JPH0744456A - 時系列データアクセス処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】時系列データ管理における計算機資源の利用率
やシステムの信頼性に関する問題を解決し，システム全
体としての性能向上を図ることを目的とする。 【構成】時系列データを複数の２次記憶1-1 〜1-4 で分
散管理するにあたって，データ格納時には，ラウンドロ
ビン方式により格納すべき２次記憶を選定し，全ての２
次記憶に対して平均的に書き込みを行う。また，データ
検索時には，全ての２次記憶に対して同様なアクセスを
行い，それらを集計することにより，ひとつの検索結果
に合成して要求元へ応答する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，時系列データをハンド
リングする際に，２次記憶やＣＰＵ等の複数の計算機資
源を効率的に利用するための時系列データアクセス処理
方式に関するものである。

【０００２】複数の２次記憶を有するデータベースで
は，データアクセス（書き込み，読み出し）が複数の２
次記憶に対して均等に行われることが重要である。これ
は，特定の２次記憶Ｉ／Ｏのための待ち時間の間に他の
２次記憶やＣＰＵを利用できること，特定の２次記憶の
データ蓄積量が他の２次記憶に比べて大きくならないこ
と等がシステム性能を向上するための条件になるためで
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来は，時系列的に発生するデータに対
して，発生時刻毎に格納する２次記憶を割り当ててい
た。このため，発生頻度が高い時刻のデータを登録した
り，検索したりする場合，データの書き込みまたは読み
出しが特定の２次記憶で行われ，処理時間の大半が特定
の２次記憶入出力（Ｉ／Ｏ）待ちのために費やされるこ
とが問題となっていた。また，刻々と発生するデータを
格納する一方，古い時系列データを削除しなければなら
ない場合があり，この際にも特定の２次記憶へアクセス
が集中し，前記と同様なことが問題となっていた。

【０００４】この他，ある時刻にバースト的にデータが
発生する場合，それらが特定の２次記憶に格納されるた
め，２次記憶容量が不足する事態に陥る可能性があるこ
とも問題であった。更に，ある時刻のデータが特定の２
次記憶に蓄積されることから，２次記憶のクラッシュ時
に特定の時刻に関するデータが全て紛失してしまうこと
も，信頼性という観点から問題となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，前記
従来の技術で生じる時系列データ管理における計算機資
源の利用率やシステムの信頼性に関する問題を解決し，
データベースシステム全体としての性能向上を実現する
時系列データアクセス処理方式を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は，ひとつの２次
記憶に対してデータ格納を行う書き込み手段，複数の書
き込み手段に対してデータを均等に振り分ける手段によ
り時系列データを時刻とは独立に分散格納する一方，ひ
とつの２次記憶に対してデータ検索を行う読み出し手
段，複数の読み出し手段に対して検索要求を振り分け，
それらからの個々の検索応答を集計して最終的な検索応
答を合成する手段を有することにより，複数の２次記憶
に分散格納された時系列データの検索を実現する。

【０００７】

【作用】本発明の場合，格納側においては，時刻に依存
してアクセスすべき２次記憶を選定し，格納処理を行う
のではなく，ラウンドロビン方式により格納すべき２次
記憶を選定し，全ての２次記憶に対して平均的に書き込
みを行う。

【０００８】また，検索側においては，時刻に依存して
アクセスすべき２次記憶を選定し，検索処理を行うので
はなく，全ての２次記憶に対して同様なアクセスを行
い，それらを集計することにより，ひとつの検索処理を
実現する。以上の点が従来技術と大きく異なる。

【０００９】以上により，データアクセス（書き込み，
読み出し）が複数の２次記憶に対して均等に行われるた
め，特定の２次記憶へＩ／Ｏが集中して待ち時間が長く
なるというようなことを防ぐことができる。また，特定
の２次記憶のデータ蓄積量が他の２次記憶に比べて大き
くなるのを防ぐことができる。

【００１０】

【実施例】以下では，２次記憶のデータ管理として，リ
レーショナルデータベース管理システムを適用した場合
について説明する。

【００１１】図１は，本発明の構成例であり，１−１〜
１−４は２次記憶，３−１〜３−４は２次記憶に時系列
データを書き込む格納部，２は複数のデータ格納部に時
系列データを分配する分配部，５−１〜５−４は２次記
憶から時系列データを読み出す検索部，４は複数の検索
部に対して検索要求を放送し，それらからの結果を集計
する集計部である。各２次記憶１−１〜１−４は，全て
の同種のデータベース・テーブルを有しており，また，
各格納部３−１〜３−４，および各検索部５−１〜５−
４は，それぞれ全て同じ処理機能を有している。これら
の違いは，アクセスする２次記憶が違うことだけであ
る。

【００１２】図２は，本発明で対象とする時系列データ
の一例を示す図である。以下，本発明の実施例として通
信網のトラヒックデータを取り上げて説明する。図２に
おいて，６はトラヒックデータのレコードフォーマット
であり，開始時刻，終了時刻など７つの属性から構成さ
れることを示している。なお，トラヒックデータのキー
属性は，発生時刻，終了時刻，発エリア，着エリア，サ
ービスである。７はフォーマット６における属性の意味
と属性値例を示している。

【００１３】図３は，図１における分配部について説明
するための図である。分配部２は，トラヒックデータを
格納する２次記憶をレコード単位でラウンドロビン方式
により選択し，格納部３−１〜３−４側へ送信する。図
３の８−１〜８−４は送信される情報を示している。例
えば，情報８−１は格納部３−１へ，情報８−２は格納
部３−２へ，情報８−３は格納部３−３へ，情報８−４
は格納部３−４へそれぞれ分配される。すなわち，この
例では，同じ時刻のデータが，発着エリア，サービスと
は独立に，ラウンドロビン方式により単純に，各々対応
する格納部３−１〜３−４に振り分けられる。これによ
り，トラヒックが時刻，発着エリア，サービスの違いに
よっていかなる頻度で発生しても，２次記憶側では平滑
的な格納処理を実現することができる。

【００１４】図４は，図１における集計部の２次記憶側
への要求発行について説明するための図である。図中の
９−１〜９−４は，集計部４から各検索部５−１〜５−
４への検索要求を表す。集計部４は，あるデータ検索要
求を満たすために，図４に示すように，同じ検索要求９
−１〜９−４を各検索部５−１〜５−４に対して，ブロ
ードキャストする。

【００１５】図５は，図１における検索部について説明
するための図である。図中の５−１−１〜５−１−４
は，図１における検索部５−１が多重化されていること
を示している。また，１０は各検索部５−１−１〜５−
１−４で行われる処理を表している。１１−１〜１１−
５は検索されるべき個々のデータ，１２が集計された結
果のデータを表している。

【００１６】前述した図４における検索要求は，“関東
エリアから関西エリアに流れるトラヒック”に関するも
のであるが，２次記憶１−１〜１−４には，“関東エリ
ア”，“関西エリア”といった地方に関するトラヒック
データが蓄積されておらず，“東京”，“大阪”といっ
た都市に関するデータのみが蓄積されている。したがっ
て，検索部５−１〜５−４では，“関東エリア”であれ
ば，“東京”，“立川”，“横浜”，“水戸”といった
“関東エリア”の都市に関するデータを検索し，所望の
データを集計する必要がある。

【００１７】ひとつの検索部，例えば検索部５−１は，
検索部５−１−１〜５−１−４というように多重化され
ており，集計部４からのひとつの検索要求は，多重化さ
れているもののうちのひとつの検索部（例えば検索部５
−１−１）に対して発行される。そのため，２次記憶か
らのデータ読み出しにおいては，複数の別の検索要求を
並列に実行することが可能である。

【００１８】図６は，集計部における２次記憶側からの
応答に対する処理について説明するための図である。集
計部４には，図４で発行した検索要求の結果，複数の同
じキー属性値を持つデータが返送される。集計部４で
は，これらを“完了呼数”，“不完了呼数”といった非
キー属性毎に加算集計し，ひとつの検索応答１３に合成
する。

【００１９】図７は，図１における分配部の実行アルゴ
リズムを示す図である。分配部２は，まずステップＳ１
により，格納部を示す変数ｃｎｔを０に初期化する。ｃ
ｎｔ＝０は格納部３−１に，ｃｎｔ＝１は格納部３−２
に，ｃｎｔ＝２は格納部３−３に，ｃｎｔ＝３は格納部
３−４にそれぞれ対応する。

【００２０】次にステップＳ２により，外部からデータ
を受信し，トラヒック集計を行う。この際に，図２に示
すような格納部に蓄えるレコード形式にする。ステップ
Ｓ３では，ｃｎｔ＝（ｃｎｔ＋１）ｍｏｄ４の演算，す
なわちｃｎｔに１を加算し，それを４で割った余りをｃ
ｎｔに設定することにより，データを格納する２次記憶
をラウンドロビン方式で選択するための格納部の切り替
えを行う。そして，ステップＳ４により，ｃｎｔの値か
ら対応する格納部へｎレコード転送する。ｎの値は定数
であり，例えば１である。ステップＳ５の判定により，
集計したデータを全て転送するまで，ステップＳ３，Ｓ
４を繰り返し，全て転送したならば，ステップＳ２へ戻
り，次のデータ受信を待つ。

【００２１】図１に示す各格納部３−１〜３−４の実行
アルゴリズムは，それぞれ従来の格納処理と同様であ
る。図８は，図１における集計部の実行アルゴリズムを
示す図である。

【００２２】集計部４は，ステップＳ１１により外部か
らの検索要求を受信する。次に，ステップＳ１２によ
り，検索部５−１〜５−４にブロードキャストする。実
際には，各検索部５−ｉ（ｉ＝１〜４）は，例えば検索
部５−ｉ−１〜５−ｉ−４と多重化されており，ブロー
ドキャストされた検索要求は，それぞれ各検索部５−ｉ
における検索部５−ｉ−ｎ（ｎ＝１〜４）のひとつが受
信する。ｎはラウンドロビンで切り替えられる。

【００２３】検索要求をした後，ステップＳ１３より各
検索部からの応答を受信する。ステップＳ１４の判定に
より，全ての検索部５−ｉ（ｉ＝１〜４）から応答が返
るまで，ステップＳ１３の受信を繰り返す。全てから応
答が返ったならば，ステップＳ１５により，例えば同じ
キー値を持つレコードに関してトラヒックを加算集計す
るというように全応答を集計して，結果を要求元の外部
に返送する。その後，ステップＳ１１へ戻り，次の検索
要求を待つ。

【００２４】図９は，図１における検索部の実行アルゴ
リズムを示す図である。各検索部５−ｉ−ｎ（ｉ＝１〜
４，ｎは１〜４のひとつ）は，ステップＳ２１により，
集計部４から検索要求を受信する。検索要求を受信した
ならば，ステップＳ２２により，所望の情報をデータベ
ースアクセスにて取得する。そして，ステップＳ２３に
よって取得したトラヒックデータの合成を行い，ステッ
プＳ２４によって集計部４に結果を応答する。その後，
ステップＳ２１へ戻り，次の検索要求を待つ。

【００２５】図１０は，本発明の別の構成例を示す。図
中の１４は，複数の２次記憶１−１〜１−４に対して同
様な検索要求を発行し，それからの検索結果を集計し，
検索応答を合成する検索・集計部を表す。図１との違い
は，検索部５と集計部４とが分離していない点である。

【００２６】図１１は，図１０における検索・集計部の
２次記憶へのアクセスについて説明するための図であ
る。図中の１５はその際の検索要求例であり，検索・集
計部１４は各２次記憶１−１〜１−４に対してこの検索
要求１５を発行する。なお，ここでは，元の検索要求が
例えば「９３年６月３日１５時２０〜２１分の関東→関
西の仮想専用網のトラヒックの検索」というようなもの
である場合に，所定の語句解析により，次のようなＳＱ
Ｌ文への変換を行う。

【００２７】select 完了呼数，不完了呼数 from ト
ラヒックデータ where 開始時刻＝93年 6月13日15時20分 and 終了時刻＝93年 6月13日15時21分 and (発エリア＝東京 or 発エリア＝浦和 or … or 発
エリア＝水戸) and (着エリア＝大阪 or 着エリア＝京都 or … or 着
エリア＝神戸) and サービス＝仮想専用網；この変換処理について
は，既知の技術を用いることができるので，ここでの詳
しい説明は省略する。

【００２８】図１２は，検索・集計部における集計機能
について説明するための図である。図中の１６が検索・
集計部１４で行われる処理を表している。１７−１〜１
７−５は，各２次記憶からの検索結果を表しており，こ
の例では，２次記憶１−１から検索結果１７−１〜１７
−３が検索され，２次記憶１−２から検索結果１７−４
が検索され，２次記憶１−４から検索結果１７−５が検
索されている。これらの検索結果１７−１〜１７−５を
集計したものが，集計結果１８であり，これが検索応答
となる。また，１４−１〜１４−４は，図１０に示す検
索・集計部１４が多重化されていることを示しており，
これにより複数の別の検索要求を並列に実行することが
可能になっている。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように，本発明は，時系列
データレコードを格納する２次記憶をラウンドロビン方
式により選択し，分散格納するとともに，それらを２次
記憶毎に検索し，得られた結果を集計してひとつに合成
するデータアクセス機構を実現することにより，２次記
憶Ｉ／Ｏ待ちのために費やされる処理時間が軽減できる
という利点がある。また，このような分散方式により，
特定の２次記憶の容量が不足するという可能性や，特定
の２次記憶のクラッシュ時に特定時刻に関するデータが
全て紛失してしまう可能性を回避することができるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成例を示す図である。

【図２】本発明で対象とする時系列データの一例を示す
図である。

【図３】分配部について説明するための図である。

【図４】集計部の２次記憶側への要求発行について説明
するための図である。

【図５】検索部について説明するための図である。

【図６】集計部における２次記憶側からの応答に対する
処理について説明するための図である。

【図７】分配部の実行アルゴリズムを示す図である。

【図８】集計部の実行アルゴリズムを示す図である。

【図９】検索部の実行アルゴリズムを示す図である。

【図１０】本発明の別の構成例を示す図である。

【図１１】検索・集計部の２次記憶へのアクセスについ
て説明するための図である。

【図１２】検索・集計部における集計機能について説明
するための図である。

【符号の説明】

１−１〜１−４ ２次記憶 ２ 分配部 ３−１〜３−４ 格納部 ４ 集計部 ５−１〜５−４ 検索部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時系列データを複数の２次記憶で分散管
   理するシステムにおける時系列データアクセス処理方式
   であって，データ格納時に，単位格納データ毎にラウン
   ドロビン方式により格納する２次記憶を選択し，分散書
   き込みを行う処理手段と，データ検索時に，全ての２次
   記憶に対して同じ検索要求を発行し，該２次記憶から読
   み出され，集計された各々の検索結果をひとつの検索結
   果に合成して，応答する処理手段とを備えたことを特徴
   とする時系列データアクセス処理方式。