一種數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)查詢表單的生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)查詢技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)查詢表單的 生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 查詢表單是查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中使用最廣泛的用戶界面之一。在各種信息管理系統(tǒng)中， 傳統(tǒng)的查詢表單由開(kāi)發(fā)人員或DBA設(shè)計(jì)和預(yù)定義。隨著網(wǎng)絡(luò)信息和科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的快速發(fā) 展，現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)變得非常龐大和復(fù)雜。在自然科學(xué)領(lǐng)域，如基因和疾病領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫(kù)中有數(shù) 百個(gè)化學(xué)和生物數(shù)據(jù)資源的實(shí)體。許多網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，通常有數(shù)千個(gè)結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。因 此，很難設(shè)計(jì)出一套靜態(tài)的查詢表單，以滿足那些復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)上各種各樣的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。
[0003] 許多現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和開(kāi)發(fā)工具，如EasyQuery，Cold Fusion, SAP和Microsoft Access，都提供了一些機(jī)制讓用戶在數(shù)據(jù)庫(kù)上創(chuàng)建自定義的查詢。然而，創(chuàng)建自定義的查詢 完全取決于用戶的手動(dòng)編輯。如果用戶不提前熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)的模式，就會(huì)對(duì)那些成百上千的 數(shù)據(jù)屬性感到困惑。
[0004] 因此，如何根據(jù)用戶的需求動(dòng)態(tài)的生成數(shù)據(jù)庫(kù)查詢表單是值得關(guān)注的研究問(wèn)題， 這對(duì)于解決龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和讓非專業(yè)用戶使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)查詢表單的生成方 法，能夠快速有效地對(duì)龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 查詢龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),從包含數(shù)據(jù)庫(kù)中極少數(shù)主要屬性的基本查詢表單開(kāi)始， 通過(guò)用戶與系統(tǒng)之間的不斷交互對(duì)基本查詢表單不斷強(qiáng)化，直到用戶對(duì)查詢結(jié)果感到滿
[0007] -種數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)查詢表單的生成方法，即DQF，具體步驟如下： 步驟一：以一個(gè)包含數(shù)據(jù)庫(kù)中極少數(shù)主要屬性的基本查詢表單開(kāi)始； 步驟二：用戶填寫(xiě)查詢表單，系統(tǒng)執(zhí)行查詢； 步驟三：系統(tǒng)顯示查詢結(jié)果，若用戶對(duì)查詢結(jié)果滿意，則結(jié)束；否則，用戶選擇感興趣 的表單組件加入到表單中使系統(tǒng)增強(qiáng)查詢表單，繼續(xù)執(zhí)行步驟二或直接執(zhí)行步驟二。
[0008] 本發(fā)明的步驟三中，采用壓縮表(表中每個(gè)實(shí)例都表示實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)例的聚類）視圖 來(lái)顯示查詢結(jié)果，通過(guò)用戶在壓縮表視圖上的點(diǎn)擊來(lái)反饋用戶的偏好，系統(tǒng)根據(jù)用戶偏好 計(jì)算每個(gè)表單組件的排名，從而向用戶提供一個(gè)表單組件的排名列表，用戶根據(jù)排名列表 選擇相應(yīng)表單組件加入到表單中來(lái)改善查詢表單，直到用戶對(duì)查詢結(jié)果滿意。
[0009] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明根據(jù)用戶的需要在運(yùn)行時(shí)生成查詢表單，該系統(tǒng)為龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢 提供了一種解決方案。
[0010] 本發(fā)明在運(yùn)行時(shí)會(huì)根據(jù)用戶偏好計(jì)算每個(gè)表單組件的排名，從而向用戶提供一個(gè) 表單組件的排名列表，能使用戶更快速的從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到需要的數(shù)據(jù)實(shí)例。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖I DQF流程圖。
[0012] 圖2用戶操作流程圖。
[0013] 圖3 One - Qimry it詢構(gòu)造算法圖。
[0014] 圖4尋找最佳條件偽代碼圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016] -種數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)查詢表單的生成方法，即DQF，具體步驟如下： 步驟一：以一個(gè)包含數(shù)據(jù)庫(kù)中極少數(shù)主要屬性的基本查詢表單開(kāi)始； 步驟二：用戶填寫(xiě)查詢表單，系統(tǒng)執(zhí)行查詢； 步驟三：系統(tǒng)顯示查詢結(jié)果，若用戶對(duì)查詢結(jié)果滿意，則結(jié)束；否則，用戶選擇感興趣 的表單組件加入到表單中使系統(tǒng)增強(qiáng)查詢表單，繼續(xù)執(zhí)行步驟二或直接執(zhí)行步驟二。
[0017] 步驟三中，采用壓縮表(表中每個(gè)實(shí)例都表示實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)例的聚類）視圖來(lái)顯示查 詢結(jié)果，通過(guò)用戶在壓縮表視圖上的點(diǎn)擊來(lái)反饋用戶的偏好，系統(tǒng)根據(jù)用戶偏好計(jì)算每個(gè) 表單組件的排名，從而向用戶提供一個(gè)表單組件的排名列表，用戶根據(jù)排名列表選擇相應(yīng) 表單組件加入到表單中來(lái)改善查詢表單，直到用戶對(duì)查詢結(jié)果滿意。
[0018] 具體實(shí)施時(shí)： 定義1 : 一個(gè)查詢表單F定義為一個(gè)元組
，它代表了一個(gè)數(shù) 據(jù)庫(kù)查詢模板，如下所示：F =(SELECT AnAf^Ak FROM
WHERE:齡:），其中
是k個(gè)屬性的投影，k > 0。
h為參與查詢的 η個(gè)關(guān)系(或?qū)嶓w）的集合，η > 0。中每個(gè)屬性屬于中的一個(gè)關(guān)系。是中關(guān) 系上的用于選擇(或條件)的連接表達(dá)式。
是一個(gè)連接函數(shù)用于連接謂￥中的關(guān)系。
[0019] 在查詢表單F的用戶界面中，是結(jié)果表中列的集合，_:是用戶填寫(xiě)的輸入組 件集合，查詢表單允許用戶填寫(xiě)參數(shù)來(lái)生成不同的查詢。
：在用戶界面中是不 可見(jiàn)的，這通常是由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)模式生成的。對(duì)于一個(gè)查詢表單F
;會(huì)根據(jù)1% 中關(guān)系的外鍵自動(dòng)構(gòu)建。同時(shí)，
確定。
[0020] 用戶沒(méi)有足夠的時(shí)間仔細(xì)檢查查詢結(jié)果中的每一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)例來(lái)判斷一個(gè)查 詢表單是否是需要的。此外，許多數(shù)據(jù)庫(kù)查詢輸出大量的數(shù)據(jù)實(shí)例。為了避免這種 "Many-Answer"的問(wèn)題，本方法只輸出一個(gè)壓縮的結(jié)果表來(lái)首先顯示查詢結(jié)果的高等級(jí)視 圖。壓縮表中的每個(gè)實(shí)例都表示實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)例的聚類。然后，用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊感興趣的 聚類來(lái)查看詳細(xì)的數(shù)據(jù)實(shí)例。圖2顯示了用戶的操作流程。
[0021] 壓縮視圖的另一個(gè)重要用途是收集用戶反饋。使用收集到的反饋意見(jiàn)，可以估算 一個(gè)查詢表單的精確率，使系統(tǒng)可以推薦合適的查詢表單組件。在現(xiàn)實(shí)世界中，最終用戶不 愿意提供明確的反饋。在壓縮視圖表上點(diǎn)擊是一個(gè)隱式反饋來(lái)告訴系統(tǒng)哪些聚類(或子集） 的數(shù)據(jù)實(shí)例是用戶所想要的。被單擊的子集記為ig::。需要注意的是Iy:僅是數(shù)據(jù)庫(kù)中用 戶所想要的所有數(shù)據(jù)實(shí)例的中的一個(gè)子集，但它可以幫助系統(tǒng)生成推薦的表單組件，從而 幫助用戶發(fā)現(xiàn)更多需要的數(shù)據(jù)實(shí)例。
[0022] 表1列出了本方法中使用的符號(hào)。設(shè)F是查詢表單，選擇條件是;變:，投影屬性集合 是
設(shè)D是
I:中實(shí)例的集合，N是D中數(shù)據(jù)實(shí)例的個(gè)數(shù)。d是D中的一個(gè)實(shí)例，其 屬性集合
其中
使用€^表示實(shí)例d在屬性集合 上的投影，稱之為投影實(shí)例。
！是d在D中的出現(xiàn)概率，
是d滿足的概率。
若d由F返回，
[0023] 由于查詢表單F在屬性集合減上投影實(shí)例，將|&#作為投影數(shù)據(jù)庫(kù)，
_ 為投影實(shí)例:￡&:#在投影數(shù)據(jù)庫(kù)中的概率。由于經(jīng)常有重復(fù)的投影實(shí)例：
能大于1 / N。誒
：是d為用戶所想要的的概率，
是用戶對(duì)投影實(shí)例感興趣的概率。
[0024] 查詢表單的目的是返回用戶想要的結(jié)果，有兩種傳統(tǒng)方法來(lái)評(píng)估查詢結(jié)果的質(zhì) 量：精確率和召回率。
[0025] 定義2 :給定投影屬性集合c/?和選擇表達(dá)式_，查詢表單
?的預(yù)期精確率和預(yù)期召回率分別定義為
：和
其4
表示用戶所想要實(shí)例的比例，如'
[0026] 兩個(gè)等式的分子代表查詢結(jié)果中用戶想要的數(shù)據(jù)實(shí)例的預(yù)期數(shù)目。在查詢結(jié)果 中，每個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)例在屬性％上投影，所以
；表示用戶對(duì)查詢結(jié)果中實(shí)例d感興趣 的概率。
表示投影實(shí)例代表的行在D中的期望值。此外，給定一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)例 d是用戶所希望的實(shí)例，且d滿足是獨(dú)立的。因此，酌乘積
可以被解釋為d是用戶所期望的，同時(shí)d在查詢結(jié)果中返回的可能性。所有的數(shù)據(jù)實(shí)例相 加給出了查詢結(jié)果中用戶所希望的數(shù)據(jù)實(shí)例的預(yù)期數(shù)量。
[0027] 類似地，等式（1)中的分母僅僅是查詢結(jié)果中實(shí)例的數(shù)目。等式（2)的分母是整個(gè) 數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶想要實(shí)例的預(yù)期數(shù)量。這兩個(gè)等式中N都抵消了，所以在估計(jì)精確率和召回 率時(shí)不需要考慮N。等式中的概率可以用下面所述方法進(jìn)行估計(jì)。
是用戶所想要的實(shí)例部分。由D給定，l|f_可以下面描述的方法估計(jì)。
[0028] 同時(shí)考慮預(yù)期精確率和預(yù)期召回率，得出整體性能度量標(biāo)準(zhǔn)，如公式3所示的預(yù) 期F值。需要注意的是p是一個(gè)常數(shù)參數(shù)，用來(lái)控制預(yù)期精確率或預(yù)期召回率的偏好。
[0029] 定義3 :給定投影屬性集合厲_和選擇表達(dá)式_，查詢表單
的預(yù)期F值是
即
[0030] 設(shè)當(dāng)前的查詢表單是||，下一個(gè)查詢表單是
其中
：經(jīng)相應(yīng)表單組件 增強(qiáng)后的查詢表單
：為下一個(gè)查詢表單
的估計(jì)精確率，該方法的目標(biāo) 是使下一個(gè)查詢表單的精確率最大化，所以將表單組件按
：:遞減的順序排 名作為向用戶提供查詢表單組件的排名列表。
[0031] 表單組件的排名分為投影組件的排名和選擇組件的排名，以下將做具體介紹。
[0032] DQF為投影組件提供了一個(gè)2級(jí)排名列表。第一級(jí)是實(shí)體的排名列表，第二級(jí)是在 同一實(shí)體中屬性的排名列表。首先介紹如何在本地為每個(gè)實(shí)體屬性排名，然后描述如何為 實(shí)體排名。
[0033] 假設(shè)投影組件實(shí)際上是推薦的投影屬性。設(shè)當(dāng)前的查詢表單是_，下一個(gè) 查詢表單是
。是為推薦的