JPH06348558A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、プロセッサ間通信に於ける伝達内容
にスレッドの識別子を含め、異なるプロセッサ間のスレ
ッドを対応づけ連動させることによって、システム全体
として効率の良い処理を実現できるデータ処理装置を構
築する。 【構成】第１のプロセッサ１６１は、ホスト装置１０か
ら発行される処理要求に対応してスレッドを生成し、こ
のスレッドの識別子と共に第３のプロセッサ１６２に対
し処理要求を発行し、これを受信した第３のプロセッサ
は上記処理要求に対応したスレッドを生成して処理要求
の内容を解析し、その内容に入出力を含んでいた場合、
第１のプロセッサに対してデータの入出力要求を発行
し、先に第１のプロセッサから獲得したスレッドの識別
子を要求内容に付与することで処理を行なうプロセッサ
内のスレッドを特定する。

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ま
たは関係代数演算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。

【０００３】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おり、この演算
回路を用いることによって、ホスト装置からの演算処理
要求に応じたソートや関係代数演算等を高速に実行す
る。

【０００４】この装置は、複数のプロセッサによって構
成され、機能分散させるのが普通である。各プロセッサ
は内部バスにより共通接続され、メモリを共有する密結
合のマルチプロセッサシステムを構成する。

【０００５】メモリは複数のプロセッサの共通のアドレ
ス空間上に配置されており、それぞれ固有の役割を効率
よく実行するため、各プロセッサは密結合ながらそれぞ
れに適した独立したモニタによって動作制御されるよう
に構成されている。例えば３個のプロセッサによって構
成され、全体を第３のプロセッサが管理し、入出力部分
を第１のプロセッサに、ソートまたは関係代数演算を第
２のプロセッサに、それぞれコマンドを発することによ
り処理を依頼し、各プロセッサが非同期に動作を行な
う。但し、第１、第２のプロセッサが処理を終える毎
に、第３のプロセッサに対して処理完了の報告を行なう
ことが必要とされる。

【０００６】ところが、この第３のプロセッサでは、マ
ルチスレッド環境が実現されているため、どのスレッド
がその処理を依頼したのかが分からなくなる。また、大
きなファイルでは、分割して入出力することが必要にな
るが、第１のプロセッサでは複数回に分けられた入出力
要求を関連づけることはできないため、その都度、入出
力元、あるいは入出力先の情報も必要とし、その度に、
オープン、クローズに相当する処理を伴うという欠点も
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来で
は、データベース処理装置を密結合のマルチプロセッサ
で構成した場合、ホスト装置から発行される処理要求に
対応する他のプロセッサの内部処理を特定することがで
きないため、その都度、処理に必要とする情報を全て伝
達し直す必要があった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、プロセッサ間通信における伝達内容にスレッド
の識別子を含め、異なるプロセッサ間のスレッドを対応
付け連動させることによって、装置を構成する各プロセ
ッサに一貫した処理を実現させ、これによりシステム全
体として効率の良い処理を実現できるデータ処理装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ホスト装置
と、演算対象のファイルデータが格納される二次記憶装
置と、この二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演算対象とな
る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、上記演
算処理装置に、ホスト装置から発行される演算要求に従
って演算対象となるファイルデータを前記パスを介して
前記二次記憶装置から得る入力手段と、入力された演算
対象となるファイルデータに対して所定の算術論理演算
操作を実行する演算処理手段と、演算対象となるファイ
ルデータおよび前記演算処理手段による演算結果データ
が格納される内部メモリと、前記演算結果データを二次
記憶装置に出力する出力手段と、前記ホスト装置から発
行される要求に従って前記入出力手段並びに演算処理手
段との間の通信を行ない、それぞれの処理手段を並行に
動作させる監視手段とを具備することを第１の特徴とす
る。

【００１０】また、上記演算処理装置は少なくとも３個
のプロセッサで構成されるマルチプロセッサシステムを
成し、ホスト装置との間の通信ならびに二次記憶装置と
の間のデータ入出力をマルチスレッド環境下で実行する
第１のプロセッサと、ソートまたは関係代数演算等所定
の算術論理演算操作を行なう演算回路と、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、上記第
１のプロセッサによって入力される演算対象となるファ
イルデータおよび上記演算回路による演算結果が格納さ
れる内部メモリと、上記第１のプロセッサを介して供給
されるホスト装置からの指示に基づき、第１および第２
のプロセッサをマルチスレッドにより動作制御する第３
のプロセッサとを備え、上記第１乃至第３のプロセッサ
間通信において、その伝達内容にプロセッサ内のスレッ
ドの識別子を含め、異なるプロセッサ間におけるスレッ
ドの対応づけを行なうことによって処理を連動させ実行
することを第２の特徴とする。このとき、第１のプロセ
ッサは、ホスト装置から発行される処理要求に対応して
スレッドを生成し、このスレッドの識別子と共に第３の
プロセッサに対し処理要求を発行し、これを受信した第
３のプロセッサは上記処理要求に対応したスレッドを生
成して処理要求の内容を解析し、その内容に入出力を含
んでいた場合、上記第１のプロセッサに対してデータの
入出力要求を発行し、先に第１のプロセッサから獲得し
たスレッドの識別子を要求内容に付与することで処理を
行なうプロセッサ内のスレッドを特定することを特徴と
する。

【００１１】

【作用】本発明は上述したように、演算処理装置に少な
くとも第１乃至第３のプロセッサから成るマルチプロセ
ッサ構成を採用し、データベース演算処理装置と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
体の制御を第３のプロセッサに、それぞれ機能分散させ
るとともに、ホスト装置からの演算処理を第３のプロセ
ッサによって実行させ、プロセッサ間通信において、そ
の伝達内容にプロセッサ内におけるスレッドの識別子を
含め、効率よく処理を連動して行なうように構成したも
のである。具体的には、第１のプロセッサは、ホスト装
置から発行される処理要求に対応してスレッドを生成
し、このスレッドの識別子とともに、第３のプロセッサ
に対し処理要求を発行し、これを受信した第３のプロセ
ッサが上記処理要求に対応したスレッドを生成して処理
要求の内容を解析し、その内容に入出力を含んでいた場
合、上記第１のプロセッサに対してデータの入出力要求
を発行し、先に第１のプロセッサから獲得したスレッド
の識別子を要求内容に付与することで処理を行なうプロ
セッサ内のスレッドを特定する。これによって、ＣＰＵ
の処理要求に対して第１のプロセッサ内のスレッドに１
対１に対応させることができる。

【００１２】これにより、第１乃至第３のプロセッサに
よって効率よく負荷分散が図れ、しかも第１のプロセッ
サによる入出力と、第２のプロセッサによる演算処理と
の並行動作を第３のプロセッサが実行制御し、第１乃至
第３のプロセッサにおけるスレッドを対応付けて連動さ
せることにより、データベース演算処理装置の動作性能
を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の実施例に於けるデータ処理
装置の構成を示すブロック図である。

【００１４】図１に示されるデータ処理装置は、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とにより構成される。

【００１５】ホストコンピュータ１０は、ＣＰＵ１１、
主記憶装置１２、および第１，第２のチャネル装置１
４，１５等によって構成される。これら、ＣＰＵ１１、
主記憶装置１２、およびチャネル装置１４，１５は、そ
れぞれシステムバス１３を介して相互接続される。

【００１６】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。

【００１７】更に、データベース演算処理装置１６と磁
気ディスク１７は、専用のアクセスパス１８を介して接
続されている。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。

【００１８】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。データベース演算処理装置
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。

【００１９】データベース演算処理装置１６は、エンジ
ンインタフェースプロセッサ（ＥＩＰ）１６１、エンジ
ン制御プロセッサ（ＥＣＰ）１６２、大容量メモリ（Ｅ
ＢＤＭ）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（Ｐ
ＳＯＭ）１６５、および並列関係代数演算モジュール
（ＰＲＡＭ）１６６等によって構成される。

【００２０】エンジンインタフェースプロセッサ１６
１、エンジン制御プロセッサ１６２、およびハードウェ
アソータ制御プロセッサ１６４の３台のプロセッサは、
それぞれ内部バス１６７によって相互接続されており、
大容量メモリ１６３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。

【００２１】大容量メモリ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、エンジンインタフェー
スプロセッサ１６１、エンジン制御プロセッサ１６２、
およびハードウェアソータ制御プロセッサ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
割を効率よく実行するために、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。

【００２２】エンジンインタフェースプロセッサ１６
１、エンジン制御プロセッサ１６２、およびハードウェ
アソータ制御プロセッサ１６４の機能分散は、次のよう
になされている。

【００２３】即ち、エンジンインタフェースプロセッサ
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間の通信を行なうとともに、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との間でのデー
タ入出力を制御する。

【００２４】また、エンジンインタフェースプロセッサ
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なう。ホストコンピ
ュータ１０との通信おいて、エンジンインタフェースプ
ロセッサ１６１は、第１のチャネル装置１４を介してＣ
ＰＵ１１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１６２に送信する。

【００２５】また、エンジンインタフェースプロセッサ
１６１は、エンジン制御プロセッサ１６２から送られて
くるコマンドの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
力において、エンジンインタフェースプロセッサ１６１
は、エンジン制御プロセッサ１６２からの入出力要求を
受け付け、大容量メモリ１６３と磁気ディスク装置１７
との間でデータ転送を行なう。その際、エンジン制御プ
ロセッサ１６２からの要求に従い出力ファイルデータの
再構成処理も行なう。

【００２７】エンジン制御プロセッサ１６２は、エンジ
ンインタフェースプロセッサ１６１、大容量メモリ１６
３、およびハードウェアソータ制御プロセッサ１６４を
内部バス１６７を介して制御するものであり、ＣＰＵ１
１からのコマンドが、ソートや関係代数演算などの演算
処理コマンドであった場合には、それに対応する各種コ
マンド処理プロセスを生成し実行する。

【００２８】大容量メモリ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、ＣＰ
Ｕ１１から送られてくる各種演算処理コマンド、ハード
ウェアソータ制御プロセッサ１６４、並列ソーティング
モジュール１６５、および並列関係代数演算モジュール
１６６による演算処理結果、更には、エンジン制御プロ
セッサ１６２による演算結果の統合結果等を格納する共
有メモリである。

【００２９】演算対象のファイルデータは大容量メモリ
１６３内の入力バッファ部に格納され、演算処理結果は
大容量メモリ１６３内の出力バッファ部に格納される。
ハードウェアソータ制御プロセッサ１６４は、エンジン
制御プロセッサ１６２からの指令に基づいて、並列ソー
ティングモジュール１６５、および並列関係代数演算モ
ジュール１６６による演算を制御する。

【００３０】この場合、ハードウェアソータ制御プロセ
ッサ１６４は、大容量メモリ１６３上のデータを並列ソ
ーティングモジュール１６５に入力し、並列関係代数演
算モジュール１６６から出力された演算結果を大容量メ
モリ１６３上に格納するが、並列ソーティングモジュー
ル１６５へのデータ入力に際しては、まず、キー切り出
し処理を実行する。

【００３１】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１６４が、演算対象の各レ
コードから演算に必要な演算対象キーフィールドのみを
切り出し、それにレコード識別番号（大容量メモリ１６
３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１６５へ送出する。

【００３２】並列ソーティングモジュール１６５は、ハ
ードウェアソータ制御プロセッサ１６４の制御の下に駆
動されて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１６６に接続さ
れている。この並列ソーティングモジュール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
ェイマージを行な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１６６は、関
係データベースにおけるＪＯＩＮ（結合）やＲＥＳＴＩ
ＣＴ（制約）といった関係代数演算を並行に実行する専
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１６６は、最終段のソートセルとして機
能する。

【００３４】上述したように、エンジンインタフェース
プロセッサ１６１、エンジン制御プロセッサ１６２、お
よびハードウェアソータ制御プロセッサ１６４には、そ
れぞれ各種演算処理、例えばソート処理やセレクト処理
を実行するための機能が分散されている。

【００３５】この場合、これらプロセッサは、大容量メ
モリ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。即ち、ソートやセレ
クト等の処理は、通常、入力処理、演算処理、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１６４の制御による演算処理は、エンジンインタ
フェースプロセッサ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る。

【００３６】また、ハードウェアソータ制御プロセッサ
１６４からの演算結果をエンジン制御プロセッサ１６２
によって結合処理する必要がある場合には、その統合処
理とエンジンインタフェースプロセッサ１６１による出
力処理も並行して実行される。

【００３７】また、これらの処理においてバッファのや
りとりで同期のためにプロセッサ間通信が生じることが
ある。このような場合に処理を行なっているスレッドの
識別子を相手に通知し、複数プロセッサにまたがってス
レッドを連動させる。

【００３８】図２は本発明の実施例に於ける動作を示す
フローチャートである。具体的には、エンジン制御プロ
セッサ１６２とエンジンインタフェースプロセッサ１６
１との間の通信の流れが示されている。

【００３９】以下、図２を参照しながら図１に示す本発
明の実施例に於ける装置の動作について説明する。図２
に示すフローチャートは、データベース演算処理装置１
６がＣＰＵ１１から処理要求を受け、処理完了の報告を
行なうまでの流れを示したものである。

【００４０】まず、データベース演算処理装置１６に対
して発行された処理要求は、装置内部にあるエンジンイ
ンタフェースプロセッサ１６１が受信する（図２ステッ
プ２０１）。

【００４１】エンジンインタフェースプロセッサ１６１
はこの処理要求に対応して、プロセッサ内にスレッドを
発生させ、このスレッドの識別子とともにエンジン制御
プロセッサ１６２に対して処理要求を送信する（図２ス
テップ２０２）。

【００４２】エンジン制御プロセッサ１６２に於いても
この処理要求に対応してスレッドを生成し、このスレッ
ドにおいて処理要求の内容解析を行なう（図２ステップ
２０３）。

【００４３】その内容に入出力を含んでいればエンジン
インタフェースプロセッサ１６１に対してデータの入出
力要求を行なう（図２ステップ２０６）ことになるが、
このとき、エンジンインタフェースプロセッサ１６１か
ら獲得していたスレッドの識別子を要求内容に付与する
ことで、処理を行なうプロセッサ内のスレッドを特定す
る。

【００４４】これによって、ＣＰＵ１１の処理要求に対
してエンジンインタフェースプロセッサ１６１内のスレ
ッドを１対１に対応させることができる。また、エンジ
ン制御ブロセッサ１６２からエンジンインタフェースプ
ロセッサ１６１への入出力要求には、その要求を行なっ
たスレッドの識別子も付加されている。

【００４５】従って、データの入出力処理が終わったと
きにはエンジンインタフェースプロセッサ１６１は、エ
ンジン制御プロセッサ１６２に対してその報告を行なう
スレッドを指定して、入出力完了の報告を行なう（図２
ステップ２０７）。

【００４６】このような処理を繰り返し、全ての処理が
終了したならば（図２ステップ２０４）、エンジン制御
プロセッサ１６２はエンジンインタフェースプロセッサ
１６１に対して、上記同様にスレッドを特定して処理完
了の報告を行なう（図２ステップ２０９）。

【００４７】このような本発明の実施例による処理機能
をもつことにより、ホスト装置がデータベース演算処理
装置で複数プロセッサにまたがってスレッドを連動させ
ることができるようになり、ホスト装置の負荷、及びデ
ータベース演算処理装置の負荷が軽減され、装置内蔵の
各プロセッサ内において一貫した処理が可能になり、シ
ステム全体として効率のよいデータ処理が実現できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、ホス
ト装置がデータベース演算処理装置で複数プロセッサに
またがってスレッドを連動させることができるようにな
り、ホスト装置の負荷、並びにデータベース演算処理装
置の負荷が軽減され、装置内蔵の各プロセッサ内におい
て一貫した処理が可能になり、システム全体として効率
のよいデータ処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】上記実施例の動作処理手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】 １０…ホストコンピュータ、１３…システムバス、１４
…チャネル、１６…ロデータベース演算処理装置（ＤＢ
Ｅ）、１７…磁気ディスク装置、１６１，１６２，１６
４…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。

Claims (3)

【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
   タが格納される二次記憶装置と、この二次記憶装置を直
   接アクセスするためのパスを有し、前記ホスト装置から
   の要求に応じて演算対象となる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、 上記演算処理装置は、ホスト装置から発行される演算要
   求に従って演算対象となるファイルデータを前記パスを
   介して二次記憶装置から得る入力手段と、入力された演
   算対象となるファイルデータに対して所定の算術論理演
   算操作を実行する演算処理手段と、演算対象となるファ
   イルデータおよび前記演算処理手段による演算結果デー
   タが格納される内部メモリと、前記演算結果データを前
   記二次記憶装置に出力する出力手段と、前記ホスト装置
   から発行される要求に従って前記入出力手段並びに演算
   処理手段との間の通信を行ない、それぞれの処理手段を
   並行に動作させる監視手段とを具備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
   タが格納される二次記憶装置と、この二次記憶装置を直
   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
   要求に応じて演算対象となる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、 上記演算処理装置は、ホスト装置との間の通信ならびに
   二次記憶装置との間のデータ入出力をマルチスレッド環
   境下で実行する第１のプロセッサと、ソートまたは関係
   代数演算等所定の算術論理演算操作を行なう演算回路
   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、上記第１のプロセッサによって入力される演
   算対象となるファイルデータおよび上記演算回路による
   演算結果が格納される内部メモリと、上記第１のプロセ
   ッサを介して供給されるホスト装置からの指示に基づ
   き、第１および第２のプロセッサをマルチスレッドによ
   り動作制御する第３のプロセッサとを備え、 上記第１乃至第３のプロセッサ間通信において、その伝
   達内容にプロセッサ内のスレッドの識別子を含め、異な
   るプロセッサ間におけるスレッドの対応付を行なうこと
   によって処理を連動させ実行することを特徴とするデー
   タ処理装置。
3. 【請求項３】 第１のプロセッサは、ホスト装置から発
   行される処理要求に対応してスレッドを生成し、このス
   レッドの識別子とともに第３のプロセッサに対し処理要
   求を発行し、これを受信した第３のプロセッサは上記処
   理要求に対応したスレッドを生成して処理要求の内容を
   解析し、その内容に入出力を含んでいた場合に上記第１
   のプロセッサに対してデータの入出力要求を発行し、先
   に第１のプロセッサから獲得したスレッドの識別子を要
   求内容に付与することで処理を行なうプロセッサ内のス
   レッドを特定することを特徴とする請求項２記載のデー
   タ処理装置。