Neon Methodology for Building Ontology Networks: Specification, Scheduling and Reuse I María Del Carmen Suárez De Figueroa Baonza
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID FACULTAD DE INFORMÁTICA DEPARTAMENTO DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL DOCTORAL THESIS NeOn Methodology for Building Ontology Networks: Specification, Scheduling and Reuse Author: María del Carmen Suárez de Figueroa Baonza Advisors: Prof. Dr. Asunción Gómez Pérez Dr. Mariano Fernández López June 2010 Tribunal nombrado por el Magfco. y Excmo. Sr. Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día...............de.............................de 20...... Presidente: Vocal: ____________ Vocal: Vocal: Secretario: Suplente: Suplente: Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el día..........de........................de 20.... en la E.T.S.I. /Facultad.................................................... EL PRESIDENTE LOS VOCALES EL SECRETARIO Para Iván. Para mis padres y mi hermana Cris. Agradecimientos Aunque esta página aparece como una de las primeras en mi tesis doctoral, en realidad es la última que he escrito. Ha sido la última página de un largo periodo de mi vida. Periodo en el que he aprendido muchas cosas, en el que ha habido momentos de desesperación y también momentos de felicidad. Periodo que ahora acaba, y que dejará paso, sin duda, a otra etapa nueva, quien sabe si mejor o peor, pero sobre todo nueva. Reflexiono ahora sobre este largo periodo de mi vida, en el que he dedicado mi tiempo y esfuerzo al desarrollo de esta tesis doctoral. Se que todo hubiera sido más difícil sin las personas que han estado a mi lado en algún momento de esta etapa de mi vida. Quiero agradecer su confianza, apoyo y cercanía a mi directora, Asun. Gracias por todas esas discusiones de investigación que hemos tenido y que han sido claves tanto en el nacimiento como en el desarrollo de esta tesis doctoral. Quiero dar las gracias a mi director, Mariano, que me ha enseñado muchas cosas, que me ha dado sabios consejos, y que me ha ayudado a mejorar los resultado de la tesis. Quiero expresar mi agradecimiento a aquellos profesores de la facultad que, de una manera u otra, me han ayudado y servido de apoyo durante este difícil periodo de doctoranda que hoy acaba. Gracias Aurora, Santiago y Ernestina por vuestros buenos consejos. Gracias Ricardo por tu ayuda con los modelos de ciclo de vida. Gracias Arminda por tus consejos y por tus revisiones estadísticas. Gracias Lupe por tus ánimos y tu ayuda terminológica. Gracias también Charo por tu paciencia durante la revisión de esta tesis y por tus correcciones que han mejorado sustancialmente el inglés del documento. Quiero dar las gracias a mis compañeros del proyecto NeOn, y especialmente, a Martin Dzbor, cuyas recomendaciones han enriquecido la presente tesis doctoral. Quiero dar las gracias a mis compañeros del OEG por todos los momentos compartidos. Gracias a los que estaban al principio (Oscar, Miguel, Angel, Raúl G.), a los que han ido llegando (Boris, Carlos B., María, Oscar M.), y a los que se fueron en busca de aventuras (Javi, Alex, Angel B.). Y fundamentalmente, quiero dar las gracias por todo su apoyo y ayuda desinteresada a Elena y a Jose Ángel. Quiero agradecer la comprensión y el aliento de mis amigos que han estado siempre conmigo, tanto en los momentos buenos como en los no tan buenos. Raúl, Maribel, Antonio, Merce, Carol, Diego, Laura, gracias a todos. Quiero dar las gracias a toda la gente de mi entorno, mis abuelos, mis tíos, mis primos, los padres y la abuela de Iván. A los que están y a los que ya se fueron, gracias por las muestras de cariño y los ánimos constantes. Quiero agradecer a mis padres, Marcelo y Juli, todo lo que me han dado y lo que me han enseñado. Papá, mamá, gracias por haberme brindado la oportunidad de elegir mi camino. Gracias por apoyarme en todas mis decisiones y compartir conmigo los buenos y malos momentos de la vida. Quiero dar las gracias a mi hermana Cris que juega un papel muy importante en mi vida. Gracias Cris por todas las risas y los buenos ratos compartidos, por tus consejos, que me han aportado otra visión de las cosas, y por tus muestras de apoyo y ánimo cuando más lo necesitaba. Y muy especialmente, quiero dar mil gracias a mi amigo, a mi compañero, a mi amor, a mi vida, a mi todo, a mi recién estrenado marido. Gracias Iván porque sin ti esta tesis doctoral no hubiera sido posible. Gracias por recorrer conmigo este duro camino, por comprenderlo todo y por ayudarme tanto, profesional y personalmente. Gracias por creer en mí y en mis posibilidades, y por conseguir que no desistiera en los momentos de debilidad. Gracias por ser como eres y por estar siempre a mi lado. Table of Contents Table of Contents..............................................................................................................................i List of Tables...................................................................................................................................iv List of Figures .................................................................................................................................vi English Summary............................................................................................................................ix Resumen..........................................................................................................................................xi 1. Introduction ..................................................................................................................................1 1.1. Thesis Context ........................................................................................................................1 1.2. Thesis Main Motivations..........................................................................................................2 1.3. Thesis Main Objective and Tasks ...........................................................................................5 1.4. Thesis Main Contributions.......................................................................................................6 1.5. Thesis Structure......................................................................................................................6 2. State of the Art .............................................................................................................................9 2.1. Introduction .............................................................................................................................9 2.2. Basic Terminology from Software Engineering .......................................................................9 2.3. State of the Art in Software Engineering...............................................................................11 2.3.1. Development Process................................................................................................................11 2.3.2. Life Cycle Models ......................................................................................................................16 2.4. State of the Art in Knowledge Engineering ...........................................................................26 2.4.1. Development Process................................................................................................................26 2.4.2. Life Cycle Models ......................................................................................................................27 2.5. State of the Art in Ontology Engineering...............................................................................30 2.5.1. Main Methodologies...................................................................................................................30 2.5.2. Ontology Requirements Specification .......................................................................................38 2.5.3. Ontological Resource Reuse.....................................................................................................41 2.6. Conclusions...........................................................................................................................43 3. Work Objectives.........................................................................................................................47 3.1. Terminological Clarifications .................................................................................................47 3.2. Goals and Open Research Problems ...................................................................................48 3.3. Contributions to the State of the Art......................................................................................49 3.4. Work Assumptions: Premises, Hypotheses and Restrictions ...............................................50 4. Research Methodology .............................................................................................................53 4.1. General Framework for Describing the NeOn Methodology .................................................53 4.2. Requirements of the NeOn Methodology for Building Ontology Networks ...........................56 4.2.1. Necessary Requirements ..........................................................................................................56 4.2.2. Sufficient Requirements.............................................................................................................57 5. Glossary of Processes and Activities......................................................................................59 5.1. Introduction ...........................................................................................................................59