JPS6356724A - デ−タの連想的記憶方法 - 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） 本発明は電子計算機における処理に関し、持に人工知能
分野において多用されるリスト処理の一方法に関し、２
つ以上の概念の組合せによって特定される概念の検索を
高速に行う方法に関する。

（従来の技術） 電子計算機の記憶装置、とりわけ半導体記憶装置に対す
る制御は、ＣＰＵ等から指定を受けた場所に対してデー
タを古込んだり、指定を受けた場所のデータを３売出し
たりできるランダム・アクセス機能の利用である。ラン
ダム・アクセス機能は、記憶装置中のどの位置にあるデ
ータにも速やかにアクセスできる機能であるが、電子計
算段で用いられる高級言語のレベルで行われるデータの
指定は、機械語レベルにおいては、間接的な指定に対応
することが多（、この場合目的とするデータがどこに存
在するかという手掛かりを得るために何回かのアクセス
が繰返えされる。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、人工知能システムの内部処理におけるように
、処理の実行以前にはデータの全体及び部分の大きさの
予測ができず、リストによってデータ構造の記述が行わ
れている分野において、こうした間接性なアクセスは特
に顕著になり、目的データのアクセスにかなりの時間が
費やされる。

すなわち、人工知能分野の処理において多く用いられる
のは、データの論理的な構造とは無関係に配置された要
素データに対し、ポインタによる連鎖を主な手段として
アクセスするリスト処理の方法であるが、こうしたリス
ト処理において実現可能な逐次検索や２分検索は、ハツ
シュ方式による連想検索に比べて効率の良い検索方法で
あるとは言えない。

ところで、ハツシュ方式による連想検索を人工知能分野
の中心をなすような汎用のアクセス方法手段として利用
できれば好都合であるが、ハツシュ方式の連想検索を行
うためには、要素データは検索のためのキーを一定の関
数（ハツシュ関数）によって変換して得られる値に対応
して番地づけされた領域をエントリ領域として設定しな
ければならない。

人工知能分野におけるように、データ全体が大小の集合
を要素として構成される場合には、個々の集合の大きさ
に関する予測がつけに＜＜、個々の集合に対応する固定
領域確保に問題があるためこの方法は馴染み難かった。

本発明はかかる点に鑑み、データ全体を構成する複数の
集合の各々に対応してエン）　ＩＪ領領域確保するので
はなく、各集合に共通な１つのエントリ領域を用い、な
おかつ、異なる集合間の要素の混同を起こさないデータ
の連想的記憶方法を創作することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明のデータの連想的記憶方法は、ランダムアクセス
可能な第１の記憶領域として構造が規格化された複数の
セルが配置されるヒープ領域を有するとともに、ランダ
ムアクセス可能な第２の記憶領域として前記セルに対す
るアクセスに係わるエントリ領域を有し、前記ヒープ領
域の内容には第１及び第２のポインタと要素キーと該セ
ルの属性を記述する属性データを記入できる記入欄を有
し、前記セルの内、該セルを特徴づける２つのキーすな
わち集合キーと要素キーとをハツシュ関数によって変換
して得られるハツシュ値が共通な全てのセルを、エント
リ領域中で該ハツシュ値に対応する番地の内容である第
３のポインタと前記第１のポインタとによって、前記番
地を起点とする第１のリストとして結合し、前記セルの
内、前記集合キーが共通な全てのセルは、前記第２のポ
インタによって直鎖状又は環状の第２のリストとして結
合し、これら第１及び第２のリストをたどることで連想
的なアクセスを行う方法である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、ヒープ領域１及びエントリ領域２におけるデ
ータの状態を例示する図である。

本例は、部活動く野球部、合唱部）に対する構成人名と
その担当をデータとした場合である。これらヒープ領域
ｌ及びエントリ領域２の両方につき記憶領域には番地が
付けられている。図面上、ヒープ領域１において、横に
４つずつ並んだ単位がセルである。個々のセルには後に
述べる連想的アクセスに寄与する第１のポインタの他に
集合内の横の結び付きを構成する第２のポ・インクと、
要素キー、属性データのそれぞれを収めるフィールド３
〜６が設けられている。図中、ｎｉｌは空セルを示し、
矢印はポインタを示している。

第１図におけるデータ構造を見易く書き直したのが第２
図である。

第２図において、各セルは丸で示され、右目半分に第２
のポインタ、上目半分に要素キー、下目半分に属性デー
タが示されている。第１のポインタの表示は省略してい
る。図面上、個々の番地は頭に記号「＃」を付けて識別
している。

ここに示すデータは階層的な集合構造を持っている１階
層の最上位に位置するのは、番地「００」のセルである
。このセルで特定される第１の集合の要素は、番地「０
９」と番地「０５」に位置する各セルである。これらの
セルのそれぞれは、その下位に集合を持っている。番地
「０９」のセルで特定される第２の集合の要素としては
、ｒｏｌｌ。

ｒ１３Ｊ、ｒｉｌｌの各番地のセルがある。また、番地
「０５」のセルで特定される第３の集合の要素としては
、ｒｏ　３Ｊ　、ｒｏ　２Ｊ　、ｒｏ　８Ｊの各番地の
セルがある。そして、これら同−集合内の全てのセルは
第２のポインタによって直鎖状又は環状の第２のリスト
として結合されている。

集合を特定するでルの属性データは、その集合の先頭の
要素を指示している。例えば、第２の集合を特定するセ
ルである「０９」番地のセルの属性キーは、第２の集合
の先頭のセルが置かれている「０７」番地を指示してい
る。また、図中で「＜Ｊ、ｒ＞Ｊで囲ったものは、各名
前に相当する番地を意味する。例えば「（野球部〉Ｊは
、名前「野球部」に相当する番地を示す。

第１図及び第２図のセルの相互の間では、図に示したポ
インタによる連鎖の他に連想的なアクセスを行うことが
可能である。連想的なアクセスは、個々のセルに関する
集合キーと要素キーとを）＼・ンソ二関数によって変換
することによってなされる。

このハツシュ関数をｒＦ　（ａ、ｂ）Ｊとして、集合キ
ーｒａＪと、要素キーｒｂＪが変化される様子を表に示
す。

（以下余白） 〔表〕 表では、例えば第１欄の集合キーｒｏ　ＯＪと、第２欄
の要素キー「く野球部）」とを変換して得られる値は第
３欄の「０９」であり、これらのキーによって特定され
るセルの位置は第４（開の「０９」であることを示す。

第４欄においてセルの置かれる位置ｒ　＜ａ、ｂ＞　Ｊ
の決め方には必然的なものはないが、その位置は第１図
に示すエントリ頭載２上のポインタ　（第３のポインタ
）と、ヒープ領域１上の第１のポインタとによって構成
される連鎖（第１のリスト）の上に見出される。

例えば、ｒａ＝０９．ｂ−＜野球部〉」の「Ｆ（ａ、ｂ
）Ｊと、ｒａ＝０５．ｂ＝　＜日中〉」のｒＦ　（ａ、
ｂ）Ｊは共乙こ「０７」である。エントリ領域の番地「
０７」に始まるポインタの連鎖上には、ヒープ領域の「
０８」と「０７」の各セルがある。個々のセルには要素
キーｒｂＪが内容として含まれているため、これを参照
して目的のセルを同定する。

この際、別の集合に属し、要素キーｒｂＪＯ値が同じセ
ルが探索する連鎖上に乗っていたら、混同が起きてしま
う。これを防ぐために、集合キーを異にし要素キーを同
じくするセルの間で同じハツシュ値を持たないように、
すなわち要件（Ｖｂ；−（ヨａ＋、ａｚ（Ｂ、≠ａｔ）
；Ｆ（ａｔ、ｂ）＝Ｆ（ａｚ、ｂ））　　）を満たすよ
うにハツシュ関数ｒＦ　（ａ、ｂ）Ｊを決める必要があ
る。今、集合キーｒａＪＯ値の範囲を０からＮ−１まで
のＭ個の整数（Ｎ５Ｍ）とすると、任意のハツシュ関数
ｒｆ（ｂ）ｊから、Ｆ　（ａ、ｂ）−（ａｔｆ　　（ｂ
））ｍｏｄ　　Ｍと定義される関数は、上記の要件を満
たす関数の例である。こうした加算操作やＭの法を求め
る操作は、多くのＣＰＵに備わる命令を用いて行うこと
ができる。特にＭの値が２の累乗である場合（２進表現
の内部演算の場合）、Ｍの法を求める操作は、上位の桁
を切り捨てる操作によって簡単に実現することができる
。

第１図の例においてはヒープ領域１の番地がそのまま集
合キーｒａＪであり、Ｎ＝Ｍ＝　１６となっている。

こうしたデータアクセス操作の基本的な手順は、記憶装
置中で第１図には示されていない領域又はＣＰＵ中のマ
イクロ・プログラム格納領域に置かれたプログラムによ
って制御される。具体的には、上述したセルのリストを
作る操作、セルのリストに追加、削除を行う操作、セル
の検索をポインタを通じて、またハフシュ関数によって
行う操作等のプログラムがこれらの領域に置かれる。

一方、セルをリストから削除するためには、削除すべき
セルの直前に位置するセルの第２のポインタを書き替え
て、同−集合内の後に続くセルの第２に接続する必要が
ある。このために、一般には当該集合を特定する上位の
セルに戻り、第２のポインタの構成するリストをたどっ
てアクセスする必要がある。このため、集合の要素が非
常に多い場合には時間がかかってしまう。この解決とし
ては、第２のポインタとは逆向きの参照を行う第４のポ
インタに対応するフィールド４′を各セルに付加してお
けば良い。この構成例を第３の集合だけについて、第３
図及び第４図に示している。

第４図において、第４のポインタはセルを示す円の左側
四半分に示されている。

なお、上述した実施例における名前表はこの記１１　Ｓ
Ｒ域の外部にあるように表現しているが、この記憶領域
の内部に名前表を置くことも可能である。

また、連想的記（ｇ方法では、単に集合中に所定の要素
が存在するか否かを調べれば良い場合と、個々の要素と
それに対応する何らかの属性データとの関連を記述する
関係集合について、特定された要素に対応する属性デー
タを求めることが要求される場合とがあるが、本例にお
いては関係集合の探索と要素の存否の探索との両方が可
能である。

さらに、本例の連想的アクセスの基本的作用は、集合を
特定するキーと、集合要素との２つの概念の積として連
想されるデータ検索の機能であるが、この機能を繰返し
用いることができるので、３つ以上の概念の積に関する
探索も容易に行える。例えば、第１の概念と第２の概念
の積として求められるセルを２回目の検索のための第１
のキーとなし、この第２のキーとして第３の概念を用い
るならば、前記第１〜第３の概念の積の検索が行える。

４つ以上の概念の積についても同様である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、各集合は共通の記
憶領域（ヒープ領域）上のセルによって構成されたリス
ト構造であるから、個々の集合に対する記憶領域の割り
当てといったことを意識せずに、要素の追加、削除がで
きる。

各集合要素に対応するセルの位置は、その集合を特定す
る集合キーと、要素を特定する要素キ−とから連偲的に
求められるので、これらキーによって特定されるセルの
有無及び、これらキーに対応づけられる属性データの検
索が高速に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例につき、記憶領域にデータが格
納されている状態を示す図、第２図は第１図のデータの
構造を示す図、第３図は第３のポインタと逆の参照を行
う第４のポインタのフィールドを設けた場合について記
憶領域にデータが格納されている状態を示す図、第４図
は第３図のデータの構造を示す図である。 １・・・第１の記憶領域 ２・・・第２の記憶令買域 ３・・・第１のポインタに対応するフィールド４・・・
第２のポインタに対応するフィールド５・・・要素キー
に対応するフィールド６・・・属性データに対応するフ
ィールド第２図 〈部〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ランダムアクセス可能な第１の記憶領域として構造
   が規格化された複数のセルが配置されるヒープ領域を有
   するとともに、ランダムアクセス可能な第２の記憶領域
   として前記セルに対するアクセスに係わるエントリ領域
   を有し、前記ヒープ領域の内容には第１及び第２のポイ
   ンタと要素キーと該セルの属性を記述する属性データを
   記入できる記入欄を有し、前記セルの内、該セルを特徴
   づける２つのキーすなわち集合キーと要素キーとをハッ
   シュ関数によって変換して得られるハッシュ値が共通な
   全てのセルを、エントリ領域中で該ハッシュ値に対応す
   る番地の内容である第３のポインタと前記第１のポイン
   タとによって、前記番地を起点とする第１のリストとし
   て結合し、 前記セルの内、前記集合キーが共通な全てのセルは、前
   記第２のポインタによって直鎖状又は環状の第２のリス
   トとして結合し、 これら第１及び第２のリストを検索することで連想的な
   アクセスを行うことを特徴とするデータの連想的記憶方
   法。 ２）前記ハッシュ関数は、前記要素キーが共通であって
   前記集合キーが異なるセル同士のハッシュ値が異なるよ
   うに決めた特許請求の範囲第１項記載のデータの連想的
   記憶方法。 ３）前記各セルは、前記第２のポインタと逆の参照を行
   う第４のポインタを有し、これら第２、第４のポインタ
   により、前記直鎖状又は環状リストは双方向リストとし
   て構成される特許請求の範囲第１項記載のデータの連想
   的記憶方法。 ４）前記集合キーが共通であることによって構成される
   個々の集合は、相互の関係として階層的な構造を作り、
   ある集合中の１つのセルがその下位の集合に連絡してい
   る場合において、連絡に係わる前記セルの内容として記
   入される前記属性データは、前記下位集合中の少なくと
   も１つのセルに対するポインタであるとともに、前記下
   位集合を特徴づける前記集合キーは、連絡に係わる前記
   セルに対するポインタである特許請求の範囲第１項記載
   のデータの連想的記憶方法。