基于Ontology的嵌入式软件构件描述及其应用研究

摘要

目前嵌入式领域软件开发方法不利于嵌入式系统的发展，如何将高级的构件技术应用到嵌入式系统软件开发中，以便快速灵活高效地设计系统，已成为其发展的关键。传统的构件描述与检索方式，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，所以不能很好地实现资源共享和复用的目的。
　　 针对上述问题，本文将本体论引入到嵌入式构件的描述中，重点阐述了基于Ontology的嵌入式构件的描述方案与检索应用。本文专注于嵌入式领域，详细分析了嵌入式领域构件的特点，构建了特定的嵌入式领域的构件库，实验证明，基于Ontology的嵌入式构件检索在查全率和查准率都有所提高，能有效缩短嵌入式系统软件开发周期。
　　 本文工作主要体现在以下几个方面：
　　 首先，通过对构件、构件库和构件检索技术及相关理论的研究，把本体论的思想引入到构件和构件库的描述中。通过对嵌入式领域构件的分析，提出了一种基于Ontology的嵌入式软件构件描述方案。该方案拥有比以往基于演绎，框架和刻面的描述方案更强的检索需求表达能力。并就Ontology演化规则进行了研究，在以往工作的基础上总结出一种Ontology演化框架模型。
　　 其次，整理了嵌入式领域软件的知识结构，应用基于Ontology的构件建模理论，采用OWL语言和Protégé工具构建了嵌入式构件本体库。
　　 最后，运用Jena对本文构建的嵌入式构件本体进行简单的构件检索应用，提出基于Ontology的嵌入式构件（OEC）检索算法。并对检索结果简要地进行了查全率和查准率分析。本文所构建的嵌入式软件构件本体能解决嵌入式领域构件的语义查询问题，能提高构件的查全率和查准率，特别是在查全率上有明显改善。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的目标和内容

1.3.1 本文研究的目标

1.3.2 本文研究的内容

1.4 本文的组织结构

第二章 嵌入式软件构件和Ontology技术介绍

2.1 软件构件

2.1.1 构件的定义

2.1.2 构件的特征

2.1.3 构件的分类

2.2 嵌入式软件构件及其特性

2.3 Ontology描述语言OWL

2.4 Ontology编辑工具Protégé概述

2.5 Ontology演化研究

2.5.1 Ontology演化的原因

2.5.2 Ontology演化的一般过程

2.5.3 Ontology演化框架模型

2.6 本章小结

第三章 基于Ontology的嵌入式软件构件描述方案

3.1 嵌入式软件构件模型

3.2 嵌入式领域本体的建立

3.2.1 领域本体的概念

3.2.2 建立本体的规则

3.2.3 领域本体的构建模式

3.2.4 嵌入式构件本体的建立

3.3 基于Ontology的嵌入式构件描述方案

3.3.1 构件的语义信息

3.3.2 基于Ontology的嵌入式构件描述方案

3.3.3 嵌入式构件本体

3.3.4 基于Ontology的嵌入式构件描述语言OECDL

3.3.5 嵌入式构件信息描述表

3.3.6 生成OWL文件并入库

3.4 本章小结

第四章 基于Ontology的嵌入式构件检索系统的研究设计与实现

4.1 基于Ontology的嵌入式软件构件检索系统概述

4.1.1 嵌入式软件构件检索系统的体系结构

4.1.2 嵌入式软件构件检索系统的功能模块

4.2 实现工具Jena概述

4.2.1 Jena概述

4.2.2 Jena的组成部分

4.3 主要功能实现

4.3.1 本体建立模块

4.3.2 本体管理模块

4.3.3 本体检索模块

4.4 系统的检索算法

4.5 系统的关键代码

4.6 基于Ontology的嵌入式软件构件检索系统评价

4.6.1 性能评价指标

4.6.2 实验分析与系统评价

4.7 本章小结

第五章 结论与未来的工作

5.1 结论

5.2 存在的问题与未来的工作

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文