Indrejse
Denne artikel er beregnet til dem, der er bekendt med et sådant begreb som ontologi, i det mindste på det indledende niveau. Hvis du ikke er bekendt med ontologier, så vil du højst sandsynligt ikke forstå formålet med ontologier og denne artikel i særdeleshed. Jeg råder dig til at sætte dig ind i dette fænomen, før du begynder at læse denne artikel (måske vil endda en artikel fra Wikipedia være tilstrækkeligt).
Så Ontologi er en detaljeret beskrivelse af et bestemt emneområde under overvejelse. En sådan karakterisering bør gives i et klart formuleret sprog. For at beskrive ontologier kan du bruge IDEF5-metoden, som har 2 sprog i sit arsenal:
- Skematisk sprog IDEF5. Dette sprog er visuelt og bruger grafiske elementer.
- Tekstsprog IDEF5. Dette sprog er repræsenteret som struktureret tekst.
Denne artikel vil overveje den første mulighed - et skematisk sprog. Vi vil tale om tekst i de følgende artikler.
objekter
I et skematisk sprog bruges som allerede nævnt grafiske elementer. Til at begynde med bør vi overveje hovedelementerne i dette sprog.
Ofte bruger ontologi både generaliserede entiteter og specifikke objekter. Generiske enheder kaldes visninger. De er afbildet som en cirkel med en etiket (objektnavn) indeni:
Visninger er en samling af individuelle forekomster af en given visning. Det vil sige, at en sådan visning som "Biler" kan repræsentere et helt sæt individuelle biler.
Som kopier denne type kan være specifikke biler eller visse typer udstyr eller bestemte mærker. Det hele afhænger af konteksten, fagområdet og dets detaljeringsgrad. For et autoværksted vil specifikke biler som fysiske enheder være vigtige. For at vedligeholde nogle statistikker over salg i en bilforhandler vil specifikke modeller osv. være vigtige.
Separate forekomster af visninger er udpeget på samme måde som visningerne selv, kun de er angivet med en prik i den nederste del af cirklen:
Også, som en del af diskussionen om objekter, er det værd at nævne sådanne objekter som processer.
Hvis visninger og instanser er såkaldte statiske objekter (der ikke ændrer sig over tid), så er processer dynamiske objekter. Det betyder, at disse objekter eksisterer i et bestemt nøje defineret tidsrum.
For eksempel kan du vælge et sådant objekt som processen med at fremstille en bil (da vi taler om dem). Det er intuitivt klart, at dette objekt kun eksisterer under selve produktionen af netop denne bil (en strengt defineret tidsperiode). Man skal huske på, at denne definition er betinget, fordi genstande som en bil også har deres egen levetid, holdbarhed, eksistens mv. Vi vil dog ikke gå ind i filosofi, og inden for rammerne af de fleste fagområder kan det accepteres, at instanser, og endnu mere arter, eksisterer for evigt.
Processer vises som et rektangel med en etiket (navn) på processen:
Processer bruges i skemaer til overgangen af et objekt til et andet. Mere om dette vil blive diskuteret senere.
Ud over processer bruger sådanne ordninger logiske operatorer. Alt er simpelt nok for dem, der er fortrolige med prædikater, boolsk algebra eller programmering. IDEF5 bruger tre grundlæggende logiske operatorer:
- logisk OG (AND);
- logisk ELLER (ELLER);
- eksklusiv ELLER (XOR).
IDEF5-standarden (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - det meste af informationen fra denne kilde) definerer repræsentationen af logiske operatorer som små cirkler (sammenlignet med visninger og forekomster) med en etiket i form af symboler . Men i udviklingen af det grafiske IDEF5-miljø har vi afveget fra denne regel af mange grunde. En af dem er den vanskelige identifikation af disse operatører. Derfor bruger vi tekstnotationen af operatører med et identifikationsnummer:
Måske er dette enden på objekterne.
Forbindelser
Der er relationer mellem objekter, hvilket i ontologi betyder regler, der bestemmer samspillet mellem objekter, og hvorfra nye konklusioner opnås.
Typisk er relationer bestemt af typen af skema, der anvendes i ontologien. Ordningen er et sæt ontologiobjekter og relationer mellem dem. Der er følgende hovedtyper af ordninger:
- sammensætningsordninger.
- Klassifikationsordninger.
- Overgangsordninger.
- Funktionelle diagrammer.
- Kombinerede ordninger.
Også nogle gange er der sådan en type ordning som eksistentielle. Et eksistentielt skema er en samling af objekter uden relationer. Sådanne diagrammer viser blot, at et bestemt sæt objekter findes i et bestemt emneområde.
Nå, nu i rækkefølge om hver af de typer af ordninger.
Sammensætningsskemaer
Denne type diagram bruges til at repræsentere sammensætningen af et objekt, system, struktur osv. Et typisk eksempel er bildele. I den mest forstørrede sammensætning består bilen af et karrosseri og en transmission. Til gengæld er kroppen opdelt i en ramme, døre og andre dele. Denne nedbrydning kan fortsættes yderligere - det hele afhænger af det nødvendige detaljeringsniveau i dette særlige problem. Et eksempel på en sådan ordning:
Sammensætningsrelationer vises som en pil med en spids i slutningen (i modsætning til f.eks. et klassifikationsforhold, hvor spidsen er i begyndelsen af pilen, mere om det senere). Sådanne relationer kan underskrives med en etiket som i figuren (del).
Klassifikationsordninger
Klassifikationsskemaer har til formål at udtrykke definitionen af arter, deres underarter og artsforekomster. For eksempel kan biler være biler og lastbiler. Det vil sige, at "Bil"-visningen har to underarter. VAZ-2110 er en specifik forekomst af underarten "Car", og GAZ-3307 er en forekomst af underarten "Truck":
Relationer i klassifikationsskemaer (underart eller specifik instans) har form af en pil med en spids i begyndelsen og kan, som ved sammensætningsskemaer, have en etiket med navnet på forholdet.
Overgangsordninger
Ordninger af denne type er nødvendige for at vise processerne for overgang af objekter fra en tilstand til en anden under indflydelse af en bestemt proces. For eksempel, efter processen med at male med rød maling, bliver en sort bil rød:
Overgangsforholdet er angivet med en pil med en spids i enden og en cirkel i midten. Som du kan se på diagrammet, refererer processer til relationer, ikke objekter.
Ud over den almindelige overgang vist i figuren er der en streng overgang. Det bruges i de tilfælde, hvor overgangen i en given situation ikke er indlysende, men det er vigtigt for os at understrege det. For eksempel er montering af et bakspejl på en bil ikke en væsentlig operation, hvis vi betragter processen med at samle en bil globalt. Men i nogle tilfælde er det nødvendigt at vælge denne operation:
En streng overgang betegnes på samme måde som en almindelig overgang, bortset fra den dobbelte spids i slutningen.
Regelmæssige og strenge overgange kan også markeres som øjeblikkelige. For at gøre dette tilføjes en trekant til den centrale cirkel. Øjeblikkelige overgange anvendes i de tilfælde, hvor overgangstiden er så kort, at den er helt ubetydelig inden for det pågældende emneområde (mindre end det minimale signifikante tidsinterval).
For eksempel, med selv den mindste skade på en bil, kan den betragtes som beskadiget, og dens pris falder kraftigt. De fleste skader opstår dog øjeblikkeligt, i modsætning til aldring og slid:
Eksemplet viser en streng overgang, men du kan også bruge en normal overgang som en øjeblikkelig overgang.
Funktionelle diagrammer
Sådanne skemaer bruges til at angive strukturen af interaktion mellem objekter. For eksempel udfører en bilmekaniker bilvedligeholdelse, og en bilservicechef tager anmodninger om reparationer og videregiver dem til en bilmekaniker:
Funktionelle relationer er afbildet som en lige linje uden spids, men nogle gange med en etiket, som er navnet på forholdet.
Kombinerede ordninger
Kombinerede ordninger er en kombination af tidligere overvejede ordninger. De fleste skemaer i IDEF5-metoden er kombineret, da ontologier, der kun bruger én slags skemaer, er sjældne.
Alle kredsløb bruger ofte logiske operatorer. Ved at bruge dem kan du implementere relationer mellem tre, fire eller flere objekter. En logisk operatør kan udtrykke en generel enhed, som en proces udføres på, eller som deltager i et andet forhold. For eksempel kan du kombinere de foregående eksempler til ét som følger:
I et specifikt tilfælde bruger den kombinerede ordning et sammensætningsskema (spejl + bil uden spejl = bil med et spejl) og et overgangsskema (en bil med et spejl bliver til en rød bil under indflydelse af den røde lakproces). Desuden er en bil med et spejl ikke udtrykt eksplicit - i stedet er den logiske operator OG angivet.
Konklusion
I denne artikel forsøgte jeg at beskrive hovedobjekterne og relationerne i IDEF5-metoden. Som et eksempel brugte jeg fagområdet relateret til biler, da det viste sig at være meget nemmere at bygge diagrammer på deres eksempel. IDEF5-skemaer kan dog bruges i ethvert andet ekspertiseområde.
Ontologier og domænevidenanalyse er et ret omfattende og tidskrævende emne. Inden for rammerne af IDEF5 viser alt sig dog ikke at være så svært, i det mindste læres det grundlæggende i dette emne ganske enkelt. Formålet med min artikel er at tiltrække et nyt publikum til problemet med videnanalyse, dog på bekostning af et så primitivt IDEF5-værktøj som et grafisk sprog.
Problemet med et grafisk sprog er, at det ikke kan bruges til at formulere bestemte relationer (aksiomer) i ontologien klart nok. For at gøre dette er der et tekstsprog IDEF5. Men i den indledende fase kan et grafisk sprog være meget nyttigt til at formulere de indledende ontologikrav og bestemme vektoren til udvikling af en mere detaljeret ontologi i IDEF5-tekstsproget eller i et hvilket som helst andet værktøj.
Jeg håber, at denne artikel vil være nyttig for begyndere på dette område, måske endda for dem, der har beskæftiget sig med spørgsmålet om ontologisk analyse i lang tid. Alt hovedmaterialet i denne artikel er oversat og forstået fra IDEF5-standarden, som jeg henviste til tidligere (). Jeg blev også inspireret af en vidunderlig bog fra forfattere fra KNOW INTUIT ().
Kilde: www.habr.com