世界初のX線光子データベース「MAXI地上データベース」の 実現に向けた性能試験

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1 世界初のX線光子データベース「MAXI地上データベース」の 実現に向けた性能試験
〇小笠原直進　中村一尋　根来 均　(日大理工) 小浜光洋(理化学研究所)　 冨田 洋　倉又尚之(JAXA/TKSC)

2 １．概要 MAXI ・MAXIとは・・・ 全天X線監視装置であり、2008年から国際宇宙ステーション(ISS)搭載予定のX線監視装置である。
通常のPointing 観測衛星 MAXI これまでの 全天観測装置 視野方向 固定 常時変化 X線の飛来 方向の決定 各X線毎 まとめて処理 データ量 大 小 データ保存 単位 観測単位 光子単位 スキャン単位 世界初の

3 2. 前回発表時の概要 クライアントからのデータ取得方法として、ECPGとJDBCで どれだけの差が出るかを比較した。 JDBC ECPG
2.　前回発表時の概要 クライアントからのデータ取得方法として、ECPGとJDBCで どれだけの差が出るかを比較した。 円領域検索 天球領域からの検索 正方領域検索 JDBC 時刻による検索 ECPG

4 3. 試験環境 CPU：インテル®Xeon™プロセッサ3.06GHz
・RDBMS　: postgreSQL(ver.8.0.2　*前回は7.3.3を使用) ・クライアントからのデータ取得方法 　　→ECPG(C言語での埋め込みSQL)　 ・使用機器(PC)スペック 　 CPU：インテル®Xeon™プロセッサ3.06GHz メモリ：1GB(256MB×4)DDR-SDRAM PC2100 　　　　　　40MHz ECC 　　IDEハードディスク：120GB Ultra ATA-100 　　　　　　　　　　　　　　 7,200回転　HDD

5 (1)天球座標上から正方領域で取り出した範囲の検索
・検索方法 天球座標上に仮想のX線イベントを、 (時間と位置)を乱数で一様に割り振った 疑似天球のテーブルに対し、以下の 2通りで検索を行う。 (1)天球座標上から正方領域で取り出した範囲の検索 SQL → select ・・・ where (alpha between 0.0 and 1.0) and (delta between 45.0 and 46.0); (2)天球座標上から円領域で取り出した範囲の検索 SQL → select ・・・where acos(sin(45./57.)*sin(delta/57.)+cos(45./57.) *cos(delta/57.)*cos((100. –alpha)/57. )) < 1.0 ;

6 4. 試験結果 ① alpha,deltaのデータ型を DOUBLE PRECISION→REALに変更 正方領域 90.20 →
4.　試験結果 ①　alpha,deltaのデータ型を 　　 DOUBLE PRECISION→REALに変更 前回10e7イベント数の検索時にかかった時間 　　　　　　　　　　　　　↓ 正方領域　90.20 → 円領域　　 → 26.00 [sec] 53.78 [sec] Alpha,deltaを倍精度から単精度にしたことによる、 データ容量の軽減による効果と考えられる。

7 ② alpha,deltaにそれぞれINDEXを張って 検索
SQL → CREATE INDEX (INDEX名) on (テーブル名)(alpha); CREATE INDEX (INDEX名) on (テーブル名)(delta); 正方領域　26.00 → 円領域　 　53.78 → 27.39 [sec] 58.77 [sec] EXPLAINの調査結果で、複合条件に対して有効にINDEXを使用していないことが分かった。そのため、このままではINDEXの効果が反映されない。

8 ③ alphaとdeltaの組み合わせに対して INDEXを張って検索
SQL → CREATE INDEX (INDEX名) on (テーブル名) (alpha,delta); 正方領域　27.39 → 円領域　 　58.77 → 0.47 [sec] 58.91 [sec] 正方領域の検索において、INDEXの 効果が劇的に現れた！

9 ④ 先に正方領域でおおまかな範囲を取り、 その中から円領域を検索。 円領域 58.91 → 0.89 [sec]
④　先に正方領域でおおまかな範囲を取り、 　　 その中から円領域を検索。 SQL → select ・・・ where ((alpha between 　　　　　0.0 and 1.0) and (delta between 45.0 　　　　 and 46.0)) and acos(sin(45./57.)*sin (delta/57.)+cos(45./57.)*cos(delta/57.) *cos((100. –alpha)/57. )) < 1.0 ; 円領域　　58.91 → 0.89 [sec] (但し、正方領域の範囲は 　1×1°の場合) 検索範囲の絞り込みによる２段階の検索に よって、円領域の検索時間も劇的に短縮！

10 結局、円領域検索での検索時間～正方領域で絞り込む検索時間
1/10e4 1/10e3 1/10e5

11 5．結論と今後の課題 ・MAXIの約1日分のデータ量にあたる10e7イベント 数のデータに対する検索で、複合INDEXを張ること
によって天球座標での検索でも、大幅に検索時間 が短縮され、光子単位のデータベース実現の可能 性が見えてきた。 ・ただし、複合INDEXを張ったことによって、データロード の時間が増加することが分かった。今後、これが実用 上問題にならないか調査する必要がある。