1. Ontologijų panaudojimas
projekto repozitorijui
intelektualizuoti
Saulius Maskeliūnas
Matematikos ir informatikos institutas
Akademijos 4, 2600 Vilnius
mask@ktl.mii.lt

2. MII 2
Turinys
1. Repozitorijaus samprata ir ypatybės
2. Repozitorijų metaduomenų standartas
CWM
3. Ontologijų samprata ir ypatybės
4. Ontologijų panaudojimo būdas
projekto repozitorijui intelektualizuoti
Išvados

3. MII 3
1. Repozitorijaus samprata ir
ypatybės

4. MII 4
Repozitorijaus apibrėžimas
• Repozitorijus gali būti suprantamas kaip
– duomenų bazė, kurioje saugomi
sisteminiai (meta-) duomenys,
kartu su
– šios duomenų bazės tvarkymo (t.y., joje
esančių metaduomenų sukūrimo, saugojimo,
apdorojimo ir panaudojimo) priemonėmis.

5. MII 5
Metaduomenų pavyzdžiai
• Duomenų bazių schemos
• ER modeliai
• Objektų modeliai
• Projektų aprašai
• Kryžminės nuorodos
• Pakartotinio naudojimo
komponentų aprašai
• Įdiegtų komponentų
aprašai
• Programų konfigūracijos
• Verslo taisyklės
• Verslo procesai
• Darbų srautų aprašai
• Dokumentų bibliotekų
aprašai
• Tinklalapių žemėlapiai
• Naudotojų profiliai
• Žinių bazių struktūros
• Tinklų aprašai
• ... ir kt.

6. MII 6
Repozitorijų rūšys
• Praeityje: DB sistemų duomenų žodynai-žinynai
• Programų kūrimo aplinkų (SDE) repozitorijai
• Automatizuotos [programinių] sistemų inžinerijos
priemonių (CASE sistemų) repozitorijai
• Duomenų saugyklų (WD) repozitorijai
• Integruoti įmonių (OM) repozitorijai

7. MII 7
Duomenų
saugyklos schema
M. Staudt, A. Vaduva,
T. Vetterli.
The role of metadata for data
warehousing.
CH/IFuE technical report,
1999, pp. 1-32.
ftp://ftp.ifi.unizh.ch/pub/tech
reports/TR-99/ifi-99.06.ps.gz

8. MII 8
Repozitorijaus naudojimas
Repozitorijus
(Meta-
duomenų)
repozitorijus
Duomenų saugykla
Repozitorijaus
tvarkyklė
Vartotojų kreipties
priemonės
Redaktorius /
užklausų interfeisas
Administravimo
priemonės
Analizės
priemonės
Kūrimo
priemonės

9. MII 9
Repozitorijaus tvarkymo funkcijos
• Repozitorijaus objektų (artifaktų) valdymas
• Sąryšių tarp objektų (semantikos) valdymas
• Pranešimų apie objektų pokyčius generavimas
• Objektų versijų valdymas
• [Nurodytos versijos objektų grupių] konfigūracijų
valdymas
• Naudotojams matomų repozitorijaus objektų konteksto
valdymas
• Dinaminis tipų aprašų ir jas realizuojančių klasių
išplečiamumas

10. MII 10
Repozitorijų realizavimo priemonės (1)
• ASG-Rochade Repository
(Allen Systems Group [  R&O  Viasoft ]
http://www.asg.com/pdf/Gartner_ASG_Rochade_Report.pdf)
• Universal Repository / Enterprise Content Server
[UREP/ECS] (Unisys
http://www.unisys.com/marketplace/urep/whyurep.html)
• PLATINUM Repository
(Computer Associates International, Inc.
http://www.platinum.com/products/factsht/repos_fs.htm)

11. MII 11
Repozitorijų realizavimo priemonės (2)
• Enabler Object Repository
(Softlab North America
http://www.softlabna.com/pages/espages/eor.htm)
• Microsoft Repository (Microsoft
http://research.microsoft.com/~philbe/EDOC Nov98.ppt)
• Oracle SCM (Oracle Corporation
http://technet.oracle.com/products/repository/content.html)
• Automated Software Reuse Repository [ASRR]
(EWA Inc http://wv.ewa.com/srr_overview.html)

12. MII 12
2. Repozitorijų metaduomenų
standartas CWM

13. MII 13
Bendras duomenų
saugyklų metamodelis (CWM)
http://www.omg.org/technology/cwm/
http://www.cwmforum.org
• įgalina lengvai keistis metaduomenimis tarp
• Duomenų saugyklų priemonių įvairiose platformose,
daugiamačių duomenų bazių (pvz. Hyperion Essbase)
• Metaduomenų repozitorijų (pvz. Unisys UREP)
• XML priemonių (pvz. DimensionEDI XMLmediator)
• Reliacinių duomenų bazių (pvz. IMB DB2)
• Duomenų struktūrų [įrašų] failuose (pvz. COBOL)
paskirstytose heterogeninėse aplinkose.
• Apsikeitimo metaduomenimis pavyzdžiai: - remiantis CWM ir UML deriniu ,
- naudojant CWM XML DTD .

14. MII 14
CWM metamodelio lygiai ir komponentai
Duomenų saugyklos
procesas
Duomenų saugyklos
operacija
Transforma-
vimas
XML
Įrašų
Daugia-
dimensiniai
Reliaciniai
Verslo
informacija
Programi-
nės įrangos
išskleidimas
Branduolys
Valdymas
Resursai
Analizė
Objektiniai
(naudojama:
Branduolys+
Veikimas+
Sąryšiai)
Fundamentas
OLAP
Duom.
“kalna-
kasyba”
Informacijos
vizualizavi-
mas
Verslo
nomenklatūra
Duo-
menų
tipai
Išraiškos
Raktų
indek-
sas
Tipų
padengi-
mas
Veikimas Sąryšiai Atvejai
Objektų Modelis

15. MII 15
CWM metamodelio apžvalga
Warehouse
Process
Warehouse
Operation
Transformation
XML
Record-
Oriented
Multi
Dimensional
Relational
Business
Information
Software
Deployment
ObjectModel
(Core, Behavioral, Relationships, Instance)
Warehouse
Management
Resources
Analysis
Object-
Oriented
(ObjectModel)
Foundation
OLAP
Data
Mining
Information
Visualization
Business
Nomenclature
Data
Types
Expressions
Keys
Index
Type
Mapping

16. MII 16
OMG bendroji metamodelio
architektūra
Standartiniai komponentai
Modeliavimo notacija: UML
Metaduomenų keitimasis: XMI
Metaduomenų taikomųjų
programų interfeisas:
-- MOF IDL padengimas
-- JMI – MOF/Java
padengimas
T
A
R
P
I
N
Ė
Į
R.
T
A
I
K
Y
M
A
S Naudotojo duom./
Objektų sl. (M0)
Metaduomenų/
Modelio sl. (M1)
Metamodelio
sluoksnis (M2)
Meta-metamodelio
sluoksnis (M3)
<Konferencija
vardas=“BalticDB&IS”
metai=“2002”/>
Konferencija: vardas, metai
UML: Clasė, Atributas
CWM: Lentelė, Stulpelis
ElementoTipas, Atrib.
MOF: Klasė, Atributas,
Operacija,
Asociacija
CWM 1.0 remiasi
UML 1.3
MOF 1.3
XMI 1.1

17. MII 17
CWM ypatybės (sąryšis su UML)
• CWM apibrėžtas naudojant MOF
• Naudojamas UML profilis MOF metaduomenų
architektūrai, tačiau pats CWM nėra UML profiliu
• CWM branduolys yra UML poaibis;
naudojamas objektiškai orientuotiems ištekliams
• CWM apima metamodelį ER modelių aprašymui,
todėl repozitorijų, duomenų saugyklų kūrėjai
nebūtinai turi naudoti UML priemones

18. MII 18
CWM atsiradimo istorija
• 1998 m. IBM, Unisys, Oracle pradėjo CWM kūrimo darbą
• Siekdama laimėti konkurencijoje Microsoft savo
Atvirą informacijos modelį (OIM) perdavė
Meta duomenų koalicijai (MDC)
• 1999 rugsėjo mėn. aštuonios bendrovės paruošė
būsimo CWM standarto paraišką
(IBM, Unisys, Oracle, Genesis, Hyperion, NCR, UBS, Dimension EDI)
• 2000 m. rugsėjo mėn. MDC nutraukia savo veiklą,
pripažindama OMG pranašumą
• 2000 m. vasario mėn. nauja paraiškos redakcija
• CWM pagalbinių priemonių demonstracinis rinkinys
(IBM, Oracle, Unisys, Hyperion, Meta Integration, SAS, Adaptive)
• 2001 m. balandžio mėn. baigtas ruošti CWM standartas

19. MII 19
3. Ontologijų samprata; rūšys

20. MII 20
Ontologijų samprata
• Ontologija - tai tam tikros srities sąvokų
visumos specifikavimas išreikštu pavidalu
[“explicit specification of a conceptualization”
T.R.Gruber 1993 m.].
• Ontologijos apibrėžia nagrinėjimo srities:
• [Pavyzdinius atvejus]
• Sąvokas, esybių (daiktų bei reiškinių) tipus
• Sąvokų hierarchijas,
esybių tipų tarpusavio sąryšius, priklausomybes
• [Aksiomas, taisykles, dėsningumus apie esybių tipus
ir sąryšius]

21. MII 21
Ontologijų rūšys (pagal formalumą)
• Neformalios (pvz., terminų katalogai)
• Formalios
• Aksiomatizuotos (pvz.: formalios mokslų teorijos,
taisyklių ir freimų rinkiniai ekspertinėse sistemose,
duomenų bazių koncepcinių schemų specifikacijos)
• Prototipais paremtos (terminologinės)
• Mišrios

22. MII 22
Ontologijų rūšys (pagal galią)
• “Lengvasvorės” ontologijos išreiškia:
• sąvokas ir elementarius tipus
• sąvokų hierarchiją
• sąryšius tarp sąvokų
• “Sunkiasvorės” ontologijos papildomai išreiškia:
• kardinalumo apribojimus
• sąryšių klasifikaciją
• galimybes manipuliuoti aksiomomis ir semantika,
naudojant logikos formalizmus ir loginio išvedimo
sistemas

23. MII 23
Ontologijų rūšys (pagal paskirtį)
• žinių vaizdavimo ontologijos;
• bendrosios ontologijos,
visuotinai naudojamų sąvokų ontologijos;
• aukščiausio lygio ontologijos,
meta-ontologijos;
• lingvistinės ontologijos;
• nagrinėjimo sričių ontologijos;
• užduočių ontologijos, metodų ontologijos,
taikomųjų programų ontologijos; ir kt.

24. MII 24
4. Ontologijų panaudojimo
būdas projekto repozitorijui
intelektualizuoti

25. MII 25
Esamos ontologijų taikymų sritys
• informacijos mokslas, bibliotekininkystė;
profesinės terminijos standartizavimas;
• [matematinė] lingvistika;
natūralios kalbos generavimas;
• ontologijomis pagrįsta programinių sistemų sąveika;
• duomenų bazių koncepcinės schemos,
koncepcinis modeliavimas;
• žinių inžinerija, žinių bazių sistemos;
• brokeriai bei kitókios informacijos paieškos
sistemos, pagrįstos ontologijomis;
• korporacinis žinių valdymas; …

26. MII 26
Ontologijų panaudojimo būdai
• Neformalios ontologijos – terminų žodynai, skirti
vieningam supratimui tarp tos pačios srities darbuotojų
• Bendro naudojimo ontologijos ar tarpusavio atitikmenis
turinčių ontologijų rinkiniai kreipčiai į duomenis
• Ontologijos, apsprendžiančios interfeisus (įvairiose
tikslinėse kalbose) su tam tikrais bendro naudojimo
resursais
• Ontologijos naudojamos paieškos mašinų indeksavimui
• Ontologijos kaip keitimosi duomenimis formatai
• Ontologijos skirtos konvertavimui ir įkomponavimui
į taikomąsias programines sistemas

27. MII 27
Ontologijų panaudojimo architektūra
Repozitorijus
Žinių sritys duomenų saugykloje
Turinio aprašai
(metaduomenys)
Ontologijos
Terminija
naudoja
specializuoja
nurodo naudoja

28. MII 28
Orientacinės projektų repozitorijuje
naudotinos ontologijų rūšys
• Taikomoji sritis (žinios ir žinių profiliai)
• Projektas ir/arba įmonė (tikslai, procesai ir
struktūra)
• Asmenys (naudotojų profiliai ar/ir modeliai,
poreikių profiliai)
• Repozitorijus [meta-meta-duomenys]

29. MII 29
• Gyvybinga
• Adaptyvi
• Reaktyvi
• Analitiška
• Generatyvi
• Gebanti analizuoti
repozitorijuje saugo-
mus duomenis
• Aktyviai asistuojanti
vartotojui
Intelektualizuota infrastruktūra [ČaLu-2001]
[ČaLu-2001] A.Čaplinskas, A.Lupeikienė.
Sistemų inžinerijos intelektualizavimo problemos.
“Informacinės Technologijos-2001”,
Kaunas, Technologija, 2001, p. 200-205.

30. MII 30
Intelektualizavimas su ontologijomis
• Gyvybinga
• Adaptyvi (gebanti prisi-
taikyti prie konkretaus
projekto ypatumų ir ja
besinaudojančių asmenų
darbo stiliaus ir kvalif.)
• Reaktyvi
• Analitiška
• Generatyvi
• Gebanti analizuoti
repozitorijuje saugo-
mus duomenis (juos
filtruoti, agreguoti bei
atlikti jų kitokį semantinį
apdorojimą)
• Aktyviai asistuojanti
vartotojui

31. MII 31
Ontologijų pastovaus tobulinimo svarba
• Pasaulis nuolat keičiasi
(naujos veiklos, naujos organizacijų struktūros,
nauji produktai ir paslaugos, …)
• Ontologijos turi atspindėti šiuos pokyčius
(naujos [ar nereikalingomis tampančios] sąvokos
ir sąryšiai, naujos sąvokų prasmės)
• Ontologijų nuolatinio palaikymo būtinumas
(taikomųjų programinių sistemų veikimo
kokybės priklausymas nuo naudojamų ontologijų
"šviežumo")

32. MII 32
Išvados
• Repozitorijai yra metaduomenų tvarkymo priemonės
• Kuriant projektų repozitorijus būtina numatyti, kad
keitimasis metaduominimis remsis CWM standartu
• Šiuo metu repozitorijuose ontologijos išreikštu
pavidalu (dar) nėra naudojamos
• Ontologijų panaudojimas projektų repozitorijuose
padidintų repozitorijų adaptyvumą ir palengvintų
repozitorijuje saugomos (meta)informacijos analizę

33. Ačiū už dėmesį