CN1434949A

CN1434949A - 信息建模方法和利用建模方法的数据库搜索方法

Info

Publication number: CN1434949A
Application number: CN00818943A
Authority: CN
Inventors: 金政太
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-05-20
Publication date: 2003-08-06
Also published as: CA2395085A1; EP1242913A4; US7325010B1; WO2001050345A1; EP1242913A1; AU4621400A; KR20000023961A; JP2003519841A

Abstract

一种信息建模方法接收各种数据；将数据解析成语义元素，即，包括时间信息的时间信息数据，包括指示位置的空间信息的空间信息数据，包括作为一个不是时间信息数据和空间信息数据的数据的函数的对象的并且与其它数据相互作用的对象信息的对象信息数据，和包括不是时间信息数据、空间信息数据和对象信息数据的剩余事物信息的事物信息数据；和利用解析的数据建立一个数据库，数据库是由包括时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个的动作，作为一个更高的动作组的模块，和作为一个更高的模块组的情景构成的。在一个根据这种信息建模方法构造的搜索系统中，将使用者输入的信息连接到一个数据库，并且解析成诸如时间、空间、情景名和关键字之类的语义元素。然后，搜索数据库查询包括语义元素的动作、模块和情景，从而可以提取使用者请求的信息。

Description

信息建模方法和利用建模方法的数据库搜索方法

技术领域

本发明涉及一种信息建模方法和一种数据库搜索系统，更具体地讲，涉及一种接收数据和把数据解析成时间元素、空间元素、对象元素和/或事物(thing)元素，并且利用解析的语义元素建立一个数据库的信息建模方法，以及一种利用建立的数据库仅提取满足使用者的信息请求的信息的搜索方法。

背景技术

建模是要在数据库或信息系统的建立过程中提出系统分析和设计步骤的框架。建模一般划分为概念建模、逻辑建模和物理建模。例如，用于开发关系数据库的实体关系(ER)建模，用于开发面向对象数据库的面向对象分析和设计(OOAD)建模，和用于开发分层数据库的分层数据建模是一些惯用的建模方法。

对于ER建模，是在数据库的设计过程中利用实体之间或实体属性之间的实体关系索引数据，从而使数据库的使用者或设计者能够定义需要的数据。为了把ER建模的结果实现为关系数据库，应当用一种在关系数据库定义的格式，即用一个表，来代表通过ER建模定义的数据请求。为了将数据请求列表，把每个实体组织到一个单一的表中，并且把每个实体的表之间的关系组织到一个独立的表中(转换成一个实体表)，或作为一项来添加到实体的表中(转换成一个关系表)。在建立实体之间关系的表的情况下，对于1∶N关系，将其它实体的关键属性作为另一项添加到一个相对于其它实体具有单一关系的实体的表中。对于1∶1关系，由于两个实体中的任何一个实体与另一个实体具有单一关系，因此，把一个实体的属性添加到另一个实体的表中。

对于OOAD建模，用一个其中组合了数据结构和行为的对象代表真实世界中的一个单一信息实体。OOAD使用了利用一个包括了一个对象、该对象的属性、行为和一组类似的对象以及对象之间的关系的类的基本概念的对象建模、动态建模和功能建模，以信息、动态和功能的互补观点来说明一个查询对象，从而提出一个接近真实世界的外貌的模型。对象建模是要发现一个使用者请求的对象，和研究对象和它们的属性与该对象之间的关系。动态建模是要显示一个包括对象建模研究的对象的行为和包括对象状态在内的生存周期。功能建模是要以动态建模披露的每个对象的形式说明响应一种变化的行为。

在分层数据建模中，将有关信息分层排列，具有一种类似于被称为树结构的系统图的形式。分层结构具有1∶N的关系。在这种关系中，包括了父-子关系(PCR)，并且一个子不能包括在两个或更多的PCR中。

在根据上述惯用信息建模方法建立的数据库中，数据是以文件形式存储的。当输入一个查询时，要检索包括该查询的整个文件。因此，适合于根据惯用信息建模方法建立的数据库的搜索方法被限制为一种根据诸如人名或事物名称之类的关键字的搜索。

此外，在以连续图象形式显示的运动图象这样的多媒体数据的情况下，其缺点在于，对于使用者需要的部分，必须从开始顺序地搜索多个数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个目的是要提供一种信息建模方法，通过连接到包括对应于一个使用者请求的历史材料、工业信息、文件、教育信息或视频信息的数据库，通过将输入的信息解析成作为使用者请求的元素的诸如时间元素、空间元素、时空元素、情景(situation)名称和关键字之类的语义元素而执行建模，并且搜索数据库查找有关解析的使用者的请求的情景、模块和动作，以仅提取诸如上述材料之类的希望的信息。

本发明的第二个目的是要提供一种搜索方法，允许使用者通过使用本发明的上述信息建模方法仅搜索希望的信息。

因此，为了到达本发明的上述目的，将各种数据解析成包括时间信息的时间信息数据，包括指示位置的空间信息的空间信息数据，包括作为一个不是时间信息数据和空间信息数据的数据的函数的对象的并且与其它数据相互作用的对象信息的对象信息数据，和包括不是时间信息、空间信息和对象信息的剩余事物信息的事物信息数据。通过利用时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据建立由一个动作，即，一个最小语义单元，一个模块和一个情景构成的图，而形成一个数据库。模块包括第一动作，和至少一个与第一动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作。情景包括第一模块，和至少一个与第一模块的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块。利用数据库提取使用者请求的信息，并且外部显示。

根据本发明，提高了仅搜索使用者希望的信息的可能性。此外，由于利用根据本发明的信息建模的数据库系统可以处理使用者的信息请求，并且可以通过增加数据简单地扩展，因而无需更新和修改系统。因此，可以节省系统更新和修改的成本，并且减少了使用系统的麻烦。

附图说明

图1是根据本发明的信息建模的流程图；

图2是根据本发明的信息建模的一个实施例的方框图；

图3是一个通过分析请求的信息使使用者输入的信息适合于一个组的过程的方框图；

图4是编制数据库的独立特征列表的过程的方框图；

图5是一个组的分层结构的方框图；

图6A是根据本发明的信息建模方法中的情景的时间和空间流的曲线图；

图6B是根据本发明的信息建模方法中的一个情景中的模块的时间和空间流的曲线图；

图6C是根据本发明的信息建模方法中的一个情景中的一个模块的动作的时间和空间流的曲线图；

图6D是根据本发明的信息建模方法中的动作流中的动作位置的曲线图；

图7是根据本发明的数据搜索方法的流程图；和

图8是数据搜索方法中存储信息特征的过程的方框图。

具体实施方式

以下参考附图详细说明本发明的一个实施例。

参考图1，信息建模方法包括一个数据输入步骤10，解析使用者输入的数据的步骤30，建立数据库的步骤50，和利用建立的数据库提取请求的信息的步骤60。在数据解析步骤30中，将各种数据解析成包括时间信息的时间信息数据31，包括指示位置的空间信息的空间信息数据32，包括作为一个不是时间信息数据31和空间信息数据32的数据的函数的对象的并且与其它数据相互作用的对象信息的对象信息数据33，和包括不是时间信息、空间信息和对象信息的剩余事物信息的事物信息数据34。在建立数据库的步骤50中，排列解析的数据，以形成一个图表。图表是由包含时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个的动作；包括一个第一动作和另一个具有与构成第一动作的数据有关的数据的动作的模块；和包括一个第一模块和另一个具有与构成第一模块的数据有关的数据的模块的情景构成的。

图2至6D中示出了根据本发明的信息建模的一个实施例。在图2中，参考标号200代表请求信息的解析步骤，参考标号300代表建立数据库的步骤。在解析步骤200中，将输入数据10₀至10_n解析成时间信息数据211，空间信息数据212，对象信息数据213，和事物信息数据214。接下来，将时间信息数据，空间信息数据，对象信息数据和事物信息数据分别引导到对应的单元格231，232，233和234。解析步骤包括通过考虑到至少一个单元格的名称，将时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的每个定义为一个公式，而形成表现特性的步骤215，查寻表现特性的数据名的步骤216，和定义用于确定一个表现特性的值的、到每个表现特性的数据名的路径的步骤217。查寻表现特性的数据名的步骤216包括相对于时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据执行扩展查寻的步骤。扩展查寻步骤是形成一个用于信息分析的数据特征列表的过程。在扩展查寻步骤中，查寻表现特性的时间信息数据名、空间信息数据名、对象信息数据名和事物信息数据名，以形成至少一个特征列表220。特征列表220包括一个时间信息数据列表221，一个空间信息数据列表222，一个对象信息数据列表223，和一个事物信息数据列表224。此外，请求信息的解析步骤进一步包括形成一个可以共同应用于从各单元格产生的数据的共同特征列表241，和一个用于将输入数据引导到对应的单元格的独立特征列表242的步骤240。解析步骤进一步包括根据时间信息数据211、空间信息数据212、对象信息数据213和事物信息数据214，将每个单元格标识为与其它单元格不同的独特的单元格的特征标识步骤235。

图3是通过对请求信息的解析使使用者输入的信息适合于一个组的过程的方框图。在数据库建立步骤300中包括形成一个组310的步骤，在这个步骤中，将对应于时间信息数据211、空间信息数据212、对象信息数据213和事物信息数据214的单元格组合在一个具有一个共同特征的集中。在此，组310具有许多具有共同特征的集，并且具有至少一个成员特性。

图5中示出了数据库建立步骤中形成的组310的分层结构。组310包括动作34₀至34_n，模块33₀至33_m，和情景32₀至32_n。每个动作是一个包括时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据的最小语义单元。每个模块包括一个第一动作和至少一个与第一动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作。每个情景包括一个模块和至少一个与上述模块的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块。每个动作、模块和情景中包括独立的信息内容。

图4是在数据库建立步骤中形成一个独立的特征列表的过程的方框图。该过程包括考虑到由多个对应于包括在组310中的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据的单元格构成至少一个组，而定义一个公式的特性形成步骤260；在多个组31₀至31_n中查寻一个特性的组名的步骤270；和定义用于确定该特性的值的、到该特性的组名的路径的步骤280。可以根据名和路径知道一个单元格，一个包括该单元格的动作，另一个动作，包括一个动作的第一模块，另一个模块，包括第一模块的又一个模块，和一个在先模块之间的关系。

步骤270包括相对于多个组的扩展查寻。在扩展查寻中，查寻具有给定特性的组名，以形成至少一个列表270。

图6A至6D是根据本发明的信息建模方法中的情景、模块和动作的空间和时间流的曲线图。一个情景可以是一个独立的单一单元，并且可以依赖于在先和后继情景。根据时间和空间区分一个情景与其它情景，并且相关的情景在一个分层流中。同样地，模块和动作中的任何一个可以是一个独立的单一单元，并且可以依赖于在先和后继模块或动作。模块和动作中的任何一个可以根据时间和空间域与其它模块或动作区分。模块和动作具有分层流。

图象1{(God created the

and the)(Now the

was formless andempty)，(darkness was over the surface ofthe deep)，and(the Spirit of God was hoveringover the waters)}

例如，图象1是从《圣经》的“创世纪”中摘录的。将整个“创世纪”考虑为一个情景，把段落考虑成模块。用{}代表模块，用()代表一个动作，用○代表一个对象，和用□代表一个事物。在此，一个主模块是“God”创造了“heaven(天)”和“earth(地)”。一个基本对象和一个基本事物之间的关系表达了一个动作。

如上所述，一个动作是包括时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个的最小语义单元。

图7是利用通过根据本发明的信息建模建立的一个数据库的搜索方法的流程图。该搜索方法包括通过一个诸如计算机终端之类的接口接收使用者的信息的请求的步骤500，解析接收的信息请求的步骤600，搜索根据上述建模方法建立的数据库的步骤700，提取数据的步骤800，和显示数据的步骤900。

当输入了多段表达使用者的请求的信息时，在步骤600，根据上述信息建模方法将信息解析成时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个，并且根据解析的数据构成包括一个动作、一个情景和一个模块的组。在步骤700，搜索数据库72₀。数据库72₀包括至少一个情景，所述情景包括一个模块和至少一个与包含在上述模块中的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块。一个模块包括一个第一动作和至少一个与第一动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作。一个动作，即，一个最小语义单元，包括包含时间信息的时间信息数据，包含指示位置的空间信息的空间信息数据，包含作为一个不是时间信息数据和空间信息数据的数据的函数的对象的并且与其它数据相互作用的对象信息的对象信息数据，和包含不是时间信息、空间信息和对象信息的剩余事物信息的事物信息数据。情景、模块和动作中的任何一个包含独立的信息内容。参考图8，在搜索数据库中，在数据库中查寻包括对应于解析的信息数据的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和/或事物信息数据的动作34₀’-34₁’。此外，查寻作为更高的动作组的模块33₀’-33_m’，和作为更高的模块组的情景32₀’-32_n’，从而可以得到满足使用者请求的数据。

接下来，在步骤800，数据比较器在步骤810中对得到的数据和使用者请求的多段信息进行适当操作，并且在步骤820中排列和处理包含使用者请求的数据。在对得到的数据执行操作中，根据时间元素、空间元素、对象元素和事物元素扩展地提取与提取的使用者的请求对应的数据，和可能包含在数据中的情景、模块和动作。此外，根据情景、模块和动作，扩展地提取与提取的使用者的请求对应的数据以及可能包含在数据中的时间元素、空间元素、对象元素和事物元素。将操作、排列和处理过的数据存储在存储从动作、模块和情景的每一个中获得的信息的特征的存储单元701’至703’中，如图8中所示。

为了显示数据，在步骤910，确定数据的类型。如果对应于使用者的请求的数据是包括字符、符号或图象的文件数据920，那么将从操作得到的数据发送到文件数据处理器，并且在步骤940或950中以图象或字符的形式显示。如果数据是包括运动图象的多媒体数据930，那么将从操作得到的数据发送到多媒体数据处理器，并且在步骤960中以运动图象的形式显示。在此，文件数据和多媒体数据是利用其中记录了多媒体数据的特征或次序的文件数据同时显示的。

本发明可以应用到各种不同的领域。例如，在一个使用者要查找有关申请驾驶执照的情景的情况下，如果使用者输入了一个有关情景的名，那么显示输入的情景之前和之后的申请驾驶执照的情景流，并且按照时间和空间顺序将对象的名作为有关情景的名列出。当要查找一个特定区(空间)中的一个情景时，将系统设计为向使用者要求一个特定时间。如果使用者没有回答，那么系统按时间顺序显示在对应于一个缺省值的时间发生在该特定区中的情景。此外，利用一个模块名或一个对象名找到一个情景，找到包含在该情景中的情景流，和找到包含在一个特定模块中的一个动作流。例如，通过点击一个有关交通事故的情景，那么可以得到涉及交通事故的有关每个模块和动作的句子和字。当一个使用者要了解两个对象之间的关系时，显示出与两个对象同时出现的情景，和在这些情景中两个对象扮演的角色。特别是，在一个包括诸如影片或视频之类的运动图象的数据库的情况下，将运动图象中的每个事件(event)定义为一个情景，将发生在该情景中的每个运动剪辑定义为一个动作，并且将一个动作集定义为一个模块，从而使一个使用者能够仅提取和观看运动图象中需要的部分。此外，本发明可以应用到各种不同的工业领域，例如，英语教学，互联网搜索，报纸搜索和情况搜索。

工业可用性

根据本发明的信息建模方法和数据库搜索系统具有以下优点。

首先，当一个使用者请求诸如历史材料、工业信息、文献、教育信息或视频信息之类的信息时，将信息解析成时间元素、空间元素、时空元素、关键字、情景名、动作等使用者请求的元素。然后，搜索按照根据本发明的信息建模建立的数据库，查寻有关使用者的请求的情景、模块和动作，从而可以提取使用者希望的信息。因此，提高了仅搜索希望的信息的可能性。

其次，由于数据库系统可以处理使用者的信息请求，并且能够通过增加数据简单地扩展，因而不需要更新和修改系统。因此，可以节省更新和修改系统的成本，并且可以减少使用系统的麻烦。

除了上述直接效果之外，利用根据本发明的信息建模的信息建模和搜索方法具有以下技术效果和预期效果。

第一，可以生产语言、文化、视频和历史教育等各种领域中的多媒体产品。因此，设计多媒体产品的方法将被具体化和改变，从而将能有效地发展多媒体技术以支持它们。结果，将增大有关语言、文化和历史剧情和视频节目的生产的人员的使用。此外，本发明将加快多媒体技术的发展，和超高速网络业务的增长。

第二，通过在教育领域中使用根据本发明的生产的产品，可以取得使用者与提供者之间的交互式多媒体教育、准备适合于使用者特点的学习环境、和鼓励使用者学习的效果。可以更有效地利用根据本发明生产的这些产品，以培养适合于全球化和信息化时代的优秀人员。

第三，本发明准备了能够提供适合于国际移动电信(IMT)-2000商业化使用的多媒体教育产品的基础，从而可以获得扩展发送大量数据所需的网络设施、发展硬件工业、改变基础网络提供者之间的竞争关系、和无线终端用户的实时情景学习的效果。

Claims

1.一种信息建模方法，包括步骤：

接收使用者输入的各种数据；

将输入数据解析成包括时间信息的时间信息数据、包括指示位置的空间信息的空间信息数据、包括作为一个不是时间信息数据和空间信息数据的数据的函数的对象并且与其它数据相互作用的对象信息的对象信息数据、和包括不是时间信息、空间信息和对象信息的剩余事物信息的事物信息数据；

建立具有动作、模块和情景的数据库，动作是一个最小语义单元并且包括时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个，模块包括该动作和至少一个与该动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作，情景包括该模块和至少一个与该模块的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块；和

利用建立的数据库提取使用者请求的信息。

2.根据权利要求1所述的信息建模方法，其特征在于解析步骤包括步骤：

将时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据引导到对应的单元格；和

形成一个可以共同应用到包括时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据的单元格的共同特征列表，和一个用于把时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据引导到对应的每个单元格中的各单元格的独立特征列表。

3.根据权利要求2所述的信息建模方法，其特征在于解析步骤进一步包括根据时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的每一个的特征，将每个单元格标识为独特的一个单元格的步骤。

4.根据权利要求2所述的信息建模方法，其特征在于解析步骤进一步包括步骤：

通过考虑到至少一个单元格的名，将时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的每一个定义是为一个公式而形成表现特性；

查寻表现特性的数据名；和

定义用于确定一个特性值的到每个特性的数据名的路径。

5.根据权利要求4所述的信息建模方法，其特征在于查寻表现特性的数据名的步骤包括相对于时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据进行扩展查寻的步骤，和扩展查寻步骤包括查询表现特性的时间信息数据名、空间信息数据名、对象信息数据名和事物信息数据名，以形成至少一个特征数据列表的步骤。

6.根据权利要求1所述的信息建模方法，其特征在于数据库建立步骤包括形成一个组的步骤，在形成组的步骤中将对应于时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据的单元格组合到一个具有共同特征的集中，所述组具有多个具有共同特征和至少一个成员特性的单元格的集。

7.根据权利要求6所述的信息建模方法，其特征在于数据库建立步骤进一步包括步骤：

考虑到至少一个由对应于包括在该组中的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据的多个单元格构成的组，定义一个公式；

查寻多个组中的一个特性的组名；和

定义用于确定一个特性值的到该特性的组名的路径。

8.根据权利要求7所述的信息建模方法，其特征在于查寻特性的组名的步骤包括相对于多个组进行扩展查寻的步骤，并且扩展查寻步骤包括查寻该特性的组名以形成其至少一个特征数据列表的步骤。

9.根据权利要求6所述的信息建模方法，其特征在于组包括一个包括至少一个对应于时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据的单元格的动作，即，一个最小语义单元，一个包括该动作和至少一个与该动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作的模块，和一个包括该模块和至少一个与上述模块的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块的情景，动作、模块和情景中的每一个包括独立的信息内容。

10.一种数据搜索方法包括步骤：

接收使用者输入的信息；

将信息解析成包括时间信息的时间信息数据，包括指示位置的空间信息的空间信息数据，包括作为一个不是时间信息数据和空间信息数据的数据的函数的对象的并且与其它数据相互作用的对象信息的对象信息数据，和包括不是时间信息、空间信息和对象信息的剩余事物信息的事物信息数据；

搜索一个数据库，该数据库是由一个包括时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个的动作，即，一个最小语义单元，包括该动作和至少一个与上述动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作的模块，包括该模块和至少一个与上述模块的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块的情景构成的，动作、模块和情景中的每一个包括独立的信息内容；

从数据库提取对应于由使用者请求的信息的数据；和

显示提取的数据。

11.根据权利要求10所述的数据搜索方法，其特征在于在搜索数据库的步骤中，查寻数据库中包括对应于解析的使用者输入的信息的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个的动作，查询数据库中包括该动作和至少一个与上述动作的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它动作的模块，和查询数据库中包括所述模块和至少一个与上述模块的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据中的至少一个有关的其它模块的情景。

12.根据权利要求10所述的数据搜索方法，其特征在于提取数据的步骤包括步骤：

对得到数据进行操作以便适合于使用者请求的信息；和

排列和处理从该操作得到的数据。

13.根据权利要求10所述的数据搜索方法，其特征在于执行操作的步骤包括步骤：

根据时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据，扩展地提取对应于使用者请求的信息的数据，和可包含在数据中的情景、模块和动作；和

根据情景、模块和动作，扩展地提取对应于使用者请求的信息的数据，和可包含在数据中的时间信息数据、空间信息数据、对象信息数据和事物信息数据。

14.根据权利要求10所述的数据搜索方法，其特征在于显示步骤包括如果对应于使用者请求的信息的数据是包括字符、符号或图象的文件数据，那么将从数据库提取的数据发送到一个文件数据处理器的步骤。

15.根据权利要求10所述的数据搜索方法，其特征在于显示步骤包括如果对应于使用者请求的信息的数据是包括运动图象的多媒体数据，那么将从数据库提取的数据发送到一个多媒体数据处理器的步骤。