2. Опишите известные вам способы перевода сокращений.

Introduction

Until recently work on accepted practices in Systems and Software Engineering (SSE) has appeared somewhat disjointed from that breaking ground in the area of formal information .Representation on the World Wide Web (commonly referred to as the Semantic Web initiative). Yet obvious overlaps between both fields are apparent and many now acknowledge merit in a hybrid approach to IT systems development and deployment, combining Semantic Web technologies and techniques with more established development formalisms and languages like the Unified Modeling Language (UML). This is not only for the betterment of IT systems in general, but also for the future good of the Web, as systems and Web Services containing rich Semantic Web content start to come online. This note attempts to outline how Semantic Web technologies can be applied in Systems and Software Engineering, as well as the benefits such applications could bring. Firstly, we will review the rise of otitology driven architecture (ODA) in Section 2. We then, in Section 3, propose some ideas based on ODA and, more generally, on how Semantic Web technologies can be applied in Systems and Software Engineering. Some of these ideas are illustrated by the examples presented in Section 4. Finally, Section 5 outlines possible next steps in the near future.

History

Those who are familiar with the heritage of software development might correctly suggest that the application of formal logic and declarative knowledge representation in Systems and Software Engineering is not new, holding up much, good work in the areas of Automated Software Engineering, Formal Methods, Domain Theory, Relational Algebra and real-time and embedded systems engineering. Indeed, related approaches have seen much research for many decades now. The following list therefore aims to provide a brief overview of established academic work and industrial practice on which further discussions in this note are based.

• Knowledge-based Software Engineering

A field of endeavor established nearly twenty years ago, with its annual – conference (the International Conference on Software Engineering and Knowledge Engineering ["SEKE 2005"]) already in its 17th year. Relevant topics include AI approaches to Software Engineering, automated reasoning and software design, knowledge representation, retrieval, visualization and many more related topics.

• Goal-Driven Requirements Engineering

Since the early 1990s, research in this area has considered UML-based domain models as parts of software architectures. [Pohl 1999]

• Faceted Software Classification

The work on faceted software classification also goes back to the late 1980s. Its goal is to facilitate reuse of software components by attaching keywords to them, then are organized these into facets. [Pietro-Diaz 1991]

Following on from such works, modelling a common understanding of domains through formal and semi-formal methods has proven itself essential to advancing the practice. Modelling as a discipline for architecting, developing, communicating, and verifying abstract designs is now an integral best practice in Software Engineering, as in other engineering communities. Computer Aided Software Engineering (CASE), the Zachman framework for enterprise architecture and, more recently, Model Driven Architecture® (MDA®) are prominent examples of this approach. We will highlight the latter in the subsequent section.

Model Driven Architecture (MDA)

In the Object Management Group (OMG)'s MDA initiative, models are used not only for design and maintenance purposes, but as a basis for generating executable artifacts for downstream use. The MDA approach grew out of much of the standards work conducted in the 1990s in the Unified Modeling Language (UML). It encourages model-based Software Engineering through:

• specifying systems independently of the platforms that they will ultimately be deployed on,

• specifying the platforms themselves and enabling generation of the software artifacts specific to those platforms (e.g., J2EE, CORBA, IDE, WSDL),

• supporting platform selection, and

• enabling transformation of system specifications into specifications for particular deployment platforms.

Critical to the success of such an approach are firstly the notion of separation of architectural concerns at every step in the design process, and secondly well-designed models, models that can be used to orchestrate understanding of a design in all phases of the development lifecycle. MDA provides a methodology and the basic requirements for tools that prescribe the kinds of models that may be used at each design phase, how they should be developed to maximize reuse, portability, and interoperability, and the relationships among them to support such code generation. It insulates business applications from technology evolution through increased platform independence, portability and cross-platform interoperability, encouraging developers to focus their efforts on domain specificity.

The OMG's Meta Object Facility (MOF) standard defines the metadata architecture that is central to MDA-based computing. MOF tools use metamodels to generate code that manages metadata — as XML documents, CORBA objects, Java objects, WSDL services, and so forth. This generated code includes access mechanisms, or application programming interfaces, to read and manipulate, serialize and transform, and abstract the details of various interfaces based on access patterns. From a knowledge representation perspective, however, MDA only gets part of the job done. The suite of standards supporting the MDA initiative streamline the mechanics of managing and integrating models of various aspects of a system's design, but say little¹ about the underlying semantics of the domain being modeled.

Formal representation can help to limit ambiguity and improve quality not only in automation of business semantics but in overall engineering of complex systems. Yet, with increasing formality, tool support can be increasingly abstract, which makes methods more difficult to implement and may limit the freedom of expression available to the engineer. On the other hand, less formal approaches can be notoriously ambiguous: an isolated model, no matter how well specified, can be open to misinterpretation by those who are not familiar with the problem space. Supporting documentation can help alleviate such issues, but in practice, outside of the MDA community, development of documentation is frequently independent from actual model development. Further, MDA does not currently support automated consistency checking or validation, although much has been accomplished in related disciplines including Automated Software Engineering. While MDA provides a powerful and proven framework for Systems and Software Engineering, Semantic Web technologies can naturally extend it to enable representation of unambiguous domain vocabularies, model consistency checking, validation, and new capabilities that leverage increased expressivity in constraint representation. Semantic models, or ontologies, will augment the OMG standards and methodology stack, hence giving rise to Ontology Driven Architecture (ODA).

Введение

До недавнего времени разработка программного обеспечения и компьютерных систем едва ли отождествлялась с новаторскими идеями в области представления формальной информации во Всемирной паутине (ее принято считать первым шагом к семантической сети). Однако сейчас связь между данными областями стала очевидной, и многие видят выгоду в смешанном подходе к развитию и применению информационно-вычислительных систем, то есть в совместном использовании технологий и методов семантической паутины вместе с более развитыми языками программирования, например Unified Modeling Language (унифицированный язык моделирования, далее – UML). И это не только улучшит информационно-вычислитель-ные системы в целом, но и обеспечит развитие Всемирной сети, так как и системы, и сеть, которые содержат информацию из семантической сети, начинают работать в режиме он-лайн.

В данной работе мы попытаемся показать, каким образом технологии семантической сети могут быть использованы в области разработки программного обеспечения и компьютерных систем, а также преимущества данного взаимодействия. Во-первых, мы представим обзор развития ontology driven architecture (структурно-ориентированного подхода к разработке ПО, далее – ODA) в разделе 2. Затем, в разделе 3, мы предложим некоторые концепции, основанные на ODA, а также, каким образом технологии семантической сети могут быть использованы в области разработки программного обеспечения и компьютерных систем в целом. Примеры данных концепций приведены в разделе 4. И наконец, в разделе 5 мы попытались представить перспективы развития данной области в ближайшем будущем.

История

Имея общее представление об истории развития разработки ПО, можно справедливо заметить, что сама идея использования формально-логического и декларативного представления информации при разработке ПО и компьютерных систем не нова. К примеру, существует ряд работ в областях разработки автоматизированных систем программирования, формальных методов, теории доменов, реляционной алгебры и встроенных систем, работающих в реальном времени. На самом деле, подобные концепции разрабатываются уже достаточно долго. Ниже приведен список разработок, дающий общее представление об известных теоретических работах и их практическом применении в промышленности, о которых пойдет речь в данной работе.

• Программотехника, основанная на использовании знаний.

Эта область применения была основана около 20 лет назад. Уже на протяжении 17 лет проводятся ежегодные конференции (Международная конференция по разработке про-граммного обеспечения и технике машинного представления знаний – the International Conference on Software Engineering and Knowledge Engineering – SEKE). Там с точки зрения искусственного интеллекта рассматриваются такие вопросы, как разработка ПО, автоматизация формулирования логических выводов и программотехника, представление знаний, операция поиска, визуализация и другие подобные темы.

• Разработка технических требований, ориентированная на цели.

С начала 1990х гг. исследования в этой области касались моделей предметной области, работающих на основе UML, как составных частей архитектуры программного обеспечения [Pohl 1999].

• Фацетная классификация ПО.

Работы над фацетной классификацией также восходят к концу 1980х гг. Цель данной классификации – упростить повторное использование программных компонентов путем добавления к ним ключевых слов, а затем распределение их по фасетам.

Следуя подобным работам, становится очевидно, что формирование общепринятого понимания доменов через формальные и полуформальные методы является важнейшим фактором развития практики. Моделирование как дисциплина для разработки, развития, взаимодействия и проверки абстрактного проектирования является сейчас наилучшей и неотъемлемой частью разработки программного обеспечения, а также прочих технических специализаций. Система автоматизированной разработки программ, общая схема Захмана для разработки организационного ПО и более новый Model Driven Architecture ® (модельно-ориентиро-ванный подход к разработке ПО, далее – MDA) – это наиболее известные примеры данного подхода. Рассмотрим последний в следующем разделе.

Модельно-ориентированный подход к разработке ПО (MDA).

В консорциуме OMG, создавшем MDA, модели используются не только для разработки ПО и технического обслуживания, но и в качестве основы для создания исполняемых компонентов для использования по направлению основного графика. MDA вырос из большинства работ о стандартах, изложенных на языке UML. И он содействует модельно-ориентированной программотехнике с помощью:

• спецификации систем независимо от тех платформ, на которые они в конечном счете будут рассчитаны;

• спецификации самих платформ и производство компонентов ПО для этих платформ (например, J2EE, COBRA, 1DL, WSDL);

• обеспечения выбора платформ;

• возможности трансформации системных спецификаций в спецификации для платформ особого расширения.

Решающее значение для признания подобного подхода имеют понятие разделения вопросов программотехники на каждом этапе процесса разработки ПО и правильно разработанные модели, которые могут быть использованы для обеспечения понимания разработки ПО на всех фазах цикла развития. Подход MDA обеспечивает методологию и основные требования для инструментальных средств, которые устанавливают, какой тип моделей может быть использован на каждой фазе разработки, как их необходимо проектировать для увеличения возможностей повторного использования, мобильности и функциональной совместимости; а также взаимодействие между этими моделями для поддержания кодогенерации. Это обеспечивает защиту прикладной системы для предприятий от технологического развития путем повышения независимости платформ, портативности и межплатформной функциональной совместимости, что заставляет разработчиков фокусировать свое внимание на специализации доменов.

Стандарт метамодели консорциума OMG определяет разработку ПО на основе метаданных, что является основным для обработки данных на основе MDA. Сервис Meta Object Facility (стандарт метамодели, далее – MOF) использует метамодели для формирования кода, управляющего метаданными – как документы XML, объекты COBRA, Java, сервисы WSDL и так далее. Этот сгенерированный код включает механизмы доступа и программный интерфейс приложения для чтения или управления, преобразования в последовательную форму и обобщения деталей различных интерфейсов, основанных на моделях доступа. Однако с точки зрения представления знаний для MDA только часть задач являются решенными. Набор стандартов, поддерживающих первоначальный MDA, упрощает механизм управления и совмещения моделей различных аспектов дизайна системы, но практически не уделяют внимания основополагающей семантике моделируемых доменов.

Формальное представление может способствовать ограничению неясности и улучшению качества не только в автоматизации деловой семантики, но и в разработке всех видов сложных систем. Тем не менее, с ростом формальности повысится абстрактность инструментального обеспечения, что усложнит осуществление методов и ограничит свободу самовыражения разработчика. С другой стороны, менее формальные подходы могут оказаться известным образом неоднозначными: изолированная модель, независимо от качества ее спецификации, может быть неправильно понята теми, кто недостаточно осведомлен в области решения проблемы. Вспомогательная документация может помочь упростить чти вопросы, но на практике, вне сферы специалистов MDA, разработка документации абсолютно не связана с разработкой собственно модели. Более того, на данный момент MDA не поддерживает автоматическую проверку на непротиворечивость или на достоверность, хотя в этой области уже много сделано в смежных дисциплинах, включая разработку автоматизированных систем программирования. В то время как MDA обеспечивает мощную и проверенную основу для разработки программного обеспечения и компьютерных систем, технологии семантической сети могут свободно расширить ее для представления однозначных словарей доменов, модельной проверки на непротиворечивость и на достоверность, а также создать новые способности, чье трансляционное отношение повысило выразительность в ограничительном представлении. Семантические модели или онтологии дополнят стандарты OMG и стек методологии, тем самым давая толчок к развитию ODA.