Aprendizagem de ontologias para o apoio ao processo de desenvolvimento de software orientado a conhecimento

Abstract

As ontologias possibilitam o formalismo semântico e permitem o desenvolvimento de aplicações utilizando-as como base de conhecimento, fornecendo assim melhor representação dos dados. Esta dissertação propõe uma abordagem para solucionar os três principais desafios da utilização de ontologias em Engenharia de Software: possibilitar a modelagem do conhecimento dispersa nos artefatos de software; viabilizar a criação da ontologia de modo semi-automático, em contrapartida ao oneroso processo de criação manual; e trazer maior formalismo ao processo de desenvolvimento de software, uma vez que a ontologia é processável por máquina. Para a definição da abordagem utilizou-se das áreas de conhecimento existentes, como a aplicação de um conjunto de técnicas de Processamento da Linguagem Natural para identificar e extrair as informações relevantes contidas nos detalhamentos de casos de uso. Sendo assim, tornou-se possível a geração da ontologia inicial, a partir do mapeamento do diagrama de classes que descreve o modelo de domínio do software, e seu posterior refinamento, através do detalhamento dos casos de uso. O resultado final é um conjunto de tuplas extraídas a partir da descrição detalhada dos casos de uso. Através da inspeção manual é gerada uma ontologia refinada de modo semi-automático, minimizando, com isto, a intervenção humana na construção da ontologia. Por fim, a ontologia final descreve a solução de software proposta, possibilitando o melhor entendimento dos conceitos relacionados à solução que está sendo construída.

Ontologies enable the semantic formalism and enable the development of applications, using them as a knowledge base, and providing a better data representation. This dissertation proposes an approach that addresses the three major challenges to the use of ontologies in Software Engineering: enabling the modeling of knowledge scattered among software artifacts; meaking feasible a semi-automatic generation of a ontology, in contrast to the costly process of manual creation; and bring more formality to the process of software development, since the ontology is machine processable. For this, we used the knowledge areas to the approach definition, such as applying a set of techniques of Natural Language Processing to identify and extract relevant information contained in some deployments of use cases. Thus, it was possible to generate the initial ontology, from the mapping of the class diagram that describes the domain model of the software, and its subsequent refinement using the details of use cases. The result is a set of tuples extracted from the detailed use cases. By manual inspection is generated semiautomatically a refined ontology, there by minimizing the need for human intervention in the ontology construction. Finally, the ontology describes the final proposal software solution, enabling a better understanding of the concepts related to the solution that is being built.