An ontology-based process for domain-specific visual language design

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Teixeira, Maria das Graças da Silva
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9873
Resumo: In het domein van de conceptuele modellering wordt er steeds meer aandacht besteed aan visuele domeinspecifieke modelleertalen en hoe deze talen ondersteuning kunnen bieden bij het representeren van een bepaald domein voor verschillenden belanghebbenden. Bijgevolg is er een absolute noodzaak aan richtlijnen die men kan volgen bij het ontwikkelen van deze domeinspecifieke modelleertalen. Bestaand onderzoek voorziet een aantal richtlijnen maar deze focussen meestal op de abstracte syntax van deze talen en niet op de visuele aspecten (concrete syntax) van deze talen. Er is nochtans een absolute noodzaak aan richtlijnen specifiek voor de ontwikkeleng van de concrete syntax want deze heeft een significante impact op de efficiëntie van de communicatie en probleemoplossende eigenschappen van de met deze talen ontwikkelde conceptuele modellen. De meest gebruikte theorie voor de evaluatie van de concrete syntax van een visuele modelleertaal is de Physics of Notations(PoN). PoN definieert een verzameling principes die men kan gebruiken voor de analyse en ontwerp van een cognitief effectieve visuele notatie voor een modelleertaal. PoN heeft echt ook een aantal tekortkomingen: i) het bevat geen methode die aangeeft hoe de principes moeten gebruikt worden en ii) het helpt niet bij het ontwikkelen van symbolen die overeenstemmen met het domein. In dit PhD project wordt de Physics of Notations Systematized (PoN-S) ontwikkeld en voorgesteld als een oplossing voor de eerste tekortkoming van PoN. PoN-S voorziet een sequentiële set van activiteiten en geeft voor elke activiteit aan welk principe moet worden gebruikt. Bovendien voorziet het ook een groepering voor de verschillende principes die de gebruiker moet helpen bij het gebruik. De tweede tekortkoming wordt in dit PhD project opgelost door gebruik te maken van foundational ontologies. Foundational ontologies worden gebruikt voor het verbeteren van de kwaliteit van zowel de abstracte syntax van een modelleertaal als ook voor het rechtstreeks verbeteren van het conceptueel model. In dit doctoraat wordt het onderzoek van Guizzardi (2013) en meer specifiek het onderzoek rond UFO gebaseerde ontologische richtlijnen gecombineerd met de eerder ontwikkelde verbetering van PoN. Dit resulteert in de Physics of Notations Ontologized and Systematized (PoNTO-S), een systematisch ontwikkelingsproces voor de concrete syntax van visuele modelleertalen waarbij ook rekening wordt gehouden met de ontologische betekenis van de abstracte syntax. Het onderzoek dat uitgevoerd werd in het kader van dit PhD project stemt overeen met een Design Science project met verschillende iteraties die resulteren in verschillende Design Science artefacten die ook werden geëvalueerd. Na de ontwikkeling van PoN-S en PoNTO-S werd er één labo experiment uitgevoerd en werden de artefacten ook deels geëvalueerd door gebruik te maken van twee case studies. Deze studies tonen aan dat PoN-D en PonTO-S nuttig zijn tijdens de ontwikkeling van visuele domeinspecifeke modelleertalen.
id UFES_607eb946344ffb79b02beb0c5a3c6f67
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/9873
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Falbo, Ricardo de AlmeidaGailly, FrederikGuizzardi, GiancarloTeixeira, Maria das Graças da SilvaAlmeida, João Paulo AndradeCampos, Maria Luiza MachadoPoels, GeertLooy, Amy Van2018-08-02T00:04:07Z2018-08-012018-08-02T00:04:07Z2017-08-17In het domein van de conceptuele modellering wordt er steeds meer aandacht besteed aan visuele domeinspecifieke modelleertalen en hoe deze talen ondersteuning kunnen bieden bij het representeren van een bepaald domein voor verschillenden belanghebbenden. Bijgevolg is er een absolute noodzaak aan richtlijnen die men kan volgen bij het ontwikkelen van deze domeinspecifieke modelleertalen. Bestaand onderzoek voorziet een aantal richtlijnen maar deze focussen meestal op de abstracte syntax van deze talen en niet op de visuele aspecten (concrete syntax) van deze talen. Er is nochtans een absolute noodzaak aan richtlijnen specifiek voor de ontwikkeleng van de concrete syntax want deze heeft een significante impact op de efficiëntie van de communicatie en probleemoplossende eigenschappen van de met deze talen ontwikkelde conceptuele modellen. De meest gebruikte theorie voor de evaluatie van de concrete syntax van een visuele modelleertaal is de Physics of Notations(PoN). PoN definieert een verzameling principes die men kan gebruiken voor de analyse en ontwerp van een cognitief effectieve visuele notatie voor een modelleertaal. PoN heeft echt ook een aantal tekortkomingen: i) het bevat geen methode die aangeeft hoe de principes moeten gebruikt worden en ii) het helpt niet bij het ontwikkelen van symbolen die overeenstemmen met het domein. In dit PhD project wordt de Physics of Notations Systematized (PoN-S) ontwikkeld en voorgesteld als een oplossing voor de eerste tekortkoming van PoN. PoN-S voorziet een sequentiële set van activiteiten en geeft voor elke activiteit aan welk principe moet worden gebruikt. Bovendien voorziet het ook een groepering voor de verschillende principes die de gebruiker moet helpen bij het gebruik. De tweede tekortkoming wordt in dit PhD project opgelost door gebruik te maken van foundational ontologies. Foundational ontologies worden gebruikt voor het verbeteren van de kwaliteit van zowel de abstracte syntax van een modelleertaal als ook voor het rechtstreeks verbeteren van het conceptueel model. In dit doctoraat wordt het onderzoek van Guizzardi (2013) en meer specifiek het onderzoek rond UFO gebaseerde ontologische richtlijnen gecombineerd met de eerder ontwikkelde verbetering van PoN. Dit resulteert in de Physics of Notations Ontologized and Systematized (PoNTO-S), een systematisch ontwikkelingsproces voor de concrete syntax van visuele modelleertalen waarbij ook rekening wordt gehouden met de ontologische betekenis van de abstracte syntax. Het onderzoek dat uitgevoerd werd in het kader van dit PhD project stemt overeen met een Design Science project met verschillende iteraties die resulteren in verschillende Design Science artefacten die ook werden geëvalueerd. Na de ontwikkeling van PoN-S en PoNTO-S werd er één labo experiment uitgevoerd en werden de artefacten ook deels geëvalueerd door gebruik te maken van twee case studies. Deze studies tonen aan dat PoN-D en PonTO-S nuttig zijn tijdens de ontwikkeling van visuele domeinspecifeke modelleertalen.In Conceptual Modeling, there has been a growing interest in Domain-Specifc Visual Modeling Languages (DSVML) and the support they provide for problem domain understanding and communication between stakeholders. Thus, it is important to provide guidelines for designing DSVMLs. For many years, the research focus has been on abstract syntax, whilst concrete syntax has received lower attention. This is unfortunate, because the visual syntax has a significant impact on the efficiency of the communication and problem solving capabilities of conceptual models. One of the most widespread work for analysis and design of visual aspects of modeling languages is the Physics of Notations (PoN). PoN defines a set of principles used for analyzing and designing cognitively effective visual notations. However, PoN has shortcomings, as: (i) it lacks a method to apply its principles; (ii) the design of symbols does not systematically create symbols that reflect entities in the real-world. In this work, we present the Physics of Notations Systematized (PoN-S) for solving shortcoming (i). PoN-S establishes an ordered set of design activities and suggests when to apply the PoN principles. Also, it proposes groups of PoN principles. Another way for improving the DSVML quality involves the application of ontological theories, but can ontologies be successfully applied in the design of concrete syntax as it has been applied for abstract syntax? Guizzardi (2013) proposes some Unified Foundational Ontology (UFO)-based guidelines that helps in the design of visual notations. However, also these guidelines have some shortcomings: (iii) The guidelines are isolated guidelines and not part of a design process; (iv) The set of considered constructs and, thus, the set of ontological distinctions considered is restricted; (v) The ontological guidelines are restricted to be applied in the establishment of the DSVML symbols activity. To solve shortcomings (ii) till (v) we combined the UFO-based guidelines with PoN-S, giving rise to the Physics of Notations Ontologized and Systematized (PoNTO-S). PoNTO-S is a systematic design process of DSVML concrete syntax that connects the concrete syntax and the real-world (i.e., ontological) semantics. This research is a Design Science project with different iterations, each one producing their own artifacts. The design problem faced is the design of DSVML concrete syntaxes. The artifacts, PoN-S and PoNTO-S, were improvements upon two existing solutions of the problem: PoN theory and UFO-based guidelines. These artifacts can be classified as design theories, as they are design processes. Also, we invested in empirical studies. We performed exploratory studies to support the indications collected in the literature review and guide some decisions. After developing releases of PoN-S and PoNTO-S we applied one experiment and two case studies that generated evidences for us to concluded that PoN-S and PoNTO-S are helpful in the language development, and that both approaches can evolve, given rise to more useful approaches.Em Modelagem Conceitual, tem ocorrido um interesse crescente em Linguagens de Modelagem Visuais Específicas de Domínio ( Domain-Specific Visual Modeling Languages (DSVMLs)) e no suporte que elas provêem para compr eensão do domínio de um problema e comunicação entre modelado res e interessados. Assim, é importante providenciar diretrizes para o design de DSVMLs. Por muitos anos, o foco de pesquisa tem sido na sintaxe abstrata, enqu anto a sintaxe concreta tem recebido menor atenção. Isso é um infortúnio, pois a sintaxe visual impacta significativamente a capacidade de comunicação e de resolução de problemas de modelos conceituais Um dos trabalhos mais disseminados para análise e d esign de aspectos visuais de linguagens de modelagem é a Física das Notações (Po N). PoN define um conjunto de princípios usado para analisar e projetar notaçõ es visuais cognitivamente eficientes. Contudo, PoN tem lacunas, tais como: (i ) Falta um método para aplicar seus princípios; (ii) O design de símbolos não cria sistematicamente símbolos que refletem entidades do mundo real. Nesta pesquisa, nós apresentamos a Física das Notações Sistematizada (PoN-S) para resolver a lacuna (i). PoN-S estabelece um con junto ordenado de atividades de design e sugere quando aplicar os princípios de PoN . Ela também propõe grupos de princípios de PoN. Outra maneira de melhorar a qualidade de DSVMLs é a aplicação de teorias ontológicas, mas ontologias podem ser aplicadas com sucesso no design de sintaxes concretas como tem sido aplicadas para a s intaxe abstrata? Guizzardi (2013) propoem diretrizes ontológicas baseadas na O ntologia de Fundamentação Unificada (UFO) para auxiliar no design de notações visuais. Contudo, tais diretrizes também tem lacunas: (iii) São diretrizes isoladas e não parte de um processo de design; (iv) O conjunto de distinções ontológicas, é restrito; (v) As diretrizes ontológicas são restritas a serem aplicadas no esta belecimento dos símbolos de uma DSVMLs. Para resolver as lacunas (ii) até (v) nós combinamo s as diretrizes ontológicas baseadas em UFO com PoN-S, originando a Física das Notações Ontologizada e Sistematizada (PoNTO-S) . PoNTO-S é um processo de design sistematizado par a sintaxes concretas de DSVMLs que conecta a sintaxe concreta com o significado do mundo-real (isto é, o significado ontológico). Este projeto é um processo de Design Science com di ferentes iterações, cada uma produzindo artefatos próprios. O problema de design é o design de sintaxes concretas de DSVMLs. Os artefatos são melhorias de duas soluções existentes: PoN e diretrizes ontológicas baseadas em UFO. PoN-S e PoNTO-S são classificados como teorias de design, visto serem p rocesso de design. Nós também investimos em estudos empíricos. Foram executados e studos exploratórios para dar suporte as indicações coletadas durante a revisão d e literatura e guiar algumas decisões. Após desenvolver versões de PoN-S e PoNTO -S nós aplicamos novos estudos empíricos que geraram evidências para concl uirmos que PoN-S e PoNTO-S são utéis, e que tais abordagens podem evoluir, dan do origem a abordagens ainda mais úteis.TextTEIXEIRA, Maria das Graças da Silva. An ontology-based process for domain-specific visual language design. 2017. 248 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.http://repositorio.ufes.br/handle/10/9873engUniversidade Federal do Espírito SantoDoutorado em Ciência da ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFESBRCentro TecnológicoConcrete syntaxDesign processDomain-specific visual modeling languageLanguage engineeringVisual NotationEngenharia de linguagemLinguagem de modelagem visual específica de domínioOntoUML (Linguagem de modelagem padrão)Física das notações (PoN)Ontologia fundamental unificada (UFO)Notação visualLinguagem de programação (Computadores) - SintaxeCiência da Computação004An ontology-based process for domain-specific visual language designinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALPhD Dissertation.Maria das Graças da Silva Teixeira.Para Biblioteca UFES(1).pdfapplication/pdf5087760http://repositorio.ufes.br/bitstreams/eb9868f2-974e-400d-8dcf-fb9adb727c35/download8f5c880926e812cc11ab06bc348ff9aaMD5110/98732024-07-17 17:01:44.41oai:repositorio.ufes.br:10/9873http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:55:21.409724Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv An ontology-based process for domain-specific visual language design
title An ontology-based process for domain-specific visual language design
spellingShingle An ontology-based process for domain-specific visual language design
Teixeira, Maria das Graças da Silva
Concrete syntax
Design process
Domain-specific visual modeling language
Language engineering
Visual Notation
Engenharia de linguagem
Linguagem de modelagem visual específica de domínio
OntoUML (Linguagem de modelagem padrão)
Física das notações (PoN)
Ontologia fundamental unificada (UFO)
Notação visual
Ciência da Computação
Linguagem de programação (Computadores) - Sintaxe
004
title_short An ontology-based process for domain-specific visual language design
title_full An ontology-based process for domain-specific visual language design
title_fullStr An ontology-based process for domain-specific visual language design
title_full_unstemmed An ontology-based process for domain-specific visual language design
title_sort An ontology-based process for domain-specific visual language design
author Teixeira, Maria das Graças da Silva
author_facet Teixeira, Maria das Graças da Silva
author_role author
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Falbo, Ricardo de Almeida
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv Gailly, Frederik
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Guizzardi, Giancarlo
dc.contributor.author.fl_str_mv Teixeira, Maria das Graças da Silva
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Almeida, João Paulo Andrade
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Campos, Maria Luiza Machado
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Poels, Geert
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Looy, Amy Van
contributor_str_mv Falbo, Ricardo de Almeida
Gailly, Frederik
Guizzardi, Giancarlo
Almeida, João Paulo Andrade
Campos, Maria Luiza Machado
Poels, Geert
Looy, Amy Van
dc.subject.eng.fl_str_mv Concrete syntax
Design process
Domain-specific visual modeling language
Language engineering
Visual Notation
topic Concrete syntax
Design process
Domain-specific visual modeling language
Language engineering
Visual Notation
Engenharia de linguagem
Linguagem de modelagem visual específica de domínio
OntoUML (Linguagem de modelagem padrão)
Física das notações (PoN)
Ontologia fundamental unificada (UFO)
Notação visual
Ciência da Computação
Linguagem de programação (Computadores) - Sintaxe
004
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia de linguagem
Linguagem de modelagem visual específica de domínio
OntoUML (Linguagem de modelagem padrão)
Física das notações (PoN)
Ontologia fundamental unificada (UFO)
Notação visual
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Ciência da Computação
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Linguagem de programação (Computadores) - Sintaxe
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 004
description In het domein van de conceptuele modellering wordt er steeds meer aandacht besteed aan visuele domeinspecifieke modelleertalen en hoe deze talen ondersteuning kunnen bieden bij het representeren van een bepaald domein voor verschillenden belanghebbenden. Bijgevolg is er een absolute noodzaak aan richtlijnen die men kan volgen bij het ontwikkelen van deze domeinspecifieke modelleertalen. Bestaand onderzoek voorziet een aantal richtlijnen maar deze focussen meestal op de abstracte syntax van deze talen en niet op de visuele aspecten (concrete syntax) van deze talen. Er is nochtans een absolute noodzaak aan richtlijnen specifiek voor de ontwikkeleng van de concrete syntax want deze heeft een significante impact op de efficiëntie van de communicatie en probleemoplossende eigenschappen van de met deze talen ontwikkelde conceptuele modellen. De meest gebruikte theorie voor de evaluatie van de concrete syntax van een visuele modelleertaal is de Physics of Notations(PoN). PoN definieert een verzameling principes die men kan gebruiken voor de analyse en ontwerp van een cognitief effectieve visuele notatie voor een modelleertaal. PoN heeft echt ook een aantal tekortkomingen: i) het bevat geen methode die aangeeft hoe de principes moeten gebruikt worden en ii) het helpt niet bij het ontwikkelen van symbolen die overeenstemmen met het domein. In dit PhD project wordt de Physics of Notations Systematized (PoN-S) ontwikkeld en voorgesteld als een oplossing voor de eerste tekortkoming van PoN. PoN-S voorziet een sequentiële set van activiteiten en geeft voor elke activiteit aan welk principe moet worden gebruikt. Bovendien voorziet het ook een groepering voor de verschillende principes die de gebruiker moet helpen bij het gebruik. De tweede tekortkoming wordt in dit PhD project opgelost door gebruik te maken van foundational ontologies. Foundational ontologies worden gebruikt voor het verbeteren van de kwaliteit van zowel de abstracte syntax van een modelleertaal als ook voor het rechtstreeks verbeteren van het conceptueel model. In dit doctoraat wordt het onderzoek van Guizzardi (2013) en meer specifiek het onderzoek rond UFO gebaseerde ontologische richtlijnen gecombineerd met de eerder ontwikkelde verbetering van PoN. Dit resulteert in de Physics of Notations Ontologized and Systematized (PoNTO-S), een systematisch ontwikkelingsproces voor de concrete syntax van visuele modelleertalen waarbij ook rekening wordt gehouden met de ontologische betekenis van de abstracte syntax. Het onderzoek dat uitgevoerd werd in het kader van dit PhD project stemt overeen met een Design Science project met verschillende iteraties die resulteren in verschillende Design Science artefacten die ook werden geëvalueerd. Na de ontwikkeling van PoN-S en PoNTO-S werd er één labo experiment uitgevoerd en werden de artefacten ook deels geëvalueerd door gebruik te maken van twee case studies. Deze studies tonen aan dat PoN-D en PonTO-S nuttig zijn tijdens de ontwikkeling van visuele domeinspecifeke modelleertalen.
publishDate 2017
dc.date.issued.fl_str_mv 2017-08-17
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-02T00:04:07Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-01
2018-08-02T00:04:07Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv TEIXEIRA, Maria das Graças da Silva. An ontology-based process for domain-specific visual language design. 2017. 248 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/9873
identifier_str_mv TEIXEIRA, Maria das Graças da Silva. An ontology-based process for domain-specific visual language design. 2017. 248 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/9873
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Doutorado em Ciência da Computação
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Informática
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Doutorado em Ciência da Computação
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/eb9868f2-974e-400d-8dcf-fb9adb727c35/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 8f5c880926e812cc11ab06bc348ff9aa
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813022527518146560