基于软件工程开发的领域本体构建研究

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1、基于软件工程开发的领域本体构建研究基于软件工程开发的领域本体构建研究　　目前流行的领域本体构建方法有：英国Edinbunrgh大学AI应用研究所的Enterprise项目组开发的骨架法，该方法使用middleout开发方式提供与商业和企业有关的术语及其定义的集合；加拿大Toronto大学企业集成实验室开发了TOVE项目本体，通过该本体来建立指定知识的逻辑模型；Bernaras等人开发的欧洲EapritKACTUS项目中由应用来控制本体的开发，每个应用都有相应的知识本体，这些本体即能复用其他的本体，又能集成到项目以后的本体应用中；西班牙Madrid理工大学

2、AI实验室开发的，Methontology法构建知识级本体；美国SouthernCalifornia大学信息科学研究所开发的Sensus法，主要通过自然语言处理，提取和合并不同电子知识源的信息而得到该领域本体的内容。　　本文借鉴了上述传统领域本体构建方法中的基本思想，并在构建框架中融合了软件工程开发方法中的结构化开发方法和原型化开发方法。　　1传统领域本体构建方法分析　　1.1共同点分析　　纵观上述骨架法、评估法、Bernaras、Methonotology及Sensus方法构建领域本体过程中的思路，它们之间存在以下共同点：　　（1）许多本体构建方法都以

3、一个具体任务为起点，这样易于知识的获取和本体功能的描述。　　（2）本体构建大致可划分为阶段法（如骨架法）和演化法（如Methontology法）。　　（3）在构建过程中可分为非形式化描述本体和用正规描述语言形式化描述本体前后两个阶段。　　（4）希望通过累积的方法构建本体，即先构建一个基础本体，然后做进一步开发。　　（5）对于由同一个基础本体构建出的领域本体，由于高层概念的共享，本体系统之间具有互操作能力。　　1.2缺陷分析　　IEEE10741995标准是软件开发生命周期过程的标准，其中包括模型阶段、项目管理阶段、软件开发阶段与集成阶段4个开发阶段，其中

4、软件开发阶段的具体步骤如下：　　（1）开发前期：主要进行可行性研究等活动；　　（2）开发阶段：主要进行需求分析、设计和实现等活动；　　（3）开发后期：主要进行软件的安装、试运行、操作和维护等活动。　　与IEEE10741995标准对比而言，目前领域本体构建还远远没有成为一种工程性活动，还具有如下缺陷：　　（1）没有一种方法是完全成熟的，不论是Bemaras法、Sensus法、骨架法、评估法，还是Methontology法。　　（2）缺乏工程化的本体本文由.L.收集整理通用构造方法和标准。由于每个研发团队处于不同的学科领域，虽然总结出各个领域不同的开发方法

5、和体系结构，但是各个本体开发方法都不尽统一，缺乏通用的标准。　　本文在领域本体构建过程中扬弃上述5种领域本体构建方法中的优缺点，而且借鉴了软件工程开发的基本标准。　　2基于软件工程开发的领域本体构建　　2.1构建框架　　本文在领域本体框架构建的形式上采用结构化方法中分段式模式，将整个领域本体构建过程分为领域本体规划阶段、领域本体分析阶段、领域本体设计阶段、领域本体实施阶段及领域本体运行阶段，每个阶段都有自己独立的目标及主要任务，前一阶段任务的完成是后一阶段任务开始的前提和基础，后一阶段任务通常是对前一阶段提出的解决问题方法的进一步具体化，即该过程是按照软

6、件工程开发的生命周期流程来逐步解决问题的。在领域本体分析阶段，根据领域本体规划阶段提出的具体要求和目标，采用原型化方法不断地对分析结果进行修改和完善。其构建框架如图1所示。　　2.2构建框架分析　　2.2.1领域本体规划阶段　　（1）确定领域本体的用途和范围　　确定领域本体范围的方式之一是设计并填写本体的性能调查表，以下从需求的角度对本体支持的性能调查表进行简单的分类：　　①需求细化。需求细化过程必须满足何种标准？会产生多余的需求吗？需求是客户的清晰表述吗？　　②需求追溯能力。需求还能分解吗？需求的来源是什么？谁记录需求？需求在特定的设计团队中适用吗？　

7、　③需求满足。需求能够满足吗？两个或多个需求间相互冲突吗？更高抽象级别的需求怎样满足评估？　　④文档生成。需求属于哪类文档？哪些是与需求文档中的段落相符的需求？不属于客户报告的需求有哪些（商业机密）？　　⑤升级。这是需求的最新版本吗？需求的旧版本有哪些？为什么还要改变需求？变化对需求文档的一致性和完整性有影响吗？　　（2）考虑复用现有领域本体　　一些本体已经初具规模，可以在网上找到相应的本体库及相关资料，在具体开发之前，有必要在这些本体中寻找系统可以重用的本体，这样可以省去元本体和顶层本体的建立，而把本体建立的目标重点放在领域本体的建立上。　　2.2.2

8、领域本体分析阶段　　（1）定义类和类层次　　类描述了领域的概念而非单词。在类和类