[论文解读] 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 3

一句话总结

本文提出一种将软件产品线（SPL）特征模型转换为OWL本体的方法，并利用Zotonic框架自动生成Web应用程序。通过将本体中的特征、约束和业务逻辑映射到Zotonic的类别和谓词系统，该方法实现了端到端的SPL应用实现，证明了本体能够通过链接数据潜力，弥合问题空间建模与解决方案空间实现之间的鸿沟。

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.

研究动机与目标

• 弥合SPL工程中特征模型建模（问题空间）与应用实现（解决方案空间）之间的差距。
• 利用OWL本体实现SPL特征的机器可处理、语义丰富的表示。
• 通过本体驱动的框架集成，演示从特征模型端到端生成应用的过程。
• 通过标准化本体与Web服务集成，支持重用、一致性检查以及链接数据发布。

提出的方法

• 使用一对一映射将特征图元素（特征、约束、属性）转换为OWL类、对象属性和数据类型属性。
• 利用推理引擎验证生成的OWL本体的一致性。
• 将OWL本体作为输入集成到Zotonic Web框架中以生成应用。
• 将OWL类映射到Zotonic类别，将对象属性映射到Zotonic谓词，实现结构对齐。
• 通过检测与预定义触发器匹配的数据类型属性名称来实现业务逻辑，支持自动值计算。
• 执行两阶段脚本流程：首先构建站点，然后运行映射器将本体定义的结构注入Zotonic的管理端和用户界面模板中。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否将特征模型正式表示为OWL本体，以同时支持一致性检查和应用实现？
• RQ2 特征图中的约束和关系如何语义化地映射到本体，再映射到Web应用框架？
• RQ3 本体驱动方法在多大程度上能够实现SPL应用的自动化、可重用及语义互操作生成？
• RQ4 在SPL中，使用同一本体同时支持问题空间建模和解决方案空间实现是否可行？

主要发现

• 所提出的方法成功将AISCO特征模型映射为OWL本体，并利用Zotonic框架生成了一个完全功能的Web应用程序。
• 本体驱动的应用支持基于数据类型属性的动态表单生成，并基于属性名称模式集成业务逻辑。
• OWL中的对象属性被成功转换为Zotonic谓词，实现了应用实体之间的语义关系。
• 该系统证明了OWL本体可发挥双重作用：既可用于特征模型的形式化验证，也可作为应用生成的直接输入。
• 生成的应用通过Web服务暴露数据，每个特征均被分配一个URI，实现了与外部本体（如ORG）的对齐，支持链接数据发布。