カジュアルなデータベース問合せの最適化手法に関する研究

• Project/Area Number: 14780249
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計算機科学
• Research Institution: National Institute of Informatics
• Principal Investigator: 加藤 弘之 国立情報学研究所, ソフトウェア研究系, 助手 (10321580)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2002: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: XML / 問合せ最適化 / folding / データベース / プログラミング言語 / 関数型言語 / XQuery / 部分計算 / Pushing selection / GROUPBY / 集約 / Galax

Research Abstract

カジュアルな問合せの変換後の問合せとしてXQueryを選択し、その最適化手法として今年度行った研究やその結果生じた成果は次の通りである。
1.XQueryの中で我々の最適化手法が適用可能な箇所を形式的に特定するCore XQuery(CXQuery)を再帰的に定義
2.CXQueryのコストモデルをXQueryの形式的意味に基づき定義
3.経路式中の冗長なエレメントコンストラクタの削減による最適化手法「経路式の畳み込み」を帰納原理として定義。これは、従来の、コンストラクタにコピーを要請しない言語ではコストが定数であったが、XQueryのエレメントコンストラクタではコピーが必要であるため、帰納原理においてはエレメントコンストラクタ内のデータの大きさに対して線形のコスト削減となる。問合せ全体としては、与えられた問合せ式の再帰定義に依存するがかなりのコスト削減となることがわかった。
4.3で定義した「経路式の畳み込み」をXQueryの代表的な式であるFLWOR式の全てに適用するために、FLWOR式を意味が等価でかつ、2で定義したコストよりも悪くない式への変換規則である「FLWOR Arranging」を定義。
5.3、4で開発した最適化手法を一つのアルゴリズムにマージするとともにその健全性と停止性をXQueryの形式的意味に基づき証明した。
6.実証実験としてルーセントテクノロジーで開発されたXQueryエンジン「Galax」を用いて上記で開発した最適化手法の有効性を確かめた。

Research Products

• [Journal Article] FLWOR Arranging;入れ子FLWORブロックを伴うXQueryの書き換えによる最適化手法 (2004)
  • Author(s): 加藤弘之
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 2005・45 Pages: 1-8
  • NAID: 110002911284
• [Journal Article] XQueryに対する定数畳み込みの適用 (2004)
  • Author(s): 加藤弘之
  • Journal Title: 電子情報通信学会データ工学研究専門委員会技報 104・102 Pages: 7-11
  • NAID: 110003174710
• [Publications] Soichiro HIDAKA, Hiroyuki KATO: "Redundant Communication Elimination Optimization in XQuery, for Multimedia Contents Management using Metadata in Distributed Digital Library Environments"Proceedings of the Workshop on Multimedia Contents in Digital Libraries. (2003)
• [Publications] 加藤弘之, 安達淳: "XQueryでのcontains()の早期評価によるXML集約ビューへの問合せ最適化手法"NII Journal. 6号. (2003)