JPH052515A - データベースの最適化再編成方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、リレーショナルデータベースのデー
タ構造、インデックス、バッファなどの性能チューニン
グを再編成のタイミングで自動的に実施することを目的
とする。 【構成】リレーショナルデータベース１において実行時
のアクセスパスをトレースするファィル４を持ち、最適
化再編成ユティリティ５によってＤＢ実体２、インデッ
クス３を最適化する。 【効果】最適化を再編成というデータベースのデータの
再配置の時に行い自動的にチューニングで行うことでア
クセスされるパターンにとって最適なデータベースにす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リレーショナルデータ
ベースのデータ構造、インデックス、バッファなどの性
能改善を過去の利用形態にあわせて自動的に行う最適化
再編成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータベースアクセスの最適化
は、問い合わせの最適化で行っており、アン イントロ
ダクション トゥ データベース システムズ，シー
ジェイデイト，アディソン ウェズリー，１９８６，第
３３３頁から第３４０頁（An Introduction to Databas
e Systems, C. J. Date, ADDISON-WESLEY,1986,pp333-p
p340）において論じられている。

【０００３】データベースアクセスにおける最適化は、
問い合わせの最適化であり、現状のデータベース構造と
インデックス配置状況の中で、複数存在するアクセスパ
スのコストを評価し、最適なパスを選択する方式されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、デー
タベースの格納は与えられたものとしており、アクセス
の方法だけを最適化するものであり、データベースの格
納自身を最適化する点について配慮されておらず、格納
方法や格納形式に問題のある場合の最適化に問題があっ
た。

【０００５】本発明は、データベースの格納方法を最適
化することを目的としており、さらにインデックスの最
適配置やバッファ量の最適割当てを行い、総合的にデー
タベースシステムを最適状態に近付け、学習効果も活か
して、最適状態を維持することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的はデータを
リレーションとして管理するリレーショナルデータベー
スにおいて、各ユーザプログラムから発行されるデータ
操作要求のデータへのそれぞれのアクセス方法をトレー
ス情報として蓄積する手段と、一定期間毎のデータベー
ス再編成実施時に、前記トレース情報を参照して最適な
格納順、インデックスの要否、バッファ量の必要量に変
換する手段と、前記変換された情報からデータベースの
格納定義、インデックス定義、バッファ量指定パラメタ
を作成する手段を有することで達成することができる。

【０００７】

【作用】データベースのデータアクセス方法の情報は、
アクセス時点で、アクセスパストレースバッファに蓄積
され、一定期間ごとに外部記憶装置上のアクセスパスト
レースファイルに格納される。該情報はデータベース再
編成の際に最適な格納順、インデックスの要否、バッフ
ァ量の必要量に変換し、データベースの格納定義、イン
デックス定義、バッファ量指定パラメタを作る。該定義
に基づき作成したデータベースにデータを格納するこ
と、及びインデックス作成、パラメタ変更を行うことで
最適なデータベース格納を得ることができる。また、最
適化再編成を繰り返すことで、学習効果を得ることがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

【０００９】図１は、本発明を実施する最適化再編成シ
ステムの全体構成図を示す。

【００１０】図１において、最適化再編成システムは、
リレーショナルデータベースマネージメントシステム１
（以下、単にDBMSと呼ぶ）と、その配下にあるデータベ
ース実体２、インデックス３と、データアクセス方法の
情報を蓄積するアクセスパストレースファイル４（以
下、APTファイルと呼ぶ）と、主記憶装置上のＡＰＴフ
ァイルバッファ４１と、再編成を行うユティリティ５と
バックアップのためにデータを格納するバックアップ媒
体６から成る。

【００１１】本実施例では、リレーショナルデータベー
ス１のデータ操作利用情報からデータベース２を最適化
して再編成を行う最適化再編成システムを示す。

【００１２】リレーショナルデータベースの論理的見え
方では、カラム順や行順を格納方法と独立させている
が、実際のデータ格納時には、カラム順、行順によって
データアクセス性能が大きく左右される。そこで、デー
タ操作実施時に必要情報を取得する。

【００１３】図２は、リレーショナルデータベースの論
理的構成（ユーザプログラムから見える構成）と物理的
配置との関係を示す。リレーショナルデータベースで
は、データは、表形式に見え、複数のカラム２０２から
構成される行２０１の集合として表される。これらのデ
ータは、外部記憶装置に記憶されているが、行２０１の
順番は、クラスタリングキー２０３の順に格納し、カラ
ムの順番は、定義時の順にしている。各行２０１は、レ
コード２０４にマッピングする。さらに、複数のレコー
ド２０４をページ２０５という外部装置上の格納の単位
に割当て、ページを入出力の単位とする。

【００１４】各レコード２０４に対しては、必要に応じ
てインデックス３を設定できる。インデックスは、特定
のカラムをキーとして、キー値のトリー構造をしてお
り、キー値から対応するレコードを高速に得ることを可
能にしている。

【００１５】図３は、APTファイル４の構成を示す。APT
ファイル４は、ユーザプログラムからのデータ操作要求
によるデータベースへのアクセスパスをトレースしてお
き、その後のデータベース再編成時に最適化のための情
報として利用するAPTファイル４に蓄積している情報と
して、カラム位置情報４０１、行順情報４０２、インデ
ックス要情報４０３、インデックス利用情報４０４、イ
ンデックス更新情報４０５、表結合情報４０６、バッフ
ァ使用情報４０７があり、必要に応じて追加可能であ
る。

【００１６】図４は、最適化再編成ユティリティ５の構
成図を示す。最適化再編成ユティリティは、データベー
ス実体２、インデックス３、及びAPTファイル４に格納
されているアクセスパス情報を入力とする。バックアッ
プ部５０１は、最初に、バックアップ媒体６に現状のデ
ータベースの内容をバックアップする。次に、最適化部
５０２は、最適化された定義情報及び最適化パラメタ情
報５０４を生成する。最後に、再編成部５０３は、バッ
クアップ媒体６の情報を新定義のもとに作成されるデー
タベースに再ローディングする。最後に、最適化のため
に変更した変更情報一覧をリスト５０５を出力する。

【００１７】図５にデータ操作実行時のアクセスパス決
定の流れを示す。まず、ユーザプログラムから渡された
データ操作文（SQL文）はSQL文入力処理６０１で受け取
り、構文解析処理６０２で文法のチェックを行い、次に
意味解析処理６０３で、表２００、カラム２０２の実在
を確認する。この後、アクセスパス最適化処理６０４で
現状のインデックスで最適なものの選択及び実行順序の
決定、無駄な処理の排除を行う。

【００１８】最後に、実行処理６０５で、該アクセスパ
ス最適化処理６０４で最適化されたアクセスパスに基づ
き実際のデータアクセスを行う。

【００１９】アクセスパス最適化処理６０４でインデッ
クスが無いために全件検索のアクセスパスを作成した場
合には、インデックス要を表すアクセスパス情報をAPT
ファイルバッファ４１に出力する。また、実行処理６０
５では、カラム位置情報４０１、行順情報４０２、イン
デックス要情報４０３、インデックス利用情報４０４、
インデックス更新情報４０５、表結合情報４０６、バッ
ファ使用情報４０７をAPTファイルバッファ４１に蓄積
しておき、一定期間ごとにAPTファイル４に出力する。

【００２０】カラム位置情報４０１は、アクセスするカ
ラム名称と同時にアクセスする場合は、該カラムの順序
から成る。行順序情報４０２は、表アクセス時に特定の
カラムで順にアクセスする場合のカラム（キー）名称か
ら成る。

【００２１】インデックス要情報４０３は、インデック
スが存在すれば性能向上につながるカラム名称と対象表
名称から成る。インデックス利用情報４０４は、実際に
使用したインデクスのカラム名称と表名称から成る。イ
ンデックス更新情報４０５は、更新の発生したインデッ
クス付きカラムの名称と表名称から成る。

【００２２】表結合情報４０６は、表結合が発生した場
合、結合に使用したカラム（結合キー）と該結合キーの
アクセス回数から成る。

【００２３】バッファ使用情報４０７は、各データ操作
文毎に必要としたバッファ面数とアクセスした表名称か
ら成る。

【００２４】APTファイルに集められたアクセスパス情
報は、最適化再編成ユティリティ５実行時に使用する。

【００２５】図６に最適化再編成ユティリティ実行の流
れを示す。最初に、バックアップ作成処理７０１でデー
タベースの内容を読み込み、バックアップ媒体６に書き
込む。バックアップ終了後、最適化を行う。最適化で
は、APTファイルの内容を読み込み（処理７０２）、各
情報別に整理する。カラム位置情報４０１からは、表２
００毎のアクセス頻度の高い順にカラムを並べる（処理
７０４，処理７０５）。

【００２６】行順情報４０２からは、表２００毎のアク
セス順から一番多い順をクラスタリングキーとして設定
する（処理７０６，処理７０７）。

【００２７】バッファ使用情報４０７からは、一定期間
中に必要としたバッファ量を計算によって求め、９０％
の期間で必要量を満足できる量を新しいバッファ指定値
とするようパラメタを出力する（処理７０８，処理７０
９）。

【００２８】インデックス要情報４０３、インデックス
利用情報４０４からインデックスとして定義すべきキー
とその予想利用頻度を求め、インデックス更新情報４０
５から不要インデックスキーとその更新頻度を求める
（処理７１０，処理７１１）。

【００２９】インデックス利用頻度が一定レベルより高
い場合でインデックスがないキーのときは、新しいイン
デクスを作成する。不要インデックスの更新頻度が一定
レベル以上で、利用頻度が一定レベル以下の場合、イン
デックスを削除する。

【００３０】表結合情報４０６の結合キーアクセス回数
から、そのアクセス頻度が一定レベル以上の場合、イン
デックス設定を行う。

【００３１】最後に、最適化フェーズで設定した情報に
基づき、新しい最適パラメタを作成し（処理７１２，処
理７１３）新しいデータベースにバックアップとして吸
い上げてあったデータを格納する（処理７１４）。また
インデックスのパラメタを作成し（処理７１５）、イン
デックスの一括作成を行う（処理７１６）。またバッフ
ァ定義用のパラメタも作成する（処理７１７）。

【００３２】以上で、最適化再編成ユティリティの実行
を終わる。再編成されたデータベースは、今までのアク
セス傾向を反映し、より効果的なデータベース構造にな
っている。

【００３３】なお、自動的に最適化再編成を行うことが
危険である場合は、最適化すべき点をレポートに出力し
（処理７１８）、変更が可能かどうか判断し、その後再
編成すればよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、過去のデータベースに
対するアクセスパターンを用いて、より最適なデータベ
ース格納方法を自動的に得ることができる。

【００３５】また、高度の技術を要するデータベース格
納設計とバッファ設計を自動的に、かつ過去の動きを学
習しながら行うことができ、最適なデータベース格納方
法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 最適化再編成システムの全体構成図

【図２】 リレーショナルデータベースの論理的構成図

【図３】 APTファイルの構成図

【図４】 最適化再編成ユティリティの構成図

【図５】 リレーショナルデータベースのアクセスパス
決定の流れ図

【図６】 最適化再編成ユティリティの実行の流れ図

【符号の説明】

１…リレーショナルデータベースマネージメントシステ
ム ２…データベース実体 ３…インデックス ４…アクセスパストレースファイル（APTファイル） ５…再編成を行うユティリティ ６…バックアップ媒体 ４１…APTファイルバッファ ２００…表 ２０１…行 ２０２…カラム ２０３…クラスタリングキー ２０４…レコード ２０５…ページ ４０１…カラム位置情報 ４０２…行順情報 ４０３…インデックス要情報 ４０４…インデックス利用情報 ４０５…インデックス更新情報 ４０６…表結合情報 ４０７…バッファ使用情報 ５０１…バックアップ部 ５０２…最適化部 ５０３…再編成部 ５０４…最適化された定義情報及び最適化パラメタ情報 ５０５…変更情報一覧リスト ６０１…SQL文入力処理 ６０２…構文解析処理 ６０３…意味解析処理 ６０４…アクセスパス最適化処理 ６０５…実行処理 ７０１…バックアップ作成処理 ７０２…APTファイルの内容読み込み処理 ７０３…APTファイル終了判定処理 ７０４…カラム最適化判定処理 ７０５…表毎のアクセス頻度の高い順にカラムの並べ換
え処理 ７０６…クラスタリング最適化判定処理 ７０７…行順情報から一番多い順をクラスタリングキー
として設定する処理 ７０８…バッファ最適化判定処理 ７０９…変更バッファパラメタ出力処理 ７１０…インデックス最適化判定処理 ７１１…インデックス更新情報から不要インデックスキ
ーとその更新頻度を求め る処理 ７１２…最適パラメタを作成処理 ７１３…表定義実行処理 ７１４…吸い上げてあったデータを格納する処理 ７１５…インデックスのパラメタの作成処理 ７１６…インデックスの一括作成処理 ７１７…バッファ定義用のパラメタも作成する処理 ７１８…構成変更レポート出力処理

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 データをリレーションとして管理するリ
   レーショナルデータベースにおいて、各ユーザプログラ
   ムから発行されるデータ操作要求のデータベースへのア
   クセス方法をトレース情報として蓄積する手段と、一定
   期間毎のデータベース再編成実施時に、前記蓄積された
   トレース情報を参照してデータベースの最適な格納順
   と、インデックスの要否を決定し、データベースの再編
   成に必要なバッファ量を確保するためにバッファ量指定
   パラメタを作成する手段を有することを特徴とするデー
   タベースの最適化再編成方式。