EP1368754A2 - Rechnersystem - Google Patents

Rechnersystem

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Publication number
EP1368754A2
EP1368754A2 EP02711821A EP02711821A EP1368754A2 EP 1368754 A2 EP1368754 A2 EP 1368754A2 EP 02711821 A EP02711821 A EP 02711821A EP 02711821 A EP02711821 A EP 02711821A EP 1368754 A2 EP1368754 A2 EP 1368754A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
computer system
data
classes
rules
attributes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02711821A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Angele Prof. Dr. JÜRGEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ontoprise GmbH
Original Assignee
ontoprise GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ontoprise GmbH filed Critical ontoprise GmbH
Publication of EP1368754A2 publication Critical patent/EP1368754A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/28—Databases characterised by their database models, e.g. relational or object models
    • G06F16/289—Object oriented databases

Definitions

  • the invention relates to a computer system according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 20.
  • Such computer systems can be formed by networked computer units, on which, in particular, database systems are integrated as means for storing data.
  • the computer units can also be connected to the Internet, so that the database systems can be queried via the Internet.
  • database systems In general, such database systems contain large data sets that can be queried using predefined query commands.
  • a particular problem exists in database systems, in which large amounts of data are stored, of defining suitable query commands in order to arrive at the desired search results.
  • a computer system comprises database systems in which various types of technical, medical and commercial publications are stored.
  • a user of this database system knows the name of an author of a publication. He only knows that this is a technical publication.
  • the only searchable term that the user Is available is the name of the author of the publication. This name forms the input variable for the research, which is entered into the computer system via a query unit. Since no further information is available, the user must look through all the query results relating to the researched name in order to arrive at the author of the desired publication on the basis of any additional information ascertained.
  • Such an additional manual evaluation is extremely cumbersome and also contains considerable sources of error, so that the search result is associated with considerable inaccuracy.
  • the invention is based on the object of designing a computer system of the type mentioned at the outset in such a way that the most comprehensive, simple and flexible access possible to information stored in the computer system is ensured.
  • the computer system has means for storing data and a query unit for determining output variables with access to the stored data.
  • the data are assigned to predetermined classes which are part of at least one stored class structure forming an object model.
  • the classes are assigned attributes that are passed on within a class structure.
  • At least one inference unit is provided as the query unit, by means of which rules can be evaluated, by means of which predetermined classes and / or attributes are linked.
  • the basic idea of the invention is therefore that the data stored in the computer system are structured within at least one object model, preferably within several object models.
  • Such on- Object models forming technologies have class structures which have classes which are structured hierarchically or in associations, the classes preferably being assigned several attributes which are inherited within a class structure.
  • information stored in the computer system is not accessed or is not accessed solely by querying data stored there.
  • the computer system according to the invention has a predetermined number of rules which are assigned to at least one inference unit.
  • the rules can be used to link attributes of at least one class structure and / or classes of at least one class structure and, if appropriate, also stored data.
  • the rules represent the logical linking rules that relate the individual aforementioned elements to each other in a predetermined manner.
  • An evaluation is carried out in the inference unit by assigning specific values for the attributes, classes and / or data to these rules, as a result of which certain output variables are generated.
  • the query and evaluation of information is therefore not restricted to the level of the data stored in the computer system. Rather, the queries are extended to the structural elements of the object models in which the data are structured. With rudimentary and simple inquiries or input values, complex facts and relationships from those stored in the computer system can be used
  • a simple example of the computer system according to the invention is a computer unit on which a database system is integrated.
  • Query schemes of this type are particularly advantageous because the classes and attributes of class structures can be used to classify data according to certain criteria and properties, which can be easily researched.
  • personnel data can have class structures that are divided into different classes according to the hierarchy of employees in a company.
  • a class structure of this type can contain in a first level the class “employees”, which is branched into subclasses “technical employees” and “commercial employees”. These subclasses can be branched into further subclasses.
  • These classes can be attributes of the gender of the employee or other properties.
  • certain classes and attributes can be determined by queries to the employees assigned to these elements without their specific data such as name,
  • the address and department name within the company must be specifically requested.
  • the query option in the class and / or attribute level above the data level results in a particularly powerful and flexible query system which considerably extends the search options in comparison to conventional database systems.
  • Another advantage of the computer system according to the invention is that a user can enter several query terms as input variables into the computer system without having to make a distinction as to whether these query terms are data, classes or
  • Rules are in a predetermined relationship to each other. In the simplest In this case, the query terms are linked to a single output variable.
  • Classes and / or data of different object models can be obtained.
  • Such a system can advantageously be used as an interface unit between two different computer units which are networked with one another.
  • An example of this are two database systems that are integrated on computer units from two different companies. Data transfer between the two database systems should be as automatic as possible via a computer network, in particular via the Internet. Such requirements occur particularly in the area of e-commerce. With such systems, for example, orders between manufacturers and those commissioned by them should be
  • Figure 1 Structure of a first embodiment of the computer system according to the invention.
  • FIG. 2 Object models for structuring the data stored on the computer system in accordance with FIG. 1.
  • Figure 3 Structure of a second embodiment of the computer system according to the invention.
  • FIG. 4 Object models for structuring the data stored on the computer system according to FIG. 3.
  • FIG. 1 schematically shows the basic structure of a first exemplary embodiment of the computer system 1 according to the invention.
  • the computer system 1 comprises a plurality of computer units 2 which are connected to one another via a network having computer lines 3.
  • One of the computer units 2 forms a central computer on which data is stored.
  • the means for storing the data are formed by a database system 4.
  • an inference unit 5 is provided as the query unit.
  • the computer units 2 have suitable input / output units 6 with terminals which are not shown separately.
  • the network can be formed by the Internet.
  • the computer units 2 have corresponding internet connections.
  • Object models so-called ontologies, are used to structure the data stored in the database system 4.
  • An object model has a structure of classes, wherein the structure can be designed as a hierarchical structure. In hierarchical structures, classes of a given level are assigned to exactly one class of a higher level, that is, only single inheritance is permitted. In general, the class structure can also be designed as an acyclic graph, in which multiple inheritance is permitted.
  • Figure 2 shows an example of two such hierarchical class structures, each of which forms an object model.
  • the first object model contains a class "publications”, which are assigned as subclass “lectures” and "documents”.
  • the second object model contains a class "people”, which are assigned as subclasses "self-employed” and “employees”.
  • the subclass "employees” are assigned as further subclasses "technical employees" and "commercial employees”.
  • Certain attributes are assigned to each class in a hierarchical class structure.
  • An attribute that is assigned to a class such as the class “people”, is passed on to the subclasses that are subordinate to this class.
  • Such an attribute can be a name, for example.
  • This attribute is used within the class structure, in the present example the subordinate classes “self-employed” and “employees” as well as the subclasses “commercial employees” and “technical employees” assigned to this class are inherited. This results in a particularly efficient structuring of the data in the database system 4.
  • rules are assigned to the inference unit for carrying out queries in the database system 4. These rules are in the inference unit 5 itself or in an unillustrated one which is assigned to the inference unit 5
  • the training and number of the rules are adapted to the patterns of the queries to be carried out and are preferably entered by an authorized person, the so-called knowledge engineer, when the inference unit 5 is installed.
  • the object models and the language in which the rules are drawn up can have different forms.
  • Object models of the DAML + OIL type and DAML-L as the control language are preferably used.
  • Output unit 6 defined query commands entered. Depending on the design of the query command, a sequence of rules is processed in the inference unit 5. Since the rules are a declarative system, the order in which the rules are defined is irrelevant.
  • the rules contain logical links between classes and / or attributes and / or data of the database system 4.
  • the rules assigned to a query command for generating defined output variables are evaluated.
  • the output variables are then expediently output via the input / output unit 6.
  • subsets of data can be queried in a simple manner in the database system 4 without having to refer to specific data in the query commands.
  • query command can be configured, for example, as follows:
  • the name of all technical and scientific employees stored in the database system 4 is displayed to the user as the starting variable.
  • relationships between different attributes, classes and / or data can be established with the rules assigned to the individual query commands. Attributes, classes and / or data of different class structures can also be linked to one another using the rules.
  • the user in a query command only has to enter the terms according to which the search is carried out, preferably in succession in a sequence.
  • the user does not need to make any definitions as to whether these terms are classes, attributes or data.
  • the user does not have to intervene in the structure of the rules that are assigned to a specific query command. The assignment of the terms to the rules and the processing of the rules takes place automatically in the inference unit 5.
  • An example of such a query can be configured as follows. A user wants to know what knowledge a person known to him by the name of Mustermann has. As a query command, the user enters the two search variables “sample man” and “knowledge” into the input / output unit 6. In the inference unit 5 there is an evaluation of rules that are assigned to this query command. Such a rule can be, for example:
  • This rule links the classes "Person” and "Document” of two different class structures.
  • the basic parameter of this rule is whether a person has "knowledge" on this topic.
  • such links not only query information stored in the database system 4. Rather, such rules are used to establish relationships between elements of the database systems 4 in order to derive new parameters from them if necessary.
  • abstract terms such as classes and / or attributes are linked via rules which, as in the present case, provide new parameters as output variables. These can in turn form abstract quantities that can be researched directly by the user. The assignment of concrete values to the abstract parameters of the set of rules then takes place automatically in the inference unit.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a computer system 1.
  • This computer system comprises two computer units 2, which are connected via a network
  • Computer lines 3 are connected.
  • a database system 4 is implemented on each computer unit 2.
  • the first computer unit 2 is in a first company A
  • the second computer unit 2 is in a company B, each computer unit 2 having an input / output unit 6 for operation.
  • the task is to provide an automatic, bidirectional exchange of information, for example to ensure order access or order processing electronically between the two companies.
  • a difficulty that usually arises is that the database systems 4, in principle, manage data of the same type, but they are stored under different schemes. This generally leads to an incompatibility of the data records of the two database systems 4, which make automatic information transfer impossible.
  • FIG. 4 An example of this is shown in FIG. 4.
  • the database system 4 from company A is structured according to an object model 1.
  • printers manufactured by company A are assigned to a “printer” class. Different types of printers, such as inkjet printers and laser printers, are distinguished within this class by means of the “type” attribute.
  • Company B also produces printers. These are stored in the relevant database system 4 according to an object model 2.
  • This object model has a hierarchical class structure in which different types (laser printers, inkjet printers) are assigned to the "printers" class.
  • At least one of the database systems 4 is assigned an inference unit 5 which is used as an interface unit for the exchange of information between the database systems 4.
  • an inference unit 5 is assigned to each database system.
  • the inference unit 5 is not
  • the inference unit 5 defines relationships between classes and / or attributes of the two object models, as a result of which the information in the two database systems 4 is clearly assigned. This enables an automatic exchange of information between the two database systems 4.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rechnersystem (1) mit Mitteln zur Speicherung von Daten und einer Abfrageeinheit zur Ermittlung von Ausgangsgrössen unter Zugriff auf die abgespeicherten Daten. Die Daten sind vorgegebenen Klassen zugeordnet, die Bestandteil wenigstens einer abgespeicherten ein Objektmodell bildenden Klassenstruktur sind. Den Klassen sind Attribute zugeordnet sind, die innerhalb einer Klassenstruktur weitervererbt sind. Als Abfrageeinheit ist wenigstens eine Inferenzeinheit (5) vorgesehen, mittels derer Regeln auswertbar sind, durch welche vorgegebene Klassen und/oder Attribute verknüpft sind.

Description

Rechnersystem
Die Erfindung betrifft ein Rechnersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20.
Derartige Rechnersysteme können von vernetzten Rechnereinheiten gebildet sein, auf welchen als Mittel zur Speicherung von Daten insbesondere Datenbanksysteme integriert sind. Insbesondere können die Rechnereinheiten auch an das Internet angeschlossen sein, so dass die Datenbanksysteme über das Internet abfragbar sind.
Generell enthalten derartige Datenbanksysteme große Datensätze, die mit vorgegebenen Abfragebefehlen abfragbar sind. Ein wesentliches Problem besteht insbesondere bei Datenbanksystemen, in welchen große Datenmengen gespeichert sind, geeignete Abfragebefehle zu definieren, um so zu den gewünschten Rechercheergebnisse zu gelangen.
Besonders schwierig gestalten sich derartige Recherchen dann, wenn zu allgemeinen Themenstellungen Daten benötigt werden, jedoch über diese Themenstellungen nur wenige recherchierbare Daten bekannt sind.
Ein Beispiel hierfür kann folgende Aufgabenstellung sein. Ein Rechnersystem umfasst Datenbanksysteme, in welchem technische, medizinische und kaufmännische Neröffentlichungen unterschiedlicher Art abgespeichert sind. Ein Benutzer dieses Datenbanksystems kennt den Namen eines Autors einer Veröf- fentlichung. Dabei weiß er nur, dass es sich hierbei um eine technische Veröffentlichung handelt. Der einzige recherchierbare Begriff, der dem Benutzer zur Verfügung steht, ist der Name des Autors der Veröffentlichung. Dieser Name bildet die Eingangsgröße für die Recherche, die über eine Abfrageeinheit in das Rechnersystem eingegeben wird. Da weitere Informationen nicht vorliegen, muss der Benutzer sämtliche Abfrageergebnisse zu dem recherchierten Namen durchsehen, um dort anhand gegebenenfalls vorliegenden zusätzlich ermittelten Informationen zu dem Autor der gewünschten Veröffentlichung zu gelangen. Eine derartige zusätzliche manuelle Auswertung ist äußert umständlich und beinhaltet zudem erhebliche Fehlerquellen, so dass das Recherchenergebnis mit einer erheblichen Ungenauigkeit behaftet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Rechnersystem der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein möglichst umfassender, einfacher und flexibler Zugriff auf Informationen, die im Rechnersystem gespeichert sind, gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 20 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Rechnersystem weist Mittel zur Speicherung von Daten und einer Abfrageeinheit zur Ermittlung von Ausgangsgrößen unter Zugriff auf die abgespeicherten Daten auf. Die Daten sind vorgegebenen Klassen zugeordnet, die Bestandteil wenigstens einer abgespeicherten ein Objektmodell bildenden Klassenstruktur sind. Den Klassen sind Attribute zugeordnet, die innerhalb einer Klassenstruktur weitervererbt werden. Als Abfrageeinheit ist wenigstens eine Inferenzeinheit vorgesehen, mittels derer Regeln auswertbar sind, durch welche vorgegebene Klassen und/oder Attribute verknüpft sind.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, dass die im Rechnersys- tem abgespeicherten Daten innerhalb wenigstens eines Objektmodells, vorzugsweise innerhalb mehrerer Objektmodelle, strukturiert sind. Derartige On- tologien bildende Objektmodelle weisen Klassenstrukturen auf, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, wobei den Klassen vorzugsweise mehrere Attribute zugeordnet sind, die innerhalb einer Klassenstruktur weitervererbt sind. Erfindungsgemäß erfolgt der Zugriff auf im Rechnersystem abgespeicherte Informationen nicht oder nicht allein durch Abfrage von dort abgespeicherten Daten.
Anstelle dessen weist das erfindungsgemäße Rechnersystem eine vorgegebene Anzahl von Regeln auf, die wenigstens einer Inferenzeinheit zugeordnet sind.
Mittels der Regeln können Attribute wenigstens einer Klassenstruktur und/oder Klassen wenigstens einer Klassenstruktur sowie gegebenenfalls auch abgespeicherte Daten miteinander verknüpft werden. Dabei stellen die Regeln die logischen Verknüpfungsvorschriften dar, die die einzelnen vorgenannten Elemente in vorgegebener Weise miteinander in Beziehung setzen. In der Inferenzeinheit wird eine Auswertung vorgenommen, in dem diesen Regeln konkrete Werte für die Attribute, Klassen und/oder Daten zugeordnet werden, wodurch bestimmte Ausgangsgrößen generiert werden.
Erfindungsgemäß ist somit die Abfrage und Auswertung von Informationen nicht auf die Ebene der in dem Rechnersystem abgespeicherten Daten beschränkt. Vielmehr sind die Abfragen auf die Strukturelemente der Objektmodelle, in welchen die Daten strukturiert sind, erweitert. Damit können bereits mit rudimentären und einfachen Anfragen bzw. Eingabewerten auch komplexe Sachverhalte und Zusammenhänge aus den im Rechnersystem abgespeicherten
Informationen extrahiert werden.
Ein einfaches Beispiel für das erfindungsgemäße Rechnersystem ist eine Rechnereinheit, auf welchem ein Datenbanksystem integriert ist. Durch Abfragen bestimmter Klassen oder Attribute werden als Ausgangsgrößen Untermengen von Daten erhalten, ohne dass die Daten selbst unmittelbar abgefragt werden müssen. Derartige Abfrageschemas sind besonders deshalb vorteilhaft, da mit den Klassen und Attributen von Klassenstrukturen Klassifikationen von Daten nach bestimmten Kriterien und Eigenschaften vorgenommen werden können, die auf einfache Weise recherchiert werden können. Beispielsweise können Personaldaten Klassenstrukturen aufweisen, die in verschiedene Klassen entsprechend der Hierarchie von Mitarbeitern in einer Firma untergliedert sind. Eine derartige Klassenstruktur kann in einer ersten Ebene die Klasse „Angestellte" enthalten, die in Unterklassen „technische Angestellte" und „kaufmännische Angestellte" verzweigt ist. Diese Unterklassen können in weitere Unter- klassen verzweigt sein. Diesen Klassen können als Attribute das Geschlecht des Mitarbeiters oder andere Eigenschaften zugeordnet sein.
Mit dem erfindungsgemäßen Rechnersystem können durch Abfragen bestimmte Klassen und Attribute die diesen Elementen zugeordneten Mitarbei- tern ermittelt werden, ohne dass deren konkrete Daten wie zum Beispiel Name,
Adresse und Abteilungsbezeichnung innerhalb der Firma konkret abgefragt werden müssen. Durch die Abfragemöglichkeit in der oberhalb der Datenebene liegenden Klassen- und/oder Attributebene entsteht ein besonders mächtiges und flexibles Abfragesystem, welches die Recherchemöglichkeiten im Ver- gleich zu herkömmlichen Datenbanksystemen beträchtlich erweitert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rechnersystems besteht darin, dass ein Benutzer mehrere Abfragebegriffe als Eingangsgrößen in das Rechnersystem eingeben kann, ohne selbst eine Unterscheidung treffen zu müssen, ob es sich bei diesen Abfragebegriffen um zu recherchierende Daten, Klassen oder
Attribute handelt. Diese Abfragebegriffe werden als Eingangsgrößen in die Inferenzeinheit mit den dem jeweiligen Abfragebefehl zugeordneten Regeln verknüpft. Anhand der Regeln erfolgt die Zuordnung der Abfragebegriffe zu den Daten, Klassen und/oder Attributen eines Objektmodells. Als Ausgangsgrößen werden Untermengen von Daten erhalten, die entsprechend der Ausbildung der
Regeln in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen. Im einfachsten Fall erfolgt eine Verknüpfung der Abfragebegriffe zu einer einzelnen Ausgangsgröße.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können durch mit der Inferen- zeinheit und der dieser zugeordneten Regeln Beziehungen zwischen Attributen,
Klassen und/oder Daten verschiedener Objektmodelle erhalten werden.
Ein derartiges System kann vorteilhaft als Schnittstelleneinheit zwischen zwei verschiedenen Rechnereinheiten, die miteinander vernetzt sind, eingesetzt wer- den. Ein Beispiel hierfür sind zwei Datenbanksysteme, die auf Rechnereinheiten zweier verschiedener Firmen integriert sind. Über ein Rechnernetzwerk, insbesondere über das Internet, soll ein möglichst automatischer Datentransfer zwischen beiden Datenbanksystemen erfolgen. Derartige Anforderungen treten insbesondere im Bereich des E-commerce auf. Mit derartigen Systemen sollen beispielsweise Aufträge zwischen Herstellerfirmen und von diesen beauftragten
Zulieferfirmen automatisch abgewickelt werden. Problematisch hierbei ist, dass die Daten in den Datenbanksystemen der verschiedenen Firmen in unterschiedlichen Schemata vorliegen. Demzufolge unterscheiden sich die Objektmodelle zur Strukturierung der einzelnen Datenbanksysteme signifikant. Um dennoch einen reibungslosen Datentransfer zwischen den Datenbanksystemen zu gewährleisten, ist diesen als Schnittstelleneinheit wenigstens eine Inferenzeinheit zugeordnet. Die der Inferenzeinheit zugeordneten Regeln übersetzen die Strukturen des Objektmodells eines ersten Datenbanksystems in das Objektmodell des zweiten Datenbanksystems. Dadurch ist bei einem Transfer von Daten von einem zum anderen Datenbanksystem stets eine definierte Zuordnung der übertragenen Daten gewährleistet.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Figur 1 : Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rechnersystems.
Figur 2: Objektmodelle zur Strukturierung der auf dem Rechnersystem ge- maß Figur 1 gespeicherten Daten.
Figur 3: Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rechnersystems.
Figur 4: Objektmodelle zur Strukturierung der auf dem Rechnersystem gemäß Figur 3 gespeicherten Daten.
Figur 1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau eines ersten Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rechnersystems 1.
Das Rechnersystem 1 umfasst mehrere Rechnereinheiten 2, welche über ein Rechnerleitungen 3 aufweisendes Netzwerk miteinander verbunden sind. Einer der Rechnereinheiten 2 bildet einen Zentralrechner, auf welchem Daten abgespeichert sind. Die Mittel zur Speicherung der Daten sind von einem Daten- banksystem 4 gebildet. Zur Durchführung und Auswertung von Abfragen in dem Datenbanksystem 4 ist als Abfrageeinheit eine Inferenzeinheit 5 vorgesehen.
Mehrere Benutzer können über weitere an das Netzwerk angeschlossene Rech- nereinheiten 2, wie zum Beispiel Personalcomputer, Zugang zum Datenbanksystem 4 erhalten. Hierzu weisen die Rechnereinheiten 2 geeignete Ein- /Ausgabeeinheiten 6 mit nicht separat dargestellten Terminals auf.
Insbesondere kann das Netzwerk vom Internet gebildet sein. In diesem Fall weisen die Rechnereinheiten 2 entsprechende Internetanschlüsse auf. Zur Strukturierung der im Datenbanksystem 4 abgespeicherten Daten werden Objektmodelle, sogenannte Ontologien, eingesetzt. Ein Objektmodell weist eine Struktur von Klassen auf, wobei die Struktur als hierarchische Struktur ausgebildet sein kann. Bei hierarchischen Strukturen sind Klassen einer vorge- gebenen Ebene jeweils genau einer Klasse einer darüber liegenden Ebene zugeordnet, das heißt es sind nur Einfachvererbungen zugelassen. Allgemein kann die Klassenstruktur auch als azyklischer Graph ausgebildet sein, bei welchem Mehrfachvererbungen zugelassen sind.
Figur 2 zeigt beispielhaft zwei derartige, hierarchische Klassenstrukturen, die jeweils ein Objektmodell bilden. Das erste Objektmodell enthält eine Klasse „Veröffentlichungen", welcher als Unterklasse „Vorträge" und „Dokumente" zugeordnet sind. Das zweite Objektmodell enthält eine Klasse „Personen", welcher als Unterklassen „Selbständige" und „Angestellte" zugeordnet sind. Der Unterklasse „Angestellte" sind als weitere Unterklassen „technische Angestellte" und „kaufmännische Angestellte" zugeordnet.
Den Klassen jeweils einer hierarchischen Klassenstruktur sind bestimmte Attribute zugeordnet. Dabei wird ein Attribut, welches einer Klasse wie zum Bei- spiel der Klasse „Personen" zugeordnet ist, an die dieser Klasse untergeordneten Unterklassen weiter vererbt. Ein derartiges Attribut kann beispielsweise ein Name sein. Dieses Attribut wird innerhalb der Klassenstruktur, im vorliegenden Beispiel an die untergeordneten Klassen „Selbständige" und „Angestellte" sowie auch die dieser Klasse zugeordneten Unterklassen „kaufmännische An- gestellte" und „technische Angestellte" vererbt. Auf diese Weise entsteht eine besonders effiziente Strukturierung der Daten in dem Datenbanksystem 4.
Zur Durchführung von Abfragen in dem Datenbanksystem 4 sind der Inferenzeinheit 5 Regeln zugeordnet. Diese Regeln sind in der Inferenzeinheit 5 selbst oder in einer nicht dargestellten, der Inferenzeinheit 5 zugeordneten
Speichereinheit abgespeichert. Die Regeln sind in ihrer Ausbildung und Anzahl an die Muster der durchzuführenden Abfragen angepasst und werden vorzugsweise bei der Installation der Inferenzeinheit 5 von einer autorisierten Person, dem sogenannten knowledge engineer, eingegeben.
Die Objektmodelle sowie die Sprache, in der die Regeln abgefasst sind, können unterschiedliche Ausprägungen aufweisen. Vorzugsweise werden Objektmodelle des Typs DAML+OIL und als Regelsprache DAML-L verwendet.
Zur Durchführung von Abfragen in dem Datenbanksystem 4 werden in die Ein-
/Ausgabeeinheit 6 definierte Abfragebefehle eingegeben. Je nach Ausbildung des Abfragebefehls wird in der Inferenzeinheit 5 eine Folge von Regeln abgearbeitet. Da es sich bei den Regeln um ein deklaratives System handelt, spielt die Reihenfolge der Definition der Regeln hierbei keine Rolle.
Die Regeln beinhalten logische Verknüpfungen zwischen Klassen und/oder Attributen und/oder Daten des Datenbanksystems 4. In der Inferenzeinheit 5 werden die einem Abfragebefehl zugeordneten Regeln zur Generierung definierter Ausgangsgrößen ausgewertet. Zweckmäßigerweise werden die Aus- gangsgrößen dann über die Ein-/ Ausgabeeinheit 6 ausgegeben.
Durch die Verknüpfung von Attributen und Klassen über eine vorgegebene Anzahl von Regeln können auf einfache Weise Untermengen von Daten im Datenbanksystem 4 abgefragt werden, ohne dass dabei in den Abfragebefehlen auf bestimmte Daten Bezug genommen werden muss.
Mit der Abfragemöglichkeit auf Klassen- und Attributebene wird gegenüber herkömmlichen Datenbanksystemen 4, bei welchen die Abfragebefehle auf die Datenebene begrenzt sind, eine erhebliche Erweiterung und Flexibilisierung der Abfragemöglichkeiten erreicht. Ein derartiger Abfragebefehl kann beispielsweise wie folgt ausgebildet sein:
„Gebe die Namen von allen gespeicherten Daten aus, die in der Hierarchie der Klassenstruktur des Objektmodells „Personen" unterhalb der Ebene „Ange- stellte" liegen".
Als Ausgangsgröße werden in diesem Fall dem Benutzer die Namen aller im Datenbanksystem 4 gespeicherter technischer und wissenschaftlicher Angestellten angezeigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können mit den den einzelnen Abfragebefehlen zugeordneten Regeln Beziehungen zwischen unterschiedlichen Attributen, Klassen und/oder Daten hergestellt werden. Dabei können mit den Regeln insbesondere auch Attribute, Klassen und/oder Daten verschiedener Klassenstrukturen miteinander verknüpft werden.
Dabei ist besonders vorteilhaft, dass der Benutzer in einem Abfragebefehl lediglich die Begriffe, nach welchen die Suche durchgeführt wird, vorzugsweise in einer Folge hintereinander eingeben muss. Dabei braucht der Benutzer keine Definitionen vorzunehmen, ob es sich bei diesen Begriffen um Klassen, Attribute oder Daten handelt. Zudem muss der Benutzer hierbei keinerlei Eingriff in die Struktur der Regeln vornehmen, die einem bestimmten Abfragebefehl zugeordnet sind. Die Zuordnung der Begriffe zu den Regeln und die Abarbeitung der Regeln erfolgt selbsttätig in der Inferenzeinheit 5.
Ein Beispiel für eine derartige Abfrage kann wie folgt ausgebildet sein. Ein Benutzer möchte wissen, über welche Kenntnisse eine ihm bekannte Persönlichkeit mit Namen Mustermann verfügt. Als Abfragebefehl gibt der Benutzer die beiden Suchgrößen „Mustermann" und „Kenntnisse" in die Ein-/ Ausgabeeinheit 6 ein. In der Inferenzeinheit 5 erfolgt eine Auswertung von Regeln, die diesem Abfragebefehl zugeordnet sind. Eine derartige Regel kann beispielsweise lauten:
„Wenn eine Person ein Dokument schreibt und das Dokument von einem The- ma handelt, dann hat die Person Kenntnisse zu diesem Thema".
Diese Regel verknüpft die Klassen „Person" und „Dokument" zweier verschiedener Klassenstrukturen. Dabei ist Bezug auf das Thema von Dokumenten genommen, wobei beispielsweise die Themen von Dokumenten als Daten der Klasse „Dokument" zugeordnet sind.
Als Ausgangsgröße dieser Regel wird erhalten, ob einer Person „Kenntnisse" zu diesem Thema hat.
Wie aus diesem Beispiel ersichtlich, werden durch derartige Verknüpfungen nicht nur im Datenbanksystem 4 abgespeicherte Informationen abgefragt. Vielmehr werden mit derartigen Regeln Beziehungen zwischen Elementen der Datenbanksysteme 4 hergestellt, um daraus gegebenenfalls neue Kenngrößen abzuleiten.
Die Auswertung dieser Regel in Abhängigkeit der eingegebenen Eingangsgrößen „Kenntnisse" und „Mustermann" erfolgt in der Inferenzeinheit 5 anhand einem dort abgespeicherten Zuordnungsschema, welches im vorliegenden Fall wie folgt ausgebildet ist:
Mustermann ist eine Person. Mustermann ist Autor einer Diplomarbeit. Die Diplomarbeit hat zum Thema Biotechnologie. Die Diplomarbeit ist ein Dokument. Unter Auswertung dieser Zuordnungen auf die genannte Regel ergibt sich als Ergebnis, dass Mustermann Kenntnisse über Biotechnologie hat. Dieses Ergebnis wird vorzugsweise über die Ein-/ Ausgabeeinheit ausgegeben. Die obenstehenden Zuordnungen werden beispielsweise von einem Wartungsanwender in der Inferenzeinheit implementiert.
Dabei besteht ein wesentlicher Unterschied zu bekannten Datenbanksystemen darin, dass das Rechercheergebnis „Mustermann hat Kenntnisse über Biotechnologie" weder durch eine Datenbankabfrage des Begriffs „Kenntnisse" noch des Begriffs „Biotechnologie" erhalten wurden.
Eine Abfrage des Begriffs „Biotechnologie" in einem herkömmlichen Datenbanksystem würde voraussetzen, dass der Benutzer bereits detaillierte Vorkenntnisse über das Wissen von Mustermann hat. Zudem müsste in einem der Person Mustermann zugeordneten Datensatz explizit der Begriff „Biotechnologie" hinterlegt sein.
Eine Abfrage des Begriffs „Kenntnisse" wäre in einem herkömmlichen Datenbanksystem prinzipiell nicht sinnvoll, da dadurch keine Zuordnung des abs- trakten Begriffs „Kenntnisse" zu einem konkreten Faktum „Biotechnologie" erfolgen kann.
Demgegenüber werden bei dem erfindungsgemäßen Rechnersystem abstrakte Begriffe wie Klassen und/oder Attribute über Regeln verknüpft, welche wie im vorliegenden Fall als Ausgangsgrößen neue Kenngrößen liefern. Diese können wiederum abstrakte Größen bilden, die unmittelbar vom Benutzer recherchiert werden können. Die Zuordnung konkreter Werte zu den abstrakten Größen des Regelwerks erfolgt dann selbsttätig in der Inferenzeinheit.
Wie aus diesem Beispiel ersichtlich bedarf es bei dem erfindungsgemäßen
Rechnersystem im Vergleich zu herkömmlichen Datenbanksystemen erheblich weniger Vorkenntnissen und damit auch weniger Eingaben um zu exakten Rechercheergebnissen zu gelangen.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Rechnersystems 1. Dieses Rechensystem umfasst zwei Rechnereinheiten 2, die über ein Netzwerk mit
Rechnerleitungen 3 verbunden sind. Auf jeder Rechnereinheit 2 ist ein Datenbanksystem 4 implementiert. Die erste Rechnereinheit 2 befindet sich in einer ersten Firma A, die zweite Rechnereinheit 2 befindet sich in einer Firma B, wobei jede Rechnereinheit 2 zur Bedienung eine Ein-/ Ausgabeeinheit 6 auf- weist.
Die Aufgabe besteht darin, einen automatisch ablaufenden bidirektionalen Informationsaustausch bereitzustellen, beispielsweise um Bestellzugänge oder Auftragsabwicklungen auf elektronischem Weg zwischen den beiden Firmen zu gewährleisten.
Eine üblicherweise auftretende Schwierigkeit besteht darin, dass die Datenbanksysteme 4 zwar im Prinzip gleichartige Daten verwalten, diese jedoch unter verschiedenen Schemata abgespeichert werden. Dies führt im Allgemeinen zu einer Inkompatibilität der Datensätze beider Datenbanksysteme 4, die einen automatischen Informationstransfer unmöglich machen.
Ein Beispiel hierfür ist in Figur 4 dargestellt. Das Datenbanksystem 4 der Firma A ist nach einem Objektmodell 1 strukturiert.
Gemäß diesem Modell sind von der Firma A hergestellte Drucker einer Klasse „Drucker" zugeordnet. Unterschiedliche Typen von Druckern, wie zum Beispiel Tintenstrahldrucker und Laserdrucker, werden innerhalb dieser Klasse mittels des Attributs „Typ" unterschieden. Die Firma B stellt ebenfalls Drucker her. Diese sind in dem betreffenden Datenbanksystem 4 gemäß einem Objektmodell 2 abgespeichert. Dieses Objekt- modell weist eine hierarchische Klassenstruktur auf, bei welcher unterschiedliche Typen (Laserdrucker, Tintenstrahldrucker) als Unterklassen der Klasse „Drucker" zugeordnet sind.
Da die Datenbanksysteme 4 nach verschiedenen Objektmodellen strukturiert sind, können Daten von einem Datenbanksystem 4 nicht unmittelbar in das jeweilige andere Datenbanksystem 4 übernommen werden.
Um dennoch einen automatischen Informationsaustausch zu gewährleisten, ist wenigstens einem der Datenbanksysteme 4 eine Inferenzeinheit 5 zugeordnet, die als Schnittstelleneinheit für den Informationaustausch zwischen den Datenbanksystemen 4 eingesetzt wird. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist jedem Datenbanksystem eine Inferenzeinheit 5 zugeordnet.
Im vorliegenden Fall wird die Inferenzeinheit 5 nicht über eine Ein-
/Ausgabeeinheit 6 betrieben. Anstelle dessen definiert die Inferenzeinheit 5 Beziehungen zwischen Klassen und/oder Attributen der beiden Objektmodelle, wodurch eine eindeutige Zuordnung der Informationen in den beiden Datenbanksystemen 4 erhalten wird. Damit wird ein automatischer Informationsaus- tausch zwischen beiden Datenbanksystemen 4 ermöglicht.
Ein Beispiel für eine derartige Regel lautet wie folgt:
„Wenn ein Drucker der Firma A (Objektmodell 1) in einem Attribut „Typ" den Wert Laser stehen hat, dann gehört er in die Unterklasse „Laserdrucker" des
Objektmodells 2 (Firma B)."
Mit dieser Regel wird eine eindeutige Zuordnung von Laserdruckern bei einem Informationstransfer von Firma A nach B (oder umgekehrt) getroffen. Eine analoge Regel kann für Tintenstrahldrucker formuliert werden. Alternativ kann die Regel auch so allgemein formuliert werden, dass damit eine eindeutige Zuordnung sowohl für Laserdrucker als auch für Tintenstrahldrucker ermöglicht wird.
Diese verallgemeinerte Regel lautet:
„Wenn der Wert X des Attributs zur Klasse Drucker im Objektmodell 1 (Firma A) auftritt, gehört er in die Unterklasse X des Objektmodells 2 der Firma B".
Bezu gszeichenliste
(1) Rechnersystem
(2) Rechnereinheiten
(3) Rechnerleitungen
(4) Datenbanksysteme
(5) Inferenzeinheit
(6) Ein-/ Ausgabeeinheit

Claims

Patentansprüche
1. Rechnersystem mit Mitteln zur Speicherung von Daten und einer Abfrageeinheit zur Ermittlung von Ausgangsgrößen unter Zugriff auf die abgespeicherten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten vorgegebenen Klassen zugeordnet sind, die Bestandteil wenigstens einer abgespeicherten ein Objektmodell bildenden Klassenstruktur sind, wobei den Klassen Attribute zugeordnet sind, die innerhalb einer Klassenstruktur weitervererbt sind, und dass als Abfrageeinheit wenigstens eine Inferenzeinheit (5) vorgesehen ist, mittels derer Regeln auswertbar sind, durch welche vor- gegebene Klassen und/oder Attribute verknüpft sind.
2. Rechnersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Regeln vorgesehen sind, welche Daten untereinander und/oder Daten mit Klassen und/oder Objekten verknüpfen.
3. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Ausgangsgröße einer mit der Inferenzeinheit (5) durchgeführten Auswertung von Regeln wenigstens eine vorgegebene Untermenge oder eine Beziehung zwischen Untermengen von Klassen und/oder Attribute und/oder Daten erhalten wird.
4. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeich- net, dass bei einer Klassenstruktur nur Einfachvererbungen zugelassen sind.
5. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Klassenstruktur Mehrfachvererbungen zugelassen sind.
6. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Regeln Klassen und/oder Attribute und/oder Daten verschiedener Objektmodelle verknüpft sind.
7. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeich- net, dass durch Auswertung der Regeln wenigstens einer Inferenzeinheit
(5) Beziehungen zwischen Klassen und/oder Attribute und/oder Daten verschiedener Objektmodelle erstellbar sind.
8. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektmodell als DAML+OIL-Modell ausgebildet ist.
9. Rechnersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeln in der Regelsprache DAML-L abgefasst sind.
10. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Inferenzeinheit (5) eine Speichereinheit zugeordnet ist, in welcher eine vorgegebene Anzahl von Regeln abgespeichert ist.
1 1. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Inferenzeinheit (5) eine Ein-/ Ausgabeeinheit (6) zugeordnet ist, über welche zur Aktivierung der Inferenzeinheit (5) Abfragebefehle eingebbar sind.
12. Rechnersystem nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Eingabe eines Abfragebefehls in die Inferenzeinheit (5) eine vorgegebene
Anzahl von abfragespezifischen Regeln ausgewertet wird.
13. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass über die Ein-/ Ausgabeeinheit (6) die bei der Auswertung der Regeln in der Inferenzeinheit (5) anfallenden Ergebnisse ausgebbar sind.
14. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Speicherung von Daten von wenigstens einem Datenbanksystem (4) gebildet sind.
15. Rechnersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Netzwerk von Rechnereinheiten (2) umfasst.
16. Rechnersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Rechnereinheiten (2) des Netzwerks Datenbanksysteme (4) installiert sind.
17. Rechnersystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheiten (2) jeweils einen Internetanschluss aufweisen.
18. Rechnersystem nach einem der Ansprüche 15 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswertung von Regeln in wenigstens einer Inferenzeinheit (5) Klassen und/oder Attribute und/oder Daten verschiedener Objektmodelle, welche auf unterschiedlichen Rechnereinheiten (2) installiert sind, in Beziehung gesetzt sind.
19. Rechnersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inferenzeinheit (5) eine Schnittstelleneinheit zum Informationsaustausch zwischen zwei Rechnereinheiten (2) bildet, in dem durch Auswertung der Regeln in der Inferenzeinheit (5) eine bidirektionale Zuordnung von Klassen und/oder Attributen und/oder Daten eines auf einer Rechnereinheit installierten Objektmodells sowie von Klassen und/oder Attributen und/oder Daten eines auf einer zweiten Rechnereinheit installierten Objektmodells erstellt wird.
20. Verfahren zur Durchführung von Abfragen in einem Rechnersystem ge- maß einem der Ansprüche 1-19, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Generieren einer ein Objektmodell bildenden Klassenstruktur mit Klassen und diesen zugeordneten Attributen, welche innerhalb der Klassenstruktur weiter vererbt werden.
- Zuordnung von gespeicherten Daten zu den Klassen der Klassen- Struktur.
Durchführen von Abfragen mittels einer Inferenzeinheit, wobei in der Inferenzeinheit Regeln ausgewertet werden, durch welche vorgegebene Klassen und/oder Attribute verknüpft werden.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Re- geln Daten untereinander und/oder Daten mit Klassen und/oder Attributen verknüpft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung von Abfragen als Ausgangsgröße eine vorgegebene Untermenge oder eine Beziehung zwischen Untermengen von Klassen und/oder Attributen und/oder Daten abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20-22, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Regeln Klassen und/oder Attribute und/oder Daten verschiedener Objektmodelle verknüpft werden.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Aus- gangsgrößen Beziehungen zwischen Klassen und/oder Attributen und/oder Daten verschiedener Objektmodelle abgeleitet werden.
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