JPH03231339A - データベースアクセス方式 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、データベースを構成するデータブロック単位
毎にデータを読出してバッファに格納するためのバッフ
ァ管理機能を有するデータベースアクセス方式に関する
。

（従来の技術） 一般に、データベース（ディスク装置に格納されている
）へアクセスして所望の処理を実行する場合には、格納
されたデータをバッファに呼び出した後に実行される。

データベースに格納されたデータの呼び出しは、データ
ベースのテーブルの構成要素であるページ（ディスクと
メモリとの間のデータ転送の単位でブロックとも言う）
を単位にして行われる。このデータベースのテーブルを
呼び出しバッファに格納するバッファ管理方式％式％） 方式が用いられている。ＬＲＵ方式は、ディスク上のテ
ーブル格納状態とは無関係に、最後にアクセスされてか
ら最も長い時間を経過したバッファ（アクセス頻度の最
小のバッファ）上のページを、次に読み込む新しいペー
ジで置き換える（リプレースの）対象とするものである
。この際、バッファ上のページの内容が更新されていれ
ばこれをディスクに書き戻し、更新されていなければ出
力せずにそのままとしておくものである。ＬＲＵ方式は
、ある程度ランダムにディスク上のページがアクセスさ
れる場合には有効な方式である。

ここで、ディスク上のテーブル格納状態とは、テーブル
をデータベースに最初に格納したとき、このテーブルを
構成するページ内のタプルの格納順序と各タプルに対応
するキー項目の値の順序との関係を示すものである。す
なわち、キー値の論理的順序がディスク上のそのキー値
を含むタプルの物理的順序に同じか（以下、この状態を
順状態と称する）、あるいはそうでないか（以下、この
状態を非順状態と称する）を示すものである。

（発明が解決しようとする課題） ＬＲＵ方式は、ランダムにディスク上のページをアクセ
スする場合に有効な方式であるが、例えばテーブルのあ
るフィールドの合計値をとる処理のようなテーブル内の
ページを順次にアクセスする場合でテーブルの格納状態
が順状態であるときには処理効率が低下してしまう。す
なわち、キー値とタプルの格納順序が一致している場合
であっても、このテーブル格納状態に関係なく　ＬＲＵ
方式を用いてバッファ管理されているため、テーブル格
納状態（順状態であること）を利用したアクセス（バッ
ファ管理）、すなわち並行処理を行なうことができなか
ったことによるものである。

本発明は前記のような点に鑑みてなされたもので、テー
ブル格納状態を利用して処理に適したバッファ管理を行
ない、データベースへのアクセス性能を向上させるデー
タベースアクセス方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、データベースを構成するデータブロック単位
毎にデータを読出してバッファに格納するためのバッフ
ァ管理機能を有するデータベースアクセス一方式におい
て、前記データベースに対するアクセス要求を行ない、
前記バッファに格納されたデータについて所望の処理を
実行する問い合わせ処理手段と、前記問い合わせ処理手
段によるアクセス要求時に、処理内容が前記データベー
スに対して順次アクセスを行なうべきものであるか否か
に応じて前記バッファ管理の処理方式（先読みＦＩＦＯ
方式、ＬＲＵ方式）を決定し、前記データベースから前
記データブロック単位毎にデータを読出して前記バッフ
ァにデータを格納するバッファ管理手段とを具備して構
成するものである。

また、データブロック内のデータの物理的格納状態が順
状態であるか、または非順状態であるかを判別する格納
状態判別手段と、前記格納状態判別手段によって判別さ
れた格納状態を格納するための状態格納手段とをさらに
具備し、前記問い合わせ処理手段による処理内容が順次
アクセスを行なうべきものである場合に、前記状態格納
手段に格納された前記データブロックの格納状態に基づ
いてバッファ管理の処理方式を決定するように構成する
ものである。

（作用） このような構成によれば、問い合わせの処理内容が順次
アクセスを行なうべきものである場合には、バッファ管
理の処理方式として先読みＦＩＦＯ方式を用いてアクセ
スが行なわれる。例えば、テーブル内の全ページのある
フィールドの合計値や最小、最大値を求めるような問い
合わせの場合（全ページにアクセスする必要がある場合
）には、順次アクセスによるバッファ管理が可能である
ので、並列処理によってアクセス時間を短縮可能な先読
みＦＩＦＯ方式が用いられる。また、問い合わせ処理が
実行される以前に、データベース内の各テーブルのペー
ジ（データブロック）の格納状態（順状態、非順状！３
）を予め保持しておくことにより、問い合わせ処理の処
理内容が順次アクセスを行なうべきものである場合（特
定のページにアクセスする必要がある場合）に、順次ア
クセスが可能であり、かつ先読みＦＩＦＯ方式を用いる
ことが可能か否か判別される。先読みＦＩＦＯ方式を用
いることにより、データがディスク装置に格納されてい
る場合、順次アクセスによりシーク時間が短縮され、特
に多数の端末（プロセス）によりデータベースが共用さ
れるシステムにおいて大幅にスループットが向上される
。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は同実施例に係わるデータベースアクセス方式を適
用するデータベースシステムの構成を示すブロック図で
ある。同図において、２０はデータベースファイルであ
り、スキーマ情報２１゜及び複数のテーブル２２−１〜
２２−ｘを含んでいる。スキーマ情報２１は、テーブル
の名前、格納場所、大きさ、構成フィールドの属性（デ
ータ型、大きさ等）、フィールド数などのテーブルの属
性情報を含んでいる。テーブル２２−１〜２２−ｘは、
アクセス単位である複数のページから構成されている。

ページは、ディスク上のテーブル２２−１〜２２−ｘと
バッファ３０（後述する）との間のアクセス単位であり
、複数のタプルにより構成されている。さらに、タプル
は、複数のフィールドにより構成されている。

データベースファイル２０は、格納状態設定部２５、バ
ッファ管理部２６によって処理の対象とされる。

格納状態設定部２５は、データベースファイル２０の各
テーブル２２−１〜２２−ｘの格納状態を調べて順状態
であるか、非順状態であるかをテーブル名と共に格納状
態エントリとしてディレクトリ部２８に格納するもので
ある。ディレクトリ部２８には、各テーブルのテーブル
名と、これに対応するテーブル格納状態（順状態、非順
状態）を示す情報が格納される。バッファ管理部２６は
、問い合わせ処理部２９からデータベースファイル２０
内のテーブル２２−１〜２２−ｘへのアクセスが依頼さ
れ、この依頼に応じてバッファ管理を行なうものである
。バ・ソファ管理部２６は、ディレクトリ部２８の内容
に応じてノ＜・ソファ管理方式（ＬＲＵ方式、先読みＦ
ＩＦＯ方式）を切り替えてテーブル２２−１〜２２−ｘ
をアクセスし、ページ毎にバッファ３０に格納する。問
い合わせ処理部２９は、データベースファイル２０のス
キーマ情報２１を使用して、テーブル２２−１〜２２−
ｘへのアクセスを要求し、所望の処理を実行するもので
ある。

バッファ３０には、複数面（複数ページ分）の格納領域
が設けられているものとする。

次に、同実施例の動作について説明する。

まず、問い合わせ処理部２９によるテーブル２２−１〜
２２−ｘへのアクセスが要求される前に、データベース
ファイル２０内のテーブル２２−１〜２２−ｘの格納状
態が、格納状態設定部２５によって第２図のフローチャ
ートに示す手順に従って調べられる。なお、テーブル格
納状態とは、キー値の論理的順序が、ディスク上のその
キー値を含むタプルの物理的順序に同じか（順状態）、
あるいはそうでないか（非順状態）を示すものである。

格納状態設定部２５は、テーブル２２−１の先頭のタプ
ルからキー値について全て検索し、その配列（順状態、
非順状態）を調べる（ステップＡＩ）。第３図及び第４
図に、それぞれ順状態、非順状態に格納されたテーブル
の一例を示している。格納状態設定部２５は、キーフィ
ールドのキー値が第３図のように順状態であると判別す
ると（ステップＡ２）、ディレクトリ部２８の格納状態
管理エントリを新しく作成し、そのエントリにテーブル
名と順状態であることを示す情報を設定する（ステップ
Ａ３）。また、ステップＡ２において、キーフィールド
のキー値が第４図のように昇順状態であると判別すると
、ディレクトリ部２８の格納状態管理エントリを新しく
作成し、そのエントリにテーブル名と昇順状態であるこ
とを示す情報を設定する（ステップＡ４）。

ここで、データベースファイル２０の全テーブルについ
ての格納状態を調べて、各テーブルの状態格納エントリ
を作成したか判別する（ステップＡ５）。すなわち、ス
キーマ情報２１に記されているテーブルの属性情報から
、どのようなテーブルであるかを判別し、全テーブルに
ついての状態格納エントリを作成したか判別するもので
ある。各テーブルの状態格納エントリを作成していない
場合には、次のテーブルについて前記同様にして、格納
状態を調べて、その結果をディレクトリ部２８に設定す
る。全てのテーブルについて状態格納エントリを作成す
ると、テ・−プルの格納状態の設定処理を終了する。な
お、テーブルの格納状態が順状態であるか否かを判別す
る基準として、厳密にキー値順にタプルが格納されてい
る必要はなく、ある程度のずれ（分散）を許すようにし
ても良い。

次に、データベースファイル２０に格納されたデータベ
ースについての問い合わせ処理について第５図に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。利用者により指
定されたデータベースへの問い合わせは、問い合わせ処
理部２９によって行われる。問い合わせ処理部２９は、
処理対象とするテーブルをデータベースファイル２０か
らバッファ３０に呼び出して処理を行なうために、バッ
ファ管理部２６にテーブルへのアクセスを依頼する。バ
ッファ管理部２６は、問い合わせ処理部２９による依頼
を受けて、アクセス要求が順次アクセスするものである
か否かを判別する（ステップＢｌ）。例えば、あるフィ
ールドの合計値を求める場合やソート（並べかえ）等を
行なう場合のような、テーブルを順次アクセスする必要
がある処理であるか否かによって判別する。ここで、順
次アクセスする処理である場合には、アクセス対象とす
るテーブルのテーブル名を持つ格納状態エントリをディ
レクトリ部２８から検索しくステップＢ２）、テーブル
の格納状態（順状態、非順状態）を示す情報を取り出す
（ステップＢ３）。取り出した格納状態エントリが昇順
状態を示す場合（ステップＢ４）、バッファ管理部２６
は、そのテーブルに対するバ・ソファ管理方式をＬＲＵ
方式によって行ない、要求ページを呼び出してバッファ
３０に格納する（ステップＢ５）。なお、ステップＢ１
において、アクセス要求か順次アクセスを行なうもので
ないと判別された場合には、ＬＲＵ方式によってバッフ
ァ管理を行なう。

一方、ステップＢ４において、ディレクトリ部２８から
取り出した格納状態エントリがテーブルの格納状態を順
状態に示す場合には、先読みＦＩＦＯ（先入れ先出し）
方式によってバ・ソファ管理を行なう（ステップＢ６）
。第６図のフローチャートに、先読みＦＩＦＯ方式によ
るバ・ソファ管理の処理手順を示している。なお、先読
みＦＩＦＯ方式とは、第７図に示すようなｎ面（ｎペー
ジ分のデータ格納領域）あるバッファ３０のデータ入出
力（ページ単位）の対象とするバッファを順番にローテ
ーション（バッファ番号１，２゜・・・、ｎ−１，ｎ、
１，２．・・・）すると共に、第８図に示すように８７
７７１面上のページｐを処理し始める前にバッファｉ＋
１面に次のページｐ十１の入力を発行することにより、
ページｐの処理とページｐ＋１の入力を並列に行なう方
式である。

まず、バッファ管理部２６は、アクセス要求の対象とす
るテーブルのページが既にバッファ３０に存在するか否
かを判別する（ステップＣＩ）。存在しない場合には（
ステップＣ２）、書き替えの対象となるバッファの内容
が更新されているか判別し、更新されていればディスク
に書き戻す（ステップＣＢ）。更新されているか否かの
判別は、例えばバッファ３０の各面にバッファの内容を
更新する場合にオンに設定される更新フラグを設け、こ
の更新フラグの状態によって行なう。バッファの内容が
ディスクに書き戻された後（内容が更新されている場合
）、バッファ管理部２６は、その書き替えの対象とする
バッファに要求ページの内容を格納する（ステップＣ４
）。

こうして、要求テーブルが存在している状態になると（
ステップＣ２において、要求ページがバッファ３０に既
に存在すると判別された場合を含む）、要求テーブルが
格納された次のバッファに格納されたページの内容が更
新されているか否かを判別し、更新されていればディス
クに書き戻す（ステップＣ５）。次に、要求ページの次
のページについてバッファリング手法を用いて先読みを
行ない、次のバッファに格納する（ステップＣ６）。

所定のバッファに要求ページを格納すると、要求ページ
が格納されたバッファのアドレスを問い合わせ処理部２
９へ出力する（ステップＣ７）。問い合わせ処理部２９
は、バッファに格納された要求ページに対する処理を実
行する。すなわち、先読みＦＩＦＯ方式によって、第９
図に示すように、例えばページのバッファの入力がｐ、
ｐ＋ｌ、ｐ＋２、・・・のように流れている場合に、こ
のページ入力と並行してバッファ上のページ処理がｐ−
１゜ｐ、ｐ＋１．・・・のように実行される。

このようにして、問い合わせ処理の内容が、テーブル中
のページを順次アクセスするものである場合には、先読
みＦＩＦＯ方式によってバッファ管理を行ないアクセス
時間を短縮させることができる。特に、問い合わせ処理
部２９から複数のプロセス（問い合わせ指示が人力する
ための端末数が多い場合等）によって特定のデータベー
スに対してアクセス要求が行なわれる場合に、先読み可
能なプロセスについては先読みＦＩＦＯ方式によってア
クセスが行われるため、システム全体についてのアクセ
ス時間の大幅な短縮化を図ることができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、処理内容が順次アクセス
を行なうものである場合には、要求テーブルの格納状態
が順状態であるか判別され、順状態であれば、先読みＦ
ＩＦＯ方式によってバ・ソファ管理が行われる。従って
、テーブルの格納状態が並列処理が実行されることから
、処理時間を短縮することができる。このため、システ
ム全体について、データベースのアクセス性能が向上さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるデータベースアクセ
ス方式を適用するデータベースシステムの構成を示すブ
ロック図、第２図はテーブルの格納状態を示す情報の設
定手順を示すフローチャート、第３図および第４図はテ
ーブルの格納状態の一例を示す図、第５図はデータベー
スへの問い合わせ処理の処理手順を示すフローチャート
、第６図は先読みＦＩＦＯ方式によるバッファ管理の処
理手順を示すフローチャート、第７図及び第８図は先読
みＦＩＦＯ方式を説明するための図、第９図は先読みＦ
ＩＦＯ方式による処理内容を説明するための図である。 ２０・・・データベースファイル、２１・・・スキーマ
情報、２２−１〜２２−ｘ・・・テーブル、２５・・・
格納状態設定部、２６・・・バッファ管理部、２８・・
・ディレクトリ部、２９・・・問い合わせ処理部、 ３０・・・バッファ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）データベースを構成するデータブロック単位毎に
   データを読出してバッファに格納するバッファ管理を行
   なう機能を有するデータベースアクセス方式において、 前記データベースに対するアクセス要求を行ない、前記
   バッファに格納されたデータについて所望の処理を実行
   する問い合わせ処理手段と、前記問い合わせ処理手段に
   よるアクセス要求時に、処理内容が前記データベースに
   対して順次アクセスを行なうべきものであるか否かに応
   じて前記バッファ管理の処理方式を決定し、前記データ
   ベースから前記データブロック単位毎にデータを読出し
   て前記バッファにデータを格納するバッファ管理手段と
   、 を具備したことを特徴とするデータベースアクセス方式
   。
2. （２）前記バッファ管理手段は、前記問い合わせ処理手
   段による処理内容が前記データベースに対して順次アク
   セスを行なうべきものである場合に先読みＦＩＦＯ方式
   を用い、その他の場合にＬＲＵ方式を用いることを特徴
   とする第１請求項記載のデータベースアクセス方式。
3. （３）前記データブロック内のデータの物理的格納状態
   が順状態であるか、または非順状態であるかを判別する
   格納状態判別手段と、 前記格納状態判別手段によって判別された格納状態を格
   納するための状態格納手段と、 をさらに具備し、 前記問い合わせ処理手段による処理内容が順次アクセス
   を行なうべきものである場合に、前記状態格納手段に格
   納された前記データブロックの格納状態に基づいてバッ
   ファ管理の処理方式を決定することを特徴とする第１請
   求項または第２請求項記載のデータベースアクセス方式
   。