CN102246161A - 用于根据本体创建关系数据库模式的方法和模块 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于创建关系数据库模式的方法。该方法包括访问(110，210)包括第一数量的概念和第二数量的属性的参考本体(101)；从所述参考本体选择(120、220)第一组概念；从所述第二数量的属性确定(130、230)与所选择的第一组概念相关联的第一组属性；确定(140、240)与所确定的第一组属性相关联的第二组概念；以及生成(150、250)包括若干表格的关系数据库模式，其中至少一个表格涉及所述第二组概念中的概念。此外，提供了一种用于创建关系数据库模式的模块(300)。

Description

用于根据本体创建关系数据库模式的方法和模块

技术领域

本发明涉及一种用于创建关系数据库的方法和模块。更具体而言，本发明涉及一种基于本体概念的选择创建关系模式的方法。

背景技术

在医学研究中，临床试验是一种研究新药物、医学设备和其他医学产品的通用手段。新的研究频繁地被发布并且实施的临床试验的数目在增加。例如，美国国立卫生研究院的研究登记在2006年包含大约23500件临床研究，该研究登记是用于临床研究的最常使用的公共数据库之一。2008年1月，登记的试验已经超过原来的两倍，达到来自153个国家的几乎50000件研究。特别地，制药业和医学设备制造商推动着越来越多的研究的实施。因此，对快速、高效且精确的研究规划、执行和结果分析的需求是必然的。具体而言，在临床试验期间收集的数据对于控制和执行试验的组织而言是很有价值的。因此，在遵守国家和国际规则的同时精心收集、处理和存储数据是临床研究管理中的主要任务。

医学技术领域的公司关注于新型医学设备的开发，这对多种疾病的诊断、治疗、预防和监测的发展和改进做出了贡献。为此，实施临床试验及初步预试验。在试验期间，借助于所开发的设备以问卷、病例报表等获取各种形式的感兴趣数据。之后，处理并统计分析收集到的数据以评估新型设备的质量和适用性。此外，把所获取的数据与疾病进展及患者健康状况之间的相关性作为目标。可以将该结果与当前医学实践中使用的设备的数据进行比较，或者对该结果进行分析以获得对特定疾病进展的新的认识。

管理临床试验的一种方式是使用本体(ontology)。根据Thomas Gruber的A Translation Approach to Portable Ontology Specification，KnowledgeAcquisition 5：199-220，1993，本体是一种形式化的、对共享概念体系的明确说明。其以一种机器可读和语义的方式描述感兴趣领域，从而使得能够表达领域的概念、领域之间的关系及约束，以得到更大团体中的多数对其的认可。

本体被用在人工智能、知识工程及语义网中，并且针对包括生物医学或物理学的各种领域对本体进行研发。

在数据库创建和数据集成领域中对本体进行建模和使用提供了若干益处。本体在高度抽象的水平上描述领域。本体的优势特别地在于建立一致和形式化的词汇表的可能性，该词汇表不仅能够用于限定数据库中存储的数据的结构及意思，还能够被重新用于与基于该词汇表的应用互操作以及建立所述应用。

现有系统中的大部分是基于实体-属性-值(EAV)数据库设计。例如，这样通过索引化、分割、查询优化而妨碍了有效率的数据库管理，从而妨碍了数据分析和自组织查询。

临床试验常常由多学科团队实施。基于本体创建试验数据库的方法在高度抽象的水平上提供了公共基础，这允许用户设计在概念上独立于诸如索引和键(key)的物理设计问题的数据库。

Geisler，S.等人在IEEE Benelux EMBS Symposium，Dec.6-7，2007的文章“Ontology-based system for clinical trial data management”描述了一种用于临床试验数据管理设计的基于本体的系统。参考本体作为创建临床试验数据库的基础。

然而，上述系统的缺点是其不能保证参照的完整性，因为在创建关系数据库期间可能会丢失一些关系从属性。此外，这样的系统效率低且缺少灵活性。

因此，根据本体创建关系数据库模式的经改进方法将是有利的。

发明内容

因此，本发明优选试图单独地或者以任意组合的方式缓解、减轻或者消除一个或多个以上指出的本领域中的不足和缺陷，并通过提供根据所附专利权利要求主张的方法、模块和计算机程序产品至少解决上述问题。

根据一些实施例的一个目的在于提供一种支持快速并精确设置关系数据库的方法。

根据一些实施例的另一目的在于提供一种用于高效、灵活和用户友好地设计关系数据库的方法。

根据一些实施例的想法在于提供为利用参考概念的概念选择提供自动补充，以保证所生成的关系数据库的关系完整性。

根据一方面，提供了一种用于创建关系数据库模式的方法。该方法包括访问包括第一数量的概念和第二数量的属性的参考本体；从参考本体选择第一组概念；从所述第二数量的属性确定与所选择的第一组概念相关联的第一组属性；确定与所确定的第一组属性相关联的第二组概念；以及生成包括若干表格的关系数据库模式，其中至少一个表格涉及所述第二组概念中的概念。

这里，术语“表格”应该被广义地解释为覆盖用于表示信息技术和数据库建模领域中的关系的所有等同物。

可以针对若干不同应用实施该方法，诸如针对临床试验数据管理创建关系数据库模式，或者用于使用不同实验装置的研究任务。

根据一方面，提供了一种用于创建关系数据库模式的模块。该模块包括用于访问包括第一数量的概念和第二数量的属性的参考本体的单元；用于使用户能够从参考本体选择第一组概念并调整关系数据库模式的用户界面；用于从所述第二数量的属性确定与所选择的第一组概念相关联的第一组属性的单元；用于确定与所确定的第一组属性相关联的第二组概念的单元；以及用于生成包括若干表格的关系数据库模式的单元，其中至少一个表格涉及所述第二组概念中的概念。

附图说明

参考附图，通过对本发明的实施例的以下描述，本发明能够实现的这些和其他方面、特征以及优势将变得显而易见并且得以阐明，在附图中：

图1是示意性示出根据实施例的方法的流程图；

图2是示意性示出根据实施例的方法的流程图；以及

图3是根据实施例的模块方框图。

具体实施方式

参考附图，下文将更为详细地描述本发明的若干实施例，以便本领域技术人员能够实现本发明。然而，本发明可以具体化为许多不同的形式而不应被解释为限于本文所述的实施例。更确切地说，提供这些实施例以使本公开是全面且完整的，并且将充分地将本发明的范围传递给本领域技术人员。实施例不对发明构成限制，本发明仅受专利权利要求的限制。此外，附图中图示说明的具体实施例的详细描述中所使用的术语并非旨在限制本发明。

以下描述集中在适用于创建关系数据库的方法的实施例。

在实施例中，根据图1，用于创建关系数据库模式的方法100以访问110参考本体101开始。参考本体101包括多个概念和属性，每个属性与至少一个概念相关联。方法100还包括从参考本体选择120第一组概念，并且之后，确定130与所选择的第一组概念相关联的属性。随后，方法100包括确定140与先前确定的属性相关联的另一组概念。之后执行生成150与所确定组的概念和关联的属性对应的关系数据库模式的后续步骤。方法100有利的是，分别选择参考本体的各部分而不改变本体或使用外部本体编辑器。因此，参考本体保持不变，同时减小了预期关系数据库模式的复杂性。

在实施例中，重复确定140与所确定的属性相关联的另一组概念，直到确定与所确定的属性相关联的所有概念。因此，自动保证了关系数据库模式的关系完整性，从而进一步方便了方法100。

在实施例中，该方法100还包括创建160元(meta)表示，其保持本体和关系模式之间的变换，诸如哪个概念被转换成哪个表格，等等。

在实施例中，方法100包括将所确定组的概念和关联的属性组转换成至少一个数据定义语言(DDL)脚本文件。这是有利的，因为可以存储例如SQL脚本的DDL文件以供将来访问。

在实施例中，方法100还包括利用关系数据库模式创建关系数据库。可以在本地或远程数据库服务器上创建关系数据库。因此，提供了改善的灵活性，因为可以直接创建数据库或稍后通过执行DDL脚本文件来创建。

在实施例中，方法100包括利用用户界面显示关系数据库模式。这进一步增强了方法的灵活性，允许用户在创建实际数据库之前修改概念的选择。

在实施例中，方法100包括利用以上用户界面调整关系模式的预览。例如，用户可以对关系模式中的表格和属性进行重命名、添加或删除。可以通过改变该组所选择的概念以及通过标记元表示来反映这样的调整。因此，实现了创建关系模式时的灵活性。

在另一实施例中，该方法包括转换本体体系。如果所选择的概念具有所选组概念中也包括的超级概念，则创建两个表格并在表格之间建立1:1关系。如果所选择的概念具有所选组概念中不包括的超级概念，则仅创建针对所选概念的一个概念并增加超级概念的属性作为所创建表格的属性。

在实施例中，以递归方式执行转换本体体系的步骤。

在图2中，提供了根据一些实施例的方法200。在这里，以与前文参考图1所述的方法相同的方式执行以下步骤：访问210参考本体；从参考本体选择220第一组概念；确定230与所选择的第一组概念相关联的属性；确定240与先前确定的属性相关联的另一组概念；以及生成250与所确定组的概念和关联的属性对应的关系数据库模式。可以重复并递归地执行如下步骤：确定240与先前确定的属性相关联的另一组概念；以及确定230与概念相关联的属性，以便找到链条中所有相关的概念。

因此，在实施例中，该方法还包括从所述第二数量的属性确定(130、230)与所确定的第二组概念相关联的第二组属性。该方法还可以包括确定(140、240)与所确定的第二组属性相关联的第三组概念。此外，关系数据库模式包括至少一个与第三组概念相关的表格。

方法200还包括创建元表示251，其保持本体和关系模式之间的变换。

方法200还包括利用用户界面显示260关系数据库模式和调整261关系数据库模式，并创建270表示在250中生成的关系模式的DDL脚本文件。随后，方法200包括连接280到数据库服务器，以利用关系数据库模式创建290关系数据库。

临床试验数据管理本体(CTDMO)可以充当参考本体101，用于以方便而灵活的方式创建用于临床试验的数据库。

在实施例中，CTDMO被配置成利用其他概念和属性进行扩展。

在备选实施例中，CTDMO包括标准临床试验所需的所有信息。

在一些实施例中，可以根据下文执行方法200。利用用户界面使用户能够加载和观察参考本体101的结构。利用用户界面，使用户能够从参考本体101选择概念，将使用这些概念创建关系数据库。由来自本体的附加概念对概念进行自动补充，通过递归过程使附加概念与选定概念相关。在实施例中，一种算法通过与所选择的概念相关联的属性循环并检查当前属性是否是对象属性。如果是这样的话，该算法进一步检查当前对象属性涉及另外哪些概念。递归调用然后针对所有相关概念重复相同流程。将每个相关的概念增加到已经包括用户选择的概念的概念列表。使用选定且相关的概念，即参考本体101的子集，创建关系数据库。

用户界面可以向用户呈现所创建数据库模式的预览。对于经验丰富的用户而言，可以允许这样做以定义数据库预览的自定义视图。此外，用户可以在预览中调整所创建的关系数据库模式。例如，用户可以对关系模式中的表格和属性进行重命名、添加或删除。可以直接通过连接到数据库服务器来执行关系数据库的创建，或者用户能够保存例如SQL脚本的DDL脚本文件，其包括要通过执行脚本创建数据库的代码。

在图3中，提供了根据实施例的模块300。模块300包括用于访问多个概念和属性的参考本体101的单元310。提供用户界面320以向用户显示参考本体101的图形表示。利用用户界面320，使用户能够从参考本体101选择第一组概念。此外，提供了单元330，用于确定与所选择的第一组概念相关联的那些属性。单元340被配置成确定与所确定的属性相关联的另一组概念并在用户界面320中呈现另一组概念。提供了单元350以生成与所确定组的概念对应的关系数据库模式，该组概念即第一组概念和另一组概念以及所确定的属性。利用单元360，将所生成的关系数据库模式转换成DDL脚本文件。此外，模块300包括用于将所述模块连接到数据库服务器(未示出)的单元370，数据库服务器被配置成从DDL脚本文件创建关系数据库。

在实施例中，该模块被配置成向数据库服务器提供认证信息，用于针对数据库服务器执行DDL脚本文件。

在另一实施例中，使用户能够在计算机上本地存储或在服务器上远程存储DDL脚本文件，以供将来在数据库服务器上执行。

此外，在模块中包括单元355，用于记录和存储参考本体101和所创建的关系模式之间的变换。

在实施例中，提供了一种计算机程序产品。计算机程序存储于计算机可读介质上，包括软件代码，当在数据处理设备上执行时，软件代码适于执行根据一些实施例的方法100的步骤。

本发明可以以包括硬件、软件、固件或其任意组合的任何适当形式实现。然而，优选地，本发现实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。可以以任何适当形式在物理上、功能上和逻辑上实现本发明实施例的元件和部件。实际上，可以在单一单元、多个单元或作为其他功能单元的一部分实现所述功能。因此，本发明可以在单一单元中实现，或者可以在物理上及功能上分布在不同单元和处理器之间。

应当认识的是，可以将上述实施例进行组合而不脱离所附专利权利要求所限定的范围。

尽管以上已经参考特定实施例描述了本发明，但并非旨在将本发明限于本文所述的特定形式。更确切地说，本发明仅受权利要求的限制，并且除以上具体实施例以外的其他实施例在这些所附权利要求的范围内是同样可能的。

在权利要求中，术语“包括”不排除存在其他元件或步骤。此外，尽管是单独列出，但是可以通过例如单个单元或处理器实现多个装置、元件或方法步骤。另外，尽管单个特征可以包括在不同权利要求中，但是将他们进行组合可能是有利的，并且包含在不同权利要求中不意味着特征的组合是不可行的和/或不利的。另外，单数指代不排除多个。术语“一”、“一个”、“第一”、“第二”等不排除多个。权利要求中的附图标记仅作为阐明示例而提供，并非解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种用于创建关系数据库模式的方法，包括

访问(110、210)包括第一数量的概念和第二数量的属性的参考本体(101)，

从所述参考本体(101)选择(120、220)第一组概念，

从所述第二数量的属性确定(130、230)与所选择的第一组概念相关联的第一组属性，

确定(140、240)与所确定的第一组属性相关联的第二组概念，以及

生成(150、250)包括若干表格的关系数据库模式，其中至少一个表格涉及所述第二组概念中的概念。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述关系数据库模式的所述若干表格中的至少一个表格涉及所述第一组概念中的概念。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述关系数据库模式的所述若干表格中的至少一个表格涉及所确定的第一组属性中的属性。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括创建(160、251)元表示的步骤，所述元表示包括所述参考本体(101)与所生成的关系数据库模式之间的变换。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括

从所述第二数量的属性确定(130、230)与所确定的第二组概念相关联的第二组属性，

确定(140、240)与所确定的第二组属性相关联的第三组概念，并且其中

所述关系数据库模式包括与所述第三组概念中的概念相关的至少一个表格。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括利用所创建的关系数据库模式创建(290)关系数据库。

7.将根据权利要求1所述的方法用于为临床试验数据管理创建关系数据库的用途。

8.一种存储于计算机可读介质上的计算机程序产品，包括软件代码，当在数据处理装置上执行时，所述软件代码适于执行根据权利要求1所述的方法的步骤。

9.一种用于创建关系数据库模式的模块，包括

用于访问包括第一数量的概念和第二数量的属性的参考本体(101)的单元(310)，

用于使用户能够从所述参考本体(101)选择第一组概念并调整所述关系数据库模式的用户界面(320)，

用于从所述第二数量的属性确定与所选择的第一组概念相关联的第一组属性的单元(330)，

用于确定与所确定的第一组属性相关联的第二组概念的单元(340)，以及

用于生成包括若干表格的关系数据库模式的单元(350)，其中至少一个表格涉及所述第二组概念中的概念。

10.根据权利要求9所述的模块，还包括用于创建元表示的单元(355)，所述元表示包括所述参考本体(101)与所生成的关系模式之间的变换。

11.根据权利要求9所述的模块，还包括

用于将所选择的第一组概念、所确定的第二组概念和所确定的第一组属性转换成至少一个数据定义语言脚本文件的单元(360)。

12.根据权利要求9所述的模块，还包括利用所创建的关系数据库模式生成关系数据库的单元(370)。

13.根据权利要求12所述的模块，还包括用于与远程数据库服务器连接的单元，所述关系数据库是在所述远程数据库服务器上创建的。

14.根据权利要求9所述的模块，其中，所述用户界面(320)被配置成显示所述关系数据库模式的预览。

15.根据权利要求14所述的模块，其中，所述用户界面(320)被配置成调整所述关系数据库模式。

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