UML类图转换到OWL DL本体的一种形式化方法的研究

论文摘要

现阶段的万维网在信息表达与检索方面存在着一些严重的缺陷,为了解决这些缺陷,Tim Berners-Lee提出了下一代因特网的概念——语义Web （SemanticWeb）。在语义Web的七层结构中,本体层拥有核心地位。目前标准的语义Web本体语言是OWL,它被定义成三个表达能力递增的子语言OWL Lite, OWL DL与OWL Full。其中OWL DL的表达能力较强,推理支持能力也较强。基于本体在语义Web中拥有的核心地位,因此要发展语义Web,其前提就是要构建丰富的语义Web本体。但是利用工具手工创建本体的方法费时、费力,使得本体的构建成为一项艰巨的任务,本体建设成为了语义Web发展的瓶颈。UML已经成为了业界公认的建模标准,被大家广泛接受,有大量工具支持。因此,如何对UML加以利用来建设语义Web本体,已经成为了一个重要的课题。UML模型推理支持能力很弱,因此提取UML类图中已定义的知识,把它转换到OWL DL本体,实现UML类图中知识的再利用,这为本体建设提供了一条有效的途径。本文对UML类图与OWL DL中的元素进行了详细的分析与比较,总结了’UML类图与OWL DL元素的相似处与不同点,提出了一种UML类图到OWL DL本体的形式化的映射方法,在映射过程中尽最大可能的保持UML类图的语义信息。在该形式化映射方法的基础上,开发了一个转换工具用于完成从UML类图到OWL DL本体的转换。转换工具的实现表明了本文提出的形式化映射方法的可行性与有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 语义Web的应用前景
• 1.1.2 语义Web的层次结构
• 1.2 研究的意义
• 1.2.1 本体在语义Web中的作用
• 1.2.2 本体学习
• 1.3 研究现状
• 1.4 论文内容与结构
• 第2章 本体语言OWL
• 2.1 OWL的产生
• 2.1.1 本体语言的必备条件
• 2.1.2 RDF Schema在表示能力上的局限性
• 2.1.3 OWL的分类
• 2.2 OWL DL语言
• 2.2.1 语法
• 2.2.2 头信息
• 2.2.3 类
• 2.2.4 属性
• 2.2.5 属性约束
• 2.2.6 个体
• 2.2.7 小结
• 第3章 UML类图与OWL DL的比较
• 3.1 UML类图
• 3.1.1 类
• 3.1.2 类的高级特性
• 3.1.3 关系
• 3.2 UML类图与OWL DL特征的比较
• 3.2.1 相似的元素
• 3.2.2 二者特有的元素
• 3.3 小结
• 第4章 UML类图到OWL DL本体的映射方法
• 4.1 UML类图与OWL DL的逻辑基础
• 4.1.1 OWL DL的逻辑基础
• 4.1.2 UML类图的逻辑基础
• 4.2 UML类图与OWL DL本体的形式化定义
• 4.2.1 UML类图的形式化定义
• 4.2.2 OWL DL本体的形式化定义
• 4.3 UML类图到OWL DL本体的映射规则
• 4.3.1 词汇表映射到本体标识符集
• 4.3.2 创建OWL DL公理
• 4.4 小结
• 第5章 转换工具的设计与实现
• 5.1 系统的设计
• 5.1.1 系统的功能
• 5.1.2 系统结构
• 5.1.3 内存数据结构
• 5.2 系统实现
• 5.2.1 UML元数据的提取
• 5.2.2 数据转换
• 5.2.3 输出本体
• 5.3 小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢