JPH09223159A - 複合オブジェクト集合に対するデータベースアクセス方式 - Google Patents

複合オブジェクト集合に対するデータベースアクセス方式

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JPH09223159A
JPH09223159A JP8054027A JP5402796A JPH09223159A JP H09223159 A JPH09223159 A JP H09223159A JP 8054027 A JP8054027 A JP 8054027A JP 5402796 A JP5402796 A JP 5402796A JP H09223159 A JPH09223159 A JP H09223159A
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JP
Japan
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composite data
area
data
oid
storage area
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JP8054027A
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Yoshitaka Yasumura
義孝 安村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主記憶領域を有効に活用できるようにし、複
合オブジェクト集合の問合せ処理の高速化を図る。 【解決手段】 ウィンドウ領域108は、データベース
106に対する問合せ処理の条件判定に必要となる複合
データを取得するための主記憶領域上の任意の領域であ
る。複合データ取得部102は、ウィンドウ領域108
に複合データを組み立てていき、その組立てにおいてO
IDの検査に基づいて二次記憶領域上のみに存在するデ
ータではなく主記憶領域上にも存在するデータを優先し
てアクセスし、オブジェクトを辿る場合にそのオブジェ
クトのOIDから得られるPIDを用いてページ毎のオ
ブジェクトの遷移を行う。条件判定処理部105は、複
合データ取得部102からの指示に基づき、ウィンドウ
領域108内の複合データの条件判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オブジェクト指向
データベース管理システムの問合せ処理方式において、
複雑に関連付けられた複合オブジェクト集合に対する問
合せ条件判定に必要な複合データを取得する場合に、主
記憶領域を有効に利用して二次記憶領域上のデータベー
ス内に存在するデータを効率よくアクセスするための問
合せ処理の高速化を目的としたデータベースアクセス方
式(複合オブジェクト集合に対するデータベースアクセ
ス方式)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の複合オブジェクト集合に対するデ
ータベースアクセス方式としては、「Proceedi
ngs of ACM SIGMOD’90 pp.3
00−311」に掲載されている“A Perform
ance Evaluation of Pointe
r−based Joins”のPointer−ba
sed Join方式と、「Proceedings
of ACM SIGMOD’91 pp.148−1
57」に掲載されている“EfficientAsse
mbly of Complex Objects”の
Assembly方式とが提案されている。
【0003】Pointer−based Join方
式の一方式であるPointer−based Hyb
rid Hash Join方式では、検索対象のオブ
ジェクトからpart−of関係にあるオブジェクト集
合にアクセスする場合に、そのオブジェクト識別子(O
ID。Object IDentifier)から得ら
れるページ番号(PID。Page IDentifi
er)のハッシュ値が取得されて全OIDが主記憶領域
(溢れたら二次記憶領域)上に展開され、分割されたパ
ーティション(バケット)毎にOIDがアクセスされる
ことによリ、データベースアクセスの最適化が行われて
いる。
【0004】また、Pointer−based Jo
in方式の他の一方式であるPointer−base
d Sort−Merge Join方式では、遷移す
る先のオブジェクトのOIDから得られるPIDが全て
取得され、それらがソートされてOIDが並べ換えられ
ることにより、オブジェクトの取得時にはPID順にデ
ータベース内の物理ページアクセスが可能となる。
【0005】一方、Assembly方式では、問合せ
処理に必要な複合データを展開するためのウィンドウ領
域と呼ばれる領域が主記憶領域に確保され、ウィンドウ
領域内に展開可能な数の複合データが物理的なディスク
アクセスのスケジューリングが行われながら組み立てら
れていく。このようにすることにより、ディスクアクセ
スの最適化が可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の複合オ
ブジェクト集合に対するデータベースアクセス方式に
は、以下に示すような問題点があった。
【0007】上述のPointer−based Jo
in方式では、参照関係にあるオブジェクトを一段ずつ
全てのオブジェクトに辿ることになるため、複合オブジ
ェクトがクラスタリングにより近傍に配置されている場
合には、本来当該方式が達成しようとする効果(アクセ
ス効率の向上という効果)が得られないという欠点があ
った。
【0008】また、上述のAssembly方式では、
ディスクアクセスのスケジューリング方式により性能が
大きく影響されてしまうため、物理的なディスクアクセ
スのスケジューリングを行わなければならないので、汎
用のオペレーティングシステムのファイルシステム上で
は実装できないという欠点があった。
【0009】また、上述の両方式とも、二次記憶領域上
に存在するデータを取得することのみが考慮されてお
り、主記憶領域に存在するデータが考慮されていないと
いう欠点があった。
【0010】本発明の目的は、上述の点に鑑み、以上の
ような従来方式の欠点を緩和するために、上述の両方式
を統合させ(Assembly方式を基にしてPoin
ter−based Join方式におけるデータベー
スアクセス手法を用いることによリ)、主記憶領域を有
効に活用することができ、複合オブジェクト集合の問合
せ処理の高速化を図ることができるデータベースアクセ
ス方式(複合オブジェクト集合に対するデータベースア
クセス方式)を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の複合オブジェク
ト集合に対するデータベースアクセス方式は、オブジェ
クト指向データベース管理システムにおいて、複雑に関
連付けられた大規模な複合オブジェクト集合に対するデ
ータベースアクセス処理を行う場合における問合せ処理
の条件判定に必要となる複合データを取得するための主
記憶領域上の任意の領域であるウィンドウ領域と、前記
ウィンドウ領域に複合データを組み立てていき、その組
立てにおいてOIDの検査に基づいて二次記憶領域上の
みに存在するデータではなく主記憶領域上にも存在する
データを優先してアクセスし、オブジェクトを辿る場合
にそのオブジェクトのOIDから得られるPIDを用い
てページ毎のオブジェクトの遷移を行いうる複合データ
取得部と、前記複合データ取得部からの指示に基づき、
前記ウィンドウ領域内の複合データの条件判定を行う条
件判定処理部とを有する。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の複合オブジェクト集合に
対するデータベースアクセス方式の一実施例の構成を示
すブロック図である。本実施例の複合オブジェクト集合
に対するデータベースアクセス方式は、データベース1
06からページ単位にアクセスするデータページアクセ
ス部101と、問合せ処理の実行に必要な複合データを
それらのページ(データベース106からアクセスした
ページ)内から取得する複合データ取得部102と、オ
ブジェクトの遷移を行う場合にオブジェクト識別子(O
ID)から得られるページ番号(PID)のハッシュを
行うハッシュ処理部103と、OIDのソートを行うソ
ート処理部104と、複合データの属性情報を参照しな
がら問合せの条件判定を行う条件判定処理部105とを
含んで構成されている。
【0014】また、本実施例の複合オブジェクト集合に
対するデータベースアクセス方式で利用される主記憶領
域は、データベース106内の物理ページを主記憶領域
上にキャッシュするためのオブジェクトキャッシュ領域
107と、複合データを一時的に格納するためのウィン
ドウ領域108と、ハッシュ処理やソート処理のための
演算領域109(ハッシュテーブルおよびソート領域)
と、複合データの属性情報を登録するための属性情報領
域110とに分けられる。
【0015】図2は、データベース106におけるクラ
ス構成の一例を示す図である。このクラス構成は、デー
タベース106が会社情報データベースである場合の当
該会社情報データベースにおけるクラス構成の例であ
る。
【0016】図3は、本実施例の複合オブジェクト集合
に対するデータベースアクセス方式における問合せ(O
QL(Object Query Language)
で記述された問合せ)の一例を示す図である。
【0017】図4は、図3に示す問合せの属性情報を示
す図である。
【0018】図5は、本実施例の複合オブジェクト集合
に対するデータベースアクセス方式の処理を示す流れ図
である。この処理は、ウィンドウ領域空き有無判定ステ
ップ501と、複合データ残り有無判定ステップ502
と、複合データルート要素取得ステップ503と、OI
D検査ステップ504と、オブジェクトキャッシュ領域
内存在判定ステップ505と、ウィンドウ領域内データ
取得ステップ506と、ポインタ変換有無判定ステップ
507と、ソート領域OID格納ステップ508と、ハ
ッシュテーブルOID格納ステップ509と、複合デー
タ残存判定ステップ510と、複合データ条件判定ステ
ップ511と、条件満足判定ステップ512と、結果デ
ータ出力・複合データ削除ステップ513と、条件判定
済みチェックステップ514と、ハッシュテーブル内O
ID有無判定ステップ515と、ハッシュテーブル基拠
データ取得ステップ516と、ソート領域内OIDソー
トステップ517と、ソート領域基拠データ取得ステッ
プ518と、複合データ残存判定ステップ519とから
なる。
【0019】図6および図7は、本実施例の複合オブジ
ェクト集合に対するデータベースアクセス方式の動作を
説明するための図である。
【0020】次に、このように構成された本実施例の複
合オブジェクト集合に対するデータベースアクセス方式
の動作について説明する。ここでは、図2で表されるク
ラス構成を持つ会社情報データベースがデータベース1
06である場合に、そのデータベース106に図3に示
すような問合せが行われる場合の動作を例に挙げて説明
する。
【0021】図2に示すデータベース106(会社情報
データベース)は、次の〜に示すようなクラス構成
を有している。
【0022】 部門クラスと関連があるクラスとし
て、人間クラスのサブクラスである従業員クラスと拠点
クラスとがある。
【0023】 部門クラスのサブクラスとして、研究
所クラスと事業部クラスとがある。
【0024】 研究所クラスは、研究成果クラスと関
連がある。
【0025】 事業部クラスは、プロジェクトクラス
と関連がある。
【0026】 プロジェクトクラスは、製品クラスと
関連がある。
【0027】このようなクラス構成のデータベース10
6に対して、「OODBMSの製品を開発しているプロ
ジェクトを持つ事業部に関連する研究所は?」という問
合せを行うことを考える。この問合せをOQLで記述す
ると、図3に示すようになる。ここで、“事業部”は事
業部クラスのエクステント集合を表す。
【0028】また、上記の問合せの属性情報は、図4に
示すようになる。この属性情報は、問合せ処理を実行す
る場合に必要な複合データの構造を表し、「属性名」
と、「型」と、条件判定時に必要な属性の「フラグ」と
から構成される。
【0029】図4に示す属性情報では、問合せ条件式に
含まれる製品の名称を得るために、複合データのルート
となる事業部クラスの属性情報からプロジェクトクラス
の属性情報と製品クラスの属性情報とのリンクが張ら
れ、事業部クラス,プロジェクトクラス,および製品ク
ラスのフラグはいずれも1とされる。また、結果(問合
せ結果)として研究所の名称を得るために、事業部クラ
スの属性情報から研究所クラスの属性情報へのリンクが
張られている。ただし、研究所は条件判定には必要がな
いデータであるので、研究所クラスのフラグは0となっ
ている。
【0030】上記のデータベース106および問合せの
例を基にして、本実施例のデータベースアクセス方式の
動作を、図5〜図7を用いて説明する。
【0031】最初に、複合データ取得部102は、主記
憶領域内のウィンドウ領域108に空きがあるか否かを
判定する(ステップ501)。
【0032】複合データ取得部102は、ステップ50
1で「ウィンドウ領域に空きがある」と判定した場合に
は、展開する複合データのルートとなる事業部クラスの
エクステント集合に残りがあるか否かを判定する(ステ
ップ502)。なお、展開する複合データのルートとな
るクラスのエクステント集合(ここでは、事業部クラス
のエクステント集合)はあらかじめオブジェクトキャッ
シュ領域107に読み込まれている。
【0033】複合データ取得部102は、ステップ50
2で「事業部クラスのエクステント集合(展開する複合
データのルート)に残りがある」と判定した場合には、
そのエクステント集合の要素(展開する複合データのル
ートの要素)の1つをオブジェクトキャッシュ領域10
7からウィンドウ領域108内に取得する(ステップ5
03)。
【0034】次に、複合データ取得部102は、ステッ
プ503でウィンドウ領域108に展開されたデータか
ら辿ることができるOIDの検査を行う(ステップ50
4)。ここでは、事業部インスタンスから辿ることがで
きるプロジェクトインスタンスと研究所インスタンスと
のOIDの検査を行い、さらにプロジェクトインスタン
スから辿ることができる製品インスタンスのOIDの検
査を行う。
【0035】そして、複合データ取得部102は、ステ
ップ504の検査に基づき、辿る先のデータ(ステップ
503でウィンドウ領域108に展開されたデータから
辿ることができるデータ)がオブジェクトキャッシュ領
域107に存在するか否かを判定する(ステップ50
5)。
【0036】複合データ取得部102は、ステップ50
5で「当該データがオブジェクトキャッシュ領域107
に存在する」と判定した場合には、オブジェクトキャッ
シュ領域107からウィンドウ領域108内に当該デー
タを取得する(ステップ506)。
【0037】一方、複合データ取得部102は、ステッ
プ505で「当該データがオブジェクトキャッシュ領域
107に存在しない」と判定した場合には、ステップ5
04の検査に基づいて当該データのOIDがポインタ変
換(データベース106におけるOIDから主記憶領域
におけるOIDへの変換)されているか否かを判定する
(ステップ507)。
【0038】複合データ取得部102は、ステップ50
7で「当該OIDがポインタ変換されている」と判定し
た場合には、ソート領域(演算領域107内のソート領
域)に当該OIDを格納する(ステップ508)。
【0039】複合データ取得部102は、ステップ50
7で「当該OIDがポインタ変換されていない」と判定
した場合には、ハッシュ処理部103に当該OIDを渡
す。ハッシュ処理部103は、当該OIDをPIDでハ
ッシュし、ハッシュテーブル(演算領域107内のハッ
シュテーブル)の所定のバケット(当該ハッシュの結果
として得られたバケット)に当該OIDを格納する(ス
テップ509)。
【0040】複合データ取得部102は、以上の一連の
処理をウィンドウ領域108に空きがなくなるまで(ウ
ィンドウ領域108に空きがあっても事業部クラスのエ
クステント集合の要素がなくなった場合にはその時点ま
で)繰り返す(ステップ501およびステップ502参
照)。
【0041】図6に示すデータの展開状態は、このよう
な繰返し処理が行われ、ウィンドウ領域108に空きが
なくなった場合の状態(図5に示す処理の途中の状態)
を示す図である。この図内で、実線で囲まれ斜線が付さ
れたデータ(インスタンス)は取得済み(ウィンドウ領
域108に展開済み)のデータを表し、破線で囲まれた
データは未取得のデータを表している。
【0042】複合データ取得部102は、ステップ50
1で「ウィンドウ領域108に空きがない」と判定した
場合(例えば、図6に示すデータの展開状態となった場
合)には、必要なデータ(インスタンス)が一組でも揃
っている複合データであって条件判定済みでない複合デ
ータがウィンドウ領域108に残存しているか否か(残
りの複合データがあるか否か)を判定する(ステップ5
10)。
【0043】複合データ取得部102は、ステップ51
0で「残りの複合データがある」と判定した場合には、
その複合データ(必要なデータが一組でも揃っている複
合データ)の1つを条件判定処理部105に渡す。条件
判定処理部105は、その複合データの条件判定を行う
(ステップ511)。すなわち、製品インスタンスのデ
ータを取得している複合データの条件判定を行う。そし
て、条件判定処理部105は、その複合データが条件を
満たすか否かを判定する(ステップ512)。
【0044】ここで、条件判定処理部105は、部分的
に組み立てられた複合データ(必要なデータが少なくと
も一組は揃っているが全てのデータは揃っていない複合
データ)に対しても条件判定を行うために、属性情報領
域110内の属性情報(問合せ処理に必要な複合データ
の属性情報)を参照する。
【0045】なお、複合データが部分的に組み立てられ
た場合にも条件判定を可能とするという考え方は、本願
における請求項1または請求項2記載の発明においては
必須な考え方ではない。全ての組立てが完了した複合デ
ータに対してのみ条件判定を行うことによっても、請求
項1または請求項2記載の発明は成立しうる。この場合
には、ステップ510の判定(後述するステップ519
の判定も同様)における「残りの複合データ」とは「完
全に組み立てられた残りの複合データ」を意味し、ステ
ップ511における判定対象の複合データは「必要なデ
ータが一組でも揃っている複合データ」ではなく「完全
に組み立てられた複合データ」になる。
【0046】条件判定処理部105は、ステップ512
で「その複合データが条件を満たす」と判定した場合に
は、複合データ取得部102にその旨を通知する。複合
データ取得部102は、その複合データを結果のデータ
として出力し、ウィンドウ領域108からその複合デー
タを削除する(ステップ513)。例えば、図6に示す
例では、○印を付した製品インスタンスと、その製品イ
ンスタンスに係る複合データの事業部インスタンスおよ
びプロジェクトインスタンスとを削除する。
【0047】一方、条件判定処理部105は、ステップ
512で「その複合データが条件を満たさない」と判定
した場合には、その複合データに条件判定済みのチェッ
クを行う(ステップ514)。図6中の×の印が、その
条件判定済みのチェックを表している。
【0048】これらの処理(ステップ511〜514の
処理および判定)が、ウィンドウ領域108内の全ての
複合データに対して繰り返される(ステップ510参
照)。
【0049】複合データ取得部102は、ステップ51
0で「残りの複合データがない」と判定した場合には、
演算領域109内のハッシュテーブルにOIDがあるか
否かを判定する(ステップ515)。
【0050】複合データ取得部102は、ステップ51
5で「ハッシュテーブルにOIDがある」と判定した場
合には、ハッシュテーブルにおける任意のバケット内の
OIDを取得し、データページアクセス部101に当該
OIDおよび制御を渡す。データページアクセス部10
1は、当該OIDに係るポインタによって指示されるデ
ータベース106内の領域をアクセスして当該OIDに
よって識別されるデータをオブジェクトキャッシュ領域
107に読み込む。複合データ取得部102は、オブジ
ェクトキャッシュ領域107からウィンドウ領域108
内に当該データを取得する(ステップ516)。
【0051】複合データ取得部102は、ステップ51
5で「ハッシュテーブルにOIDがない」と判定した場
合には、ソート処理部104に制御を渡す。ソート処理
部104は、演算領域109におけるソート領域内のO
IDをソートする(ステップ517)。
【0052】複合データ取得部102は、ステップ51
7でソートされた順番にOIDを取得し、各OIDに係
るポインタによってオブジェクトキャッシュ領域107
をアクセスし、当該OIDによって識別されるデータを
オブジェクトキャッシュ領域107からウィンドウ領域
108内に取得する(ステップ518)。
【0053】複合データ取得部102は、ステップ51
6の処理が終了した場合またはステップ518の処理が
終了した場合に、再びステップ501の判定に戻る。
【0054】図7に示すデータの展開状態は、図6に示
すデータの展開状態から、条件を満たす複合データが削
除されて新たな複合データが展開されている様子を表し
ている。この図内で、実線で囲まれ斜線が付されたデー
タ(インスタンス)は新たに取得(展開)されたデータ
を表し、実線で囲まれ斜線が付されていないデータは図
6に示す状態ですでに取得されていたデータを表し、破
線で囲まれたデータは未取得のデータを表している。
【0055】なお、複合データ取得部102は、ステッ
プ502で「事業部クラスのエクステント集合(展開す
る複合データのルート)に残りがない」と判定した場合
には、ウィンドウ領域108内に残りの複合データがあ
るか否かの判定(ステップ510と同様の判定)を行い
(ステップ519)、残りの複合データがない場合には
処理を終了する(残りの複合データがある場合には、上
述のステップ511以降の処理および判定が行われ
る)。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来技術における両方式(Pointer−based
Join方式およびAssembly方式)を統合す
ること等により、以下の〜に示すような効果が生じ
る。
【0057】 ディスクアクセスの物理的なスケジュ
ーリングが不必要になり、クラスタリングの効果が問合
せ処理の処理効率の向上に顕著に表れるようになる。
【0058】 取得した複合データ(ウィンドウ領域
に展開された複合データ)は、部分的に構成されている
場合でも、問合せ処理における条件判定が可能であれば
その処理を行うことができるので、できるだけ冗長なペ
ージアクセスを削減することができる。すなわち、デー
タベースのページアクセス時には、そのページが主記憶
傾域上に存在するか否かの判定が行われているので、冗
長な二次記憶領域のページアクセスを抑えることができ
る。
【0059】 ポインタ変換を考慮することにより、
オブジェクトキャッシュ領域を有効に利用することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合オブジェクト集合に対するデータ
ベースアクセス方式の一実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】図1中のデータベース(会社情報データベー
ス)におけるクラス構成の一例を示す図である。
【図3】図1に示すデータベースアクセス方式における
問合せ(OQLで記述された問合せ)の一例を示す図で
ある。
【図4】図3に示す問合せの属性情報を示す図である。
【図5】図1に示す複合オブジェクト集合に対するデー
タベースアクセス方式の処理手順を示す流れ図である。
【図6】図1に示す複合オブジェクト集合に対するデー
タベースアクセス方式の処理の途中における状態を説明
するための図である。
【図7】図1に示す複合オブジェクト集合に対するデー
タベースアクセス方式の処理の途中における状態を説明
するための図である。
【符号の説明】
101 データページアクセス部 102 複合データ取得部 103 ハッシュ処理部 104 ソート処理部 105 条件判定処理部 106 データベース 107 オブジェクトキャッシュ領域 108 ウィンドウ領域 109 演算領域 110 属性情報領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オブジェクト指向データベース管理シス
    テムにおいて、 複雑に関連付けられた大規模な複合オブジェクト集合に
    対するデータベースアクセス処理を行う場合における問
    合せ処理の条件判定に必要となる複合データを取得する
    ための主記憶領域上の任意の領域であるウィンドウ領域
    と、 前記ウィンドウ領域に複合データを組み立てていき、そ
    の組立てにおいてOIDの検査に基づいて二次記憶領域
    上のみに存在するデータではなく主記憶領域上にも存在
    するデータを優先してアクセスし、オブジェクトを辿る
    場合にそのオブジェクトのOIDから得られるPIDを
    用いてページ毎のオブジェクトの遷移を行いうる複合デ
    ータ取得部と、 前記複合データ取得部からの指示に基づき、前記ウィン
    ドウ領域内の複合データの条件判定を行う条件判定処理
    部とを有することを特徴とする複合オブジェクト集合に
    対するデータベースアクセス方式。
  2. 【請求項2】 前記複合データ取得部の制御に基づき、
    主記憶領域上に目的のデータがない場合にはOIDをP
    IDでハッシュすることにより物理ページのアクセス順
    を考慮してデータベース内から主記憶領域にページを読
    み込むことを可能ならしめるハッシュ処理部と、 前記複合データ取得部の制御に基づき、OIDがポイン
    タ変換されている場合に当該OIDをソートすることに
    より主記憶領域内のオブジェクト領域から前記ウィンド
    ウ領域へのアドレス順のデータの取得を可能ならしめる
    ソート処理部とを有することを特徴とする請求項1記載
    の複合オブジェクト集合に対するデータベースアクセス
    方式。
  3. 【請求項3】 問合せ処理に必要な複合データの属性情
    報を持つ主記憶領域内の属性情報領域と、 前記属性情報領域内の属性情報を参照し、複合データが
    部分的に組み立てられている場合でも当該複合データの
    条件判定を行いうる前記条件判定処理部とを有すること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の複合オブジ
    ェクト集合に対するデータベースアクセス方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001229060A (ja) * 2000-02-17 2001-08-24 Nec Corp ディレクトリ検索システム及び方法、ディレクトリ検索プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP2022051517A (ja) * 2020-09-18 2022-03-31 アーミク カンパニー,リミテッド 事業分割によって組職データを選別的に分離する方法およびシステム

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