面向事实的概念建模方法研究综述

领域概念知识建模是构建信息系统分析的关键技术和任务之一,同时也是知识工程的瓶颈问题,其难点在于如何正确完整地捕捉和验证领域专家的知识。ER和UML等有属性特性的建模方法能够很好地描述领域知识,但却难以让领域专家确认知识的正确性和完整性。面向事实的信息建模(FOM)是一种完全面向自然语言交流的领域概念知识建模方法,是一种理想的概念建模和本体工程辅助工具。简要分析了概念建模过程,比较了不同概念建模方法,介绍了FOM的技术演化过程,从业务规则、动态建模、模型抽象机制、模型转换和工程应用等方面评述了FOM的研究现状和待研究问题。

使用OWL DL形式化表达对象角色建模模型

对象角色建模(ORM)方法已应用于本体工程,因此需要将ORM模型转换为OWL DL公理,以便将ORM本体发布到语义Web上,同时还可使用支持DL的推理机来检查ORM本体的语义一致性和冗余问题。通过模型语义分析、模型等价转换、引入新的运算符和特性等方法,提出将ORM模型形式化表达为OWL DL公理的规则。除了外部唯一约束等四种约束外,其他形态的ORM模型都可以形式化表达为OWL DL公理。

ORM模型转换为OWL2公理的映射规则

对象角色建模方法ORM目前已发展成为一种本体工程方法。需要将ORM表达的领域知识发布到语义Web上,以供不同应用系统共享和交换。OWL2是W3C推荐使用的语义Web本体语言。探讨了将ORM模型映射为OWL2公理的方法,通过模型等价变换和引入新的公理,给出了所有可行的模型映射规则。

基于ORM的OWL2本体可视化表达

无相关技术背景的领域专家较难直接阅读和理解OWL 2本体。为此,提出一种使用对象角色建模(ORM)可视化表达OWL 2本体的方法,并介绍一系列相应规则。通过语义等价的模型变换和扩展构造原语,使用ORM可视化表达OWL 2的构造原语、类表达式、类公理、对象特性公理、数据特性公理和键公理。实验结果表明,内置数据类型、类等价公理和对象特性的传递性公理需要对ORM进行扩展才能表达,其余OWL 2类和公理均可语义无损地转换为ORM模型。

面向事实建模方法ORM的一阶逻辑形式化分析

对象角色建模方法是一种完全面向交流的面向事实概念建模方法,目前已发展到2.0版,已应用于本体论工程,因此需要对其进行形式化以分析其本体表达能力。Halpin定义了一种知识表达语言KL,并使用KL形式化分析了早期版本的ORM。借鉴Halpin的研究成果,采用经典的一阶逻辑语言L全面地分析了ORM 2.0的形式化语义。