CN101136027B

CN101136027B - 用于数据库索引、搜索和数据检索的系统和方法

Info

Publication number: CN101136027B
Application number: CN2007101078643A
Authority: CN
Inventors: 陈国明; 哈费祖尔·拉赫曼
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2027-05-17
Also published as: US20080059432A1; DE102007037646B4; SG140510A1; DE102007037646A1; CN101136027A; JP2008059557A

Abstract

一种搜索数据库的方法，该数据库包括：多个储存在机器可读装置中的记录，多个记录的每一个均包括一个或者多个文档；包括多个装置标识符的索引文件，该装置标识符的每一个均包括多个参数标识符，并且该参数标识符的每一个均具有实时的值。该方法包括：选择与装置标识符相关联的装置；选择与被选定的装置相关联的参数标识符；接收了包括数据库的搜索条件的搜索查询；响应于搜索查询来搜索数据库；显示符合搜索条件的记录。

Description

用于数据库索引、搜索和数据检索的系统和方法

技术领域

本发明总的来说涉及电子数据的存储和检索。本发明尤其涉及索引、搜索和数据检索技术，其包括搜索索引的创建、组织、维护和使用以实现期望的搜索和数据检索。此外，本发明还涉及搜索和导航现场装置参数信息的方法。

背景技术

人类知识的各领域中巨大数量的信息被收集和储存在计算机存储系统中。随着计算机存储系统被越来越多地连接到公共可用的数据通信网络，人们越来越努力地发展用于公共或个人用途的搜索和检索信息的系统和方法。

信息可以按照不同数据类型的形式进行储存，而在信息搜索和检索的前后关系中分辨动态数据和静态数据是很有用的。动态数据是经常且连续变化的数据，因此其有效数据集表示实时数据，而静态数据仅在用户请求时或者经过预定的时间间隔之后发生变化。以股票价格之类的经济数据或者气象数据为例，其经过非常快速的变化并因此是动态的。另一方面，书籍和文档的存档通常是固定的并且是静态数据。数据易失性的概念涉及信息的有效期的长度。数据的易失性与该信息如何被搜索和检索有关。大量的数据需要某种结构来易于搜索，但是建立此结构的时间耗费一定不能高于数据的有效期。建立结构的成本取决于数据量，因此用于搜索信息的数据结构的建立应该同时考虑数据量和易失性。收集来的信息被储存在数据库中，这些数据可能是结构化的也可能是非结构化的。另外，数据库可能包含几个类型的文档，包括其中包含了图像、视频、声音以及格式化的或者有注释的文本的复合文档。尤其是，结构化的数据库常常带有索引以易于搜索和检索数据。

从大量文档的集合中定位相关文档的能力正变得越来越有价值。提供这种能力的程序被公知为搜索引擎。搜索引擎典型地处理文档的集合并建立词索引。用户可以输入搜索请求或者查询来查找包含特定词的文档列表。搜索引擎处理索引并且返回一个满足该请求的文档列表。搜索引擎被频繁地用来判定互联网上的哪些网站包含相关内容。搜索引擎也被用于从企业内网、文件服务器和数据库中访问信息。假设大量的数据是电子可用的，则搜索引擎作为用于从大量文档的集合中寻找相关文档的机构正变得越来越重要。

在搜索引擎技术中效率是非常重要的。当相关的文档集合相对较小时低效率的索引和/或搜索处理可能不被注意到，而当文档集合变得相对较大时低效率将迅速导致过多的索引和搜索处理时间。对全文索引的其它方面比如处理复杂查询或者处理自然语言查询来说效率也是重要的考虑。搜索引擎典型地通过把搜索请求分割成多个子查询来实现自然语言搜索。因此，如果搜索算法是低效率的，则其响应时间会严重地变差。

搜索引擎典型地采用被一个或多个逻辑算子(比如AND、OR或NOT)分离的一个或多个词的方式，以及采用近似限制(比如10个词B中带有一个词A)的方式。搜索引擎判定哪些文档符合请求并且返回这样的文档的列表。

当索引文档的集合或索引文档集很大时，可能会有大量的文档满足搜索请求。为帮助用户判定哪些文档最有可能包含相关内容，许多搜索引擎提供对每个满足搜索请求的文档的相关排序。相关排序是考虑特定搜索请求由搜索引擎提供的对文档重要性做出的估计。把文档按照其相关次序排列并呈现给用户的能力正变得越来越重要，这种能力可以把用户用来判定满足搜索请求的众多文档中哪些文档真正相关的时间减至最少。按相关性对文档进行排序增加了搜索引擎额外的复杂度，并且提出了另一个潜在的效率问题。理想的情形是，对相关性的判定不会明显增加搜索引擎的总响应时间。

用来提高搜索引擎效率的最佳机制之一是把外围的输入/输出(I/O)操作最小化，以及把内存中的表存取最小化。全文索引典型地由包括交叉引用信息的几个信息表构成，而且在搜索请求过程中，访问了许多不同的表以做出恰当的判定，包括判定特定的词存在于什么文档中。全文索引可以非常大并且可以占据数百MB或更多的空间。由于其大小，完整的全文索引通常不适合计算机的存储器，因此表索引存取很可能至少导致一次对盘的I/O操作，并且依据其存取的方法可以导致多次I/O操作。I/O操作是一种极其耗时的过程。另外，依据词的通用性，单次搜索请求可能需要几十万次的表存取。由于消除或者减少I/O操作可以显著地减少响应时间，因此缩减表存取是有益的。一种缩减表存取的机制可以是以下面的方式来储存词信息，该方式为信息本身允许在无需存取独立文档级表的情况下做出文档级的判定。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种搜索数据库的方法，其中该数据库包括：储存在机器可读装置中的多个记录，多个记录的每一个均包括多个文档中的一个或多个；包括多个装置标识符的索引文件，所述装置标识符的每一个均包括多个参数标识符，并且所述参数标识符的每一个均具有实时值，该方法包括步骤：选择与装置标识符相关联的装置；选择与被选定的装置相关联的参数标识符；接收包括了数据库搜索条件的搜索查询；响应于该搜索查询来搜索数据库；显示符合搜索条件的记录。

根据本发明的第二个方面，提供一种包含数据库的系统，该数据库包括：储存在机器可读装置中的多个记录，其中多个记录中的每一个均包括多个文档中的一个或者多个；索引文件，其包括多个装置标识符，所述装置标识符的每一个均包括多个参数标识符，并且所述参数标识符的每一个均具有实时值。

随着下面对实现本发明的最佳方式之一的说明，这里示出并描述了本发明的优选实施例，从这些描述中本发明的其它目的对本领域的技术人员将变得显而易见。如将会理解到，本发明能够包括不偏离本发明的其它不同的明显方面。因此，附图和说明的性质应当被认为是说明性而非限定性。

附图说明

本发明的其它目的以及对其提供的附加特征和从中产生的优点，将随着下面对本发明实施例的说明而显见，该实施例在附图中示出，其中相同的参考数字指示相应的部分，并且该实施例将结合如下附图而被解读，其中：

图1示出了数据库中索引文件的一个实施例的组织；

图2是示出根据本发明概念用于识别和存取基于查询的记录的典型步骤的流程图；

图3至图6示出了本发明实施例的用户界面。

本发明的这些和其它实施例现在可以通过下面对带图解的实施例进行的详细说明而被更好地理解。

具体实施方式

此说明书中所示出的实施例和示例应当理解为是本发明的装置和方法的示例而非限制。

本发明提供用于数据储存和检索的系统和方法，其中数据被储存在数据库中的记录中，并且通过对把搜索条件映射到适当记录的索引文件进行搜索来对期望的记录进行识别和/或选择。数据库的总体组织、体系结构和使用依据所涉及的硬件和软件工作环境的不同会有较大变化。

此处使用的数据库涉及数据文件的集合，该数据文件是指文档，并且可选的是也涉及用于搜索、存取和维持文档的相关索引文件以及其它支持文件。文档可以是一个指定格式(例如HTML、text、JPEG、BMP等等)的单独文件，或者是自身包括其它文档的文件夹或目录。数据库中各种文档之间的关系可以在数据库自身中被定义，或者在外部定义。数据库被储存在机器可读介质中。

此处使用的参数涉及装置的信息。参数可以是地址本身或者是用于计算或判定地址的数据。

本发明的索引文件的结构

图1中示出了一个实施例的数据库中索引文件1的组织。该索引文件1包括多个装置标识符和多个具有实时值的参数标识符。将会理解到，图1中的参数标识符的值是任意的。

在图1所示的示例中，每个装置标识符都与一个特定装置(例如，制造厂中的装配装置)相关联。每个装置标识符均具有至少一个参数标识符，例如MODE_BLK.ACTUAL、MODE_BLK.PERMITTED和MODE_BLK.TARGET等等。每个参数标识符具有一组实时值，因为该值可能随着时间而变化，例如在制造过程的不同阶段期间变化。

本发明的方法

由于本发明是针对索引文件的实际结构及其应用的，所以实际创建索引文件的方式不很关键。这些文件可以通过使用公知的编程算法、所有者的方法或其组合来创建，以实现对这里所述的其后的搜索的关联。

例如，参数标识符的实时值可以通过手动数据输入或处理一系列数据文件、或者其组合来创建，该创建伴随各种设计来确保每个值的完整性的误差校验和格式化算法。类似地，当创建了一个实时值的记录时，通过按序处理实时值的记录并连同各种分类、合并、确认和格式化算法可以创建索引文件。

实时值的记录可以实时地或者以各种更新时间间隔来维持，而索引文件和其它文件可以根据需要类似地被更新或再生，以保持与更新后的值同步。其它文件可能包括：例如用于定义文档版面的模版文件、把预期的搜索查询映射到适当记录的普通查询索引文件、与带有特定容量的对应记录的元数据集相关联的元文件、以及带有整个数据库的对应记录的元数据集。

索引文件一旦被创建就被用于通过对把搜索条件映射到满足搜索条件的适当记录的索引文件进行搜索来识别和/或选择记录。在对本发明的典型应用中，搜索者或者终端用户把搜索条件提交到执行了此处所述概念的软件系统，其目标是对具有与搜索条件相符的关联特征的参数及其各自的值进行识别。随后数据库被搜索，而对应于搜索条件的记录被识别并且呈现给搜索者。可以在原始查询中指定多重条件，在这种情况下可以调用子查询并且对由每个单独子查询得到的所识别记录集执行逻辑运算(比如AND、OR等等)，以产生代表符合全部搜索条件的记录的最终结果。

参考图2，索引文件如何被用来响应于搜索者的查询，此示例假设搜索者已经起动了对特定装置例如装配装置的查询。其后，搜索者又起动了对装配装置的参数，例如MODE_BLK.TARGET的查询。根据本发明，基于来源、类型或其它与查询相关的信息，搜索算法将会把文本索引文件识别为索引文件来进行搜索。因为此搜索查询是针对装配装置及其参数MODE_BLK.TARGET，所以该参数的实时值将会被定位。这是可以通过例如基于已知的参数固定长度和已知的字符排序序列进行的计算而实现的，而其(时间)花费仅相当于单盘查找操作。

图2中示出了根据本发明对用于识别和存取基于查询的记录的典型步骤进行说明的流程图。所示的步骤被用于获取相应于搜索者的查询或查询集的记录。此过程起始于步骤200。在步骤201中，搜索者将要选择特定装置，比如装配装置。其后，在步骤202中，搜索者将要选择与所选定的装置相关联的参数。例如，查询类型可能是基于如MODE_BLK.ACTUAL、MODE_BLK.PERMITTED和/或MODE_BLK.TARGET之类的参数集的查询。基于步骤202中的查询的性质和来源，在步骤203，在数据库206中进行查询。被用户在步骤207中持续更新的数据库206中的记录将会包含参数的实时值。用于搜索的适当索引文件1随后可能分别成为文本索引文件、元数据索引文件、属性索引文件或者普通查询索引文件。

一旦用于搜索的适当索引文件被标识，则在步骤204中，所选定装置的参数的实时值将会被显示给搜索者。搜索者也可以选择查看所选定装置的参数的历史值。另外，搜索者也可以通过激活屏幕上所显示的参数值来从所选定装置的一个参数导航到另一参数。

在步骤204中，判定查询是否被满足，或者查询是否仅被部分满足。如果有查询仅被部分满足，则程序前进至步骤201，在该步骤中搜索者将选择另一个装置或者另一个参数。在要求对多个装置进行查询的环境中，搜索者可以有搜索多个装置及其各自参数的选择，从而使全部的搜索结果同时被显示在一个屏幕上。如果查询被完全满足则搜索者可以选择查看装置参数窗口，该窗口将显示选择性的动作、对象和/或特殊术语。

本发明也允许搜索者对未配置的装置进行搜索，以及检验装置是否已经在新加工厂的试运转过程中被正确配置。

因此，记录被储存为广泛接受的数据格式，比如HTML或XML，并且因此可以在兼容HTML或XML的环境中有效地呈现。即记录具有与其相关的完全显示格式化数据，因此一旦符合搜索条件的记录被标识和定位，它们就可以被检索到并且在不需要动态页面生成、格式化等等操作的情况下在显示装置上呈现给搜索者。

每个记录具有一个与其相关联的主控文档，并且可选地具有与每个记录在各种样式、尺寸、格式和数量上相关联的各种视图文档。所选记录的各种视图可响应于搜索者的请求而被呈现。视图记录也可以是HTML格式，以在兼容HTML的环境中高效呈现。

本发明的优选实施例的用户界面

图3至图6说明本发明优选实施例的用户界面。

图3说明本发明的步骤201中的用户界面。在此实例中，例如工厂操作人员的搜索者从界面中选择特定的装置，比如装配装置。

选择特定装置之后，根据图4中所示的本发明的步骤202，界面将提示搜索者选择与该被选定装置相关的参数。例如，查询类型可能是基于参数集的查询，该参数例如MODE_BLK.ACTUAL、MODE_BLK.PERMITTED和MODE_BLK.TARGET。在此实例中，搜索者选择参数MODE_BLK.TARGET。

基于步骤202中的查询的性质和来源，在步骤203，在数据库206中进行查询。被用户在步骤207中持续更新的数据库206中的记录将会包含参数的实时值。用于搜索的适当索引文件1随后可能分别成为文本索引文件、元数据索引文件、属性索引文件或者普通查询索引文件。

一旦用于搜索的适当索引文件被识别，则在步骤204中，所选定装置的参数的实时值将会被显示给搜索者。搜索者也可以选择查看所选定装置的参数的历史值。另外，搜索者也可以通过激活屏幕上所显示的参数值来从所选定装置的一个参数导航到另一参数。在此实例中，如图5所示，选定装置的参数MODE_BLK.TARGET的历史值被显示给搜索者。如所示出的，选定装置的参数MODE_BLK.TARGET的值在第一次注册和维持检查期间分别是3.1和5.5。在此实例中，第一次注册是指搜索者在系统上注册装置的起始阶段，而维持检查是指搜索者进行维持检查的阶段。

在步骤204中，判定查询是否被满足，或者查询是否仅被部分满足。如果有查询仅被部分满足，则程序前进至步骤201，在该步骤中搜索者将选择另一个装置或者另一个参数。在要求对多个装置进行查询的环境中，搜索者可以有搜索多个装置及其各自参数的选择，从而使全部的搜索结果同时被显示在一个屏幕上。如果查询被完全满足则搜索者可以选择查看装置参数窗口，该窗口将显示选择性的动作、对象和/或特殊术语。在此实例中，如图6所示，当搜索者在参数MODE_BLK.TARGET上进行选择时，显示装置参数。如所示出的，装置参数窗口显示参数MODE_BLK.TARGET的更多详情，比如上次更新的用户、原因、参数的目标值、参数的实际值、参数的允许值、参数的标准值等等。

因此，记录被储存为广泛接受的数据格式，比如HTML或XML，并且因此可以在兼容HTML或XML的环境中有效地呈现。即记录具有与其相关的完全显示格式化数据，因此一旦符合搜索条件的记录被识别和定位，它们就可以被检索到并且在不需要动态页面生成、格式化等等操作的情况下在显示装置上呈现给搜索者。

每个记录具有一个与其相关联的主控文档，并且可选地具有与每个记录在各种样式、尺寸、格式和数量上相关联的各种视图文档。所选记录的各种视图响应于搜索者的请求而被呈现。视图记录也可以是HTML格式，以在兼容HTML的环境中高效呈现。

尽管本发明的示例实施例已被示出和说明，但是显然，对本领域的技术人员来说，可以对如此处所述的本发明做出不偏离本发明精神的许多改变、修正或者可选方案。因此所有这些改变、修正和替换应该被视为处于本发明的范围之内。

Claims

1.一种搜索数据库的方法，该数据库包括：储存在机器可读装置中的多个记录，所述多个记录的每一个均包括多个文档中的一个或者多个；包括多个装置标识符的索引文件，所述装置标识符的每一个均包括多个参数标识符，并且所述参数标识符的每一个均具有实时值，所述方法包括步骤：

选择与所述装置标识符相关联的装置；

选择与被选择的装置相关联的参数标识符；

接收包括了数据库搜索条件的搜索查询；

响应于所述搜索查询来搜索数据库；

显示符合所述搜索条件的记录。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述记录具有与其相关联的相应完全显示格式化数据，并且所述方法还包括步骤：把所述记录按照由所述相应完全显示格式化数据指定的格式显示在显示装置上。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述记录包括第一被存取记录，该第一被存取记录包括主控文档和视图文档。

4.如前述权利要求1或2所述的方法，其中所述索引文件是元数据文件。

5.如前述权利要求1或2所述的方法，其中所述方法还包括步骤：利用显示装置显示了具有与一个或者多个装置相关联的相应完全显示格式化数据的记录。

6.如前述权利要求1或2所述的方法，其中所述方法还包括步骤：搜索者可以通过激活所显示的记录的参数值来从被选择的装置的一个参数标识符导航到另外一个参数标识符。

7.一种搜索数据库的系统，该数据库包括：

多个记录，其储存在机器可读装置中，所述多个记录的每一个均包括多个文档中的一个或者多个；

索引文件，其包括多个装置标识符，

所述装置标识符的每一个均包括多个参数标识符，并且所述参数标识符的每一个均具有实时值；

其中所述系统包括：

装置选择设备，用于选择与所述装置标识符相关联的装置；

参数标识符选择设备，用于选择与被选择的装置相关联的参数标识符；

接收设备，用于接收包括了数据库搜索条件的搜索查询；

搜索设备，用于响应于所述搜索查询来搜索数据库；

显示设备，用于显示符合所述搜索条件的记录。。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述记录具有与其相关的相应完全显示格式化数据。

9.如权利要求7或8所述的系统，其中所述记录包括第一被存取记录，该第一被存取记录包括主控文档和视图文档。

10.如权利要求7或8所述的系统，其中所述索引文件是元数据文件。