ulazak
Ovaj članak je namijenjen onima koji su upoznati s konceptom ontologije barem na osnovnom nivou. Ako niste upoznati s ontologijama, onda vam najvjerovatnije neće biti jasna svrha ontologija, a posebno ovaj članak. Savjetujem vam da se upoznate s ovim fenomenom prije nego počnete čitati ovaj članak (možda će vam biti dovoljan i članak sa Wikipedije).
Pa onda Ontologija - ovo je detaljan opis određene predmetne oblasti koja se razmatra. Takav opis mora biti dat na nekom jasno formulisanom jeziku. Da biste opisali ontologije, možete koristiti IDEF5 metodologiju, koja u svom arsenalu ima 2 jezika:
- IDEF5 shematski jezik. Ovaj jezik je vizuelni i koristi grafičke elemente.
- IDEF5 jezik teksta. Ovaj jezik je predstavljen kao strukturirani tekst.
Ovaj članak će razmotriti prvu opciju - shematski jezik. O tekstu ćemo govoriti u sljedećim člancima.
Predmeti
U shematskom jeziku, kao što je već spomenuto, koriste se grafički elementi. Prvo, treba da razmotrimo osnovne elemente ovog jezika.
Često, ontologija koristi i generalizirane entitete i specifične objekte. Generalizirani entiteti se nazivaju vrste. Oni su prikazani kao krug sa oznakom (ime predmeta) unutar:
Vrste su skup pojedinačnih primjeraka određene vrste. Odnosno, pogled kao što je "Automobili" može predstavljati čitavu kolekciju pojedinačnih automobila.
Kao kopije Ovaj tip mogu biti određeni automobili, ili određene vrste opreme, ili određene marke. Sve zavisi od konteksta, predmetne oblasti i nivoa detalja. Na primjer, za automehaničarsku radionicu bit će važni određeni automobili kao fizička lica. Za održavanje neke statistike o prodaji u prodavnici automobila bit će važni određeni modeli itd.
Pojedinačni primjerci vrsta označeni su slično kao i same vrste, samo označene točkom na dnu kruga:
Također, u sklopu rasprave o objektima, vrijedno je spomenuti takve objekte kao što su procesi.
Ako su pogledi i instance takozvani statični objekti (ne mijenjaju se tokom vremena), onda su procesi dinamički objekti. To znači da ovi objekti postoje u određenom strogo određenom vremenskom periodu.
Na primjer, možemo izdvojiti takav objekt kao proces proizvodnje automobila (budući da govorimo o njima). Intuitivno je jasno da ovaj objekat postoji samo tokom stvarne proizvodnje ovog automobila (strogo definisan vremenski period). Vrijedi imati na umu da je ova definicija uvjetna, jer objekti poput automobila također imaju svoj vijek trajanja, vijek trajanja, postojanje itd. Međutim, da ne ulazimo u filozofiju i u okviru većine predmetnih oblasti možemo prihvatiti da instance, a još više vrste, postoje zauvijek.
Procesi su prikazani kao pravougaonik sa oznakom (nazivom) procesa:
Procesi se koriste u shemama za prijelaz jednog objekta u drugi. O tome će se detaljnije govoriti u nastavku.
Pored procesa, takve sheme koriste logički operatori. Ovdje je sve prilično jednostavno za one koji su upoznati s predikatima, Booleovom algebrom ili programiranjem. IDEF5 koristi tri osnovna logička operatora:
- logičko I (I);
- logičko ILI (ILI);
- ekskluzivno OR (XOR).
Standard IDEF5 (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - većina informacija iz ovog izvora) definiše sliku logičkih operatora u obliku malih krugova (u poređenju sa pogledima i instancama) sa oznakom u oblik simbola. Međutim, u grafičkom okruženju IDEF5 koje razvijamo, udaljili smo se od ovog pravila iz mnogo razloga. Jedna od njih je teška identifikacija ovih operatera. Stoga koristimo tekstualnu notaciju operatora sa identifikacionim brojem:
Možda ćemo ovdje završiti s objektima.
Odnosi
Postoje odnosi između objekata, što u ontologiji znači pravila koja određuju interakciju između objekata i iz kojih se izvode novi zaključci.
Obično se odnosi određuju tipom šeme koja se koristi u ontologiji. Shema je skup ontoloških objekata i odnosa između njih. Postoje sljedeće glavne vrste shema:
- Šeme kompozicije.
- Klasifikacione šeme.
- Dijagrami prijelaza.
- Funkcionalni dijagrami.
- Kombinovane šeme.
Također ponekad postoji takva vrsta sheme kao što je egzistencijalni. Egzistencijalna shema je kolekcija objekata bez relacija. Takvi dijagrami jednostavno pokazuju da u određenom predmetnom području postoji određeni skup objekata.
Pa, sada, redom, o svakoj vrsti sheme.
Šeme kompozicije
Ovaj tip dijagrama se koristi za predstavljanje kompozicije objekta, sistema, strukture itd. Tipičan primjer su auto dijelovi. U svom najvećem obliku, automobil se sastoji od karoserije i mjenjača. Zauzvrat, tijelo je podijeljeno na okvir, vrata i druge dijelove. Ova dekompozicija se može nastaviti dalje - sve zavisi od potrebnog nivoa detalja u ovom konkretnom zadatku. Primjer takve sheme:
Relacije kompozicije su prikazane kao strelica sa vrhom strelice na kraju (za razliku od, na primer, odnosa klasifikacije, gde je vrh strelice na početku strelice, više detalja u nastavku). Takvi odnosi se mogu označiti oznakom kao na slici (dio).
Klasifikacione šeme
Klasifikacione šeme imaju za cilj da izraze definiciju vrsta, njihovih podvrsta i primera vrsta. Na primjer, automobili mogu biti automobili ili kamioni. To jest, prikaz „Automobil“ ima dva podpogleda. VAZ-2110 je specifična instanca podtipa "Putničko vozilo", a GAZ-3307 je instanca podtipa "Kamion":
Relacije u klasifikacionim šemama (podvrsta ili specifična instanca) imaju oblik strelice sa vrhom na početku i, kao u slučaju kompozicijskih šema, mogu imati oznaku sa imenom odnosa.
Prijelazne šeme
Šeme ovog tipa su neophodne za prikaz procesa prelaska objekata iz jednog stanja u drugo pod uticajem određenog procesa. Na primjer, nakon procesa farbanja crvenom bojom, crni automobil postaje crven:
Odnos prijelaza je označen strelicom s glavom na kraju i krugom u sredini. Kao što možete vidjeti iz dijagrama, procesi se odnose na odnose, a ne na objekte.
Pored običnog prijelaza prikazanog na slici, postoji i strogi prijelaz. Koristi se u slučajevima kada tranzicija u datoj situaciji nije očigledna, ali nam je važno da je istaknemo. Na primjer, ugradnja retrovizora na automobil nije značajna operacija ako posmatramo proces sklapanja automobila globalno. Međutim, u nekim slučajevima je potrebno odvojiti ovu operaciju:
Strogi prijelaz je označen slično kao i regularni prijelaz, osim dvostrukog prstena na kraju.
Normalni i strogi prijelazi također se mogu označiti kao trenutni. Da biste to učinili, centralnom krugu se dodaje trokut. Trenutni prijelazi se koriste u slučajevima kada je vrijeme prijelaza toliko kratko da je potpuno beznačajno u okviru predmetne oblasti koja se razmatra (manje od minimalnog značajnog vremenskog perioda).
Na primjer, ako postoji i najmanja šteta na automobilu, može se smatrati oštećenim i njegova cijena naglo pada. Međutim, većina oštećenja nastaje odmah, za razliku od starenja i habanja:
Primjer pokazuje strogi prijelaz, ali također možete koristiti običan prijelaz kao trenutni prijelaz.
Funkcionalni dijagrami
Takvi dijagrami se koriste za označavanje strukture interakcije između objekata. Na primjer, automehaničar obavlja održavanje vozila, a voditelj autoservisa prihvaća zahtjeve za popravke i prenosi ih automehaničaru:
Funkcionalni odnosi su prikazani kao ravna linija bez vrha, ali ponekad sa oznakom, što je naziv odnosa.
Kombinovane šeme
Kombinovane šeme su kombinacija prethodno razmatranih šema. Većina šema u IDEF5 metodologiji je kombinovana, pošto su ontologije koje koriste samo jednu vrstu šeme retke.
Svi dizajni često koriste logičke operatore. Njihovom upotrebom moguće je implementirati odnose između tri, četiri ili više objekata. Logički operator može izraziti neki opći entitet nad kojim se odvija proces ili koji učestvuje u nekom drugom odnosu. Na primjer, možete kombinirati prethodne primjere u jedan na sljedeći način:
U konkretnom slučaju, kombinovana šema koristi šemu kompozicije (ogledalo + auto bez ogledala = auto sa ogledalom) i šemu tranzicije (auto sa ogledalom postaje crveni automobil pod uticajem procesa crvene boje). Štaviše, automobil sa retrovizorom nije eksplicitno izražen - umjesto toga je naznačen logički operator AND.
zaključak
U ovom članku pokušao sam da opišem glavne objekte i odnose u IDEF5 metodologiji. Koristio sam automobilsku domenu kao primjer jer se pokazalo da je mnogo lakše napraviti dijagrame koristeći njihov primjer. Međutim, IDEF5 šeme se mogu koristiti u bilo kojoj drugoj oblasti znanja.
Ontologije i analiza znanja iz domena su prilično opsežna i dugotrajna tema. Međutim, u okviru IDEF5 sve se ispostavilo da nije tako teško, barem se osnove ove teme uče sasvim jednostavno. Svrha mog članka je da privučem novu publiku problemu analize znanja, iako kroz tako primitivni IDEF5 alat kao što je grafički jezik.
Problem grafičkog jezika je u tome što je uz njegovu pomoć nemoguće jasno formulirati neke odnose (aksiome) ontologije. Za ovo postoji tekstualni jezik IDEF5. Međutim, u početnoj fazi, grafički jezik može biti vrlo koristan za formulisanje početnih zahtjeva ontologije i definiranje vektora za razvoj detaljnije ontologije u IDEF5 tekstualnom jeziku ili u bilo kojem drugom alatu.
Nadam se da će ovaj članak biti koristan početnicima u ovoj oblasti, možda čak i onima koji se već duže vrijeme bave problematikom ontološke analize. Sav glavni materijal u ovom članku je preveden i interpretiran iz IDEF5 standarda, koji sam ranije pomenuo (). Inspirisala me je i divna knjiga autora iz NOU INTUIT ().
izvor: www.habr.com