基于软件工程应用的本体设计及实践探析

 

基于软件工程应用的本体设计及实践探析

 

文/白懿婧

 

本文对软件工程应用的本体设计环节进行了概述，分析了本体在软件工程中的具体应用，以供同行参考。

 

【关键词】软件工程应用 本体设计 实践

 

目前，我国对软件工程应用的重视程度逐渐提高，本体是软件工程中的重要内容，可以提供精确的定义术语源，这些术语可以再应用软件、组织、人群中得到有效沟通，使应用者达成共识。软件工程属于知识领域，其本体的设计仍不够完整详细，仅仅描述了软件工程方面达成专家共识的词条、概念、定义及意义。

 

此外，这些概念应该重视相互关系，并通过这些关系实现语义的共享。设计开发软件工程的本体，应该允许复用并共享所有积累的知识。本体源于哲学概念，即对科学进行研究，从而描述事物本质。近几年，本体作为描述知识和信息抽象的工具，在计算机领域得到应用，例如数据库设计、知识工程、集成系统、机器翻译和语言处理等。软件工程是信息技术行业的重要学科，但是目前，软件工程应用的知识仍依赖经验，没有达成普遍认可的概念，使开发人员与企业在合作时需要大量时间进行磨合。对软件工程本体进行合理设计，能够促进软件工程的应用和发展，为使用者提供有效服务，对其本体进行选择具有重要研究价值。

 

1 软件工程应用中的本体设计

 

1.1 本体设计规划

 

首先，要明确设计本体的目标，需要与上层或其他领域的本体整体留出接口，软件工程应用本体以其知识体系和知识库为主要目标；其次，对软件工程的概念及其关系进行整理，总结本体包含的所有概念，划分层次和模块；再次，将整理出的信息通过本体编辑工具进行编写，以网络本体语言的形式表示出来；最后，要确定工作中需要的硬件、软件、人员组织，合理配置资源。

 

1.2 获取本体信息

 

获取本体信息是建设知识本体的关键，获取信息的主要通过复用现存本体和利用相关方法两条途径。将这两种方法有效结合，能够获取更加准确和完整的本体信息。

 

1.2.1 复用现存本体

 

这是获取本体信息的基本方法，也是最切实可行的方法，即复用在各个学科领域已经得到广泛应用的分类表和叙词表。

 

1.2.2 利用相关方法

 

如果不存在可用的分类表和叙词表，获取本体信息可以采取如下方法：

 

（1）组织专家承建。每个领域的专家都掌握了该领域的知识，能够准确地提供或描述本体基本信息。

 

（2）通过知识获取工具从数据库中提取。可以将不同领域的数据库视为该领域知识源，通过专业的获取技术，例如学习技术、交互技术。E-R 手段、数据字典等，提取专业定义，挖掘学科领域的基本知识。

 

1.3 确定本体的概念和关系

 

主要是确定本体的主要定义术语，揭示不同概念的相互关系，构筑本体概念模型。首先，要明确知识核心本体的概念集合。设计核心本体不追求完美，仅仅需要提取领域中重要的概念及关系，便于日后扩展。对领域的信息进行收集，能够了解相关知识，信息来源自网络、书籍或专家等资料，然后确定需构建的软件工程的核心本体。其次，设计本体概念的关系，即将获取的概念形成概念体系。根据收集和分析信息的情况，在实践中得到的主要结果包括类的概念、属性概念、关系概念；再次，揭示该领域内的主要关系。软件工程应用于开发软件的过程中，因此软件工程的本体侧重于研究软件过程。软件过程包括四个维度，其中角色维度由单个角色、团队机构、其他参与者构成；过程维度包括在软件生命周期的活动和任务；方法维度包括工具和方法；配置维度包括软件结构和组成，例如产品、数据、文档、程序等。这四个维度构成的四维模型体现了软件生产的完整场景。

 

1.4 本体形式化编码

 

在该环节，使用网络本体语言对本体进行描述，即用已经定义的元本体形式化地描述概念及关系，主要是定义类及其子类、具备的特性和属性。大多数本体利用专业编辑工具进行编写，完成后的本件仍以网络本体语言的格式保存。在软件工程中，本体中概念的名称，包括类的名称、槽和注释可以创建类的属性，并进一步约束其属性取值。在本体设计阶段，主要采用的是自顶向下的方法，随着构建本体的深入，逐渐增加子类。

 

2 软件工程中本体的应用

 

2.1 软件工程应用的知识体系

 

对软件工程本体的应用主要集中在知识在软件工程教学方面的应用。软件工程应用的本体通过网络本体语言表述，并导入到数据库当中，学习者可以利用相应的应用程序获得相关知识。学习者可以自行选择所需内容，通过显示界面充分掌握软件工程的知识。

 

2.2 软件工程应用的知识库

 

软件工程应用的核心本体初步构建完成，以此为基础可以对新的概念和属性进行定义，有助于软件工程本体的完善和扩展。设置概念属性为概念与其相应术语的替换提供了保障。但是对一个企业来说，本体仅属于框架，并不能对其软件过程进行掌控，还需要将概念组织起来，形成知识体系。企业要根据自身实际情况建立属于自己的知识库或其原有数据库进行扩展。

 

3 总结

 

长期以来，软件工程应用本体的分类并不明确，没有形成统一的标准，无法有效控制概念分类的合理性和一致性。在设计软件工程的本体时，可以借鉴参考元特性理论，对概念分类进行指导。将概念的特性视为出发点，总结归纳其元特性，通过逻辑公式严格定义概念的元特性。元特性有助于软件工程师明确分类关系，识别分类结构，设计出更加科学合理的知识本体，为领域知识共享奠定坚实的基础。

 

参考文献

 

[1]方芳,史子生,曾庆英.基于软件工程领域本体的构建[J].科技成果纵横 ,2012(02):40-43.

 

[2]蔡皎洁,张玉峰.基于软件工程开发的领域本体构建研究[J].现代情报 ,2012,32(08):37-40.

 

作者单位

 

内蒙古交通职业技术学院  内蒙古自治区赤峰市  024005

 

基于软件工程应用的本体设计及实践探析

 

文/白懿婧

 

本文对软件工程应用的本体设计环节进行了概述，分析了本体在软件工程中的具体应用，以供同行参考。

 

【关键词】软件工程应用 本体设计 实践

 

目前，我国对软件工程应用的重视程度逐渐提高，本体是软件工程中的重要内容，可以提供精确的定义术语源，这些术语可以再应用软件、组织、人群中得到有效沟通，使应用者达成共识。软件工程属于知识领域，其本体的设计仍不够完整详细，仅仅描述了软件工程方面达成专家共识的词条、概念、定义及意义。

 

此外，这些概念应该重视相互关系，并通过这些关系实现语义的共享。设计开发软件工程的本体，应该允许复用并共享所有积累的知识。本体源于哲学概念，即对科学进行研究，从而描述事物本质。近几年，本体作为描述知识和信息抽象的工具，在计算机领域得到应用，例如数据库设计、知识工程、集成系统、机器翻译和语言处理等。软件工程是信息技术行业的重要学科，但是目前，软件工程应用的知识仍依赖经验，没有达成普遍认可的概念，使开发人员与企业在合作时需要大量时间进行磨合。对软件工程本体进行合理设计，能够促进软件工程的应用和发展，为使用者提供有效服务，对其本体进行选择具有重要研究价值。

 

1 软件工程应用中的本体设计

 

1.1 本体设计规划

 

首先，要明确设计本体的目标，需要与上层或其他领域的本体整体留出接口，软件工程应用本体以其知识体系和知识库为主要目标；其次，对软件工程的概念及其关系进行整理，总结本体包含的所有概念，划分层次和模块；再次，将整理出的信息通过本体编辑工具进行编写，以网络本体语言的形式表示出来；最后，要确定工作中需要的硬件、软件、人员组织，合理配置资源。

 

1.2 获取本体信息

 

获取本体信息是建设知识本体的关键，获取信息的主要通过复用现存本体和利用相关方法两条途径。将这两种方法有效结合，能够获取更加准确和完整的本体信息。

 

1.2.1 复用现存本体

 

这是获取本体信息的基本方法，也是最切实可行的方法，即复用在各个学科领域已经得到广泛应用的分类表和叙词表。

 

1.2.2 利用相关方法

 

如果不存在可用的分类表和叙词表，获取本体信息可以采取如下方法：

 

（1）组织专家承建。每个领域的专家都掌握了该领域的知识，能够准确地提供或描述本体基本信息。

 

（2）通过知识获取工具从数据库中提取。可以将不同领域的数据库视为该领域知识源，通过专业的获取技术，例如学习技术、交互技术。E-R 手段、数据字典等，提取专业定义，挖掘学科领域的基本知识。

 

1.3 确定本体的概念和关系

 

主要是确定本体的主要定义术语，揭示不同概念的相互关系，构筑本体概念模型。首先，要明确知识核心本体的概念集合。设计核心本体不追求完美，仅仅需要提取领域中重要的概念及关系，便于日后扩展。对领域的信息进行收集，能够了解相关知识，信息来源自网络、书籍或专家等资料，然后确定需构建的软件工程的核心本体。其次，设计本体概念的关系，即将获取的概念形成概念体系。根据收集和分析信息的情况，在实践中得到的主要结果包括类的概念、属性概念、关系概念；再次，揭示该领域内的主要关系。软件工程应用于开发软件的过程中，因此软件工程的本体侧重于研究软件过程。软件过程包括四个维度，其中角色维度由单个角色、团队机构、其他参与者构成；过程维度包括在软件生命周期的活动和任务；方法维度包括工具和方法；配置维度包括软件结构和组成，例如产品、数据、文档、程序等。这四个维度构成的四维模型体现了软件生产的完整场景。

 

1.4 本体形式化编码

 

在该环节，使用网络本体语言对本体进行描述，即用已经定义的元本体形式化地描述概念及关系，主要是定义类及其子类、具备的特性和属性。大多数本体利用专业编辑工具进行编写，完成后的本件仍以网络本体语言的格式保存。在软件工程中，本体中概念的名称，包括类的名称、槽和注释可以创建类的属性，并进一步约束其属性取值。在本体设计阶段，主要采用的是自顶向下的方法，随着构建本体的深入，逐渐增加子类。

 

2 软件工程中本体的应用

 

2.1 软件工程应用的知识体系

 

对软件工程本体的应用主要集中在知识在软件工程教学方面的应用。软件工程应用的本体通过网络本体语言表述，并导入到数据库当中，学习者可以利用相应的应用程序获得相关知识。学习者可以自行选择所需内容，通过显示界面充分掌握软件工程的知识。

 

2.2 软件工程应用的知识库

 

软件工程应用的核心本体初步构建完成，以此为基础可以对新的概念和属性进行定义，有助于软件工程本体的完善和扩展。设置概念属性为概念与其相应术语的替换提供了保障。但是对一个企业来说，本体仅属于框架，并不能对其软件过程进行掌控，还需要将概念组织起来，形成知识体系。企业要根据自身实际情况建立属于自己的知识库或其原有数据库进行扩展。

 

3 总结

 

长期以来，软件工程应用本体的分类并不明确，没有形成统一的标准，无法有效控制概念分类的合理性和一致性。在设计软件工程的本体时，可以借鉴参考元特性理论，对概念分类进行指导。将概念的特性视为出发点，总结归纳其元特性，通过逻辑公式严格定义概念的元特性。元特性有助于软件工程师明确分类关系，识别分类结构，设计出更加科学合理的知识本体，为领域知识共享奠定坚实的基础。

 

参考文献

 

[1]方芳,史子生,曾庆英.基于软件工程领域本体的构建[J].科技成果纵横 ,2012(02):40-43.

 

[2]蔡皎洁,张玉峰.基于软件工程开发的领域本体构建研究[J].现代情报 ,2012,32(08):37-40.

 

作者单位

 

内蒙古交通职业技术学院  内蒙古自治区赤峰市  024005

 

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