして
、ハードウェア量としては大量に必要であるが、高速に
参照可能なデータレジスタと比較的少ないハードウェア
で多くのタグ付きデータを格納でき参照速度が遅い内部
記憶で実現する。この結果、少数の引数で記述している
ものがほとんどであるプロログ言語の述語あるいは関数
型言語の関数のタグ付データの操作をデータレジスタを
用いて処理することにより高速にする。さらに、多数の
引数でプログラムが記述されている場合には内部記憶部
をも利用することによってタグ付きデータの操作を可能
にする。

このように本発明によれば一般に記述されるプログラム
でのタグ付きデータに対する操作特性を利用して、タグ
付きデータに対する処理性能を大幅に向上できるデータ
処理装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
タグ付きデータを操作する処理手順の一例を示す処理フ
ロー図、第３図はタグ操作関係の命令の一例として示す
整数比較の命令形式を示す図、第４図は内部レジスタに
格納されるタグ付データの例を示す図である。 図において、１０は記憶部、１１は命令レジスタ、１２
．１３，１４．１５はそれぞれデータレジスタＡ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ、１６はアドレス可能な内部記憶部、１７はデー
タレジスタおよび内部記憶部の出力の一つを選択する選
択器、１９は選択器の出力として内部記憶部が選択され
るときに出力するまでの時間がデータレジスタを選択す
る場合に比べ遅いことを指示する遅延指示器、２０は選
択器の出力中のタグ部を解析して処理の流れを変え方向
を指示するためのタグ分岐指示器、２１はタグ付きデー
タの操作および本データ処理装置の処理を制御する制御
部、２２は命令レジスタ中の命令を解釈する命令デコー
ダ、３０はタグ分岐指示器および比較器を一例として示
したタグ付データ操作部である。 特許出願人工業技術院長等力力　達 引彼の一政比較欠シ１ ：

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. データの属性を示すタグ領域と値領域とで各データが表
   現されるデータ処理装置において、前記データ及び命令
   列を格納する記憶部と、前記記憶部から読み出した命令
   を格納する命令レジスタと、前記命令レジスタに格納さ
   れた命令を解釈する命令デコーダと、処理対象データを
   格納する１つ以上のデータレジスタと、前記データレジ
   スタよりも参照時間が遅く多数の語で構成される内部記
   憶部と、前記命令レジスタに格納された命令のオペラン
   ドシラブルを解読して前記データレジスタと前記内部記
   憶部のいずれかの出力を選択する選択器と、前記データ
   レジスタに比べ参照できるまでの遅延時間が長い前記内
   部記憶部を前記オペランドシラブルによって参照すると
   きに処理の制御を遅らせる遅延指示器と、前記選択器か
   ら出力されるタグ付データを操作するタグ付データ操作
   部と、前記命令で規定される処理を制御する制御部を備
   え、前記遅延指示器の出力によって前記制御部で前記デ
   ータレジスタおよび前記内部記憶の出力を前記タグ付デ
   ータ操作部で処理対象にする時期を決定することによっ
   てタブ付データの操作を可能にしたことを特徴とするデ
   ータ処理装置。