JP2004342091A - 階層データ形式のためのデータベースモデル - Google Patents

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Abstract

【課題】 階層データ形式をリレーショナルデータベース管理システムにマッピングする際にデータの一貫性を保証する方法を提供する。
【解決手段】 データ項目が、リンクする識別子及びロケータを有し、識別子及びロケータがデータ項目と共にデータベースに格納される方法において、識別子及びロケータの現在の組合せが格納済みであるか検査し(11)、格納済みの場合、データ項目の格納済みの組合せを用い(12)、格納済みでない場合、識別子又はロケータのどちらかがデータベースに格納済みであるか検査し(13、15)、格納済みの場合、識別子及びロケータの現在の組合せを一義的な組合せで置き換え(14、16)、一義的な組合せをデータ項目とともに格納し(17)、格納されていない場合、識別子及びロケータの現在の組合せをデータ項目とともに格納する。
【選択図】図5

Description

本発明は、階層データ形式をリレーショナルデータベース管理システムにマッピングする際にデータの一貫性を保証する方法に関する。さらに、本発明は、このような方法を用いて記録媒体から読み出し及び/又は該媒体へ書き込む装置に関する。
デジタル記録の将来は、付加価値データサービスの前処理、提示及び達成によって特徴づけられるであろう。すなわち、例えばDVR(デジタルビデオレコーダ)のようなレコーダは、放送局や特殊サービスのようなコンテンツプロバイダによって配信され、又はユーザ自身によってさえも組み立てられる付加情報を格納し処理することになる。付加価値(メタデータ)は、ユーザにさらに情報を与えるために生成される。例えば、付加価値は、映画のあらすじを説明する要約、俳優の一覧などでよい。映画の中のナビゲーションを容易にする付加情報を提供することも、付加価値となる。例えば、映画は、セクション、サブセクションなどに構造化することができ、それぞれが個別のタイトルをもち、さらに有用な情報を含むこともできる。
構造的な情報を提供し、映像ストリームや音声ストリームのようなマルチメディアオブジェクト用の他のメタデータを移送するために、階層データ形式が一般に用いられる。公知であるとともに広く受け入れられている階層データ形式は、拡張マークアップ言語XMLである。XMLは、フォーマットされたデータの転送に使われる専用のマークアップ言語を定義するシステムである。従って、XMLは、他の専用言語の作成に使われる言語であるメタ言語とも呼ばれる。XMLデータは、複数の記述子の形で編成されるテキストから構成される。テキスト自体は、要素、属性及び内容、すなわち残りのテキストを含む。マルチメディアオブジェクト向けの用途以外にも、XML用の他の多くのアプリケーションが公知である。
近い将来、デジタルレコーダが非常に大量のデータを、XML又は別の階層データ形式でリレーショナルデータベースに格納することが予想される。というのは、こうしたデータベースは広く用いられており、非常に高機能だからである。格納のために、階層データ形式は、リレーショナルデータベース管理システム(RDBMS)にマッピングされなければならない。従って、記述子を含む階層データ形式をリレーショナルデータベース管理システムにマッピングする方法が、係属中の欧州特許出願番号02017045.2において提案されている。この方法によると、記述子は共通形式の部分に分けられ、こうした部分が関係づけられてリレーショナルデータベースに格納される。データベースモデルは、図4を参照して後で説明する。
XMLでは、1つの文書が、複数のソフトウェアモジュール用に定義され且つ使用される要素及び属性を含むことができる。このような文書に対しては、認識及び起こり得る衝突が考慮されなければならない。ソフトウェアモジュールは、別のソフトウェアモジュール用に同じ要素タイプ又は属性名が異なるように定義されているときに衝突が起きたとしても、処理しなければならない要素及び属性を認識する必要がある。これにより、要素及び属性は、それを含む文書を超える範囲で汎用名をもつことが要求される。この目的のために、名前空間がXMLにおいて使用される。XMLの名前空間とは、ロケータ、すなわち汎用資源識別子(URI)によって識別される名前の集合体である。曖昧性のない識別のために、文書中の要素及び属性には、接頭部が提供される。接頭部は、セパレータと呼ばれるものによって要素又は属性から分離され、例えば、mw:author(接頭部=「mw」、セパレータ=「:」、要素名=「author」)のようになる。このような接頭部を使うことができるようになる前は、XML文書において以下のように定義しなければならない。
<Section xmlns:mw="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:author>Winter et al.</mw:author>
</Section>
この例では、名前空間宣言はタグ「xmlns」で始まり、その後にセパレータ「:」及びURI「http://www.mw-homepage/mws-namespaces」が続く。しかし、接頭部は、わずかな制約だけで誰でも自由に選択することができるので、以下のような矛盾する定義が起こる場合がある。
<Section xmlns:mw="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:title>Namespaces</mw:title>
</Section>

<Chapter xmlns:mw="http://www.another-mw-homepage/XML/ns">
<mw:section>Section 1</mw:section>
</Chapter>
上の例では、異なる2つのロケータが同じ接頭部とともに使われている。両方の定義が1つのデータベースに格納される場合、データベース中のデータは整合性がなくなる。
欧州特許出願番号02017045.2
本発明の目的は、従来技術から公知であるリレーショナルデータベースに、階層データ形式でデータを格納する方法を改善することである。
本発明によると、データベースにデータ項目を格納する際のデータの一貫性を保証する方法であって、そのデータ項目は、当該データ項目を宛先にリンクする識別子及びロケータを有し、識別子とロケータとが、データ項目に加えてデータベースに格納される方法において、
識別子及びロケータの現在の組合せがデータベースに格納済みであるかを検査し、格納済みの場合、データ項目に対して、格納済みの組合せを用いるステップと、
識別子及びロケータの現在の組合せがデータベースに格納済みでない場合、識別子又はロケータのいずれかがデータベースに格納済みであるか検査し、格納済みの場合、識別子及びロケータの現在の組合せを一義的な組合せで置き換え、一義的な組合せをデータ項目とともに格納するステップと、
上記ステップにおいて、前記識別子も前記ロケータも前記データベースに格納済みでない場合、識別子及びロケータの現在の組合せをデータ項目とともに格納するステップとを含む。
好ましくは、識別子及びロケータは、データ項目とは別々にデータベースに格納される。格納する前に、識別子及びロケータの組合せが使用済みであり格納済みであるか検査される。使用済みであり格納済みである場合、この組合せは、制約なく使うことができる。しかし、識別子又はロケータのどちらかが使用済みあり、異なる組合せでデータベースに格納済みである場合、現在の組合せを格納すると、一貫性のないデータがもたらされる。従って、この場合、現在の組合せは、一義的な識別子及びロケータの組合せに置き換えられ、これが次いで、データベースに格納される。識別子もロケータもデータベースに格納されていない場合、識別子及びロケータの現在の組合せがデータ項目に加えて格納される。本方法は、単一の識別子が複数のロケータとともにデータベースに格納されることを防止することによって、データの一貫性が保証されるという利点を有する。各識別子は、単一の、一義的なロケータに関連づけられる。
好ましくは、置き換えるステップは、
異なるロケータとの組合せで識別子が格納済みである場合、この識別子を、データベースに格納されていない一義的な識別子で置き換えるステップと、
異なる識別子との組合せでロケータが格納済みである場合、その識別子を、格納済みである識別子で置き換えるステップとを含む。異なるロケータとの組合せで識別子が格納済みである場合、この識別子を、データベースに格納されていない新しい識別子で置き換えるだけで十分である。しかし、このロケータが、異なる識別子との組合せで格納済みである場合、この識別子は有利には、格納済みである識別子で置き換えられる。後者は、データの一貫性を保証するために絶対に必要なわけではないが、データベース中での繰返しを防止し、従って、データベースに格納されなければならないデータの量を削減するのに役立つ。
好ましくは、データ項目は、階層データ形式のワードである。このようなワードの例は、要素及び属性である。階層データ形式は一般に、構造的な情報を提供するとともにマルチメディアオブジェクト用の他のメタデータを移送するために使われる。従って、本方法は、マルチメディアアプリケーションに広く適用可能となる。ただし、本方法は、階層データ形式に限定されず、他のデータ形式にも適用することができる。
好ましくは、階層データ形式は、拡張マークアップ言語XMLである。XMLは、公知であるとともに広く受け入れられている、記述子の形で編成されるテキストから構成される階層データ形式である。このようにして、本方法は、XML記述子の形のメタデータを含む、どのタイプのマルチメディアオブジェクトにも適用可能である。XMLは、SGML、すなわち汎用マークアップ言語[ISO8879]から派生した、十分に仕様が定められているマークアップ言語なので、XML記述子は予め定義された規則に従い、予期されないデータも条件も起こらない。
好ましくは、識別子及びロケータの組合せは名前空間宣言である。名前空間は、拡張マークアップ言語の重要な特徴である。名前空間により、同じ要素及び属性に対して異なる意味を定義し、又は追加の要素及び属性を定義することが可能になる。データベース中の異なる文書間での衝突を避けるために、XML記述子を格納することができるデータベースが、有利には名前空間を処理する方法を提供する。
好ましくは、ロケータは、統一資源識別子URIである。統一資源識別子は、定義された宛先を指すための、公知であるとともに確立した概念である。当然ながら、統一資源ロケータ(URL)や統一資源名(URN)など他のタイプのロケータも使うことができる。
好ましくは、識別子は接頭部である。接頭部は、要素又は属性を、接頭部に関連づけられるとともにそれによって識別される規則によって定義されるものであると特徴づけるための、非常に容易であり使いやすい手段である。一般に、接頭部は、セパレータと呼ばれるもの、例えば「:」によって、要素又は属性から分離される。好ましくは、接頭部は、限られた数の制約だけで自由に選択することができる。可能な制約は例えば、標準定義、禁制文字、及び接頭部の長さに対する上限又は下限に関連する、特殊な予約接頭部である。
好ましくは、データ項目、識別子、及びロケータは、リレーショナルデータベースに格納される。こうしたデータベースは広く使用されており、非常に高性能である。こうしたデータベースにより、容易な操作及び高速なデータ探索が可能になる。当然ながら、本発明は、リレーショナルデータベースに限定されるわけではない。本発明は、他のタイプのデータベースにも適用することができる。
好ましくは、記録媒体から読み出し及び/又は該媒体へ書き込む装置は、データベースにデータ項目を格納する際のデータの一貫性を保証するために、本発明による方法を使用する。上述したように、将来のデジタルレコーダは、非常に大量のデータを階層データ形式でリレーショナルデータベースに格納することになるであろう。おそらく、階層データ形式は名前空間又は類似の概念を含むことになるので、こうしたデジタルレコーダは、好ましくは識別子及びロケータを処理することができる。
本発明のより良い理解のために、例示的な実施形態を、XMLを階層データ形式の例として用いて、以下の有利な実施形態の説明において図面を参照して詳細に述べる。本発明はこうした例示的な実施形態に限定されず、詳細に述べる特徴は、本発明の精神から逸脱することなく、便宜的に組み合せ及び/又は修正することもできることが理解されよう。
図1は、複数のメタデータ記述子2を含むメタデータストリーム1を示しており、それは図2を参照して後でより詳細に説明する。メタデータストリーム1は、メタデータ記述子2に加えて名前空間宣言3を含み、この宣言は、特定のメタデータストリーム1の中のすべてのメタデータ記述子2に対して有効である。
図2は、一般的なメタデータ記述子2を示す。メタデータ記述子の実際の内容は、コア7に含まれる。さらに、メタデータ記述子2は、名前空間宣言4と、一意の識別子5と、他のメタデータ記述子へのリンク6とを含む。一意の識別子5により、メタデータ記述子2の曖昧性のない識別が可能になる。この例では、名前空間宣言4は、対応する統一資源識別子(URI)「http://www.thomson.net/MetaDataStream/CoreMD」、すなわち、メタデータワードが定義される位置を指す識別子を有する接頭部「th」を宣言する。名前空間宣言4は、特定のメタデータ記述子2に対してのみ有効である。名前空間宣言4は、ただ1つの宣言に限定されない。一意の接頭部を有する複数の宣言を定義することも可能である。異なる接頭部は通常、異なるURI参照にリンクされるが、いくつかの接頭部を同じURIにリンクすることも可能である。URI参照は、一文字ずつ全て同じであるとき、一般に同一とみなされる。この意味において同一でない参照であっても、機能的に等価であることができる。コア7に含まれるすべてのメタデータワードは、接頭部の1つに印がつけられて、それぞれのURIにおいて定義されると理解すべきであることを示す。ワードに接頭部が提供されない場合、メタデータストリーム1の名前空間宣言4によって与えられる一般的な定義が適用される。
図3は、a)の部分では、XML記述子2のコア7の簡略化した例を示し、b)の部分では、XMLツリーとしての対応する表現を示す。図を見るとわかるように、記述子2の例示的なコア7は、レベル0のsectionStart、それぞれがタイトルを有するレベル1のセクション及びレベル2のセクションを含む。レベル2のセクションのタイトルは、値「down」を有する属性「arrow」をもつ。記述子2のコア7は、合計17ワードから構成され、各タイトルのテキストは、ワードの実際の数とは無関係にただ1つのワードとして数えられる。例えば、「5555 Hello 6666」は、3つの「実際の」ワードを含むが、1つの「論理」ワードである。図のa)の部分において記述子2のコア7の各行に付与される番号は、コア7の中の各行の第1ワードの相対的なワード位置である。図のBの部分における対応するツリー構造から、コア7は5つのレベル、すなわちレベル0〜レベル4をもつことがわかる。ツリー構造は、記述子2のコア7の異なるワードの間の階層関係を示す有益なツールである。
ワード「sectionStart」は、さらなる名前空間宣言を含み、この宣言は、対応するURI「http://mw-homepage/mw-namespaces」を有する接頭部「mw」を宣言する。接頭部「th」とともに、接頭部「mw」は、異なるワード(section、title、arrow、...)を、その定義の発生元に従って区別するために使われる。言い換えると、接頭部「th」は、後続のワードが「http://www.thomson.net/MetaDataStream/CoreMD」で定義されると理解すべきであることを示し、接頭部「mw」は、後続のワードが「http://mw-homepage/mw-namespaces」で定義されると理解すべきであることを示す。
図4に、係属中の欧州特許出願番号02017045.2で開示された、リレーショナルデータベースに階層データ形式をマッピングするデータベースモデルを示す。このデータベースモデルは、対応するテーブルによって表される、1つの主関係8及び5つの副関係9を使用する。主関係8は、メタデータ記述子2に関する構造的情報を含み、副関係9には、異なるタイプのメタデータワードの値が格納される。こうすることにより、関係8及び9の中での繰返しを避けることができる。この例では、XMLワードは、タイプ「Element」、「String」、「Attribute」、「Prefix」、及び「Namespace」に分けられる。当然ながら、他のタイプ、例えば「Integer」なども使うことができる。
主関係8の第1列「Descr#」は、データベース管理システムの中での一義的な記述子番号を示す。第2列「Word Pos.」は、特定の記述子2に格納されているワードの相対的な位置を含む。「Descr#」及び「Word Pos.」はまとめて関係8の主キーとされ、記述子2の完全な回復を可能にする。XMLワードのタイプは、関係8において列「Type」に包含的に格納される。各XMLワードごとに、値「Type」の他にも対応する記述子キー「Descr. Key」が主関係8に含められる。記述子キーは、特定のタイプのXMLワードに対する、副関係9における関連するエントリを示す。列「Type」及び「Descr. Key」は、主キーによって指定された各XMLワードを特定の値とリンクするので、まとめて副キーとされる。
主関係8の列「Level」は、図3Bに示した、各XMLワードの階層レベルを含む。見るとわかるように、記述子2のすべてのワードが主関係に格納されるわけではない。「</title>」及び「</section>」のような「終了」ワードは、付加情報を含まず、記述子2の回復には必ずしも必要ない。従って、こうしたワードは、データベースに格納されない。当然ながら、必要であればこうしたワードを格納することも可能である。さらなる列「Next Upper Word Pos.」が主関係8に含められ、特定の記述子2の中のXMLワードの1つ上の階層のワードに対する指示子を含む。これは、共通形式の一部分のワード位置だけが、例えば照会の結果としてわかっているとき、記述子部分を回復するのに有用な情報である。記述子部分の高速な復元が、この付加情報を提供することによって容易になる。記述子2のすべてのワードに対して、関連づけられる名前空間が追加の列「Namespace」に含められる。これは、メタデータワードの正しい定義を保証するのに必要である。当然ながら、名前空間宣言自体に対しては、関連する名前空間は主関係8に含められない。名前空間は、主関係8の末尾(ワード位置14及び15)に格納される。この例におけるデータベースは、XML文書がデータベースに入れられるとき、すべての名前空間が最初に別々に集められるように実現される。文書全体が名前空間なしで入れられた場合、文書用に実際に使われる名前空間のみが、関係8の末尾に格納される。文書の復元に際しては、この方法が逆になる。最初に、名前空間が読み出され、その後でのみ、XML文書が復元される。復元されたXML文書は、最初のXML文書と全く同一でなくてよいが、XML文書の先頭に列挙される、実際に使われる名前空間のみを含む。こうすることにより、明瞭性が増し、一貫性が向上する。
図5に、リレーショナルデータベースに階層データ形式をマッピングする際にデータの一貫性を保証する、本発明による方法を示す。ステップ10で、接頭部及び統一資源識別子からなる名前空間が、データベースに伝送される。接頭部及びURIを格納する前に、ステップ11で、接頭部及びURIの現在の組合せがデータベースに格納済みであるか検査する。格納済みである場合、ステップ12で、格納済みの名前空間、すなわち接頭部及びURIが、データ項目用に使われる。ただし、ステップ11で、現在の組合せがデータベースに格納済みでないことがわかった場合、ステップ13で、URIが、異なる接頭部とともにデータベースに格納済みであるか検査する。格納済みである場合、ステップ14で、現在の接頭部は、格納済みの接頭部に変更される。その後、ステップ17で、データ項目と名前空間、すなわち接頭部及びURIが、データベースに格納される。ステップ13で、URIが、異なる接頭部とともにデータベースに格納されていないことがわかった場合、ステップ15で、接頭部が、異なるURIとともにデータベースに格納されているか検査する。格納されていない場合、ステップ17で、接頭部及びURIの現在の組合せは、データ項目に加えてデータベースに格納される。ただし、ステップ15で、現在の接頭部が、異なるURIとの組合せでデータベースに格納されていることがわかった場合、ステップ16で、現在の接頭部は、一義的な接頭部に変更される。この場合も、ステップ17で、データ項目と接頭部及びURIの組合せが、データベースに格納される。
以下の3つの例は、本発明による方法をさらに説明する。
1.)第1のXML文書がデータベースに送り込まれると仮定する。
<Section xmlns:mw-"http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:author>Winter et al.</mw:author>
</Section>
その後で、さらにXML文書がデータベースに送り込まれる。
<Chapter xmlns:mw="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:title>Namespaces</mw:title>
</Chapter>
この名前空間はデータベースに格納済みなので、新しい名前空間はデータベースに送り込まれない。そうではなく、格納済みの名前空間が再度使われる。
2.)再度、第1のXML文書がデータベースに送り込まれる。
<Section xmlns:mw="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:author>Winter et al.</mw:author>
</Section>
その後、以下のXML文書がデータベースに送り込まれる。
<Chapter xmlns:mmww="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mmww:title>Namespaces</mmww:title>
</Chapter>
この場合、同じURIが異なる接頭部と組み合わせられる。データベースの中でのデータの一貫性を保証するため、すなわち各URIを単一の接頭部と組み合わせるために、データ項目がデータベースに格納される前に、現在の接頭部は、格納済みの接頭部に変更される。
<Chapter xmlns:mw="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:title>namespaces</mw:title>
</Chapter>
3.)この例でも、第1のXML文書がデータベースに送り込まれる。
<Section xmlns:mw="http://www.mw-homepage/mws-namespaces">
<mw:author>Winter et al.</mw:author>
</Section>
その後、以下のXML文書がデータベースに送り込まれる。
<Chapter xmlns:mw="http://www.another-mw-homepage/XML/ns">
<mw:title>Namespaces</mw:title>
</Chapter>
この場合、同じ接頭部が、異なる2つのURI参照と組み合わされて使われる。データベースの中でのデータの一貫性を保証するために、データ項目がデータベースに格納される前に、現在の接頭部は、新しい一義的な接頭部に変更される。
<Chapter xmlns:mw2="http://www.another-mw-homepage/XML/ns">
<mw2:title>Namespaces</mw2:title>
</Chapter>
複数のメタデータ記述子を含むメタデータストリームを示す図である。 名前空間情報、一意の識別子及び他のメタデータ記述子へのリンクを含む一般的なメタデータ記述子を示す図である。 名前空間情報の表現を含む簡略化したXML記述子を示す図である。 XMLツリーの表現を含む簡略化したXML記述子を示す図である。 要素、属性、整数値、文字列の値、接頭部、及び名前空間が異なる関係に分離されるリレーショナルデータベースに階層データ形式をマッピングするデータベースモデルを示す図である。 リレーショナルデータベースに階層データ形式をマッピングする際にデータの一貫性を保証する、本発明による方法を示す図である。
符号の説明
1 メタデータストリーム
2 メタデータ記述子、XML記述子
4 名前空間宣言
5 識別子
6 リンク
7 コア
8 主関係
9 副関係

Claims (9)

  1. データベースにデータ項目を格納する際のデータの一貫性を保証する方法であって、該データ項目は、当該データ項目を宛先にリンクする識別子を有し、前記識別子と前記宛先を指すロケータとが、前記データ項目と共に前記データベースに格納される方法において、
    識別子及びロケータの現在の組合せが前記データベースに格納済みであるかを検査し(11)、格納済みの場合、前記データ項目に対して、格納済みの組合せを用いる(12)ステップと、
    識別子及びロケータの現在の組合せが前記データベースに格納済みでない場合、前記識別子又は前記ロケータのどちらかが前記データベースに格納済みであるか検査し(13、15)、格納済みの場合、前記識別子及びロケータの現在の組合せを一義的な組合せで置き換え(14、16)、前記一義的な組合せを前記データ項目とともに格納する(17)ステップと、
    上記ステップにおいて、前記識別子も前記ロケータも前記データベースに格納済みでない場合、識別子及びロケータの現在の組合せをデータ項目とともに格納する(17)ステップとを含むことを特徴とする方法。
  2. 前記置き換えるステップ(14、16)が、
    異なるロケータとの組合せで前記識別子が格納されている場合、前記識別子を、前記データベースに格納されていない一義的な識別子で置き換える(16)ステップと、
    異なる識別子との組合せで前記ロケータが格納されている場合、前記識別子を、格納されている識別子で置き換える(14)ステップと
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記データ項目が階層データ形式のワードであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記階層データ形式が拡張マークアップ言語であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 識別子及びロケータの組合せが名前空間宣言であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ロケータが統一資源識別子であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記識別子が接頭部であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記データベースがリレーショナルデータベースであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
  9. データ項目をデータベースに格納する際にデータの一貫性を保証するために、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法を用いることを特徴とする記録媒体から読み出し及び/又は該媒体へ書き込む装置。
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