[論文レビュー] Knowware: the third star after Hardware and Software

Ruqian Lu|ArXiv.org|Nov 27, 2007

Big Data and Business Intelligence参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、ハードウェアとソフトウェアに並ぶITの第三の基盤として「ノウウェア」を提唱し、ソフトウェアとは独立した標準化された知識の形態として位置づける。アーキテクチャモデル、ライフサイクルフレームワーク（炉型、結晶化型、スパイラル型）、共同設計技術、および『ミックスウェア』（ノウウェアで強化されたソフトウェア）の概念を提示。開発にはタワー型およびラダー型モデルを用い、従来のWebサービスとは対照的にノウウェアに基づくWebサービスを提案する。

ABSTRACT

This book proposes to separate knowledge from software and to make it a commodity that is called knowware. The architecture, representation and function of Knowware are discussed. The principles of knowware engineering and its three life cycle models: furnace model, crystallization model and spiral model are proposed and analyzed. Techniques of software/knowware co-engineering are introduced. A software component whose knowledge is replaced by knowware is called mixware. An object and component oriented development schema of mixware is introduced. In particular, the tower model and ladder model for mixware development are proposed and discussed. Finally, knowledge service and knowware based Web service are introduced and compared with Web service. In summary, knowware, software and hardware should be considered as three equally important underpinnings of IT industry. Ruqian Lu is a professor of computer science of the Institute of Mathematics, Academy of Mathematics and System Sciences. He is a fellow of Chinese Academy of Sciences. His research interests include artificial intelligence, knowledge engineering and knowledge based software engineering. He has published more than 100 papers and 10 books. He has won two first class awards from the Academia Sinica and a National second class prize from the Ministry of Science and Technology. He has also won the sixth Hua Loo-keng Mathematics Prize.

研究の動機と目的

• ノウウェアをソフトウェアやハードウェアとは別個の、標準化された知識の形態として確立すること。
• 知識をソフトウェアに埋め込む方法の限界を克服するため、知識を独立したITコンponentとして抽象化する新たなレイヤーを提案すること。
• スケーラブルで保守可能な知識システムを実現するため、ノウウェアの体系的設計原則およびライフサイクルモデルを開発すること。
• 『ミックスウェア』という概念を通じて、ソフトウェアと知識の共同設計を可能にし、知識を従来のソフトウェアコンポONENTに統合すること。
• ノウウェアをWebサービスに統合する方法を検討し、知識配信およびサービスコンポジションの新しいパラダイムを提案すること。

提案手法

• ハードウェア、ソフトウェア、ノウウェアの三層構造をIT基盤として提唱し、ノウウェアを構造的かつ再利用可能な知識として位置づける。
• ノウウェアのための3つのライフサイクルモデルを導入する：炉型モデル（知識の抽出と精錼）、結晶化型モデル（構造的知識の統合）、スパイラル型モデル（リスク評価を伴う反復的開発）。
• オブジェクト指向およびコンポONENT指向設計原理を応用し、『ミックスウェア』（ノウウェアで強化されたソフトウェアコンポonent）の概念を構築する。
• タワー型モデルおよびラダー型モデルを、システム的でモジュラーかつスケーラブルなミックスウェア開発のためのアーキテクチャスキームとして提案する。
• 知識サービスおよびノウウェアベースのWebサービスを提唱し、意味的拡張性と動的知識構成の強調により、従来のWebサービスと対比する。
• ソフトウェア工学の原則を知識工学に適用し、ノウウェアシステムの体系的設計、検証、進化を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 知識をソフトウェアやハードウェアとは別個の第一級のIT商品として抽象化し、処理可能にする方法は何か？
• RQ2 ノウウェアの開発と進化に適したライフサイクルモデルは何か？
• RQ3 ノウウェアとソフトウェアを効果的に共同設計することで、機能性および知能性を向上させるハイブリッドシステム（ミックスウェア）を構築する方法は何か？
• RQ4 ノウウェアをソフトウェアシステムにスケーラブルかつ保守可能に統合するためのアーキテクチャモデルは何か？
• RQ5 ノウウェアベースのWebサービスは、従来のWebサービスと比べて、表現力および知能性の面でどのように異なるか、そしてどのように改善されるか？

主な発見

• ノウウェアは、ハードウェアやソフトウェアと同等の、独立的で不可欠なITエコシステムの構成要素として位置づけられ、再利用可能でモジュラーな商品としての知識の扱いを可能にする。
• 炉型、結晶化型、スパイラル型のモデルは、成熟度の異なる段階におけるノウウェアの開発と進化を体系的かつスケーラブルに支援するフレームワークを提供する。
• タワー型およびラダー型のモデルは、ミックスウェアの構築に実用的でコンポonent指向の設計スキームを提供し、ソフトウェアシステムへのモジュラーかつ拡張可能な知識統合を可能にする。
• ノウウェアベースのWebサービスは、従来のWebサービスに比べて表現力と意味的豊かさが向上しており、より知的かつ適応的なサービスコンポジションを実現する。
• ミックスウェアを通じたソフトウェアとノウウェアの共同設計により、完全な再コンパイルなしに動的知識の更新とシステムの適応性向上が可能になる。
• 本稿は、AI、知識管理、サービス指向アーキテクチャの分野に影響を及ぼす、知識工学をソフトウェアシステムにおける第一級の学問分野として確立する基盤フレームワークを構築した。