[论文解读] Software Engineering Modeling Applied to English Verb Classification (and Poetry)

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|Oct 26, 2017

Advanced Software Engineering Methodologies参考文献 7被引用 5

一句话总结

本文应用软件工程建模技术，特别是源自IPO（输入-处理-输出）模型的FM（功能建模）框架，对英语动词在过程中的语义角色进行分类。通过使用图示建模分析五个核心动词——create、process、receive、release 和 transfer，研究揭示了一个结构化的动词语义框架，该框架既支持系统建模，也提供语言学洞见，对自然语言处理和诗歌分析具有启示意义。

ABSTRACT

In requirements specification, software engineers create a textual description of the envisioned system as well as develop conceptual models using such tools as Universal Modeling Language (UML) and System Modeling Language (SysML). One such tool, called FM, has recently been developed as an extension of the INPUT-PROCESS-OUTPUT (IPO) model. IPO has been used extensively in many interdisciplinary applications and is described as one of the most fundamental and important of all descriptive tools. This paper is an attempt to understanding the PROCESS in IPO. The fundamental way to describe PROCESS is in verbs. This use of language has an important implication for systems modeling since verbs express the vast range of actions and movements of all things. It is clear that modeling needs to examine verbs. Accordingly, this paper involves a study of English verbs as a bridge to learn about processes, not as linguistic analysis but rather to reveal the semantics of processes, particularly the five verbs that form the basis of FM states: create, process, receive, release, and transfer. The paper focuses on verb classification, and specifically on how to model the action of verbs diagrammatically. From the linguistics point of view, according to some researchers, further exploration of the notion of verb classes is needed for real-world tasks such as machine translation, language generation, and document classification. Accordingly, this non-linguistics study may benefit linguistics.

研究动机与目标

• 研究英语动词在软件工程过程建模中的语义角色，作为基础构成要素。
• 开发一种基于动词在过程中功能角色的图示建模方法，用于动词分类。
• 通过聚焦动作动词作为过程语义的承载者，弥合软件工程建模与语言学分析之间的鸿沟。
• 探讨动词分类如何提升系统建模的精确性，并支持机器翻译和文档分类等应用。
• 通过语义分析，展示基于动词的建模在诗歌等创造性领域中的适用性。

提出的方法

• 将FM（功能建模）框架——IPO模型的扩展——应用于分析动词作为过程描述符的角色。
• 识别并分类五个核心动词——create、process、receive、release 和 transfer——为FM模型中的基本状态。
• 使用图示表示法，对动词在过程流中的语义角色进行建模，强调动作与转化。
• 将动词分类系统应用于软件需求和诗歌语言中的实际案例，以验证语义一致性。
• 借鉴语言学理论，论证动词类别在建模动态系统中的功能重要性。
• 采用非语言学、面向系统的视角探索动词语义，避免传统语言学分析方法。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何系统地使用英语动词描述IPO模型的过程组件？
• RQ2 在系统建模中，哪些动词的语义角色定义了基本过程状态？
• RQ3 动词分类在多大程度上能提升软件需求建模的精确性？
• RQ4 五个动词——create、process、receive、release 和 transfer——在过程建模中如何作为语义锚点发挥作用？
• RQ5 基于FM的动词分类模型能否在诗歌等非技术领域中得到有意义的应用？

主要发现

• 五个动词——create、process、receive、release 和 transfer——构成一个最小且语义连贯的集合，能够捕捉FM框架中过程建模的基本状态。
• 动词的图示建模能够清晰地可视化和分类过程动作，从而提升系统规格说明的清晰度。
• 研究表明，基于功能角色的动词分类可显著提升软件工程中需求建模的表达力。
• 该方法揭示了诗歌语言中一致的语义模式，表明诗歌结构可通过过程动词的视角进行分析。
• 该模型为将语言学语义整合到系统建模中提供了基础，具有在机器翻译和自然语言处理中应用的潜力。
• 本研究提出了一种新颖的非语言学动词分类方法，支持技术性与创造性文本分析。