JPH04229355A - データアクセス方法及びデータ処理システム - Google Patents

データアクセス方法及びデータ処理システム

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JPH04229355A
JPH04229355A JP3085822A JP8582291A JPH04229355A JP H04229355 A JPH04229355 A JP H04229355A JP 3085822 A JP3085822 A JP 3085822A JP 8582291 A JP8582291 A JP 8582291A JP H04229355 A JPH04229355 A JP H04229355A
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    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
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    • G06F16/2308Concurrency control
    • G06F16/2336Pessimistic concurrency control approaches, e.g. locking or multiple versions without time stamps
    • G06F16/2343Locking methods, e.g. distributed locking or locking implementation details
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Databases & Information Systems (AREA)
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデータアクセス方法及び
データ処理システムに関し、特に時分割処理又は並列処
理プロセツサ環境においてデータ及びデータベースのレ
コードに対するアクセスを制御することによりデータ更
新及び読取り動作をするようにしたものに関する。
【0002】多重稼動データ処理システムにおいては、
システムにおいて1つ以上の処理によつて共用されるデ
ータの一貫性がすべての時点において保持されることを
保証するように制御機能を用いる必要がある。この技術
は同時実行制御と呼ばれている。同時実行制御機能がな
い場合には、1つの処理の読取り実行中のデータについ
て、読取り処理開始後かつ読取り処理終了前などの間に
更新処理によつてデータが変更されるおそれがある。
【0003】単一プロセツサ型のシステムの場合には、
このような現象はシステム動作が時分割の性質をもつて
いることに基づいて発生し得る。更新及び読取り処理の
ようなタスクは、システムの実行プログラムによつて短
かい時間幅に順次割り当てられ、当該時間幅の間に各タ
スクが仕事をセグメントに区分けして処理する。マルチ
プロセツサシステムの場合、特に各プロセツサによつて
共用されるメモリを含むようなシステムの場合には、異
なるプロセツサについての非同期に処理を実行しようと
する際に共用メモリをアクセスする場合に明らかな競合
が生ずる。かくしてデータの読取り処理が妨害されるこ
とにより読取られたデータが当該読取りを終了する前に
他の処理によつて変更されるようなおそれがある。
【0004】この場合、読取りタスクは改変された(矛
盾した)データを受け取つたと同様の結果になる。例え
ば構造化データベースシステムの場合、同時実行制御は
通常更新及び読取り動作の間はデータレコードをロツク
するようになされている。ロツクは更新又は読取り処理
については承認される。他の処理についてはロツクがさ
れている間レコードに対してアクセスすることを拒絶さ
れる。もちろんデータ一貫性の問題は構造化データベー
スに限られるものではない。1つ以上の処理によつてア
クセスすることができるような形式のデータは、一般に
データの改変を受けて実際上同時実行制御機能を維持し
得ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、十分な程度に動
作してデータの一貫性を保証できるような同時実行制御
技術がある。このような技術の好適な例はハロルド・ロ
ーリン(Harold Lorin)著、「プレンテイ
ス  ホールブツク」(Prentice−Hall 
book)、「ハードウエア及びソフトウエアの対応/
実際上及び見かけ上の同時実行」(PARALLELI
SM IN HARDWARE AND SOFTWA
RE: REAL ANDAPPARENT CONC
URRENCY )によつて与えられている。しかしな
がらこの種の技術はかなりの程度までシステムスループ
ツトを制限する。この制限は、ロツクを管理したり、ロ
ツクの実行時に生ずるデータのアクセス遅延や拒絶をす
るために必要な経費によつて生ずる。新しい方法を発見
することによつて同時実行制御が必要な場合にシステム
のスループツトに対して生ずる影響をできるだけ小さく
することが望ましい。本発明は以上の点を考慮してなさ
れたもので、データ管理システムにおいてシステムスル
ープツトを増大させることができるような新しい方法を
提案しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、共用されるメモリに蓄積される各
データブロツクに対して2つの制御フイールドが結合さ
れる。自由形式のデータであれば制御フイールドは当該
データを取り込む。データベースレコードのような構造
化されたデータについては、制御フイールドは結合され
ているレコードのデータフイールドに対して、相対的に
どのような位置にでも配設され得る。共用メモリ内のデ
ータが変更される前に、現在値とは異なる値が共用メモ
リの制御フイールドの1つに書き込まれ、これにより共
用メモリの制御フイールドは同一値を含むことになる。 続いて共用メモリデータは更新される。従つて他の共用
メモリ制御フイールドは新しい値に更新され、その結果
共用メモリ制御フイールドの値を再度同一にする。読取
り動作の間当該データ及び制御フイールドはプライベー
ト記憶装置にコピーされる。プライベートメモリの制御
フイールド値は共用メモリからコピーされた後比較され
る。値が等しい場合プライベート記憶装置内の当該デー
タには矛盾がないと考えられる。等しくない場合にはデ
ータが更新処理されたと考えられる。この場合読取り処
理はデータを無視し、その後読取り動作を繰り返す。
【0007】
【作用】本発明は単一プロセツサ環境及びマルチプロセ
ツサ環境のいずれについても実用性があり、異なる処理
動作をしている複数のプロセツサ又はマイクロプロセツ
サが共通のメモリを共用アクセスするようなタイプに結
合されたシステムを含むような場合に適用できる。従来
の場合に必要とされるより短かい期間の間データブロツ
クをロツクするだけで良いので、システムのスループツ
トは従来の場合と比較して一段と拡大される。
【0008】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0009】図1は本発明を実現するために使用し得る
計算機システムを表わすアーキテクチヤを示す。本発明
による好適な実施例は「システム/370」(IBMの
商標)計算機システムアーキテクチヤ内に構成されてい
る。このアーキテクチヤ自体は知られているものである
。しかしながら本発明は実際上どのような計算システム
アーキテクチヤにも実現できる。
【0010】図示するシステムは1つ又は複数のコンピ
ユータ100−1〜100−Nを有する。各コンピユー
タは多重処理動作をし得る1つの単一プロセツサを含む
ようにしても良く、又は多数の並列プロセツサによつて
構成するようにしても良い。各コンピユータ100は主
メモリ102に対してアクセスすることによりデータを
共用アクセスする。これに加えて各コンピユータ100
において処理動作をしている各プロセツサによつてプラ
イベート記憶装置を予約できる。このプライベート記憶
装置は主メモリ102内に設けられ、又は処理が実行さ
れているコンピユータ自身内に設けられている。各コン
ピユータ100は時分割データバス104を介してチヤ
ンネルサブシステムコントローラ106に接続され、チ
ヤンネルサブシステムコントローラ106は順次チヤン
ネルパスを介し、さらにチヤンネルユニツト108を介
して入出力装置110に接続されている。入出力装置1
10はプリンタ、デイスプレイ、他のシステムに接続す
るための通信コントローラなどを含んでいる。
【0011】図2及び図3は更新処理及び読取り処理の
実施例を表わすフローチヤートを示しており、更新処理
及び読取り処理はそれぞれコンピユータ100によつて
実行されると共に、読取り処理時主メモリ102から共
用されたデータの一貫性を保証するように動作する。当
該共用データについては、いかなる時点においてもただ
1つの更新処理だけがシステム上に存在することが許さ
れる。この唯一の更新処理はどのコンピユータ100に
も存在し得、かつ所望に応じてその存在位置を時間の経
過に従つてコンピユータ間を移動し得る。しかしながら
当該共用データを読取るために多くの処理が同時に各コ
ンピユータ100に存在することもあり得る。
【0012】更新タスクは図2の更新処理手順R1にお
いて開始する。標準的な更新処理は当該更新処理を呼ぶ
アプリケーシヨンによつていくつかの基準を与えられる
。基準は共用メモリに当該データを配置するために用い
られる。かかる基準は例えば共用メモリ内のデータにつ
いての全体的又は相対的開始アドレスを用いることがで
き、又はマツチングを取るために共用データをサーチす
るサーチストリングを用い得る。どの場合においてもス
テツプ200において当該データブロツクがそれ自体従
来の方法によつて共用メモリ内に配置する。次に配置さ
れたデータブロツクは共用メモリから更新処理に割り当
てられたプライベート記憶装置にコピーされる。この動
作は図4及び図5において、構造化データベースレコー
ド及び非構造化データとしてそれぞれ図示されている。 いずれの場合においても2つの制御フイールド、すなわ
ち制御フイールド1及び制御フイールド2がデータブロ
ツクに結合されている。非構造化データブロツク(すな
わち可変長データブロツク)について、制御フイールド
がデータブロツク(図4の共用部分によつて表わされて
いる)を包含している。レコード(すなわち固定サイズ
のブロツク)に対して、例えば構造化されたデータベー
スが組み合わされており、制御フイールドは所望に応じ
て当該データを包含するようにしたり、しないようにし
たりしても良い。
【0013】図4は固定長のデータフイールド404が
制御フイールド2には包含されていない場合を図示して
いる。制御フイールド1及び制御フイールド2の相対的
な値は読取り処理によつて共用データをアクセス制御す
るために用いられる。通常これら2つの制御フイールド
の値は等しくなされ、これにより制御フイールドに割り
当てられた共用データが矛盾がない状態にあると考えて
良いことを意味するようになされている。制御フイール
ドの値が等しくないときこれは共用データが更新されて
おりかつ矛盾があり得ることを意味している。
【0014】ステツプ200において共用メモリ内にデ
ータが発見されると、ステツプ202においてデータ及
び2つの制御フイールドがプライベート記憶装置にコピ
ーされ、これにより図4において符号400によつて示
しかつ図5において符号500によつて示すように、更
新処理の際にプライベート記憶装置が1つだけ用いられ
る。更新処理は必要に応じてプライベート記憶装置40
2又は502に格納されているデータを変更し、これに
対して他の処理はプライベート記憶装置402又は50
2に対するアクセスをしないようになされている。共用
メモリ内に収納されている対応するデータは矛盾がない
状態に維持されており、この事実によつて共用メモリ内
の制御フイールド1及び制御フイールド2の値がプライ
ベートデータが更新された場合にも等しい値を維持する
ようになされていることを表わしている。かくして本発
明によれば、共用データが更新されている時でもアクセ
スされるデータをロツクするための費用を必要とするこ
となく、多重読取り処理が共用データをアクセスし得る
【0015】この点について図3における読取り動作を
簡単に述べることにより本発明の動作をさらに明確に説
明する。上述の更新処理時のプライベート記憶装置内の
データが変更されている場合を考えると、現在更新され
つつあるデータと同じデータの読取りが開始される。こ
の動作により図3の読取り処理手順R2に入る。更新動
作について上述したと同様にしてステツプ300は読取
るべきデータをプライベート記憶装置に配置する。ステ
ツプ302には当該データ及び制御フイールドを共用メ
モリから実行している特定の読取り処理だけに結合され
たプライベート記憶装置にコピーする。ステツプ304
は読取り処理のプライベート記憶装置に現在記憶されて
いる制御フイールド1及び制御フイールド2の値を比較
する。これらの値が等しい時(ステツプ306)、プラ
イベート記憶装置に記憶されている当該データは矛盾な
く改変されていない状態にあると考えられ、ステツプ3
08はこのデータをプライベート記憶装置から読取りデ
ータ源に戻す。プライベート記憶装置にある制御フイー
ルド1及び制御フイールド2の値が相違する時、当該デ
ータが矛盾するので読取りは否認される。この場合読取
り処理は後に読取りを処理するように処理される。この
処理は図3のステツプ310においてステツプ310か
らステツプ312に入るループによつて示されている。 この動作は制御フイールド1及び制御フイールド2が等
しくなるまで繰り返す再試行ループを形成する。実際上
読取りループが続いている間最終的にタスクを時分割す
ることによつて図2の更新処理がなされることにより当
該更新タスクを完了することになることを許すようにな
されていることにより、このようなループは最後に形成
される。しかしながら良好な選択はステツプ310にお
いて制御プログラムを実行しているシステムからステツ
プ312に遅れてエントリするように予定し、続いてス
テツプ310において実行に抜け出すことである。この
ような動作は全体として従来の通りであるので詳細説明
を省略する。
【0016】図2の更新処理に戻つて、上述のようにプ
ライベート記憶装置において更新されたデータを、共用
データが再記録されている間にデータを改変するような
他の読取りの可能性を生じさせることなく共用メモリと
して機能する主メモリ102に安全に戻す方法について
考える。プライベート記憶装置のデータがステツプ20
4において変更されると、ステツプ206がプライベー
ト記憶装置の制御フイールドの値を新たに等しい状態に
セツトする。もちろんこの動作はプライベートデータが
変更される前に実行される。望ましくは制御フイールド
の新しい値は極端に早く繰り返すことがないように選定
される。好適な実施例の場合、システムクロツクのうち
適当な数の最下位ビツトが制御フイールドを更新するた
めに用いられる。次にステツプ208においてプライベ
ート記憶装置の制御フイールド1の値が共用メモリの制
御フイールド1にコピーされる。この時点において共用
メモリの制御フイールド1及び制御フイールド2の値は
互いに相違している。今同じデータを読取ることによつ
て更新処理がインタラプトが生じた場合には、共用制御
フイールドが等しくなるまでステツプ306及び310
における読取りが拒絶される。ここで共用メモリのデー
タは当該共用メモリの制御フイールドが異なる値を包含
している間ステツプ210において更新される。共用メ
モリのデータが矛盾がない状態に完全に更新された時、
ステツプ212がプライベート記憶装置の制御フイール
ド2の値を共用メモリ制御フイールド2にコピーする。 この動作は共用メモリの制御フイールド2に対する書き
込みが完了する前にインタラプトが生ずるおそれなく実
行されなければならない。多くのコンピユータシステム
はコンピユータの命令が終了しかつ次の命令が開始する
前の期間を除いてインタラプトを許さないように構成さ
れている。共用メモリの制御フイールド2の更新はこの
種のシステムにおいては問題がない。命令が何らか処理
の実行を指定している間インタラプトを許容するような
形式のコンピユータシステムは、一時的にインタラプト
することが望ましい。「システム/370」アーキテク
チヤの場合、ブロツク同時実行データ移動命令は共用メ
モリ制御フイールド2を更新するために用いられる。こ
の命令は移動が完了するまでインタラプトを禁止する。
【0017】この時点において更新処理が終了する。共
用メモリデータは矛盾がなく、かつ共用メモリ制御フイ
ールドは同一の新しい値を包含する。続いて次のデータ
読取りがステツプ206において与えられる。上述の構
成は単に本発明の応用例を示したものであり、また他の
構成が本発明の特徴から逸脱することなく考案すること
ができるものである。例えば本発明は単一のデータ更新
処理について述べたが、本発明はこれに制限されない。 例えば更新処理によつて観察されかつ読取り処理によつ
て無視されるような従来のデータロツク手法を用いるこ
とよつて多重更新処理ができるようにし得る。
【0018】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、共用メモ
リ内にデータブロツクに結合される2つの制御フイール
ドを設け、データブロツクに変更が生じたときその前及
び後の値を当該2つの制御フイールドに記憶できるよう
に制御すると共に、2つの制御フイールドのデータをプ
ライベート記憶装置にコピーして当該コピーした値が等
しいか否かによつてデータブロツクの改変の有無を判断
するようにしたことにより、簡易な構成によつてデータ
の一貫性を確実に保証できるようなデータアクセス方法
及びデータ処理システムを容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するにつき好適なコンピユータシ
ステムを概略的に示すブロツク図である。
【図2】データブロツクを更新処理するための更新処理
手順を示すフローチヤートである。
【図3】データブロツクを読取り処理する読取り処理手
順を示すフローチヤートである。
【図4】構造的固定長データブロツク及びプライベート
記憶装置を示し、好適な実施例において更新及び読取り
動作をしている間に構造的固定長データブロツクをプラ
イベート記憶装置にコピーするようにした構成を示す略
線図である。
【図5】非構造的固定長データブロツク及びプライベー
ト記憶装置を示すもので、好適な実施例における更新及
び読取り動作の間に非構造的固定長データブロツクをプ
ライベート記憶装置にコピーするような構成を示す略線
図である。
【符号の説明】
100−1〜100−N……コンピユータ、102……
主メモリ、106……チヤンネルサブシステムコントロ
ーラ、108……チヤンネルユニツト、110……入出
力装置、402、502……プライベート記憶装置。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1組の共用データに対して1つ又は複数の
    データ更新処理を実行するデータ処理システムについて
    、1つ又は複数のデータ読取り処理によつて矛盾がない
    1組のデータをアクセスするよう保証するデータアクセ
    ス方法において、更新動作をする際に、共用メモリにお
    いて現在値とは異なる値に更新すべきブロツクデータに
    結合された第1及び第2の制御フイールドのうち、第1
    の制御フイールドを設定するステツプと、上記データブ
    ロツクを更新するステツプと、上記共用メモリの上記第
    2の制御フイールドの値を上記第1の制御フイールドの
    値に設定するステツプとを具えると共に、さらに、読取
    り動作をする際に、読取るべきブロツク及び当該ブロツ
    クに結合された上記第1及び第2の制御フイールドを上
    記共用メモリからプライベート記憶装置にコピーするス
    テツプと、上記プライベート記憶装置の上記第1及び第
    2の制御フイールドの値が等しい場合に限つて上記プラ
    イベート記憶装置のブロツクデータを利用するステツプ
    とを具えることを特徴とするデータアクセス方法。
  2. 【請求項2】上記データブロツクを更新するステツプは
    さらに、上記データブロツクを上記共用メモリから上記
    プライベート記憶装置にコピーするステツプと、上記プ
    ライベート記憶装置のデータブロツクを更新するステツ
    プと、データブロツクを上記プライベート記憶装置から
    上記共用メモリにコピーするステツプとを具えることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のデータアクセ
    ス方法。
  3. 【請求項3】さらに、上記プライベート記憶装置内の制
    御フイールドの値が等しくないとき、読取り動作を繰り
    返すステツプを具えることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載のデータアクセス方法。
  4. 【請求項4】1組の共用データに対して1つ又は複数の
    データ更新処理を実行するデータ処理システムについて
    、1つ又は複数のデータ読取り処理によつて矛盾がない
    上記1組の共用データをアクセスするように保証するデ
    ータアクセス方法において、更新動作をする際に、更新
    すべきデータブロツクと、上記データブロツクに結合さ
    れかつ等しい値を有する第1及び第2の制御フイールド
    のうち、少なくとも1つの制御フイールドとをプライベ
    ート記憶装置にコピーするステツプと、上記プライベー
    ト記憶装置内のデータブロツクを更新し、かつ上記プラ
    イベート記憶装置の少なくとも1つの制御フイールドを
    共用メモリの制御フイールドの値とは異なる値に設定す
    るステツプと、上記共用メモリ内の制御フイールドの1
    つの値を上記プライベート記憶装置内の少なくとも1つ
    の制御フイールドの値に更新するステツプと、上記共用
    メモリのデータブロツクを更新するステツプと、上記共
    用メモリ内の残る制御フイールドの値を上記プライベー
    ト記憶装置内の少なくとも1つの制御フイールドの値に
    更新するステツプとを具えると共に、読取り動作をする
    際に、データブロツクを上記共用メモリから上記プライ
    ベート記憶装置にコピーするステツプと、上記プライベ
    ート記憶装置内の第1及び第2の制御フイールドが等し
    い場合に限つて上記プライベート記憶装置からデータブ
    ロツクを利用するステツプとを具えることを特徴とする
    データアクセス方法。
  5. 【請求項5】さらに、上記プライベート記憶装置内の制
    御フイールドの値が等しくないとき読取り動作を繰り返
    すステツプを具えることを特徴とする特許請求の範囲第
    4項に記載のデータアクセス方法。
  6. 【請求項6】1組の共用データについて1つ又は複数の
    データ更新処理を実行するデータ処理システムについて
    、1つ又は複数の読取り処理によつて矛盾がない当該1
    組のデータをアクセスするように保証するデータアクセ
    ス方法において、読取り又は更新すべきデータブロツク
    と、当該データブロツクに結合された第1及び第2の制
    御フイールドとをプライベート記憶装置にコピーするス
    テツプを具えると共に、更新動作をする際に、上記プラ
    イベート記憶装置内のデータブロツクを更新しかつ上記
    プライベート記憶装置内の第1及び第2の制御フイール
    ドを共用メモリ内の制御フイールドの値とは異なる値に
    設定するステツプと、上記共用メモリ内の制御フイール
    ドの1つの値をプライベート記憶装置内の制御フイール
    ドの1つの値に更新するステツプと、データブロツクを
    上記プライベート記憶装置から上記共用メモリにコピー
    するステツプと、上記共用メモリ内の残る制御フイール
    ドの値を上記プライベート記憶装置内の残る制御フイー
    ルドの値に更新するステツプとを具えると共に、さらに
    読取り動作をする際に、上記プライベート記憶装置内の
    第1及び第2の制御フイールドの値が等しいときに限つ
    て上記プライベート記憶装置からデータブロツクを利用
    するステツプとを具えることを特徴とするデータアクセ
    ス方法。
  7. 【請求項7】さらに、上記プライベート記憶装置内の制
    御フイールドの値が等しくないとき読取り動作を繰り返
    すステツプを具えることを特徴とする特許請求の範囲第
    6項に記載のデータアクセス方法。
  8. 【請求項8】1つ又は複数のコンピユータと、当該1つ
    又は複数のコンピユータによつてアクセスし得る主メモ
    リとを有するデータ処理システムにおいて、上記コンピ
    ユータの1つに設けられ、上記主メモリ内の1組の共用
    データのデータブロツクについて順次更新を完了して行
    く更新完了手段と、上記1つ又は複数のコンピユータに
    設けられ上記共用メモリ内のデータブロツクを同時に読
    取る1つ又は複数の読取り手段とを具え、上記更新完了
    手段は、共用メモリにおいて更新されるべきデータブロ
    ツクに結合された第1及び第2の制御フイールドのうち
    第1の制御フイールドを現在値とは異なる値に設定する
    第1の手段と、その後更新された情報をデータブロツク
    に書く第2の手段と、その後上記共用メモリ内の第2の
    制御フイールドの値を第1の制御フイールドの値に設定
    する第3の手段とを具え、上記各読取り手段は、読取る
    べきブロツク及び当該ブロツクに結合された第1及び第
    2の制御フイールドを上記共用メモリから当該読取り手
    段に結合されたプライベート記憶装置にコピーする第4
    の手段と、上記プライベート記憶装置の第1及び第2の
    制御フイールドの値が等しくなかつたとき上記プライベ
    ート記憶装置のデータブロツクを捨てる第5の手段とを
    具えることを特徴とするデータ処理システム。
  9. 【請求項9】上記第2の手段はさらに、データブロツク
    を上記共用メモリから上記プライベート記憶装置にコピ
    ーする第6の手段と、上記プライベート記憶装置内のデ
    ータブロツクを更新する第7の手段と、データブロツク
    を上記プライベート記憶装置から上記共用メモリにコピ
    ーする第8の手段とを具えることを特徴とする特許請求
    の範囲第8項に記載のデータ処理システム。
  10. 【請求項10】読取り手段はさらに、上記プライベート
    記憶装置の制御フイールドの値が等しくないとき、読取
    り動作を繰り返す手段を具えることを特徴とする特許請
    求の範囲第8項に記載のデータ処理システム。
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