JPS63208138A - デ−タベ−スのバツフア割当て管理方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データベース演算専用処理装置を接続した計
算機システムにおいて、データベース演算の対象となっ
たファイル上で、条件に合ったデータが発生する比率に
応じて、演算結果を受信するバッファサイズ（バッファ
容量）を設定するデータベースのバッファ割当て管理方
式に関する。

〔従来の技術〕

従来のデータベース演算専用処理装置によるバッファ管
理方式では特開昭６１−６２１２４号などで示されてい
るように、ＣＰＵ側からデータベースマシンへ演算処理
要求を発行することにより、外部記憶装置上のテーブル
（ファイル）について、データベースマシンが演算し、
その結果を主記憶へ送る方式となっていた。主記憶装置
側で、データベースマシンから送られてくる演算結果の
容量を予測して、バッファを用意する点まで考慮されて
いなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記、従来技術は、データベース演算専用処理装置を用
いて、該当ファイルのデータベース演算結果を入力する
場合、あらかじめ、定められたバッファサイズ分を割当
てる。もしくは、いわゆるＬ　ＲＵ法等のバッファ管理
アルゴリズムにより、バッファを割当てる方式がある。

しかし、データベース演算専用処理装置から送られてく
る演算結果の量は、データベース演算の条件により、大
きく変動するため、バッファが必ずしも有効に使われる
とは限らず、バッファの過不足によるバッファリングの
処理時間が増大するという問題があった。

本発明の目的は、データベース演算専用処理装置を用い
て、該ファイルのデータベース演算を行い、その結果を
受取る場合、データベース演算の条件に合ったデータ（
演算結果）の発生する比率を予測することにより、必要
とするデータベース演算結果受信用の最適なバッファサ
イズ（バッファ容量）を求め、バッファの効率的使用と
、バッファリングにおけるデータベース演算の処理時間
の低減を図るデータベースのバッファ割当て管理方式を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、データベースのファイル作成時、１つの定
義されたデータ（以下刃ラムと略称）単位に、統計情報
として、カラム値の分布情報２重複カラムの割合、カラ
ムのサイズ等を取得し、記憶装置（主記憶装置もしくは
、外部記憶装置−トに存在する）に、該ファイルの統計
情報としてヘメ録しておき、（統計情報用ファイルなど
の形で登′８）データベース演算の処理要求時、該ファ
イルに対するデータベース演算の条件式等を取得し、そ
れをもとに、当該ファイルに対応する統計情報を記憶装
置から入力し、演算の条件の対象となるカラムについて
演算結果として、どのくらいのエンｈり数カラｌえ値の
出現数になるか算出し、エントリ数とそのカラムのサイ
ズの積から、演算結果出力量が求まり、演算結果受取ａ
に必要なバッファサイズ（バッファ容量）として演算結
果出力量のバッファを用意することで達成される。

（データベースのファイルの更新・削除時、対応する統
計情報を、更新・削除の対象となるカラムについて、メ
ンテンナスする。） 〔作用〕 データベース演算処理装置を接続した計算機システム上
で稼動するデータベース管理システムはデータベース演
算処理装置に演算処理要求を発行する前に、演算対象の
ファイルに対応する統計情報から、当該データベースの
演算結果出力量を予潤し、その出力量に等しい、演算結
果受取り用のバッファサイズを求め、バッファ確保の動
作をする。それによってデータベース専用処理装置から
演算結果を受信するために必要なバッファサイズのバッ
ファを確保すればよいため、バッファの使用効率がよく
なり、また、効率よいデータベースのバッファリングが
実現でき、データベース演算の処理時間短縮が図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。第１図は、本発明をデータベース演算処理専用装置を
用いたデータベース管理システムに適用した場合の一実
施例を示すブロック図である。第１図において、１は中
央演算処理装置（ＣＰＵ）、２は主記憶装置である。主
記憶２には、データベース管理プログラム３が格納され
ている。また、主記憶２には、データベース管理プログ
ラム３が実行するために必要な、管理ブロック領域４、
と■／○バッファ領域５が確保されている。６は、本発
明■統計情報を作るためのワークエリアである。７は、
データベース管理プログラム３からのデータベース演３
二覧処理要求を処理するデータベース油源専用処理装置
である。８は、データベース情報、統計情報を格納した
外部記ｔ・な装置である。３データベース管理プログラ
ムは、コマンド解析制御部３１とデータベース演算処理
制御部３２、及びバッファ管理制御部３３がら成る。上
記ｔα２における管理ブロック領域４は、演算処理要求
管理ブロック４１．統計情報管理ブロック４２．バッフ
ァ管理ブロック４３．ファイル対応バッファ管理ブロッ
ク４４の各管理ブロックから構成される。■／○バッフ
ァ領域５は、データベース情報を格納するデータベース
用バッファ群５１と、本発明を実現するために必要なデ
ータベースの統計情報を格納する統計情報用バッファ群
５２から構成される。

次に、管理ブロック領域４内の各管理ブロック詳細を第
２図を用いて説明する。演算処理要求管理ブロック４１
には、第１図に示すデータベース管理プログラム３のコ
マンド解析制御部３１が解析したデータベース演算のコ
マンドと、そのコマンドの条件式９条件式の対象になる
カラムのｊｄ。

他に演算出力対象となるカラム数とカラムｉｄ等を格納
したものである。この条件式とカラムｊｄから必要なデ
ータベース用バッファのバッファ数つまりバッファ容に
として特定のバッファサイズのバッファをいくつ用意す
るかを算出することができる。統計情報管理ブロック４
２はテーブルに対応する統計情報が統計情報用バッファ
５２内のどこに存在するかを管理する。そのため、デー
タベースの演算対象になったテーブル名と対応する統計
情報全格納したテーブル名、統計情報を外部記憶装置８
から入力した統計情報を格納する統計情報用バッファの
バッファ番号を本管理ブロックが管理する。バッファ管
理ブロック４３は、Ｔ１０バツフア領域内のデータベー
ス用バッファ群５１、ａ計情報用バッファ群５２を管理
するブロックである。本バッファ管理ブロック４３には
。

データベース用バッファサイズ、データベース用バッフ
ァの数と、各バッファ対応に存在するバッファ管理エン
トリ、同じく統計情報用バッファサイズ、統計情報用バ
ッファの数、各統計情報用バッファ対応に存在するバッ
ファ管理エントリからなる。データベース用バッファの
バッファ管理エントリは、バッファ番号、制御エリア、
バッファチェーン（次のバッファ番−号）を格納するエ
リアを持つ。バッファ番号は１〜ｎまでのデータベース
用バッファ番号を格納し、制御エリアは、バッファが空
きの場合１１　Ｑ　Ｉ＋、バッファが確保済の場合″１
”としてバッファの状態を管理する。

統計情報用バッファのバッファ管理エントリは。

バッファ番号と制御エリアから構成され、内容は前記の
データベース用バッファ管理エントリの内容と同じであ
る。テーブル対応バッファ管理ブロック４４は、演算対
象となるテーブルに割当られるバッファ（ａ計情報をも
とに算出した）を管理するためのものである。そのため
、テーブル名とそのテーブルに割当てるバッファ数、そ
して割当てたバッファ群の当該テーブル用先頭、最終バ
ッファ番号を保持する。

次に、第３図を用いて、コマンドによりデータベース演
算を行うデータベースのテーブル（ファイルに対応）に
ついて説明する。データベースに格納されるテーブルは
複数のカラムからなる列（ロー）の集合により、構成さ
れる。テーブルは、データベース管理プログラム３によ
り作成され、ブロックｍ位（これをページとも呼ぶ）に
外部記憶装置Ｉ′￥８、に格納される。また、統計情報
はテーブル対応に存在し、第４図に示されるように、統
計情報として、統計情報に対応するテーブル名。

当該統計情報のファイル名、それと統計情報に対応する
テーブルのカラムｉｄ（ローを構成するカラムにつけた
昇順の番号）毎に、カラムのサイズ。

カラム値がどういう値から構成されているかを示すカラ
ム値の分布情報（どこからどこまでの範囲内に該当する
カラ１１値があるかを示す数）、及び当該カラムの重複
比率（同じ値のカラムが出現する割合）等から構成され
る。この統計情報は、テーブル作成時、データベース管
理プログラム３がＩ　／　ＯＡソファ領域５の統計情報
用バッファ５２に作成しく統計情報作成時ワークエリア
を使用することもある）、外部記憶装置８に出力される
。

なお、統計情報作成後、テーブルのローの、あるカラム
ｉｄについて更新等が起った場合、対応するファイル名
の統計情報ファイルを、空きの統計情報用バッファ５２
に外部記憶装置８から読み込み、該カラムｉｄの統計情
報を変更する。変更後、外部記憶装置８へ出力し、対応
する統計情報用バッファ５２を解放する。

次にあるテーブルを、データベース専用処理装置を用い
てデータベース演算を施こす場合、必要となるバッファ
数の算出について、データベース管理プログラム３、の
詳細な動作例を、ある具体的な検索要求の処理手順にも
とづいて説明する。

本実施例で例題とするデータベース演算を第６図に示す
。本演算をリレーショナル、データベース演算として説
明する６演箕対象のテーブルは、ＴＡＢＬＥ　（Ａ）１
０１である。ＴＡＢＬＥ（Ａ）はＮＡＭＥ　（カラムサ
イズ３２バイト）。

ＨＥＩＧＨＴ（カラムサイズ４バイト）。

ＷＥＩＧＴ（カラムサイズ４バイト）。

ＮＡＴＩＶＥ　　ＰＬＡＣＥ　（カラムサイズ８バイト
）からそれぞれ成っている。データベース演算要求１０
２は、ｒＴＡＢＬＥ　（Ａ）の中でＨＥ　ＩＧＨＴ（身
長）＞　１６０を満足するローの中からＮＡＭＥカラム
とＮＡＴＩＶＥ　　ＰＬＡＣＥカラム値を取り出して検
索結果１０３を出力せよ」というものである。

次に、データベース管理プログラム３の動作例を第５図
のフローチャー１・を用いて説明する６まずコマンド解
析制御部３１は、データベース演算要求を解析し、コマ
ンド、条件式等を演算処理要求管理ブロック４１に格納
する。そのため、空きの演算処理要求管理ブロックを求
め、そこへ、解析したコマンド（ＳＥＬＥＣＴ）、テー
ブル名（ＴＡＢＬＥ　（Ａ））、条件式（ＨＥＩＧＨＴ
ン１６０）、条件式に対応するカラムｉｄ（ローの先頭
にあるカラムから順につけた番号であり、この場合、条
件式に対応するカラムはＨＥＩＧＨＴであるため、１ｄ
＝２となる）、出力結実用カラムサイズとｉｄ（ＮＡＭ
ＥとＮＡＴ　Ｉ　ＶＥＰＬＡＣＥであるため、ｊｄ数＝
２，１ｄ＝１゜１ｄ＝４）を、それぞれ格納する。次に
、演算の対象となるテーブル対応の統計情報のファイル
名を統計情報管理ブロック４２から求める（図５の３１
）。そのため、演算対象のテーブル名をもとに、図２に
示すように統計情報管理ブロック４２のテーブル名が等
しいものをサーチし、そこから統計情報ファイル名を得
る。この後、求めた統計情報ファイル名のファイルを外
部記憶装置から入力するため、バッファ管理ブロック４
３の統計情報用バッファ管理ブロックエントリの制御エ
リアが１１０１１のものをみつけ、該当する統計情報用
バッファ管理ブロックエントリの制御エリアを′″１″
にし、バッファ番号を取得するゆ取得したバッファ番号
を当該統計情報管理ブロック４２の統計情報用バッファ
番号のエリアに格納し、そのバッファ番号に該当する統
計情報用バッファに該ファイル名の統計情報を入力する
。

次に、該データベース演算処理要求管理ブロック４１に
あるデータベース演算専用処理装置７、へ渡すコマンド
の条件式とカラムｉｄをもとに（演算処理要求管理ブロ
ック４１内ある）、当該統計情報のカラムｉｄについて
予想エントリ数を求める。ここで、統計情報は゛第４図
に示す構成になっている。そのため、条件式の対象とな
るカラムはＨＥ　ＩＧＨＴであるため、カラＡｘ　ｊ、
　ｄ　＝　２となり、カラムｉｄが２の統計情報を調べ
ればよいことになる。それには、ＨＥＩＧＨＴのカラム
値の分布情報について＞　１−６０を満足するカラムの
総エントリ数を求める。

次に、演算結果として出力するカラム群の合計サイズを
求めるため、当該コマンドに対応する演算処理要求管理
ブロック４１から出力結実用カラムｉｄ（複数）を求め
、そのｉｄに対応するカラムｉｄのカラムサイズを、各
々取り出し合計サイズを求める。ここでは第６図の１０
２のデータベース演算要求から、カラム１ｄ＝１のＮＡ
ＭＥとカラム１ｄ＝４（７）ＮＡＴＩＶＥ　　ＰＬＡＣ
Ｅが出力力ラムとなるため、カラ１１サイズの合計は３
２バイト＋８バイトから４０バイトになる。これを１つ
のデータベース演算結果のローとすると、演算結果の合
計カラムサイズ×最大予想エントリ数が、データベース
演算結果として出力される出力量になる。この出力量を
データベース用バッファのサイズで割った商（余りがあ
る場合、切り上げる）が、当該コマンド（データベース
演算要求）用に割当てるデータベース用バッファの数で
ある。

コマンド解析制御部３１は、算出したバッファ数とテー
ブル名をバッファ管理制御部３３に渡し。

バッファ確保を要求する。バッファ管理制御部３３は、
受取ったバッファ数分、データベース用バッファからゆ
きのバッファを確保する。そのため第２図のバッファ管
理ブロック４３におけろバッファ管理エントリの制御エ
リアをチェックし、制御エリアの値がｔｒｏｌ＋　　（
空きバッファ状態）のものをサーチし、空きバッファを
指定したバッフア数分確保して行く。そのとき、制御エ
リアの値を１１１１１（バッファ確保済状態）にし、同
じバッファ管理エントリのバッファチェーンエリアに。

次に確保したバッファのバッファ番号をセットすること
により、バッファのチェーンを行う。

このバッファ確保処理から、求めたデータベース用バッ
ファの先頭、最終のバッファ番号、及びコマンド解析制
御部３１から受取ったバッファ数とテーブル名を、空き
のテーブル対応バッファ管理ブロックをサーチし、格納
する。以上が、データベース演算要求１０２が発行され
た場合のバッファ数の算出とバッファ確保処理である。

この後、データベース演算処理制御部３２は、データベ
ース演算要求をデータベース演算専用処理装置７、に渡
し、確保した該データベース用バッファに演算結果を入
力する。確保した該データベース演算要求対応のデータ
ベース用バッファ、各管理ブロックの解放は、対応する
データベース用バッファ内の全演算結果を、データベー
ス演算要求元（ユーザ）に返した後に行う。データベー
ス演算処理制御部３２は、ユーザに全演算結果を渡した
後。

当該演算対象のテーブル名を格納したテーブル対応バッ
ファ管理ブロックの当該テーブル用先頭バッファ番号か
ら当該テーブル用のデータベース用バッファに対応する
バッファ管理ブロック４３のバッファ管理エントリの制
御エリアを０１０１１　　（バッファ空き状態）にし、
バッファチェーンのエリアをクリアする。これを、当該
テーブルの最終バッファ番号のバッファ管理エントリま
でバッファチェーンをたどりながら行う。この後、当該
テーブル名を格納したテーブル対応バッファ管理ブロッ
ク４４を求め、それをクリアする。そして、当該データ
ベース演算要求のコマンド、テーブル名。

条件式等を格納した演算処理要求管理ブロック４１をク
リアする。以上の処理により、当該データベース演算用
の各管理ブロックをクリアしたことになる。

なお、テーブルの削除時は、対応する統計情報のファイ
ルの削除と該当する統計情報管理ブロックの削除をデー
タベース管理プログラム３が行う。

例えば、テーブル削除のコマンドがデータベース管理プ
ログラム３に対して発行された場合、コマンド解析制御
部３１は、削除対象のテーブル名を持つ統計情報管理ブ
ロックを求め、その中から統計情報ファイル名を取り出
し、外部記憶装置８上にある該統計情報ファイルを削除
する。その後、当統計情報管理ブロック内の情報をクリ
アする。

以上の処理が統計情報の削除処理である。

上記、実施例によれば、データベース演算処理要求をデ
ータベース演算専用処理装置８に行わせ演算処理結果を
受取る場合、用意するバッファ数を統計情報から求める
ことができる。これにより。

データベース用バッファの使用効率が上がり効率よいデ
ータベースのバッファリングが実現できるため、データ
ベース演算の処理時間短縮が図かれる。

なお、上記実施例は、テーブルを一括して処理する場合
に必要な演算結果受信のバッファ古歌を求める方式を示
したが、テーブルを複数の領域に分割して、その領域惟
位にデータベース演算を行う場合の演算結果受信用のバ
ッファ容量も容易に求めることができる。それは、テー
ブル全体の容量とテーブルにおける該領域の容量との比
率とテーブルを一括して処理する場合に必要な演算結果
受信のバッファ容量と該領域用データベース演算結果受
信用バッファ容量との比率を同じにすればよい。ゆえに
該領域用データベース演算結果受信バッファ容量＝本テ
ーブルにおける該領域の容量／テーブル全体の容量×テ
ーブル一括演算結果受信用バッファ容量となる６ 〔発明の効果〕 以上に説明したごとく、上述した本発明によれば、デー
タベース演算を行うデータベース演算専用処理装置から
演算結果を受信するためのバッファ容量は、テーブル作
成時などに作成した統計情報をもとに、データベース演
算要求のコマンドの該当するカラムの条件式等から、出
力される演算結果量があらかじめ予」１１できるため、
バッファ容量として、予測された演算結果量を受は取る
分だけ用意すればよいことになり、（あるバッファサイ
ズのバッファを必要数用意すればよい）、バッファの使
用効率が向上する。統計情報から出力される演算結果を
予測しない場合、出力される演算結果を受けとるための
バッファ容量は、出力力ラムの合計カラケサイズとテー
ブルの全列数の積の値となる。これに対し本発明の予測
方式の場合。

出力力ラム合計カラムサイズと予想エントリ数（出力予
測列数）の積の値となる。このため本発明により、低減
できるバッファ容量は、合計カラムサイズＸ（テーブル
の全列数−予想エントリ数）となり、テーブルの列数が
大きく、最大予想エントリ数が小さい場合程秀れたバッ
ファ低減の効を奏する。

さらにこの方式により、バッファの使用効率が上がり、
効率よいデータベースのバッファリングが実現できるた
め、データベース演算の処理時間短縮が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の概略構成図、第２図は、
第１図の管理ブロック領域内の各管理ブロックの詳細を
示す説明図、第３図は、本発明。 データベースのテーブルの構成図、第４図は、本発明、
統計情報のファイル内容の説明図、第５図は、該データ
ベース演算要求時、必要とするバッファ数を求めるフロ
ーチャート、第６図は、本発明の実施例としてデータベ
ース演算の処理概略を示す図である。 ２・・・主記憶装置、３・・・データベース管理プログ
ラム、４・・・管理ブロック領域、５・・Ｉ１０バッフ
ァ領域、６・・・ワークエリア、７・・・データベース
演算専用処理装置、８・・・外部記憶装置、３１・・・
コマンド解析制御部、３３・・・バッファ管理制御部、
４１・・・演算処理要求管理ブロック、４２・・・統計
情報管理ブロック、４３・・・バッファ管理ブロック、
４４・・・テーブル対応バッファ管理ブロック、５１・
・・データベース用バッファ、５２・・・統計情報用パ
ップｙ　１　の ￥：Ｉ　２　ロ 第　３　図 遁　４−　国 絖嘘１１ノｉｔ−啼莞Ｓヒ乃７アイルＩｌ：ｌン二、ｒ
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　　）　”−糖　Ｚ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主記憶装置と外部記憶装置を有する計算機システムとデ
   ータベース演算を行う別処理装置を接続した構成のシス
   テムにおいて、ホスト計算機側で稼動するデータベース
   管理システムが、上記別処理装置を用いて上記外部記憶
   装置上のファイルのデータベース演算を行い、その演算
   結果を主記憶装置上のバッファに入力する場合、上記別
   処理装置が出力する演算結果の出力量を予測し、演算結
   果を受信するバッファサイズを決定することを特徴とす
   るデータベースのバッファ割当て管理方式。