JP2012528367A - データ伝送システムにおけるデータを適合するための方法及び関連システム - Google Patents

データ伝送システムにおけるデータを適合するための方法及び関連システム Download PDF

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Abstract

データ適合システムにおいて、少なくとも1つの呼び出し元アプリケーションを実行する少なくとも1つの送信器、並びに、少なくとも1つの呼び出し先アプリケーションを実行する1つの受信器とを含み、これらの送信器と受信器は、通信網を介して相互接続し、前記呼び出し元アプリケーションは、前記呼び出し先アプリケーション向けにアドレス指定されたメッセージを生成し、その中のメッセージは、第一構文Sに基づいて構成され、前記呼び出し先アプリケーションは、第二構文Sに基づいて構成されたメッセージを受信するよう構成され、前記システムは、送信器と受信器によって共有されるオントロジー知識ベース及びサービス・ディレクトリを含み、更に、各送信器は、ベース及び(サービス)ディレクトリに接続し、前記第二構文Sに基づいて前記メッセージを構成する変換モジュールを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、伝送されるデータに関する同じ構文的定義を共有しない送信器と受信器間のデータ伝送時において、データを適合するためのシステム及び方法に関する。
本発明は、とりわけ、メッセージを交換し合うソフトウェア・アプリケーションから構成される通信システムの場合に適用される。
マルチベンダ通信網に接続したソフトウェア・アプリケーションは、大抵の場合、データを含むメッセージを介して、他のリモート・アプリケーションと通信する。これらのメッセージは、同じ意味的特徴を持つ、つまり、同じ内容を伝えるが、データ構造の異なる構文、または、スキーマを示すことがある。例えば、第一アプリケーションが、郵便宛先住所を定義するメッセージを、以下のフィールドとして、通りの番号を指定する整数フィールド、通りの種類を指定する列挙型フィールド、通りの名前を指定する文字列フィールド、郵便番号を指定する整数フィールド、都市を指定する文字列フィールド、並びに、国を指定する文字列フィールドを含む単一のデータ構造として生成する場合がある。更に、第二アプリケーションが、同じ郵便宛先を定義する同じメッセージを、別の構文、例えば、都市を示し、且つ、文字列形式の郵便番号、都市名及び国名を含む第一データ構造、並びに、通りを示し、且つ、文字列形式で指定した通りの番号、通りの種類、通りの名前を含む第二データ構造を用いて生成する場合がある。この例では、2つのメッセージの意味的内容は、同じであるが、メッセージの構文が異なり、アプリケーション間の相互動作問題が起こる。
本発明が解決しようとする問題は、とりわけ、複数のアプリケーションが、同じデータスキーマ、または、同じ構文を全く共有せずに、どの様にすれば、データをアプリケーション間で交換できるようになるかということである。
この問題に対する既知の解決法には、幾つかの種類がある。まず、第一の方法では、送信元のメッセージをピボット形式へと変換する第一変換を行ってから、このピボット形式を送信先のメッセージ形式へと変換する第二変換を行うことにより、相互動作を管理する。だが、この方法では、計算処理時間が長くなるという問題が生じる。更に、クライアント及びサーバ・アプリケーションの供給者のみが、送信元用形式及び送信先用形式をそれぞれ管理するため、これら2つの変換処理を書くことは、アプリケーションの供給者側の責任として残される。これにより、アプリケーション開発時に考慮する必要のある新たな作業が生じる。
しかも、中間ピボット形式を介して切り替える際に、情報が損失する恐れもある。
他の解決策では、メッセージの要素とメッセージのデータ構造との間のマッピングを確立することにより、送信元メッセージ用形式から送信先メッセージ用形式までの変換の計算処理を可能とする辞書を使用する。だが、辞書の使用は、不十分である。何故ならば、例えば単語の短縮形については、辞書に含めない等の様に、如何なる場合においても、2つの単語同士の厳密なマッピングが確実に保証されていないからである。
今述べた諸問題を解決するため、本発明では、送信元の非階層データ形式を、通信相手が使う構造化データ形式へと動的に変換可能とするデータ適合法を提案している。なお、表記「非階層データ形式」とは、端から端まで順番に並べられて、特定の構造を持たないメッセージを構成する様々な種類の一組のデータのことを言う。
本発明の方法及びシステムでは、一組の意味的概念を定義した知識またはオントロジーベースを使用する。
本発明は、とりわけ、以下の利点を提供する。まず、共通知識ベースとしてオントロジーを使用することで、2つの意味的概念の間に存在する、例えば等価関係の様な関連性により、とりわけ、辞書よりも、広い包括性が提供される。更に、ピボット形式を使用しないことにより、計算処理時間が大幅に短縮される。
本発明の主題は、データ適合システムであって、少なくとも1つの呼び出し元アプリケーションを実行する少なくとも1つの送信器と、並びに、少なくとも1つの呼び出し先アプリケーションを実行する1つの受信器とを含み、送信器と受信器は、通信網を介して相互接続し、前記呼び出し元アプリケーションは、呼び出し先アプリケーション向けにアドレス指定されたメッセージを生成し、このメッセージは、第一構文Sに基づいて構成され、前記呼び出し先アプリケーションは、第二構文Sに基づいて構成されたメッセージを受信するよう構成され、前記システムは、送信器と受信器によって共有されるオントロジー知識ベース及びサービス・ディレクトリを含むことを特徴とし、更に、この適合システムは、前記ベース及び前記ディレクトリに接続し、且つ、第二構文Sに基づく前記メッセージの直接変換を実行するよう構成された変換モジュールも含む。
本発明の変形実施形態では、前記オントロジー知識ベースは、前記システムの送信器と受信器との間で交換されるデータに関する一組の意味的仕様を定義し、この意味的仕様は、依存関係により関係付けられた意味的概念により形式化され、前記変換モジュールは、前記構文Sに基づいて構成されたメッセージの意味的仕様と、前記構文Sに基づいて構成されたメッセージの意味的仕様とをマッピングさせて、両メッセージが同じ意味的内容を示すように、このベースの内容を使用するよう構成される。
本発明の変形実施形態では、変換モジュールは、更に、オントロジー知識ベースの中で定義された意味的概念同士の関連性を用いて、異なる2つの構文S,Sに基づいて構造化されたメッセージの意味的仕様間のマッピング検索を拡張するよう構成される。
本発明の変形実施形態では、サービス・ディレクトリには、前記システムの送信器と受信器が実行するアプリケーションに関連する構文S、Sの全てが含まれる。
本発明の変形実施形態では、呼び出し元アプリケーションの構文Sは、特定の構造または規定の順序を持たない一組のデータの配列決定として定義される。
本発明の変形実施形態では、前記オントロジー知識ベース内に含まれる前記意味的仕様が、リソース記述フレームワーク定義言語またはウェブオントロジー定義言語により定義される。
本発明の変形実施形態では、サービス・ディレクトリに含まれる構文S,Sは、インターフェース記述言語(IDL)またはXMLスキーマ記述(XSD)言語を用いるか、或いは、統一モデリング言語(UML)により定義されたダイヤグラムでも定義される。
本発明の変形実施形態では、前記変換モジュールは、送信器ごとに固有であるか、または、前記システムの送信器と受信器により実行されるアプリケーションによって共有され、ソフトウェア・バスの中で一元的に構成される。
更に、本発明の主題は、少なくとも1つの呼び出し元アプリケーションを実行する少なくとも1つの送信器と、並びに、少なくとも1つの呼び出し先アプリケーションを実行する1つの受信器とを含むシステムにおいて、データを適合する方法であって、送信器と受信器は、通信網を介して相互接続し、前記呼び出し元アプリケーションは、呼び出し先アプリケーション向けにアドレス指定された少なくとも1つのメッセージを生成し、このメッセージは、第一構文Sに基づいて構成され、前記呼び出し先アプリケーションは、第二構文Sに基づいて構成された少なくとも1つのメッセージを受信するよう構成され、前記方法が、少なくとも以下のステップ:
・前記メッセージをその受信側に相当する呼び出し先アプリケーションの識別情報に関連付けるステップと、
・この識別情報から、呼び出し先アプリケーションに関連した前記構文Sを判定するステップと、
・構文Sの意味的仕様と構文Sの意味的仕様とのマッピングから、この構文Sに合わせて適合されるが、初期メッセージと同じ意味的内容を有する形式に、前記メッセージを直接変換するステップと、
・通信網を介して、変換済のメッセージを呼び出し先アプリケーションに送信するステップと
を含むことを特徴とする。
他の特徴は、典型的な添付図面を踏まえた上、非限定的な例として提供する以下の詳細な説明を読めば明らかとなるであろう。
本発明によるデータ適合システムの一実施形態を示す図である。 送信元のデータメッセージを独自のデータ構造スキーマを持つ送信先に送る際に実行される手順を示す図である。 本発明の例示的実施形態である。 本発明の例示的実施形態である。 本発明の例示的実施形態である。
図1は、本発明に基づくデータ適合システムの例示的実施形態を示す。
データ送信器101、102及びデータ受信器111、112、113が、通信網150を介して相互に接続する。これらの送信器と受信器は、例えば、コンピュータ端末であり、送信器と受信器双方の機能を果たすか、または、何れか一方の機能を果たすことを想定している。各送信器101、102は、データ受信端末111,112,113上で実行する呼び出し先アプリケーション141,142,143とメッセージ181,182を交換する少なくとも1つの呼び出し元アプリケーション131、132を実行する。これらのメッセージには、特定の構文S、つまり、データの内容及び各データに対応する種別を表すためのデータ構造に基づいて表現される一組のデータが含まれる。この構文は、各呼び出し元アプリケーション131,132に固有である。同様に、呼び出し先アプリケーション141,142,143もまた、そこで使用されるデータメッセージを表すための特定の構文Sを有する。これら2つの構文、つまり、呼び出し元Sと呼び出し先Sは異なる場合があり、これによって、2つのアプリケーション同士のメッセージ交換時における互換性問題が発生する。
各呼び出し元アプリケーション131,132が、送信するメッセージの構文を、呼び出し先アプリケーション141,142,143の構文に合わせて適合できるよう、各送信端末101、102はまた、呼び出し先アプリケーションの構文Sに送信メッセージを変換するよう機能する変換モジュール120を実行する。この変換モジュール120は、例えば、各アプリケーション131、132に限定的、且つ、固有であるが、複数のアプリケーションにより共有可能なライブラリであり、この場合、変換モジュール120は、同じ通信プロトコルを使用しない等の理由で互換性の無い複数システム間の通信を可能とするために用いられるソフトウェア・バスの中で一元的に構成される。
更に、変換モジュール120は、オントロジー知識ベース160及びサービス・ディレクトリ170に接続する。このサービス・ディレクトリ170は、関連する全てのアプリケーションまたはサービス131,132,141,142,143が使用するメッセージに関するインターフェースとも呼ばれる全ての構文定義を含む。このため、本発明のシステムに登録された新規アプリケーションはそれぞれ、使用する構文をサービス・ディレクトリ170へと送る必要がある。この構文は、IDL(インタフェース記述言語)、XSD(XMLスキーマ記述言語)などの公知の記述言語を使用するか、または、UML(統一モデリング言語)ダイアグラムによって定義することができる。
オントロジー知識ベースまたはオントロジー160は、ある知識分野を明らかにする上で必要な意味的仕様の全てを含む。この様な知識分野は、例えば、健康分野、セキュリティ用途分野または電子行政分野等である。オントロジー160には、これが扱う知識分野ごとに、意味的関連で相互に関連付けられた一組の概念を含むデータモデルがある。これらの関連は、例えば、RDF(リソース記述フレームワーク)またはOWL(ウェブ・オントロジー言語)等の意味的仕様記述言語により定義される。各概念は、意味的仕様に対応し、更に、1つ以上のインスタンス、つまり、各概念に属する要素を含む場合もある。なお、用語「意味的仕様」とは、特定分野の枠組み内で意味を特定可能とするデータに関連した全ての情報として定義される。意味的仕様は、データの内容を最大限精確に説明するのに使用されるメタデータと関連する。オントロジー160は、例えば、アプリケーション131,132,141,142,143の影響を受ける分野で活動する専門家により開発されてから、関連アプリケーションすべてが共有できるように標準化される。オントロジー160は、関連概念を推論できるという点において、従来のデータバンクとは著しく異なる。例えば、推論エンジンと接続するオントロジーでは、概念同士の初期の関連性に関する定義に基づく推論により、概念同士の新たな関連性を自動で生成できる。
オントロジー160及びサービス・ディレクトリ170は、一元的に構成され、且つ、ネットワーク150を介して、送信端末と受信端末101,102,111,112,113からアクセスできる方が望ましい。本発明のシステムに関する別の実施形態では、各端末が、2つのベース、つまり、オントロジー160とサービス・ディレクトリ170の記憶に使える記憶容量の観点から十分な計算資源を確保していれば、端末ごとに、オントロジー160とサービス・ディレクトリ170を複製することも可能である。この実施形態では、複数のアプリケーション、オントロジーベース160及びサービス・ディレクトリ170間のネットワーク150を介したデータ交換を避けるという利点がある。このことは、2つの知識べース160同士及び2つのサービス・ディレクトリ170同士を互いに同期化するシステムを導入することを意味している。
図2は、呼び出し元アプリケーション131から呼び出し先アプリケーション141までに送られるメッセージの構文を適合するための本発明に基づいて実施される手順を示す。
端末101上で実行するアプリケーション131が、ネットワーク150を介して通信するリモート・アプリケーション141にデータ・メッセージ202aを送信することを試みている。メッセージ202aの送信は、例えば、呼び出し先のリモート・アプリケーション141により実行される機能をアプリケーション131が呼び出す際に行われる。呼び出し元アプリケーション131は、メッセージ202aを規定の構文Sと共に、または、非階層形式として変換モジュール120に送る。この構文Sは、例えば、拡張可能マークアップ言語(XML)で定義される。更に、アプリケーション131は、呼び出し先アプリケーション141を特定する手段203も送信する。この手段203は、例えば、呼び出し先アプリケーション141から供給されるサービスの識別情報に関連したネットワーク150上の受信端末111のアドレスである。
全ての関連アプリケーションが接続するソフトウェア・バスの中で、変換モジュール120が一元的に構成される変形実施形態では、呼び出し元アプリケーション131は、利用したいサービスの識別情報をソフトウェア・バスに送信し、ソフトウェア・バスは、このサービスを提供する受信端末111のアドレスを判定する。
まず、変換モジュール120は、深さが1階層の簡易構造となるようメッセージ202aを変換、つまり、メッセージを構成する全ての要素を、特定の順番を持たせずに端から端まで配置して、非階層データ構造を得る。この変換は、呼び出し元アプリケーション131が、メッセージ202aを非階層形式で直接送信できるのと同様、任意選択的である。
第二に、変換モジュール120は、呼び出し先アプリケーション141が使用する構文Sを把握するため、識別情報203を送ることでサービス・ディレクトリ170に問い合わせる要求210aを送信する。そして、サービス・ディレクトリ170は、呼び出し先アプリケーション141が理解できるよう構成されたメッセージ202bの形式のスケルトンを生成するのに要求される構文Sを変換モジュール120へと送信する(矢印210b)。この構文Sは、例えば、種々の深さ階層及び様々なデータ種別を用いて、メッセージの要素を構造化する。関連アプリケーション101,111が使用する構文により定義される要素は全て、意味的に指定され、更に、全ての意味的概念は、全アプリケーション101,11により共有されるオントロジー160から生成される。
変形実施形態では、呼び出し元アプリケーション131は、呼び出し先アプリケーション141の構文Sを復元するため、サービス・ディレクトリ170と直接通信して、この構文を変換モジュール120に送る。
第三に、変換モジュール120は、データ・メッセージ202aの内容の構成要素に関連する意味的概念を後で(変換モジュールに)送る(矢印220b)ための要求を、オントロジー知識ベース160に送信する(矢印220a)。これらの意味的概念から、変換モジュール120は、初期メッセージ202aのデータの意味的仕様と、構文Sに関連する意味的仕様とのマッピングを確立する。そして、この変換モジュールは、意味的解釈は同じであるが、呼び出し先アプリケーション141によってメッセージ202bを処理可能とする構文Sに基づいて構成されたこのメッセージ202bの要素を生成する。このメッセージ202bは、生成されると、受信基盤211を介して、リモート・アプリケーション141にメッセージを送信する送信基盤201へと送られる。
呼び出し元アプリケーションの意味的概念と、呼び出し先アプリケーションの意味的概念との直接的な対応を見つけ出せない場合における本発明の変形実施形態では、変換モジュール120は、知識ベース160の中にある意味的概念同士の関連性を用いて、マッピング検索を拡張する。
図3は、第一形式から第二形式に基づいて構成されたデータの本発明の適合法における関連性で結び付けられた複数の概念を含むオントロジーの使用法を図示している。
対象のオントロジーには、複数の属性に基づき、クライアントを意味的に指定するのに使用される複数の概念が含まれる。このオントロジーは、とりわけ、「is a」関係311により相互に関係付けられた人物301及びクライアント303の概念を含む。人物301またはクライアント302の概念は、名字303、名前304、年齢305及びスポーツ306の概念に対する構成、または、集約関係により関係付けられている。
本発明に基づく適合法の入力メッセージ321は、例えば、XML言語で記述されており、特定のクライアントを特定可能にするある数量のデータを含む。メッセージ321の意味的内容は、人物[Martin Dupont]、年齢[18歳]及びスポーツ[水泳]に対応している。このメッセージ321は、非階層データ形式を有する、つまり、メッセージの中で、名字、名前、年齢及びスポーツが、特定の構造を持たせずに連続してリスト表示され、且つ、フランス語で規定される。
一方、この方法による出力メッセージ323の形式は、異なっている。つまり、このメッセージで規定されるフィールドは、英語で書き換えられ、更に、このメッセージの内容の第一階層の意味的仕様を定義する「名前」と「名字」フィールド及び「other_info」としてラベル付けされたデータ構造に記憶されるクライアントの年齢の様なその他フィールドとの間で構造分離がなされている。最終的に、このメッセージの全構造は、クライアント302の概念に関連するが、入力メッセージ321の全構造は、人物301の概念に関連している。
本発明の方法では、オントロジーの概念同士の関連を用いて、入力メッセージ321をこれと意味的内容が同じ出力メッセージ323へと変換する(矢印322)。このデータは、目的とする構造を順守しながら、正しい順序で再構成される。この方法では、2つのメッセージ321、323において同じ意味的内容を含むデータ・フィールド間のマッピングを実行するため、人物301とクライアント302との意味的関連「is a」関係311が使用される。結局のところ、スポーツ306に対応するデータの様な未使用データは、出力メッセージ323の中には含まれない。
図4は、本発明の方法を説明する第2例を図示している。図3と同じオントロジーについて考察しているが、氏名401の概念が追加されており、意味的関連「is made up」関係411を用いて、名字308と名前304の概念とを関係付けている。
入力メッセージ421は、人物の名字303、例えば、[Dupont]及び彼の名前304[Martin]を含む。出力メッセージ423のデータ構造には、名字と名前を1つのデータとして組み合わせた氏名の概念401に関連する一つのデータフィールドが含まれる。
この場合、適用される変換422では、出力メッセージ423の中に[Martin Dupont]を含むデータを生成するため、「is a」関係311及び「is made up of」関係411の双方を使用する。
図5は、本発明の方法を説明する第3例を図示している。入力メッセージ521は、複数の人物301、つまり、[Martin Dupont]及び[Jean Dubois]の意味的定義を含む。本発明の方法では、データ適合中に分離されない一組の順序付けされない要素を定義できる。この概念は、とりわけ、リスト、テーブル、コレクションといったデータ形式を管理する上で必要である。この概念により、オントロジーの概念同士の意味的関連311、411を使用している間は、人物の名字や名前といった初めに関連していた2つのデータを分離させないようにできる。それ故、本発明の方法により、整列された組の概念を規定しないと起こりうる[Jean Dupont]と「Martin Dubois]ではなく、[Jean Dubois]と[Martin Dupont]からなる名前を含むメッセージ523が生成される(矢印522)。

Claims (9)

  1. 少なくとも1つの呼び出し元アプリケーションを実行する少なくとも1つの送信器、並びに、少なくとも1つの呼び出し先アプリケーションを実行する1つの受信器とを含むデータ適合システムであって、前記送信器及び前記受信器は、通信網を介して相互接続し、前記呼び出し元アプリケーションは、前記呼び出し先アプリケーション向けにアドレス指定されたメッセージを生成し、前記メッセージは、第一構文Sに基づいて構成され、前記呼び出し先アプリケーションは、第二構文Sに基づいて構成されたメッセージを受信するよう構成されるシステムにおいて、前記送信器及び前記受信器によって共有されるオントロジー知識ベース及びサービス・ディレクトリを含み、更に、前記ベース及び前記ディレクトリに接続し、前記第二構文Sに基づく前記メッセージの直接変換を実行するよう構成された変換モジュールを含む、データ適合システム。
  2. 前記オントロジー知識ベースは、前記システムの前記送信器と前記受信器との間で交換されるデータに関する一組の意味的仕様を定義し、前記仕様は、依存関係によって関係付けられる意味的概念により形式化され、前記変換モジュールは、前記構文Sに基づいて構成された前記メッセージの意味的仕様と、前記構文Sに基づいて構成された前記メッセージの意味的仕様とをマッピングさせて、前記メッセージが同じ意味的内容を示すように、前記ベースの内容を使用するよう構成される、請求項1に記載のデータ適合システム。
  3. 前記変換モジュールは、更に、オントロジー知識ベースの中で定義された意味的概念間の関連性を用いて、異なる2つの構文S,Sに基づいて構成された前記メッセージの前記意味的仕様間のマッピング検索を拡張するよう構成される、請求項2に記載のデータ適合システム。
  4. 前記サービス・ディレクトリが、前記システムの前記送信器及び前記受信器により実行される前記アプリケーションに関連する前記構文S、Sを全て含む、請求項1に記載のデータ適合システム。
  5. 前記呼び出し元アプリケーションの前記構文Sは、特定の構造または所定の順序を持たない一組のデータの配列決定として定義される、請求項1に記載のデータ適合システム。
  6. 前記オントロジー知識ベースの中に含まれる前記意味的仕様が、前記リソース記述フレームワーク定義言語または前記ウェブオントロジー定義言語により定義される、請求項2に記載のデータ適合システム。
  7. 前記サービス・ディレクトリに含まれる前記構文S,Sは、インターフェース記述言語(IDL)または前記XMLスキーマ記述(XSD)言語を用いるか、或いは、統一モデリング言語(UML)で定義されたダイヤグラムによって定義される、請求項4に記載のデータ適合システム。
  8. 前記変換モジュールは、各送信器に固有であるか、または、前記システムの前記送信器及び前記受信器により実行される全てのアプリケーションによって共有され、ソフトウェアバスの中で一元的に構成される、請求項1に記載のデータ適合システム。
  9. 少なくとも1つの呼び出し元アプリケーションを実行する少なくとも1つの送信器、並びに、少なくとも1つの呼び出し先アプリケーションを実行する1つの受信器とを含むシステムにおいてデータを適合する方法であって、前記送信器及び前記受信器は、通信網を介して相互接続し、前記呼び出し元アプリケーションは、呼び出し先アプリケーション向けにアドレス指定された少なくとも1つのメッセージを生成し、前記メッセージは、第一構文Sに基づいて構成され、前記呼び出し先アプリケーションは、第二構文Sに基づいて構成された少なくとも1つのメッセージを受信するよう構成される方法において、少なくとも以下のステップ:
    ・前記メッセージを前記メッセージの受信側に相当する前記呼び出し先アプリケーションの識別情報に関連付けるステップと、
    ・前記識別情報から前記呼び出し先アプリケーションに関連した前記構文Sを判定するステップと、
    ・前記構文Sの前記意味的仕様と前記構文Sの意味的仕様とのマッピングから、前記構文Sに合わせて適合されるが、前記初期メッセージと同じ意味的内容を有する形式に、前記メッセージを直接変換するステップと、
    ・前記通信網を介して、前記変換済メッセージを前記呼び出し先アプリケーションに送信するステップと
    を含む方法。
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