JPH07262018A - 構造化型知識データベース作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要な最小限の変換用の定義を与え、規則化
された変換手順によって表形式のデータベースから構造
化型知識データベースを作成する汎用的な方法を提供す
る。 【構成】 構造化型知識データベースの構造と、前記構
造化型知識データベースを作成するのに必要なデータの
項目とを定義したデータ構造化定義書を作成し、前記デ
ータ構造化定義書の定義内容に従って、変換元の表形式
データベースから必要なデータを抽出し、前記変換元表
形式データベースから抽出したデータから作成しようと
する構造化型知識データベースの階層情報を作成し、前
記階層情報に従って階層間のデータの接続を行い、前記
変換元表形式データベースから抽出したデータを構造化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表形式のデータベースか
ら構造化型知識データベースを作成する方法に係り、特
に作成しようとする構造化型知識データベースの構造と
その構造化型知識データベースを作成するのに必要なデ
ータ項目を定義したデータ構造化定義書を作成し、その
データ構造化定義書の定義内容に従って変換元表形式デ
ータベースから機械的に構造化型知識データベースを作
成する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】知識工学応用システムにおいて、従前の表
形式のデータベースの形で蓄積された情報を活用するた
めに、表形式データベースからオブジェクト指向データ
ベースに代表される構造化型知識データベースを構築す
ることがしばしばあった。

【０００３】従来、上記構造化型知識データベースの作
成作業は、変換元の表形式データベースごとに、その内
容を解析し、変換手順を定め、その変換手順に応じて専
用の変換プログラムあるいは変換装置を作成することに
よって、個別に行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造化型知識データベースの作成方法は、変換元の
表形式データベースごとに内容の解析と変換プログラム
の作成をしなければならなかったのできわめて効率が悪
かった。このため、従前の蓄積された情報の活用が困難
であり、このことが構造化型知識データベースの利用の
障害になっていた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、必要な最小限の
変換用の定義を与え、規則化された変換手順によって表
形式のデータベースから構造化型知識データベースを作
成する汎用的な方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による構造化型知識データベース作成方法
は、構造化型知識データベースの構造と、前記構造化型
知識データベースを作成するのに必要なデータの項目と
を定義したデータ構造化定義書を作成し、前記データ構
造化定義書の定義内容に従って、変換元の表形式データ
ベースから必要なデータを抽出し、前記変換元表形式デ
ータベースから抽出したデータから作成しようとする構
造化型知識データベースの階層情報を作成し、前記階層
情報に従って階層間のデータの接続を行い、前記変換元
表形式データベースから抽出したデータを構造化するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明の構造化型知識データベース作成方法で
作成するデータ構造化定義書は、作成しようとする構造
化型知識データベースの構造とその知識データベースを
作成するのに必要なデータ項目とを定義しており、この
知識データベースの構造と抽出すべきデータ項目は、表
形式データベースから構造化型知識データベースを作成
するための共通の必要最小限の情報である。

【０００８】一方、本発明の構造化型知識データベース
作成方法で行うデータの抽出、階層情報の作成、および
データ構造化の一連の処理は、種々の表形式データベー
スを構造化型知識データベースに変換するときの共通の
変換手順である。

【０００９】本発明の構造化型知識データベース作成方
法は、表形式データベースを構造化型知識データベース
に変換するときに必ず必要となる情報をデータ構造化定
義書から得て、これに基づいて規則化された共通の変換
手順によって構造化型知識データベースを作成するもの
である。

【００１０】このことにより、本発明の構造化型データ
ベース作成方法によれば、構造化定義書の所定項目を定
義することのみによって規則化された変換手順によって
構造化型知識データベースを作成することができる。単
一の変換装置に上記データ構造化定義書を複数記憶さ
せ、データ構造化定義書を選択して適用することによ
り、単一の変換装置によって多数の表形式データベース
から所望の構造化型知識データベースを作成することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、添付の図面を用いて本発明の構造化型
知識データベース作成方法について説明する。

【００１２】図１は、本発明による構造化型知識データ
ベース作成方法を実行する変換装置とその処理の流れを
概略示したものである。図１において、変換装置１は、
複数のデータ構造化定義書を記憶したデータ構造化定義
書記憶部２と、変換処理部３と、変換元の表形式データ
ベースを格納する表形式データベース記憶装置４と、作
成した構造化型知識データベースを格納する構造化型知
識データベース記憶装置５とを有している。

【００１３】上記変換装置１では、構造化型知識データ
ベースを作成するときに、変換処理部３がデータ構造化
定義書記憶部２と表形式データ記憶装置４からそれぞれ
所定のデータ構造化定義書と変換元表形式データベース
とを読み出し、所定の変換処理を施し、作成された構造
化型知識データベースを構造化型知識データベース記憶
装置５に出力する。

【００１４】この変換処理部での変換処理は大きく分け
て、データの抽出、階層情報の作成、階層間のデータを
接続するデータ構造化の諸処理からなる。以下、この変
換処理について説明する。

【００１５】図２は作成される構造化型知識データベー
スの例を示している。この様な形式のデータベースは、
一般にオブジェクト指向データベース（ＯＯＤＢ：Obje
ct Oriented Data Base ）と呼ばれ、ＣＡＤデータなど
の複雑な構造のデータベースやデータ形式の異なるもの
をデータベース化するのに適しているといわれている。
ＯＯＤＢとは、データの各要素を実体として持つ物（オ
ブジェクト）をその名前で管理し、その物（オブジェク
ト）を包含するデータ要素をオブジェクトの上位階層と
し、各階層はその上位階層で定義した属性を継承すると
いう特徴を持っている。

【００１６】図２の例では、ＰＡＲＴ−Ａ−Ｐ ６ と
いう部品の名前でデータの要素（インスタンス）を管理
する。このインスタンスには上位階層の要素名（この場
合、ＰＡＲＴ−ＮＡＭＥ−ＰＲＡＴ−Ａ ７ ）が定義
される。この上位階層のＰＡＲＴ−ＮＡＭＥ−ＰＡＲＴ
−Ａ ７ では、その階層固有の属性を定義する。ＰＡ
ＲＴ−Ａ−Ｐ ６ では、ＰＡＲＴ−ＮＡＭＥ−ＰＲＡ
Ｔ−Ａ ７ 属性が継承され、上位階層に属する属性の
定義は不要となり、ここで定義する属性はインスタンス
の固有の情報のみとなる。

【００１７】この様なオブジェクト指向形式のデータベ
ースは、知識工学応用システムで使用する場合非常に相
性が良く、データの検索などに専門的な知識を付加した
検索方法を取ることが非常に簡単に行える。

【００１８】図３は、変換元となる表形式のデータベー
スの例を示している。図３の表形式データベースにおい
て、横方向の各行はデータの要素（レコード）である。
縦方向の各例はデータの項目であり、データの各項目
は、その桁数によって区別される。図３のデータベース
のデータ項目は表の左側から、プラント名、システム
名、部品名、サイズ、圧力、データ、種別の順に配列さ
れている。

【００１９】この表形式データベースは、図３から明ら
かなように、各レコードの検索キーとなるデータ項目の
内容は全て定義する必要がある。たとえば、データ項目
「ＳＹＳＴＥＭ−１」は、これを含む第一番目から第四
番目までの各レコードで重複して定義する必要があり、
データ項目「ＰＡＲＴ−Ｂ」はこれを含む第二番目と第
三番目のレコードで重複して定義する必要がある。

【００２０】本発明の構造化型知識データベース作成方
法によれば、上記図３の表形式データベースから図２の
構造化型知識データベースを作成するのに、図４に示す
ように各変換ケースに特有な情報をデータ構造化定義書
で予め定義する。

【００２１】図４は、上記データ構造化定義書の具体的
な内容を示しており、このデータ構造化定義書は、表形
式データベースのデータを抽出するための情報と抽出し
た構造化型知識データベースの構造に関する情報とを有
している。

【００２２】上記データを抽出するための情報には、デ
ータの変数名８、データ種別９、データサイズ１０、お
よび抽出するデータの項目数１１が含まれている。

【００２３】一方、上記構造化型知識データベースの構
造に関する情報には、構造化の階層数１２、階層を構成
するデータ項目の番号１３、オブジェクトを構成するデ
ータ項目の数１４、および前記オブジェクトを構成する
データ項目の番号１５が含まれている。

【００２４】この他、データ構造化定義書には、作成す
るデータベース名やタイトルや継承元等の各データ構造
化定義書に固有な情報１６が含まれている。

【００２５】本発明では、データベース自体から構造化
に必要な情報を抽出する。つまり、あるデータ項目を構
造化のデータ抽出の対象（物の名前となるべきデータ）
とした場合、その項目に関してデータベース全体のデー
タの並べ変えや不必要部分の除去などを行い、その階層
に作られる要素名を抽出し、その階層の構造化に必要な
情報を得る。

【００２６】この実施例では、図４のデータ構造化定義
書と図３の表形式データベースから図２の構造化型知識
データベースを作成する場合について説明する。この場
合、図４のデータ構造化定義書の定義内容により作成さ
れる構造化型知識データベースは、上位の階層（クラ
ス）をプラント名、システム名、部品名の各データで構
成し、インスタンスのＩＤは部品名と種別で合成したも
のとなっている。

【００２７】図５は上記構造化型知識データベースの作
成処理の流れを示している。図５の処理に先立って、図
４のデータ構造化定義書は予め作成しておくものとす
る。図５の処理では、処理が開始されると、最初に所定
の変換元表形式データベースとデータ構造化定義書のフ
ァイルを開く（ステップ１００）。次に、開かれたデー
タ構造化定義書のタイトル名から、そのタイトル名を付
した構造化型知識データベース（出力ファイル）を開く
（ステップ１１０，１２０）。次にデータ構造化定義書
から抽出すべきデータ項目数１１とそれら各データ項目
の番号を読み込み（ステップ１３０）、続いて各データ
項目のデータ変換名８と、データ種別９と、データサイ
ズ１０の桁数を読み込む（ステップ１４０）。次に、表
形式データベースから一レコード（表の一行）のデータ
を読み込み、桁数によって各変数を割り当てる（ステッ
プ１５０）。ここで、図３の表形式データベースを読み
込んだ場合、一番目のデータレコードは図６に示すよう
な形になる。

【００２８】このとき、データ構造化定義書で指定され
た階層を構成する項目番号１３は、１，２，３なので、
構造化に使用するデータは、プラント名、システム名、
部品名となり、図７に示す中間ファイルを出力する（ス
テップ１６０）。この中間ファイルが、クラスを作成す
るために使用するデータ、すなわち階層情報となる。

【００２９】次に、オブジェクトを構成するデータ項目
の番号（インスタンスのＩＤ項目番号）１５は、３（Ｐ
ＡＲＴ−ＮＡＭＥ）と７（ＴＹＰＥ）であるので、イン
スタンスのＩＤ（インスタンス名）は「ＰＡＲＴ−Ａ−
Ｐ」と合成される（ステップ１７０）。

【００３０】次にインスタンス、つまりオブジェクトの
実体的部分は、図８の最初の部分のように所定形式で出
力される（ステップ１８０）。この例のインスタンスの
出力形式は、一般にＳ式と呼ばれており、最初にインス
タンスＩＤ、次にクラスＩＤ、この場合はＰＡＲＴ−Ｎ
ＡＭＥ−ＰＡＲＴ−Ａ、ＳＡＭＰＬＥ−ＤＡＴＡという
上位階層、次にデータの実体部分が記載される。すなわ
ち、このインスタンスの出力には、インスタンスの実体
とともに、階層間の接続情報が含まれている。

【００３１】上記ステップ１５０ないしステップ１８０
の処理を変換元の表形式データベースの各データレコー
ドについて行い、各レコードの処理後に変換元の表形式
データベースのファイルが終了したか否かを判断し（ス
テップ１９０）、終了したと判断した時にクラス部分の
作成に移行する。

【００３２】クラス部分を作成するには、上記のインス
タンスを作成するときに出力した図７の中間ファイルを
読み込み、その中間ファイルのデータを読み込む（ステ
ップ２００）。このデータは部品名が最下位のクラスと
なっており、インスタンスに直接接続している。ここで
は、最下位の部分からクラスを作成していく（ステップ
２１０）。クラスを作成する際に、すでにその要素が存
在していたら、上位のクラス作成処理に移る。そのクラ
スが存在していなかったら、クラスのＩＤをデータから
作成し、クラスの出力を行う（ステップ２２０）。

【００３３】以上を最上位のクラスまで繰り返し、上位
のクラスデータが無くなった時点で次のデータを入力
し、同様の操作を中間ファイルが終了するまで繰り返す
（ステップ２４０）。作成されたクラス部分は、具体的
には図８の二番目以降の部分のようになる。

【００３４】図８のデータの集合は、図示すると図２の
ようになる。すなわち、上記処理を各オブジェクトにつ
いて行うことにより、クラス要素とインスタンス部分と
が作成され、それぞれの要素には上位のクラスとなるＩ
Ｄ情報が入った図２の構造化型知識データベースが出来
上がるのである。

【００３５】以上示す処理は、種々のデータ構造化定義
書を定義すれば同一の処理方法、同一の処理装置によっ
て種々の表形式データベースを構造化型知識データベー
スに変換することができる。これによって、従来構造化
型知識データベースを作成する度に変換用プログラムや
装置を作成していた作業の効率の悪さを解消することが
できる。

【００３６】次に、互いに関係付けられた複数・表形式
データベースからなるリレーショナルデータベース（関
係モデル）についての本発明の適用方法について説明す
る。リレーショナルデータベースにおいては、データの
集合体であるタプル（組）の集まりで表形式データベー
スのファイルを表現する。

【００３７】上記のようなデータベースを対象とし構造
化型知識データベースを作成する場合、主となるデータ
ベースファイル（以下 Master Fileとする）とデータ構
造化定義書を読み込むことにより、関連付けられるべき
データベースファイル（以下Slave File とする）の
数、関係ファイル名及び共通属性を得る。次に、SlaveF
ile に対するデータ構造化定義書を読み込む。各々の
データ構造化定義書により共通属性、必要となるデータ
項目数、各属性の変数名、変数タイプ、文字数等を得
る。また、データ項目数、各属性の変数タイプ、文字数
より１レコードの大きさを求める。

【００３８】図９に、上記リレーショナルデータベース
のデータ構造化定義書の例を示す。図４と同一部分に同
一符号を付して説明を省略する図９のデータ構造化定義
書には、関係するデータベースを読み込むための情報と
して、関係ファイルの数１７、関係ファイル名１８、共
通属性１９が追加される。

【００３９】上記のような関係付けられたリレーショナ
ルデータベースから構造化型知識データベースを作成す
る場合、最初にデータベース間の結合処理を行う。図１
０に二つのデータベースファイルを結合する処理の流れ
を示す。

【００４０】図１０において、結合すべきデータベース
ファイルのうちの一つをマスターファイル（Master Fil
e ）、他方のデータベースファイルをスレーブファイル
（Slave File）と定めて、Master File のデータ構造化
定義書を開く（ステップ３００）。次に上記 Master Fi
le のデータ構造化定義書から共通属性情報を読み込む
（ステップ３１０）、同様にSlave Fileのデータ構造化
定義書を開く（ステップ３２０）。

【００４１】次に、共通属性を基に２つのデータベース
間で共通属性が存在するかいなかをチェックして（ステ
ップ３３０）、共通属性がない場合はエラーと見なす
（ステップ３４０）。共通属性が存在するのであれば、
各データベースを開く（ステップ３５０）。続いてMast
er File の各レコードに対して共通の属性値で照合しな
がらSlave Fileの各レコードを読み込み（ステップ３６
０ないしステップ４００）、Master File の属性根とSl
ave Fileの属性根を列挙された形で結合する（ステップ
４１０）。上記処理はMaster File の各データレコード
に対してSlave Fileの全データレコードについて行ない
（ステップ４２０）、Master File の全データレコード
について繰り返す（ステップ４３０）。結合された結果
にはまったく同じ内容の属性が重複して存在するので、
この重複する属性の一方を削除し、情報の関連付けがな
されたデータを用いて、インスタンス作成へ処理が移
る。インスタンスの作成では結合されたデータベースフ
ァイルは、あたかも一つのデータベースファイルの形に
なっているので、図５で説明した方法と同一の方法で構
造化型知識データベースを作成することかできる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の構造化型知識データベース作成方法によれば、変換す
る表形式データベースや作成すべき構造化型知識データ
ベースによって異なる各変換ケースに特有の情報をデー
タ構造化定義書に定義し、このデータ構造化定義書に基
づいて全ての変換ケースに共通のデータ抽出、階層情報
作成、データ構造化の処理によって構造化型知識データ
ベースを作成するので、知識工学応用システムなどで、
既存の外部データを使用する場合などに、データ変換処
理に伴うデータ解析や、変換手順の策定など、多大な労
力を軽減することが可能となり、非常に効率的にデータ
を取り込むことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構造化型知識データベース作成方法を
実行する変換装置およびその概略の処理の流れを説明し
た図。

【図２】本発明の構造化型知識データベース作成方法に
よって作成された構造化型知識データベースを例示した
図。

【図３】変換元の表形式のデータベースを例示した図。

【図４】構造化定義書の内容を具体的に示した図。

【図５】本発明による構造化型知識データベース作成方
法の処理の流れを示したフローチャート。

【図６】抽出された一レコードの内容を具体的に示した
図。

【図７】階層情報の内容を具体的に示した図。

【図８】構造化されたデータの内容を具体的に示した
図。

【図９】共通の属性を有する複数のリレーショナルデー
タベースの構造化定義書の内容を具体的に示した図。

【図１０】共通の属性を有する複数のリレーショナルデ
ータベースから構造化型知識データベースを作成する処
理の流れを示したフローチャート。

【符号の説明】

１ 変換装置 ２ データ構造化定義書記憶部 ３ 変換処理部 ４ 表形式データベース記憶装置 ５ 構造化型知識データベース記憶装置 ８ データ変数名 ９ データ種別 １０ データサイズ １１ 抽出するデータ項目数 １２ 階層数 １３ 階層を構成するデータ項目番号 １４ オブジェクト数を構成するデータ項目数 １５ オブジェクト数を構成するデータ項目番号 １６ データ構造化定義書の固有情報

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構造化型知識データベースの構造と、前記
   構造化型知識データベースを作成するのに必要なデータ
   の項目とを定義したデータ構造化定義書を作成し、 前記データ構造化定義書の定義内容に従って、変換元の
   表形式データベースから必要なデータを抽出し、 前記変換元表形式データベースから抽出したデータから
   作成しようとする構造化型知識データベースの階層情報
   を作成し、 前記階層情報に従って階層間のデータの接続を行い、前
   記変換元表形式データベースから抽出したデータを構造
   化することを特徴とする構造化型知識データベース作成
   方法。
2. 【請求項２】前記変換元表形式データベースは、共通の
   属性を有する複数のリレーショナルデータベースからな
   り、 前記データ構造化定義書は、前記共通の属性に関する情
   報を含み、 前記変換元表形式データベースからのデータ抽出、階層
   情報の作成、および構造化の処理は、前記共通属性を有
   するリレーショナルデータベースのデータ集合体を関連
   づけて行うことを特徴とする請求項１に記載の構造化型
   知識データベース作成方法。
3. 【請求項３】前記変換元表形式データベースからのデー
   タの抽出は、変換元表形式データベースの全てのデータ
   項目を逐次読み込み、読み込まれた各データ項目を作成
   しようとする構造化型知識データベースの階層とするこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造化
   型知識データベース作成方法。