基于本体与刻面描述相结合的构件检索研究

论文摘要

软件复用被视为提高软件生产率和质量的有效途径,而如何在可复用的软件构件库中找到需要的构件是一个需要解决的难题。随着网络技术的广泛应用,不同构件模型的复用构件将不断增多,能否提供一个有效的工具或方法,使开发者检索到符合新系统需要的构件成为基于构件的软件开发面临的一个核心问题。传统的构件描述与检索方式,如基于刻面描述和分类的构件检索,由于缺乏构件的语义信息描述,用户难以精确检索到与需求匹配的构件资源,查准率和查全率不高。本文在刻面描述基础上引入本体的概念,建立起基于刻面的构件分类和描述结构,建立构件本体,并利用本体对用户提交的检索请求进行语义扩展,提高构件检索的查准率和查全率。本文从本体语义的角度对如何利用本体对构件检索进行了研究。主要工作为:1.首先对当前有代表性的构件库系统的分类和检索技术进行分析,重点分析了构件的刻面分类方法,提出采用XML技术实现构件的刻面描述方案,介绍了XML以及树匹配模型相关技术特点。参照国内外相关学术成果,给出了具体的刻面描述实现,从而建立起软件构件库系统的构件数据模型。2.对本体的定义、描述方法、构建工具以及如何构建进行研究,采用OWL语言对本体进行描述,形式化地定义概念及概念之间的关系,提出了一个面向对象的领域本体构建方法,并根据该方法建立CEM(高校教育管理)领域本体。3.在构件的刻面检索的基础上引入本体,结合刻面分类信息和领域信息,建立了一个比较合理的软件构件本体模型,用于软构件的语义检索。该模型结合了构件的刻面分类信息和领域信息,充分考虑了本体的语义完整性。4.提出了基于本体和刻面描述相结合的检索模型和算法,并在构件生成与组装平台(CPAP)得以实现。5.最后,总结本文所做的主要工作,并展望了下一阶段的工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状和主要存在的问题
• 1.2.1 构件库及构件检索国内外研究现状
• 1.2.2 目前构件检索存在的问题
• 1.3 本文的研究内容和主要工作
• 1.4 论文的组织与结构安排
• 2 软构件技术和构件检索方法综述
• 2.1 构件概念
• 2.1.1 构件定义
• 2.1.2 构件的形式化描述
• 2.2 构件的分类检索技术
• 2.2.1 构件分类检索的必要性
• 2.2.2 构件的分类技术
• 2.2.3 构件的检索技术
• 2.3 构件检索的评价准则
• 2.4 本章小结
• 3 基于刻面分类的构件检索
• 3.1 刻面检索综述
• 3.1.1 刻面检索概述
• 3.1.2 构件的刻面描述模型概述
• 3.2 刻面检索过程
• 3.3 构件的描述语言选择
• 3.3.1 XML 概述
• 3.3.2 XML 表示构件模型的优势
• 3.4 刻面树匹配思想研究
• 3.4.1 XML 到树的映射
• 3.4.2 树及映射的定义
• 3.4.3 树匹配模型研究
• 3.4.4 几种树匹配模型的比较
• 3.4.5 刻面检索的不足与解决方法
• 3.5 本章小结
• 4 本体及本体构建方法的研究
• 4.1 本体的定义
• 4.2 本体的分类
• 4.3 本体描述语言OWL
• 4.4 本体的构建
• 4.4.1 本体的构建准则
• 4.4.2 本体的构建方法
• 4.4.3 本体构建过程
• 4.4.4 基于本体的语义检索的基本思想
• 4.5 本体结合刻面检索的优势
• 4.6 本章小结
• 5 基于本体与刻面描述相结合的构件检索模型与算法研究
• 5.1 构件的检索模型
• 5.2 构件检索步骤
• 5.3 本体语义扩展与推理
• 5.3.1 语义扩展
• 5.3.2 语义推理
• 5.4 构件的检索算法
• 5.4.1 算法描述
• 5.4.2 算法分析
• 5.5 本章小结
• 6 构件检索方法在CPAP 平台的实现
• 6.1 CPAP 平台
• 6.1.1 课题来源
• 6.1.2 CPAP 平台简介
• 6.1.3 CPAP 的设计理念
• 6.1.4 构件查询模块
• 6.2 系统重要技术方案的选择
• 6.3 CPAP 平台中构件检索的刻面实现
• 6.3.1 CPAP 平台构件的刻面描述
• 6.3.2 构件的XML 表示
• 6.4 CEM（高校教育管理）领域本体的建立
• 6.4.1 CEM 中类和关系的确定
• 6.4.2 CEM 本体OWL 文件描述
• 6.5 构件检索实现
• 6.6 构件搜索的部分界面
• 6.7 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 本文的主要工作与贡献
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在攻读硕士学位期间参与项目与发表的论文