CN101923579B - 一种基于情境流的文件管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于情境流的文件管理方法，包括：(1)在物理空间中的计算设备中安装情境控件，获得用户在此空间中的情境信息；(2)截获用户的文件操作行为，记录在情境流描述文件中的文件操作记录形成文件的操作历史信息；(3)生成文件推荐列表；(4)根据操作历史信息构建虚拟目录，向用户提供基于情境信息的文件浏览服务；(5)根据操作历史信息，使用情境信息进行文件查询。本发明方法通过结合情境信息，减少了用户在文件管理中的负担，用户不再需要记住文件所在目录以及为文件管理建立复杂的目录结构，同时利用情境信息方便用户搜索、查找和访问文件。

Description

一种基于情境流的文件管理方法

技术领域

本发明涉及文件管理系统领域，主要是一种利用系统监视实现上情境信息的自动描述，并基于情境流进行文件管理的方法。

背景技术

随着存储技术的逐渐成熟网络的飞速发展，大量的信息以文件的形式存放于各种文件系统中，传统的文件系统采用简单的树形目录来组织文件，用户需要对大量的文件进行归类，并选取适当的目录名来进行访问引导，繁杂的工作浪费用户的经历；另一方面，传统的文件系统所支持的文件元数据不丰富，基本只是包含了创建时间、修改时间等简单元数据，这些信息服务提供用户有效的文件查询于检索服务。

传统的元文件系统引入额外的信息作为元数据对文件进行描述，信息的手动描述仅仅是方便了文件的检索，没有减少用户进行文件管理的负担，并且单一的、明确的描述信息缺少灵活性，无法支持文件在多个情境环境中的应用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术存在的缺点，将用户从繁杂的文件管理中摆脱出来，提出一种基于情境流的文件管理方法，实现情境信息的自动描述，提供基于情境的文件推荐、浏览和查询。

本发明的解决其技术问题所用的技术方案：这种基于情境流的文件管理方法，包括如下步骤：

(1)在物理空间中的计算设备中安装情境控件，利用空间中的传感设备获得用户在此空间中的情境信息；

(2)自动截获用户的文件操作行为，将操作当时用户所在空间的情境信息和文件语义信息更新到被操作文件的情境流描述文件和全局数据表中，组织形成文件的历史操作的情境流和全局操作的情境流，记录在情境流描述文件中的文件操作记录形成文件的操作历史信息；

(3)根据步骤(2)中获得的操作历史信息和步骤(1)中获得的用户所在空间的当前的情境信息，生成基于用户当前情境信息的文件推荐列表；

(4)根据步骤(2)中获得的操作历史信息构建基于情境信息的虚拟目录，即文件系统使用操作历史信息中的情境信息和文件语义信息，通过虚拟目录的形式，向用户提供基于情境的文件浏览服务；

(5)根据步骤(2)中获得的操作历史信息，使用情境信息进行文件查询；

所述的方法，其中，所述步骤(2)检测文件操作的系统调用，结合监控文件系统中的目录变化，截获用户的文件操作消息，并从中得到被操作文件的对象，通过文件对象获取文件的语义信息和文件相对应的描述文件；

所述步骤(2)可细分为：

2.1)、通过被操作文件的对象获得文件的语义信息，结合从物理传感设备获得的用户当前所在空间的情境信息，生成文件操作的情境描述信息。

2.2)、对用户的文件操作类型进行判定：如果是文件创建操作，则创建文件相对应的情境流描述文件，将操作类型、情境信息、文件语义信息添加到描述文件和全局数据表中；如果是文件删除操作，则将描述文件删除。如果是文件重命名操作，则将操作类型、情境信息添加到描述文件和全局数据表中，并修改描述文件中和全局数据表中对应文件名记录；如果是移动操作，则将操作类型、情境信息添加到描述文件和全局数据表中，并修改描述文件中和全局数据表中对应文件的路径信息；如果是文件修改访问，则将操作类型、情境信息添加到描述文件和全局数据表中。

2.3)、通过被操作文件对象找到文件所对应的情境流描述文件，将步骤2.1)和步骤2.2)生成的情境描述信息添加到情境流描述文件中，更新文件的历史操作情境流和全局的历史操作情境流。

所述的步骤2.3)中文件的历史操作情境流是将文件对应的情境流描述文件中记录的离散的操作记录信息，按照时间的顺序进行排列，按照字符串的组织形式，操作记录中的各种情境信息组织形成基于时间的情境流，表示了文件操作的情境序列。

所述的步骤(2.1)中获得用户所在空间的情境信息通过空间中物理传感设备获得，文件的语义信息利用截获到的文件操作信息中的文件路径，通过调用系统API获取。

所述步骤(3)可细分为：

3.1)、根据步骤(1)中获得的用户当前所在空间的情境信息和步骤(2)中记录的用户文件历史操作信息，通过情境相似性匹配，提取出历史记录中和当前用户所在空间情境相似的操作记录，生成结果集；

3.2)、根据3.1得到的结果集，计算当前用户所在空间的情境信息和特定文件类型的相关性，获得相关性权重；

3.3)、根据3.2得到的相关性权重和用户的历史操作信息，生成在当前用户所在空间情境下的文件推荐列表；

所述的步骤3.1)中情境相似性匹配为：基于情境信息值的层次划分和层次间相似权重设定；每类情境信息划分层次，不同层之间设定相似性权重；

所述步骤3.2)情境信息和文件类型的相关性计算为：利用文件操作历史信息，提取和当前用户所在空间的情境信息相似的用户操作记录，按照时间的先后顺序进行排列，时间先的在前，时间后的在后，即X₁X₂…X_n，X₁表示最早的符合条件的文件操作，X_n表示最近一次符合条件的文件操作，根据操作对象文件的类型和计算的文件类型是否是同类型的，得到相应操作类型排列T₁T₂…T_n，T₁取值范围为0和1，如果两个文件类型相似，则T_i取值为1，如果不相似，则T_i取值为0；通过下述公式：

$W=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n(i=T_i)}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{n}i}$ 式1

得到情境信息和某种类型的文件的相关性；

所述步骤3.3)中根据式1计算得到的相关性，从操作历史中提取最近若干次次文件操作中文件类型相同的文件操作记录，根据被操作文件对象所在的目录，生成推荐列表。

所述的步骤(4)中的虚拟目录构建方法为：使用历史操作信息的情境信息和文件的语义信息进行构建；虚拟目录使用统一的命名空间，每种类型的情境信息和它的取值使用统一的本体名称，根据历史操作记录中的情境信息，将文件摆放在由情境信息名值对构成的虚拟路径下面，路径中情境信息构成的名值对排列的顺序无关。

所述的步骤(5)中基于情境信息的文件查询，通过检索历史记录，获得情境信息的可选类型和可选值，根据用户的选择，将选择的情境信息和全局数据表中的操作记录进行匹配，得到符合条件的文件列表；

所述的步骤(5)中查询基于一种类型情境信息和基于多种类型情境信息的文件查询，基于一种类型情境信息的文件查询根据用户选择的情境信息取值，进行直接查询，其他的情境信息种类默认为符合匹配条件；基于多种类型情境信息的文件查询根据用户选择的情境信息种类和情境信息取值，根据用户选择的‘与’和‘或’查询规则进行查询，没有选择的情境信息类型默认为符合匹配条件；查询的结果按照操作的选后顺序进行排列。

本发明有益的效果是：基于情境流的文件管理方法是一种以自动情境信息描述为基础，以情境流进行文件管理为特点的元文件系统；通过监控文件系统函数调用和监控目录变化，自动对文件进行情境信息的描述；在此基础上分析文件操作的历史信息，根据用户当前所在空间的情境信息进行文件推荐，利用历史信息构建虚拟目录进行文件展示，通过情境信息进行文件的检索和查询。通过结合情境信息，减少了用户在文件管理中的负担，用户不再需要记住文件所在目录以及为文件管理建立复杂的目录结构，同时利用情境信息方便用户搜索、查找和访问文件。

附图说明

图1是本发明情境描述的结构图和基于情境流的文件服务应用的架构图；

图2是文件描述流程图；

图3是文件推荐流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步介绍：

本发明所述的这种基于情境流的文件管理方法，在Window XP操作系统之上进行了系统实现，如图1所示，主要包括了如下步骤：

(1)、利用物理空间中的传感设备(红外、温度、湿度、光照、GPS定位等)获得用户当前所在空间的情境信息(包括时间、位置等信息)；

(2)、自动截获用户的文件操作行为(创建、删除、读写、移动、重命名等文件系统基本操作)，将操作当时用户所在空间的情境信息和文件语义信息自动更新到被操作文件相对应的情境流描述文件和全局数据表中；

(3)、根据步骤(2)中获得的操作历史信息和步骤(1)中获得的用户所在空间的当前的情境信息，生成文件推荐列表；

(4)、根据步骤(2)中获得的操作历史信息构建虚拟目录，即文件系统使用操作历史信息中的情境信息和文件语义信息，通过虚拟目录的形式，向用户提供基于情境的文件浏览服务；

(5)根据步骤(2)中获得的操作历史信息，使用情境信息进行文件查询；

如图1所示，步骤(2)中，用户文件操作通过监控文件系统的系统调用和监控文件目录的变化获得；在Windows系统中，使用Hook技术截获文件系统的函数调用，使用系统API对目录变化进行监控，在不修改现有的文件系统的情况下，实现对用户文件操作的截获，截获的消息连同被操作文件的文件路径，一同发送给描述系统进行文件操作历史信息的生成和更新；

步骤(2)中，在对文件进行情境信息描述之前需要对此操作进行判定，是否是在短期内对同一文件进行的多次重复操作，如果是，则对本次截获的文件操作信息不做描述；如果不是，则对被操作文件相对应的情境流描述文件进行操作记录的更新；我们将在1个小时内在相同地点对同一个文件所作的相同的操作列为重复操作；

如图2所示，步骤(2)中，对用户的文件操作类型进行判定：如果是文件创建操作，则创建文件相对应的情境流描述文件，将操作类型、情境信息、文件语义信息添加到描述文件和全局数据表中；如果是文件删除操作，则将描述文件删除；如果是文件重命名操作，则将操作类型、情境信息添加到描述文件和全局数据表中，并修改描述文件中和全局数据表中对应文件名记录；如果是移动操作，则将操作类型、情境信息添加到描述文件和全局数据表中，并修改描述文件中和全局数据表中对应文件的路径信息；如果是文件修改访问，则将操作类型、情境信息添加到描述文件和全局数据表中。

步骤(2)中，描述信息包括用户当前所在空间的情境信息和文件的语义信息；文件的语义信息通过截获文件操作获得的文件句柄，利用系统API获得，文件的情境信息通过物理空间中的传感设备进行采集，经过语义层的转换和，形成用户可以理解的情境信息；

信息的描述分别添加到情境流描述文件和全局数据表中，每个用户文件对应一个情境流描述文件，该描述文件使用特定的后缀名(.sh)，情境流描述文件中保存了在文件生命周期中所有的文件操作记录，包括操作类型、操作时间、操作地点等情境信息和文件类型、文件所在路径等语义信息；全局数据表使用数据库进行实现，其中记录了情境流描述文件中所记录的历史操作记录中的部分信息，并建立索引，来对用户的查询检索加速。

情境流描述文件使用OWL本体描述规范进行描述，信息分成两部分：文件的语义信息和文件的历史操作信息；文件语义信息因为其稳定性，在描述文件中只保留一份，历史操作信息在用户每次操作时进行添加，每次操作构成一个独立的操作记录，其中包括了操作类型、操作时间等操作时用户所在空间的情境信息，多个操作记录信息按照时间的先后进行排列，构成文件的历史操作情境流。

如图3所示，步骤(3)中，包括如下步骤：

3.1、根据步骤(1)中获得的用户当前所在空间的情境信息和步骤(2)中记录的用户文件历史操作信息，通过相似性匹配，提取出历史记录中和当前用户所在空间情景信息相似的操作记录，生成结果集；

3.2、根据3.1得到的结果集，计算当前用户所在空间的情境信息和特定文件类型的相关性，获得相关性权重；

3.3、根据3.2得到的相关性权重和用户的历史操作信息，生成在当前用户所在空间情境下的文件推荐列表；

步骤(3)中，为每类情境信息划分层次，不同层之间设定相似性权重，如以当前时间为中心，跨度在30分钟内相似程度为1，在30-60分钟，相似度为0.8；多种情境信息的相似权重结合，得到两个情境信息集的相似程度。

步骤(3)中情境信息和文件类型的相关性计算利用文件操作历史信息，提取和当前用户所在空间的情境信息相似的用户操作记录，按照时间的先后顺序进行排列，时间先的在前，时间后的在后，即X₁X₂…X_n，X₁表示最早的符合条件的文件操作，X_n表示最近一次符合条件的文件操作，根据操作对象文件的类型和计算的文件类型是否是同类型的，得到相应操作类型排列T₁T₂…T_n，T₁取值范围为0和1，如果两个文件类型相似，则T_i取值为1，如果不相似，则T_i取值为0；通过下述公式1得到情境信息和某种类型的文件的相关性；

根据式1计算得到的相关性，从操作历史中提取最近三次文件操作中文件类型相同的文件操作记录，根据被操作文件对象所在的目录，生成推荐列表。

步骤(4)中的虚拟文件目录使用统一的命名空间，基于文件操作历史记录中的情境信息和文件的语义信息，根据描述信息的种类和信息值进行分类，构建基于名值对形式的虚拟文件目录(Location＝‘office’&Time＝‘12:00-14:00’)，文件根据描述信息保存在相应虚拟目录下。

步骤(5)中基于情境信息的文件查询，通过检索历史记录，获得情境信息的可选类型和可选值，根据用户的选择，将选择的情境信息和全局数据表中的操作记录进行匹配，得到符合条件的文件列表。

查询可以基于一种类型情境信息和基于多种类型情境信息的文件查询，基于一种类型情境信息的文件查询根据用户选择的情境信息取值，进行直接查询，其他的情境信息种类默认为符合匹配条件；基于多种类型情境信息的文件查询根据用户选择的情境信息文种类和情境信息取值，根据用户选择的‘与’和‘或’查询规则进行查询，没有选择的情境类型默认为符合匹配条件；查询的结果按照操作的选后顺序进行排列。

Claims (8)

1.一种基于情境流的文件管理方法，其步骤如下：

(1)在物理空间中的计算设备中安装情境控件，利用空间中的传感设备获得用户在此空间中的情境信息；

(2)截获用户的文件操作行为，将操作当时的情境信息和文件语义信息更新到被操作文件相对应的情境流描述文件和全局数据表中，组织形成文件的历史操作的情境流和全局历史操作的情境流，记录在情境流描述文件中的文件操作记录形成文件的操作历史信息；

(3)根据步骤(2)中获得的操作历史信息和步骤(1)中获得的用户所在空间的当前的情境信息，生成基于用户当前情境信息的文件推荐列表；

(4)根据步骤(2)中获得的操作历史信息构建基于情境信息的虚拟目录，即文件系统使用操作历史信息中的情境信息和文件语义信息，通过虚拟目录的形式，向用户提供基于情境的文件浏览服务；

(5)根据步骤(2)中获得的操作历史信息，使用情境信息进行文件查询。

2.根据权利要求1所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：步骤(2)中用户对文件的每次操作方法为通过结合监测系统调用和检测目录变化自动获得用户的文件操作行为和被操作文件的信息。

3.根据权利要求1所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：步骤(2)中每个用户文件有对应的一个情境流描述文件，描述文件中记录了对应文件整个生命周期中的所有历史操作信息和文件的语义信息；在创建文件时，对应的情境流描述文件建立；在删除文件时，对应的情境流描述文件删除；在重命名文件时，对应的情境流描述文件重命名。

4.根据权利要求1所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：步骤(2)中截获用户的文件操作之后，通过物理空间的传感设备和文件系统信息，获得当前用户所在空间的情境信息和文件的语义信息，组织成独立的一个文件操作记录，自动更新到文件相对应的情境流描述文件中，更新文件的历史操作情境流。

5.根据权利要求1所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：步骤(4)中，利用步骤(2)记录的用户对文件的历史操作信息和步骤(1)所获得的用户当前所在空间的情境信息，计算在当前情境中，用户可能需要的文件，进行文件推荐。

6.根据权利要求1所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：步骤(5)中，利用步骤(2)记录的用户历史操作信息和用户输入的情境信息，进行基于情境信息的文件查询。

7.根据权利要求1所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：根据步骤(2)所得的用户操作历史信息，以名值对的形式构建基于情境信息和文件语义的虚拟目录；即虚拟目录中使用的信息为用户历史操作中的情境信息和文件的语义信息作为目录名，对文件进行映射。

8.根据权利要求5所述的基于情境流的文件管理方法，其特征是：文件推荐列表生成包括下述步骤：

8.1)、根据用户当前空间中的情境信息和文件操作历史信息，计算当前情境和历史操作信息中描述的情境信息的相似性，根据相似权重提取历史操作集，即提取出和当前情境相似的情境下的文件操作信息。

8.2)、根据步骤8.1)中提取的操作记录集，计算当前情境和各种类型文件的相关性；

8.3)、根据步骤8.2)获得的相关性权重和最近若干次文件操作，生成当前情境下的文件的推荐列表。

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