JPS63118943A - 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 本発明は主に人工知能分野へ使用することを目的とした
データ処理装置に関するものである。

従来の技術 近年、コンピュータ応用の一つとして人工知能分野が盛
んに研究されている。この分野においては構造を持った
データを処理する必要があり、そのため構造データを取
り扱うことのできる言語であるＬＩＳＰが広く使用され
ている。ＬＩＳＰ言語は汎用のコンピュータで実行する
のは非効率であるため様々な工夫を施した専用マシンが
開発されてきた（たとえば、ｒＬＩｓＰマシン」情報処
理Ｖｏｌ、　２３　ｔｋ８　ｐｐ７５２〜７７２）。

これら専用マシンは主に言語的側面から改善を行ったも
ので、計算機内部における構造体データの表現としては
基本的には要素の順序関係と結合の方法をポインタで表
現したもの（以下リストと呼ぶ）を使用しているため次
のような問題点があった。（１）任意の要素へのアクセ
スがリストたぐりとなり効率が悪い。（２）リストマツ
チングはリストの分解操作を伴うため゛非効率である。

（３）ガーベッジコレクションが困難である。（４）メ
モリ参照の局所性が悪く、キャッシュのヒツト率が下が
る。また、基本的には共有構造をとるため以下の問題点
が生じた。（５１ＲＰＬＡＣＡ、ＲＰＬＡＣＤ等、直接
リスト操作を行うと陰に他のデータも変更してしまうと
いった思いがけない副作用が生じる。

（６）並列処理時、変数のロックが困難である。一方、
これらの問題点を解決するために、計算機内部における
構造データの表現を変えることによる改善が提案されて
いる。

一般に２進木リストは始点のノードから始まって順次左
右に分岐して行き葉のノードでそれぞれの分岐が修了す
る形をとる。葉のノードにはアトムノードとＮＩＬノー
ドの２種類がある。葉のノードでないノードは分岐が続
行していることを示すリストノードである。このリスト
ノードは葉のノードの位置を間接的にあられすためのも
のである。

ポインタ表現ではこの構造表現をそのままの形で全ての
ノードをアドレスで接続したセルで表現している。

しかしながら、葉のノードの位置を直接的にあられすこ
とができれば、リストノードの情報を持つ必要はない。

したがって、葉の位置情報と葉自身の情報を順次並べた
表で、等価なリストデータを表現することができる。葉
のノード位置を表現する方法としてＣＤＲ方向に順次番
号を付け、ＣＡＲ方向に順次項目を割り当てた一次元ベ
クトル表現が提案されている（たとえば、「構造を持っ
たデータの高速マツチング方式」情報処理学会第３３口
金国大会　？Ｄ−２）。これによるとリストデータは葉
の位置情報を示すベクトルと葉自身の情報を組としたデ
ータの集合で表現される。

第３図にリストデータの表現例を示す。これは８式で表
記した場合（Ａ　（Ｂ　（Ｃ）　）Ｉ３）となるリスト
データの図式表現（ａ）、および、表形式表現中）を示
したものである。図式表現において丸印はリストノード
をあられし、四角で囲ったものは葉のノードを示してい
る。また各ノードの上に付記した数字列は上記した方法
にしたがってあられしたノード位置を示すものである。

この葉の部分を抜き出して表の形で表現したものが表形
式表現（ｂ）であって、ＡＤＤＲＥＳＳ部にノード位置
ベクトルが、ＶＡＬＵＥ部に葉の要素が入った表で構成
されている。

リストをこのような表形式で表現した場合、ポインタ表
現の多くの欠点は免れることができるが、当然その演算
体系は従来のポインタ表現とは異なる。

第４図にＬＩＳＰの基本リスト操作関数における裏操作
の一例を示す。

第４図で明らかなようにＣＡＲ関数はＡＩ）１３ＲＥＳ
Ｓ部の先頭が１の要素を抜き出し、２番目以下のＡＤＤ
ＲＥＳＳを先頭方向にシフトすることにより（これを以
下ＣＡＲシフトと呼ぶ）実行することができる。ＣＤＲ
関数はＣＡＲ関数とは逆に先頭ＡＤＤＲＥＳＳが１の要
素を取り除き、残った要素の先頭ＡＤＤＲＥＳＳから１
を減じることにより（以下これをＣＤＲシフトと呼ぶ）
実行される。

Ｃ０Ｎ５関数についてはもう少し複雑である。

まずＣ０Ｎ５関数の第一引数について、ＡＤＤＲＥＳＳ
部を先頭方向とは逆の方向にシフトし、先頭ＡＤＤＲＦ
、ＳＳを１とする。これは上記したＣＡＲシフトとは逆
の演算であり、以下ＲＣＡＲシフトと呼ぶ。第二引数に
ついては先頭ＡＤＤＲＥＳＳに１を加算する（以下これ
をＲＣＡＲと同じ理由でＲＣＤＲＣＤ上と呼ぶ）。次に
この二つの引数を一つの表としてまとめればＣ０Ｎ５関
数は実行される。

発明が解決しようとする問題点 計算機内部における構造体のデータのポインタ表現にお
ける問題点を解決するために提案された、構造データの
表形式による表現を用いたデータ処理装置には次のよう
な問題点が存在する。つまり、ポインタ表現では極めて
容易に行えるＣＡＲ。

ＣＤＲ，Ｃ０Ｎ５といったＬＩＳＰの基本関数が、表形
式では全ての要素に対しての演算を必要とするという問
題点である。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構
成で効率良く表形式のリストデータを処理することがで
き、かつ処理系の構成を単純にすることができるデータ
処理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 上記問題点を解決するために本発明のデータ処理装置は
、リストデータをノードの位置を示すＡＤＤＲＥＳＳ部
とアトムデータ値へのリファレンスを示すＶＡＬＵＥ部
とで構成した表形式のデータとして記憶するメモリ装置
と、複数個のレジスタと演算手段からなる処理ユニット
を複数個備えた演算装置と、各処理ユニットに対しメモ
リ装置に蓄えられた表形式データの要素を順次割り当て
る転送装置とから構成されたストラクチャ処理部と、前
記アトムデータの値を記憶する第二のメモリ装置と、前
記リファレンスより前記第二のメモリ装置から取り出し
た値を記憶する第二のレジスタ装置と、前記第二のレジ
スタ装置に蓄えられた値の演算処理を行う第二の演算装
置とから構成された値処理部とを具備し、リストデータ
の処理とアトムデータの処理を分離して行うことができ
るようにしたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、リストデータを表形式
で表現してストラクチャ処理部で処理し、アトムデータ
をリストデータとは別に値処理部により処理することに
より、構造データを効率よ（処理し、かつ処理系の構成
を単純にすることかできるようにするものである。

実施例 以下本発明の一実施例のデータ処理装置について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例におけるデータ処理装置の構成
を示すものである。

第１図において１はメモリ装置、２は転送装置、３は処
理ユニット、４は条件レジスタ、５は第二のレジスタ装
置、６は第二の演算装置、７は第二　　　　　′のメモ
リ装置、８は複数の処理ユニットからなる演算装置であ
る。ストラクチャ処理部９は、メモリ装置１、転送装置
２、演算装置８、条件レジスタ５の総称であり、値処理
部１０は、第二のレジスタ装置５、第二の演算装置６、
第二のメモリ装Ｗ７の総評である。

第２図は上記実施例における処理ユニットの内部構成を
示すものである。

第２図において１１はレジスタ装置、１２はシフト装置
、１３は比較装置、１４はゲート装置である。

以上のように構成されたデータ処理装置につき、以下第
１図および第２図を用いてその動作を説明する。

まず、リストデータの処理は、ストラクチャ処理部９に
おいて行われる。

メモリ装置１に蓄えられたリストデータは処理される場
合転送装置２により処理ユニット３のレジスタ装置１１
ヘシフト装置１２を通して転送される。この場合、表形
式データの各要素はそれぞれ別の処理ユニットへ転送さ
れる。レジスタ装置１１は複数個の記憶単位であるレジ
スタから構成されるが、選択信号Ｒ３によりそのうちの
一つが選択される。上記したリストの各種の演算はレジ
スタ内のデータを対象に行われる。ＣＡＲ操作の場合選
択信号ＲＳにより選択されたレジスタの内容は比較装置
１３を通ってシフト装置１２へ入力されそこで上記した
ＣＡＲシフトを受は再びレジスタに入力される。ＣＤＲ
操作の場合も同じでシフト操作がＣＤＲシフトとなる。

上記したようにこのシフト操作は表形式データの全ての
要素に対して行う必要があるが、各処理ユニットで並列
にこの操作を行うため１サイクルで実行することができ
る。

次に、アトムデータの処理は、値処理部１０において行
われる。

上記表形式リストの各要素のＶＡＬＵＥ部にはアトムデ
ータへのリファレンスが格納されているが、リスト処理
においてはそれらの実際の値である数値や文字に対する
演算が必要である。その演算は処理ユニット３では行わ
ず、第二の演算装置６で行われる。まずリスト要素のリ
ファレンス値は処理ユニット３からデータバスＤＢへ出
力され実際の値を格納した第二のメモリ装置７をアクセ
スしてその値が第二のレジスタ装置５に格納される。そ
の後は第二のレジスタ装置５と第二の演算装置６との間
で演算処理が行われ、その結果は再び第二のメモリ装置
７に格納される。

このように、リストデータの処理とアトムデータの処理
を分けることにより処理系の構成を単純にすることがで
きる。

発明の効果 以上のように本発明はリストデータをノードの位置を示
すＡＤＤＲＥＳＳ部とアトムデータ値へのリファレンス
を示すＶＡＬＵＥ部とで構成した表形式のデータとして
記憶するメモリ装置と、複数個のレジスタと演算手段か
らなる処理ユニットを複数個備えた演算装置と、各処理
ユニットに対しメモリ装置に蓄えられた表形式データの
要素を順次割り当てる転送装置とから構成されたストラ
クチャ処理部と、前記アトムデータの値を記憶する第二
のメ皐り装置と、前記リファレンスより前記第二のメモ
リ装置から取り出した値を記憶する第二のレジスタ装置
と、前記第二のレジスタ装置に蓄えられた値の演算処理
を行う第二の演算装置とから構成された値処理部とを具
備し、リストデータの処理とアトムデータの処理を分離
して行うことができるようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるデータ処理装置の構
成図、第２図は第１図の処理ユニットの内部構成図、第
３図はりストデータの表形式表現の一例を示す図、第４
図はＬＩＳＰの基本リスト操作関数における裏操作の一
例を示す図である。 ｌ・・・・・・メモリ装置、２・・・・・・転送装置、
３・・・・・・処理ユニット、５・・・・・・第二のレ
ジスタ装置、６・・・・・・第二の演算装置、７・・・
・・・第二のメモリ装置、８・・・・・・演算装置、９
・・・・・・ストラクチ°ヤ処理部、１０・・・・・・
値処理部。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 第３図 （Ａ　　（Ｂ（Ｃン）Ｄ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リストデータをノードの位置を示すＡＤＤＲＥＳＳ部と
   アトムデータ値へのリファレンスを示すＶＡＬＵＥ部と
   で構成した表形式のデータとして記憶するメモリ装置と
   、複数個のレジスタと演算手段からなる処理ユニットを
   複数個備えた演算装置と、各処理ユニットに対しメモリ
   装置に蓄えられた表形式データの要素を順次割り当てる
   転送装置とから構成されたストラクチャ処理部と、前記
   アトムデータの値を記憶する第二のメモリ装置と、前記
   リファレンスより前記第二のメモリ装置から取り出した
   値を記憶する第二のレジスタ装置と、前記第二のレジス
   タ装置に蓄えられた値の演算処理を行う第二の演算装置
   とから構成された値処理部とを具備し、リストデータの
   処理とアトムデータの処理を分離して行うことを特徴と
   するデータ処理装置。