JPH10162013A - デジタル探索装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル探索木の見出し数の増加、探索処
理、削除処理、追加処理の要求頻度の増加に対しても、
また、探索処理の要求が連続的に出された場合でも、更
に、長い見出しと長い探索キーを扱う場合でも、デジタ
ル探索木に対する探索処理を高速に行なうデジタル探索
装置を提供する。 【解決手段】 デジタル探索装置においては、デジタル
探索木を共有メモリ３に保持し、デジタル探索木の初期
化処理、葉と節点の追加処理、葉と節点の削除処理を保
守プロセッサ２が行ない、デジタル探索木の探索処理を
探索プロセッサ１が行なう。保守プロセッサ２と探索プ
ロセッサ１は、それぞれ独立に動作し、共有メモリ３を
アクセスしてデジタル探索木を並列に操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、探索したいデータ
の見出し（探索キーという）を候補データの見出しと直
接比較するのではなく、探索キーを構成している桁を手
がかりにして目的のデータの格納場所に近付いていく、
デジタル探索あるいは桁探索と呼ばれるデジタル探索装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル探索装置においては、
大別して、 （１）デジタル探索木の初期化処理 （２）デジタル探索木の探索処理 （３）デジタル探索木の葉と節の削除処理 （４）デジタル探索木への葉と節の追加処理 が行なわれる。

【０００３】従来のデジタル探索装置における上記
（１）〜（４）の処理について、代表的なデジタル探索
木であるパトリシア木を例に用いて説明する。ここで
は、デジタル探索木で保持対象となる見出しとして、Ａ
〜Ｚ、ｎｕｌｌの２７種類を考える。それぞれの符号の
２進数表示を００００１〜１１０１０、０００００とす
る。符号の２進数表示において、１番左のビットをビッ
ト０と呼び、以下左から順に、ビット１、２、３、４と
呼ぶ。図８は、ｎｕｌｌ、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、
Ｎ、Ｐ、Ｒ、Ｓの１１個の見出しが存在するパトリシア
木である。図で、大きな○は節点、小さな○は葉、節点
間、あるいは節点と葉を結ぶ線は枝を表す。節点または
葉の上に記した数値は節点または葉を識別するための番
号を表し、節点の中に書かれた数値は、その節点で調べ
るべき探索キーの桁（検査ビット位置という）を表す。
葉の下に記した記号は、その葉の見出しを表す。節点０
はデジタル探索木の根といい、根を指している矩形をｈ
ｅａｄという。パトリシア木では、探索キーが与えられ
ると、探索木の根から順に枝に沿って節点を辿り、探索
キーに対して検査ビット位置のビットが０の時は左側の
節点に下がり、１の時には右側の節点に下がる。この操
作を繰り返すと、その探索キーに等しい見出しの葉が探
索木に存在する場合には、その葉に到達できる。たとえ
ば、Ｈを探索するには、Ｈの符号０１０００を探索キー
として用いて、木の根の節点から順に、節点が指示する
検査ビット位置の探索キーのビットの値を調べて、節点
を辿っていけばよい。この場合、最初の節点で探索キー
のビット０を調べると０であるので、左下の節点に行
く。次の節点でビット１を調べると１なので右下の節点
に行く。このように、節点０、１、４、９の順に辿っ
て、それぞれ探索キーのビット０、１、２、４を調べて
いくと、見出しＨの葉に至ることが分かる。

【０００４】従来のデジタル探索装置において、初期化
処理（１）は以下のように行なわれる。

【０００５】（ａ）デジタル探索木のｈｅａｄを作成す
る。

【０００６】（ｂ）デジタル探索木が空であることをｈ
ｅａｄに表示する。

【０００７】また、従来のデジタル探索装置において、
探索処理（２）は以下のように行なわれる。

【０００８】図８のデジタル探索木で、探索キーがＩ
（符号０１００１）の葉を探索する場合、次のようにな
る。

【０００９】（ｃ）探索キーのビット０、１、２がそれ
ぞれ０、１、０なので、節点０、１、４の順に辿り、節
点９に到達する。節点９で探索キーのビット４を調べる
と１なので、葉１８に到達する。

【００１０】（ｄ）葉１８の見出しはＩで、探索キーと
等しいので、求めるべき葉に到達したことが判明する。
このとき、到達した葉（この場合は葉１８）の見出しが
探索キーと等しくない場合には、探索したい葉がこのデ
ジタル探索木に存在しないことが判明する。

【００１１】また、従来のデジタル探索装置において、
削除処理（３）は以下のように行なわれる。

【００１２】図８のデジタル探索木で、見出しＩ（符号
０１００１）の葉を削除する場合、次のようになる。

【００１３】（ｅ）Ｉの符号を探索キーとして上記
（ｃ）と同様に図８の探索木を辿ると、葉１８に到達す
る。

【００１４】（ｆ）葉１８の見出しはＩで、探索キーと
等しいので、削除すべき葉に到達したことが判明する。
このとき、到達した葉（この場合は葉１８）の見出しが
探索キーと等しくない場合には、削除したい葉がこのデ
ジタル探索木に存在しないことが判明する。

【００１５】（ｇ）葉１８および葉１８に接続された枝
を削除する。これにより、節点９の枝が１つになるの
で、節点９およびその左下の枝を削除して、代わりに葉
１７（見出しＨ）を節点４の右下の枝につなげる。

【００１６】また、従来のデジタル探索装置において、
追加処理（４）は以下のように行なわれる。

【００１７】図８のデジタル探索木に、見出しＫ（符号
０１０１１）の葉を追加する場合、次のようになる。

【００１８】（ｈ）Ｋの符号を探索キーとして上記
（ｃ）と同様に図８の探索木を辿ると、葉１８に到達す
る。

【００１９】（ｉ）葉１８の見出しはＩ（０１００１）
なので、ＫとＩの符号をビット０から順に比べる。この
結果、ビット３で、両符号のビットがはじめて異なる値
になることが判明する。

【００２０】（ｊ）検査ビット位置が３である節点２３
を新たに作成し、節点４と節点９の間に挿入する。

【００２１】（ｋ）節点２３の右下側の枝に新たに葉２
３を作成し、その見出しをＫにする。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、デジタル探索木に対する初期化処理、探索処理、削
除処理、追加処理を単一のプロセッサで行なっていたた
め、下記のような問題があった。

【００２３】（１）探索処理、削除処理、追加処理の要
求が連続して多数来たとき、削除処理、追加処理にＣＰ
Ｕ時間をとられ、探索処理が遅延することがある。

【００２４】（２）探索処理、削除処理、追加処理の要
求が同時に来ることがあるような応用において、要求を
逐次的に処理しなければならないので、探索処理が後回
しにされて遅延することがある。

【００２５】（３）探索処理の高速化のために、プロセ
ッサを処理に合わせて専用化したい場合でも、削除処
理、追加処理が複雑であるため、プロセッサの構造が複
雑になり実現困難である。

【００２６】（４）探索処理では、デジタル探索木にお
いて、１つの節点で探索キーのビットを１つ調べて、節
点を順に辿らなければならない。このため、見出し数が
多いデジタル探索木の場合、あるいは、見出しの長さが
長い場合に、辿るべき節点の数が多いので、探索処理時
間が長くなることがある。

【００２７】（５）デジタル探索木の節点のデータとし
て検査ビット位置を用いているので、見出しが長い場合
に検査ビット位置のデータも長くなるので、探索処理で
１つの節点を辿るためにメモリから読み込まなければな
らないデータ量が多くなり、探索処理が遅くなる。

【００２８】（６）探索処理では、検査ビット位置を読
み出して、探索キーを調べた後で、始めて次節点アドレ
スの格納場所を特定することができる。このため、節点
を１つ辿る際に、検査ビット位置の読み出しと、次節点
アドレスの読み出しの２回のメモリアクセスを逐次的に
行なわなければならないので、処理時間が長くなる。検
査ビット位置を読み出す時点では、次節点アドレスの候
補は複数存在するので、１度のメモリアクセスで済ます
ためには、それら複数の次節点アドレスを同時に読み出
さなければならない。見出し数が多い場合には、次節点
アドレスも長くなるので、このことは、プロセッサとメ
モリの間のデータ転送用のバス幅を実現困難なほど広く
しなければならないことを意味する。

【００２９】また、デジタル探索木の各節点ごと、ある
いはいくつかまとめた節点ごとに、探索処理、削除処
理、追加処理を行なうプロセッサを割り付けて、複数の
プロセッサでこれらの処理を行なう提案例もあるが、こ
れにも下記のような問題があった。

【００３０】（７）デジタル探索木の構成に応じて、プ
ロセッサの数などのシステムの構成を変えなければなら
ない。特に、見出し数の多いデジタル探索木の場合に
は、システムの規模が拡大し、かつ複雑になってしま
う。

【００３１】（８）節点を移動するごとにプロセッサ間
通信が発生するので、通信のオーバヘッドが大となる。

【００３２】また、上記いずれの提案例、実現例におい
ても、以下のような問題がある。

【００３３】（９）デジタル探索木に探索キーと一致す
る見出しを持つ葉がない場合に、必ず探索失敗（該当す
る見出しなし）となってしまい、特定の一部のビットだ
けが一致するような見出しを探索結果として求められる
ようにできない。

【００３４】本発明の目的は、デジタル探索木の見出し
数の増加、探索処理、削除処理、追加処理の要求頻度の
増加に対しても、また、探索処理の要求が連続的に出さ
れた場合でも、更に、長い見出しと長い探索キーを扱う
場合でも、デジタル探索木に対する探索処理を高速に行
なうデジタル探索装置を提供することである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、デ
ジタル探索木の初期化、デジタル探索木の節点と葉の追
加と削除、デジタル探索木の再構成を行なう保守プロセ
ッサと、デジタル探索木を探索する探索プロセッサと、
デジタル探索木を保持する共有メモリとを有し、保守プ
ロセッサと探索プロセッサがそれぞれ独立に動作し、共
有メモリをアクセスしてデジタル探索木を並列に操作す
るデジタル探索装置により達成される。本発明のデジタ
ル探索装置においては、デジタル探索木を共有メモリに
保持し、デジタル探索木の初期化処理、葉と節点の追加
処理、葉と節点の削除処理を保守プロセッサが行ない、
デジタル探索木の探索処理を探索プロセッサが行なう。
保守プロセッサと探索プロセッサは、それぞれ独立に動
作し、共有メモリをアクセスしてデジタル探索木を並列
に操作する。

【００３６】したがって、下記の問題が解消される。

【００３７】（１）探索処理、削除処理、追加処理の要
求が連続して多数来たとき、削除処理、追加処理にＣＰ
Ｕ時間をとられ、探索処理が遅延することがある。

【００３８】（２）探索処理、削除処理、追加処理の要
求が同時に来ることがあるような応用において、要求を
逐次的に処理しなければならないので、探索処理が後回
しにされて遅延することがある。

【００３９】（３）探索処理の高速化のために、プロセ
ッサを処理に合わせて専用化したい場合でも、削除処
理、追加処理が複雑であるため、プロセッサの構造が複
雑になり実現困難である。

【００４０】請求項２の実施態様によれば、共有メモリ
が、デジタル探索木の節点データとして、検査ビット位
置と、探索キーの検査ビット位置のビットの値が０のと
きに分岐すべき節点アドレスおよび１のときに分岐すべ
き節点アドレスを保持し、探索プロセッサが、共有メモ
リから読み出した節点データに従って、探索キーの検査
ビット位置のビットの値を調べ、その結果により、次に
共有メモリから読み出す節点データのアドレスを決定す
る手段を有し、保守プロセッサが、葉の追加の際に、節
点データとして共有メモリが保持すべき内容が上記の通
りになるように、節点データの変更、あるいは、新しい
節点を追加してデジタル探索木を更新する手段を有す
る。

【００４１】請求項３の実施態様によれば、共有メモリ
が、デジタル探索木の節点データとして、予め定められ
た数の複数の検査ビット位置と、それらの位置に対する
探索キーのビットの値の組合せごとに定まる一連の分岐
先節点アドレスを保持し、前記探索プロセッサが、前記
共有メモリから読み出した節点データに従って、探索キ
ーの前記複数の検査ビット位置のビットの値を調べ、そ
れらの結果により、次に前記共有メモリから読み出すべ
き節点データのアドレスを決定する手段を有し、前記保
守プロセッサが、葉の追加の際に、検査ビット位置の数
が予め定められた値以下になるように、当該節点の節点
データの変更、あるいは、新しい節点を追加してデジタ
ル探索木を更新する手段を有する。

【００４２】請求項３においては、探索プロセッサで、
探索キーに対して１つの節点で複数のビットを調べるこ
とが可能になるようにしたため、前述の以下の問題を解
消できる。

【００４３】探索処理では、デジタル探索木において、
１つの節点で探索キーのビットを１つ調べて、節点を順
に辿らなければならないため、見出し数が多いデジタル
探索木の場合、あるいは、見出しの長さが長い場合に、
辿るべき節点の数が多いので、探索処理時間が長くなる
ことがある。

【００４４】請求項４の実施態様によれば、共有メモリ
が、デジタル探索木の節点データおよび葉のデータとし
て、探索キーと見出しの比較の際に無視してよいビット
を指定するマスクデータをさらに保持し、探索プロセッ
サが、節点データとしてマスクデータを保持する節点を
読み出す際に、その節点データをスタックに積み込む手
段と、探索木を辿って到達した葉の見出しが探索キーと
異なる場合に、前記スタックをポップアップして節点デ
ータを取り出す手段と、取り出した節点データのマスク
データを用いて探索キーの一部を無視しながら当該節点
からデジタル探索を再度やり直す手段とをさらに有す
る。

【００４５】請求項４においては、節点データと葉のデ
ータとしてマスクデータを用いて探索キーの一部を無視
できるようにしており、探索プロセッサがスタックを用
いてマスクデータを保持している節点データへの到着履
歴を管理して、探索キーと異なる葉に到達した場合にバ
ックトラックできるようにしているので以下の問題が解
消する。

【００４６】デジタル探索木に探索キーと一致する見出
しを持つ葉がない場合に、必ず探索失敗（該当する見出
しなし）となってしまい、特定の一部のビットだけが一
致するような見出しを探索結果として求められるように
できない。

【００４７】請求項５の実施態様によれば、共有メモリ
が前記検査ビット位置（ＣＰ）の代わりにＣＰの移動幅
（ＣＰ−ＳＫＩＰ）を保持し、前記探索プロセッサが、
検査ビット位置を示す検査ビット位置レジスタを備え
て、前記共有メモリから読み出して得られるＣＰ−ＳＫ
ＩＰを検査ビット位置レジスタの値に足し込むことによ
り検査ビット位置を決定する手段を有し、前記保守プロ
セッサが、葉の追加の際に、デジタル探索木の既存節点
のＣＰ−ＳＫＩＰの値、および、予め定められたＣＰ−
ＳＫＩＰの最大値とから、ＣＰ−ＳＫＩＰの値が該最大
値以下になるように、ひとつあるいは複数の節点を追加
してデジタル探索木を更新する手段を有する。

【００４８】請求項５においては、節点のデータとし
て、検査ビット位置の代わりに見出しの長さに依存しな
い短い長さに抑えることが可能な検査ビット移動幅を用
いているので、以下の問題が解消できる。

【００４９】デジタル探索木の節点のデータとして検査
ビット位置を用いているので、見出しが長い場合に検査
ビット位置のデータも長くなるので、探索処理で１つの
節点を辿るためにメモリから読み込まなければならない
データ量が多くなり、探索処理が遅くなる。

【００５０】請求項６の実施態様によれば、共有メモリ
が各節点の節点データとして、分岐先節点である子節点
の節点データアドレスと、子節点での分岐先決定のため
の条件である分岐条件の対からなる枝データを分岐先の
数だけ保持し、探索プロセッサが共有メモリから枝デー
タを読み出す手段と、読み出した枝データの分岐条件と
探索キーとから子節点での分岐先節点である孫節点を決
定し、子節点の節点データにおける当該孫節点に対する
枝データの格納アドレスを計算して、共有メモリから次
に読み出すべき枝データのアドレスとして設定する手段
を有する。

【００５１】請求項６においては、探索プロセッサが節
点を１つ辿るためにメモリから読み込まなければならな
いデータは１個の節点アドレスと分岐条件だけであり、
さらに、これらは同時に読み込むことができるので、次
の問題を解消できる。

【００５２】（１）探索処理では、検査ビット位置を読
み出して、探索キーを調べた後で、始めて次節点アドレ
スの格納場所を特定することができる。このため、節点
を１つ辿る際に、検査ビット位置の読み出しと、次節点
アドレスの読み出しの２回のメモリアクセスを逐次的に
行なわなければならないので、処理時間が長くなる。検
査ビット位置を読み出す時点では、次節点アドレスの候
補は複数存在するので、１度のメモリアクセスで済ます
ためには、それら複数の次節点アドレスを同時に読み出
さなければならない。見出し数が多い場合には、次節点
アドレスも長くなるので、このことは、プロセッサとメ
モリの間のデータ転送用のバス幅を実現困難なほど広く
しなければならないことを意味する。

【００５３】さらに、探索プロセッサと、保守プロセッ
サと、共有メモリで装置を構成し、各プロセッサは、そ
れぞれ独立にデジタル探索木を辿ればよいので、以下の
問題は発生しない。

【００５４】（２）デジタル探索木の構成に応じて、プ
ロセッサの数などのシステムの構成を変えなければなら
ない。特に、見出し数の多いデジタル探索木の場合に
は、システムの規模が拡大し、かつ複雑になってしま
う。

【００５５】（３）節点を移動するごとにプロセッサ間
通信が発生するので、通信のオーバヘッドが大となる。

【００５６】請求項７の実施態様によれば、共有メモリ
がデジタル探索木の葉に対してオン、オフ２値の状態表
示データ、および、葉の行列であるＬＲＵ行列を表す順
序関係を保持し、前記保守プロセッサがデジタル探索木
に葉を追加する際に、当該葉をＬＲＵ行列の最後に加え
て、その葉の状態表示データをオフにする手段と、一定
時間ごと、あるいは指定された契機に、ＬＲＵ行列中の
葉の状態表示データを調べ、オンであれば該葉数がＬＲ
Ｕ行列の後にくるようにＬＲＵ行列の順序を変更する手
段と、指定された契機にＬＲＵ行列の先頭の葉をデジタ
ル探索木から削除する手段を有し、前記探索プロセッサ
が探索キーに対応する葉を探索したときに、その葉の状
態表示データをオンにする手段を有する。

【００５７】このように、ＬＲＵ行列で葉の生成順序を
保持し、オン／オフの状態表示データで探索プロセッサ
での探索状況を保持することにより、作られた順が古
く、かつ最近探索されていない葉から順番に削除対象と
して選ばれる。また、作られた順が古くても、ある一定
時間前からの間に一度でも探索された葉は状態がオンに
なるので、他に状態がオフの葉がある限り削除対象の候
補から除外される、あるいは、候補になりにくくなる。

【００５８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００５９】図１は本発明の一実施形態のデジタル探索
装置の構成図である。

【００６０】本実施形態のデジタル探索装置は、デジタ
ル探索木の初期化、デジタル探索木の節点と葉の追加と
削除、デジタル探索木の再構成とを行なう保守プロセッ
サ２と、デジタル探索木を探索する探索プロセッサ１
と、デジタル探索木を保持する共有メモリ３とから構成
され、保守プロセッサ２と探索プロセッサ１がそれぞれ
独立に動作し、共有メモリ３をアクセスしてデジタル探
索木を並列に操作する。デジタル探索木の初期化処理、
追加処理、削除処理の要求は保守プロセッサ２に送られ
る。また、探索処理の要求は、探索プロセッサ１に送ら
れる。追加処理の要求では、追加すべき葉の見出しと、
その見出しに結びつけられたデータ（見出し対応データ
と呼ぶ）の格納アドレスが与えられる。削除処理の要求
では、削除すべき葉の見出しが与えられる。探索処理で
は、探索すべき葉の見出しが与えられる。

【００６１】請求項２に対応する第１の実施形態では、
共有メモリ３に、デジタル探索木の節点データとして、
図８に例示したと同様に、検査ビット位置と、探索キー
の検査ビット位置のビットの値が０のときに分岐すべき
節点アドレスおよび１のときに分岐すべき節点アドレス
を保持し、探索プロセッサ１は、共有メモリ３から読み
出した節点データに従って、探索キーの検査ビット位置
のビットの値を調べ、その結果により、次に共有メモリ
３から読み出す節点データのアドレスを決定する手段
（不図示）を有し、保守プロセッサ２は、葉の追加の際
に、節点データとして共有メモリ３が保持すべき内容が
上記の通りになるように、節点データの変更、あるい
は、新しい節点を追加してデジタル探索木を更新する手
段（不図示）を有する。

【００６２】請求項３に対応する第２の実施形態では、
共有メモリ３が、デジタル探索木の節点データとして、
複数の検査ビット位置と、それらの位置に対する探索キ
ーのビットの値の組合せごとに定まる一連の分岐先節点
アドレスを保持し、探索プロセッサ１が、共有メモリ３
から読み出した節点データに従って、探索キーの複数の
検査ビット位置のビットの値を調べ、それらの結果によ
り、次に共有メモリ３から読み出すべき節点データのア
ドレスを決定する手段（不図示）を有し、保守プロセッ
サ２が、葉の追加の際に、検査ビット位置の数が予め定
められた値以下になるように、当該節点の節点データの
変更、あるいは、新しい節点を追加してデジタル探索木
を更新する手段（不図示）を有する。

【００６３】デジタル探索木において、根の節点は第０
段にあるといい、根から出た枝に接続された節点は第１
段にあるといい、同様に、第ｉ段の節点から出た枝に接
続された節点は第（ｉ＋１）段にあるというように、節
点に対して、根から辿るときに通る枝の数で表される段
に、その節点はあるという。図２は、図８において、連
続した２つの段にある節点を、４本の枝を持つ１つの節
点にまとめることによりできるデジタル探索木である。
この図の記法は図８と同様である。ただし、節点の中に
記した３つの数値の並びは、３つの検査ビット位置を表
す。ここで、節点１、２、３、５のように、３つの数値
の並びのなかに同じ数値がある場合には、その節点での
検査ビット位置の数が２以下であることを表す。

【００６４】また、各節点は４本の枝を持ち、左から順
に、第０、第１、第２、第３の枝と呼ぶ。

【００６５】探索プロセッサ１と保守プロセッサ２は、
探索処理、追加処理、削除処理において、これらの検査
ビットと４本の枝を使って、以下のように節点を辿る
と、図８のデジタル探索木を、第１の実施形態の処理で
辿った場合と同じ見出しを持つ葉に到達できる。今、検
査ビット位置がＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３とする。このと
き、探索キーのビットＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３がそれぞ
れｓ１、ｓ２、ｓ３である場合には、以下の式で計算さ
れるｂの値を用いて、第ｂの枝を辿る。

【００６６】 ｂ０＝ｓ１ ．．．．（１） ｂ１＝（ｓ１・ｓ２）ｖ（ｎｏｔ（ｓ１）・ｓ２）．．．．（２） ｂ＝ｂ１＆ｂ０ ．．．．（３） ここで、「・」、「ｖ」は、それぞれ２つのビットの論
理積、論理和を、「ｎｏｔ（ｓ１）」はｓ１の否定を表
し、「＆」はビットの連接を表し、ｂ＝ｂ１＆ｂ０の式
は、下位ビットｂ０、上位ビットｂ１の２ビットでｂが
構成されていることを表す。

【００６７】探索プロセッサ１において、探索処理は以
下のように行なわれる。

【００６８】図２のデジタル探索木で、探索キーがＩ
（符号０１００１）の葉を探索する場合、次のようにな
る。

【００６９】（３ｃ）探索キーのビット０、１、２がそ
れぞれ０、１、０なので、節点０で第１の枝が選ばれ
て、節点２に到達する。節点２で探索キーのビット２、
４を調べると０、１なので、第１の枝が選ばれて、葉１
０に到達する。

【００７０】（３ｄ）葉１０の見出しはＩで、探索キー
と等しいので、求めるべき葉に到達したことが判明す
る。このとき、到達した葉（この場合は葉１０）の見出
しが探索キーと等しくない場合には、探索したい葉がこ
のデジタル探索木に存在しないことが判明する。

【００７１】また、保守プロセッサ２において、削除処
理は以下のように行なわれる。

【００７２】図２のデジタル探索木で、見出しＩ（符号
０１００１）の葉を削除する場合、次のようになる。

【００７３】（３ｅ）Ｉの符号を探索キーとして上記
（３ｃ）と同様に図２の探索木を辿ると、葉１０に到達
する。

【００７４】（３ｆ）葉１０の見出しはＩで、探索キー
と等しいので、削除すべき葉に到達したことが判明す
る。このとき、到達した葉（この場合は葉１０）の見出
しが探索キーと等しくない場合には、削除したい葉がこ
のデジタル探索木に存在しないことが判明する。

【００７５】（３ｇ）葉１０および葉１０に接続された
枝を削除する。さらに、節点２の検査ビット位置の並び
を、２、２、２に変更する。

【００７６】また、保守プロセッサ２において、追加処
理は以下のように行なわれる。

【００７７】図２のデジタル探索木に、見出しｋ（符号
０１０１１）の葉を追加する場合、次のようになる。

【００７８】（３ｈ）ｋの符号を探索キーとして上記
（３ｃ）と同様に図２の探索木を辿ると、葉１０に到達
する。

【００７９】（３ｉ）葉１０の見出しはＩ（０１００
１）なので、ＫとＩの符号をビット０から順に比べる。
この結果、ビット３で、両符号のビットがはじめて異な
る値になることが判明する。

【００８０】（３ｊ）節点２の検査ビット位置の並びが
２、４、２であるので、まず、これを２、３、２に変更
し、この第１の枝に見出しＫを持つ葉を接続する。

【００８１】（３ｋ）検査ビット位置の並びが４、４、
４である節点を作成し、その第０の枝に見出しＨの葉
を、第３の枝に見出しＩの枝を接続し、この節点を節点
２の第０の枝に接続する。

【００８２】上記と同様にして、図８において連続した
３つの段にある節点を、８本の枝を持つ１つの節点にま
とめることによりできるデジタル探索木に対しても処理
手順を定めることができる。さらに、図８において、ま
とめる段の数を増やしていっても同様である。

【００８３】請求項４に対応する第３の実施形態では、
共有メモリ３が、デジタル探索木の節点データおよび葉
のデータとして、探索キーと見出しの比較の際に無視し
てよいビットを指定するマスクデータをさらに保持し、
探索プロセッサ１が、節点データとしてマスクデータを
保持する節点を読み出す際に、その節点データをスタッ
クに積み込む手段（不図示）と、探索木を辿って到達し
た葉の見出しが探索キーと異なる場合に、前記スタック
をポップアップして節点データを取り出す手段（不図
示）と、取り出した節点データのマスクデータを用いて
探索キーの一部を無視しながら当該節点からデジタル探
索を再度やり直す手段（不図示）とをさらに有する。

【００８４】図３は、図８のデジタル探索木の各節点と
葉において、上記マスクデータ（以下単にｍａｓｋとい
う）を保持したデジタル探索木の例である。デジタル探
索装置においては、探索処理は以下のように行なわれ
る。図３のデジタル探索木で、探索キーが符号１０１１
１の場合には、次のように探索する。

【００８５】（４ｃ）ｈｅａｄから節点０に到達する。
節点０はｍａｓｋがあるので節点０の節点データをスタ
ックに積む。次に、探索キーのビット０が１なので、節
点０から２に行く。節点２はマスクデータを保持してい
るので節点２の節点データをスタックに積む。次に、探
索キーのビット２が１なので、節点２から葉６に到達す
る。

【００８６】（４ｄ−１）葉６の見出しはＴ（１０１０
０）で、探索キーと等しくないことが判明する。スタッ
クの一番上にある節点２のデータをポップアップする。
ｍａｓｋ＝１１０００なので、探索キー（１０１１１）
を１００００に変更する。すなわち、探索キーとｍａｓ
ｋの各ビットごとに論理積をとってできるビットパター
ンを新たな探索キーにする。

【００８７】（４ｄ−２）新しい探索キーのビット２が
０なので、節点５に行き、更にビット３も０なので、葉
１１に到達する。葉１１はｍａｓｋ＝１１０００を保持
しているので、葉１１の見出し（１００００）と該ｍａ
ｓｋのビットごとの論理積をとってできるビットパター
ン１００００を探索キーと比較する。

【００８８】（４ｄ−３）両者が一致するので、葉１１
を探索結果と判定する。

【００８９】また、図３のデジタル探索木で、探索キー
が符号１１１０１の場合には、次のように探索する。

【００９０】（５ｃ）（４ｃ）と同じ。

【００９１】（５ｄ−１）（４ｄ−１）と同じ。

【００９２】（５ｄ−２）（４ｄ−２）と同じ。

【００９３】（５ｄ−３）両者が一致しないので、スタ
ックの一番上にある節点０のデータをポップアップす
る。ｍａｓｋ＝０００００なので、探索キー（１０１１
１）を０００００に変更する。

【００９４】（５ｄ−４）新しい探索キーのビット０、
１、２、３が０なので、節点０、１、３、７の順に辿り
節点１３に到達する。節点１３で探索キーのビットを調
べると０なので葉２１に到達する。葉２１はｍａｓｋ＝
０００００を保持しているので、葉２１の見出し（００
０００）と該ｍａｓｋとビットごとの論理積をとってで
きるビットパターン０００００を探索キーと比較する。

【００９５】（５ｄ−５）両者が一致するので、葉２１
を探索結果と判定する。

【００９６】請求項５に対応する第４の実施形態では、
共有メモリ３が前記検査ビット位置（ＣＰ）の代わりに
ＣＰの移動幅（ＣＰ−ＳＫＩＰ）を保持し、探索プロセ
ッサ１が、検査ビット位置を示す検査ビット位置レジス
タ（不図示）を備えて、共有メモリ３から読み出して得
られるＣＰ−ＳＫＩＰを検査ビット位置レジスタの値に
足し込むことにより検査ビット位置を決定する手段（不
図示）を有し、保守プロセッサ２が、葉の追加の際に、
デジタル探索木の既存節点のＣＰ−ＳＫＩＰの値、およ
び、予め定められたＣＰ−ＳＫＩＰの最大値（Ｍとす
る）とから、ＣＰ−ＳＫＩＰの値がＭ以下になるよう
に、ひとつあるいは複数の節点を追加してデジタル探索
木を更新する手段（不図示）を有する。

【００９７】図４は、図８のデジタル探索木の各節点に
おいて、上記に従って、検査ビット位置の代わりに、検
査ビット位置の移動幅を持たせてできるデジタル探索木
である。

【００９８】探索プロセッサ１は、検査ビット位置を示
す検査ビット位置レジスタを備えて、共有メモリ３から
読み出して得られるＣＰ−ＳＫＩＰを検査ビット位置レ
ジスタに足し込むことにより検査ビット位置を決定す
る。保守プロセッサ２は、節点の追加の際に、その節点
での検査ビット位置ＣＰから、探索木の根から当該節点
に至る経路上の節点のＣＰ−ＳＫＩＰの値を減じていく
ことにより、当該節点のＣＰ−ＳＫＩＰの値を計算する
（計算結果をＳとする）。Ｓと予め定められたＣＰ−Ｓ
ＫＩＰの最大値Ｍと比べて、ＣＰ−ＳＫＩＰの値がＭ以
下になるように、Ｓの値に応じてひとつあるいは複数の
節点を作り出して追加する。たとえば、Ｓが２０、Ｍが
８のとき、ＣＰ−ＳＫＩＰの値が、８、８、４の３つの
節点ａ、ｂ、ｃを作り、ａからｂ、ｂからｃへ枝を張っ
て、これら３つの節点をデジタル探索木に挿入する。

【００９９】次に、探索キーがＩ（符号０１００１）の
葉を探索する例を用いて、図４のデジタル探索木での探
索処理を説明する。まず、検査ビット位置レジスタ（Ｃ
ＰＲ）を０に初期化する。次に、節点０で、ＣＰ−ＳＫ
ＩＰの値が０なので、ＣＰＲにＣＰ−ＳＫＩＰを加えて
もＣＰＲ＝０のままである。このため、探索キーのビッ
ト０を調べる。このビットの値が０であるので、次に、
左側の節点１に行く。節点１のＣＰ−ＳＫＩＰの値１を
ＣＰＲに加えるとＣＰＲは１になるので、探索キーのビ
ット１を調べる。このビットの値が１なので、右側節点
４に行く。節点４では、ＣＰ−ＳＫＩＰの値１をＣＰＲ
に加えて、ＣＰＲを２にして、探索キーのビット２を調
べる。次に、探索キーのビット２が０なので、節点９に
行き、ＣＰＲにＣＰ−ＳＫＩＰの値２を加えて４にし
て、探索キーのビット４を調べる。このビットの値が１
なので、葉１８に到達する。ここで、葉１８の見出し
（Ｉ）が探索キーと等しいので、葉１８が求める葉であ
ることが分かる。

【０１００】請求項６に対応する第５の実施形態では、
共有メモリ３が各節点の節点データとして、分岐先節点
である子節点の節点データアドレスと、子節点での分岐
先決定のための条件である分岐条件の対からなる枝デー
タを分岐先の数だけ保持し、探索プロセッサ１が共有メ
モリ３から枝データを読み出す手段（不図示）と、読み
出した枝データの分岐条件と探索キーとから子節点での
分岐先節点である孫節点を決定し、子節点の節点データ
における当該孫節点に対する枝データの格納アドレスを
計算して、共有メモリ３から次に読み出すべき枝データ
のアドレスとして設定する手段（不図示）を有する。

【０１０１】共有メモリ３は、図６に例示したデジタル
探索木を保持する。通常の木構造のデータを保持する場
合と同様に、図における枝は、枝の下にある節点または
葉のデータを保持しているメモリのアドレスとして表さ
れる。このとき、節点として、０〜３の４つの枝に対す
る枝データを、順に格納した４語のデータを保持する。
ｈｅａｄを保持するメモリアドレスだけが固定（たとえ
ばアドレス０）であり、節点は、上記４語が連続してい
れば、メモリの空いている任意の場所に保持してよい。
また、葉として、見出しと、見出し対応データの格納ア
ドレスの対からなる葉データを保持する。ひとつの葉デ
ータはメモリに連続した領域に保持する。葉データの見
出しの長さは任意でも実現できる。

【０１０２】図５は図１のデジタル探索木に対して、上
記のように節点データとｈｅａｄの枝データを保持して
できるデジタル探索木である。また、図６は、図２のデ
ジタル探索木に対して、上記のように、節点データとｈ
ｅａｄの枝データを保持してできるデジタル探索木であ
る。これらの図で、［ａ，ｂ，ｃ］は枝データを表し、
［−］は子節点での分岐条件がない、すなわち、分岐先
節点が葉であることを表す。また、単に−と記している
のは、枝データが空、すなわち、枝の先に節点または葉
が接続されていないことを表す。

【０１０３】探索プロセッサ１は、共有メモリ３から枝
データを読み出し、読み出した枝データの分岐条件と探
索キーとから子節点での分岐先節点（孫節点）を決定
し、子節点の節点データにおける当該孫節点に対する枝
データの格納アドレスを計算して、共有メモリ３から次
に読み出すべき枝データのアドレスとして設定する。

【０１０４】図６のデジタル探索木で、探索キーがＩ
（符号０１００１）の葉を探索する場合、次のようにな
る。

【０１０５】（６ｃ）ｈｅａｄの枝データの分岐条件
［０，１，２］を読み出す。探索キーのビット０，１，
２がそれぞれ０．１，０なので、節点０の第１の枝デー
タを選んで、読み出す。この枝データは分岐条件が
［２，４，２］、子節点の節点データアドレスが節点２
のアドレスを保持している。このため、探索キーのビッ
ト２，４を調べると０，１なので、節点２の第１の枝デ
ータが選ばれて、分岐条件が［−］なので葉１０に到達
する。

【０１０６】上記操作では、節点を１つ辿るために枝デ
ータを１つ読み出せばよい。また、枝データにおける、
分岐条件と節点アドレスは同時に読み出すことが可能で
ある。すなわち、１回のメモリアクセスで節点を１つ辿
ることができる。

【０１０７】（６ｄ）葉１０の見出しはＩで、探索キー
と等しいので、求めるべき葉に到達したことが判明す
る。このとき、到達した葉（この場合は葉１０）の見出
しが探索キーと等しくない場合には、探索したい葉がこ
のデジタル探索木に存在しないことが判明する。

【０１０８】また、保守プロセッサ２において、削除処
理は以下のように行なわれる。

【０１０９】図６のデジタル探索木で、見出しＩ（符号
０１００１）の葉を削除する場合、次のようになる。

【０１１０】（６ｅ）Ｉの符号を探索キーとして上記
（４ｃ）と同様に図５の探索木を辿ると、葉１０に到達
する。

【０１１１】（６ｆ）葉１０の見出しはＩで、探索キー
と等しいので、削除すべき葉に到達したことが判明す
る。このとき、到達した葉（この場合は葉１０）の見出
しが探索キーと等しくない場合には、削除したい葉がこ
のデジタル探索木に存在しないことが判明する。

【０１１２】（６ｇ）葉１０および葉１０に接続された
枝を削除する。さらに、節点２の第１の枝データを−に
変更する。

【０１１３】また、保守プロセッサ２において、追加処
理は以下のように行なわれる。

【０１１４】図６のデジタル探索木に、見出しＫ（符号
０１０１１）の葉を追加する場合、次のようになる。

【０１１５】（６ｈ）Ｋの符号を探索キーとして上記
（６ｃ）と同様に図６の探索木を辿ると、葉１０に到達
する。

【０１１６】（６ｉ）葉１０の見出しはＩ（０１００
１）なので、ＫとＩの符号をビット０から順に比べる。
この結果、ビット３で、両符号のビットがはじめて異な
る値になることが判明する。

【０１１７】（６ｊ）節点０の第１の枝データの分岐条
件［２，４，２］であるので、まず、これを［２，３，
２］に変更する。さらに、節点０の第１の枝に接続され
ている節点２の第１の枝に見出しＫを持つ葉を接続す
る。

【０１１８】（６ｋ）節点２の第０の枝データの分岐条
件を［４，４，４］に変更する。分岐条件が、［−］，
−，−，［−］の節点を作成し、その第０の枝に見出し
Ｈの葉を、第３の枝に見出しＩの葉を接続し、この節点
を節点２の第０の枝に接続する。

【０１１９】以下では簡単のため枝データの長さ（１
語）の倍数の固定長に設定し、見出し対応データ格納ア
ドレスは１語に設定した場合について説明する。

【０１２０】探索プロセッサ１は、探索要求を受け取
り、探索キーが与えられると、まず、上記（６ｃ）に例
示した手順に従い、葉に到達するまで次の操作を繰り返
す。

【０１２１】・共有メモリ３から枝データを読み出す。

【０１２２】・枝データから分岐条件と分岐先節点アド
レスを取り出す。

【０１２３】・前記（式１）〜（式３）を分岐条件と探
索キーに適用して、枝番号を求める。

【０１２４】・分岐先節点アドレスに枝番号を加算する
ことにより、次に読み出す枝データのアドレスを求め
る。

【０１２５】次に、上記（６ｄ）に例示した手順に従
い、次の操作を行ない、探索結果を作成する。

【０１２６】・共有メモリ３から葉データの先頭語を読
み出す。

【０１２７】・先頭語を探索キーの先頭語と比較して、
異なっている場合には該当する葉は存在しないと出力し
て終了する。

【０１２８】・一致した場合には、共有メモリ３から葉
データの第２語を読み出す。

【０１２９】・読み出した語を探索キーの第２語と比較
して、異なっている場合には該当する葉は存在しないと
出力して終了する。

【０１３０】・上記操作を見出しと探索キーのすべての
語について行ない、見出しと探索キーが等しいか調べ
る。

【０１３１】・見出しと探索キーが等しい場合には、共
有メモリ３から次の語を読み出すことにより、見出し対
応データ格納アドレスを得て、探索結果として返す。

【０１３２】保守プロセッサ２は、削除処理の要求を受
け取り、削除すべき葉の見出しを与えられると、前記
（６ｅ）〜（６ｇ）の手順で、共有メモリ３に保持され
ているデジタル探索木を変更して、葉データを削除す
る。

【０１３３】また、保守プロセッサ２は、追加処理の要
求を受け取り、追加すべき葉の見出しと見出し対応デー
タ格納アドレスを与えられると、前記（６ｈ）〜（６
ｋ）の手順で、共有メモリ３に保持されているデジタル
探索木を変更して、葉データを追加する。

【０１３４】請求項７に対応する第６の実施形態では、
共有メモリ３がデジタル探索木の葉に対して、オン、オ
フ２値の状態表示データ、および、葉の行列であるＬＲ
Ｕ行列を表す順序関係を保持し、保守プロセッサ２がデ
ジタル探索木に葉を追加する際に、当該葉をＬＲＵ行列
の最後に加えて、その葉の状態表示データをオフにする
手段（不図示）と、一定時間ごと、あるいは指定された
契機に、ＬＲＵ行列中の葉の状態表示データを調べ、そ
の値に従ってＬＲＵ行列の順序を変更する手段（不図
示）と、指定された契機にＬＲＵ行列の先頭の葉をデジ
タル探索木から削除する手段（不図示）を有し、探索プ
ロセッサ１が探索キーに対応する葉を探索したときに、
その葉の状態表示データをオンにする手段（不図示）を
有する。

【０１３５】保守プロセッサ２は、デジタル探索木に葉
を追加する際に、当該葉をＬＲＵ行列の最後に加えて、
その葉の状態表示データをオフにする。さらに、一定時
間ごと、あるいは、指定された契機に、ＬＲＵ行列中の
葉の状態表示データを調べ、その値に従ってＬＲＵ行列
の順序を変更する。また、指定された契機にＬＲＵ行列
の先頭の葉をデジタル探索木から削除する。探索プロセ
ッサ１は、探索キーに対応する葉を探索したときに、そ
の葉の状態表示データをオンにする。

【０１３６】次に、図７に示すデジタル探索木構成例を
用いて、請求項８に対応する第６の実施形態における保
守プロセッサ２の動作を説明する。図で、点線の矢印は
ＬＲＵ行列における順序関係を表すものである。これ
は、たとえば、矢印の元側で、矢印の先にある葉のアド
レスを保持することにより実現できる。また、葉の下に
記入したオン、オフは状態表示データの値を示す。

【０１３７】保守プロセッサ２は、新たに葉を追加しよ
うとしたとき、葉の追加に必要なメモリがない場合に
は、デジタル探索木に既に存在している葉を削除して必
要なメモリを作り出さなければならない。この場合に、
ＬＲＵ行列の先頭から順に葉を辿り、状態がオンなら
ば、ＬＲＵ行列の最後に移し、オフならば、デジタル探
索木から削除する。図７では、ＬＲＵｆｉｒｓｔから辿
り、最初の２つの葉、葉４（Ｔ），葉１４（Ｓ）は状態
がオンなので、葉１５の後ろに移し、３番目の葉、葉１
３（Ｒ）は状態がオフなので、削除する。さらに、葉１
２（Ｐ）、葉１１（Ｎ）、葉７（Ｅ）、葉１６（Ａ）の
状態がオンなので、これらの葉を順にＬＲＵ行列の後ろ
に移す。このとき、これら後ろに移した葉の状態をオフ
に変更する。この結果、ＬＲＵ行列は、葉１０（Ｉ）を
先頭に、９、８、６、１５、４、１４、１２、１１、
７、１６の順になる。

【０１３８】このように、ＬＲＵ行列で葉の生成順序を
保持し、オン／オフの状態表示データで探索プロセッサ
１での探索状況を保持することにより、作られた順が古
く、かつ最近探索されていない葉から順番に削除対象と
して選ばれる。また、作られた順が古くても、ある一定
時間前からの間に一度でも探索された葉は状態がオンに
なるので、他に状態がオフの葉がある限り削除対象の候
補から除外される、あるいは、候補になりにくくなる。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は下記のよ
うな効果がある。 （１）請求項１の発明は、プロセッサをデジタル探索木
の探索処理を専門に行なう探索プロセッサとその他の処
理を行なう保守プロセッサに分離して、探索処理に対す
る要求を、その他の処理とは独立に並行して受け取って
処理することにより、 探索処理、削除処理、追加処理の要求が連続して多数
来たときに、削除処理、追加処理にＣＰＵ時間をとら
れ、探索処理が遅延することがない。

【０１４０】探索処理、削除処理、追加処理の要求が
同時に来ることがあるような応用において、探索処理が
後回しにされて遅延することがない。

【０１４１】探索処理の高速化のために、プロセッサ
を処理に合わせて専用化したい場合でも、プロセッサの
構造が簡単で、実現可能である。 （２）請求項２の発明は、探索処理を簡単にして、か
つ、削除処理、追加処理と独立させているので、高速な
探索処理プロセッサを容易に実現できる。このため、特
に、削除処理、追加処理に比べて、探索処理の頻度が高
い応用に対して、価格性能比の高いデジタル探索装置を
作ることができる。 （３）請求項３の発明は、探索プロセッサで、探索キー
に対して１つの節点で複数のビットを調べることが可能
になるようにしたため、 見出し数が多いデジタル探索木の場合、あるいは、見
出しの長さが長い場合に、探索処理時間が長くなること
がない。 （４）請求項４の発明は、節点データと葉のデータとし
てマスクデータを用いて探索キーの一部を無視できるよ
うにしており、探索プロセッサがスタックを用いてマス
クデータを保持している節点データへの到着履歴を管理
して、探索キーと異なる葉に到達した場合にバックトラ
ックできるようにしているので、デジタル探索木に探索
キーと一致する見出しを持つ葉がない場合に、特定の一
部のビットだけ一致するような見出しを探索結果として
求めることができる。 （５）請求項５の発明は、節点のデータとして、検査ビ
ット位置の代わりに見出しの長さに依存しない短い長さ
に抑えることが可能な検査ビット移動幅を用いているの
で、見出しが長い場合にも、探索処理で１つの節点を辿
るためにメモリから読み込まなければならないデータ量
を少なく抑えることができる。また、プロセッサとメモ
リの間のデータ転送用のバス幅を小さく抑えることがで
きる。 （６）請求項６の発明は、探索プロセッサが節点を１つ
辿るためにメモリから読み込まなければならないデータ
は、１個の節点アドレスと分岐条件だけであり、さら
に、これらは同時に読み込むことができるので、 見出し数が多い場合にも、プロセッサとメモリの間の
データ転送用のバス幅を実現困難なほど広くする必要が
ない。

【０１４２】デジタル探索木の構成に応じて、プロセ
ッサの数などのシステムの構成を変えなくてもよい。特
に、見出し数の多いデジタル探索木の場合にも、システ
ムの規模が拡大し、かつ複雑になることがない。

【０１４３】節点を移動してもプロセッサ間通信が発
生しないので、通信のオーバヘッドが大となることがな
い。 （７）請求項７の発明は、ＬＲＵ行列を用いて、作られ
た順が古く、かつ最近探索されていない葉から順番に削
除対象として選べるようにしているので、デジタル探索
木で保持できる葉の数に制限がある場合にも、繰り返し
探索される見出しの葉を削除しないで優先的に保持し続
けて、削除と追加の処理が頻繁に発生することがないよ
うにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のデジタル探索装置の構成
図である。

【図２】請求項３に対応する第２の実施形態を説明する
ためのデジタル探索木の例を示す図である。

【図３】請求項４に対応する第３の実施形態を説明する
ためのデジタル探索木の例を示す図である。

【図４】請求項５に対応する第４の実施形態を説明する
ためのデジタル探索木の例を示す図である。

【図５】請求項６に対応する第５の実施形態を説明する
ためのデジタル探索木の例を示す図である。

【図６】請求項６に対応する第５の実施形態を説明する
ためのデジタル探索木の例を示す図である。

【図７】請求項７に対応する第６の実施形態を説明する
ためのデジタル探索木の例を示す図である。

【図８】従来技術で用いられているデジタル探索木の例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 探索プロセッサ ２ 保守プロセッサ ３ 共有メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 毅 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 川野 哲生 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 八木 哲 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探索したいデータの見出しである探索キ
   ーを候補データの見出しと直接比較するのではなく、探
   索キーを構成している桁を手がかりにして目的のデータ
   の格納場所に近付いていく、デジタル探索あるいは桁探
   索と呼ばれるデータ探索装置であって、 デジタル探索木の初期化、前記デジタル探索木の節点と
   葉の追加と削除、デジタル探索木の再構成とを行なう保
   守プロセッサと、前記デジタル探索木を探索する探索プ
   ロセッサと、前記デジタル探索木を保持する共有メモリ
   とを有し、前記保守プロセッサと前記探索プロセッサが
   それぞれ独立に動作し、前記共有メモリをアクセスして
   デジタル探索木を並列に操作するデジタル探索装置。
2. 【請求項２】 前記共有メモリが、前記デジタル探索木
   の節点データとして、検査ビット位置と、探索キーの検
   査ビット位置のビットの値が０のときに分岐すべき節点
   アドレスおよび１のときに分岐すべき節点アドレスを保
   持し、前記探索プロセッサが、前記共有メモリから読み
   出した節点データに従って、探索キーの前記検査ビット
   位置のビットの値を調べ、その結果により、次に前記共
   有メモリから読み出す節点データのアドレスを決定する
   手段を有し、前記保守プロセッサが、葉の追加の際に、
   節点データとして前記共有メモリが保持すべき内容が上
   記の通りになるように、節点データの変更、あるいは、
   新しい節点を追加して前記デジタル探索木を更新する手
   段を有する請求項１記載のデジタル探索装置。
3. 【請求項３】 前記共有メモリが、前記デジタル探索木
   の節点データとして予め定められた数の複数の検査ビッ
   ト位置と、それらの位置に対する探索キーのビットの値
   の組合せごとに定まる一連の分岐先節点アドレスを保持
   し、前記探索プロセッサが、前記共有メモリから読み出
   した節点データに従って、探索キーの前記複数の検査ビ
   ット位置のビットの値を調べ、それらの結果により、次
   に前記共有メモリから読み出すべき節点データのアドレ
   スを決定する手段を有し、前記保守プロセッサが、葉の
   追加の際に、検査ビット位置の数が予め定められた値以
   下になるように、当該節点の節点データの変更、あるい
   は、新しい節点を追加して前記デジタル探索木を更新す
   る手段を有する請求項１記載のデジタル探索装置。
4. 【請求項４】 前記共有メモリが、前記デジタル探索木
   の節点データおよび葉のデータとして、探索キーと見出
   しの比較の際に無視してよいビットを指定するマスクデ
   ータをさらに保持し、前記探索プロセッサが、節点デー
   タとして前記マスクデータを保持する節点を読み出す際
   に、その節点データをスタックに積み込む手段と、前記
   探索木を辿って到達した葉の見出しが探索キーと異なる
   場合に、前記スタックをポップアップして節点データを
   取り出す手段と、取り出した節点データのマスクデータ
   を用いて探索キーの一部を無視しながら当該節点からデ
   ジタル探索を再度やり直す手段とをさらに有する請求項
   ２または３記載のデジタル探索装置。
5. 【請求項５】 前記共有メモリが前記検査ビット位置
   （ＣＰ）の代わりにＣＰの移送幅（ＣＰ−ＳＫＩＰ）を
   保持し、前記探索プロセッサが、前記検査ビット位置を
   示す検査ビット位置レジスタを備えて、前記共有メモリ
   から読み出して得られるＣＰ−ＳＫＩＰを前記検査ビッ
   ト位置レジスタの値に足し込むことにより検査ビット位
   置を決定する手段を有し、前記保守プロセッサが、葉の
   追加の際に、前記デジタル探索木の既存節点のＣＰ−Ｓ
   ＫＩＰの値と予め定められたＣＰ−ＳＫＩＰの最大値と
   から、ＣＰ−ＳＫＩＰの値が該最大値以下になるよう
   に、ひとつあるいは複数の節点を追加して前記デジタル
   探索木を更新する手段を有する請求項２から４のいずれ
   か１項に記載のデジタル探索装置。
6. 【請求項６】 前記共有メモリが各節点の節点データと
   して、分岐先節点である子節点の節点データアドレス
   と、子節点での分岐先決定のための条件である分岐条件
   の対からなる枝データを分岐先の数だけ保持し、前記探
   索プロセッサが前記共有メモリから枝データを読み出す
   手段と、読み出した枝データの分岐条件と探索キーとか
   ら子節点での分岐先節点である孫節点を決定し、子節点
   の節点データにおける当該孫節点に対する枝データの格
   納アドレスを計算して、前記共有メモリから次に読み出
   すべき枝データのアドレスとして設定する手段を有する
   請求項１から５のいずれか１項に記載のデジタル探索装
   置。
7. 【請求項７】 前記共有メモリが前記デジタル探索木の
   葉に対してオン、オフ２値の状態表示データ、および、
   葉の行列であるＬＲＵ行列を表す順序関係を保持し、前
   記保守プロセッサが前記デジタル探索木に葉を追加する
   際に、当該葉を前記ＬＲＵ行列の最後に加えて、その葉
   の状態表示データをオフにする手段と、一定時間ごと、
   あるいは指定された契機に、前記ＬＲＵ行列中の葉の状
   態表示データを調べ、オンであれば該葉が前記ＬＲＵ行
   列の後にくるように前記ＬＲＵ行列の順序を変更する手
   段と、指定された契機に前記ＬＲＵ行列の先頭の葉を前
   記デジタル探索木から削除する手段を有し、前記探索プ
   ロセッサが探索キーに対応する葉を探索したときに、そ
   の葉の状態表示データをオンにする手段を有する請求項
   １から６のいずれか１項に記載のデジタル探索装置。