[論文レビュー] Feature Model-to-Ontology for SPL Application Realisation

Iis Afriyanti, Faiq Miftakhul Falakh+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 2017

Semantic Web and Ontologies参考文献 3被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、ソフトウェア製品線（SPL）の機能モデルをOWLオントロジーに変換し、Zotonicフレームワークを介して自動的にWebアプリケーションを生成する手法を提案する。オントロジーから特徴、制約、ビジネスロジックをZotonicのカテゴリおよび述語システムにマッピングすることで、エンドツーエンドのSPLアプリケーション実現が可能となり、オントロジーが問題空間モデリングと解決空間実装の間を橋渡しし、リンクデータの可能性を有するものであることが示された。

ABSTRACT

Feature model are widely used to capture commonalities and variabilities of artefacts in Software Product Line (SPL). Several studies have discussed the formal representation of feature diagram using ontologies with different styles of mapping. However, they still focused on the ontology approach for problem space and keep the solution space aside. In this paper, we present the modelling of feature model using OWL ontology and produce an application based on the ontology. Firstly, we map the features in a running example feature diagram to OWL classes and properties. Secondly, we verify the consistency of the OWL ontology by using reasoning engines. Finally, we use the ontology as an input of Zotonic framework for application realisation.

研究の動機と目的

• SPL工学における機能モデルモデリング（問題空間）とアプリケーション実現（解決空間）のギャップを埋めること。
• OWLオントロジーを用いて機械処理可能で意味的に豊富なSPL機能表現を可能にすること。
• オントロジー駆動のフレームワーク統合を通じて、機能モデルからのエンドツーエンドのアプリケーション生成を実証すること。
• 標準化されたオントロジーおよびWebサービス統合を通じて、再利用、一貫性の検証、リンクデータ公開を支援すること。

提案手法

• 特徴図の要素（特徴、制約、プロパティ）を1対1の変換により、OWLクラス、オブジェクトプロパティ、データ型プロパティにマッピングする。
• 推論エンジンを用いて生成されたOWLオントロジーの一貫性を検証する。
• 生成されたOWLオントロジーをZotonicWebフレームワークへの入力として統合し、アプリケーション生成を実行する。
• OWLクラスをZotonicのカテゴリ、オブジェクトプロパティをZotonicの述語にマッピングし、構造的整合性を確保する。
• 事前定義されたトリガーに一致するデータ型プロパティ名を検出することで、ビジネスロジックを実装し、自動的な値計算を可能にする。
• 2段階のスクリプト処理を実行する：まずサイトをビルドし、次にマッパーを実行してオントロジーで定義された構造をZotonicの管理およびユーザーインターフェーステンプレートに挿入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 機能モデルを形式的にOWLオントロジーとして表現できるか。これにより一貫性の検証とアプリケーション実現が可能になるか？
• RQ2 特徴図内の制約と関係を、意味的にオントロジーにマッピングし、その後Webアプリケーションフレームワークにマッピングできるか？
• RQ3 オントロジー駆動のアプローチによって、自動的で再利用可能かつ意味的に相互運用可能なSPLアプリケーション生成がどの程度可能になるか？
• RQ4 同一のオントロジーをSPLにおける問題空間モデリングと解決空間実装の両方の目的に使用する可能性はどの程度あるか？

主な発見

• 提案手法は、AISCOの機能モデルを正しくOWLオントロジーに変換し、Zotonicフレームワークを用いて完全に機能するWebアプリケーションを生成した。
• オントロジーを活用したアプリケーションは、データ型プロパティの動的フォーム生成をサポートし、プロパティ名パターンに一致する条件に基づいたビジネスロジック統合を実現した。
• OWLのオブジェクトプロパティは、Zotonicの述語に成功裏に変換され、アプリケーションエンティティ間の意味的関係を実現した。
• システムは、OWLオントロジーが機能モデルの形式的検証とアプリケーション生成への直接入力の両方の役割を果たせることを示した。
• 生成されたアプリケーションはWebサービスを通じてデータを公開しており、各特徴にURIが割り当てられており、外部オントロジー（例：ORG）との整合性を保ち、リンクデータの公開を可能にした。