93、ORM派生规则的形式化及其向OWL的映射

ORM派生规则的形式化及其向OWL的映射

1. 引言

概念建模是数据库系统开发中的关键步骤，它以业务领域用户能理解的语言详细描述所讨论的领域。对象角色建模（ORM）是一种概念建模语言，与UML和ER类似，它提供了图形和文本语言来指定模型、制定查询的文本语言以及构建ORM模型的过程。然而，ORM2标准图形语言本身不足以定义领域的所有相关信息。

例如，在一个关于人和他们的文件的ORM概念模式中，虽然该模式捕获了必要的实体（如人、访客、文件等）及其关系和约束，但无法表达所有访客恰好是那些由签证识别的人，或者捕获所有没有文件的人等信息。

因此，ORM需要派生规则来表达额外的知识和约束，类似于关系数据库管理系统中的触发器、存储过程和视图。本文的主要贡献是确定派生规则的一个非平凡片段，定义其精确的形式语法和语义，并提供其OWL编码，以实现对包含派生规则的概念模式的自动推理。此外，还实现了将上述形式化作为Microsoft Visual Studio的NORMA ORM扩展的插件（称为ORMiE）。

2. 相关工作

ORM的形式化始于Terry Halpin的博士论文。随着ORM的普及，逻辑学界开始考虑将其形式化为描述逻辑，以实现对概念模式的自动推理。最终，ORM2的完整形式化，包括线性语法、一阶逻辑语义和可证明正确的完整OWL编码已经发表。

此外，还有一些与本文类似的工具，如ICOM和DogmaModeler。ICOM是一个高级概念建模工具，允许用户设计多个类图，并实现了逻辑推理以验证规范、推断隐含事实、制定更严格的约束和发现不一致性。DogmaModeler是一个基于ORM的本体建模工具，集成了描述逻辑推理服务器作为后台推理引