基于軟件工程應用的本體設計及實踐探析

 

基于軟件工程應用的本體設計及實踐探析

 

文/白懿婧

 

本文對軟件工程應用的本體設計環節進行了概述，分析了本體在軟件工程中的具體應用，以供同行參考。

 

【關鍵詞】軟件工程應用 本體設計 實踐

 

目前，我國對軟件工程應用的重視程度逐漸提高，本體是軟件工程中的重要內容，可以提供精確的定義術語源，這些術語可以再應用軟件、組織、人群中得到有效溝通，使應用者達成共識。軟件工程屬于知識領域，其本體的設計仍不夠完整詳細，僅僅描述了軟件工程方面達成專家共識的詞條、概念、定義及意義。

 

此外，這些概念應該重視相互關系，并通過這些關系實現語義的共享。設計開發軟件工程的本體，應該允許復用并共享所有積累的知識。本體源于哲學概念，即對科學進行研究，從而描述事物本質。近幾年，本體作為描述知識和信息抽象的工具，在計算機領域得到應用，例如數據庫設計、知識工程、集成系統、機器翻譯和語言處理等。軟件工程是信息技術行業的重要學科，但是目前，軟件工程應用的知識仍依賴經驗，沒有達成普遍認可的概念，使開發人員與企業在合作時需要大量時間進行磨合。對軟件工程本體進行合理設計，能夠促進軟件工程的應用和發展，為使用者提供有效服務，對其本體進行選擇具有重要研究價值。

 

1 軟件工程應用中的本體設計

 

1.1 本體設計規劃

 

首先，要明確設計本體的目標，需要與上層或其他領域的本體整體留出接口，軟件工程應用本體以其知識體系和知識庫為主要目標；其次，對軟件工程的概念及其關系進行整理，總結本體包含的所有概念，劃分層次和模塊；再次，將整理出的信息通過本體編輯工具進行編寫，以網絡本體語言的形式表示出來；最后，要確定工作中需要的硬件、軟件、人員組織，合理配置資源。

 

1.2 獲取本體信息

 

獲取本體信息是建設知識本體的關鍵，獲取信息的主要通過復用現存本體和利用相關方法兩條途徑。將這兩種方法有效結合，能夠獲取更加準確和完整的本體信息。

 

1.2.1 復用現存本體

 

這是獲取本體信息的基本方法，也是最切實可行的方法，即復用在各個學科領域已經得到廣泛應用的分類表和敘詞表。

 

1.2.2 利用相關方法

 

如果不存在可用的分類表和敘詞表，獲取本體信息可以采取如下方法：

 

（1）組織專家承建。每個領域的專家都掌握了該領域的知識，能夠準確地提供或描述本體基本信息。

 

（2）通過知識獲取工具從數據庫中提取。可以將不同領域的數據庫視為該領域知識源，通過專業的獲取技術，例如學習技術、交互技術。E-R 手段、數據字典等，提取專業定義，挖掘學科領域的基本知識。

 

1.3 確定本體的概念和關系

 

主要是確定本體的主要定義術語，揭示不同概念的相互關系，構筑本體概念模型。首先，要明確知識核心本體的概念集合。設計核心本體不追求完美，僅僅需要提取領域中重要的概念及關系，便于日后擴展。對領域的信息進行收集，能夠了解相關知識，信息來源自網絡、書籍或專家等資料，然后確定需構建的軟件工程的核心本體。其次，設計本體概念的關系，即將獲取的概念形成概念體系。根據收集和分析信息的情況，在實踐中得到的主要結果包括類的概念、屬性概念、關系概念；再次，揭示該領域內的主要關系。軟件工程應用于開發軟件的過程中，因此軟件工程的本體側重于研究軟件過程。軟件過程包括四個維度，其中角色維度由單個角色、團隊機構、其他參與者構成；過程維度包括在軟件生命周期的活動和任務；方法維度包括工具和方法；配置維度包括軟件結構和組成，例如產品、數據、文檔、程序等。這四個維度構成的四維模型體現了軟件生產的完整場景。

 

1.4 本體形式化編碼

 

在該環節，使用網絡本體語言對本體進行描述，即用已經定義的元本體形式化地描述概念及關系，主要是定義類及其子類、具備的特性和屬性。大多數本體利用專業編輯工具進行編寫，完成后的本件仍以網絡本體語言的格式保存。在軟件工程中，本體中概念的名稱，包括類的名稱、槽和注釋可以創建類的屬性，并進一步約束其屬性取值。在本體設計階段，主要采用的是自頂向下的方法，隨著構建本體的深入，逐漸增加子類。

 

2 軟件工程中本體的應用

 

2.1 軟件工程應用的知識體系

 

對軟件工程本體的應用主要集中在知識在軟件工程教學方面的應用。軟件工程應用的本體通過網絡本體語言表述，并導入到數據庫當中，學習者可以利用相應的應用程序獲得相關知識。學習者可以自行選擇所需內容，通過顯示界面充分掌握軟件工程的知識。

 

2.2 軟件工程應用的知識庫

 

軟件工程應用的核心本體初步構建完成，以此為基礎可以對新的概念和屬性進行定義，有助于軟件工程本體的完善和擴展。設置概念屬性為概念與其相應術語的替換提供了保障。但是對一個企業來說，本體僅屬于框架，并不能對其軟件過程進行掌控，還需要將概念組織起來，形成知識體系。企業要根據自身實際情況建立屬于自己的知識庫或其原有數據庫進行擴展。

 

3 總結

 

長期以來，軟件工程應用本體的分類并不明確，沒有形成統一的標準，無法有效控制概念分類的合理性和一致性。在設計軟件工程的本體時，可以借鑒參考元特性理論，對概念分類進行指導。將概念的特性視為出發點，總結歸納其元特性，通過邏輯公式嚴格定義概念的元特性。元特性有助于軟件工程師明確分類關系，識別分類結構，設計出更加科學合理的知識本體，為領域知識共享奠定堅實的基礎。

 

參考文獻

 

[1]方芳,史子生,曾慶英.基于軟件工程領域本體的構建[J].科技成果縱橫 ,2012(02):40-43.

 

[2]蔡皎潔,張玉峰.基于軟件工程開發的領域本體構建研究[J].現代情報 ,2012,32(08):37-40.

 

作者單位

 

內蒙古交通職業技術學院  內蒙古自治區赤峰市  024005

 

基于軟件工程應用的本體設計及實踐探析

 

文/白懿婧

 

本文對軟件工程應用的本體設計環節進行了概述，分析了本體在軟件工程中的具體應用，以供同行參考。

 

【關鍵詞】軟件工程應用 本體設計 實踐

 

目前，我國對軟件工程應用的重視程度逐漸提高，本體是軟件工程中的重要內容，可以提供精確的定義術語源，這些術語可以再應用軟件、組織、人群中得到有效溝通，使應用者達成共識。軟件工程屬于知識領域，其本體的設計仍不夠完整詳細，僅僅描述了軟件工程方面達成專家共識的詞條、概念、定義及意義。

 

此外，這些概念應該重視相互關系，并通過這些關系實現語義的共享。設計開發軟件工程的本體，應該允許復用并共享所有積累的知識。本體源于哲學概念，即對科學進行研究，從而描述事物本質。近幾年，本體作為描述知識和信息抽象的工具，在計算機領域得到應用，例如數據庫設計、知識工程、集成系統、機器翻譯和語言處理等。軟件工程是信息技術行業的重要學科，但是目前，軟件工程應用的知識仍依賴經驗，沒有達成普遍認可的概念，使開發人員與企業在合作時需要大量時間進行磨合。對軟件工程本體進行合理設計，能夠促進軟件工程的應用和發展，為使用者提供有效服務，對其本體進行選擇具有重要研究價值。

 

1 軟件工程應用中的本體設計

 

1.1 本體設計規劃

 

首先，要明確設計本體的目標，需要與上層或其他領域的本體整體留出接口，軟件工程應用本體以其知識體系和知識庫為主要目標；其次，對軟件工程的概念及其關系進行整理，總結本體包含的所有概念，劃分層次和模塊；再次，將整理出的信息通過本體編輯工具進行編寫，以網絡本體語言的形式表示出來；最后，要確定工作中需要的硬件、軟件、人員組織，合理配置資源。

 

1.2 獲取本體信息

 

獲取本體信息是建設知識本體的關鍵，獲取信息的主要通過復用現存本體和利用相關方法兩條途徑。將這兩種方法有效結合，能夠獲取更加準確和完整的本體信息。

 

1.2.1 復用現存本體

 

這是獲取本體信息的基本方法，也是最切實可行的方法，即復用在各個學科領域已經得到廣泛應用的分類表和敘詞表。

 

1.2.2 利用相關方法

 

如果不存在可用的分類表和敘詞表，獲取本體信息可以采取如下方法：

 

（1）組織專家承建。每個領域的專家都掌握了該領域的知識，能夠準確地提供或描述本體基本信息。

 

（2）通過知識獲取工具從數據庫中提取。可以將不同領域的數據庫視為該領域知識源，通過專業的獲取技術，例如學習技術、交互技術。E-R 手段、數據字典等，提取專業定義，挖掘學科領域的基本知識。

 

1.3 確定本體的概念和關系

 

主要是確定本體的主要定義術語，揭示不同概念的相互關系，構筑本體概念模型。首先，要明確知識核心本體的概念集合。設計核心本體不追求完美，僅僅需要提取領域中重要的概念及關系，便于日后擴展。對領域的信息進行收集，能夠了解相關知識，信息來源自網絡、書籍或專家等資料，然后確定需構建的軟件工程的核心本體。其次，設計本體概念的關系，即將獲取的概念形成概念體系。根據收集和分析信息的情況，在實踐中得到的主要結果包括類的概念、屬性概念、關系概念；再次，揭示該領域內的主要關系。軟件工程應用于開發軟件的過程中，因此軟件工程的本體側重于研究軟件過程。軟件過程包括四個維度，其中角色維度由單個角色、團隊機構、其他參與者構成；過程維度包括在軟件生命周期的活動和任務；方法維度包括工具和方法；配置維度包括軟件結構和組成，例如產品、數據、文檔、程序等。這四個維度構成的四維模型體現了軟件生產的完整場景。

 

1.4 本體形式化編碼

 

在該環節，使用網絡本體語言對本體進行描述，即用已經定義的元本體形式化地描述概念及關系，主要是定義類及其子類、具備的特性和屬性。大多數本體利用專業編輯工具進行編寫，完成后的本件仍以網絡本體語言的格式保存。在軟件工程中，本體中概念的名稱，包括類的名稱、槽和注釋可以創建類的屬性，并進一步約束其屬性取值。在本體設計階段，主要采用的是自頂向下的方法，隨著構建本體的深入，逐漸增加子類。

 

2 軟件工程中本體的應用

 

2.1 軟件工程應用的知識體系

 

對軟件工程本體的應用主要集中在知識在軟件工程教學方面的應用。軟件工程應用的本體通過網絡本體語言表述，并導入到數據庫當中，學習者可以利用相應的應用程序獲得相關知識。學習者可以自行選擇所需內容，通過顯示界面充分掌握軟件工程的知識。

 

2.2 軟件工程應用的知識庫

 

軟件工程應用的核心本體初步構建完成，以此為基礎可以對新的概念和屬性進行定義，有助于軟件工程本體的完善和擴展。設置概念屬性為概念與其相應術語的替換提供了保障。但是對一個企業來說，本體僅屬于框架，并不能對其軟件過程進行掌控，還需要將概念組織起來，形成知識體系。企業要根據自身實際情況建立屬于自己的知識庫或其原有數據庫進行擴展。

 

3 總結

 

長期以來，軟件工程應用本體的分類并不明確，沒有形成統一的標準，無法有效控制概念分類的合理性和一致性。在設計軟件工程的本體時，可以借鑒參考元特性理論，對概念分類進行指導。將概念的特性視為出發點，總結歸納其元特性，通過邏輯公式嚴格定義概念的元特性。元特性有助于軟件工程師明確分類關系，識別分類結構，設計出更加科學合理的知識本體，為領域知識共享奠定堅實的基礎。

 

參考文獻

 

[1]方芳,史子生,曾慶英.基于軟件工程領域本體的構建[J].科技成果縱橫 ,2012(02):40-43.

 

[2]蔡皎潔,張玉峰.基于軟件工程開發的領域本體構建研究[J].現代情報 ,2012,32(08):37-40.

 

作者單位

 

內蒙古交通職業技術學院  內蒙古自治區赤峰市  024005