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Contribution Details

Type Master's Thesis
Scope Discipline-based scholarship
Title IncVer - An Incremental Versioning System for OBO Ontologies
Organization Unit
Authors
  • Felix Kieber
Supervisors
  • Romana Pernisch
Language
  • English
Institution University of Zurich
Faculty Faculty of Business, Economics and Informatics
Date 2019
Abstract Text This master thesis contains an introduction and overview on the field of ontology evolution and ontology versioning, an inspection of the ontology change detection tool COntoDiff and an implementation of the incremental version generation tool IncVer. The fields of ontology evolution and impact analysis are interested in the changes that occur in an ontology. As such, snapshots in time, or versions, are of great interest to researchers. Many ontologies, however, provide only few versions, if at all, and these are often far apart in time and contain hundreds to thousands of changes. These large changes only allow rough analysis of their nature and impact. IncVer is a tool which allows the generation of detailed evolution datasets, taking two input ontology versions and detecting and grouping the changes between these versions. Then, incremental versions are built, one per change action, building from the old version to the new version. IncVer is built on top of COntoDiff and so far supports the OBO ontology format, but is designed to be extensible at its core. In order to achieve this, the IncVer architecture is separated into three components forming a pipeline: The Diff Calculator, the Ordering and the Applying component, responsible for calculating a diff, sorting the resulting diff and applying the changes in that diff, respectively. A base implementation is provided for all three components. To ensure correctness of the results, three conditions were formulated which need to be met for the generated versions to be considered correct. Applying these conditions as metrics, I was able to achieve promising results, demonstrating the applicability of IncVer to ontology versioning and its potential use to the fields of ontology evolution and impact analysis. A Jar distribution of IncVer is provided, encapsulating the base implementation of the pipeline, as well as the evaluation functionality.
Zusammenfassung Diese Masterarbeit gibt eine kurze Einführung und Übersicht zu den Forschungsfeldern der Evolution von Ontologien (ontology evolution) und Wirkungsanalyse von Veränderungen (impact analysis), untersucht COntoDiff, ein Tool zur Erkennung von Veränderungen zwischen Ontologie-Versionen und präsentiert eine Implementierung von IncVer, einem Programm zur Generierung von inkrementellen Versionen. Die obengenannten Forschungsfelder befassen sich mit Veränderungen die an einer Ontologie durchgeführt werden. Deshalb sind verschiedene Momentaufnahmen, oder Versionen von grossem Interesse. Viele Ontologien stellen allerdings nur wenige Versionen zur Verfügung, wenn überhaupt, welche oftmals zeitlich weit auseinander liegen und oft hunderte bis tausende einzelne Veränderungen abdecken. Solch grosse Mengen lassen meist nur relativ grobe Einsichten zu Eigenschaften und Auswirkungen von Veränderungen zu. IncVer erlaubt das Generieren von detaillierten Evolutionsdatensätzen. Das Programm liest dabei zwei Ontologie-Versionen, identifiziert und gruppiert Veränderungen und erstellt dann inkrementell eine Version für jede Gruppe von Veränderungen. IncVer baut auf COntoDiff auf und unterstützt bisher das OBO Ontologie Format. Ein Hauptaugenmerk liegt aber auf der Erweiterbarkeit der Software. Dazu wurde die IncVer-Architektur in drei separate Komponenten unterteilt, die zusammen eine Pipeline bilden. Sie besteht aus dem Diff Calculator, sowie den Ordering und Applying Komponenten. Ersterer ist zuständig für das Berechnen eines sogenannten diffs, einer Liste von Veränderungen zwischen zwei Versionen. Die folgende Komponente sortiert das resultierende diff und die Applying Komponente wendet die Änderungen schliesslich inkrementell an. Es wurde eine Grundimplementierung für alle drei Komponenten erstellt. Um die Richtigkeit der Resultate zu verifizieren wurden drei Bedingungen formuliert, die erfüllt sein müssen damit die erstellten Versionen als richtig erachtet werden. Mit diesen Bedingungen, angewendet als Metriken, war es möglich vielversprechende Ergebnisse zu erzielen, die die Anwendbarkeit von IncVer in der Ontologieversionierung sowie die potenzielle Verwendbarkeit in den Forschungsfeldern Ontology Evolution und Impact Analysis demonstrieren. Eine Jar Distribution von IncVer wurde erstellt, die die Grundimplementierung sowie die Evaluationsfunktionalität beinhaltet.
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