[论文解读] An Object-Oriented Metamodel for Bunge-Wand-Weber Ontology

Arvind W. Kiwelekar, Rushikesh K. Joshi|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 2010

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 12被引用 7

一句话总结

本文提出了一种基于UML的面向对象元模型，用于Bunge-Wand-Weber（BWW）本体论，实现了信息系统中现实世界实体的系统化概念建模。通过使用UML类图和类型化模型形式化表达BWW的本体类别及其关系，该方法增强了知识表示和系统分析中的软件工程清晰度与可重用性。

ABSTRACT

A UML based metamodel for Bunge-Wand-Weber (BWW) ontology is presented. BWW ontology is a generic framework for analysis and conceptualization of real world objects. It includes categories that can be applied to analyze and classify objects found in an information system. In the context of BWW ontology, the metamodel is a representation of the ontological categories and relationships among them. An objective behind developing an object-oriented metamodel has been to model BWW ontology in terms of widely used notions in software development. The main contributions of this paper are a classification for ontological categories, a description template, and representations through UML and typed based models.

研究动机与目标

• 通过面向对象原则形式化Bunge-Wand-Weber（BWW）本体论，以提升其在软件工程中的集成能力。
• 解决信息系设计中BWW本体类别缺乏标准化建模技术的问题。
• 提供一个可重用的正式框架，用于分类和表示现实世界实体及其关系。
• 通过基于UML的表示方法，弥合概念本体建模与实际软件开发之间的差距。
• 通过标准化模板和类型化模型，提升知识获取与系统分析中的清晰度与一致性。

提出的方法

• 设计一种基于UML的元模型，将BWW的核心本体类别表示为类，其关系表示为关联。
• 定义BWW本体类别的分类方案，如物理对象、过程和属性。
• 创建一种描述模板，以标准化本体实体及其属性的文档化。
• 使用UML类图和类型化模型表示元模型，以确保类型安全与可重用性。
• 应用该元模型，通过面向对象抽象对现实世界信息系统组件进行建模。
• 通过在SWeCKa 2007研讨会中应用该方法，对协作式知识获取案例进行验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效利用面向对象原则对Bunge-Wand-Weber本体论进行建模？
• RQ2 哪些形式化表示技术能够提升BWW本体类别在软件开发中的清晰度与可重用性？
• RQ3 标准化描述模板在使用BWW进行知识建模时，如何提升一致性？
• RQ4 基于UML的建模在多大程度上能够改善信息系统中现实世界实体的概念化？
• RQ5 形式化BWW本体论为可重用元模型所需的关键结构与语义组件是什么？

主要发现

• 所提出的基于UML的元模型成功地将BWW的本体类别表示为一等建模构造。
• 将本体类别分类为不同且可重用的类型，提升了模型的可维护性与可重用性。
• 描述模板实现了本体实体的一致性文档化，提升了知识共享与协作效率。
• 将BWW本体论与UML集成，为软件工程师在系统设计中应用本体论原则提供了实用路径。
• 该元模型支持类型化建模，减少了概念建模中的歧义，提升了类型安全性。
• 该方法在SWeCKa 2007研讨会中针对语义网在协作式知识获取中的应用，已在真实场景中得到验证。