In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur Entwicklung und Evolution ontologiegetriebener Softwaresysteme erarbeitet. Ontologiegetriebene Softwaresysteme sind Softwaresysteme, bei denen Ontologien als zentrale Designdokumente zum Einsatz kommen. Ontologien sind gleichzeitig zentrale Bestandteile des ausführbaren Systems und dienen zur Strukturbeschreibung und Datenhaltung. Dabei werden Teile des Softwaresystems automatisch aus den Strukturbeschreibungen der Ontologie abgeleitet. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Weiterentwicklung solcher Systeme und stellt dafür einen Katalog von Ontologie-Refactorings auf. Es werden mehrere Werkzeuge, gemeinsam als OntoMore bezeichnet, implementiert, um die Umsetzbarkeit des aufgestellten Konzepts zu zeigen. OntoMore kann Ontologien in Metamodelle und Modelle des EMF umwandeln und somit in Softwaresysteme integrieren. Außerdem ist es in der Lage, Refactorings auf beiden Strukturen synchron auszuführen. Dieser Prozess wird als Co-Refactoring bezeichnet. Damit wird die konsistente Evolution von Ontologien und Modellen sichergestellt. Die Implementierung wird anhand einer Beispiel-Ontologie zum Freelancer-Management evaluiert.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Motivation
- Zielsetzung
- Gliederung
- Grundlagen
- Modellgetriebene Softwareentwicklung
- Refactoring
- Ontologien und semantische Techniken
- Grundlagen semantischer Techniken
- Ontologien
- Definition und Begriffe
- Die Web Ontology Language (OWL)
- Ontologie-Syntaxen
- Beschreibungslogiken, Teilsprachen und Profile
- Abfragen mit SPARQL
- Beispiele für Ontologien
- Ontologie-Evolution und Versionierung
- Unterschiede zwischen Ontologie-Evolution und Refactoring
- Zukünftige Entwicklungen — Linked Data
- Zusammenfassung
- Eingesetzte Werkzeuge
- Verbindung von Ontologien und Modellen mit OntoMoPP
- Generisches Modell-Refactoring mit Refactory
- Stand der Forschung
- Abbildung von Ontologien auf Domänenmodelle
- Einsatz von Ontologien in der Modellierung
- OWL als Modellierungssprache für Ontologien
- Modelle durch Ontologien erweitern
- Abbildungen zwischen Ontologien und Datenbanken
- Einsatz von Ontologien in der Modellierung
- Ontologie-Evolution
- Anforderungen an Ontologie-Evolution
- Elementare und komplexe Änderungsoperationen
- KAON — Das Karlsruhe Ontology and Semantic Web Framework
- Das NeOn-Toolkit
- Protégé
- Bewertung vorhandener Systeme zur Ontologie-Evolution
- Co-Evolution von Metamodellen und Modellen
- Zusammenfassung
- Abbildung von Ontologien auf Domänenmodelle
- Konzept zur Entwicklung und Evolution ontologiegetriebener Softwaresysteme
- Gesamtkonzept
- OWL-Ecore-Transformation
- Refactorings für OWL und Ecore
- Definition und Katalog von Ontologie-Refactorings
- Schema eines Ontologie-Refactorings
- Beispiel eines Ontologie-Refactorings
- Co-Refactoring
- Definition und Ansätze
- Herleitung und Architekturvergleich
- Der CoRefactorer
- Zusammenfassung
- Praktische Umsetzung
- Architektur und eingesetzte Techniken
- Testgetriebene Entwicklung
- OWL-Ecore-Transformator
- Refactoring mit Refactory
- CoRefactorer
- Zusammenfassung
- Evaluation
- Die Beispiel-Ontologie: FrOnto
- Bewertung der Umsetzung
- Grenzen der Umsetzung
- Grenzen der Konzeption
- Zusammenfassung
- Zusammenfassung
- Ergebnisse
- Das Gesamtkonzept
- Beziehung zwischen Ontologien und Domänenmodellen
- Konzeption von Refactorings und Co-Refactorings
- Implementierung von OntoMore
- Evaluation anhand einer Beispiel-Ontologie
- Ausblick
- Ergebnisse
- Anhang
- Weitere Ontologie-Refactorings
- Auswirkungen von Ontologie-Refactorings bezüglich der Datenmigration
- Die MiniFrOnto vor und nach dem Refactoring
- Refactoring mit der OWL-API
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Listings
- Abkürzungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
Häufig gestellte Fragen
Was ist ontologiegetriebene Softwareentwicklung?
Dabei dienen Ontologien als zentrale Designdokumente, die sowohl für die Strukturbeschreibung als auch für die Datenhaltung im ausführbaren System genutzt werden.
Was bedeutet „Co-Refactoring“?
Co-Refactoring bezeichnet das synchrone Ausführen von Refactorings auf Ontologien und den daraus abgeleiteten Metamodellen, um Konsistenz zu gewährleisten.
Welche Aufgabe hat das Werkzeug „OntoMore“?
OntoMore kann Ontologien in Metamodelle des Eclipse Modeling Frameworks (EMF) umwandeln und Refactorings über beide Strukturen hinweg synchronisieren.
Wofür wird die Web Ontology Language (OWL) genutzt?
OWL wird als formale Sprache zur Definition der Ontologien verwendet, die die Basis für die automatische Ableitung von Systemteilen bilden.
Warum ist Refactoring bei Ontologien notwendig?
Es dient der Evolution und Verbesserung der internen Struktur von Ontologien, ohne deren äußeres Verhalten zu ändern, was für die Wartbarkeit von Softwaresystemen essenziell ist.
- Citation du texte
- Erik Tittel (Auteur), 2011, Refactoring in der Ontologiegetriebenen Softwareentwicklung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/177623
