JPH0580977A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】演算処理装置内で複数の部分ソート列をマージ
できるようにし、ホスト装置の負荷の軽減、およびソー
ト処理性能の向上を図る。 【構成】データベース演算処理装置１６にマルチプロセ
ッサ構成が採用され、磁気ディスク装置１７との間のデ
ータ入出力の処理がエンジンインターフェースプロセッ
サ（ＥＩＰ）１６１に、並列ソーティングモジュール
（ＰＳＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６のハードウェア演算回路を用いたソ
ート処理がハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４に、そして、全体の制御と複数の部分ソート
列をまとめてマージするｎーウェイマージ処理がエンジ
ン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２にそれぞれ機能分散
され、しかも、外部ソートにおける入力処理とソート処
理、およびｎーウェイマージ処理と出力処理がそれぞれ
並行して動作される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ホスト装置からの要
求に応じて演算対象のファイルデータに対してソート等
の演算処理を実行する演算処理装置を備えたデータ処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンピュータシステムにおいて
は、ソート処理や関係データベースの検索系処理等を高
速に実行するために専用のデータベース演算処理装置が
設けられている。このデータベース演算処理装置はハー
ドウェアソータと称される演算回路を備えている。この
ハードウェアソータは、２−ウェイーマージを行う複数
のソートセルから成るパイプラインソータであり、一度
に複数個のデータをソーティング（整列化）することが
できる。

【０００３】演算対象ファイルのデータ量が少ない場合
には、ハードウェアソータによる１回のソート処理だけ
で整列化されたソートストリング（部分ソート列）を生
成する事ができる。このように演算対象の全データをハ
ードウェアソータで一度にソーテイングする処理は、内
部ソート処理と称され、ハードウェアソータによって高
速に実行できる。

【０００４】しかし、演算対象のデータ量が多い場合
や、複数のファイルを演算対象とする場合には、ハード
ウェアソータによって一度にソートできないので、ハー
ドウェアソータによって生成された複数の部分ソート列
をマージする必要がある。このようにマージ処理を必要
とするソート処理は外部ソートと称されており、そのマ
ージ処理を行う方法としては、従来、次の２通りの方法
があった。

【０００５】第１は、ホスト装置でマージを行う方法で
ある。つまり、この方法では、データベース演算処理装
置はハードウェアソータを用いたソートのみを担当し、
以降の処理は全てホスト装置で行われる。

【０００６】しかしながら、このようにホスト装置でマ
ージを行う場合は、ホスト装置の負荷が増大されるとい
う不具合が生じる。また、ホスト装置がマージを行うた
めには、ハードウェアソータで生成した部分ソート列を
データベース演算処理装置からホスト装置へデータ転送
しなければならないので、そのデータ転送によって生じ
るオーバーヘッドも非常に大きなものとなる。

【０００７】第２は、ホスト装置ではなく、データベー
ス演算処理装置内のハードウェアソータによってマージ
処理を行う方法である。しかしながら、前述したように
ハードウェアソータは、２−ウェイマージのソートセル
をカスケード接続したものであるので、その性質上、マ
ージ対象とできるソート済みの部分ソート列は２本に限
られる。このため、ハードウェアソータによって最初に
生成された部分ソート列が２本よりも多く存在する場合
には、ハードウェアソータによるマージ処理をトーナメ
ント的に繰り返すことが必要となる。

【０００８】このようにハードウェアソータによって２
−ウェイマージ処理を繰り返し実行すると、ホスト装置
の負荷は軽減できるが、データベース演算処理装置内に
おけるデータの移動量、およびハードウェアソータによ
るデータ比較回数の増大を招くので、マージ処理に多く
の時間が必要とされるという不具合を招くことになる。

【０００９】このように、従来では、全データをハード
ウェアソータによって一度にソートできる場合は高性能
が期待できるが、例えば外部ソートのように一度にソー
トできずにマージ処理を必要とする場合は、ホスト装置
の負荷の増大、あるいは演算時間の増大による性能低下
が引き起こされるという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来では、演算対象デ
ータを一度にソートできずにマージ処理を必要とする場
合は、ホスト装置の負荷の増大、あるいは演算時間の増
大による性能低下が引き起こされる欠点があった。

【００１１】この発明はこのような点に鑑みなされたも
ので、ハードウェアソータを用いずに演算処理装置内で
複数の部分ソート列をマージできるようにして、ホスト
装置の負荷を大幅に軽減し、しかも十分に高速なソート
処理を実現することができるデータ処理装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
ホスト装置と、演算対象のファイルデータが格納される
２次記憶装置と、前記２次記憶装置を直接アクセスする
ためのパスを有し、前記ホスト装置からの要求に応じて
前記演算対象のファイルデータに対して所定の演算処理
を実行する演算処理装置とを備えたデータ処理装置にお
いて、前記演算処理装置には、演算対象のファイルデー
タを前記パスを介して前記２次記憶装置から入力する手
段と、入力された演算対象のファイルデータに対して所
定の演算処理を実行し、複数の部分ソート列を生成する
演算回路と、この演算回路による演算によって生成され
複数の部分ソート列をまとめてマージすることにより１
本の整列化されたソート列を生成するマージ手段と、こ
のマージ手段によって生成されたソート列を前記パスを
介して前記２次記憶装置に出力する手段とを具備し、前
記演算処理装置内で前記複数の部分ソート列をまとめて
マージすることを第１の特徴とする。

【００１３】このデータ処理装置においては、演算処理
装置内にマージ手段が設けられており、演算回路で生成
された複数の部分ソート列は、演算回路ではなく、その
演算処理装置内に設けられたマージ手段によってまとめ
て一度にマージ（ｎ−ウェイマージ）され、これによっ
て１本の整列化されたソート列に生成される。そして、
このマージ手段によって生成されたソート列は、演算処
理装置から２次記憶装置に直接的に出力される。このた
め、演算回路を用いずに演算処理装置内で複数の部分ソ
ート列をマージできるようになり、ホスト装置の負荷を
大幅に軽減でき、しかも演算回路を繰り返し用いる場合
よりもデータ移動量等を減らすことが出来るのでその分
だけ高速のソート処理を実現できる。

【００１４】また、この発明は、演算処理装置に第１乃
至第３のプロセッサから構成されるマルチプロセッサ構
成を採用し、演算処理装置と２次記憶装置間のデータ入
出力を第１のプロセッサに、演算回路を用いた演算処理
を第２のプロセッサに、そして、全体の制御とマージ処
理を第３のプロセッサにそれぞれ機能分散すると共に、
第１のプロセッサによるデータ入力と第３のプロセッサ
による演算処理を並行して動作させ、また、第３のプロ
セッサによるマージ処理と第１のプロセッサによるデー
タ出力処理を並行して動作させるように構成したことを
第２の特徴とする。

【００１５】この構成においては、第１乃至第３のプロ
セッサによって負荷分散が図れ、しかもデータ入力とソ
ートの演算処理、およびマージ処理とデータ出力がそれ
ぞれ並行して動作されるので、ソート処理に要する全体
の時間を著しく低減することができる。したがって、マ
ージ処理に要する時間だけ全体のソート処理時間が増大
されるといった不具合を招くこと無く、演算処理装置内
でマージ処理を行うことができ、高性能の装置を実現で
きる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１７】図１にはこの発明の一実施例に係わるデー
タ処理装置の全体のシステム構成が示されている。この
データ処理装置は、ホストコンピュータ１０と、データ
ベース演算処理装置（データベースエンジン；ＤＢＥ）
１６と、磁気ディスク装置１７とによって構成されてい
る。ホストコンピュータ１０は、ＣＰＵ１１、主記憶装
置１２、第１および第２のチャネル装置１４，１５によ
って構成されており、これらＣＰＵ１１、主記憶装置１
２、およびチャネル装置１４，１５はシステムバス１３
を介して相互接続されている。

【００１８】ホストコンピュータ１０とデータベース演
算処理装置１６はチャネル装置１４によって接続され、
またホストコンピュータ１０と磁気ディスク装置１７は
チャネル装置１５によって接続されている。さらに、デ
ータベース演算処理装置１６と磁気ディスク装置１７は
専用のパス１８を介して接続されている。

【００１９】ＣＰＵ１１は、ホストコンピュータ１０全
体の制御を司るものであり、データベース演算処理装置
１６に対してソート処理や関係代数演算等の各種演算処
理の実行を依頼する。主記憶装置１２には、データベー
ス演算処理装置１６に演算対象ファイルや演算内容を指
示するためのコマンドが格納される。

【００２０】データベース演算処理装置（ＤＢＥ）１６
は、ＣＰＵ１１からのコマンドに基づいて演算対象ファ
イルのデータに対して演算処理を実行するものであり、
演算対象ファイルの入力および演算結果の出力のため
に、パス１８を介して磁気ディスク装置１７を直接的に
アクセスする。

【００２１】このデータベース演算処理装置（ＤＢＥ）
１６は、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６
２、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３、ハードウェアソ
ータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４、並列ソーティ
ングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５、および並列関係代
数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６によって構成され
ている。

【００２２】エンジンインターフェースプロセッサ（Ｅ
ＩＰ）１６１、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６
２、およびハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４の３台のプロセッサは、内部バス１６７によ
って相互接続されており、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１
６３を共有メモリとする密結合のマルチプロセッサを構
成している。大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３は、３台
の各プロセッサの共通のアドレス空間上に配置されてい
る。また、これら３台のプロセッサ、つまりエンジンイ
ンターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１、エンジン
制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２、およびハードウェア
ソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４には機能分散
がなされている。この場合、それぞれの固有の役割を効
率良く実行するために、これら各プロセッサは、密結合
ながらそれぞれに適した独立のモニタによって動作制御
されるように構成されている。

【００２３】エンジンインターフェースプロセッサ（Ｅ
ＩＰ）１６１、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６
２、およびハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４の機能分散は、次のようになされている。

【００２４】すなわち、エンジンインターフェースプロ
セッサ（ＥＩＰ）１６１は、ホストコンピュータ１０と
データベース演算処理装置１６間の通信を行うと共に、
磁気ディスク装置１７のディスクコントローラにもパス
１８を介して接続されており、磁気ディスク装置１７と
のデータ入出力を制御する。また、エンジンインターフ
ェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１は、磁気ディスク装
置１７にデータを出力する際、出力ファイルの再構成処
理も行う。

【００２５】ホストコンピュータ１０との間の通信にお
いては、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１は、第１のチャネル装置１４を介してＣＰＵ
１１から送られてくるコマンドを受信し、それをエンジ
ン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２に送信する。また、
エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１
は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２から送ら
れてくるコマンド結果としてステータスを受信し、それ
を第１のチャネル装置１４を介してＣＰＵ１１に返信す
る。

【００２６】磁気ディスク装置１７との間のデータ入出
力処理においては、エンジンインターフェースプロセッ
サ（ＥＩＰ）１６１は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣ
Ｐ）１６２からの入出力要求を受け付け、大容量メモリ
（ＥＢＤＭ）１６３と磁気ディスク装置１７との間でデ
ータ転送を行う。

【００２７】エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２
は、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１
６１、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３、およびハード
ウェア制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４を内部バス１
６７を介して制御すると共に、大容量メモリ（ＥＢＤ
Ｍ）１６３に格納された部分ソート列に対してｎーウェ
イマージを行う。

【００２８】このｎーウェイマージ処理は、マージ対象
の複数の部分ソート列全てをまとめてマージするもので
ある。すなわち、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１
６２は、ハードウェア制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６
４、並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５、
および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６
によるソート処理で生成された複数の部分ソート列から
それぞれ先頭の要素のうちで例えば最小値の要素を選ん
では出力列に移すという処理をソフトウェア的に実行す
る。この場合、先頭要素が出力列に移された部分ソート
列については次の要素が先頭要素となり、今度はその先
頭要素が他の部分ソート列の先頭要素と比較される。エ
ンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２によるこのよう
なｎーウェイマージの具体的な処理手順については、図
６を参照して後述する。

【００２９】大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３は、磁気
ディスク装置１７から読み出された演算対象のファイル
データ、ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４、並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５、および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡ
Ｍ）１６６によるソート処理結果、さらには、エンジン
制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２によるマージ結果等を
格納する共有メモリである。演算対象のファイルデータ
は大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３内の入力バッファ部
に格納され、ソート結果およびマージ結果は大容量メモ
リ（ＥＢＤＭ）１６３内の出力バッファ部に格納され
る。

【００３０】ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣ
ＡＭ）１６４は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１
６２からの指令に基づいて、並列ソーティングモジュー
ル（ＰＳＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュー
ル（ＰＲＡＭ）１６６による演算を制御する。

【００３１】この場合、ハードウェアソータ制御プロセ
ッサ（ＥＣＡＭ）１６４は、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）
１６３上のデータを並列ソーティングモジュール（ＰＳ
ＯＭ）１６５に入力し、並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６から出力された演算結果を大容量メ
モリ（ＥＢＤＭ）１６３上に格納するが、並列ソーティ
ングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５へのデータ入力に際
しては、キー切り出し処理を実行する。このキー切り出
し処理においては、ハードウェアソータ制御プロセッサ
（ＥＣＡＭ）１６４は、演算対象の各レコードから演算
に必要なキーのみを切り出し、それにレコード識別番号
（大容量メモリ１６３上におけるレコードの先頭アドレ
ス）を付加して並列ソーティングモジュール（ＰＳＯ
Ｍ）１６５へ送出する。

【００３２】並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５は、ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４によって駆動され、ソートを並列に実行する
専用のハードウェア回路であり、並列関係代数演算モジ
ュール（ＰＲＡＭ）１６６に接続されている。この並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５は、パイプ
ラインマージソータと称されるものであり、２−ウェイ
マージを行う複数のソートセルをカスケード接続してな
る。

【００３３】並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）
１６６は、関係型データベースにおけるＪＯＩＮ（結
合）やＲＥＳＴＲＩＣＴ（制約）といった関係代数演算
を並列に実行する専用のハードウェア回路であり、並列
ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５からソート
されたデータを入力し、演算結果をハードウェアソータ
制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４に出力する。ソート
処理だけを実行する場合には、並列関係代数演算モジュ
ール（ＰＲＡＭ）１６６は、最終段のソートセルとして
機能する。

【００３４】このように、エンジンインターフェースプ
ロセッサ（ＥＩＰ）１６１、エンジン制御プロセッサ
（ＥＣＰ）１６２、およびハードウェアソータ制御プロ
セッサ（ＥＣＡＭ）１６４にはそれぞれ外部ソートのた
めの機能が分散されている。この場合、これらプロセッ
サは、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３上のバッファの
やりとりを除けば非同期に動作し、並行して各機能を実
行する。すなわち、外部ソートは、入力処理、ソート処
理、マージ処理、および出力処理から構成されるが、ハ
ードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４の
制御によるソート演算処理は、エンジンインターフェー
スプロセッサ（ＥＩＰ）１６１による演算対象データの
入力処理と並行して実行され、また、エンジンインター
フェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１による演算結果の
データ出力処理は、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）
１６２によるマージ処理と並行して実行される。

【００３５】次に、図１のデータ処理装置によって実行
される外部ソート処理の動作を説明する。

【００３６】まず、データ処理装置全体の処理の流れの
概要を説明する。

【００３７】ＣＰＵ１１は、主記憶装置１２上にあるソ
ート等のコマンドをシステムバス１３を介してデータベ
ース演算処理装置１６に発行する。そのコマンドは大容
量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に格納される。エンジン制
御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２は、そのコマンドの解析
を行い、処理対象となるデータをエンジンインターフェ
ースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１を介して磁気ディスク
装置１７から大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に読み込
み、それをハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡ
Ｍ）１６４に渡してソート処理を実行させる。ハードウ
ェアソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４は、対象
となるデータを並列ソーティングモジュール（ＰＳＯ
Ｍ）１６５から並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡ
Ｍ）１６６に渡し、処理が終了すればエンジン制御プロ
セッサ（ＥＣＰ）１６２に報告を行う。エンジン制御プ
ロセッサ（ＥＣＰ）１６２は、複数のソートストリング
からなるソート結果をまとめてマージ（ｎ−ウェイマー
ジ）する。エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１は、処理結果をディスク装置１７に出力し、
そして与えられたコマンドに対応する応答をシステムバ
ス１３を介してＣＰＵ１１に返す。

【００３８】次に、図２のフローチャートを参照して、
データベース演算処理装置１６内における動作を説明す
る。

【００３９】前述したように、大容量メモリ（ＥＢＤ
Ｍ）１６３にはエンジンインターフェースプロセッサ
（ＥＩＰ）１６１による入力処理によってソート対象の
データが格納され、この入力処理と並行してハードウェ
アソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４による演算
制御が実行される。すなわち、エンジンインターフェー
スプロセッサ（ＥＩＰ）１６１は、磁気ディスク装置１
７に対象となるデータが存在するかぎり大容量メモリ
（ＥＢＤＭ）１６３に入力を行い、それをハードウェア
ソータ制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４に渡す。

【００４０】ハードウェアソータ制御プロセッサ（ＥＣ
ＡＭ）１６４は、大容量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３に格
納されたデータを、並列ソーティングモジュール（ＰＳ
ＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュール（ＰＲ
ＡＭ）１６６で一度にソートできる件数ごとのストリン
グに分割し、未処理データがなくなるまで、そのストリ
ング毎にソート処理を実行させる（ステップＳ１１，Ｓ
１２）。並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６
５および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６
６は、ソート処理によって一定サイズのソート済みデー
タ列（部分ソート列）を順次生成する。

【００４１】ここで、図３および図４を参照して、大容
量メモリ（ＥＢＤＭ）１６３上に格納される演算対象デ
ータ、およびソート処理により生成される部分ソート列
の具体例を説明する。

【００４２】図３に示されているように、演算対象デー
タは、例えば、ｎ×４個のレコードＲ１，Ｒ２，…から
構成されており、各レコードは例えば５個のフィールド
Ｆ１〜Ｆ５を含んでいる。並列ソーティングモジュール
（ＰＳＯＭ）１６５および並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６で一度にソートできる件数がｎ個で
ある場合には、図示のように、演算対象データはそれぞ
れｎ個のレコードからなる４つのストリングに分割され
る。

【００４３】このような演算対象データに対して、例え
ば、第３のフィールドＦ３をキーフィールドとするソー
トを行う場合には、ハードウェアソータ制御プロセッサ
（ＥＣＡＭ）１６４は、演算対象の各レコードＲ１，Ｒ
２…から演算に必要な第３のフィールドＦ３（Ｋ１，Ｋ
２，…）のみを切り出し、それにレコード識別番号（メ
モリ１６３上のレコードの先頭アドレスＡＤ１，ＡＤ
２，…）を付加して、それを並列ソーティングモジュー
ル（ＰＳＯＭ）１６５，並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６に渡す。

【００４４】並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）
１６５，並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６
６は、ストリング毎にソートを行って昇順または降順に
整列化された部分ソート列を生成する。

【００４５】図４においては、昇順に整列化した場合の
部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４が示されている。これら部分ソ
ート列Ｓ１〜Ｓ４は、演算対象データの第１乃至第４の
ストリングにそれぞれ対応するものである。各部分ソー
ト列Ｓ１〜Ｓ４の要素は、図示のように、レコード識別
番号とキー部から構成されており、このような部分ソー
ト列Ｓ１〜Ｓ４がソート処理結果として大容量メモリ
（ＥＢＤＭ）１６３上に格納される。

【００４６】演算対象データのソート処理が全て実行さ
れると、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２は、
部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４をまとめてマージし、図５に示
すような１本の整列化されたストリングを生成する（ス
テップＳ１３）。図５に示されているように、エンジン
制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２のマージで生成された
ストリングの各要素はレコード識別番号だけから成り、
レコード識別番号はキー部の値が小さいものから順に配
置されている。このようなマージ結果は、大容量メモリ
（ＥＢＤＭ）１６３上に格納される。

【００４７】次に、図６を参照して、エンジン制御プロ
セッサ（ＥＣＰ）１６２によってソフトウェア的に実行
されるｎ−ウェイマージの具体的な処理手順を説明す
る。

【００４８】図６においては、説明を簡単にするため
に、部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４の各要素をなすレコード識
別番号とキー部がまとめてＲ（ｎ）として示されてい
る。ここで、括弧内のｎの値はキー部の値に対応してい
る。

【００４９】まず、エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）
１６２は、部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４それぞれから先頭要
素｛Ｒ（１），Ｒ（２），Ｒ（９），Ｒ（１０）｝を取
り出し、部分ソート列Ｓ１とＳ２間における先頭要素の
比較により、２つの部分ソート列Ｓ１とＳ２の間で値の
小さい方の先頭要素（ここでは、Ｒ（１））を第１出力
として選び、また、部分ソート列Ｓ３とＳ４間における
先頭要素の比較により、２つの部分ソート列Ｓ３とＳ４
の間で値の小さい方の先頭要素（ここでは、Ｒ（９））
を第２出力として選ぶ。次いで、エンジン制御プロセッ
サ（ＥＣＰ）１６２は、第１出力と第２出力の要素を比
較し、小さい方の要素（ここでは、Ｒ（１））を部分ソ
ート列Ｓ１〜Ｓ４の４つの先頭要素｛Ｒ（１），Ｒ
（２），Ｒ（９），Ｒ（１０）｝の中で最小の要素とし
てマージ結果出力列に移す。

【００５０】このようにして、部分ソート列Ｓ１の先頭
要素がマージ結果出力列に移されると、部分ソート列Ｓ
１の２番目の要素（ここでは、Ｒ（３））が部分ソート
列Ｓ１の新たな先頭要素となり、エンジン制御プロセッ
サ（ＥＣＰ）１６２は、部分ソート列Ｓ１の新たな先頭
要素（Ｒ（３））と部分ソート列Ｓ２の先頭要素（Ｒ
（２））との比較によって、第１出力（ここでは、Ｒ
（２））を選定する。次いで、エンジン制御プロセッサ
（ＥＣＰ）１６２は、第１出力（Ｒ（２））と第２出力
（Ｒ（９））の要素を比較し、小さい方の要素（ここで
は、Ｒ（２））を部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４の４つの先頭
要素｛Ｒ（３），Ｒ（２），Ｒ（９），Ｒ（１０）｝の
中で最小の要素としてマージ結果出力列に移す。

【００５１】部分ソート列Ｓ２の先頭要素がマージ結果
出力列に移されると、部分ソート列Ｓ２の２番目の要素
（ここでは、Ｒ（４））を部分ソート列Ｓ２の新たな先
頭要素として、前回と同様の処理が行われる。

【００５２】このように、エンジン制御プロセッサ（Ｅ
ＣＰ）１６２は、マ−ジ対象の４つの部分ソート列Ｓ１
〜Ｓ４それぞれの先頭の要素のうちで例えば最小値の要
素を選んでは出力列に移すという処理を行い、そして先
頭要素が出力列に移された部分ソート列については次の
要素を先頭要素として処理を繰り返すことにより、部分
ソート列Ｓ１〜Ｓ４に対する４−ウェイマージを実行す
る。

【００５３】エンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２
によるマージ結果はエンジンインターフェースプロセッ
サ（ＥＩＰ）１６１によって磁気ディスク装置１７に出
力される。この場合、図５で説明したように、マージ結
果はレコード識別番号の並びのみによって構成されてい
るので、エンジンインターフェースプロセッサ（ＥＩ
Ｐ）１６１は、磁気ディスク装置１７にデータを出力す
る際、出力ファイルの再構成処理を行う。

【００５４】すなわち、エンジンインターフェースプロ
セッサ（ＥＩＰ）１６１は、図３の演算対象データのレ
コードを図５のマージ結果の並びにしたがって再構成
し、それを磁気ディスク装置１７に出力する。このエン
ジンインターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１によ
る再構成および出力処理は、エンジン制御プロセッサ
（ＥＣＰ）１６２によるｎ−ウェイマージ処理と並行し
て実行される。

【００５５】図７には、この実施例における外部ソート
実行時のデータベース演算処理装置１６内のタイミング
チャートが示されている。

【００５６】図７に示されているように、エンジンイン
ターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１による入力処
理と、並列ソーティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５
および並列関係代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６
を用いたハードウェア制御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６
４によるソート処理は並行して動作される。また、ソー
ト処理で生成された部分ソート列Ｓ１〜Ｓ４をまとめて
マージするためのエンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１
６２によるｎマージ処理と、エンジンインターフェース
プロセッサ（ＥＩＰ）１６１による出力処理も並行して
動作される。

【００５７】この図７のタイミングチャートから分かる
ように、この実施例の装置では、外部ソートに要する全
体の処理時間はほぼ入出力時間によって決定され、ソー
ト処理やマージ処理に要する処理時間はあまり問題とな
らない。したがって、ホストコンピュータ１０にマージ
処理を実行させる場合に比し、十分な性能向上を実現で
きる。

【００５８】以上のように、この実施例においては、エ
ンジン制御プロセッサ１６２にｎウェイマージの機能が
設けられており、２ウェイマージ処理を行うハードウェ
アソータ（１６４，１６５，１６６）で生成された部分
ソート列Ｓ１〜Ｓ４は、そのハードウェアソータではな
く、エンジン制御プロセッサ１６２によるｎーウェイマ
ージ処理によって一度にマージされ、これによって１本
の整列化されたソート列が生成される。このため、デー
タベース演算処理装置１６内で複数の部分ソート列を一
度にマージできるようになり、ホストコンピュータ１０
の負荷を大幅に軽減でき、しかもハードウェアソータ
（１６４，１６５，１６６）を繰り返し用いる場合より
もデータ移動量等を減らすことが出切るのでその分だけ
高速のソート処理を実現できる。

【００５９】さらに、この実施例では、データベース演
算処理装置１６にマルチプロセッサ構成を採用し、磁気
ディスク装置１７との間のデータ入出力をエンジンイン
ターフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１に、並列ソー
ティングモジュール（ＰＳＯＭ）１６５および並列関係
代数演算モジュール（ＰＲＡＭ）１６６のハードウェア
回路を用いたソート処理の制御をハードウェアソータ制
御プロセッサ（ＥＣＡＭ）１６４に、そして、全体の制
御とマージ処理をエンジン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１
６２にそれぞれ機能分散しているので、外部ソートにお
ける入力処理とソート処理、およびマージ処理と出力処
理がそれぞれ並行して動作される。このため、外部ソー
ト処理に要する全体の時間を著しく低減することがで
き、高性能の装置を実現できる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ハー
ドウェアソータを用いずにデータベース演算処理装置内
で複数の部分ソート列をマージできるようになり、ホス
ト装置の負荷を大幅に軽減し、しかも十分に高速なソー
ト処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係わるデータ処理装置の
システム構成を示すブロック図。

【図２】図１のシステムにおけるデータベース演算処理
装置の動作を説明するためのフローチャート。

【図３】図１のシステムにおける演算対象入力データの
データ構造の一例を示す図。

【図４】図１のシステムにおける部分ソート列のデータ
構造の一例を示す図。

【図５】図１のシステムにおけるマージ結果のデータ構
造の一例を示す図。

【図６】図１のシステムのデータベース演算処理装置内
で実行されるｎ−ウェイマージ処理の動作手順を示す
図。

【図７】図１のシステムにおける外部ソート実行時の動
作を説明するタイミングチャート。

【符号の説明】

１０…ホストコンピュータ、１６…データベース演算装
置、１７…磁気ディスク装置、１６１，１６２，１６４
…プロセッサ、１６３…大容量メモリ、１６５…並列ソ
ーティングモジュール、１６６…並列関係代数演算モジ
ュール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 朝彦 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホスト装置と、演算対象のファイルデー
   タが格納される２次記憶装置と、前記２次記憶装置を直
   接アクセスするためのパスを有し、前記ホスト装置から
   の要求に応じて前記演算対象のファイルデータに対して
   所定の演算処理を実行する演算処理装置とを備えたデー
   タ処理装置において、 前記演算処理装置は、演算対象のファイルデータを前記
   パスを介して前記２次記憶装置から入力する手段と、入
   力された演算対象のファイルデータに対して所定の演算
   処理を実行し、複数の部分ソート列を生成する演算回路
   と、この演算回路による演算によって生成された複数の
   部分ソート列をまとめてマージすることにより１本の整
   列化されたソート列を生成する手段と、この生成された
   ソート列を前記パスを介して前記２次記憶装置に出力す
   る手段とを具備し、 前記演算処理装置内で前記複数の部分ソート列をまとめ
   てマージすることを特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 ホスト装置と、演算対象のファイルデー
   タが格納される２次記憶装置と、前記２次記憶装置を直
   接アクセスするためのパスを有し、前記ホスト装置から
   の要求に応じて前記演算対象のファイルデータに対して
   所定の演算処理を実行する演算処理装置とを備えたデー
   タ処理装置において、 前記演算処理装置は、前記ホスト装置との間の通信、お
   よび前記２次記憶装置との間のデータ入出力を実行する
   第１のプロセッサと、ソートまたは関係代数演算を行う
   演算回路と、この演算回路による演算を実行制御する第
   ２のプロセッサと、前記第１のプロセッサによって入力
   される演算対象のファイルデータ、および前記演算回路
   による演算結果が格納される内部メモリと、前記第１の
   プロセッサを介して供給される前記ホスト装置からの指
   示に基づき、前記第１および第２のプロセッサを動作制
   御する第３のプロセッサとを具備し、 前記第３のプロセッサは、前記演算回路による演算によ
   って生成された複数の部分ソート列をまとめてマージす
   ることにより１本の整列化されたソート列を生成し、 前記第１のプロセッサによる演算対象データの入力処理
   と前記第２のプロセッサによる演算処理が並行して実行
   され、且つ前記第３のプロセッサによるマージ処理と前
   記第１のプロセッサによる演算結果のデータ出力処理が
   並行して実行されるように構成されていることを特徴と
   するデータ処理装置。