WO2015189970A1 - Information processing device and data processing method therefor - Google Patents
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Abstract
Conventionally, since consideration has only been given to speeding up heap structures, there has been a problem that in continuous session processing, for example, there has not been a sufficient mechanism for parallel operation of execution assessment processing and heap processing. By providing a maximum priority data decision signal from a database update unit to a database update assessment unit, outputting the fact that a decision has been made at the moment when the maximum priority data is decided during database update processing, and carrying out database update assessment processing using the maximum priority data, the present invention makes it possible to operate the database update unit and database update assessment unit in parallel and improve processing speed.
Description
この発明は、２分木構造の情報を記憶する記憶装置の処理をする情報処理装置に係り、特に、記憶した情報内の最優先情報と入力情報に基づいて、記憶装置内の情報の操作内容を判断する情報処理装置に関する。
The present invention relates to an information processing device that performs processing of a storage device that stores binary tree structure information, and in particular, operation contents of information in the storage device based on top priority information and input information in the stored information. The present invention relates to an information processing apparatus for determining
株の売買では市場が開いている間、ザラバ処理と呼ばれる方法で約定処理を行う。この処理では、過去の注文で約定していない注文を板と呼ぶ。板には優先順位付けがされている。売り注文では、価格が安い注文が優先され、同じ価格では先に注文した方が優先される。買い注文では、価格が高い注文が優先され、同じ価格では先に注文した方が優先される。新たな売り注文があった場合、その価格と、買い注文板の内の最優先の板の価格を、比べ、売り注文価格が低い場合に約定し、最優先の板は、削除される。約定しなかった場合は、売り注文は、板として記憶される。同様に、新たな買い注文があった場合、その価格と、売り注文板の内の最優先の板の価格を、比べ、買い注文価格が高い場合に約定し、最優先の板は、削除される。約定しなかった場合は、買い注文は、板として記憶される。
In stock trading, while the market is open, contract processing is performed by a method called Zaraba processing. In this process, an order that has not been filled in a past order is called a board. The boards are prioritized. In the sell order, an order with a lower price is given priority, and with the same price, the order with the first order is given priority. In the buy order, an order with a higher price is given priority, and with the same price, the order that has been placed first is given priority. When there is a new sell order, the price is compared with the price of the highest priority board in the buy order board, and the contract is executed when the sell order price is low, and the highest priority board is deleted. If not, the sell order is stored as a board. Similarly, if there is a new buy order, the price is compared with the price of the top priority board in the sell order board, and if the buy order price is high, it is executed, and the top priority board is deleted. The If not, the buy order is stored as a board.
以上のように、ザラバ処理では、常に板を優先順位でソートして、最優先情報を参照しながら、最優先板を削除したり、新たな板を追加したりする処理となる。
As described above, in the mule processing, the plates are always sorted in the priority order, and the highest priority plate is deleted or a new plate is added while referring to the highest priority information.
近年、アルゴリズムトレードと呼ばれる、機械による自動売買注文が行われる場合があり、単位時間に処理する注文数が飛躍的に増加している。そのため、ザラバ処理の高速化が必要となってきている。約定判定の高速化には、板のソート処理の高速化が必要となる。
In recent years, automatic trading orders using machines called algorithm trades are sometimes made, and the number of orders processed per unit time has increased dramatically. Therefore, it is necessary to increase the speed of the zaraba process. In order to speed up the execution of the contract determination, it is necessary to speed up the plate sorting process.
ソート処理の高速化手法として、非特許文献１に示されている２分木構造の一つのヒープ構造を利用する手法がある。この手法を元に、データの追加・削除を高速に実行する装置として、特許文献１や特許文献２で述べられている装置がある。
As a method for speeding up the sorting process, there is a method of using one heap structure of a binary tree structure shown in Non-Patent Document 1. Based on this method, there are apparatuses described in Patent Document 1 and Patent Document 2 as apparatuses that execute addition / deletion of data at high speed.
ヒープ構造は、図７に示すように、第1階層に、最優先データのノードを１つ持つ。各ノードは、１つ下の階層に多くて２つのノードと関連付けられている。第２階層には、２つまでのノード持ち、第３階層では、４つまでのノードを持つ。各ノードは、１から順にアドレスが付けられている。図８に示すように、上のノード８１のアドレスをＡとすると、下のノード８２、８３のアドレスは、（２Ａ）と（２Ａ＋１）となる。上のノードは常に、下の２つノードより高い優先順位となる。下の２つのノードの間には、順序づけされていない。
As shown in FIG. 7, the heap structure has one top priority data node in the first layer. Each node is associated with at most two nodes in the next lower hierarchy. The second hierarchy has up to two nodes, and the third hierarchy has up to four nodes. Each node is assigned an address in order from 1. As shown in FIG. 8, when the address of the upper node 81 is A, the addresses of the lower nodes 82 and 83 are (2A) and (2A + 1). The upper node always has higher priority than the lower two nodes. There is no ordering between the two lower nodes.
非特許文献１や特許文献２では、有効なノードが、常に１から順に連続したアドレスのノードを占める。それに対して、特許文献１では、連続したアドレスのノードを用いるとは限らない。下の階層以下のノードの有効数が、左右で異なるため、有効数の差を各ノードに記憶して管理する。
In Non-Patent Document 1 and Patent Document 2, valid nodes always occupy consecutive address nodes starting from 1. On the other hand, Patent Document 1 does not always use nodes having consecutive addresses. Since the effective number of nodes below the lower hierarchy is different on the left and right, the difference between the effective numbers is stored and managed in each node.
特許文献２では、非特許文献１で逐次的に処理していた各階層の処理を、一度に行うために、１つ下の２つノード内、どちらが優先度が高いかを各ノードに記憶して、高速化を図っている。
In Patent Document 2, in order to perform the processing of each layer that was sequentially processed in Non-Patent Document 1, at each node, whichever has the higher priority is stored in each of the two nodes below. To increase the speed.
特許文献１と特許文献２はヒープ構造の高速化のみを述べており、ノードの追加や削除は、独立した事象のように扱っている。それに対して、ザラバ処理では、過去の最優先データと新たな入力データの条件により約定判定され、次にヒープの削除か追加かの操作が決まる。この違いにより、約定判定の処理とヒープ処理の並列動作のための仕組みが十分ではないという課題がある。
Patent Document 1 and Patent Document 2 describe only the speedup of the heap structure, and node addition and deletion are treated as independent events. On the other hand, in the Zaraba process, a contract determination is made based on the conditions of the past highest priority data and new input data, and then an operation to delete or add a heap is determined. Due to this difference, there is a problem that the mechanism for the parallel operation of the contract determination process and the heap process is not sufficient.
本発明は、前記課題を解決するために、
優先度順にデータを管理するデータベースを備える情報処理装置において、
前記データベースにデータ追加もしくは削除の更新を実行するデータベース更新部と、
前記データベースへのデータ更新を前記データベース更新部に指示するデータベース更新判定部を有し、
前記データベース更新部から前記データベース更新判定部に対して最優先データの確定通知と最優先データを出力し、
前記データベース更新判定部から前記データベース更新部に対してデータベース更新指示と更新データを出力し、
前記データベース更新判定部は、
前記最優先データの確定通知と前記最優先データを受け取ると更新判定処理を実行し、
前記データベース更新部は、
前記データベース更新指示と前記更新データに基づいて前記データベースを更新し、
最優先データが確定した段階で前記最優先データの確定通知を出力し、
最優先データ以外のデータ更新を順次実行することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides:
In an information processing apparatus including a database that manages data in order of priority,
A database update unit for performing update of data addition or deletion in the database;
A database update determination unit that instructs the database update unit to update the data to the database;
From the database update unit to the database update determination unit, a notification of finalization of the highest priority data and the highest priority data are output,
A database update instruction and update data are output from the database update determination unit to the database update unit,
The database update determination unit
When receiving the confirmation notification of the highest priority data and the highest priority data, an update determination process is executed,
The database update unit
Updating the database based on the database update instruction and the update data;
When the highest priority data is confirmed, the confirmation notification of the highest priority data is output,
Data updating other than the highest priority data is sequentially executed.
優先度順にデータを管理するデータベースを備える情報処理装置において、
前記データベースにデータ追加もしくは削除の更新を実行するデータベース更新部と、
前記データベースへのデータ更新を前記データベース更新部に指示するデータベース更新判定部を有し、
前記データベース更新部から前記データベース更新判定部に対して最優先データの確定通知と最優先データを出力し、
前記データベース更新判定部から前記データベース更新部に対してデータベース更新指示と更新データを出力し、
前記データベース更新判定部は、
前記最優先データの確定通知と前記最優先データを受け取ると更新判定処理を実行し、
前記データベース更新部は、
前記データベース更新指示と前記更新データに基づいて前記データベースを更新し、
最優先データが確定した段階で前記最優先データの確定通知を出力し、
最優先データ以外のデータ更新を順次実行することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides:
In an information processing apparatus including a database that manages data in order of priority,
A database update unit for performing update of data addition or deletion in the database;
A database update determination unit that instructs the database update unit to update the data to the database;
From the database update unit to the database update determination unit, a notification of finalization of the highest priority data and the highest priority data are output,
A database update instruction and update data are output from the database update determination unit to the database update unit,
The database update determination unit
When receiving the confirmation notification of the highest priority data and the highest priority data, an update determination process is executed,
The database update unit
Updating the database based on the database update instruction and the update data;
When the highest priority data is confirmed, the confirmation notification of the highest priority data is output,
Data updating other than the highest priority data is sequentially executed.
データベース更新部とデータベース更新判定部が、並列に動作できるため、並列に動作しない場合に比べて、システム全体の処理速度が数倍から十数倍向上する。
Since the database update unit and the database update determination unit can operate in parallel, the processing speed of the entire system is improved several to ten times as compared with the case where the database update unit and the database update determination unit do not operate in parallel.
図１に本発明を用いたストリームデータ処理装置を示す。データベース１５は、優先度順に管理されたデータを格納する装置である。データベース更新部１４は、出力計算及びデータベース更新判定部１２からの指示により、データベース１５を更新する装置である。データ受付部１１は、データを受信する装置である。出力計算及びデータベース更新判定部１２は、データ受付部１１から受け取ったデータと、データベース更新部１４から受け取った最優先データを用いて、データベースの操作を判断する部分である。結果出力部１３は、出力計算及びデータベース更新判定部１２で計算した結果を出力する装置である。データベース更新部１４から出力計算及びデータベース更新判定部１２へ、最優先データ確定信号１６と最優先データ信号１７が繋がっている。出力計算及びデータベース更新判定部１２からデータベース更新部１４へ、データ更新指示信号１８と追加更新データ信号１９が繋がっている。
FIG. 1 shows a stream data processing apparatus using the present invention. The database 15 is a device that stores data managed in order of priority. The database update unit 14 is a device that updates the database 15 according to an instruction from the output calculation and database update determination unit 12. The data receiving unit 11 is a device that receives data. The output calculation and database update determination unit 12 is a unit that determines the operation of the database using the data received from the data reception unit 11 and the highest priority data received from the database update unit 14. The result output unit 13 is a device that outputs the result calculated by the output calculation and database update determination unit 12. The highest priority data determination signal 16 and the highest priority data signal 17 are connected from the database update unit 14 to the output calculation and database update determination unit 12. A data update instruction signal 18 and an additional update data signal 19 are connected from the output calculation and database update determination unit 12 to the database update unit 14.
データベースの操作には、最優先データの削除、新たなデータの追加、最優先データの変更である。ここで、最優先データの変更は、優先度を変更するのではなく、付属の情報を更新するものであり、データベース全体に関わる変更ではない。以下では、最優先データの変更は、単に１つのノードを変更するだけで、方法は自明であり省略する。
The database operations include deleting the highest priority data, adding new data, and changing the highest priority data. Here, the change of the highest priority data does not change the priority but updates the attached information, and does not change the entire database. In the following, the change of the highest priority data is merely a change of one node, and the method is obvious and will be omitted.
データベース１５は最優先データを先頭に以下第２優先データが続くような構成であれば、ヒープ構造にはこだわる必要はない。また、データベース更新部１４は、更新をする際にまず最優先データを最初に確定させ、その後、第２優先データ以降を更新するようにする。最も操作が軽い構造として、ヒープ構造がある。そのほかに、リニアに完全に優先順に並べておく構造も考えられる。以下では、ヒープ構造を用いて説明する。
If the database 15 has a configuration in which the highest priority data is first and the second priority data follows, there is no need to stick to the heap structure. In addition, when updating, the database updating unit 14 first determines the highest priority data first, and then updates the second priority data and thereafter. There is a heap structure as the lightest operation. In addition, it is possible to consider a structure that is linearly arranged in order of priority. Below, it demonstrates using a heap structure.
最優先データが確定している場合、つまり、第１層更新部１４０１（図５）での操作が完了した場合には、データベース更新部１４は、最優先データ確定信号１６を出力し、同時に最優先データを、最優先データ信号１７を用いて出力する。出力計算及びデータベース更新判定部１２は、最優先データ確定信号１６を受け取ると、最優先データ信号１７のデータとデータ受付部１１からのデータを用いて、出力するべきデータの計算と、データベースの操作の種類（削除、追加）を確定させ、データ更新指示信号１８と追加更新データ信号１９を出力する。
When the highest priority data has been confirmed, that is, when the operation in the first layer update unit 1401 (FIG. 5) is completed, the database update unit 14 outputs the highest priority data confirmation signal 16 and at the same time, The priority data is output using the highest priority data signal 17. When receiving the highest priority data confirmation signal 16, the output calculation and database update determination unit 12 uses the data of the highest priority data signal 17 and the data from the data reception unit 11 to calculate the data to be output and to operate the database. The data update instruction signal 18 and the additional update data signal 19 are output.
データベース更新部１４は、データ更新指示信号１８と追加更新データ信号１９を受け取ると、まず最初に最優先データを確定させる。そして最優先データ確定信号１６と最優先データ信号１７を出力する。その後、最優先データ以降のデータを順次更新する。この更新処理は、パイプライン処理されている場合は、以前の更新指示信号による更新と新たな更新指示信号による更新が同時に行われる場合がある。
Upon receiving the data update instruction signal 18 and the additional update data signal 19, the database update unit 14 first determines the highest priority data. Then, the highest priority data determination signal 16 and the highest priority data signal 17 are output. Thereafter, the data after the highest priority data is sequentially updated. When this update processing is pipeline processing, there are cases where the update by the previous update instruction signal and the update by the new update instruction signal are performed simultaneously.
次に、データ更新部の具体的な実施例を、図５を用いて説明する。データベース１５は、ヒープ構造の階層ごとに、第1層記憶素子１５０１から第ｎ層記憶素子１５０５の各記憶素子に分かれている。これと対応するように、データベース更新部１４も、第１層更新部１４０１から第ｎ層更新部１４０５の各層の変更部に分かれており、それと共に全層を制御する全層制御部１４００とから成っている。これらにより、第１層から順に各層ごとのパイプラインを構成する。各層の更新部は、操作モードレジスタ１４０１１、追加データレジスタ１４０１２、操作対象アドレスレジスタ１４０１３と、最終格納アドレスレジスタ１４０１４を持つ。全層制御部１４００は、全有効ノード数レジスタ１４００１と格納済ノード数レジスタ１４００２からなる。全有効ノード数レジスタ１４００１は、データベースに格納済みノードデータと、第１層更新部１４０１から第ｎ層更新部１４０５に存在するまだ格納し終えていないノードデータの総数を管理する。格納済ノード数レジスタ１４００２は、データベース１５に格納済みノード内、最もアドレスの大きいノードを管理する。
Next, a specific embodiment of the data update unit will be described with reference to FIG. The database 15 is divided into each storage element from the first layer storage element 1501 to the nth layer storage element 1505 for each layer of the heap structure. Corresponding to this, the database update unit 14 is also divided into a change unit of each layer of the first layer update unit 1401 to the nth layer update unit 1405, and together with this, the all layer control unit 1400 controls all layers. It is made up. Thus, a pipeline for each layer is configured in order from the first layer. The update unit of each layer includes an operation mode register 14011, an additional data register 14012, an operation target address register 14013, and a final storage address register 14014. The all-layer control unit 1400 includes an all valid node number register 14001 and a stored node number register 14002. The total valid node number register 14001 manages the total number of node data already stored in the database and node data that has not yet been stored and exists in the first layer update unit 1401 to the nth layer update unit 1405. The stored node number register 14002 manages the node having the largest address among the nodes stored in the database 15.
追加操作時は、全有効ノード数レジスタ１４００１を１つ増やし、第１層更新部１４０１の操作モードレジスタ１４０１１を追加モードとし、追加すべきデータを追加データレジスタ１４０２に格納し、操作対象アドレスレジスタ１４０１３を１とし、全有効ノード数レジスタ１４００１の値を最終格納アドレスレジスタ１４０１４に格納して、パイプラインを動作開始する。
At the time of the addition operation, the total valid node number register 14001 is incremented by 1, the operation mode register 14011 of the first layer update unit 1401 is set to the addition mode, the data to be added is stored in the additional data register 1402, and the operation target address register 14013 Is set to 1, the value of the total valid node number register 14001 is stored in the final storage address register 14014, and the pipeline is started.
追加時の各層での動作を、図９を用いて説明する。もし、操作対象アドレスレジスタ９１３の値が最終格納アドレスレジスタ９１４の値と同じ場合は、追加データレジスタ９１２のデータを、操作対象アドレスレジスタ９１３が示す対象ノード９２０に格納し、格納済ノード数レジスタ１４００２を１つ増やして、パイプライン動作を終了する。もし、操作対象アドレスレジスタ９１３の値が最終格納アドレスレジスタ９１４の値より小さい場合は、操作対象アドレスレジスタ９１３が示す対象ノード９２０のデータと、追加データレジスタ９１２のデータを比較し、優先度の高い方のデータを対象ノード９２０に格納し、優先度の低い方を追加データレジスタ９１２に格納する。そして、操作対象アドレスレジスタ９１３を次に示すように更新して、レジスタ９１１～９１４を次のステージのレジスタに格納し、パイプラインを進める。操作対象アドレスレジスタ９１３は、図１０に示すように、各層に合わせて順次更新する。ここで“［Ｘ］”はガウス記号でＸを超えない最大の整数を示す。図１１に、最終格納アドレスレジスタ９１４の値が１３の場合を例に、操作対象アドレスレジスタ９１３の各層での値を示す。
The operation in each layer at the time of addition will be described with reference to FIG. If the value of the operation target address register 913 is the same as the value of the final storage address register 914, the data of the additional data register 912 is stored in the target node 920 indicated by the operation target address register 913, and the stored node number register 14002. Is incremented by 1, and the pipeline operation is terminated. If the value of the operation target address register 913 is smaller than the value of the final storage address register 914, the data of the target node 920 indicated by the operation target address register 913 and the data of the additional data register 912 are compared, and the priority is high. One of the data is stored in the target node 920, and the one with the lower priority is stored in the additional data register 912. Then, the operation target address register 913 is updated as shown below, the registers 911 to 914 are stored in the registers of the next stage, and the pipeline is advanced. As shown in FIG. 10, the operation target address register 913 sequentially updates in accordance with each layer. Here, “[X]” is a Gaussian symbol indicating the maximum integer not exceeding X. FIG. 11 shows values in each layer of the operation target address register 913, taking the case where the value of the final storage address register 914 is 13, for example.
削除操作開始時の動作は、削除パイプライン開始時のパイプライン全体の状態により２つの場合に分かれる。もし、パイプライン中に追加操作をしている層がない場合は、非特許文献１同様、第1層のデータを削除（無効）とし、格納された有効ノードの内最もアドレスの大きいノードの値を、第1層のデータとして使用する。つまり、図１２に示すように、格納済ノード数レジスタ１４００２が示すデータ１５０６を読み出し、第1層の追加データレジスタ１４０１２にセットする。操作モードレジスタ１４０１１を削除モードとし、操作対象アドレスレジスタ１４０１３を１とする。そして、格納済みノード数レジスタ１４００２と全有効ノード数レジスタ１４００１の値を１つ減らす。そして次に示すパイプラインの各層の動作を行う。
The operation at the start of the delete operation is divided into two cases depending on the state of the entire pipeline at the start of the delete pipeline. If there is no additional layer in the pipeline, as in Non-Patent Document 1, the data of the first layer is deleted (invalidated), and the value of the node with the highest address among the stored valid nodes Is used as the data of the first layer. That is, as shown in FIG. 12, the data 1506 indicated by the stored node number register 14002 is read and set in the additional data register 14012 in the first layer. The operation mode register 14011 is set to the delete mode, and the operation target address register 14013 is set to 1. Then, the values of the stored node number register 14002 and the total valid node number register 14001 are decreased by one. Then, the operations of the following pipeline layers are performed.
削除時の各層での動作を、図１３を用いて説明する。操作対象レジスタ９１３の値から派生する２つの子ノード９３０と９３１の値を、比べる。次に比べた優先順位の高い方のデータと、追加データレジスタ９１２の値を比べる。その結果優先順位の高い方のデータを、操作対象レジスタ９１３が示す対象ノード９２０に格納する。このとき、追加データレジスタ９１２の値を対象ノード９２０に格納した場合は、削除操作のパイプラインは終了となる。
The operation in each layer at the time of deletion will be described with reference to FIG. The values of the two child nodes 930 and 931 derived from the value of the operation target register 913 are compared. Next, the data with the higher priority compared with the value of the additional data register 912 is compared. As a result, the data with the higher priority is stored in the target node 920 indicated by the operation target register 913. At this time, when the value of the additional data register 912 is stored in the target node 920, the deletion operation pipeline is terminated.
もし、対象ノード９２０に格納した値が、子ノード９３０または子ノード９３１のいずれかの場合は、操作対象アドレスレジスタ９１３の値を、格納した子ノード９３０または子ノード９３１のアドレスの値に更新して、次の層の操作へ移る。
If the value stored in the target node 920 is either the child node 930 or the child node 931, the value of the operation target address register 913 is updated to the address value of the stored child node 930 or child node 931. To move to the next layer.
削除操作開始時、もし、パイプライン中に追加操作をしている層があった場合は、図１４を使って説明する。追加操作の層の内、最も浅い層での追加データ１４０６２を、最終データの代わりに第1層の追加データレジスタ１４０１２にセットし、その追加操作をしていた層のパイプライン操作は中止する。操作モードレジスタ１４０１１を削除モードとし、操作対象アドレスレジスタ１４０１３を１とする。そして、全有効ノード数レジスタ１４００１の値を１つ減らす。格納済みノード数レジスタ１４００２は変更しない。そして、上記に示した削除時の各層での動作を行う。
本実施例では、第1階層のノードが確定した時点で、最優先データ確定信号と最優先データ信号を、データベース更新部１４から出力計算及びデータベース更新判定部１２へ出力するとともに、出力計算部及びデータベース更新判定部１２からデータベース更新部１４へのデータ更新指示信号と追加更新データ信号とを出力するような構成となっている。そのため、データベース更新部１４と、出力計算及びデータベース更新判定部１２は、それぞれの処理を並列に動作できるため、システム全体の処理速度を高めることができる。
また、上述のパイプライン動作により、速度を犠牲にすることなく、各操作をオーバーラップさせることのできるヒープ構造更新操作が可能となる。その結果、処理速度の速いヒープ構造データベースの更新が可能となる。 At the start of the delete operation, if there is a layer performing an add operation in the pipeline, it will be described with reference to FIG. Of the additional operation layers, theadditional data 14062 at the shallowest layer is set in the additional data register 14012 of the first layer instead of the final data, and the pipeline operation of the layer that was performing the additional operation is stopped. The operation mode register 14011 is set to the delete mode, and the operation target address register 14013 is set to 1. Then, the value of the total valid node number register 14001 is decreased by one. The stored node number register 14002 is not changed. And the operation | movement in each layer at the time of deletion shown above is performed.
In this embodiment, when the node of the first hierarchy is determined, the highest priority data determination signal and the highest priority data signal are output from thedatabase update unit 14 to the output calculation and database update determination unit 12, and the output calculation unit and A data update instruction signal and an additional update data signal are output from the database update determination unit 12 to the database update unit 14. Therefore, since the database update unit 14 and the output calculation and database update determination unit 12 can operate the processes in parallel, the processing speed of the entire system can be increased.
In addition, the above-described pipeline operation allows heap structure update operations that allow each operation to overlap without sacrificing speed. As a result, it is possible to update the heap structure database with a high processing speed.
本実施例では、第1階層のノードが確定した時点で、最優先データ確定信号と最優先データ信号を、データベース更新部１４から出力計算及びデータベース更新判定部１２へ出力するとともに、出力計算部及びデータベース更新判定部１２からデータベース更新部１４へのデータ更新指示信号と追加更新データ信号とを出力するような構成となっている。そのため、データベース更新部１４と、出力計算及びデータベース更新判定部１２は、それぞれの処理を並列に動作できるため、システム全体の処理速度を高めることができる。
また、上述のパイプライン動作により、速度を犠牲にすることなく、各操作をオーバーラップさせることのできるヒープ構造更新操作が可能となる。その結果、処理速度の速いヒープ構造データベースの更新が可能となる。 At the start of the delete operation, if there is a layer performing an add operation in the pipeline, it will be described with reference to FIG. Of the additional operation layers, the
In this embodiment, when the node of the first hierarchy is determined, the highest priority data determination signal and the highest priority data signal are output from the
In addition, the above-described pipeline operation allows heap structure update operations that allow each operation to overlap without sacrificing speed. As a result, it is possible to update the heap structure database with a high processing speed.
また、特許文献１と特許文献２は、高速化のために、各ノードに追加の記憶素子を必要とする。ザラバ処理の板の数は、数万～数百万となる場合があり、追加の記憶素子のコストが大きくなる課題がある。一方、本実施例では、ヒープの階層ごとに記憶素子を設ける構成であるため、ノードごとに設ける従来に比べて、記憶素子を削減することができる。
本実施例では、追加の記憶素子を必要とせずにヒープ構造の処理を向上させるために、ヒープ構造の各階層ごとに、パイプライン化する。最優先データの削除の際に、パイプライン上に追加処理がない場合は、非特許文献１や特許文献２と同様に、有効なノードの内、最もアドレスが大きいノードのデータを取り出し、そのデータと、第２層以下のノードと順に比較交換する。最優先データの削除の際に、パイプライン上に追加処理中があれば、その処理を中断させて、追加しようとしたデータを、最もアドレスが大きいノードのデータの代わりに使用して、第２層以下のノードと順に比較交換することができる。 Further,Patent Document 1 and Patent Document 2 require an additional storage element at each node for speeding up. There are cases where the number of plates for the zaraba processing is tens of thousands to several millions, and there is a problem that the cost of the additional storage element is increased. On the other hand, in the present embodiment, since the storage element is provided for each heap hierarchy, the number of storage elements can be reduced as compared with the conventional technique provided for each node.
In the present embodiment, in order to improve the processing of the heap structure without requiring an additional storage element, a pipeline is formed for each layer of the heap structure. When there is no additional processing on the pipeline when deleting the highest priority data, the data of the node with the highest address is extracted from the valid nodes as inNon-Patent Document 1 and Patent Document 2, and the data Then, the nodes are compared and exchanged in order with the nodes in the second layer and below. When deleting the highest-priority data, if there is an additional process on the pipeline, the process is interrupted, and the data to be added is used in place of the data of the node with the highest address. It is possible to compare and exchange with nodes below the layer in order.
本実施例では、追加の記憶素子を必要とせずにヒープ構造の処理を向上させるために、ヒープ構造の各階層ごとに、パイプライン化する。最優先データの削除の際に、パイプライン上に追加処理がない場合は、非特許文献１や特許文献２と同様に、有効なノードの内、最もアドレスが大きいノードのデータを取り出し、そのデータと、第２層以下のノードと順に比較交換する。最優先データの削除の際に、パイプライン上に追加処理中があれば、その処理を中断させて、追加しようとしたデータを、最もアドレスが大きいノードのデータの代わりに使用して、第２層以下のノードと順に比較交換することができる。 Further,
In the present embodiment, in order to improve the processing of the heap structure without requiring an additional storage element, a pipeline is formed for each layer of the heap structure. When there is no additional processing on the pipeline when deleting the highest priority data, the data of the node with the highest address is extracted from the valid nodes as in
図６は、図５における下位層の記憶素子を、キャッシュ６２１とDouble-Data-Rate SDRAM（以下ＤＤＲ Ｓ
ＤＲＡＭという）６２３で置き換えたものである。この場合、下位層の更新が若干遅くはなるが、全ノードをField Programmable Gate Array(以下ＦＰＧＡという)内に実装できないような膨大なノード数を扱う場合に有効である。追加操作と削除操作のタイミングにより、追加操作は途中で中止されることがあり、それによって、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ６２３へのアクセスが少なくなる。それにより、あまり処理速度を犠牲にすることなく、処理が行える。 FIG. 6 shows a memory element in the lower layer in FIG. 5 as acache 621 and a double-data-rate SDRAM (hereinafter referred to as DDR S).
DRAM) 623). In this case, although the update of the lower layer is slightly delayed, it is effective when dealing with an enormous number of nodes in which all the nodes cannot be mounted in a Field Programmable Gate Array (hereinafter referred to as FPGA). Depending on the timing of the add operation and the delete operation, the add operation may be stopped halfway, thereby reducing access to theDDR SDRAM 623. Thereby, processing can be performed without sacrificing the processing speed.
ＤＲＡＭという）６２３で置き換えたものである。この場合、下位層の更新が若干遅くはなるが、全ノードをField Programmable Gate Array(以下ＦＰＧＡという)内に実装できないような膨大なノード数を扱う場合に有効である。追加操作と削除操作のタイミングにより、追加操作は途中で中止されることがあり、それによって、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ６２３へのアクセスが少なくなる。それにより、あまり処理速度を犠牲にすることなく、処理が行える。 FIG. 6 shows a memory element in the lower layer in FIG. 5 as a
DRAM) 623). In this case, although the update of the lower layer is slightly delayed, it is effective when dealing with an enormous number of nodes in which all the nodes cannot be mounted in a Field Programmable Gate Array (hereinafter referred to as FPGA). Depending on the timing of the add operation and the delete operation, the add operation may be stopped halfway, thereby reducing access to the
図２は、本発明を用いたザラバ処理システム全体を示す図である。本発明は、図２のＦＰＧＡ２６内に実装される。注文データの入力や約定結果は、ＮＩＣ２５を通して入出力される。注文数の多い特定のいくつかの銘柄はＦＰＧＡ２６とＤＤＲ ＳＤＲＡＭ２７を用いて処理され、その他の銘柄はＣＰＵ２１とＤＤＲ ＳＤＲＡＭ２２とＩ／Ｆ２３とＳｔｏｒａｇｅ２４を用いて処理される。
FIG. 2 is a diagram showing the entire zalaba processing system using the present invention. The present invention is implemented in the FPGA 26 of FIG. Input of order data and execution results are input / output through the NIC 25. Some specific brands with a large number of orders are processed using the FPGA 26 and the DDR SDRAM 27, and other brands are processed using the CPU 21, the DDR SDRAM 22, the I / F 23 and the Storage 24.
このザラバ処理装置の機能的なブロック図を図３に示す。ＮＩＣ２５を通して入力された注文は、新規注文受付部３０で受信され、銘柄別処理振り分け部３１と特定銘柄レジスタ３２を用いて、銘柄ごとに処理先を振り分ける。特定の銘柄は、１００と１０１と１０２で示した特定銘柄約定処理システムにより処理され、その他の銘柄は、その他銘柄約定処理システム１０３により処理される。処理結果は、約定結果出力部３３において集約され、ＮＩＣ２５を通して出力される。
Fig. 3 shows a functional block diagram of this mule processing unit. An order input through the NIC 25 is received by the new order receiving unit 30, and uses a brand-specific process sorting unit 31 and a specific brand register 32 to sort the processing destination for each brand. The specific brands are processed by the specific brand contract processing system indicated by 100, 101, and 102, and the other brands are processed by the other brand contract processing system 103. The processing results are collected in the contract result output unit 33 and output through the NIC 25.
図３の１０３は、図２の２０、２１、２２、２３と２４を用いて処理される。図３の１００と１０１と１０２は、図２のＦＰＧＡ２６内に実装される。
3 is processed using 20, 21, 22, 23 and 24 of FIG. 100, 101, and 102 in FIG. 3 are implemented in the FPGA 26 in FIG.
図４は、特定銘柄１約定処理システム１００の内部構造を示す。図４の特定銘柄注文受付部１１０は、図１のデータ受付部１１に相当する。図４の特定銘柄約定判定及び板情報更新判定部１２０は、図１の出力計算及びデータベース更新判定部１２に相当する。図４の特定銘柄約定結果出力部１３０は、図１の結果出力部１３に相当する。図４の売り板情報更新部１４０と売り板情報データベース１５０は、図１のデータベース更新部１４とデータベース１５に相当する。同様に、図４の買い板情報更新部１４１と買い板情報データベース１５１は、図１のデータベース更新部１４とデータベース１５に相当する。
FIG. 4 shows the internal structure of the specific brand 1 contract processing system 100. The specific brand order receiving unit 110 in FIG. 4 corresponds to the data receiving unit 11 in FIG. 4 is equivalent to the output calculation and database update determination unit 12 in FIG. The specific brand execution result output unit 130 in FIG. 4 corresponds to the result output unit 13 in FIG. The selling plate information update unit 140 and the selling plate information database 150 in FIG. 4 correspond to the database update unit 14 and the database 15 in FIG. Similarly, the buying plate information updating unit 141 and the buying plate information database 151 in FIG. 4 correspond to the database updating unit 14 and the database 15 in FIG.
つまり、特定銘柄１約定処理システム１００は、２つのデータベースを持つ。新たな注文を受け付けると、特定銘柄約定判定及び板情報更新判定部１２０は、新たな注文が売り注文か買い注文かにより、２つのデータベースを選択的に使い分ける。
That is, the specific brand 1 contract processing system 100 has two databases. When a new order is received, the specific brand execution determination and board information update determination unit 120 selectively uses the two databases depending on whether the new order is a sell order or a buy order.
新たな注文が売り注文の場合は、買い板情報の最優先データ用いて約定判定を行う。もし約定した場合は、買い板情報データベース１５１から最優先板を削除する。約定しなかった場合は、売り板情報データベース１５０に新たな注文を板として追加する。
If the new order is a sell order, the contract is judged using the highest priority data of the buying board information. If the contract is made, the highest priority board is deleted from the buying board information database 151. If not, the new order is added to the sales board information database 150 as a board.
逆に、新たな注文が買い注文の場合は、売り板情報の最優先データ用いて約定判定を行う。もし約定した場合は、売り板情報データベース１５０から最優先板を削除する。約定しなかった場合は、買い板情報データベース１５１に新たな注文を板として追加する。
Conversely, if the new order is a buy order, the contract is judged using the highest priority data in the sales board information. If the contract is made, the top priority board is deleted from the sales board information database 150. If not, the new order is added as a board to the buying board information database 151.
図４の特定銘柄約定判定及び板情報更新判定部１２０と売り板情報更新部１４０と買い板情報更新部１４１の間の信号線は、図１の出力計算及びデータベース更新判定部１２とデータベース更新部１４の間と同様に、最優先データ確定信号１６と最優先データ信号１７とデータ更新指示信号１８と追加更新データ信号１９が２組あり、これらの信号により、約定判定とデータベース更新が並列に動作可能となり、高速に約定判定処理が行われる。
The signal line between the specific brand execution determination and board information update determination unit 120, the selling board information update unit 140, and the buying board information update unit 141 in FIG. 4 is the output calculation and database update determination unit 12 and database update unit in FIG. 14, there are two sets of the highest priority data determination signal 16, the highest priority data signal 17, the data update instruction signal 18, and the additional update data signal 19, and these signals operate the contract determination and the database update in parallel. This makes it possible to execute the contract determination process at high speed.
１０…ストリームデータ処理装置
１１…データ受付部
１２…出力計算及びデータベース更新判定部
１３…結果出力部
１４…データベース更新部
１５…データベース
１６…最優先データ確定信号
１７…最優先データ信号
１８…データ更新指示信号
１９…追加更新データ信号
１１０…特定銘柄注文受付部
１２０…特定銘柄約定判定及び板情報更新判定部
１３０…特定銘柄約定結果出力部
１４０…売り板情報更新部
１４１…買い板情報更新部
１５０…売り板情報データベース
１５１…買い板情報データベース DESCRIPTION OFSYMBOLS 10 ... Stream data processor 11 ... Data reception part 12 ... Output calculation and database update determination part 13 ... Result output part 14 ... Database update part 15 ... Database 16 ... Top priority data decision signal 17 ... Top priority data signal 18 ... Data update Instruction signal 19 ... Additional update data signal 110 ... Specific brand order receiving unit 120 ... Specific brand execution determination and board information update determination unit 130 ... Specific brand execution result output unit 140 ... Selling board information update unit 141 ... Buying board information update unit 150 ... Selling board information database 151 ... Buying board information database
１１…データ受付部
１２…出力計算及びデータベース更新判定部
１３…結果出力部
１４…データベース更新部
１５…データベース
１６…最優先データ確定信号
１７…最優先データ信号
１８…データ更新指示信号
１９…追加更新データ信号
１１０…特定銘柄注文受付部
１２０…特定銘柄約定判定及び板情報更新判定部
１３０…特定銘柄約定結果出力部
１４０…売り板情報更新部
１４１…買い板情報更新部
１５０…売り板情報データベース
１５１…買い板情報データベース DESCRIPTION OF
Claims (12)
- 優先度順にデータを管理するデータベースを備える情報処理装置において、
前記データベースにデータ追加もしくは削除の更新を実行するデータベース更新部と、
前記データベースへのデータ更新を前記データベース更新部に指示するデータベース更新判定部を有し、
前記データベース更新部から前記データベース更新判定部に対して最優先データの確定通知と最優先データを出力し、
前記データベース更新判定部から前記データベース更新部に対してデータベース更新指示と更新データを出力し、
前記データベース更新判定部は、
前記最優先データの確定通知と前記最優先データを受け取ると更新判定処理を実行し、
前記データベース更新部は、
前記データベース更新指示と前記更新データに基づいて前記データベースを更新し、
最優先データが確定した段階で前記最優先データの確定通知を出力し、
最優先データ以外のデータ更新を順次実行する
ことを特徴とする情報処理装置。 In an information processing apparatus including a database that manages data in order of priority,
A database update unit for performing update of data addition or deletion in the database;
A database update determination unit that instructs the database update unit to update the data to the database;
From the database update unit to the database update determination unit, a notification of finalization of the highest priority data and the highest priority data are output,
A database update instruction and update data are output from the database update determination unit to the database update unit,
The database update determination unit
When receiving the confirmation notification of the highest priority data and the highest priority data, an update determination process is executed,
The database update unit
Updating the database based on the database update instruction and the update data;
When the highest priority data is confirmed, the confirmation notification of the highest priority data is output,
An information processing apparatus that sequentially executes data updates other than the highest priority data. - 請求項１記載の情報処理装置において、
前記データベースは、ヒープ構造の階層構造を備え、
前記データベース更新部は、前記階層に対応した複数の階層更新部を備え、
前記データベースの階層に対応して記憶素子を設け、
前記更新指示と更新データに基づいて、上位の階層から下位の階層にデータの更新をパイブライン動作によって実行することを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1,
The database has a hierarchical structure of heap structure,
The database update unit includes a plurality of hierarchy update units corresponding to the hierarchy,
A storage element is provided corresponding to the hierarchy of the database,
An information processing apparatus that updates data from an upper hierarchy to a lower hierarchy by a pipeline operation based on the update instruction and update data. - 請求項２記載の情報処理装置において、
前記階層更新部は、追加の更新の場合には、
前記更新データを追加データとし、最上位の階層の対象ノードのデータと追加データを比較して、追加データの優先度が高い場合には、追加データを該対象ノードのデータとして格納し、該対象ノードのデータの優先度が高い場合には、追加データは下位の階層のノードのデータの更新として使用することを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 2,
In the case of additional updates, the hierarchy update unit
The update data is set as additional data, the data of the target node in the highest hierarchy is compared with the additional data, and when the priority of the additional data is high, the additional data is stored as the data of the target node, and the target An information processing apparatus characterized in that, when the priority of data of a node is high, the additional data is used as an update of data of a node in a lower hierarchy. - 請求項２記載の情報処理装置において、
前記階層更新部は、削除の更新の場合であり、いずれの階層でも追加操作を実行していない場合には、
最上位の階層のデータを削除し、前記データベースに格納されている最もアドレスの大きなノードのデータを最上位階層のデータとして使用することを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 2,
The hierarchy update unit is a deletion update, and when no addition operation is executed in any hierarchy,
An information processing apparatus that deletes data of the highest hierarchy and uses data of a node having the highest address stored in the database as data of the highest hierarchy. - 請求項２記載の情報処理装置において、
前記階層更新部は、削除の更新の場合であり、いずれかの階層で追加の更新を実行している場合には、
追加を実行する階層の内で最も優先順位の高い層での追加データを、最上位の階層の追加データとし、追加を実行する当該階層のパイプライン動作は中止することを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 2,
The hierarchy update unit is a deletion update, and when performing an additional update in any hierarchy,
Information processing apparatus characterized in that additional data in the highest priority layer among the layers to be added is set as additional data in the highest layer, and the pipeline operation of the layer to be added is stopped . - 請求項２記載の情報処理装置において、
前記上位階層に対応した記憶素子は、FPGAで構成し、下層階層に対応した記憶素子は、キャッシュとDDR SDRAMから構成していることを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 2,
2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the storage element corresponding to the upper hierarchy is configured by an FPGA, and the storage element corresponding to the lower hierarchy is configured by a cache and DDR SDRAM. - 請求項１記載の情報処理装置において、
前記データベース更新部は、売り板情報更新部と、買い板情報更新部とからなり、前記データベースは、売り板情報データベースと、買い板情報データベースとからなり、
前記最優先データの確定通知と前記最優先データ、及びデータベース更新指示と更新データとが複数組み設けておき、前記データベース更新判定部と前記データベース更新部との間で該データを入出力することを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1,
The database update unit consists of a selling plate information update unit and a buying plate information update unit, the database consists of a selling plate information database and a buying plate information database,
A plurality of sets of notifications for determining the highest priority data, the highest priority data, and database update instructions and update data are provided, and the data is input / output between the database update determination unit and the database update unit. A characteristic information processing apparatus. - 優先度順にデータを管理するデータベースを備える情報処理装置のデータ処理方法において、
前記情報処理装置は、
前記データベースにデータ追加もしくは削除の更新を実行するデータベース更新部と、
前記データベースへのデータ更新を前記データベース更新部に指示するデータベース更新判定部を有し、
前記データベース更新部から前記データベース更新判定部に対して最優先データの確定通知と最優先データを出力し、
前記データベース更新判定部から前記データベース更新部に対してデータベース更新指示と更新データを出力し、
前記データベース更新判定部は、
前記最優先データの確定通知と前記最優先データを受け取ると更新判定処理を実行し、
前記データベース更新部は、
前記データベース更新指示と前記更新データに基づいて前記データベースを更新し、
最優先データが確定した段階で前記最優先データの確定通知を出力し、
最優先データ以外のデータ更新を順次実行する
ことを特徴とするデータ処理方法。 In a data processing method of an information processing apparatus including a database that manages data in order of priority,
The information processing apparatus includes:
A database update unit for performing update of data addition or deletion in the database;
A database update determination unit that instructs the database update unit to update the data to the database;
From the database update unit to the database update determination unit, a notification of finalization of the highest priority data and the highest priority data are output,
A database update instruction and update data are output from the database update determination unit to the database update unit,
The database update determination unit
When receiving the confirmation notification of the highest priority data and the highest priority data, an update determination process is executed,
The database update unit
Updating the database based on the database update instruction and the update data;
When the highest priority data is confirmed, the confirmation notification of the highest priority data is output,
A data processing method characterized by sequentially executing data updates other than the highest priority data. - 請求項８記載のデータ処理方法において、
前記データベースは、ヒープ構造の階層構造を備え、
前記データベース更新部は、前記階層に対応した複数の階層更新部を備え、
前記データベースの階層に対応して記憶素子を設け、
前記更新指示と更新データに基づいて、上位の階層から下位の階層にデータの更新を、パイブライン動作により実行することを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 8, wherein
The database has a hierarchical structure of heap structure,
The database update unit includes a plurality of hierarchy update units corresponding to the hierarchy,
A storage element is provided corresponding to the hierarchy of the database,
A data processing method characterized by executing data update from a higher hierarchy to a lower hierarchy by a pipeline operation based on the update instruction and update data. - 請求項９記載のデータ処理方法において、
前記階層更新部は、追加の更新の場合には、
前記更新データを追加データとし、最上位の階層の対象ノードのデータと追加データを比較して、追加データの優先度が高い場合には、追加データを該対象ノードのデータとして格納し、該対象ノードのデータの優先度が高い場合には、追加データは下位の階層のノードのデータの更新として使用することを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 9, wherein
In the case of additional updates, the hierarchy update unit
The update data is set as additional data, the data of the target node in the highest hierarchy is compared with the additional data, and when the priority of the additional data is high, the additional data is stored as the data of the target node, and the target A data processing method characterized in that when the priority of data of a node is high, the additional data is used as an update of data of a node in a lower hierarchy. - 請求項９記載のデータ処理方法において、
前記階層更新部は、削除の更新の場合であり、いずれの階層でも追加操作を実行していない場合には、
最上位の階層のデータを削除し、前記データベースに格納されている最もアドレスの大きなノードのデータを最上位階層のデータとして使用することを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 9, wherein
The hierarchy update unit is a deletion update, and when no addition operation is executed in any hierarchy,
A data processing method comprising deleting data of the highest hierarchy and using data of a node having the highest address stored in the database as data of the highest hierarchy. - 請求項９記載のデータ処理方法において、
前記階層更新部は、削除の更新の場合であり、いずれかの階層で追加の更新を実行している場合には、
追加を実行する階層の内で最も優先順位の高い層での追加データを、最上位の階層の追加データとし、追加を実行する当該階層のパイプライン動作は中止することを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 9, wherein
The hierarchy update unit is a deletion update, and when performing an additional update in any hierarchy,
A data processing method characterized in that the additional data in the highest priority layer among the layers in which the addition is performed is set as the additional data in the highest layer, and the pipeline operation of the layer in which the addition is performed is stopped .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14894346 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14894346 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |