KR20020029843A

KR20020029843A - 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법

Info

Publication number: KR20020029843A
Application number: KR1020000060575A
Authority: KR
Inventors: 우승균
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-10-14
Filing date: 2000-10-14
Publication date: 2002-04-20
Also published as: US20020059185A1; KR100414052B1; US6847958B2

Abstract

본 발명은 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법에 관한 것으로, 종래 T-트리 구조의 각 인덱스 노드에서 인덱싱 방법으로 사용한 배열 방식은 새로운 키값의 추가나 삭제에 의해 키값들을 재배열해야 할 경우, 그 우측에 있는 모든 키값들도 우측(새로운 키값 추가시), 또는 좌측(임의 키값 삭제시)으로 이동을 해야하기 때문에 처리에 많은 시간이 소모되어 키값의 추가와 삭제가 빈번하게 이루어지는 시스템이나, 실시간 처리가 요구되는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서는 하나의 키값 이동에 의해서도 다른 모든 키값들을 이동시켜야 하기 때문에 처리속도가 떨어지는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 각 노드에서의 인덱싱 방식을 배열(array) 방식에서 원형 큐(circular queue) 방식으로 전환함으로써, 임의 키값의 추가 및 삭제에 의해 다른 키값의 이동이 발생할 경우, 그 이동의 범위를 최소화하여 그에 소모되는 시간을 감소시키고, 상기 원형 큐 방식으로 저장된 인덱스 정보를 효과적으로 검색할 수 있도록 하여 그 처리에 소모되는 시간을 감소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법{INDEX DATA MANAGEMENT METHOD FOR MAIN MEMORY DATABASE}

본 발명은 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법에 관한 것으로, 특히 T-트리(tree) 구조의 각 노드에서의 인덱싱 방식을 배열(array) 방식에서 원형 큐(circular queue) 방식으로 전환함으로써, 인덱스 데이터의 저장 및 검색을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주기억장치(메모리) 데이터베이스에서 사용하는 인덱싱 방식으로는 T-트리 구조를 이용한 인덱싱 방식이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다.

여기서, 상기 주기억장치 데이터베이스는 그 저장매체로 디스크가 아닌 메모리(D-RAM, S-RAM 등)를 사용하는 것으로서, 디지털 티브이의 경우 EPG(Electronic Program Guide)용의 데이터베이스에 이용하고 있는 상황이다.

도1은 종래 T-트리 구조의 개념을 설명하기 위해 보인 예시도이다.

이에 도시된 바와 같이, T-트리 구조는 인덱스 정보를 저장하는 인덱스 노드(pnode)들이 트리(tree) 형식으로 연결되어 구성된다.

이때, 상기 인덱스 노드(pnode)는 인덱스 정보를 저장하기 위한 영역이 소정 단위로 한정되어 있기 때문에 새로운 정보를 추가로 저장하거나 삭제할 경우, 좌측 하위노드 또는 우측 하위노드를 생성하고 해당하는 정보(키값)를 그 하위노드로 이동시키게 된다.

여기서, 가장 최상위의 노드(pnode)를 루트(root)라고 하며, 하위노드를 생성할 경우 그 포인터(좌측 하위노드 포인터, 우측 하위노드 포인터)에 의해 정보가 연결될 수 있도록 한다.

물론, 하위노드 들은 그 상위노드의 포인터 정보를 가지고 있다.

다음, 도2는 상기 도1에서 각 노드(pnode)의 상세 구성을 보인 예시도로서, 종래에는 상기 각 인덱스 노드(pnode)에 키값을 저장하기 위한 방식으로 배열(array) 방식을 사용하였다.

즉, 인덱스 키값(또는 그 키값이 저장되어 있는 자료구조의 주소)이 처음부터 순차적으로 저장되는 방식이었다.

따라서, 새로운 키값을 추가할 경우나 또는 임의의 키값을 삭제할 경우, 인덱스 정보를 그 순서에 맞게 재배열해야 하는데, 키값 사이에 새로운 키값을 추가하기 위해서는 그 새로운 키값이 삽입되는 영역의 우측에 있는 모든 값들을 한자리씩 우측으로 이동 시켜야 되고, 임의 키값이 삭제되어 빈 영역이 발생하면 그 빈 영역을 채우기 위해 해당 위치부터 그 우측 영역에 있는 모든 키값을 좌측으로 한자리씩 이동시켜야 했다.

즉, 새로운 키값의 추가나 삭제에 의해 키값들을 재배열해야 할 경우, 그 우측에 있는 모든 키값들도 우측(새로운 키값 추가시), 또는 좌측(임의 키값 삭제시)으로 이동을 해야하기 때문에 처리에 많은 시간이 소모되었다.

이에 따라, 상기와 같은 배열 방식은 키값의 추가와 삭제가 빈번하게 이루어지는 시스템이나, 실시간 처리가 요구되는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서는 하나의 키값 이동에 의해서도 다른 모든 키값들을 이동시켜야 하기 때문에 처리속도가 많이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, T-트리(tree) 구조의 각 노드에서의 인덱싱 방식을 배열(array) 방식에서 원형 큐(circular queue) 방식으로 전환함으로써, 임의 키값의 추가 및 삭제에 의해 다른 키값의 이동이 발생할 경우, 그 이동의 범위를 최소화하여 그에 소모되는 시간을 감소시키고, 상기 원형 큐 방식으로 저장된 인덱스 정보를 효과적으로 검색할 수 있도록 하는 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 T-트리 구조의 개념을 설명하기 위해 보인 예시도.

도2는 상기 도1에서 각 노드(pnode)의 상세 구성을 보인 예시도.

도3은 본 발명에 의한 원형 큐 방식의 인덱싱 과정을 설명하기 위한 개념도.

도4는 본 발명에 의해 원형 큐 방식으로 저장된 인덱스 노드에서 인덱스 정보를 검색하기 위한 알고리즘을 보인 예시도.

도5의 (a)와 (b)는 상기 도4의 알고리즘을 이용한 검색 방법을 설명하기 위해 보인 예시도.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주기억장치(메모리)를 매체로 하는 T-트리 구조 기반의 데이터베이스에 있어서, 인덱스 정보의 저장은 각 인덱스 노드의 인덱스 정보 저장영역을 처음과 끝이 연결된 원형 큐 구조를 갖는 것으로 정의하고, 새로운 인덱스 정보의 추가 또는 삭제에 의한 인접 인덱스 정보의 이동시, 그 이동 정보량이 적은쪽의 방향으로 해당 정보들을 이동시킨 후 저장하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 주기억장치를 매체로 하는 T-트리 구조 기반의 데이터베이스에 있어서, 인덱스 정보의 검색은 인덱스 정보의 처음 위치와 끝 위치가 바뀔 수 있는 것을 고려하여 검색하고자 하는 키값이 포함된 개략적인 영역을 찾아 검색 영역으로 설정하는 단계와; 상기 설정된 영역의 중간 위치에 있는 값과 검색하고자 하는 키값을 비교하는 단계와; 상기 키값이 중간 값보다 작을 경우 인덱스 정보의 처음 위치는 그대로 두고, 검색 끝 위치를 중간 위치에서 점차 감소시켜 가며 검색을 수행하는 단계와; 상기 키값이 중간 값보다 클 경우 인덱스 정보의 끝 위치는 그대로 두고, 검색 시작 위치를 중간 위치에서 점차 증가시켜 가며 검색을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도3은 본 발명에 의한 원형 큐 방식의 인덱싱 과정을 설명하기 위한 개념도로서, 본 발명에 의한 원형 큐 방식의 인덱싱 방법은 종래 배열 방식에서 사용하던 T-트리 구조와 같은 구조의 인덱스 노드를 이용하지만, 개념적으로 처음(0)과 끝(n-1)이 연결된 원형 구조를 가지는 것으로 생각하고 연속적으로 인덱스 정보를 저장한다.

즉, 종래에는 인덱스 정보 저장영역의 끝 번지(n-1)에 있는 키값을 처음(0) 번지로 이동시키기 위해서는 (n-2)자리 만큼 좌측으로 이동해야 했으나, 본 발명에서는 처음 번지(0)과 끝 번지(n-1)가 바로 접해있기 때문에 좌측으로 한자리만 이동하면 되는 것이다.

다만, 이때에는 인덱스 정보의 처음 위치와 마지막 위치를 나타내기 위해 포인터(head, tail)를 사용한다.

다시 말해, 종래에는 인덱스 정보 저장영역의 '0'번지가 항상 인덱스 정보의 처음위치였지만, 본 발명에서는 처음 포인터(head)가 가리키는 번지가 인덱스 정보의 처음 위치가 되고, 끝 포인터(tail)가 가리키는 번지가 끝 위치가 되는 것이다.

그럼, 상기와 같은 구조의 원형 큐 방식에서 키값의 추가 또는 삭제가 발생할 경우의 동작 과정을 예로들어 설명한다.

일단, 임의의 키값과 키값 사이에 어느 한 값이 추가 될 경우, 종래에는 그 우측에 있는 값들이 순차로 하나씩 우측으로 이동하여 새로운 값이 삽입될 수 있도록 빈 영역을 만들었으나, 본 발명에서는 추가되는 값의 좌,우측 중에서 이동해야 될 값이 적은 쪽 방향으로 이동 시킨다.

이때 그 이동한 방향이 좌측이었으면 처음을 나타내는 포인터(head)를 한칸 좌측으로 이동하여 해당 번지를 가리키게 하고, 이동한 방향이 우측이었으면 끝을 나타내는 포인터(tail)를 한칸 우측으로 이동하여 해당 번지를 가리키게 하면 되는 것이다.

또 다른 예를 들면, 종래의 경우 처음 번지(0)에 있는 키값이 삭제될 경우, 그 이후의 모든 값이 좌측으로 한칸식 이동해야 했지만, 본 발명에서는 키값의 이동없이 포인터(head)에 의해 상기 삭제된 값의 다음 번지(1)에 있는 키값을 가리키도록 하면 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 인덱스 정보 저장영역을 처음과 끝이 연결된 원형 구조를 갖는 것으로 생각하고 인덱스 정보(키값)를 저장 또는 이동시킴으로써, 키값의 추가 또는 삭제에 의해 발생하는 인덱스 정보 저장영역에 있는 다른 키값의 이동을 최소화 하여 데이터 처리시간을 감소시킬 수 있게 된다.

다음, 도4는 상기와 같이 원형 큐 방식으로 저장된 인덱스 노드에서 인덱스 정보를 검색하기 위한 알고리즘을 보인 예시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 검색하고자 하는 인덱스 노드(pnode)와 키값(key)을 입력받으면(L1), 일단 해당 노드에 저장된 값의 처음 위치(번지)와 끝 위치(번지)를 알아내어 검색 범위를 설정하게 된다.

본 실시예에서는 처음 위치를 나타내는 노드(pnode)의 포인터(head) 값을 'i'라는 변수에 저장하고, 끝 위치를 나타내는 노드(pnode)의 포인터(tail) 값을 'j'라는 변수에 저장한다(L2).

여기서, 상기 변수(i,j)는 실제 인덱스 정보의 시작 번지와 끝 번지를 나타내는 것이 아니고, 검색을 위한 시작 위치와 끝 위치를 나타내는 것이다.

다음, 상기 노드(pnode)의 마지막 절대 번지(n-1)에 저장된 정보(키값) (INDEXNODESIZE-1)를 'ivalue'라는 변수에 저장하고(L3), 그 값(ivalue)과 검색하고자 하는 키값(key)을 비교하여 그 키값 보다 크면 끝 위치(j)는 마지막에서 두 번째 번지에 있는 키값(INDEXNODESIZE-2)으로 설정한다(L4).

만약, 그 값(ivalue)이 검색하고자 하는 키값(key) 보다 작으면(즉, 키값(key)이 'ivalue'보다 크면), 처음 번지(0)부터 끝 위치(j) 사이에 키값이 존재하는 것이므로, 검색 시작 위치(i)는 처음 번지(0)로 설정한다(L5).

만약, 상기 두 경우가 모두 아니면 마지막 키값(ivalue)이 바로 검색하고자 하는 키값(key)을 의미하므로, 이때에는 해당되는 위치의 값(마지막 키값=ivalue)을 반환하면 된다(L6).

이때, 상기의 과정은 도5의 (b)에 도시한 바와 같이, 검색 시작 위치(i)가 검색 끝 위치(j)보다 나중에 위치할 수 있기 때문에, 그 경우 검색 영역을 조정하기 위한 것이다.

즉, 종래 배열(array) 방식에서는 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 시작 위치(i)의 값이 끝 위치(j)의 값보다 항상 작거나 같았기 때문에, 여기서 키값을 검색하기 위해서는 그 배열의 중간값(index[k], 여기서 k=(i+j)/2)을 설정하고(L8), 그 값이 검색하고자 하는 키값(key)보다 작으면, 검색 구간의 끝 위치(j) 값을 중간위치에서 하나씩 줄여(k-1)가며 키값(key)을 찾았다(L10).

물론, 검색하고자 하는 키값(key)이 상기 중간값(index[k])보다 크면, 검색 구간의 시작 위치(i) 값을 중간위치에서 하나씩 늘여(k+1)가며 키값(key)을 찾았다(L11).

그러나, 본 발명에서는 상기에서 설명한 바와 같이 인덱스 정보의 처음 번지(i)가 끝 번지(j)보다 나중에 위치할 수 있기 때문에, 종래의 검색 과정을 바로 수행하지 못하고 키값이 존재하는 개략적인 구간에서 시작 위치(i)가 끝 위치(j)보다 먼저 오도록 설정하는 과정을 먼저 수행하는 것이다.

따라서, 상기와 같이 시작 위치(i)가 끝 위치(j)보다 앞서도록 설정되면, 그 이후는 상기 도5의 (a)를 참조하여 설명한 과정에 의해 중간값(index[k])으로부터 점차 검색 범위를 좁혀가며 키값을 검색함으로써, 최종적으로 원하는 키값을 반환 한다(L12).

물론, 상기 시작 위치(i)가 끝 위치(j)보다 앞서도록 설정된 값이, 검색하는 과정에서 다시 뒤바뀌게 되면(i>j), 검색하고자 하는 키값이 없는 것을 의미하므로 검색을 중지한다(L7).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법은, T-트리(tree) 구조에서 각 노드의 인덱스 정보를 원형 큐(circular queue) 방식에 의해 저장하도록 함으로써, 임의 키값의 추가 또는 삭제에 의해 발생하는 다른 키값의 이동 범위를 최소화하여 그 처리에 소모되는 시간을 감소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 디지털 티브이에 있어서, 전자프로그램 가이드(EPG) 데이터를 데이터베이스화하여 저장할 때 사용시 효과적으로 이용할 수 있다.

Claims

주기억장치를 매체로 하는 T-트리 구조 기반의 데이터베이스에 있어서, 인덱스 정보의 저장은 각 인덱스 노드의 인덱스 정보 저장영역을 처음과 끝이 연결된 원형 큐 구조를 갖는 것으로 정의하고, 새로운 인덱스 정보의 추가 또는 삭제에 의한 인접 인덱스 정보의 이동시, 그 이동 정보량이 적은쪽의 방향으로 해당 정보들을 이동시킨 후 저장하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법.
주기억장치를 매체로 하는 T-트리 구조 기반의 데이터베이스에 있어서, 인덱스 정보의 검색은 인덱스 정보의 처음 위치와 끝 위치가 바뀔 수 있는 것을 고려하여 검색하고자 하는 키값이 포함된 개략적인 영역을 찾아 검색 영역으로 설정하는 단계와; 상기 설정된 영역의 중간 위치에 있는 값과 검색하고자 하는 키값을 비교하는 단계와; 상기 키값이 중간 값보다 작을 경우 인덱스 정보의 처음 위치는 그대로 두고, 검색 끝 위치를 중간 위치에서 점차 감소시켜 가며 검색을 수행하는 단계와; 상기 키값이 중간 값보다 클 경우 인덱스 정보의 끝 위치는 그대로 두고, 검색 시작 위치를 중간 위치에서 점차 증가시켜 가며 검색을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법.
제1항에 있어서, 각 노드에 저장되는 인덱스 정보의 처음 위치와 끝 위치는포인터(head pointer, tail pointer)에 의해 가리키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스의 인덱스 데이터 관리방법.