JPH09502039A - 自然言語に似た構造を用いたデータベースのモデル化及び照会に関する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、データベース設計、及びデータベースに含まれるデータの照会文を指定するためのコンピュータ化されたツールである。情報システムを構築する必要がある場合、本発明の事実コンパイラ(100)が実行されて、そのシステムを生成する。情報システムを生成した後、ユーザは、「事実ツリー指定」モジュール(300)を用いて、システムに対する照会文を生成する準備段階として、事実ツリーを生成する。事実ツリーを生成した後、ユーザは「事実ツリー=>記述」モジュール(500)として実行される、本発明のツリー・インタプリタを用いて、それが正しいか確認する。事実ツリーが確認されると、「事実ツリー=>SQL照会文」モジュール(400)として実行される、本発明の照会文マッパが、情報システムの照会文を生成するのに使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 自然言語に似た構造を用いたデータベースの モデル化及び照会に関する方法及び装置 技術分野 本発明は、コンピュータ・データベース・システムの構築、及びそこに含まれ るデータの照会に関する。特に、本発明は、データベース設計をモデル化し、そ のデータベースに含まれるデータの照会を指定するためのコンピュータ化された ツールに関する。 技術分野の背景 コンピュータ化された関係データベースは、現実の世界の問題をモデル化する 情報システムを形成するのに用いられ、オブジェクト、関係（即ちそれらのオブ ジェクト間の事実）、及びこれらの関係とオブジェクトを管理する制約とルール から構成される。オブジェクトは物理エンティティー又は論理エンティティーで あり、ユニークなものとして識別されうる。この点で、オブジェクトは基本的に 名詞に似ていると言われる。事実は、オブジェクトの相互作用の方法を定義し、 基本的に動詞であるかまたは動詞に似ている。制約は、オブジェクトと事実の間 の相互関係を修正または制限し、このようなものは副詞かまたは代名詞に類似し ている。情報システムが多く 利用されるにつれて、及びこのシステムの設計が進歩するにつれて、正確にモデ ル化しようとする現実の世界の問題も複雑になってくる。 情報システムを構築する際に、ユーザは正確に（データの外部ビューとしても 知られる）現実世界のモデルを、実際の物理的な実施に、特定のコンピュータ・ システムに関する特定のデータベース言語を用いて変換する必要がある。この実 施は物理ビューとも呼ばれる。関係データベースにおける固有の能力を引き出す ためには、コンピュータの知識がないかまたはコンピュータ教育を受けていない 人が、情報管理システムの設計と実施、及びそこから意味のあるデータを特別な コンピュータ言語を習得する必要無しに照会することができなければならない。 情報システムの物理ビューは多くのデータベース設計言語のうちの１つで表現 される。当業者に周知のデータベース設計言語の例は、構造化照会言語(SQL)と マイクロソフト社のACCESSである。これらのデータベース設計言語は記憶を実行 し、その後データベースに記憶されたデータを検索するのに非常に適しているが 、言語自身は自然言語でなく、高度な技術を要する。このことは、データベース 設計言語が通常、その言語による情報システム・モデルのエンド・ユーザによっ て使用されていないか又は理解されていないと言うことを意味している。 外部ビューから物理ビューへの情報システムの変換には、時間を要し、それが 技術的な形式から成る何かである限りは、すぐに形式化される。情報システム設 計に関するデータをモデル化する際のデ ータベース分析を支援するために、いくつかのCASEツール・セットが開発されて おり、当業者には周知である。 従来のCASEツール・セットは一般にエンティティー関係モデル(ER)に基づいて いた。ERモデルは、アプリケーションの大部分の特徴を集約する便利な手段を提 供するものの、通常は、そのアプリケーションで共通に発生する多くの制約と、 派生ルールを表現することができない。ERベースのツールの概略は、Ovum(1992 年)とReiner(1992年)に見ることができる。この技術の状況の例はCzejdo他にお いて議論されている(IEEE Computer，1990年３月26-37ページ)。 アプリケーションの、より詳細な部分を把握するために、事実指向モデルとし ても知られる、オブジェクト役割モデル(ORM)が開発された。当業者に周知のORM のバージョンは、自然言語情報分析技法(NIAM)、２進関係モデル(BRM)、自然オ ブジェクト役割モデル(NORM)、及び述語生成器セット・モデル(PSM)を含んでい る。あるORMのバージョンでは、形式オブジェクト役割モデル(FORM)が、NIAMに 対する拡張に基づいており、グラフィック、及びテキスト形式の両方を有する(H alpinとOrlowska、1992年)支援言語(FORML)を備えている。FORMとFORMLの一部は 、本発明の発明者の１人によって開発された。 シンボル駆動型CASEツール・セットを使用することによって、所与の情報シス テム・モデルを概念化するための強力な手段が提供されるが、これを使用するこ とは、訓練されていないユーザにとって直感的な明確さに欠ける。こうしたユー ザにとって、ユーザが既に容易に使いこなせる言語を用いて情報システムをモデ ル化できると 言うことは、より強力なアプローチである。FORMLはユーザに自然言語に似たコ マンド・セットを提供し、従って習得が容易である。 オブジェクト役割モデルに関するいくつかのCASEツール・セットが存在する。 当業者に周知のこれらのツール・セットは、RIDL(1988年、Detroyer他；1989年 、Detroyer；1990年、Nienhuys-cheng)、GIST(1988年、Shoval他)、及びIAST(19 82年、Control Data)である。RIDLは現在Intellibaseによって販売されている。 RIDLには最近、より高いアリティ(arity)の事実タイプに関する支援が追加され たが、これらのORMベースのCASEツール・セットは一般に、ORMの２進のみのバー ジョンに対してのみ適合する。概して、これらのシステムは、図表上のシンボル の明白な「描画」に基づいている。これらのツール・セットのユーザは通常、図 表上に直接シンボルを置くことによって情報システムを指定する。典型的なCASE ツール・セットでは、使用されるシンボルのタイプ毎に別のツールが使われる。 これらのツール・セットの重要な点は、シンボルの表記法に関するものであり、 それは、その表記法が基づく言語の潜在的な意味に関するものではないことを意 味している。 ORMから標準化された関係テーブルへのマッピングに関する「最適標準形式」 技法は、1970年にNIAMにおいて紹介されている。この技法は、あるケースを無視 し、制約マッピングに関する方法論について非常に不完全な仕様を提供した。NI AMに対する多くの拡張によって、FORMLのグラフィック・バージョンにおいて表 現されるすべての概念スキーマを冗長フリーの関係スキーマに完全にマッピング する ことができ、これはRMAP(関係マッピング、1992年、RitsonとHalpin)として紹介 されている。RMAPは、例えばｎに関する(n-ary)サブセット、同等、排他、閉鎖 、及びリングなどの制約のバリエーションをより多くすることができる点で、RI DL-Mのような他のマッピング技法とは異なる。 ORMベースのCASEツール・セットを使用しているデータベースのプロは、その ツール・セットを使用していない同等の作業者よりも極めて生産性が高い。RMAP のようなマッピング・スキーマを含むツール・セットは、より強力でもあり、更 に生産性を向上させる。RMAPを実装したFORMLベースのツール・セットは、ORMベ ースのツール・セットに関する技術の現在の状況を表現している。FORMLのグラ フィカル、及びテキスト言語形式が提供されると、現代のコンピュータ・システ ムで共通のグラフィカル・ユーザ・インタフェースで簡単で迅速に使用すること ができるORMベースのCASEツール・セットの能力、柔軟性、及び正確さを兼ね備 えることになる。このことは、コンピュータのプロによって使用された場合にCA SEツール・セットの生産性を更に向上させる効果があるばかりでなく、コンピュ ータの初心者が使用した場合にも同様に強力なソフトウエア・エンジニアリング ・ツールを提供する効果を有する。 従来の自然言語CASEツールがそれらの基本概念の約束のいくつかを果たしては いるが、それらは、複雑なデータベースを容易にモデル化するためのシンボル駆 動型システムの能力に欠ける。本発明の前までは、自然言語に似た構造をORMの シンボルに変換し、こうして 形式化された概念スキーマを、多くのSQLに似たデータベース言語に関して実施 される関係スキーマに自動的にマッピングするためのグラフィカル・ユーザ・イ ンタフェースを備え、自然言語に似た構造を用いる、ORMの能力、柔軟性、及び 正確さを兼ね備えたデータベース設計のためのCASEツール・セットはなかった。 本発明は、ORMベースの図表上にシンボルを描画するのに必要なユーザ・オペレ ーションの数を、ユーザが自然言語に近いもので情報を記述できることによって 1/6にするという効果を有する。ユーザは情報の意味について考えることができ 、シンボルを描画するのに時間を費やさなくてすみ、このことが意味を考える処 理を縮小させる。 前述した、従来のER、及びORMベースのツール・セットに加え、異なる方法論 を用いてデータベースの指定処理を自動化する努力が研究者によってなされてき た。より関係のある試みのいくつかを後述する。 Thompson他による米国特許第4,688,196号は、初心者がメニュー駆動型インタ フェースのシステムに基づいてデータベースを生成、照会できる、自然言語イン タフェース生成システムを教示している。ユーザが自然言語で、インタフェース 生成システムに対しコマンド・ワードを指定する場合は、ワードが入力されたと きに各ワードの後に合法的に続くワードのメニューが提供される。このメニュー は、事前に定義され、常駐するファイルを参照することによって提供される。Th ompsonはこれらのファイルを文法、及び辞典と呼んでいる。ユーザによって入力 されたコマンドは、システムによって変換され、 それはその後、以下に示す方法で、必要なインタフェースを生成するための自動 相互作用システムを提供する。 データベースがロードされた後、インタフェース生成システムは、ユーザの技 術熟練者に対して一連の質問を行う。これらの質問に応答して、ユーザ、または その熟練者はデータベース内のどのテーブルが使用されるべきか；特定のテーブ ルのどの属性がキー属性か；データベース内の様々なテーブル間の様々な接続は 何か；及びこれらの関係を記述するフレーズと接続している自然言語は何かを確 認しなくてはならない。 Davis他による米国特許第4,939,689号は、テキスト駆動型アウトライン・シス テムを使用することによって、データベース構造の生成と、これらの構造をその 後照会するためのシステムを教示している。Davisのシステムは別の形式の常駐 辞書テーブルを使用し、これもまた事前に定義される。Davisのシステムでは、 ユーザはデータベースのフォーマットを定義するテキストのアウトラインを入力 する。このアウトラインは次に、データ入力を容易にするデータ入力スクリーン を生成するのに用いられる。 データベース情報システムを生成した後で（かつ、これらのシステムに属する データが、入力されたと仮定すると）、この情報システムは正確に照会されなけ ればならない。他の当業者による努力によって、初心者に照会文の作成を可能に する２つの広い戦略が教示されている。 照会文を生成する問題に対する従来技術における解決法は、自然 言語解析型を用いることである。この方法論は、英語や日本語のような好ましい 自然言語で入力される照会文を採用し、照会文をその構成要素部分に解析する。 照会文の各構成要素は次に、元の自然言語照会文をデータベース言語の照会文に 変換するために使用される。本発明の前までは、これは通常、解析されたワード やフレーズを、それぞれデータベース設計言語におけるそれらの同義語に変換す る常駐データベースまたは辞書の何らか形式によって達成される。 Takanashi他の、1992年７月10日に出願されたヨーロッパ特許出願、EP 052259 1A2は、典型的なこの「解析とルックアップ」戦略のシステムを教示しており、 このシステムによって、自然言語照会文が入力され、その構成要素部分に解析さ れる。解析系は、常駐文法テーブルと常駐用語辞典を使用して、個々のコマンド ・ワードとフレーズの意味をデータベース設計言語に変換する。この解決法を完 全に実施する際に困難なのは、費用と能力であり、即ちほとんどの自然言語のサ イズと可変構造である。可能な各ワード、および多くのフレーズは、システムを 本当に役立つものにするため、常駐テーブル内に対応するエントリを有する必要 がある。このエントリがないと、自然言語インタフェースの能力は、コマンドが システムに理解されないという点で実質的に低下する。 金銭上、及びコンピュータのオーバヘッドにおいて、大きな、常時常駐する、 任意の実質的な情報システムに対する自然言語インタフェースが生成され、維持 コストは法外なものになる。更に、エンド・ユーザはまだ、解析系と常駐辞書フ ァイルが理解できる質問と キーワードのタイプを知る必要がある。これは、常駐テーブルの方法論が十分に データ・オブジェクトとそれらのオブジェクトに関する制約の間の関係を考慮に 入れていないためである。例えば、ユーザがスミス氏の年を知りたい場合、スミ スは人であったり塔であったりするので、「スミスの年はいくつですか？」と訪 ねるだけでは不十分である。この代わりに、ユーザは「スミスと呼ばれる人の年 はいくつですか？」とタイプしなければならない。結果的に、自然言語解析系を 使用した場合の学習曲線は、依然として極めて高い。 従来技術における照会文生成の問題を解決する第２の方法は、照会ツールを使 用することである。照会ツールはデータベースの物理構造に基づいており、その 中の情報に基づいたものではない。情報が、相互作用概念オブジェクトの集合、 即ち記憶させたいもの、例えば人、住所などの集合として広範に分類されうる。 事実は、例えば、とある住所に住んでいる人といったオブジェクト間の関係であ る。情報がデータベース内に記憶されたときに、その情報は、例えばテーブルの ような物理構造の集合として表現される。エンド・ユーザの一部に、データベー スの専門技術がかなり欠けているものがいる場合、データの物理表現は、彼らに とっては相変わらず理解できないものとなる。従って、こうした初心者に、前記 物理構造で記憶されたデータの、物理構造に基づく照会が可能となるためには、 これらの物理構造をしっかり理解するようにかなりの訓練を積む必要がある。 自然言語解析系、または物理構造照会ツールを用いて照会文を記 述する際に、最後の問題が残っている。ユーザは最終的にどちらかの処理によっ て形成される照会文が、実際に正しく解析されることを保証することはできない 。物理構造を照会する場合、十分な訓練がないと、初心者ユーザはデータが記憶 される方法を理解できない。自然言語解析系を使用した場合、その自然言語にお けるあいまいな固有情報のために同様の問題が生じる。例えば、ユーザが「スミ スの年はいくつてすか？」と訪ねると、コンピュータは「55」と答える。この答え は、スミスという人に関するものかもしれないし、スミスの塔に関するものかも しれない。これは、ケーリー・グラントの年を尋ねようと彼の代理人に電報を打 ったレポーターを思い出させる。レポーターは、送信する電報の文字数毎の料金 を気にして、「ケーリー・グラントの年はどうてすか？(HOW OLD CARY GRANT?) 」という質問文を打った。その俳優は、不注意でその電報が彼に配達されたとき 、電報で「年をとったがケーリー・グラントは元気だよ(OLD CARY GRANT JUST F INE)」と返信した。明らかに、照会文の構文が正しくなければ、初心者ユーザは 不確かな答えを得るかまたは、意図していない照会文に対する答えを得ることに なる。 前述した、従来技術のCASEツール共通の設計上の特徴は、事前に定義されたテ ーブル、または自然言語入力の変換を行い、データ・オブジェクト、事実、制約 、及びそれらの相互関係の正確な性質を指定するテーブルを使用することである 。前述のように、この方法論は費用がかかり、効果的でなく、十分な効果が得ら れない。 現在情報システムの指定に使用されているCASEツールの更なる設 計上の特徴は、自然言語の代わりにシンボルを使用していることである。シンボ ル駆動型CASEツール・セットは、シンボルのチャートからコンピュータ言語にお けるデータベース指定に変換を行うためにいくつかのステップを必要とするため 、すぐに不正確で厄介なものになる。 従って、ユーザが自然言語または自然言語に似たコマンドを用いて、情報シス テムを指定し、生成できる装置に対する需要があり、それは、システム・オブジ ェクト、事実、及び制約を、曖昧さや過度のオーバヘッドなしに正確に指定する ものである。これは、曖昧さのない方法でデータ要素間の相互関係を定義するた めに、グラフィカルな描写が可能であることを意味している。システムを生成す るために使用される情報は、データベース自身の構造と、一旦完成したデータベ ースに対するその後の照会文を定義するのに使用できる。初心者ユーザが、以前 に入力された変換テーブル内の定義に制限されることのない、自然言語に似たコ マンドを再び使用して、システムに対するこうした照会文を指定できる手段に関 する別の需要がある。更に、情報システムにアクセスするために生成された任意 の照会文が正確に、曖昧さなく、ユーザの意図する質問を伝えて、正確で曖昧さ のない答えを返答することを保証する手段に関する別の需要がある。 発明の開示 本発明は、ユーザが、 １．自然言語に似たコンピュータ言語（こうした言語の１つはFORMLである）に 対するグラフィカル・ユーザ・インタフェースを用いて情報システム記述を開発 でき、 ２．照会文生成に関する事実ツリーを指定でき、 ３．意味が正しいか照会文をチェックでき、 ４．データベース・システムに対して照会文を生成できるような方法、及び装置 を提供する。 情報システムを生成する必要があるという決定がなされたら、本発明の事実コ ンパイラが実行される。事実コンパイラのコンパイル機能は、ユーザに自然言語 に似たコンピュータ言語を使用した、テキストでのタイプを可能とする。このよ うな言語の１つはFORMLである。テキストはシステムによって提供されるウイン ドウ内にタイプされ、オブジェクト（ここでは名詞としても呼ばれる）、事実（ ここでは事実タイプまたは文としても呼ばれる）、及び／または制約を含む可能 性がある。「図表上のドラッグ・アンド・ドロップ」と呼ばれる変換関数とグラ フィカル・ユーザ・インタフェースを用いて、ユーザは、テキストを入力ウイン ドウから事実コンパイラのORM概念スキーマ図表上の適当な場所にドラッグする 。次にユーザは、そのテキストを図表上にドロップする。事実コンパイラはその 入力されたテキストを確認し、発生したエラーをユーザに知らせる。確認の間、 事実コンパイラは最初にテキストを解析し、オブジェクト・リスト、事実リスト 、及び制約リストをメモリ内に生成する。次に、事実コンパイラは反復的にテキ ストをリポジトリにコンパイル する。このリポジトリは、基本的に「データベースのデータベース」である。最 後に、確認されたオブジェクト、事実、及び／または制約がORM概念スキーマ図 表上に適当な記述で描写される。この時点で、情報システムの指定が完了したも のと見なされる。 情報システムが生成された後、ユーザは以前に入力された情報をチェックし、 及び／または編集することができる。これは、事実コンパイラの逆コンパイラ機 能を使用して達成される。逆コンパイラは、それがORMの概念スキーマ図表をと り、リポジトリ内に入力されたオブジェクト、事実、及び制約からなるテキスト のリストに戻るという点で、基本的に前述のコンパイラ機能の逆である。ユーザ は、情報システムの指定を確認するかまたは、システムが存在する場合にシステ ムを編集するために、このリストを使用することができる。 情報システムの指定が一旦完了すると、情報システムのORM表現で描写された 概念スキーマは、RMAPを用いて関係データベースにマッピングされる。RMAP処理 は、McCormack他(1993年)に詳細に記述があり、ここで参照することにより、詳 細な説明がなされたものとして本明細書に組み込まれる。事実の集合を、例とし て示す。 人は住所に住む。 人は電話番号を持つ。 人は科目を勉強する。 科目は人に教えられる。 例の事実ツリーに関連する関係データベースが、 人_テーブル：（人、住所） 電話_テーブル：（人、電話番号） 勉強_テーブル：（人、勉強科目） 科目_テーブル：（科目、先生） であると、関連するRMAPのマッピングは以下のようになる。 事実 テーブル 第1名詞カラム 第2名詞カラム 人は住所に住む 人_テーブル 人 住所 人は電話番号を持つ 電話_テーブル 人 電話番号 人は科目を勉強する 勉強_テーブル 人 勉強科目 科目は人に教えられる 科目_テーブル 人 先生 照会処理の第１ステップは、事実ツリーを指定する。事実ツリーの指定では、 ユーザは照会に関連する名詞を選択する。例えば、ユーザがスミス氏の住所、電 話番号、勉強科目、及び先生を見つけたい場合、照会が基本的に人に関するもの なので、人という名詞から始める。照会文の根として人を選んだ後、その人の住 所などを見つけるために、人に関する他の情報を選択することができる。選択可 能な情報だけが、人に関する事実に含まれる情報である。即ち、 0 ある人はある住所に住む。 0 ある人はある電話番号を持つ。 0 ある人はある科目を勉強する。 0 ある科目はある人に教えられる。 この事実の集合は、特定の人に関する入手可能な情報全てである。この情報は 概念的に表示され、ユーザは任意の特定キーワードやフ レーズを知る必要がない。この場合、ユーザは以下の事実を選択する。 0 ある人はある住所に住む。 0 ある人はある電話番号を持つ。 0 ある人はある科目を勉強する。 0 ある科目はある人に教えられる。 なぜなら、それがスミス氏について彼らが知りたいことであるからである。こ れは、以下の事実ツリーで構成される。 人 _ある住所に住む _ある電話番号を持つ _ある科目を勉強する _ある人に教えられる。 最後に、ユーザは、スミス氏にしか興味がないので、ツリーの根にある人を、 スミス氏であると制限する。 最終的なツリーの意味は、スミス氏という人、彼の住む住所、彼の持っている 電話番号、彼が勉強している科目を表示し、彼の勉強している科目に関して、そ れらの科目を教えている人を表示するものである。 事実ツリーを生成した後、ユーザはその事実ツリーが正しいことを、本発明の ツリー・インタプリタを使用して確認する。そうすることによって、生成された 照会文が曖昧さを有する可能性を、あらかじめ除外することになる。ツリー・イ ンタプリタの使用中に、ツ リー・インタプリタ・アルゴリズムが、事実ツリーの自然言語記述を構成する。 このアルゴリズムは、以下の最良の形態のセクションで記述される再帰的depth- first検索関数である。この解釈は、ユーザに、ユーザの質問が所望の情報を得 ることを確認できるようにする。 ユーザが一旦事実ツリーを指定し、それをツリー・インタプリタを使ってチェ ックすると、関係照会文自体が生成されるのみである。これを行うアルゴリズム は、再帰的に再び事実ツリーのノード上にあって、本発明を実施する最良の形態 を詳述する以降のセクションで詳細に説明する。 図面の簡単な説明 本発明の様々な特徴と利点が、添付図面に関連して行われる以下の、好適実施 例の詳細な説明によって、より容易に理解される。この図面は、同じ参照番号が 同じ要素を示している。 図１は、本発明の動作のために構成された、プログラム可能な、デジタル汎用 コンピュータの外観を示す図である。 図２は、本発明によって構成された、図１のコンピュータのブロック図である 。 図３は、本発明の事実コンパイラを選択した後に、本発明の初期選択メニュー を例示するフロー・チャートである。 図４は、３つの主要関数を含んだ、本発明の事実コンパイラを例示するフロー ・チャートである。 図５は、本発明の事実コンパイラの「図表上のドラッグ・アンド・ドロップ」 関数を例示するフロー・チャートである。 図６は、「図表上のドラッグ・アンド・ドロップ」関数によって実行される、 「ドラッグ・アンド・ドロップ解析」関数のフロー・チャートである。 図７は、事実コンパイラによって実行される、「リポジトリのみへのコンパイ ル」関数のフロー・チャートである。 図８は、「リポジトリのみへのコンパイル」関数によって実行される、解析関 数のフロー・チャートである。 図９は、解析関数によって実行される、走査関数のフロー・チャートである。 図10は、本発明に従う、エラー条件を入力する手順を示すテーブルである。 図11は、解析関数によって実行される、「オブジェクト指定検索」関数を例示 するフロー・チャートである。 図12は、解析関数によって実行される、「事実指定検索」関数を表すフロー・ チャートである。 図13は、解析関数によって実行される、「制約指定検索」関数を表すフロー・ チャートである。 図14は、「オブジェクト指定検索」関数によって実行される、「新オブジェク ト割り当て」関数を例示するフロー・チャートである。 図15は、「事実指定検索」関数によって実行される、「新事実割 り当て」関数を例示するフロー・チャートである。 図16は、「制約指定検索」関数によって実行される、「新制約割り当て」関数 を例示するフロー・チャートである。 図17は、「ドラッグ・アンド・ドロップ解析」関数と、「リポジトリのみへの コンパイル」関数の両方によって実行される、「リポジトリ内のレコード更新」 関数を表すフロー・チャートである。 図18は、本発明に従う、「事実ツリー指定」関数が選択された後の、本発明の 初期選択メニューを例示するフロー・チャートである。 図19は、「事実ツリー形成」関数と本発明の照会文マッパ、または「ツリー・ インタプリタ」関数のどちらかの選択を例示するフロー・チャートである。 図20は、ユーザが本発明の照会文マッパを選択した場合に実行される、「事実 ツリー=>SQL照会文」関数を表すフロー・チャートである。 図21は、「事実ツリー=>SQL照会文」関数によって実行される、「ノード=>SQL 」関数を例示するフロー・チャートである。 図22は、「ノード=>SQL」関数によって実行される、「ジョイン生成」関数を 表すフロー・チャートである。 図23は、「ノード=>SQL」関数によって実行される、「セレクタ１追加」関数 を例示するフロー・チャートである。 図24は、「ノード=>SQL」関数によって実行される、「セレクタ２追加」関数 を例示するフロー・チャートである。 図25は、ユーザが本発明のツリー・インタプリタを選択した場合 に実行される、「事実ツリー=>記述」関数のフロー・チャートである。 図26は、「事実ツリー=>記述」関数によって実行される、「根に関するテキス ト作成」関数のフロー・チャートである。 図27は、「事実ツリー=>記述」関数によって実行される、「ノードに関するテ キスト作成」関数を例示するフロー・チャートである。 本発明を実施する最良の形態 本発明の好適実施例は、図１に示すように構成されたコンピュータ・システム １に組み込まれる。コンピュータ・システム１はプログラム可能なデジタル・コ ンピュータである。本発明はインテル80386、またはそれ以上のチップセットを 有し、MS-DOSオペレーティング・システム、バージョン5.O以上で動作するIBM互 換コンピュータで実行可能である。実行には最小で６メガバイトの利用可能なRA Mと、最小で６メガバイトのハードディスク記憶域が必要である。これらのコン ピュータは通常CPU、主記憶装置、I/O資源、及び手動のキーボードとマウスを含 むユーザ・インタフェースを含んでいる。本発明は、グラフィカル・ユーザ・イ ンタフェースも必要であり、マイクロソフト・ウインドウズは周知な例の１つで ある。 本発明は、インテル80486のチップセットを有し、マイクロソフトのMS-DOSオ ペレーティング・システム、バージョン5.Oで動作するIBM互換コンピュータにお いてプログラムされている。マイクロソフト・ウインドウズ・バージョン3.1が インストールされ、必要なグラ フィカル・ユーザ・インタフェースを提供する。最後に、以下に説明するシステ ムは、ボーランドのＣ言語でプログラムされている。 図２は、図１のプログラム可能汎用コンピュータのバス構成を示しており、本 発明は、このコンピュータ上で実施される。 図３を参照すると、ユーザは手動入力50でシステムを初期化し、関数セレクタ 51で所望の関数を選択する。 本発明は、ユーザが、 １．自然言語に似たコンピュータ言語（こうした言語の１つはFORMLである）に 対するグラフィカル・ユーザ・インタフェースを用いて情報システム記述を開発 でき、 ２．照会文生成に関する事実ツリーを指定でき、 ３．意味が正しいか照会文をチェックでき、 ４．データベース・システムに対して照会文を生成できるような方法、及び装置 を提供する。 情報システムを生成する必要があるという決定がなされたら、本発明の事実コ ンパイラが実行される。事実コンパイラのコンパイル機能は、ユーザに自然言語 に似たコンピュータ言語を使用した、テキストでのタイプを可能とする。このよ うな言語の１つはFORMLである。テキストはシステムによって提供されるウイン ドウ内にタイプされ、オブジェクト、事実、及び／または制約を含む可能性があ る。「図表上のドラッグ・アンド・ドロップ」と呼ばれる変換関数とグラフィカ ル・ユーザ・インタフェースを用いて、ユーザは、テキストを入力ウインドウか ら事実コンパイラのORM概念スキーマ図表上の 適当な場所にドラッグする。次にユーザは、そのテキストを図表上にドロップす る。事実コンパイラはその入力されたテキストを確認し、発生したエラーをユー ザに知らせる。確認の間、事実コンパイラは最初にテキストを解析し、オブジェ クト・リスト、事実リスト、及び制約リストをメモリ内に生成する。次に、事実 コンパイラは反復的にテキストをリポジトリにコンパイルする。このリポジトリ は、基本的に「データベースのデータベース」である。最後に、確認されたオブ ジェクト、事実、及び／または制約が、ORM概念スキーマ図表上に適当な記述で 描写される。この時点で、情報システムの指定が完了したものと見なされる。 情報システムが生成された後、ユーザは以前に入力された情報をチェックし、 及び／または編集することができる。これは、事実コンパイラの逆コンパイラ機 能を使用して達成される。逆コンパイラは、それがORMの概念スキーマ図表をと り、リポジトリ内に入力されたオブジェクト、事実、及び制約からなるテキスト のリストに戻るという点で、基本的に前述のコンパイラ機能の逆である。ユーザ は、情報システムの指定を確認するかまたは、システムが存在する場合にシステ ムを編集するために、このリストを使用することができる。 情報システムの指定が一旦完了すると、情報システムのORM表現で描写された 概念スキーマは、RMAPを用いて関係データベースにマッピングされる。RMAP処理 は、McCormack他(1993年)に詳細に記述があり、ここで参照することにより、詳 細な説明がなされたものとして本明細書に組み込まれる。事実の集合を、例とし て示す。 人は住所に住む。 人は電話番号を持つ。 人は科目を勉強する。 科目は人に教えられる。 例の事実ツリーに関する関係データベースが、 人_テーブル：（人、住所） 電話_テーブル：（人、電話番号） 勉強_テーブル：（人、勉強科目） 科目_テーブル：（科目、先生） であると、関連するRMAPのマッピングは以下のようになる。 事実 テーブル 第1名詞カラム 第2名詞カラム 人は住所に住む 人_テーブル 人 住所 人は電話番号を持つ 電話_テーブル 人 電話番号 人は科目を勉強する 勉強_テーブル 人 勉強科目 科目は人に教えられる 科目_テーブル 人 先生 照会処理の第１ステップは、事実ツリーを指定する。事実ツリーの指定では、 ユーザは照会に関連する名詞を選択する。例えば、ユーザがスミス氏の住所、電 話番号、勉強科目、及び先生を見つけたい場合、照会が基本的に人に関するもの なので、人という名詞から始める。照会文の根として人を選んだ後、その人の住 所などを見つけるために、人に関する他の情報を選択することができる。選択可 能な情報だけが、人に関する事実に含まれる情報である。即ち、 0 ある人はある住所に住む。 0 ある人はある電話番号を持つ。 0 ある人はある科目を勉強する。 0 ある科目はある人に教えられる。 この事実の集合は、特定の人に関する入手可能な情報全てである。この情報は 概念的に表示され、ユーザは任意の特定キーワードやフレーズを知る必要がない 。この場合、ユーザは以下の事実を選択する。 0 ある人はある住所に住む。 0 ある人はある電話番号を持つ。 0 ある人はある科目を勉強する。 0 ある科目はある人に教えられる。 なぜなら、それがスミス氏について彼らが知りたいことであるからである。こ れは、以下の事実ツリーで構成される。 人 _ある住所に住む _ある電話番号を持つ _ある科目を勉強する _ある人に教えられる。 最後に、ユーザは、スミス氏にしか興味がないので、ツリーの根にある人を、 スミス氏であると制限する。 最終的なツリーの意味は、スミス氏という人、彼の住む住所、彼の持っている 電話番号、彼が勉強している科目を表示し、彼の勉強 している科目に関して、それらの科目を教えている人を表示するものてある。 事実ツリーを生成した後、ユーザはその事実ツリーが正しいことを、本発明の ツリー・インタプリタを使用して確認する。そうすることによって、生成された 照会文が曖昧さを有する可能性を、あらかじめ除外することになる。ツリー・イ ンタプリタの使用中に、ツリー・インタプリタ・アルゴリズムが、事実ツリーの 自然言語記述を構成する。このアルゴリズムは、再帰的depth-first検索関数で あり、以下で要約して示す。 関数：解釈_ツリー（事実ツリー_ノード）//事実ツリーの ノード上で機能する、解釈_ツリー begin（開始） ノードがそのツリーの根である場合、 「名詞」がそのノードの名詞である。 （例えば、人） 「全ての「名詞」に関して、」をプリントする。 （例えば、全ての人に関して） そのノードが制限を有している場合、 （例えば、スミス氏と等しい） 「「名詞」＝制限内容であるもの」をプリントする。 （例えば、（人＝スミス氏であるもの）） 「を表示する：」をプリントし、新しい行に移動する。 otherwise（上記以外の場合） 「名詞」がそのノードの名詞である。 （例えば、住所） 「親の名詞」がそのノードの親の名詞である。 （例えば、人） 「フレーズ」がその名詞のフレーズである。 （例えば、住む） 「「親の名詞」が「フレーズ」 「名詞」」をプリントする。 （例えは、人が住む住所） ノードが制限を有する場合、 （例えば、シアトルと等しい） 「「名詞」＝制限内容であるもの」をプリントする。 （例えば、（住所＝シアトルであるもの）） ノードがいくつかの子を有する場合、 「、更にこれらの「名詞」に関して．．を表示する。」 をプリントし、新しい行に移動する。 ノードの全ての子について、 解釈_ツリーを子ノード上で呼び出す。 end（終了） 上記例の解釈_ツリーの結果、事実ツリーは、 全ての人に関して、（人＝スミス氏であるもの）を表示する： その人が住む住所 その人が持つ電話番号 その人が勉強する科目 更にこれらの科目に関して、その科目を教える人を表示する。 この解釈によって、ユーザがした質問が、所望の情報を得られるか確認できる 。 ユーザが一旦事実ツリーを指定し、それをツリー・インタプリタを用いてチェ ックすると、関係照会文の生成のみが行われる。これを実行するアルゴリズムも 、再帰的に事実ツリーのノード上にある。 関数：生成_照会文（事実ツリー_ノード） begin（開始） ノードは、この呼び出しによって関数にマッピングされているノードである。 「子１」...「子ｎ」は「ノード」の子である。 「文１」...「文ｎ」はそれそれ「子ｉ」...「子ｎ」に対する文であり、各文 ｉ (i=1...n)はその子に関連するマッピングを有している。このマッピングは、 文を表現するために用いられる関係構造に対応し、文がマッピングされたテーブ ル、第１の名詞に関するカラム、及び第２の名詞に関するカラムを含む。例えば 、人が住所に住むという文は、名詞１（人）がカラム１に、名詞２（住所）がカ ラム２となって、人_テーブルにマッピングされる。 「ノード」内の名詞、及び文１から文ｎ内の、その名詞のそれぞれの位置に基 づく外部ジョインを用いて、文１...ｎに関する全てのマッピングを一緒にジョ インする。要求時に、制限を含んだ照会文 を生成する。これを表現する、例の事実ツリーに適用されたSQL照会文は： select人.人,電話番号,科目 from 人、人は電話番号を持つ、人は科目を勉強する 外部ジョイン 人.人＝人は電話番号を持つ.人 外部ジョイン 人.人＝人は科目を勉強する.人 where人.人＝「スミス氏」.... 子ｉ(i=1...n)のどれかが子を持つ場合、生成_照会文を子に適用して、外部ジ ョインを用い、その結果を既存の照会文内に含める。事実ツリーの例では、これ は結果的に、科目を勉強する人の科目ノード上で実行される生成_照会文となり 、また結果的に以下の照会文となる。 select人.人,電話番号,人は科目を勉強する.科目 科目.人 from 人、人は電話番号を持つ、人は科目を勉強する、科目 外部ジョイン 人.人＝人は電話番号を持つ.人 外部ジョイン 人.人＝人は科目を勉強する.人 外部ジョイン 人は科目を勉強する.科目＝科目.科目 where人.人＝「スミス氏」.... SQLが記述上便利なものとして使用され、かつその使用がアルゴリズムを背景 とした論理とは無関係であることに注意すべきである。 任意の関係言語が使用可能であることは、本発明の大きな特徴である。本発明の 事実コンパイラ、照会文マッパ、及びツリー・インタプリタのアルゴリズムの利 点は、それらが実質的に概念の数と、初心者が関係データベースにおいて意味の ある照会文を表現できるために必要な訓練の時間を削減したことである。本発明 のアルゴリズム・セットによって、ユーザが、キーワードと物理構造を知ること なく、概念的な照会文を形成することができる。また、本発明のアルゴリズムは 、照会文が文法的に正しいことを保証するために、照会文の生成された自然言語 記述を提供する。これらの利点は、前述した例と、自然言語、及びSQLの実施に おける現在の技術で表現された同様の例を対比することによって例示される。 自然言語で照会文を表現するために、ユーザは以下の照会文を構成、タイプす る必要がある： スミス氏という人、彼の住所、電話番号、及び彼が勉強している科目を表示し 、更にそれらの科目に関して、それを教えている人を表示する。 この照会文を表現するために必要な、別の情報は： １．いかに（人のようなキーワードを有する必要のある）照会文を表現するかと いう全体の知識。 ２．住所、電話番号、科目などを尋ねるときの知識。 事実コンパイラ 本発明の事実コンパイラは100において選択される。本発明の事実 ツリーは300で選択される。前述したように、事実コンパイラが本発明によって 提供され、以下により詳細な説明がなされる。図４を参照すると、事実コンパイ ラを選択(100)した後で、ユーザはモデル化される情報システムの１つのレベル を表現する図表を開く。その事実コンパイラの図表を開いた後で、ユーザは、自 然言語に似たコンピュータ言語を用いて、実際の文でオブジェクト・タイプ、又 は制約をタイプする。こうした言語の１つはFORMLである。この入力の例は、"ID が「100」のインストラクタは、「データベース設計」という科目を科目レベル3 00で教える資格がある。この時点で、ユーザは３つのオプションのうち、１つを 選択できる。３つのオプションは：確認専用の関数105を使用して、入力を確認 する；リポジトリのみに情報をコンパイルする(140)；または事実を関数120で図 表上にドラッグ・アンド・ドロップする。 本発明の図４に示された確認専用の関数105を参照すると、全てのテキストが 編集ウインドウから組み合わせられた(110)後で、関数111を用いて構成要素のワ ードに解析される。112のエラー・チェックが、入力されたテキスト内にエラー があるかどうか判定する。エラーがなければ、システムは113で確認が成功した ことを示す。エラー・チェッカー112が、テキスト入力にエラーがあったと判定 した場合、エラーがエラー・ウインドウ114に示される。 「図表上のドラッグ・アンド・ドロップ」関数120が、図５に詳細に示されて いる。ユーザがドラッグ・アンド・ドロップ関数120を選択した後、ユーザはマ ウスを用いて編集ウインドウ121からアイコン 上にポインタを移動させる。ユーザは左のマウス・ボタンを押下し、その状態を 保持する(122)。システムは、編集ウインドウ内に入力された項目のタイプに関 するテストを行う(123)。項目種類セレクタ124は、編集ウインドウ内に入力され た情報のタイプに応じてカーソルの性質を変化させる。入力データが事実なら、 カーソルが事実カーソルに変化する(125)。入力データに制約がある場合、カー ソルは制約カーソルに変化する(126)。入力データがオブジェクトである場合、 カーソルはオブジェクト・カーソルに変化する(127)。ユーザは、変化したカー ソルを図表上にドラッグする(128)。カーソルが移動している間、編集ウインド ウは消える。カーソルが描画禁止領域の上を移動する場合、カーソルは「描画禁 止」カーソルに変化する。ユーザが、入力データの方向を再び回転させる場合、 右側のマウス・ボタンが使用される。右側のマウス・ボタンがクリックされる度 に、アイコンはその方向を90゜回転させる(130)。ユーザが左のマウスのボタン を放すと(131)、カーソルはデータを図表上にドロップする。カーソル・チェッ カー132は、カーソルが実際に図表上にいるかどうかを判定する。図表上にいる 場合、「ドラッグ・アンド・ドロップ解析」関数135が実行される。図表上にい ない場合は、カーソルが図表上にないことをユーザに知らせる。 「ドラッグ・アンド・ドロップ解析」関数135は、図６に詳細に示されている 。現在の編集ウインドウにあるテキストを収集した後、テキストは、解析関数14 2を用いて解析される。解析の後、エラー・チェッカー161が、入力テキスト内に エラーが生成されたかどうか判 定する。エラーが生成されていなかった場合、リポジトリにレコードを更新する 関数149を用いて、そのレコードがリポジトリに更新される。レコードがリポジ トリに更新された後で、図表上への項目描画関数164を用いて、図表上に項目が 描画される。エラー・チェッカー161で、エラーが存在すると判定された場合、 エラー条件入力関数162が実行され、関数135が165で終了する。 再び図４に戻ると、関数140によってユーザに、入力をリポジトリのみにコン パイルするオプションが与えられる。関数140が図７に詳細に記されている。関 数140、即ち「リポジトリのみへのコンパイル」関数を選択した後、システムは 全てのテキストを編集ウインドウから組み合わせ(141)、解析関数142を使用して 入力データを解析する。エラー・チェッカー143は入力テキスト内にエラーが生 成されたかどうかを判定する。エラーが生成されている場合、そのエラーはエラ ー・ウインドウに表示される(145)。エラーがなかった場合、状況バーにコンパ イルの成功が表示される(144)。反復的な処理が146に示されている。生成された オブジェクト・リスト、事実リスト、及び制約リストのそれぞれは、レコード毎 に検索される。各レコードは、それぞれのリストから検索されて(147)、その状 況が148でテストされる。レコードが変更された場合、レコードをリポジトリに 更新する関数149が実行される。レコードが変更されなかった場合、リスト・ポ インタが150でインクリメントされて、新しいレコードがリストから検索される 。レコードが新しいものである場合は、関数149が再び実行され、その後レコー ド・タイプが152でテストされる。新しい レコードがオブジェクトである場合、新しいオブジェクトを割り当てる関数154 が実行される。新しいレコードが事実データある場合、関数154を用いて新しい 事実が割り当てられる。新しいレコード・タイプが制約である場合、新しい制約 が155で割り当てられる。これらの割り当てのいずれかの後で、リスト・ポイン タが再び150でインクリメントされる。 図６及び７の解析関数142の詳細が、図８に示されている。解析関数142が実行 された後、走査関数170が実行され、トークンを検索する。トークンが検索され た後、それが171でセクションに区分化される。トークンのそれぞれにわたる反 復的なループが172で設定される。各トークンは、そのタイプに関するテストを1 73で受ける。セクションがオブジェクトである場合、オブジェクト指定を検索す る関数174が実行される。セクションが事実である場合、事実指定を検索する関 数175が実行される。テストされたセクションが制約であった場合、制約指定を 検索する関数176が実行される。関数174、175、又は176のいずれかが実行された 後、テストされたセクションがターミナル・セクションかどうか判定するテスト が行われる。ターミナル・セクションでない場合、次のセクションが、同じテス トの対象になる。セクションがターミナル・セクションである場合、解析関数14 2は179で終了する。 図８の走査関数170は、図９に詳細に示されている。解析関数142の後に、走査 関数170を実行する。これは、180で入力ソース・テキストからの文字を読み込む 。その関数は、181で辞書アナライザ宣言 における通常表現として示されたトークン指定と、それぞれの文字シーケンスを マッチングさせ、その後トークンが182で戻される。 図６で以前に実行されているエラー条件入力関数162は、図10で詳細に示され ている。エラーが起こる度毎に、システムはエラーの起こった文字位置と行番号 を検索する。この関数は次に、このエラー番号、エラー・テキスト、及びエラー ・リスト内のエラー内容情報を記憶する。 再び図８に戻ると、「オブジェクト指定検索」関数174が図11に詳細に示され ている。関数174が実行されると、オブジェクトが190で任意の「オブジェクト宣 言」によって文法的に指定される。この関数は「解析」と「走査」を継続して行 う。オブジェクトが依然としてオブジェクト・セクションであるかどうかに関し て、判定が191で行われる。オブジェクト・セクションでない場合、関数は192で 終了する。オブジェクトがまだオブジェクト・セクションにある場合、関数はテ キストの構成要素をオブジェクト・リスト内に記憶される構造に分割する(193) 。194で、オブジェクトの状況がテストされる。新しいオブジェクトである場合 、新しいオブジェクトを割り当てる関数220が実行される。オブジェクトが既に オブジェクト・リストに存在する場合は、関数174が198で終了する。オブジェク トがリポジトリ内に存在し、オブジェクト・リスト内にない場合、システムは、 196でリポジトリからその構造を読み取り、それをオブジェクト・リスト内に出 力する。関数196または220のどちらかが実行された後で、この関数が再び198で 終了する。 以前図８で実行された、事実指定を検索する関数175が、図12において詳細に 示されている。関数175が実行された後、事実が「事実宣言」によって文法的に 指定される。この関数は「解析」と「走査」を継続して行う。事実が依然として 事実セクションであるかどうかに関して、判定が201で行われる。事実セクショ ンでない場合、関数175は202で終了する。事実がまだ事実セクションにある場合 、システムはテキストの構成要素を事実リスト内に記憶される構造に分割する(2 03)。その後、事実の状況が204でテストされる。事実が新しい事実である場合、 新しい事実を割り当てる関数230が実行され、その後、事実解析は206で終了する 。事実が既に事実リストに存在する場合は、関数175がまたも206で終了する。事 実がリポジトリ内に存在し、事実リスト内にない場合、システムは、205でリポ ジトリからその構造を読み取り、それを事実リスト内に出力する。その後関数17 5がもう一度206で終了する。 同様に以前図８で実行された関数176が、図13に詳細に示されている。制約指 定の検索のために関数176が実行された場合、210で制約が「制約宣言」によって 文法的に指定される。このシステムは「解析」と「走査」を継続して行う。211 で、制約が依然として制約セクションであるかどうかの判定が行われる。制約セ クションでない場合、関数176は212で終了する。制約がまだ制約セクションにあ る場合、システムはテキストの構成要素を制約リスト内に記憶される構造に分割 する(213)。その後、事実の状況が214でテストされる。制約が新しいものである 場合、新しい制約を割り当てる関数240が実行 される。制約が既に制約リストに存在する場合は、関数176が217で終了する。制 約がリポジトリ内に存在し、制約リスト内にない場合、この関数は、216でリポ ジトリからその構造を読み取り、それを制約リスト内に出力する。関数240また は処理216のどちらかが達成された後で、関数176が217で終了する。 以前に図11で実行された関数220が、図14に詳細に示されている。関数220は、 221で空のオブジェクト構造体を生成し、その構造体に222で名前と全てのオブジ ェクト属性を入力し、そのオブジェクト構造を223でオブジェクト・リスト内に 配置し、224で終了する。 以前に図12で実行された関数230は、図15に詳細に示されている。関数230は、 231で空の事実構造体を生成する。232で、この関数は、その構造体に述部テキス ト、含まれるオブジェクト、及び内部制約情報を入力する。233で、この関数は 、事実構造を事実リストに配置し、234で終了する。 以前に図13で実行された関数240は、図16で詳細に示されている。関数240は以 下のように、新しい制約を割り当てる。この関数は241で空の新しい制約構造を 生成する。242で、この関数はその構造体に、制約情報（役割位置、述部ＩＤ） を入力する。243で、この関数は、制約構造を制約リストに配置し、244で終了す る。 以前に、図７及び８で実行された関数149は、図17に詳細に示されている。関 数149が実行された後で、更新されたレコードは、250に示すように、事実リスト 、オブジェクト・リスト、又は制約リスト内に存在する。251で、このレコード ・タイプがテストされる。この レコードがオブジェクトであれば、オブジェクト構造が252でオブジェクト更新 関数に送られる。レコードが事実であれば、事実構造が254で事実更新関数に送 られ、制約であれば、制約構造が253で制約更新関数に送られる。前述の更新関 数のいずれかが実行された後に、関数149が256で終了する。 事実ツリー形成 図18を参照すると、関数選択51で可能な第２のオプションは、「事実ツリー指 定」300の起動であり、図19に詳細に示されている。 図19を参照すると、事実ツリーが300で形成される。事実ツリーの例は以下の ようなものである。 人（＝スミス氏）.......................制限 ｜--ある住所に住む ｜--ある電話番号を持つ...............名詞 ｜--科目を勉強する ｜--ある人によって教えられる。 ｜.................フレーズ 事実ツリーの各ノードは名詞を持つ。（例えば、人） 事実ツリーの各ノードは制限を有する可能性がある。 （例えば、＝スミス氏） 事実ツリーの根でない各ノード（最上位のノード以外全て）はフレーズを持つ 。（例えば、によって教えられる） ツリーの根は次に301で可変根に割り当てられる。この場合、変化するノード （人）が根に割り当てられる。 事実ツリーがSQL照会文にマッピングされるものである場合、根は、関数「事 実ツリー=>SQL照会文」400に対するパラメータとして送られる。この関数の戻り 値はSQL照会文となる。関数「事実ツリー=>SQL照会文」は、関数400ないし465を 用いて記述される。 事実ツリーが英語の記述にマッピングされるものである場合、根は、関数「事 実ツリー=>記述」500に対するパラメータとして送られる。この関数の戻り値は ない。関数「事実ツリー=>記述」の結果は、ツリーの記述を出力する。関数「事 実ツリー=>記述」は、関数500ないし535を用いて記述される。 ツリー・インタプリタ 本発明は、関数「事実ツリー=>記述」として実行され、以下で詳細に説明する 、ツリー・インタプリタも提供する。図25を参照すると、関数「事実ツリー=>記 述」(500)は、事実ツリーのノードを入力とし、そのツリー又はサブ・ツリーに よって表現される照会文の記述を戻す、再帰的な関数である。パラメータ「根」 は、関数が動作するノードである。 関数501は、いくつかの作業変数を割り当てる。「根」は、親を含む、または 含まない可能性があり、かつ子を含む、又は含まない可能性のあるサブ・ツリー の根である。例えば、例のツリーにおいては、変化するノード（親）が関数「事 実ツリー=>記述」に送られた場合、親がなく、子が３つある。「親」は、「根」 の親に割り当てられる（この場合はヌル）。「ノード」は「根」の子（３つ）に 割り当てられる。「子」(i..「ノード」)は、「根」の子に割り当て られた配列である（人に対する３つの子は、--「住所に住む」、「電話番号を持 つ」、及び「科目を勉強する」である）。 次に、一時変数「テキスト」が、「根」の「記述」に割り当てられる(502ない し504)。「根」が親を持たないとき（それは事実ツリーの根である）、その「根 」は関数「根に関するテキスト作成」(503)に送られる。「根」が親を持つ場合 、「根」は関数「ノードに関するテキスト作成」(507)に送られる。この関数の 戻り値は、両方とも「根」の記述である。 505で、「テキスト」は、改行復帰の後にプリントされる。人のノードとして 「根」が参照される場合、関数「根に関するテキスト作成」(503)が使用され、 「テキスト」は「全ての人に関して、（人＝スミス氏であるもの）を表示する： 」となる。「科目を勉強する」というノードが「根」として参照されると、関数 「ノードに関するテキスト作成」(504)が使用され、「テキスト」は「その人が 勉強する科目、更にそれらの科目に関して表示する：」となる。 次のステップは、depth-first検索アプローチを用いて「根」の子を再帰的に 処理する、505ないし510に詳述の関数である。「ノード」は、「根」の子の数で あり、「子」(i..「ノード」)は「根」の実際の子である。 変数Ｉは、カウンタ変数として使用される。その変数は、506で最初に１に割 り当てられる。Ｉが「ノード」より大きい場合（処理する子が、もうない場合） 、関数「事実ツリー=>記述」の具体例が完了し(507-508)、それ以外の場合、関 数「事実ツリー=>記述」が509 て「子[1]」に関して実行され、Ｉが510でインクリメントされ、処理する子がな くなるまで、そのループを継続する(507)。 例のツリーにおける人のノードに適用された関数「事実ツリー=>記述」の結果 は： 出力 処理 全ての人に関して、（人＝スミス 氏であるもの）を表示する： 「人」に関し関数「事実ツリー =>記述」が呼び出される。 人が住んでいる住所 「住所に住む」に関して関 数「事実ツリー=>記述」 が呼び出される。 人が持っている電話番号 「電話番号を持つ」に関し て関数「事実ツリー=> 記述」が呼び出される。 人が勉強する科目 「科目を勉強する」に関し て関数「事実ツリー=> 記述」が呼び出される。 更にそれらの科目に関して 表示する： その科目を教える人 「人によって教えら れる」に関して関 数「事実ツリー=> 記述」が呼び出さ れる。 関数「根に関するテキスト作成」503が図25で実行され、事実ツリーの根ノー ドを引数（「根」）としてとり、そのノードの記述を戻す。 520で、根が名詞（例えば、人）を含み、これが「名詞」に割り当てられる。 「根」はまた、制限（例えば、＝スミス氏）を含み、これが「制限」に割り当て られる。可変「テキスト」は、「全ての」＋名詞＋「に関して、」 （例えば、 「全ての人に関して、」）に割り当てられる。 根が「制限」を含んでいる場合、その制限は521と522で「テキスト」に加えら れる（例えば、「全ての人に関して、（人＝スミス氏であるもの）」）。 「を表示する：」が523で「テキスト」に加えられ、「テキスト」（例えば、 「全ての人に関して、（人＝スミス氏であるもの）を表示する：」）が524で返 される。 図25に戻ると、事実ツリーの根でないノードを引数（「根」）としてとり、そ のノードの記述を返す、関数「ノードに関するテキス ト作成」504が、図27に詳細に記されている。例えば、「科目を勉強する」とい うノードは引数として送られる。 530で、「根」が名詞（例えば、科目）を含み、それが「名詞」に割り当てら れる。「根」がフレーズ（例えは、「勉強する」）を含み、それが「フレーズ」 に割り当てられる。「根」の親が名詞（例えば、人）を含み、これが「親の名詞 」に割り当てられる。根はまた、制限（例えば、＝スミス氏）を含むこともでき 、これは「制限」に割り当てられる。可変「テキスト」は、「親の名詞」＋「が 」＋「フレーズ」＋「名詞」（例えば「人が勉強する科目」）に割り当てられる 。 「根」が制限を含む場合、その制限は531と532で「テキスト」に加えられる。 「根」が子を持つ場合、533と534で「テキスト」に「、更にそれらの」＋「名 詞」＋「に関して表示する：」が加えられる。 535で、「テキスト」が返される（例えば、「人が勉強する科目、更にそれら の科目に関して表示する：」）。 照会文マッパ 本発明はまた、「事実ツリー=>SQL照会文」として実行される照会文マッパも 提供し、以下で詳細に説明する。図19に戻ると、関数400が図20に詳しく記され ている。この関数は事実ツリーの根ノードを入力としてとり、同等のSQL照会文 を返す。パラメータ「根」は、この関数が動作するツリーの根である。 事実ツリーの根でないノード（最上位のノード以外）は、そのノ ードに関する関係マッピングを有する。この関係マッピングは、関係データベー スにおけるノードの表現を指定する。例として、以下に事実の集合の例を示す。 人は住所に住む 人は電話番号を持つ 人は科目を勉強する 科目は人によって教えられる 例の事実ツリーに関する関係データベースが、 人_テーブル：（人、住所） 電話_テーブル：（人、電話番号） 勉強_テーブル：（人、勉強科目） 科目_テーブル：（科目、先生） であると、関連するRMAPのマッピングは以下のようになる。 事実 テーブル 第1名詞カラム 第2名詞カラム 人は住所に住む 人_テーブル 人 住所 人は電話番号を持つ 電話_テーブル 人 電話番号 人は科目を勉強する 勉強_テーブル 人 勉強科目 科目は人に教えられる 科目_テーブル 人 先生 テーブルは、それが事実の記憶されたテーブルであることを示す。 第１の名詞カラムはノードの親に関するカラムを表す。第２の名詞カラムは、ノ ードの名詞に関するカラムを表す。 例えば、（人が）住所に住むということに関連するマッピングは、 全ての住所が、その住所に住んでいる人を人カラムに、かつ実際の住所を住所カ ラムに有する、人_テーブル内に記憶されていることを意味する。 述部のマッピングは、McCormackとHalpinの、Automated Mapping of Conceptu a1 Schemas to Relational Schemas,，Proc CAiSE 93、Sorbonne大学,パリ、199 3年、で説明されるのと同様のアルゴリズムによって導出される。 SQL照会文は、Selectリスト、Fromリスト、及びWhere節の３つを含む。これら は、関数「ノード=>SQL」を再帰的に呼び出すことによって徐々に構築されてい く。 最初に、Selectリスト、Fromリスト、及びWhere節が空のストリング("")にセ ットされる(401)。 402で、「根」をパラメータとして関数「ノード=>SQL」が呼び出され、照会文 を構築する。 403、404、及び405で、Selectリスト、Fromリスト、及びWhere節がそれぞれフ ォーマットされる。406で、照会文は、関数の結果として組み立てられ、407で返 される。 402で、関数「ノード=>SQL」が実行される。これは、事実ツリーのノードをSQ L照会文にマッピングする再帰関数である。この関数を連続して呼び出すことに よって、Selectリスト、Fromリスト、及びWhere節の変数が構築される。 関数「ノード=>SQL」は３つのパラメータを持っている。第１は「根」であり 、これはマッピングされるツリーまたはサブ・ツリー の根である。第２、及び第３のパラメータは、根のサブ・ツリーに関する照会文 を、その照会文の残りとジョインさせるために使用する、テーブルとカラムであ る。 410で、「親」は「根」の親であり、「ノード」は「根」の子の数てあり、「 子[i..ノード]」は「根」の子である。 「根」が子を持たない場合、処理の必要はなく、関数は単純にリターンする(4 11、412)。 それ以外の場合、「根」の子が以下のように照会文に追加される。 「根」が親を持っていれば、それは、ジョイン・テーブル関数413とジョイン ・カラム関数414を用いて照会文の中にジョインされる必要があり、「根」は415 で照会文のselectリストに追加される必要がある。 「根」の子全てを照会文にジョインするために、その子は順に以下のように処 理される。カウンタ変数ｉは、416で１に初期化される。ノードの値が417でチェ ックされて、ｉがノードより小さければ、追加_セレクタ_２（ノード）が419で 実行される。それぞれの子は、４19で追加_セレクタ_２を使用することによって 、selectリストに追加され、その子の子は、関数「ノード=>SQL」421を再帰的に 呼び出すことによって、照会文に追加される。各ノードに関するセレクタは、42 0でサブ・ツリーの照会文を一緒にジョインするために用いられる。414で実行さ れるジョイン生成が、図22に詳細に示されている。この関数は、副照会文をwher e節に対する内部ジョインを追加することによって主照会文にジョインする。こ のジョインは、通過ノード （「ノード」）内の第１の名詞と送られたパラメータに基づいている。再び図21 に戻ると、関数415の、追加_セレクタ_１が図23で詳細に示されている。この関 数は「ノード」のテーブルを、Selectリストに対する「ノード」の第１の名詞に 関するFromリストとカラムに追加する。 もう一度図21に戻ると、関数419の追加_セレクタ_２が、図24に詳細に示され ている。この関数は「ノード」のテーブルを、Selectリストに対する「ノード」 の第２の名詞に関するFromリストとカラムに追加する。 前述の実施例は、本発明の原理に基づくアプリケーションを表す多くの特定の 実施例のうちのいくつかを例示しているに過ぎないことが理解される。当業者に は、本発明の範囲から逸脱することなく、数多くの変更を容易に実施できること は明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マッコーマック，ジョナサン・イアン アメリカ合衆国ワシントン州98059レント ン，サウスイースト，コール・クリーク・ パークウエイ・7661

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ入力手段、メモリ手段、デ ータ記憶手段、及びグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有する、データベ ース設計を指定するためのプログラム可能な、デジタル汎用コンピュータを含む 装置であって、前記装置が更に、 前記表示手段上に図表を生成する図表手段、 前記図表上でカーソルの動きを制御する、カーソル制御手段、 前記コンピュータに実装された関係データベースを更に含むリポジトリ手段、 編集ウインドウに、前記データ入力手段を用いたテキスト、データ・オブジェ クトを含む前記テキストの項目、前記データ・オブジェクトに関する事実、及び 前記データ・オブジェクトに関する制約を入力する、テキスト入力手段、 前記テキストを確認するための、ユーザが選択可能なテキスト確認手段、 前記テキスト入力手段からの前記テキストを前記図表に変換するための、ユー ザが選択可能な変換手段、及び 前記テキストを、前記リポジトリ手段のみにコンパイルするためのユーザが選 択可能な第１のコンパイル手段を含むことを特徴とする、前記装置。 ２．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ入力手段、メ モリ手段、データ記憶手段、グラフィカル・ユーザ・インタフェース、及びリポ ジトリ手段を有する、プログラム可能な、デジタル汎用コンピュータ上でデータ ベース設計を指定するための方法であって、前記リポジトリ手段が更に前記コン ピュータ上で実施される関係データベース手段を含み、前記方法が、 前記表示手段上に図表を生成するステップ、 前記図表上でカーソルを移動させるステップ、 編集ウインドウに、前記データ入力手段からのテキスト、データ・オブジェク トを含む前記テキストの項目、前記データ・オブジェクトに関する事実、及び前 記データ・オブジェクトに関する制約を入力するステップ、 ユーザの選択可能なオプションに応答して、テキストを確認するステップ、 ユーザの選択可能なオプションに応答して、前記テキスト入力手段からの前記 テキストを前記図表に変換するステッブ、及び ユーザの選択可能なオプションに応答して、前記テキストを、前記リポジトリ 手段のみにコンパイルするステップを含むことを特徴とする、前記方法。 ３．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ入力手段、メモリ手段、デ ータ記憶手段、グラフィカル・ユーザ・インタフェース、及びリポジトリ手段を 有する、プログラム可能な、デジタル汎用コンピュータ上で事前に実装されてい るデータベースに対する照会文を、自然言語で記述する方法であって、前記リポ ジトリ手段が 更に前記コンピュータ上で実施される関係データベース手段を含み、前記記述方 法が更に、 前記表示手段上に図表を生成するステップ、 前記図表上でカーソルを移動させるステップ、 事実ツリー形成方法を用いて、前記照会文に基づく事実ツリーを形成するステ ップ、及び 事実ツリー記述方法を用いて、自然言語で前記事実ツリーを記述するステップ を含むことを特徴とする、前記方法。 ４．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ入力手段、メモリ手段、デ ータ記憶手段、及びグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有する、プログラ ム可能な、デジタル汎用コンピュータ上で事前に実装されているデータベースに 対する照会文を生成する装置であって、前記装置が更に、 前記表示手段上に図表を生成する図表手段、 前記図表上でカーソルの動きを制御する、カーソル制御手段、 前記コンピュータに実装された関係データベースを更に含むリポジトリ手段、 事実ツリーを形成するための事実ツリー形成手段であって、前記事実ツリーが 更に根ノードを含んでおり、及び 前記根ノードを入力に用い、前記根ノードと同等な第１の照会文を、前記デー タベースに適応するコンピュータ言語で返すことによって、照会文を前記データ ベース手段にマッピングする照会文マッピング手段を含むことを特徴とする、前 記装置。 ５．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ入力手段、メモリ手段、デ ータ記憶手段、及びグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有する、プログラ ム可能な、デジタル汎用コンピュータ上で事前に実装されているデータベースに 対する照会文を生成する方法であって、前記方法が更に、 図表手段を用いて、前記表示手段上に図表を生成するステップ、 カーソル制御手段を用いて、前記図表上でカーソルを移動させるステップ、 関係データベースを更に含むリポジトリ手段を、前記コンピュータに実装する ステップ、 事実ツリー形成手段に事実ツリーを形成するステップであって、前記事実ツリ ーが更に根ノードを含んでおり、及び 照会文マッピング手段を用い、前記根ノードを入力に用い、前記根ノードと同 等な第１の照会文を、前記データベースに適応するコンピュータ言語で返すこと によって、照会文を前記データベース手段にマッピングするステップを含むこと を特徴とする、前記方法。 ６．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ入力手段、メモリ手段、デ ータ記憶手段、及びグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有する、データベ ース設計を指定し、前記データベースに対する照会文を生成し、前記照会文を自 然言語で記述するためのプログラム可能な、デジタル汎用コンピュータを含む装 置であって、前記装置が、 前記表示手段上に図表を生成する図表手段、 前記図表上でカーソルの動きを制御する、カーソル制御手段、 前記コンピュータに実装された関係データベースを更に含むリポジトリ手段、 編集ウインドウに、前記データ入力手段を用いたテキスト、データ・オブジェ クトを含む前記テキストの項目、前記データ・オブジェクトに関する事実、及び 前記データ・オブジェクトに関する制約を入力する、テキスト入力手段、 前記テキストを確認するための、ユーザが選択可能なテキスト確認手段、 前記テキスト入力手段からの前記テキストを前記図表に変換するための、ユー ザが選択可能な変換手段、 前記テキストを、前記リポジトリ手段のみにコンパイルするための、ユーザが 選択可能な第１のコンパイル手段、 前記照会文に基づいて事実ツリーを形成するための事実ツリー形成手段、 自然言語で前記事実ツリーを記述するための事実ツリー記述手段、 更に根ノードを含む、前記事実ツリー手段、及び 前記根ノードを入力に用い、前記根ノードと同等な第１の照会文を、前記デー タベースに適応するコンピュータ言語で返すことによって、照会文を前記データ ベース手段にマッピングする照会文マッピング手段を含むことを特徴とする、前 記装置。 ７．中央演算処理手段、バス手段、表示手段、データ夕入力手段、メモリ手段、 データ記憶手段、及びグラフィカル・ユーザ・インタフ ェースを有する、プログラム可能な、デジタル汎用コンピュータを含む装置上に データベースに対する照会文を生成し、自然言語で照会文を記述するためのデー タベース設計指定方法であって、前記方法が、 図表手段を用いて、前記表示手段上に図表を生成するステップ、 カーソル制御手段を用いて、前記図表上でカーソルの移動を制御するステップ 、 リポジトリ手段が更に、前記コンピュータに実装された関係データベース手段 を含むステップ、 前記データ入力手段を用いて、編集ウインドウに、データ・オブジェクトを含 む前記テキストの項目、前記データ・オブジェクトに関する事実、及び前記デー タ・オブジェクトに関する制約を入力するステップ、 前記テキストを、ユーザが選択可能なテキスト確認手段を用いて確認するステ ップ、 ユーザの選択可能な変換手段を用いて、前記テキスト入力手段からの前記テキ ストを前記図表に変換するステップ、 ユーザの選択可能な第１のコンパイル手段を用いて、前記テキストを、前記リ ポジトリ手段のみにコンパイルするステップ、 事実ツリー形成手段を用いて、前記照会文に基づく事実ツリーを形成するステ ップ、 事実ツリー記述方法を用いて、自然言語に近いコンピュータ言語で前記事実ツ リーを記述するステップであって、前記事実ツリー手 段が更に根ノードを含む前記ステップ、及び 照会文マッピング手段を用い、前記根ノードを入力に用い、前記根ノードと同 等な第１の照会文を、前記データベースに適応するコンピュータ言語で返すこと によって、照会文を前記データベース手段にマッピングするステップを含むこと を特徴とする、前記方法。