JP2004302754A - データベース検索経路判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のデータベース検索経路の候補を自動判定して提示する。
【解決手段】同じような特性の情報を管理しているデータベース同士をグループ（以下、このグループをカテゴリーグループと呼ぶ）に別けておき、そのカテゴリーグループ間の連携を求めて作成された関連図上で、このカテゴリーグループ間の連携に対してデータベースの持つ特性同士の関連上通るべき経路を構成する連携には高いプライオリティを付け、それ以外は通常のプライオリティを付けておく。この関連図上で経路探索を行う際には、プライオリティの高いカテゴリーグループ間経路を第一に経路探索を行うことで、データベース間の距離や時間といった属性に左右されずに重要な経路選択を行う。
【選択図】 図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データベース検索システムに関して、特に複数のデータベース間でレコードの抽出と検索キーの抽出とを連鎖的に実行するデータベース検索経路の判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ある特定のテーマに関する複数の各種レコードが、異なる複数のデータベース内に格納されている場合がある。このようなケースの典型的な例としては、特定の遺伝子又はタンパク質に関して視点の異なる属性をレコードとして保持するデータベースが、別々の組織によって運営されている例がある。ユーザは、このようなデータベース群に対して、主に以下に述べる２種類の利用形態を有している。
（１）１つのテーマに対する検索キーを複数のデータベースに対して並列に入力し、関連するデータを持つレコードの抽出を行う。
（２）１つのテーマに対する検索キーを１つの特定のデータベースに対して入力し、その結果抽出されたレコードを参照する。そのレコードの多くには、関連するレコードへのリンク情報として他のデータベースに入力可能な検索キーが記述されている場合が多い。この検索キーを取り出しその検索キーが入力可能なデータベースに対して入力し、抽出されたレコードを参照する。複数のデータベースにおいては、それらに入力可能な検索キーの形式、すなわちレコードＩＤや文献番号等は異なることが多く、（１）の利用形態では、ユーザは所望のテーマに対応した複数種類の検索キーを予め入手する必要があり、作業が煩雑となる。従って、（２）の利用形態により所望のテーマに対応した１つの検索キーのみを入力することによって、他データベースに存在する関連レコードを連鎖的に抽出できるという手順の方が、利用価値が高い場合がある。
【０００３】
さらに、検索キーの抽出処理と、抽出データを他のデータベースへ入力する手順とを、１対１のデータベースでなく、３個以上の複数のデータベースに対して連鎖的に実行し、予めユーザにより指定された終点のデータベースに至るまで繰り返すという方法も用いられる。この方法によれば、関連するレコードへのリンク情報であるキーを連鎖的に辿ることにより、所望の終端データベースに対して直接入力できない検索キーを入力することで、その終端データベースのレコードを抽出し参照することが可能になり、検索キーの入手作業を効率化することができる。
【０００４】
【非特許文献１】
遺伝子索引情報提供サービス、ＤＮＡＳＩＳ ＧｅｎｅＩｎｄｅｘ、Ｖｅｒｓｉｏｎ１．０
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記（２）のように、利用形態を実現するために実行可能な経路の候補を選別して、その全てを対象としてレコードの抽出を実行するという方法を実行するためには、データベースを構成するレコード情報の中に記述される他のデータベースのレコードへの関連を示すキーの有無を全てのデータベースを対象に調査しデータベース間の連携を記述した関連ネットワークを作成する必要がある。
【０００６】
ところで、ある特定のテーマに関する複数の各種レコードが、異なる複数のデータベースに格納されている場合の典型的な例としては、バイオインフォマティクス分野におけるデータベース群が挙げられるが、この分野におけるデータベース群は、１つのデータベースから複数のデータベースへの連携を保持しているものが多く、システムでサポートするデータベースの数が多くなればなるほど、システムが保持する関連ネットワーク内のデータベース連携数が増加することになり、この関連ネットワーク上で経路探索を行うと、膨大な数の経路候補が導き出され、処理量が非常に多くなってしまう。
【０００７】
このような関連ネットワークで経路探索を行うためのアルゴリズムとして一般的知られているものの中には、各ノード間の連携に関して時間値やコスト値などが付属されており、これを用いて最短時間経路探索や最小コスト経路探索などを行うものもあるが、上述したような特定テーマに関するデータベース同士を結ぶ連携においては、テーマ間の連携に時間値やコスト値を付属することが不可能なケースが多い。また、数多くの経路候補の中から特定の経路を割り出したい場合に、キーデータベースから終端データベースに行き着くまでに通りうる連携の数（いわゆる距離）で最短経路となるものを求めようとすると、データベース同士の特性の関連上通る必要がある経路の距離の方が、探索上あまり重要ではない（経路上に二次的データベースが含まれるためにデータの信頼性が低くなる、経路上にあるデータベース間のレコードの連携数が極端に少ないなどの理由に基づく）経路よりも長い場合も多く、このような場合には、最短距離優先を行ったために期待したものとは異なる結果を導く経路が選択されてしまうことになる。
【０００８】
また、最短距離や最短時間による経路の選択は必ず１つだけが導き出されることになるため、有用な経路の候補の全てを導き出して最終的にユーザの判断によって経路上の途中データベースの選択や選択解除を行うことで経路の絞込みを行うという作業ができない。
本発明は、有用な経路の候補の全てを導き出して信頼度の高い関連データを抽出することが出来る技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、同じような特性の情報を管理しているデータベース同士をグループ（以下、このグループをカテゴリーグループと称する。）に別け、そのカテゴリーグループ間の連携に基づいて作成された関連図において、このカテゴリーグループ間の連携に対してデータベース内のデータが有する特性同士の関連性という観点から通るべき経路を構成する連携に対しては高いプライオリティを付し、それ以外に関しては、通常のプライオリティを付けておく。
【００１０】
このような関連図上において経路探索を行う際に、プライオリティの高いカテゴリーグループ間経路において優先的にカテゴリーグループ間の経路探索を行った上で、その探索によって候補として導出されたカテゴリーグループ経路候補上を通るデータベース間の経路探索を行うことにより、データベース間の距離や時間などの属性に左右されずに指定された任意のキーデータベースと任意の終端データベースとの組み合わせによって特定される、異なる重要な経路を経路探索候補として抽出することが可能となる。
上記の手段により、以下に述べる作用を得ることができる。
【００１１】
（１）ユーザが入力した検索キーに対し、特定の経路にしたがって終端データベースに至るまで連鎖的に検索キーとレコードの抽出を行う過程で、多くの検索経路の中から本質的に妥当である検索経路を自動的に候補としてユーザに対して提示されるため、検索経路を特定する際に要していた手間が軽減される。
（２）プライオリティが付されたカテゴリーグループ間の関連上に存在するデータベース間の関連を導き出すことにより、信頼度の高い関連データの抽出が可能となる。
すなわち、最短距離探索や最短時間探索などで候補として挙げられてしまう不必要な経路を排除し、重要な候補経路を導き出すことも可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態によるデータベース検索経路自動判定方法の例について説明を行う。図１は本実施の形態によるデータベース検索経路自動判定システムの構成例を示す図である。符号１０１〜１０４は、検索対象とする各種データベースである。符号１０５は、検索結果およびデータベース中のレコードを表示する機能を持つディスプレイ装置である。符号１０６は、ディスプレイ装置１０５上の１点を指示する機能を有するマウス装置である。符号１０７は、データベース１０１〜１０４への検索リクエストの送信およびその結果の受信を処理し、その結果をディスプレイ装置１０５に表示するように指示する機能を有する送受信・演算装置である。
【００１３】
図２は、データベース１０１〜１０４中に保持されているテーブルの構造例を示す図である。符号２０１で示す列は、このテーブルを保持するデータベースの検索キーを格納するフィールドである。符号２０２で示される列は、このデータベースが保持する各レコードを格納するフィールドである。符号２０３は、同じ行に格納されたレコードに対するほかのデータベースが保持するレコードの他のデータベースにおける検索キーである。
【００１４】
図３は、本発明の実施の形態によるシステムが対象とするデータベースを配置した図を示しており、符号３０１は個々のデータベースに対応した図形である。図３に示すように、ＡからＯまでの多数のデータベースが表示画面上に表示されている。図４は本発明の実施の形態によるシステムにおいて扱う各データベースに対して、同じような特性の情報を管理しているデータベース同士をカテゴリーグループに分類した表示例を示す図である。符号４０１は、１つずつのデータベースを示し、符号４０２は、例えば、各データベースにおいて扱われているデータの特徴に基づいてカテゴリーグループ分けされたそれぞれのグループを示す図である。
【００１５】
図５はグループ間の関連を仮想線５０１により示した図である。図６は、グループ間の関連の状態（関連の強度、関連の順番など）によって、優先順位付けを行った状態を示す図であり、仮想線６０１は、優先順位の高い連携を示す線である。図７は、グループ間の関連に加えて、それぞれのデータベース間の関連を記述した線７０１を表示させた状態を示す図である。図７に示される関係のうち実際には線７０１のみが表示される。
【００１６】
図８は、データベース関連図の中で任意のデータベースに対して、ユーザが、キーデータベース８０１と終端データベース８０２を選択した状態を示す図であり、それ以外のデータベースは選択されていない状態を示している。図９は、キーデータベース８０１の属するグループと終端データベース８０２の属するグループを通りうるグループ間経路候補９０１を示す図であり、例えば、符号９０２で示されるグループは経路候補上に存在するグループ、符号９０３で示されるグループは経路候補になっていないグループを示している。図１０は、グループ間経路候補によって導き出されるデータベース間経路候補１００１を示す図であり、データベース間経路候補１００１は、決定されたグループ間経路候補上で通りうるデータベース間経路候補を示しており、Ａ−Ｂ−Ｄ−Ｅ−Ｌ−Ｋ−Ｏのそれぞれのデータベースは、通りうるデータベース間の経路候補上のデータベースを示している。
【００１７】
図１１は、データベース間経路１１０４が最終的に決定された状態を示す図である。符号１１０１はキーデータベースを示し、符号１１０２は終端データベース、符号１１０３は決定された経路上に存在する途中データベース（Ｋ）、符号１１０４は決定された検索経路を示す。
【００１８】
図１２から図１４までは、本実施の形態によるデータベース経路検索自動判定方法の処理の流れを示すフローチャート図である。図１５は、バイオインフォマティクス分野においてグループ間の連携に対するプライオリティを付ける際の例として利用される、分子遺伝学の中心教義（セントラルドグマ）を示す図であり、符号１５０１はＤＮＡという核酸を、符号１５０２はＲＮＡという核酸を、符号１５０３はタンパク質を表し、符号１５０４は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質へと遺伝情報が伝達される様子を示している。
【００１９】
以下、図１２から図１４までに示すフローチャート図に基づいて、本実施の形態による処理の流れについて詳細に説明する。本実施の形態による処理では、検索経路の候補を自動的に判定するための前提として、データベース関連図が必要となるが、そのデータベース関連図を作成するための処理の流れについて図１２を参照して説明する。まず、ステップ１２０１において、システムでサポートするデータベースを図３に示すように表示画面上に配置する。次にステップ１２０２において、同じような特性の情報を管理しているデータベース同士をユーザが図４に示すようにグループ化（以下、このグループをカテゴリーグループと呼ぶ）する。
【００２０】
その次にステップ１２０３において、図５に示すようにユーザがカテゴリーグループ間の連携を行い、ステップ１２０４において、図６の仮想線６０１で示すように、カテゴリーグループ間の連携に対して、データベースの持つ特性同士の関連上通るべき経路を構成する連携には高いプライオリティ（優先順位）を付け、それ以外は通常のプライオリティを付ける。
【００２１】
例えば、バイオインフォマティクス分野におけるカテゴリーグループ間の連携では、図１５に示すように、ＤＮＡ１５０１という核酸の分子中に刻まれた遺伝子情報が、ＲＮＡ１５０２というもうひとつの核酸へと伝達され、最後にタンパク質１５０３に伝達されるという分子遺伝学の中心教義（セントラルドグマ、Ｆ．Ｈ．Ｃ． Ｃｒｉｃｋにより提唱された）に対応するカテゴリーグループ間の連携に対して高いプライオリティを付ける。最後に、ステップ１２０５において、そのカテゴリーグループ間の連携の上にデータベース間の連携も配置する。
【００２２】
以上の処理によりデータベース検索の前提となる処理は完了し、この処理により作成した関連図を参照して検索経路候補の自動判定処理を行う。この処理例について図１３のフローチャート図を参照しつつ説明する。まず、図８のようにデータベースＡ８０１をキーデータベース、データベースＯ８０２を終端データベースと指定した場合に、ステップ１３０１において、検索対象として指定されたキーデータベースＡ８０１が属するカテゴリーグループを求め、その次に、ステップ１３０２において、ユーザによって指定された終端データベースＯ８０２の属するカテゴリーグループを求める。
【００２３】
この２つのカテゴリーグループに基づいて、まず、カテゴリーグループ間の候補経路を求めるためにステップ１３０３からステップ１３０８までの処理を行う。最初に、ステップ１３０３において、キーデータベースＡのカテゴリーグループから次に他のカテゴリーグループに辿ることが可能となる連携を全て求める。ステップ１３０４において、ステップ１３０３において求めた連携の数分だけ、ステップ１３０４以下の処理を繰り返す。ステップ１３０５において、カテゴリー間の候補経路の探索を行うが、この際には、経路に付いているプライオリティを意識して探索を行う。その結果、図９の符号９０１に示すように、キーデータベースＡのカテゴリーグループから終端データベースＯのカテゴリーグループに至る妥当な経路候補が求められる。
【００２４】
カテゴリーグループ間経路候補に基づいて、最終的にデータベース間経路候補を求める処理について図１４を参照して説明する。まず、ステップ１４０１では、図１３のフローによって求められたカテゴリーグループ間候補経路を取り出し、その候補経路の数分だけステップ１４０３以降の処理を続ける。ステップ１４０３においては、求められたカテゴリーグループ間の経路候補上に存在するデータベース間経路を求め、ステップ１４０４においてデータベース間の経路の数分だけ、ステップ１４０５から１４０８までのデータベース間の経路候補を求める処理を繰り返す。
【００２５】
ステップ１４０５において、ステップ１４０３で求められたカテゴリーグループ間経路候補上に存在するデータベース間の経路候補の探索を行い、ステップ１４０６において、通りうるデータベース間の経路をすべて探索したかを判定し、経路探索が終了していない場合には、ステップ１４０７において、キーデータベースから出発することのできるデータベース間経路候補のうち、前回までに求めた経路以外の別の経路を求める。また、ステップ１４０６において、データベース間経路候補の探索が終了したと判定された場合には、ステップ１４０８において、求められたデータベース間経路候補を表示する。
【００２６】
１つのカテゴリーグループ間経路候補に対して、その上に存在し得るデータベース間の経路候補が全て求められた後、ステップ１４０９において、ステップ１４０３で求められたカテゴリーグループ間経路候補の探索が終了した否かを判定し、経路探索処理が終了していない場合には、ステップ１４１０において、キーデータベースＡから出発することのできるカテゴリーグループ間経路候補のうち、前述の経路以外の次の経路を求める。
【００２７】
このデータベース関連図上で単なる最短距離探索を行おうとすると「Ｄ−Ｅ」という重要な経路を通らない「Ａ−Ｂ−Ｊ−Ｋ−Ｏ」が候補として導かれることになるが、カテゴリーグループ間での経路候補を導き出した上でその候補経路に合ったデータベース間経路を導き出すことで、図１０のデータベース間関連図上では「Ａ−Ｂ−Ｄ−Ｅ−Ｌ−Ｋ−Ｏ」という１つの有用なデータベース間の経路候補を求めることができる。
この経路候補に関して、連鎖的に検索キーとレコードの抽出を実行することにより、ユーザは所望の内容を得ることができる。
【００２８】
以上に説明したように、本発明の実施の形態による方法を用いると、キーデータベースに対して入力した第１の検索キーによるレコード抽出を行い、その抽出されたレコード内に含まれる第１の検索キーとは異なるキーを第２の検索キーとして、キーデータベースとは異なるデータベースに対して入力し、第２のデータベースでのレコード抽出を行い、以下２つ以上複数のデータベースに対して連鎖的に検索キーとレコードの抽出を実行し、あらかじめ指定された終端データベースにおけるレコード抽出を実行した時点で、その抽出されたレコードを検索結果として提供するデータベースシステムにおいて、以下に述べる効果を得ることができる。
【００２９】
（１）数多くの経路候補の中から特定の経路を割り出したい場合に、キーデータベースから終端データベースに行き着くまでに通りうる全ての検索経路の候補を知ることが可能となる。
（２）データベースの追加やデータベース間の連携の追加を行う際にも、既存設定されたカテゴリーグループに属させることで新たに検索経路判定ロジックを組み込まなくて済む。
（３）新たなカテゴリーグループを追加する必要があるデータベースを当システムに組み込む場合にも、カテゴリーグループ間の連携の方がデータベース間の連携よりも単純かつ連携数も少ないため、用意に組み込むことが可能となる。これによってサポートするデータベースの関連のメンテナンスも容易となる。
【００３０】
尚、上記図１２から図１４を参照して説明した処理は、プログラム化してコンピュータにより実行させることも可能であり、このようなプログラムも本発明の範疇に入るものとする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、関連するデータベースをグループ分けした上で、グループ間の経路候補を検索し、次いで検索されたグループ間の経路候補に基づいて、それぞれのデータベース間の経路を求めるため、ネットワーク上で任意の２つのデータベースを指定した際に通りうるデータベース検索経路の候補を判定して提示する際に、重要な検索経路を知ることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるデータベース検索経路自動判定システムの構成例を示す図である。
【図２】データベース内のテーブルの構造例を示す図である。
【図３】画面上に表示される複数のデータベース配置例を示す図である。
【図４】図３に示すデータベースをカテゴリーグループによりグループ分けした配置例を示す図である。
【図５】図４に示すカテゴリーグループの関連を仮想線で示した図である。
【図６】図５に示すカテゴリーグループ間の関連性により重み付けを行った様子を示す図である。
【図７】グループ間の関連に加えて、それぞれのデータベース間の関連を記述した線を表示させた状態を示す図である。
【図８】データベース関連図の中で任意のデータベースに対して、ユーザが、キーデータベースと終端データベースを選択した状態を示す図である。
【図９】キーデータベースの属するグループと終端データベースの属するグループを通りうるグループ間経路候補を示す図である。
【図１０】グループ間経路候補によって導き出されるデータベース間経路候補を示す図であり、データベース間経路候補は、決定されたグループ間経路候補上で通りうるデータベース間経路候補を示しており、Ａ−Ｂ−Ｄ−Ｅ−Ｌ−Ｋ−Ｏのそれぞれのデータベースは、通りうるデータベース間候補経路上のデータベースを示している。
【図１１】データベース間経路が最終的に決定された状態を示す図である。
【図１２】本実施の形態によるデータベース経路検索自動判定方法の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１３】図１２に続くフローチャート図である。
【図１４】図１３に続くフローチャート図である。
【図１５】バイオインフォマティクス分野においてグループ間の連携に対するプライオリティを付ける際の例として利用される、分子遺伝学の中心教義（セントラルドグマ）を示す図である。
【符号の説明】
１０１〜１０４…検索対象となる各種データベース、１０５…ディスプレイ装置、１０６…マウス装置、１０７…送受信・演算装置。

Claims (2)

1. 検索キーを入力し、その検索キーを含むレコードを抽出する機能を持つデータベースシステムにおいて、第１のデータベースに対し入力した第１の検索キーによるレコード抽出を行い、その抽出されたレコード内に含まれる第１の検索キーとは異なる検索キーを第２の検索キーとして第１のデータベースとは異なる第２のデータベースに対して入力し、第２のデータベースでのレコード抽出を行い、以下２つ以上のデータベースに対して連鎖的に検索キーとレコードとの抽出を実行し、予め指定された終端データベースにおけるレコード抽出を実行した時点で、その抽出されたレコードを検索結果として提供するデータベースシステムにおけるデータベース検索経路の判定方法であって、
   前記複数のデータベースを、それぞれのデータベースの扱うデータの特性に基づいてグループ化する第１のステップと、
   前記グループの間の関連性に基づいてグループ間を関連付けした関連ネットワークを作成する第２のステップと、
   該関連ネットワークにおいてグループ間の経路候補を求める第３のステップと、
   前記複数のデータベース中から、始点のデータベースと終端データベースとを指定し、その間において通り得る前記グループ間の経路候補上に存在するデータベース間の経路候補を求める第４のステップと
   を有するデータベース検索経路の判定方法。
2. 前記第３のステップは、
   前記グループ間の経路候補に対して優先度を付け、前記グループ間の経路候補の探索時に前記優先度の高いグループを辿ることにより、前記グループ間の経路候補上に存在するグループに属するデータベース間の経路を導き出すことを特徴とする請求項１に記載のデータベース検索経路の判定方法。

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