Описание доменов средствами онтологии

Для отображения знаний в определенной проблемной области используются концепты. Источниками знаний могут быть терминологические или толковые словари в близких проблемных областях, требования на разработку ПС и другие документы.

Начальным шагом построения онтологии является выявление существенных объектов ПрО, установление отношений между ними и предоставление им уникальных наименований. Для классов объектов выбираются имена, уникальные в границах домена.

Источником поиска объектов ПрО могут быть те понятия проблемной области, которым соответствуют отдельные задачи по достижению определенных профессиональных целей в компьютерном виде и могут быть использованы при обращении к системе. Таким образом, происходит последовательная декомпозиция сложной проблемы, которую можно выявить в домене ПрО:

• 1) проблема трансформируется в совокупность целей, необходимых для ее применения;
• 2) каждая из целей трансформируется в совокупность возможных примеров использования системы, которые отражаются в сценарии;
• 3) сценарии трансформируются в процессе их анализа в совокупность взаимодействующих объектов.

Определенная таким образом цепочка проблема — цели или работы — сценарии — объекты отображает степени концептуализации для достижения понимания проблемы, последовательного снижения сложности ее частей и повышения уровня формализации моделей последних. Для объектов устанавливаются атрибуты, связи и состояния.

Анализ ПрО состоит в моделировании ее характеристик. Первая задача, которая решается при построении семейств ПС, — это функциональность в данной ПрО. Традиционным подходом к ее решению являются построение характеристических диаграмм {feature diagram) и DSL описание ПрО. Распространение онтологического подхода в разных отраслях науки обусловило проведение исследований применительно к моделированию ПрО и конкретизации подхода FDD.

Онтология применяется для описания понятий и их связей в домене, удобном для разработки члена СПС в языке XML.

Одной из новых сфер применения онтологического подхода являются описания ПрО в DSL и трансформация этих моделей в программный код.

Проектирование домена в языке DSL включает в себя анализ ПрО, в который входят:

• 1) идентификация ПрО;
• 2) сбор знаний о ПрО;
• 3) кластеризация этих знаний в терминах семантических понятий и операций над ними;
• 4) проектирование проблемного языка типа DSL, который хорошо описывает понятия ПрО и их использование.

Следующий шаг — это реализация ПрО, которая включает:

• 1) создание библиотек для реализации семантических понятий;
• 2) создание компиляторов для варианта языка DSL;
• 3) описание в DSL программ ПрО и их компиляцию.

Моделирование ПрО называется доменной инженерией {domain

engineering). Для моделирования используются следующие методологии анализа ПрО: ODM {Organizational Domain Modeling), FODA {FeatureOriented Domain Analysis), DSSA {Domain Specific Software Architectures). Кроме того, сложились подходы к разработке семейств: Lucent, FAST {Family-Oriented Abstraction, Specification and Translation). Семейства программ отождествляются с линиями программных продуктов (Product Line / Product Family).

Разработка некоторой онтологии предусматривает глубокий структурный анализ ПрО и включает в себя следующие действия:

• 1) выделение концептов — базовых понятий данной ПрО;
• 2) определение «высоты дерева онтологии» — количество уровней абстракции;
• 3) распределение концептов по уровням;
• 4) построение связей между концептами;
• 5) консультации с разными специалистами для исключения противоречий и неточностей.

Процесс построения онтологии является итеративным.

Методология построения онтологии допускает обозначение целей и области применения создаваемой онтологии, а также построение онтологии, которая включает следующие действия:

• 1) фиксацию знаний о ПрО, определение основных понятий и их отношений в выбранной ПрО; создание точных непротиворечивых определений для каждого основного понятия;
• 2) выбор или разработку специального языка для представления онтологии;
• 3) непосредственное задание фиксированной концептуализации на выбранном языке представления знаний;
• 4) обеспечение возможности использовать знания ПрО;
• 5) отделение знаний об ПрО от оперативных знаний.