白懿婧

本文對(duì)軟件工程應(yīng)用的本體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行了概述，分析了本體在軟件工程中的具體應(yīng)用，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】軟件工程應(yīng)用 本體設(shè)計(jì) 實(shí)踐

目前，我國對(duì)軟件工程應(yīng)用的重視程度逐漸提高，本體是軟件工程中的重要內(nèi)容，可以提供精確的定義術(shù)語源，這些術(shù)語可以再應(yīng)用軟件、組織、人群中得到有效溝通，使應(yīng)用者達(dá)成共識(shí)。軟件工程屬于知識(shí)領(lǐng)域，其本體的設(shè)計(jì)仍不夠完整詳細(xì)，僅僅描述了軟件工程方面達(dá)成專家共識(shí)的詞條、概念、定義及意義。此外，這些概念應(yīng)該重視相互關(guān)系，并通過這些關(guān)系實(shí)現(xiàn)語義的共享。設(shè)計(jì)開發(fā)軟件工程的本體，應(yīng)該允許復(fù)用并共享所有積累的知識(shí)。

本體源于哲學(xué)概念，即對(duì)科學(xué)進(jìn)行研究，從而描述事物本質(zhì)。近幾年，本體作為描述知識(shí)和信息抽象的工具，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、知識(shí)工程、集成系統(tǒng)、機(jī)器翻譯和語言處理等。軟件工程是信息技術(shù)行業(yè)的重要學(xué)科，但是目前，軟件工程應(yīng)用的知識(shí)仍依賴經(jīng)驗(yàn)，沒有達(dá)成普遍認(rèn)可的概念，使開發(fā)人員與企業(yè)在合作時(shí)需要大量時(shí)間進(jìn)行磨合。對(duì)軟件工程本體進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，能夠促進(jìn)軟件工程的應(yīng)用和發(fā)展，為使用者提供有效服務(wù)，對(duì)其本體進(jìn)行選擇具有重要研究價(jià)值。

1 軟件工程應(yīng)用中的本體設(shè)計(jì)

1.1 本體設(shè)計(jì)規(guī)劃

首先，要明確設(shè)計(jì)本體的目標(biāo)，需要與上層或其他領(lǐng)域的本體整體留出接口，軟件工程應(yīng)用本體以其知識(shí)體系和知識(shí)庫為主要目標(biāo)；其次，對(duì)軟件工程的概念及其關(guān)系進(jìn)行整理，總結(jié)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(jìn)行編寫，以網(wǎng)絡(luò)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(shè)知識(shí)本體的關(guān)鍵，獲取信息的主要通過復(fù)用現(xiàn)存本體和利用相關(guān)方法兩條途徑。將這兩種方法有效結(jié)合，能夠獲取更加準(zhǔn)確和完整的本體信息。

1.2.1 復(fù)用現(xiàn)存本體

這是獲取本體信息的基本方法，也是最切實(shí)可行的方法，即復(fù)用在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的分類表和敘詞表。

1.2.2 利用相關(guān)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(gè)領(lǐng)域的專家都掌握了該領(lǐng)域的知識(shí)，能夠準(zhǔn)確地提供或描述本體基本信息。

（2）通過知識(shí)獲取工具從數(shù)據(jù)庫中提取?？梢詫⒉煌I(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫視為該領(lǐng)域知識(shí)源，通過專業(yè)的獲取技術(shù)，例如學(xué)習(xí)技術(shù)、交互技術(shù)。E-R手段、數(shù)據(jù)字典等，提取專業(yè)定義，挖掘?qū)W科領(lǐng)域的基本知識(shí)。

1.3 確定本體的概念和關(guān)系

主要是確定本體的主要定義術(shù)語，揭示不同概念的相互關(guān)系，構(gòu)筑本體概念模型。首先，要明確知識(shí)核心本體的概念集合。設(shè)計(jì)核心本體不追求完美，僅僅需要提取領(lǐng)域中重要的概念及關(guān)系，便于日后擴(kuò)展。對(duì)領(lǐng)域的信息進(jìn)行收集，能夠了解相關(guān)知識(shí)，信息來源自網(wǎng)絡(luò)、書籍或?qū)＜业荣Y料，然后確定需構(gòu)建的軟件工程的核心本體。其次，設(shè)計(jì)本體概念的關(guān)系，即將獲取的概念形成概念體系。根據(jù)收集和分析信息的情況，在實(shí)踐中得到的主要結(jié)果包括類的概念、屬性概念、關(guān)系概念；再次，揭示該領(lǐng)域內(nèi)的主要關(guān)系。軟件工程應(yīng)用于開發(fā)軟件的過程中，因此軟件工程的本體側(cè)重于研究軟件過程。軟件過程包括四個(gè)維度，其中角色維度由單個(gè)角色、團(tuán)隊(duì)機(jī)構(gòu)、其他參與者構(gòu)成；過程維度包括在軟件生命周期的活動(dòng)和任務(wù)；方法維度包括工具和方法；配置維度包括軟件結(jié)構(gòu)和組成，例如產(chǎn)品、數(shù)據(jù)、文檔、程序等。這四個(gè)維度構(gòu)成的四維模型體現(xiàn)了軟件生產(chǎn)的完整場景。

1.4 本體形式化編碼

在該環(huán)節(jié)，使用網(wǎng)絡(luò)本體語言對(duì)本體進(jìn)行描述，即用已經(jīng)定義的元本體形式化地描述概念及關(guān)系，主要是定義類及其子類、具備的特性和屬性。大多數(shù)本體利用專業(yè)編輯工具進(jìn)行編寫，完成后的本件仍以網(wǎng)絡(luò)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(chuàng)建類的屬性，并進(jìn)一步約束其屬性取值。在本體設(shè)計(jì)階段，主要采用的是自頂向下的方法，隨著構(gòu)建本體的深入，逐漸增加子類。

2 軟件工程中本體的應(yīng)用

2.1 軟件工程應(yīng)用的知識(shí)體系

對(duì)軟件工程本體的應(yīng)用主要集中在知識(shí)在軟件工程教學(xué)方面的應(yīng)用。軟件工程應(yīng)用的本體通過網(wǎng)絡(luò)本體語言表述，并導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，學(xué)習(xí)者可以利用相應(yīng)的應(yīng)用程序獲得相關(guān)知識(shí)。學(xué)習(xí)者可以自行選擇所需內(nèi)容，通過顯示界面充分掌握軟件工程的知識(shí)。

2.2 軟件工程應(yīng)用的知識(shí)庫

軟件工程應(yīng)用的核心本體初步構(gòu)建完成，以此為基礎(chǔ)可以對(duì)新的概念和屬性進(jìn)行定義，有助于軟件工程本體的完善和擴(kuò)展。設(shè)置概念屬性為概念與其相應(yīng)術(shù)語的替換提供了保障。但是對(duì)一個(gè)企業(yè)來說，本體僅屬于框架，并不能對(duì)其軟件過程進(jìn)行掌控，還需要將概念組織起來，形成知識(shí)體系。企業(yè)要根據(jù)自身實(shí)際情況建立屬于自己的知識(shí)庫或其原有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行擴(kuò)展。

3 總結(jié)

長期以來，軟件工程應(yīng)用本體的分類并不明確，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，無法有效控制概念分類的合理性和一致性。在設(shè)計(jì)軟件工程的本體時(shí)，可以借鑒參考元特性理論，對(duì)概念分類進(jìn)行指導(dǎo)。將概念的特性視為出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)歸納其元特性，通過邏輯公式嚴(yán)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(guān)系，識(shí)別分類結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的知識(shí)本體，為領(lǐng)域知識(shí)共享奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市 024005endprint