一種關聯數據的索引、檢索、存儲和顯示控制的信息系統的製作方法

2023-11-08 12:00:17 4

專利名稱：一種關聯數據的索引、檢索、存儲和顯示控制的信息系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及信息技術領域，特別涉及一種具有關聯關係數據的存儲、索引、 檢索和呈現控制的信息系統。
背景技術：
在當前信息社會裡，隨著信息技術的逐漸普及，信息系統得到了廣泛應用。 隨著信息系統中積累的數據越來越多，人們已經逐漸依賴於通過檢索來快速的 從信息系統中獲得信息。人們在信息系統中檢索信息時，常常會得到很多的結 果，其中夾雜的大量不相關內容降低了人們獲取信息的效率，同時也降低了系 統資源的有效利用率。這種現象在海量信息系統的檢索中顯得尤為突出，例如 在現有的搜尋引擎中檢索某個信息時，常常會得到大量信息，因此，人們不得 不對搜尋引擎返回的大量結果逐個進行分辨，以確定是否是所需要的內容，這 導致了低下的信息獲取效率。而檢索結果不準確、檢索質量不高則是目前海量 信息系統中普遍存在的問題。
目前，基於關鍵詞匹配技術的文本檢索系統在建立索引時，通常先將文本 中出現的關鍵詞與關鍵詞所在文本的定位信息生成索引資料庫，然後用信息系 統提供的檢索界面輸入檢索詞進行檢索，系統在索引資料庫中對用戶所提供的 檢索詞進行匹配查找，得到檢索詞所在文本的定位信息，最後顯示由該定位信息 所確定的文本的摘要或全文。在關鍵詞匹配技術的基礎上還可實現布爾檢索。
為給文本中存在的信息做索引，索引系統需對文本作語義分析，而文本的 歧義處理是文本語義分析中無法繞過的過程。歧義是指同一種語言形式可以表 示多種意義的現象，歧義可以在詞彙、句法、語義、語用等多個層面發生。形 成歧義的主要原因是以一維線性的文本方式組織的語言結構是有限的，而語義 則是無窮的，用有限的結構表達近乎無窮的意思會不可避免的造成一個語言結
構表達多種語義內容的一對多現象，這是產生歧義的根源，也是文本語義分析 技術的最大障礙。例如， 一個詞對應於多個含義的一詞多義現象、不同的詞序 導致的詞序歧義等一對多現象。基於一維線性文本的信息組織方式是導致數據 處理系統難以解決其歧義問題的根本原因，因此，在目前信息系統中信息量急 劇增多的背景下，尋找一種能夠易於減小語義歧義的信息組織方法就變得非常 迫切。
從檢索詞與文檔這兩者之間的關係角度上來說，基於關鍵詞匹配技術的檢索 本質上是一種對檢索詞在文檔中的出現關係的檢索。由此可以發現，基於關鍵 詞匹配技術的檢索在如下兩個環節上存在不足第一個環節是在建立索引時， 除了關鍵詞在文本中是否出現的信息，索引數據中沒有保存文檔中存在的其它 信息。例如，存在於文本中的因果關係、時間先後秩序、空間關係等。這實際 上是在索引過程中就已經丟失了文本裡包含的信息，造成了信息缺失，從而使 得索引數據不足以完整的反映文本中的信息。第二個環節是在檢索時，由檢索 詞所構成的布爾檢索條件描述的僅是檢索詞在文本中的出現條件，因此檢索條 件缺乏描述文本中複雜語義的能力，這使得用戶無法明確、詳細的描述檢索目 標。上述兩個環節中存在的不足直接造成了基於簡單關鍵詞匹配技術的檢索查 不準、檢索質量不高的結果。
目前以web伺服器一瀏覽器為主流模式的網際網路應用存在的一個明顯的缺 點是，在絕大多數情況下人們只能通過瀏覽器被動地接收信息，而難以靈活的 對所瀏覽的信息進行加工處理(如標記、增添、修改等)並對加工處理後所增 添的信息進行靈活共享，這種信息的單向傳播方式主要是由超文本的信息組織
方式、存取方式以及顯示方式所決定的。雖然有維客(wiki)這樣的應用能夠在
線的使人們對瀏覽器中的信息做一些簡單的加工和處理，並對所加工後的信息 進行共享，但這仍然離交互的、便捷的對信息進行再加工並靈活共享加工後所 得信息的目標相差甚遠。
相比較於用一維線性文本表達語義的方式，使用圖形或圖畫表達語義則更 加直觀、形象，這種直觀、形象地表達語義的方式最早可以追朔到有文字記載 初期的圖畫文字和象形文字，但是使用圖畫文字和象形文字難以表達某些實體 事物和抽象事物。現代的概念圖則是一種既保留了圖形表達的直觀，同時又具 有較強抽象語義表達能力的語義表達方式，由於概念圖具有描述一階邏輯的能 力，因此概念圖常常被用來記錄及表達思維過程。概念圖是一種用圖示法來組
織和表達概念及概念間關係的方法。概念圖最早在20世紀60年代由美國康奈 兒大學諾瓦克(Jos印h D. Novak)根據奧蘇貝爾(David P. Ausubel)的有意 義學習理論提出，但概念圖(Conc印t Maps) —詞直到20世紀80年代才被提 出。Novak認為概念圖是某個主題的概念及其關係的圖形化表示，概念圖是用 來組織和表徵知識的工具。概念圖通常將某一主題的有關概念放在圓圈或方框 中，然後用連線將相關的概念和命題連接，連線上標明兩個概念之間的意義關 系(弓l自 Novak, J. D. ， The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct Them. Cornell University,1982)。
概念圖方法的主要特徵是通過圖示的方式在不同的概念間建立各種顯式的 圖形聯繫來直觀地呈現概念及概念之間的關係。目前市場上的各種概念圖工具 有很多，國外有代表性的部份產品有CmapTools ， Conc印tDraw， Inspiration 等，國內有代表性的產品有Keystone等。
目前，概念圖工具僅提供了按關鍵詞檢索的功能，而沒有提供直接檢索復 雜概念和關係(由多個簡單概念和關聯關係構成的概念和關係)，用戶在檢索時， 只能採取間接的方式，即只能按關鍵詞檢索到與待査複雜概念或複雜關聯關係 相關的簡單概念或簡單關係後，先定位到該簡單概念或簡單關系所在的顯示區 域，然後再移動該顯示區域來逐步確認該關係是否就是待査找目標的步驟來完 成檢索，這種交互操作方式繁瑣、並且需花費用戶很大的精力來予以確認。對 這些工具的使用者而言，迫切需要有一種方法能快速檢索概念及概念間關聯關 系的功能，特別是需要有一種方法能快速檢索指定複雜概念或複雜關係的功能。
目前的概念圖工具是以整圖的數據為單位來進行存儲、處理和共享，因此， 如果一個概念圖的數據量較大，特別是當圖中包含的圖像數據較多時，整個概 念圖所對應的數據量就越大，從而導致在通過網絡進行共享時，數據傳輸的過 程中將需要更大的網絡帶寬以及導致更長的傳輸延遲。由於概念圖軟體把整圖 的數據全部放入數據處理設備的內存中進行操作，因此對數據處理設備的內存
資源要求也較高；整圖數據處理方式使得數據處理的粒度較大，因而不利於實 現多用戶對概念圖中多個對象的並發處理及共享，特別是在大規模多用戶並發 處理、共享海量概念圖數據的情況下，將直接導致數據處理系統難以進一步提 高處理性能，並且還會導致在共享海量數據時使數據訪問衝突的機率增大，進 而導致出現系統性能瓶頸。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能直接檢索關聯數據中的關聯信息、便於多用 戶並發處理並對處理後的信息靈活共享的涉及索引、檢索、數據存儲和呈現控 制的信息系統。
本發明索引系統至少包括兩個有關聯關係的數據塊，每個數據塊都由位置 信息塊和內容信息塊組成，內容信息塊是數據塊中除了位置信息塊之外的其餘 數據，位置信息塊記錄與本數據塊有關聯的其它數據塊的位置信息；按照以下 步驟生成索引數據
(1) .建立序列一選擇一個數據塊(a)，以其位置信息(Pa)作為序列 的首項，再從數據塊(a)的位置信息塊中選取一條位置信息(Pb)作為序列的第2 項，然後從數據塊(b)的位置信息塊中選取一條位置信息(P。)作為序列的第 3項，同理，從數據塊(c)的位置信息塊中選取的一條位置信息(Pd)作為序列 的第4項，按照這種對應關係建立序列(Pa， Pb， P。，Pd，...)，直至位置信息塊 中沒有可選位置信息或該序列的長度達到設定長度時停止；
(2) .建立序列二以序列一中各位置信息下腳標對應的數據塊中內容信
息塊的部份或全部數據建立序列(a， Cb， C。， Cd，...)；
(3) .建立字符串用至少包括序列二中的每項並且不改變各項間的先後 順序，生成字符串；
(4) .確定索引記錄的關鍵詞用步驟(3)中所述的字符串作關鍵詞；
(5) .確定索引記錄的地址信息選擇序列一中至少一個不同項作為地址 息(Pa， Pb， Pc，…)；
(6) .將步驟(4)生成的關鍵詞與步驟(5)確定的地址信息匹配生成一 條索引記錄； (7)重複步驟(1)到步驟(6)，對所有的數據塊生成索引數據。 對於上述索引系統中序列一的每一項都不相同。關鍵詞也可以由序列二的 某一子序列的各項生成。
基於上述索引系統，本發明的檢索方法是根據用戶輸入的信息生成所述 數據塊集合，用對應於所述索引系統生成關鍵詞的方法生成檢索詞，然後用該 檢索詞進行檢索，並將結果顯示出來。
本發明信息系統，至少包括兩個有關聯關係的數據塊，每個數據塊都由位 置信息塊、內容信息塊和幾何信息塊組成，位置信息塊用於記錄與本數據塊有關 聯的其它數據塊的位置信息，幾何信息塊用於記錄數據塊在輸出設備上輸出時 所用到的坐標信息和幾何形狀信息，不同數據塊的幾何信息可以被獨立地修改， 內容信息塊記錄的是數據塊中除了位置信息塊和幾何信息塊之外的其餘數據， 每個數據塊最終被獨立地存儲在非易失性存儲設備中，在顯示區中不屬於任一 當前已顯示數據塊的幾何區域裡創建的內容都被保存在獨立存取的數據塊中。
本發明基於上述信息系統的權限控制方法是:所述數據塊由位置信息塊、權 限信息塊、幾何信息塊和內容信息塊組成，其中內容信息塊記錄的是數據塊中 除了位置信息塊、幾何信息塊和權限信息塊之外的信息，權限信息塊用於記錄 允許哪些用戶進行哪些操作的權限信息，用戶只能對數據塊進行權限所允許的 操作。
基於上述信息系統的顯示控制方法是按如下步驟控制數據塊的顯示
(1) .用兩個空散列表Q和M;
(2) .將已顯示數據塊和需要顯示的數據塊的位置信息加入其中一個散列 表(Q)中；
(3) .如果Q為空就停止顯示過程，如果Q不為空，則從Q中任選一位置
信息(Pa)，並將其對應的數據塊(a)調入內存；
(4) 將步驟3所述的位置信息(Pa)從Q中移除，將步驟3所述的位置 信息(Pa)加入到M中；
(5)如果所述的位置信息(Pa)所對應的數據塊(a)所在的幾何區域與當前 顯示區域相交，則顯示該數據塊，否則將該數據塊從內存中銷毀，並返回步驟
(3);
(6) 如果數據塊(a)的位置信息塊的內容不為空，則將所有不出現在M中的 (a)的位置塊中的位置信息添加到Q中；
(7) 重複步驟3-6。
上述顯示控制方法的步驟(5)還可以是如果所述的位置信息(Pa)所對 應的數據塊(a)所在的幾何區域與當前顯示區域相交並且用戶具有顯示該數據 塊的權限，則顯示該數據塊，否則將該數據塊從內存中銷毀，並返回步驟(3)。
本發明的有益效果是本發明信息系統通過使用獨立存儲的所述數據塊來 記錄關聯數據，從而有利於記錄易於檢索的新對象和新關聯關係，並且還有利 於對相應數據地靈活存取、顯示及共享等處理，特別有助於實現對複雜對象和 多維關聯關係的索引及檢索，並且使信息(特別是文字信息)的組織使用更符 合現實世界中事物間聯繫的網狀信息組織方式，而不再限於一維序列的組織方 式。在數據處理系統中創建有關聯關係的數據塊的同時，就可以根據數據塊的 內容自動生成專門的關鍵詞用於記錄數據塊間的關聯信息，這種方法有助於減 少、甚至避免索引數據時語義分析過程中歧義處理的難題。本發明將反映數據 塊之間關聯關係的專門字符串作為索引數據和檢索條件的內容，使得基於本發 明的信息系統具備了索引和檢索數據塊間複雜關聯關係的能力，因而有助於實 現較為準確的檢索(相比較一般的基於關鍵詞匹配技術的檢索而言)。本發明信 息系統通過使用基於數據塊的存儲、索引和(二維或多維)圖形化顯示輸出， 實現了對關聯信息直觀、便捷地記錄、存儲、檢索和顯示。
本發明信息系統，由於每個數據塊都獨立存儲和存取，從而有助於降低多 用戶同時訪問多個數據塊時可能發生訪問衝突的機率，這同時也有利於索引系 統並行建立索引性能的提高。採用獨立的數據塊存儲和存取方式也便於基於本 發明的索引、檢索以及共享功能通過簡單的增添數據處理設備來擴大系統的處 理容量以及提高並行處理能力。用戶在通過網絡下載數據和在客戶端處理數據 時，可以優先傳輸用戶當前所關心的數據(如處於當前顯示區域內的數據塊)， 而沒有被關注的內容(如沒有在當前顯示區域內顯示的數據塊)則可以在後臺 傳送，或者延後傳送或不傳送； 一旦被關注數據塊不在輸出顯示區域內時，就 可以在將內存中的數據塊保存到非易失性存儲設備之後立即將該對象從內存中 移除掉。這樣的處理方式有利於降低網絡帶寬耗佔，提高網絡利用效率，同時 還可以降低用戶端內存資源的耗佔，特別是在以圖示方式呈現數據塊及數據塊 間的關聯關係時，使用數據塊的存儲方式進行存取和處理，可使得對系統的內 存資源耗佔率始終保持在較低的水平。當輸出設備支持二維或三維的輸出方式 時，用戶可以通過移動(二維或三維的移動)當前顯示區域來改變傳統的頁面
切換方式的web瀏覽習慣。使用數據塊方式存儲共享信息時，有助於多用戶間 快速、靈活的實現共享信息的編輯、修改、傳輸和呈現，因而有利於建立計算 機輔助支持的協同工作環境；同時，基於獨立存儲數據塊的權限控制和顯示控 制方法有利於用戶界面程序實現靈活的呈現、編輯、修改、刪除及共享數據塊 的功能，解決了當前網際網路應用中信息處理粒度較大，難以被多用戶對其進行 並行加工處理(如添加、刪除、修改、註解、標記等)及靈活共享加工後所得 信息的不足，並且還有助於改變傳統web伺服器一瀏覽器應用模式中人常常處 於被動接收信息的境況，從而有助於加速和促進(人的)知識處理(知識的保 存、積累、整理、檢索和分享)的迭代過程，促進知識的演化。


圖l是需建立索引的概念圖
圖2是針對圖1概念圖生成的數據塊。
圖3是進行檢索的第一種實施方式的概念圖。
圖4是針對圖3概念圖生成的數據塊。
圖5是針對圖3概念圖生成的另一種數據塊。
圖6是進行檢索的第二種實施方式的概念圖。
圖7是針對圖6概念圖生成的數據塊。
圖8是進行檢索的第三種實施方式的概念圖。
圖9是針對圖8概念圖生成的數據塊。
圖IO是進行檢索的第四種實施方式的概念圖。
圖11是針對圖io概念圖生成的數據塊。
圖12是基於數據塊權限控制實施方式的概念圖。
圖13是用戶2沒有對用戶1所創建的數據塊a、 b、 c的寫權限時的數據塊。 圖14是用戶2擁有對用戶1所創建的數據塊a、 b、 c的寫權限時的數據塊。 圖15是基於獨立存儲數據塊的顯示控制流程圖。
上述附圖中每個數據塊裡的幾何信息用於記錄數據塊在被顯示時的大小、 形狀和位置。由於如何表示及確定物體間的幾何關係是非常成熟的技術，為描 述方便，本發明中沒有對幾何信息的具體表示方式作詳細的說明。
具體實施例方式
一、本發明索引系統的實施方式
這是一個針對概念圖建立索引的實施方式，參見圖1-圖5。 圖l所示的是一個概念圖，該概念圖中示出了三個概念(概念a、概念b、概 念c)以及這些概念間的聯繫，每一個概念都是一個包含文本的圖形，比如概念 a就是包含有字符串"文本A"的橢圓，概念b就是包含有字符串"文本B"的 橢圓，概念c就是包含有字符串"文本C"的橢圓。概念間的聯繫用線條(如 帶箭頭的直線、曲線等)來表示，線條上的文字用於表示其聯繫的類型，如左 邊帶箭頭的直線，上面有"箭頭1"的字樣，如右邊帶箭頭的直線，上面有"箭 頭2"的字樣，"箭頭1"和"箭頭2"用於標識箭頭的關係。圖1所示的概念 圖中的每個概念和概念間的聯繫都使用不同的數據塊表示成圖2的數據塊集 合。其中，數據塊a用於表示概念a，數據塊b用於表示概念b，數據塊c用於 表示概念c，數據塊d用於表示連接概念a和概念b的箭頭1，數據塊e用於表 示連接概念b和概念c的箭頭2。其中，概念a的文本內容為"文本A"，概念 b包含的文本內容為"文本B"，概念c包含的文本內容為"文本C"，箭頭l表 示連接概念a和概念b的箭頭聯繫並且其包含的文本內容為"箭頭1"，曲線1 表示連接概念a和概念b的曲線聯繫並且包含的文本內容為"曲線1"，箭頭2 表示連接概念b和概念c的箭頭聯繫並且包含的文本內容為"箭頭2"。 數據塊的位置信息可以使用URL或URI來表示。 針對圖2數據塊建立索引數據(假定指定最大序列長度為5):
(1).建立序列一 (本實施方式給出了四種方法)-方法1 :選擇數據塊a，以其位置信息Pa (表示下標a所對應數據塊的位置
信息)作為序列的首項，再從數據塊a的位置信息塊中選取第一條位置信息Pd
作為序列的第2項，然後從數據塊d的位置信息塊中選取第一條位置信息Pa作
為序列的第3項，然後依此類推直到達到指定序列長度，得到序列(Pa， Pd， Pa，
Pd, Pa);
方法2:選擇數據塊a，以其位置信息PJ乍為序列的首項，再從數據塊a的 位置信息塊中選取第二條位置信息Pf作為序列的第2項，然後從數據塊f的位 置信息塊中選取第二條位置信息Pb作為序列的第3項，然後依此類推，得到序 列(Pa, Pr, Pb， Pe， P丄
方法3:選擇數據塊a，以其位置信息Pa作為序列的首項，再從數據塊a 的位置信息塊中選取序列中未出現的任一位置信息Pd作為序列的第2項，然後 從數據塊d的位置信息塊中選取序列中未出現的任一位置信息P"乍為序列的第 3項，然後依此類推，得到序列(Pa， Pd， Pb， h， PJ;
方法4:選擇方法3中所得序列的一個子序列，如(Pa，Pb，巳)；
(2) .建立序列二對應於步驟一中各方法所生成的位置序列依各位置信 息下腳標對應的數據塊的內容信息塊的數據建立如下序列
方法l:(文本A，箭頭l,文本A，箭頭1，文本A) 方法2:(文本A，曲線1，文本B，箭頭2，文本C) 方法3:(文本A，箭頭l,文本B，箭頭2，文本C) 方法4:(文本A，文本B,文本C)
(3) .建立字符串
方法l:"文本A箭頭1文本A箭頭1文本A" 方法2:"文本A曲線1文本B箭頭2文本C" 方法3:"文本A箭頭1文本B箭頭2文本C" 方法4:"文本A文本B文本C"
(4) .確定索引數據的關鍵詞用步驟(3)中所述的字符串分別作為不同 的關鍵詞；
方法l:"文本A箭頭1文本A箭頭1文本A" 方法2:"文本A曲線1文本B箭頭2文本C"
方法3:"文本A箭頭1文本B箭頭2文本C" 方法4:"文本A文本B文本C"
(5) .確定索引數據的地址信息將序列一中的一個或多個不同項作為地 址信息；
方法1: Pa， Pd
方法2: Pa， Pf， Pb， Pe，P。
方法3:Pa， Pd， Pb， Pe， Pc 方法4: Pa，Pb，Pc
(6) .生成索引記錄 方法l:["文本A箭頭1文本A箭頭1文本A"， (P 方法2:["文本A曲線1文本B箭頭2文本C"， (P 方法3:["文本A箭頭1文本B箭頭2文本C"， (P 方法4:["文本A文本B文本C"，(Pa，Pb，Pc)]
(7) .然後選擇數據塊b、 c、 d、 e重複步驟l-6，生成其它索引數據。 在上述的步驟(2)中還可以僅使用內容數據塊的部份數據來生成序列二
方法l: (A，箭頭l， A，箭頭l， A)
方法2: (A，曲線l， B，箭頭2， C)
方法3: (A，箭頭l， B，箭頭2， C)
方法4: (A，B，C) 或者
方法l: (A，箭頭
方法2: (A，曲線
方法3: (A，箭頭
方法4: (A，B，C)
在上述的步驟(3)中還可以採用在每項的兩端添加字符或字符串對來生成字符 串
方法1:"<文本C〉"
Pd)]
Pf， Pb， Pe,Pc)]
Pd， Pb， Pe， Pc)]
，A，箭頭，A) ，B，箭頭，C) ，B，箭頭，C)方法3:"〈文本AX箭頭1〉〈文本BX箭頭2>〈文本C〉" 方法4:"〈文本AX文本BX文本C〉" 在上述的步驟(3)中還可以採用在每項的分隔處添加字符串來生成字符串 方法l:"文本Al箭頭ll文本Al箭頭ll文本A" 方法2:"文本Al曲線1l文本Bl箭頭2l文本C" 方法3:"文本Al箭頭ll文本Bl箭頭2l文本C" 方法4:"文本Al文本Bl文本C" 其中符號"〈"、"〉"和"I"可採用其它字符。
當用於關鍵詞的字符串很長時，在步驟(6)中採用某一散列算法(如MD5、 SHA等，本例中用的MD5散列算法)計算關鍵詞的散列值，並以該散列值為主 關鍵詞，以原關鍵詞為輔關鍵詞，位置信息不變，生成索引記錄。例如，使用 ANSI編碼字符串，採用散列算法MD5時步驟(6)中得到的索引記錄如下(為 便於描述，使用16進位字符串表示散列值)
方法1: [ "7BF93490B2766297BD08A4247835B3B3"，"文本A箭頭1文本A 箭頭1文本A"，(Pa, Pd)]
方法2: [ "421832D457CB458D13E6E0FB55266C7C","文本A曲線1文本B 箭頭2文本C"，(Pa， Pf, Pb， Pe，Pj ]
方法3: [ "6D78190851FE8313BFF46E1438921352"，"文本A箭頭1文本B 箭頭2文本C"，(Pa， Pd， Pb， Pe， Pc)]
方法4: ["2117BB3BF7FC07164614D83FB6416928"，"文本A文本B文本C"， (Pa，Pb，Pc)]
本發明索引系統中所述數據塊的內容信息塊可以是文字、圖形、圖像、音 頻、視頻、計算機外部設備的輸入及輸出指令等數據。
二、檢索方法的實施方式 用本發明檢索方法進行檢索時， 一般的情況下只需直接給出關聯數據塊， 然後由系統自動產生所述專門字符串進行檢索，也可以人工給出專門的字符串 進行檢索。當採用計算機屏幕作為人機互動界面時，用戶可以通過圖示方法檢 索各概念及概念之間的關係。以下給出了四個圖示檢索實施方式，參見圖3-圖
實施方式一
這是本發明用於圖示檢索的實施方式參見圖3-圖11。
當用戶在檢索時，首先通過人機互動界面給出如圖3所示概念圖，系統將 該概念圖生成如圖4所示數據塊集合數據塊a表示包含有文本內容"A"的概
念a，數據塊b表示包含有文本內容"B"的概念b，數據塊c表示包含有文本 內容"C"的概念c，數據塊d表示連接概念a和概念b的箭頭1並且包含文本 內容"箭頭1"，數據塊e表示連接概念b和概念c的箭頭2並且包含文本內容
"箭頭2"，例如，當按照步驟(6)的方法4中生成關鍵詞的方法，可以得到 檢索詞"文本A文本B文本C"，然後以該檢索詞査找索引，返回檢索結果
(Pa，Pb，P。)，然後通過人機界面，將對應於這些地址的數據塊調入內存並根據 數據塊的幾何信息顯示這些數據塊，將這些數據塊展現給用戶。
圖3還可表示成圖5的數據塊集合，其中後綴"-s"表示關係的起點，後 綴"-e"表示關係的終點。在生成字符串時，使用的是步驟(1)中方法3的 選取不重複數據塊的方法，這樣也同樣可得到"文本Al箭頭1l文本Bl箭頭21 文本C"等字符串，如果這時是生成索引數據，那麼只需將該字符串與其對應 的數據塊的位置信息一起存入到資料庫中即可。若是在檢索時，那麼將得到的 字符串直接到索引數據中進行匹配査找並返回結果即可。
在得到檢索詞"文本A文本B文本C"之後，使用MD5算法得到其散列值
"2117BB3BF7FC07164614D83FB6416928"，然後到索引中查找。使用字符串的散 列值作為索引的關鍵詞可以使得索引使用的存儲空間更少，這是由於MD5散列 算法的結果只有16個字節，因此可使用更少的索引存儲空間，另外，在查詢的 時候可由客戶端系統先計算出散列值後再到遠程伺服器或其它客戶端進行匹配 查找，從而有利於將計算分攤開來，便於大規模檢索系統的實現。當遇到有相 同的散列值的情況時，然後再以檢索詞作為輔關鍵詞進行匹配查找即可。
實施方式二參見圖6和圖7。首先用戶給出圖6概念圖，然後系統根據 圖6所示概念圖生成圖7數據塊集合，數據塊a用於表示概念a，數據塊b用 於表示概念b，數據塊c用於表示概念c,數據塊d用於表示連接概念a和概念
b的箭頭l，數據塊e用於表示連接概念a和概念c的箭頭2。其中，概念a包 含的文本內容為"文本A"，概念b包含的文本內容為"文本B"，概念c包含的 文本內容為"文本C"，箭頭1表示連接概念a和概念b的箭頭聯繫並且其包含 的文本內容為"箭頭1"，箭頭2表示連接概念b和概念c的箭頭聯繫並且包含 的文本內容為"箭頭2"。則可以由圖6所示數據塊集合得到檢索詞"文本A| 箭頭I文本B"以及"文本Al箭頭l文本C"，在檢索時，取這兩個檢索結果返回 的位置信息集合的交集作為檢索結果集，然後將檢索結果集的數據塊調入內存 並根據數據塊的幾何信息顯示這些數據塊，將這些數據塊展現給用戶。
實施方式三參見圖8和圖9，反映的是具有包含關係的概念，在這種情 況下，概念間的關係用現有技術中文本是難以描述的。特別是圖示的內容中所 包含的概念非常多，並且被包含的概念間具有複雜關係時，採用本發明數據塊 的組織方式來顯式的區分概念以及採用位置信息塊來顯式的表明概念間的抽象 關係，可以準確地反映圖示中所存關係的信息，並進而以此生成準確的關係索 引數據。首先用戶給出圖8概念圖，然後系統根據圖8概念圖生成圖9中的數 據塊，其中，當有某個概念的顯示區域包含其它概念時，則生成一個新的數據 塊用於表示這種包含關係，並且該新數據塊的內容信息塊的文本內容為"包含"， 位置信息塊則包含有滿足被包含關係的所有數據塊的位置信息，數據塊a用於 表示概念a，數據塊b用於表示概念b，數據塊c用於表示概念c,數據塊d用 於表示連接概念b和概念c的箭頭，數據塊e用於表示概念a包含概念b、概 念c以及箭頭的關係。其中，概念a的文本內容為"文本A"，概念b包含的文 本內容為"文本B"，概念c包含的文本內容為"文本C"，箭頭表示連接概念b 和概念c的箭頭聯繫並且其包含的文本內容為"箭頭"，可以由圖9所示數據塊 集合得到檢索字符串"〈文本A〉〈包含X〈文本B〉〈箭頭〉〈文本D〉"。在索引中 檢索後，將得到的地址信息對應的數據塊調入內存並根據數據塊的幾何信息顯 示這些數據塊，將這些數據塊展現給用戶。
實施方式四參見圖10和圖11。該實施方式表示的是各概念間有相交關 系的首先由用戶給出圖10所示概念圖，然後系統根據圖10生成圖11數據塊 集合，其中，數據塊a用於表示概念a，數據塊b用於表示概念b，由圖ll數據塊集合可得到檢索字符串"〈A〉〈相交〉〈B〉"後進行檢索。然後再將對應於檢 索結果(地址信息)的數據塊調入內存並根據數據塊的幾何信息顯示這些數據 塊，將這些數據塊展現給用戶。
本發明所述索引或檢索系統在生成關鍵詞的步驟(1)中若指定的長度為l 時，則索弓I或檢索等價於現有的基於關鍵詞的索弓I或檢索系統。
本發明所述索引或檢索系統還可拓展到三維或更多維人機互動界面的情形， 這時幾何信息塊中的數據包括更多維的空間信息。本發明特別適用於可表示為 具有邏輯關聯、時間關聯或空間關聯的多個事件、多個事物或多個對象間關聯 信息的記錄和査詢，例如地理信息、書籍分類信息等。
從上述四種檢索實施方式可以看出，當用戶使用本發明中描述的圖示檢索方 法時，用戶只需設定好圖示關係中的概念以及概念間的關聯關係，系統自動將 其轉換為對應的數據塊表示之後，根據本發明所述方法生成專門的字符串，再 以該字符串作為檢索條件就可對圖示中所具有的概念間關聯關係進行檢索，這 種方法直觀明了，且更接近於人類的自然表達方式，從而可以在檢索時使用戶 更多的關注於如何描述所要查找的內容，而無需關注與査詢內容對應的專門的 字符串的具體寫法，這給該該信息系統的使用者提供了便利的人機互動界面； 同時，由於這種圖示檢索方法較普通關鍵詞檢索方法更能夠直觀、便捷地描述 事物與事物或對象與對象間的關聯關係(如通過時間或空間關聯起來的事物或 對象之間的關聯關係)，因此有助於人們在檢索時更準確的描述所想要查詢的內 容。
用戶還可以給出更為複雜的概念圖，用戶只需設定好概念及概念之間的關 系，由於這些概念圖都可以生成與概念圖相對應的數據塊集合，因此，在關係 索引數據足夠詳盡的前提下，檢索時所提供的關聯關係越完整或越詳細(如使 用步驟(1)中的方法三來生成專門的關鍵詞進行檢索)，則以該概念示作 為檢索條件進行檢索，就可以得到越準確的檢索結果。如果以圖示中存在的部 份關係描述式為檢索條件，則檢索系統可以給出與完整圖示關係相關、相似或 相近的檢索結果。
本發明的索引和檢索系統並不局限於概念圖這樣的應用，概念圖僅僅是本
發明中所述數據塊及其間關聯關係的呈現方式之一，數據塊的呈現或表現方式 還可以有其它的方式，例如三維的立體表示。另外，在概念圖這種數據呈現方 法中， 一些聯繫也無需顯式地呈現出來，這種聯繫是無形的，但卻是可以被檢 索的，這種無形的聯繫，可以通過預先設定的規則得到，例如數據塊在被呈現 的時候，通過測量它們之間的幾何區域可以得到它們之間相互的幾何信息，如 被包含、相交、所在的相對方位、距離等，這些內容都可以被編碼在數據塊中， 並且也可以成為索引的對象，從而可以實現對這些信息地檢索。
三、本發明信息系統的實施例在顯示屏幕上有圖3所示概念圖，根據關 聯關係信息的保存方式的不同(把關聯關係獨立的和非獨立存儲)，在非易失性 存儲設備上或者存儲為五個(參見圖4，把關聯關係獨立存儲時)或者存儲為三 個(參見圖5，把關聯關係作為內容數據的一部份存儲時)獨立存儲的數據塊。 這個信息系統的每個數據塊都由位置信息塊、內容信息塊和幾何信息塊三部份 組成，位置信息塊用於記錄與本數據塊有關聯的其它數據塊的存儲位置信息，幾 何信息塊用於記錄數據塊在屏幕上輸出時的坐標信息和幾何形狀信息，例如，
在圖3中概念a的圖形(橢圓)在被用戶移動時，如果用戶擁有修改數據塊a (對 應於概念a的數據塊)的權限時，則數據塊a的幾何信息可以被獨立地修改並 被記錄下來，內容信息塊記錄的是數據塊中除了位置信息塊和幾何信息塊之外 的其餘數據，系統中創建的每個新數據塊被獨立地存儲在非易失性存儲設備中。 數據塊的操作分為兩種情況第一種是把關聯關係作為獨立存儲的數據塊時(參 見圖4)，首先在顯示區中標出一個幾何區域，並在這個區域內填上"文本A" 用於表示概念a，對應於這個幾何區域的數據塊a是獨立存儲的，同理可建立 數據塊b和數據塊c，當在概念a和概念b之間建立"箭頭l"的聯繫時，建立 一個新的數據塊d用於表示"箭頭1"，並且在數據塊a和數據塊b的位置信息 塊中都插入位置信息Pd，在數據塊d的位置信息塊中插入Pa和Pb，類似的，在 概念b和概念c之間建立"箭頭2"聯繫時，則生成數據塊e，並且在數據塊e 的位置信息塊中插入Pb和P 。，同時在數據塊b和c的位置信息塊中都插入P 6。 當要刪除概念a和概念b之間的箭頭1聯繫時，則將P d從數據塊a、 b的位置 信息塊中刪除掉，並且將數據塊d從非易失性存儲設備中刪除掉，在修改概念
的幾何位置或外觀時，只需修改相應數據塊的坐標或幾何形狀信息。第二種情 形是把關聯關係作為內容數據塊的一部份時的情形(參見圖5)，首先在顯示區
中標出一個幾何區域，並在這個區域內填上"文本A"用於表示概念a，對應於 這個幾何區域的數據塊a是獨立存儲的，同理可建立數據塊b和數據塊c，當 在概念a和概念b之間建立"箭頭1"的聯繫時，在數據塊a的位置信息塊中 插入Pb，並且在數據塊a的內容數據中的某個區域寫上對應聯繫的名稱"箭頭 1-s" ， "-s"表示起點，(如果系統採用事先定義的箭頭的呈現方式的話(例如 採用連接兩個概念的直線箭頭時，該箭頭可以直接由兩個概念的中心坐標以及 其邊界來確定)，那麼可以只記錄箭頭的名稱而不用記錄關聯關係的幾何信息， 否則，為了詳細的體現每一聯繫的具體幾何形狀，因此可以在內容信息中同時 記錄該關聯關係的幾何信息。內容數據中記錄關聯關係名稱或類型的區域的每 項的秩序與位置信息塊中每個位置信息的秩序是對應的)，同樣的，在數據塊b 的位置信息塊中插入Pa，並且在數據塊b的內容信息塊中記錄對應於h的關係 關係信息"箭頭l-e"， "-e"表示關聯關係的終點，類似的，在概念b和概念 c之間建立"箭頭2"聯繫時，則在數據塊b的位置信息塊中添加P。並且在數據 塊b的內容信息塊中的對應區域記錄上"箭頭2-s"，同時在數據塊c的內容信 息塊中的對應區域記錄上"箭頭2-e"。當要刪除概念a和概念b之間的箭頭1 聯繫時，則將數據塊b的位置信息塊裡的Pa以及對應於Pa的關聯關係幾何信息 從刪除掉，同時將數據塊a中的位置信息塊裡的Pb以及對應於Pb的關聯關係幾 何信息刪除掉，在修改概念的幾何位置或外觀時，只需修改相應的坐標或幾何 形狀信息即可。
在對本信息系統的數據進行索引和檢索時，可以採用傳統的基於一般關鍵 詞匹配技術的索引方法和檢索方法，也可以採用本發明所提供的索引方法和檢 索方法。
通過TCP/IP協議或P2P協議，在兩個或多個基於本發明信息系統的信息系 統之間可以建立網絡連接，從而實現在多個系統之間檢索並下載其所存儲的數 據塊，由於將每個概念的圖示用獨立存取的數據塊來共享和實現權限控制，這 使得實時更新和共享當前顯示界面中的概念圖示變得容易起來，從而有助於實
現實時協作的概念圖網絡環境。用戶可以通過設置每個數據塊的權限信息來決 定是否允許其它用戶存取、修改、刪除或顯示數據塊。
本發明信息系統在呈現數據塊時，各數據塊之間是可以被相互獨立的修改 的。只要用戶擁有對當前數據塊的相應權限，就可以修改該數據塊中的信息。 比如位置信息、內容信息、幾何信息，當修改位置信息時，用戶增加或刪除當 前數據塊與其它數據塊的關聯關係，就可以修改位置信息中的相應內容；幾何 信息同樣也可以被修改(例如創建、移動、旋轉、改變圖形等)，這一點本發明 系統與現有技術中基于格式化文本顯示的系統(如基於超文本顯示的瀏覽器) 是有本質區別的，而本發明數據塊不僅便於體現數據之間的關聯關係而且獨立 存儲在非易失性存儲設備中，這些特點使之能對關聯數據進行靈活的共享和顯 示控制，並便於多用戶並發處理，這是現有技術中概念圖不能實現的。
四、 基於數據塊的權限控制實施例參見圖12、 13、 14
若圖3概念圖是用戶1所創建的，用戶2在圖3所示概念圖上增加一個概 念d (參見圖12)，其對應的數據塊為數據塊d (參見圖13)，並且概念d的幾 何區域將概念a、概念b和概念c的幾何區域都包含在其內部，若用戶2沒有 對用戶l所創建數據塊的修改權限時，這時對應生成的數據塊集合如圖13所示， 這樣既避免了對用戶1所擁有的數據塊進行修改，同時又實現了與被處理信息 的同一顯示區域中記錄下用戶2加工後得到的信息的目的，這有助於日後用戶 2 了解相關信息或知識的演化歷史；而當用戶2擁有對概念a、 b、 c所對應的 數據塊的修改權限時，生成的數據塊集合如圖14所示。對數據塊中數據的刪除、 修改、顯示和存取等操作都根據數據塊中的權限信息來予以控制。每個數據塊 的權限信息只能或者由創建該數據塊的用戶，或者是數據塊的權限塊中記錄的 擁有權限的用戶，或者是系統管理員才能修改。
五、 數據塊的顯示控制流程如圖15所示，顯示控制方法的一個實施例為 若系統已經顯示了如圖3所示概念圖，那麼當界面需要更新時(例如用戶通過 滑鼠移動當前顯示窗口或其中某個概念的位置時，或者創建了新的概念，或者 刪除了某個概念或關聯關係、或者修改了某個概念的幾何信息時，如由橢圓的 外形轉為長方形時)，就會激發執行一次顯示控制-
(1) 首先清空兩個散列表Q和M;
(2) 將當前已顯示的三個數據塊(用圖5數據塊存儲圖3信息時)的位置信息
加入到Q中；
(3) 如果Q為空則停止顯示控制，否則從Q中任取一位置信息(PJ，如果內存 中沒有對應數據塊(a)的內容，則將數據塊(a)調入到內存中；
(4) 將(Pa)從Q中刪除，並將(Pa)加入到M中；
(5) 將數據塊(a)的幾何信息與當前顯示區域進行比較，如果(a)的幾何區域 與當前顯示區域相交並且當前用戶擁有顯示該數據塊的權限，則根據數據 塊(a)的幾何信息顯示數據塊(a)，否則將數據塊(a)從內存中銷毀， 並返回步驟(3);
(6) 將所有不出現在M中的數據塊(a)的位置信息塊中的位置信息添加到Q 中；
(7) 重複步驟(3) - (6)。
當用戶在圖3中添加一個概念d時(見圖12和圖13)，顯示控制方法的步 驟(2)修改為"將當前已顯示的三個數據塊(用圖5數據塊存儲圖3信息時) 以及數據塊d的位置信息加入到Q中"，然後重複步驟(3) - (6)。
權利要求
1、一種關聯數據的索引系統，其特徵在於至少包括兩個有關聯關係的數據塊，每個數據塊都由位置信息塊和內容信息塊組成，內容信息塊是數據塊中除了位置信息塊之外的其餘數據，位置信息塊用於記錄與本數據塊有關聯的其它數據塊的存儲位置信息；按照以下步驟生成索引數據(1).建立序列一選擇一個數據塊(a)，以其位置信息(Pa)作為序列的首項，再從數據塊(a)的位置信息塊中選取一條位置信息(Pb)作為序列的第2項，然後從數據塊(b)的位置信息塊中選取一條位置信息(Pc)作為序列的第3項，同理，從數據塊(c)的位置信息塊中選取的一條位置信息(Pd)作為序列的第4項，按照這種對應關係建立序列(Pa，Pb，Pc，Pd，...)，直至位置信息塊中沒有可選位置信息或該序列的長度達到設定長度時停止；(2).建立序列二以序列一中各位置信息下腳標對應的數據塊中內容信息塊的部份或全部數據建立序列(Ca，Cb，Cc，Cd，...)；(3).建立字符串用至少包括序列二中的每項並且不改變各項間的先後順序，生成字符串；(4).確定關鍵詞用步驟(3)中所述的字符串作關鍵詞；(5).確定地址信息選擇序列一中至少一個不同項作為地址信息(Pa，Pb，Pc，...)；(6).將步驟(4)生成的關鍵詞與步驟(5)確定的地址信息匹配生成一條索引記錄；(7)重複步驟(1)到步驟(6)，對所有的數據塊生成索引數據。
2、 根據權利要求1所述的索引系統，其特徵在於所述序列一的每一項都不 相同。
3、 根據權利要求1或2所述的索引系統，其特徵在於將序列二中的至少一 項(Ca)所指代的內容數據劃成n個區域，構建長度為m的序列三，l<m《n, 該序列中的每項選擇所述n個區域中的某個區域的數據，用至少包括序列三中 的每項生成字符串，用該字符串替換步驟(3)所述字符串中的對應項(QO。
4、 根據權利要求l一3之一所述的索引系統，其特徵在於關鍵詞由序列二的某一子序列的各項生成。
5、 根據權利要求l一4之一所述的索引系統，其特徵在於以所述關鍵詞經 過散列算法處理後得到的散列值作為索引數據的主關鍵詞，以所述關鍵詞作為索引數據的輔關鍵詞。
6、 一種對應於權利要求1-5之一所述索引系統的檢索方法，其特徵在於根 據用戶輸入的信息而生成的所述數據塊集合，用對應於所述索引系統生成關鍵 詞的方法生成檢索詞，然後用該檢索詞進行檢索，並將結果顯示出來。
7、 一種信息系統，其特徵在於至少包括兩個有關聯關係的數據塊，每個數 據塊都由位置信息塊、內容信息塊和幾何信息塊組成,位置信息塊用於記錄與本 數據塊有關聯的其它數據塊的位置信息，幾何信息塊用於記錄數據塊在輸出設 備上輸出時所用到的坐標信息和幾何形狀信息，不同數據塊的幾何信息可以被 獨立地修改，內容信息塊記錄的是數據塊中除了位置信息塊和幾何信息塊之外 的其餘數據，每個數據塊最終被獨立地存儲在非易失性存儲設備中，在顯示區中 不屬於任一當前已顯示數據塊的幾何區域裡創建的內容都被保存在獨立存取的 數據塊中。
8、 一種基於權利要求7所述的信息系統的權限控制方法，其特徵在於， 所述數據塊由位置信息塊、權限信息塊、幾何信息塊和內容信息塊組成，權限 控制信息塊用於記錄哪些用戶可以進行哪些操作的權限信息，其中內容信息塊 記錄的是數據塊中除了位置信息塊、幾何信息塊和權限信息塊之外的信息，用 戶只能對數據塊進行權限所允許的操作。
9、 一種基於權利要求7所述的信息系統的顯示控制方法，其特徵在於按如 下步驟控制數據塊的顯示-(1) .用兩個空散列表Q和M;(2) .將需要顯示的數據塊和已經在顯示區中被呈現的數據塊的位置信息 加入其中一個散列表(Q)中；(3) .如果Q為空就停止顯示控制過程，如果Q不為空，則從Q中任選一 位置信息(Pa)，如果內存中沒有與其對應的數據塊，則將其對應的數據塊(a)調 入內存；(4)將步驟3所述的位置信息(Pa)從Q中移除，將步驟3所述的位置信 息(Pa)加入到M中；(5) 如果所述的位置信息(Pa)所對應的數據塊(a)所在的幾何區域與當前 顯示區域相交，則顯示該數據塊，否則將該數據塊從內存中銷毀，並返回步驟(3);(6) 將所有不出現在M中的數據塊(a)的位置塊中的位置信息添加到Q中；(7) 重複步驟3-6。
10、 一種基於權利要求8所述的信息系統的顯示控制方法，其特徵在於按 如下步驟控制數據塊的顯示(1) .用兩個空散列表Q和M;(2) .將需要顯示的數據塊和己經在顯示區中被呈現的數據塊的位置信息 加入其中一個散列表(Q)中；(3) .如果Q為空就停止顯示控制過程，如果Q不為空，則從Q中任選一 位置信息(Pa)，如果內存中沒有與其對應的數據塊，則將其對應的數據塊(a)調 入內存；(4) 將步驟3所述的位置信息(Pa)從Q中移除，將步驟3所述的位置信 息(Pa)加入到M中；(5) 如果所述的位置信息(Pa)所對應的數據塊(a)所在的幾何區域與當前 顯示區域相交並且用戶具有顯示該數據塊的權限，則顯示該數據塊，否則將該 數據塊從內存中銷毀，並返回步驟(3);(6) 將所有不出現在M中的數據塊(a)的位置塊中的位置信息添加到Q中；(7) 重複步驟3-6。
全文摘要
本發明公開了一種涉及關聯數據的索引、檢索、存儲和顯示控制的信息系統。本發明索引系統至少包括兩個有關聯關係的數據塊，每個數據塊都由位置信息塊和內容信息塊組成，內容信息塊是數據塊中除了位置信息塊之外的其餘數據，位置信息塊記錄與本數據塊有關聯的其它數據塊的位置信息，按規定步驟生成索引數據，檢索方法是根據用戶輸入的信息生成所述數據塊集合，用對應於所述索引系統生成關鍵詞的方法生成檢索詞，然後用該檢索詞進行檢索，並將結果顯示出來。基於數據塊與當前顯示區的幾何關係進行顯示控制。利用本發明系統能直接檢索關聯數據中的關聯信息、便於實現多用戶並發處理並對處理後的信息靈活共享。
文檔編號G06F17/30GK101178733SQ20071019253
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月7日 優先權日2007年12月7日
發明者彭海傑 申請人:彭海傑