MDR과 온톨로지를 결합한 3계층 정보 통합 시스템

백두권,최요한,박성공,이정욱,정동원,Baik, Doo-Kwon,Choi, Yo-Han,Park, Sung-Kong,Lee, Jeong-Oog,Jeong, Dong-Won 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지D Vol.10 No.2

To share and standardize information, especially in the database environments, MDR (Metadata Registry) can be used to integrate various heterogeneous databases within a particular domain. But due to the discrepancies of data element representation between organizations, global information integration is not so easy. And users who are searching integrated information on the Web have limitation to obtain schema information for the underlying source databases. To solve those problems, in this paper, we present a 3-layered Information Integration System (LI2S) based on MDRs and Ontology. The purpose of proposed architecture is to define information integration model, which combine both of the nature of MDRs standard specification and functionality of ontology for the concept and relation. Adopting agent technology to the proposed model plays a key role to support the hierarchical and independent information integration architecture. Ontology is used as for a role of semantic network from which it extracts concept from the user query and the establishment of relationship between MDRs for the data element. (MDR and Knowledge Base are used as for the solution of discrepancies of data element representation between MDRs. Based on this architectural concept, LI2S was designed and implemented. 한 도메인 내에서 다양한 데이터베이스의 데이터를 공유하고 표준화하기 위해 MDR(Metadata Registry)을 이용하여 정보를 통합할 수 있다. 그러나 MDR을 구축하는 조직간 데이터요소 표현의 불일치 때문에 MDR간 광역적인 정보를 통합하는데 어려움이 있다. 또한 웹과 같은 다양한 데이터베이스가 존재하는 환경에서 통합된 정보를 검색하고자 하는 사용자는 각각의 데이터베이스 스키마 정보를 확보하기엔 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 MDR과 온톨로지(Ontology)를 결합한 3계층 정보 통합 시스템을 제안한다. MDR간 데이터요소의 관계를 사상시키고 표현의 불일치를 해결하기 위해 MDR의 표준성기능과 온톨로지의 개념과 관계기능을 결합한 정보 통합 모델을 정의하고 에이전트 기술을 적용한 계층적이고 독립적인 정보 통합 아키텍처를 제안한다. 온톨로지는 사용자의 질의에서 개념을 추출하기 위한 의미망(semantic network)의 역할과 MDR간의 데이터요소 관계를 설정하기 위한 기능으로 적용되었다. MDR과 지식베이스(Knowledge Base)는 데이터요소간 표현 불일치를 해결하기 위해 적용하였다. 이러한 핵심요소를 고려하여 제안된 아키텍처를 사용하여 MDR과 온톨로지를 결합한 3계층 정보 통합 시스템을 구현하였다.

이기종 IoT 환경을 위한 센서 레지스트리 시스템 확장 방안

정동원 ( Dong Won Jeong ),이석훈 ( Suk Hoon Lee ),정현준 ( Hyun Jun Jung ),백두권 ( Doo Kwon Baik ) 한국컴퓨터교육학회 2015 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.19 No.1

이 논문에서는 다양한 이기종 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 환경을 위해 기존 센서 레지스트리 시스템의 확장 방안에 대하여 논의한다. 센서 레지스트리 시스템(Sensor Registry System, SRS)은 이기종 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터 및 관련된 다양한 정보의 끊김 없는 의미 처리를 위해 제안되었다. SRS는 많은 장점을 지니지만 안정성 및 처리 속도 측면에서 개선이 요구된다. 이 논문에서는 기존 SRS를 분석하고 이를 통해 개선사항 및 해결 방안에 대하여 서술한다. 이는 이기종 IoT 환경에 보다 적합한 SRS 확장방향을 제시함으로써 보다 지능적인 의미 처리를 가능하게 한다.

메타데이터 레지스트리 기반 웹 온톨로지 생성에 관한 연구

정동원(Dong-Won Jeong),김정동(Jeong-Dong Kim),손지성(Ji-Seong Son),김장원(Jang-Won Kim),백두권(Doo-Kwon Baik) 한국컴퓨터정보학회 2009 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.16 No.2

이 논문에서는 메타데이터 레지스트리 (MDR, Metadata Registry) 기반의 웹 온톨로지 생성모델을 제안한다. 메타데이터 레지스트리는 국제 표준(ISO/IEC 11179)으로서 데이터베이스간 상호운용성 향상을 위해 개발되었다. 그러나 데이터 표현과 상호운용성을 위한 컴퓨팅 환경의 변화는 메타데이터 레지스트리의 확장은 물론 메타데이터 레지스트리의 활용 방법의 변화를 요구한다. 이 논문에서의 웹 환경의 변화란 정적인 웹 환경에서 웹 2.0 혹은 시맨틱 웹 이라고 정의하는 차세대 웹 환경으로의 변화를 의미한다. 이러한 환경을 위해서 다양한 기술 개발과 적용 기법에 관한 연구가 필요하다. 특히 차세대 웹을 위해서는 지원에 대한 명확한 의미 정의 및 활용이 요구된다. 이는 웹 온톨로지 스키마를 구성하는 개념들에 대한 보다 일관성 있는 정의 및 사용이 필요하다. 이러한 문제가 해결되지 않을 경우, 또 다시 온톨로지를 구성하는 개념들 간 이질성 문제를 야기한다. 메타데이터 레지스트리는 다양한 표준화 된 개념들을 포함하며, 응용을 위한 데이터를 위한 의미 또한 이 개념들을 이용하여 정의한다. 따라서 이러한 표준 요소를 이용한 웹 온톨로지 스키마 정의 및 활용이 요구되며, 이 논문에서 이와 관련된 기본 개념, 요구 사항을 장의하고 전체적인 모델을 제안한다.

계층 구조를 고려한 Jena Plug-in 저장소의 평가를 위한 실험 및 시뮬레이션

신희영,정동원,백두권,Shin, Hee-Young,Jeong, Dong-Won,Baik, Doo-Kwon 한국시뮬레이션학회 2008 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.17 No.2

W3C에서 표준 온톨로지 서술 언어로 OWL을 채택함에 따라 많은 온톨로지들이 OWL로 기술 및 구현되고 있다. 이와 관련된 기술 중 Jena는 HP에서 개발한 API로서 저장소는 물론 추론 엔진을 개발할 수 있는 다양한 API를 제공하고 있으며 현재 많은 시스템 개발에 이용되고 있다. 그러나 Jena2의 저장 모델은 단일 테이블에 문서의 정보를 저장하기 때문에 대용량의 온톨로지 데이터 처리에 있어 성능이 저하되는 문제점을 지닌다. 무엇보다 클래스와 프로퍼티의 계층적 구조를 고려하지 않기 때문에 계층 구조를 이용한 질의 처리 시 잦은 조인 연산으로 인해 성능이 급격하게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해 기존의 Jena2 API를 그대로 이용하면서 Plug-in 형식으로 적용할 수 있는 새로운 OWL 온톨로지 관계형 데이터베이스 모델을 제안한다. 제안 모델은 클래스(Class), 프로퍼티(Property), 인스턴스(Instance)의 정보들을 의미적으로 분류하여 저장하며 계층적 정보들에 대해서도 개별적으로 관리함으로써 질의 처리 성능을 향상시킨다. 또한 기존모델과 이 논문에서 제안하는 모델과의 실험 및 시뮬레이션을 통해 비교 분석 한다. 실험 및 시뮬레이션 결과에서, 제안 시스템이 Jena2보다 나은 성능을 보였다. As OWL(Web Ontology Language) has been selected as a standard ontology description language by W3C, many ontologies have been building and developing in OWL. The lena developed by HP as an Application Programming Interface(API) provides various APIs to develop inference engines as well as storages, and it is widely used for system development. However, the storage model of Jena2 stores most owl documents not acceptable into a single table and it shows low processing performance for a large ontology data set. Most of all, Jena2 storage model does not consider hierarchical structures of classes and properties. In addition, it shows low query processing performance using the hierarchical structure because of many join operations. To solve these issues, this paper proposes an OWL ontology relational database model. The proposed model semantically classifies and stores information such as classes, properties, and instances. It improves the query processing performance by managing hierarchical information in a separate table. This paper also describes the implementation and evaluation results. This paper also shows the experiment and evaluation result and the comparative analysis on both results. The experiment and evaluation show our proposal provides a prominent performance as against Jena2.

XOnto-Apriori: 확장된 온톨로지 추론 기반의 연관 규칙 마이닝 알고리즘

이종현,김장원,정동원,이석훈,백두권,Lee, Chong-Hyeon,Kim, Jang-Won,Jeong, Dong-Won,Lee, Suk-Hoon,Baik, Doo-Kwon 한국정보처리학회 2011 정보처리학회논문지D Vol.18 No.6

In this paper, we introduce XOnto-Apriori algorithm which is an extension of the Onto-Apriori algorithm. The extended algorithm is designed to improve the conventional algorithm's problem of comparing only identifiers of transaction items by reasoning transaction properties of the items which belong in the same category. We show how the mining algorithm works with a smartphone application recommender system based on our extended algorithm to clearly describe the procedures providing personalized recommendations. Further, our simulation results validate our analysis on the algorithm overhead, precision, and recall. 이 논문에서는 연관 규칙 마이닝 알고리즘의 정확도를 향상시키기 위하여 기존 Onto-Apriori 알고리즘을 확장한 XOnto-Apriori 알고리즘을 제안한다. 기존 알고리즘은 트랜잭션 항목의 식별자만을 비교하여 지지도를 계산하기 때문에 유사한 속성을 가진 항목들간의 관계를 분석하지 못하는 문제점을 지닌다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안 알고리즘은 온톨로지 추론 기반의 속성 비교를 통해 같은 식별자를 지니지 않는 항목들간의 관계성도 지지도 계산에 반영할 수 있도록 한다. 제안 알고리즘의 규칙 생성 과정을 명확히 서술하기 위해 스마트폰 어플리케이션 추천 시스템을 설계하였으며 이 시스템은 기존 알고리즘 기반의 시스템에 비해 보다 나은 속도와 정확도를 보였다.

유사성 비교를 통한 RDB의 참조 무결성 관계 추출 알고리즘

김장원,정동원,김진형,백두권,Kim, Jang-Won,Jeong, Dong-Won,Kim, Jin-Hyung,Baik, Doo-Kwon 한국시뮬레이션학회 2006 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.15 No.3

XML is rapidly becoming technologies for information exchange and representation. It causes many research issues such as semantic modeling methods, security, conversion far interoperability with other models, and so on. Especially, the most important issue for its practical application is how to achieve the interoperability between XML model and relational model. Until now, many suggestions have been proposed to achieve it. However several problems still remain. Most of all, the exiting methods do not consider implicit referential integrity relations, and it causes incorrect data delivery. One method to do this has been proposed with the restriction where one semantic is defined as only one same name in a given database. In real database world, this restriction cannot provide the application and extensibility. This paper proposes a noble conversion (RDB-to-XML) algorithm based on the similarity checking technique. The key point of our method is how to find implicit referential integrity relations between different field names presenting one same semantic. To resolve it, we define an enhanced implicity referentiai integrity relations extraction algorithm based on a widely used ontology, WordNet. The proposed conversion algorithm is more practical than the previous-similar approach. XML은 정보 교환과 표현을 위해 빠르게 발전해 오고 있는 기술이다. XML을 통한 시멘틱 모델링 방법론, 보안, 다른 모델들과의 상호 운용성을 위한 변환과 같은 많은 연구들이 이슈화 되었다. 특히, 실질적인 응용분야의 가장 중요한 이슈는 XML 모델과 관계형 모델들과의 상호 운용성을 위해 많은 방법들에 제기되어 왔다. 하지만, 여전히 몇 가지 문제점이 있다. 대부분의 기존의 방법들은 묵시적인 참조 무결성 관계를 고려하지 않기 때문에, 부정확한 데이터 전달이 야기된다. 데이터베이스에서 하나의 의미가 정의 될 때 오직 하나의 이름만 가진다는 제약조건하에서 위의 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법이 제안되었다. 하지만, 실제 데이터베이스에서 응용과 확장을 위해서 이 제약사항을 적용할 수는 없다. 그래서 이 논문에서는 유사성 검사 기법을 기반하는 한 RDB-to-XML 변환 알고리즘을 제안한다. 이 방법의 핵심은 하나의 같은 의미에 대해 다른 이름으로 표현되는 속성들 간의 묵시적인 참조 무결성 관계를 추출하는 알고리즘을 정의하였다. 제안된 변환 알고리즘은 이전의 유사한 접근 방법 보다 더욱 실질적이다.

유비쿼터스 환경에서 어플리케이션의 의미 상호운용성을 위한 메타데이터 레지스트리 기반의 프레임워크 구현

김정동,정동원,김진형,백두권,Kim, Jeong-Dong,Jeong, Dong-Won,Kim, Jin-Hyung,Baik, Doo-Kwon 한국시뮬레이션학회 2007 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.16 No.1

유비쿼터스 환경에서의 어플리케이션은 다양한 센서 정보를 수집하고 센서로부터 받은 정보를 활용한다. 최근 유비쿼터스환경을 위한 에너지 관리, 프로토콜 표준화, 센서필드의 독립성, 그리고 보안과 관련한 많은 연구들이 이슈화 되었다. 특히, 센서필드에 독립적인 정보의 활용은 다양한 센서필드에서 센서의 유용성을 극대화 하는 중요한 문제 중 하나이다. 그러나 기존의 프레임워크에서는 센서필드의 데이터 요소들 간에 이질성이 발생하기 때문에 이상적인 유비쿼터스 환경을 위해서는 적당하지 못하다. 기존의 어플리케이션은 센서필드에 의존적이며, 기존 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 센서들은 센서필드 내의 어플리케이션에 의존적이다. 다시 말해, 기존의 어플리케이션은 특정 센서필드의 정보만을 이용한다. 이러한 제약성을 극복하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어적인 많은 문제들은 반드시 해결 되어야 한다. 이 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 메타데이터 레지스트리 기반의 프레임워크 (UbiMDR)의 설계와 구현을 제안한다. 이 프레임워크는 유비쿼터스 환경에서 어플리케이션 또는 다양한 센서필드 사이의 데이터 의미상호운용성을 제공한다. 또한 데이터 상호운용성의 정확성을 검증하기 위해 기존의 유비쿼터스 프레임워크와 제안하는 프레임워크인 UbiMDR을 비교평가 한다. Under ubiquitous environment, applications can gather and utilize various sensing information. There are many issues such as energy management, protocol standardization, independency on sensor fields, and security to be resolved for the complete ubiquitous computing. Especially, the independent information access in the sensor field is one of the most important issues to maximize the usability of sensors in various sensor fields. However, existing frameworks are not suitable for the ubiquitous computing environment because of data heterogeneity between data elements in sensor fields. Existing applications are dependent to sensor fields and sensors in the existing ubiquitous computing on environment is dependent to the application in the sensor field. In other word, an application can utilize just information from a specific sensor field. To overcome this restriction, many issues from a hardware or software view must be resolved. In this paper, we provide the design and implementation of the Metadata Registry-based framework (UbiMDR) of the Ubiquitous environment. This framework can provides the semantic interoperability among ubiquitous applications or various sensor fields. In addition, we describe comparison evaluation between conventional Ubiquitous computing framework and UbiMDR framework with data accuracy of interoperability.

모바일 데이터베이스 관리 시스템의 성능향상을 위한 이동 에이전트 기반 그룹핑 기법

신성욱,정동원,이정욱,백두권,Shin, Sung-Oog,Jeong, Dong-Won,Lee, Jeong-Oog,Baik, Doo-Kwon 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지D Vol.10 No.3

무선 네트워크의 폭발적인 증가와 이동 통신 기기의 발전은 기존에 사용되어지던 유선 일변도의 사용방식을 무선 환경으로 급속히 확장, 이전시키고 있다. 무선 환경의 발전에 따라 모바일 데이터베이스 사용의 필요성은 급격히 증가하고 있으며 이에 따른 많은 문제점도 발생하고 있다. 특히 현재의 모바일 데이터베이스는 동기화를 위하여 하나의 동기화 서버가 다수의 모바일 데이터베이스를 관리하는 중앙 집중형 방식으로 이는 전체 시스템의 성능을 저하하는 주요 요소이다 또한 고장허용에 대한 해결책은 전혀 고려되어 있지 않다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 이동 에이전트를 이용한 모바일 데이터베이스 관리 시스템을 제안한다. 이 시스템은 모바일 데이터베이스의 그룹핑을 통하여 전체 시스템의 성능을 높이며 고장허용 관리 기능의 지원이 가능하다. A rapid growth of mobile devices and a proliferation of wireless networks lead to changing the existing environment into a mobile environment. Expansion of mobile environment makes a pressing need of mobile databases, and there are several solutions to achieve it. But they still accompany with some problems. Especially, the current synchronization server that manages consistently many mobile database management systems is based on the centralized method to synchronize data between the mobile database systems. It is the major factor that causes the lower performance of the whole system. Furthermore, the fault tolerance has not been considered in the existing systems. Therefore, we suggest the mobile agent-based mobile database system in order to resolve the problems. The system, we propose in this paper, provides the high-performance of the whole system by mobile grouping, and also may support a fault-tolerance management method.

네트워크 커버리지를 이용한 센서 레지스트리 시스템 확장

정현준 ( Hyun Jun Jung ),정동원 ( Dong Won Jeong ),이석훈 ( Suk Hoon Lee ),백두권 ( Doo Kwon Baik ) 한국정보처리학회 2015 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.4 No.9

센서 레지스트리 시스템(Sensor Registry System, SRS)은 이기종 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터의 즉각적 활용 및 끊김 없는 해석을위해 사용자에게 센서 메타데이터를 제공한다. 하지만 기존 SRS는 네트워크 연결이 지원되지 않거나 신호가 불안정한 경우에 센서 메타데이터를 안정적으로 제공할 수 없다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 네트워크 커버리지 정보를 이용한 센서 레지스트리 시스템 확장방법을 제안한다. 제안 방법은 예측한 경로와 네트워크 커버리지에 대한 오픈 데이터(통신사, 신호 강도, 통신 타입)를 이용하여 사용자가 불안정한 네트워크 지역에 도착하기 전에 해당 지역의 센서 메타데이터를 추가로 송신한다. 이 논문에서 제안한 확장된 SRS는 사용자에게 보다 안정적으로 센서 메타데이터를 제공함으로써 응용서비스의 품질을 향상시킨다. The Sensor Registry System(SRS) provides sensor metadata to a user for instant use and seamless interpretation of sensor data in a heterogeneous sensor network environment. The existing sensor registry system cannot provide sensor metadata in case that the network connection is not available or is unstable. To resolve the problem, this paper proposes an extension of sensor registry system using network coverage information. The extended system sends a set of sensor metadata to the user by using network coverage open data (mobile vendors, signal strength, communication type). The extended SRS proposed in this paper supports a safer sensor metadata provision than the existing SRS, and it thus improves the quality of application services.

데이터 우선 순위 기반의 점진적인 데이터 통합을 위한 메타 모델 설계

유상훈(Sang-Honn Ryu),정동원(Dong-Kil Shin),신동길(Dong-Won Jeong),서태설(Tae-Seol Seo),백두권(Doo-Kwon Baik) 한국정보과학회 2002 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.29 No.2Ⅰ

데이터베이스를 통합하기 위한 많은 연구들이 진행되어 왔지만, 통합하고자 하는 모든 데이터들을 고려함으로써 초기 비용과 시간에 대한 오버헤드로 인해 비효율적이며 현실적으로 불가능한 경우가 발생하게 된다. 이 논문에서는 이러한 문제점을 개선하여 점진적인 통합을 위한 개념적인 통합 방법론을 제안하고, 제안된 방법론을 한국과학기술정보연구원에서 보유하고 있는 데이터베이스 통합에 적용하기 위한 통합 메타 모델을 설계한다. 또한 다른 기관 또는 다른 포맷들과의 상호운용성을 향상시키기 위하여 해당 분야의 국제 표준 또는 사실 표준들을 고려하여 통합 메타 모델을 설계하였다.