Merkintä
Tämä artikkeli on tarkoitettu niille, jotka tuntevat sellaisen käsitteen kuin ontologia ainakin alkutasolla. Jos et tunne ontologioita, et todennäköisesti ymmärrä ontologioiden ja erityisesti tämän artikkelin tarkoitusta. Suosittelen tutustumaan tähän ilmiöön ennen kuin alat lukea tätä artikkelia (ehkä jopa artikkeli Wikipediasta riittää).
Niin ontologia on yksityiskohtainen kuvaus tietystä käsiteltävästä aihealueesta. Tällainen luonnehdinta tulisi antaa jollain selkeästi ilmaistulla kielellä. Ontologioiden kuvaamiseen voit käyttää IDEF5-metodologiaa, jonka arsenaalissa on 2 kieltä:
- Kaaviokieli IDEF5. Tämä kieli on visuaalinen ja käyttää graafisia elementtejä.
- Tekstin kieli IDEF5. Tämä kieli esitetään strukturoituna tekstinä.
Tässä artikkelissa tarkastellaan ensimmäistä vaihtoehtoa - kaavamaista kieltä. Puhumme tekstistä seuraavissa artikkeleissa.
Esineet
Kaavamaisessa kielessä, kuten jo mainittiin, käytetään graafisia elementtejä. Aluksi meidän tulisi harkita tämän kielen pääelementtejä.
Usein ontologia käyttää sekä yleistettyjä kokonaisuuksia että tiettyjä objekteja. Yleisiä kokonaisuuksia kutsutaan Erilaisia. Ne on kuvattu ympyränä, jonka sisällä on tunniste (objektin nimi):
Näkymät ovat kokoelma tietyn näkymän yksittäisiä esiintymiä. Toisin sanoen sellainen näkymä kuin "Autot" voi edustaa kokonaista joukkoa yksittäisiä autoja.
Kuten kopioita tämä tyyppi voi olla tiettyjä autoja tai tietyntyyppisiä laitteita tai tiettyjä merkkejä. Kaikki riippuu kontekstista, aihealueesta ja sen yksityiskohtaisuudesta. Esimerkiksi autokorjaamolle tietyt autot fyysisinä kokonaisuuksina ovat tärkeitä. Tietyt mallit jne. ovat tärkeitä autoliikkeen myyntitilastojen ylläpitämiseksi.
Näkymien erilliset esiintymät on merkitty samalla tavalla kuin itse näkymät, vain ne on merkitty pisteellä ympyrän alaosassa:
Osana esineistä keskustelua kannattaa myös mainita sellaiset esineet kuin prosessit.
Jos näkymät ja ilmentymät ovat niin sanottuja staattisia objekteja (jotka eivät muutu ajan myötä), prosessit ovat dynaamisia objekteja. Tämä tarkoittaa, että nämä objektit ovat olemassa tietyn tiukasti määritellyn ajanjakson aikana.
Voit esimerkiksi valita sellaisen kohteen auton valmistusprosessiksi (koska puhumme niistä). On intuitiivisesti selvää, että tämä esine on olemassa vain tämän auton varsinaisen tuotannon aikana (tiukasti määritelty ajanjakso). On pidettävä mielessä, että tämä määritelmä on ehdollinen, koska esineillä, kuten autolla, on myös oma käyttöikä, säilyvyys, olemassaolo jne. Emme kuitenkaan mene filosofiaan, ja useimpien aihealueiden puitteissa voidaan hyväksyä, että instanssit ja varsinkin lajit ovat olemassa ikuisesti.
Prosessit näytetään suorakulmiona, jossa on prosessin nimike (nimi):
Prosesseja käytetään kaavioissa objektin siirtämiseksi toiseen. Tästä keskustellaan lisää myöhemmin.
Prosessien lisäksi tällaisia järjestelmiä käytetään loogisia operaattoreita. Kaikki on tarpeeksi yksinkertaista niille, jotka tuntevat predikaatit, Boolen algebran tai ohjelmoinnin. IDEF5 käyttää kolmea loogista perusoperaattoria:
- looginen AND (JA);
- looginen TAI (OR);
- yksinomainen OR (XOR).
IDEF5-standardi (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - suurin osa tästä lähteestä peräisin olevasta tiedosta) määrittelee loogisten operaattoreiden esityksen pieninä ympyröinä (näkymiin ja esiintymiin verrattuna), joissa on symbolien muodossa oleva etiketti. IDEF5 graafisen ympäristön kehittämisessä olemme kuitenkin poikennut tästä säännöstä monista syistä. Yksi niistä on näiden toimijoiden vaikea tunnistaminen. Siksi käytämme tunnistenumerolla varustettujen operaattoreiden tekstimerkintää:
Ehkä tämä on objektien loppu.
Suhteet
Objektien välillä on suhteita, jotka ontologiassa tarkoittavat sääntöjä, jotka määräävät objektien välisen vuorovaikutuksen ja joista saadaan uusia johtopäätöksiä.
Tyypillisesti suhteet määritellään ontologiassa käytetyn skeeman tyypin mukaan. ohjelma on joukko ontologiaobjekteja ja niiden välisiä suhteita. On olemassa seuraavat päätyypit järjestelmiä:
- kokoonpanokaaviot.
- Luokittelujärjestelmät.
- Siirtymäsuunnitelmat.
- Toiminnalliset kaaviot.
- Yhdistetyt järjestelmät.
Joskus on myös sellaisia järjestelmiä kuin eksistentiaalinen. Eksistentiaalinen skeema on kokoelma objekteja ilman suhteita. Tällaiset kaaviot osoittavat yksinkertaisesti, että tietyllä aihealueella on tietty joukko esineitä.
No, nyt järjestyksessä kustakin järjestelmätyypistä.
Koostumuskaaviot
Tämän tyyppistä kaaviota käytetään esittämään kohteen, järjestelmän, rakenteen jne. koostumusta. Tyypillinen esimerkki on autonosat. Suuremmassa koostumuksessa auto koostuu korista ja vaihteistosta. Runko puolestaan jaetaan runkoon, oviin ja muihin osiin. Tätä hajoamista voidaan jatkaa edelleen - kaikki riippuu tämän ongelman vaaditusta yksityiskohtaisuudesta. Esimerkki tällaisesta kaavasta:
Koostumussuhteet näytetään nuolena, jonka lopussa on kärki (toisin kuin esimerkiksi luokitussuhteessa, jossa kärki on nuolen alussa, siitä lisää myöhemmin). Tällaiset suhteet voidaan allekirjoittaa tarralla kuten kuvassa (osa).
Luokittelujärjestelmät
Luokittelujärjestelmien tarkoituksena on ilmaista lajien, niiden alalajien ja lajiesimerkkien määritelmä. Esimerkiksi autot voivat olla henkilöautoja ja kuorma-autoja. Toisin sanoen "Auto"-näkymässä on kaksi alalajia. VAZ-2110 on erityinen esiintymä alalajista "Auto" ja GAZ-3307 on esimerkki alalajista "Truck":
Suhteet luokituskaavioissa (alalaji tai erityinen esiintymä) ovat nuolen muotoisia, joiden alussa on kärki, ja, kuten kokoonpanokaavioissa, niissä voi olla tunniste, jossa on suhteen nimi.
Siirtymäsuunnitelmat
Tämän tyyppiset kaaviot ovat välttämättömiä objektien siirtymisprosessien näyttämiseksi tilasta toiseen tietyn prosessin vaikutuksesta. Esimerkiksi punaisella maalilla maalauksen jälkeen musta auto muuttuu punaiseksi:
Siirtymäsuhde osoitetaan nuolella, jonka päässä on kärki ja keskellä ympyrä. Kuten kaaviosta näkyy, prosessit viittaavat suhteisiin, eivät objekteihin.
Kuvassa näkyvän tavallisen siirtymän lisäksi on olemassa tiukka siirtymä. Sitä käytetään tapauksissa, joissa siirtymä tietyssä tilanteessa ei ole ilmeinen, mutta meidän on tärkeää korostaa sitä. Esimerkiksi taustapeilin asentaminen autoon ei ole merkittävä toimenpide, jos tarkastellaan auton kokoamista globaalisti. Joissakin tapauksissa on kuitenkin tarpeen valita tämä toiminto:
Tiukka siirtymä merkitään samalla tavalla kuin normaali siirtymä, lukuun ottamatta kaksoiskärkeä lopussa.
Säännölliset ja tiukat siirtymät voidaan myös merkitä välittömiksi. Tätä varten keskiympyrään lisätään kolmio. Välittömiä siirtymiä käytetään tapauksissa, joissa siirtymäaika on niin lyhyt, että se on täysin merkityksetön tarkasteltavalla aihealueella (pienempi kuin pienin merkitsevä aikaväli).
Esimerkiksi, jos auto on vaurioitunut, sitä voidaan pitää vaurioituneena ja sen hinta laskee jyrkästi. Suurin osa vaurioista tapahtuu kuitenkin välittömästi, toisin kuin vanheneminen ja kuluminen:
Esimerkki näyttää tiukan siirtymän, mutta voit käyttää myös normaalia siirtymää välittömänä siirtymänä.
Toiminnalliset kaaviot
Tällaisia malleja käytetään osoittamaan objektien välisen vuorovaikutuksen rakennetta. Esimerkiksi automekaanikko suorittaa auton huollon ja autohuoltopäällikkö ottaa korjauspyynnöt vastaan ja välittää ne automekaanikolle:
Toiminnalliset suhteet on kuvattu suorana ilman kärkeä, mutta joskus etiketillä, joka on suhteen nimi.
Yhdistetyt järjestelmät
Yhdistetyt järjestelmät ovat yhdistelmä aiemmin harkittuja järjestelmiä. Useimmat IDEF5-metodologian skeemat yhdistetään, koska ontologiat, jotka käyttävät vain yhdenlaista skeemaa, ovat harvinaisia.
Kaikissa piireissä käytetään usein loogisia operaattoreita. Niiden avulla voit toteuttaa suhteita kolmen, neljän tai useamman objektin välillä. Looginen operaattori voi ilmaista jonkin yleisen kokonaisuuden, jolla prosessi suoritetaan tai joka osallistuu toiseen suhteeseen. Voit esimerkiksi yhdistää edelliset esimerkit yhdeksi seuraavasti:
Tietyssä tapauksessa yhdistetyssä järjestelmässä käytetään kompositiokaaviota (peili + auto ilman peiliä = auto peilillä) ja siirtymäkaaviota (peiliautosta tulee punainen auto punaisen maalausprosessin vaikutuksesta). Lisäksi peilillä varustettua autoa ei ilmaista selkeästi - sen sijaan ilmoitetaan looginen operaattori JA.
Johtopäätös
Tässä artikkelissa yritin kuvata IDEF5-metodologian pääobjekteja ja suhteita. Esimerkkinä käytin autoihin liittyvää aihealuetta, koska niiden esimerkin perusteella kaavioiden rakentaminen osoittautui paljon helpommaksi. IDEF5-skeemoja voidaan kuitenkin käyttää millä tahansa muulla osaamisalueella.
Ontologiat ja domain-tietoanalyysi on melko laaja ja aikaa vievä aihe. IDEF5: n puitteissa kaikki ei kuitenkaan ole niin vaikeaa, ainakin tämän aiheen perusteet opitaan yksinkertaisesti. Artikkelini tarkoituksena on houkutella uutta yleisöä tietoanalyysin ongelmaan, vaikkakin niin primitiivisen IDEF5-työkalun kustannuksella kuin graafinen kieli.
Graafisen kielen ongelmana on, että sillä ei voida muotoilla ontologian tiettyjä suhteita (aksioomia) riittävän selkeästi. Tätä varten on olemassa tekstikieli IDEF5. Kuitenkin alkuvaiheessa graafinen kieli voi olla erittäin hyödyllinen muotoillessa alkuperäisiä ontologiavaatimuksia ja määrittää vektorin yksityiskohtaisemman ontologian kehittämiseen IDEF5-tekstikielellä tai millä tahansa muulla työkalulla.
Toivon, että tämä artikkeli on hyödyllinen alan aloittelijoille, ehkä jopa niille, jotka ovat käsitelleet ontologisen analyysin kysymystä pitkään. Kaikki tämän artikkelin päämateriaali on käännetty ja ymmärretty IDEF5-standardista, johon viittasin aiemmin (). Sain inspiraatiota myös ihanasta kirjasta KNOW INTUITin kirjoittajilta ().
Lähde: will.com