Entrée
Cet article est destiné à ceux qui sont familiers avec un concept tel que l'ontologie, au moins au niveau initial. Si vous n'êtes pas familier avec les ontologies, vous ne comprendrez probablement pas le but des ontologies et cet article en particulier. Je vous conseille de vous familiariser avec ce phénomène avant de vous lancer dans la lecture de cet article (peut-être même un article de Wikipedia suffira).
Si Ontologie est une description détaillée d'un certain domaine à l'étude. Une telle caractérisation devrait être donnée dans un langage clairement articulé. Pour décrire les ontologies, vous pouvez utiliser la méthodologie IDEF5, qui possède 2 langages dans son arsenal :
- Langage schématique IDEF5. Ce langage est visuel et utilise des éléments graphiques.
- Langage texte IDEF5. Ce langage est représenté sous forme de texte structuré.
Cet article examinera la première option - un langage schématique. Nous parlerons de texte dans les articles suivants.
Objets
Dans un langage schématique, comme déjà mentionné, des éléments graphiques sont utilisés. Pour commencer, nous devrions considérer les principaux éléments de cette langue.
Souvent, l'ontologie utilise à la fois des entités généralisées et des objets spécifiques. Les entités génériques sont appelées espèce. Ils sont représentés par un cercle avec une étiquette (nom d'objet) à l'intérieur :
Les vues sont une collection d'instances individuelles d'une vue donnée. Autrement dit, une vue telle que "Voitures" peut représenter un ensemble complet de voitures individuelles.
Comme l' des copies ce type peut être des voitures spécifiques, ou certains types d'équipements, ou certaines marques. Tout dépend du contexte, du domaine et de son niveau de détail. Par exemple, pour un atelier de réparation automobile, des voitures spécifiques en tant qu'entités physiques seront importantes. Pour maintenir des statistiques sur les ventes dans un concessionnaire automobile, des modèles spécifiques, etc. seront importants.
Les instances distinctes de vues sont désignées de la même manière que les vues elles-mêmes, sauf qu'elles sont indiquées par un point dans la partie inférieure du cercle :
De plus, dans le cadre de la discussion sur les objets, il convient de mentionner des objets tels que processus.
Si les vues et les instances sont des objets dits statiques (qui ne changent pas dans le temps), alors les processus sont des objets dynamiques. Cela signifie que ces objets existent dans une certaine période de temps strictement définie.
Par exemple, vous pouvez sélectionner un objet tel que le processus de fabrication d'une voiture (puisque nous en parlons). Il est intuitivement clair que cet objet n'existe que pendant la production proprement dite de cette même voiture (une période de temps strictement définie). Il convient de garder à l'esprit que cette définition est conditionnelle, car des objets tels qu'une voiture ont également leur propre durée de vie, durée de conservation, existence, etc. Cependant, nous n'entrerons pas dans la philosophie, et dans le cadre de la plupart des domaines disciplinaires, on peut admettre que les instances, et plus encore les espèces, existent depuis toujours.
Les processus sont affichés sous forme de rectangle avec une étiquette (nom) du processus :
Les processus sont utilisés dans les schémas de transition d'un objet à un autre. Plus d'informations à ce sujet seront discutées plus tard.
En plus des processus, ces schémas utilisent Opérateurs logiques. Tout est assez simple pour ceux qui sont familiarisés avec les prédicats, l'algèbre booléenne ou la programmation. IDEF5 utilise trois opérateurs logiques de base :
- ET logique (ET) ;
- OU logique (OU);
- OU exclusif (XOR).
La norme IDEF5 (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - la plupart des informations de cette source) définit la représentation des opérateurs logiques sous forme de petits cercles (par rapport aux vues et aux instances) avec une étiquette sous forme de symboles . Cependant, lors du développement de l'environnement graphique IDEF5, nous nous sommes écartés de cette règle pour de nombreuses raisons. L'une d'entre elles est la difficile identification de ces opérateurs. Par conséquent, nous utilisons la notation textuelle des opérateurs avec un numéro d'identification :
C'est peut-être la fin des objets.
Rapports
Il existe des relations entre les objets, qui en ontologie signifient des règles qui déterminent l'interaction entre les objets et à partir desquelles de nouvelles conclusions sont obtenues.
Généralement, les relations sont définies par le type de schéma utilisé dans l'ontologie. Conduire est un ensemble d'objets d'ontologie et de relations entre eux. Il existe les principaux types de régimes suivants :
- schémas de composition.
- Systèmes de classification.
- Régimes de transition.
- Schémas fonctionnels.
- Régimes combinés.
De plus, il existe parfois un type de régimes tels que existentiel. Un schéma existentiel est une collection d'objets sans relations. De tels diagrammes montrent simplement qu'un certain ensemble d'objets existe dans un certain domaine.
Eh bien, maintenant dans l'ordre de chacun des types de régimes.
Schémas de composition
Ce type de diagramme est utilisé pour représenter la composition d'un objet, d'un système, d'une structure, etc. Un exemple typique est celui des pièces automobiles. Dans la composition la plus agrandie, la voiture se compose d'une carrosserie et d'une transmission. À son tour, le corps est divisé en un cadre, des portes et d'autres parties. Cette décomposition peut être poursuivie plus loin - tout dépend du niveau de détail requis dans ce problème particulier. Un exemple d'un tel régime:
Les relations de composition sont affichées sous la forme d'une flèche avec une pointe à la fin (contrairement, par exemple, à une relation de classification, où la pointe se trouve au début de la flèche, nous en reparlerons plus tard). De telles relations peuvent être signées avec une étiquette comme dans la figure (partie).
Systèmes de classification
Les schémas de classification sont destinés à exprimer la définition des espèces, de leurs sous-espèces et des instances d'espèces. Par exemple, les voitures peuvent être des voitures et des camions. C'est-à-dire que la vue "Voiture" a deux sous-espèces. VAZ-2110 est une instance spécifique de la sous-espèce "Car", et GAZ-3307 est une instance de la sous-espèce "Truck":
Les relations dans les schémas de classification (sous-espèce ou instance spécifique) ont la forme d'une flèche avec une pointe au début et, comme dans le cas des schémas de composition, peuvent avoir une étiquette avec le nom de la relation.
Régimes de transition
Des schémas de ce type sont nécessaires pour afficher les processus de transition d'objets d'un état à un autre sous l'influence d'un certain processus. Par exemple, après le processus de peinture avec de la peinture rouge, une voiture noire devient rouge :
Le rapport de transition est indiqué par une flèche avec une pointe à l'extrémité et un cercle au centre. Comme vous pouvez le voir sur le diagramme, les processus font référence à des relations, pas à des objets.
En plus de la transition ordinaire représentée sur la figure, il existe une transition stricte. Il est utilisé dans les cas où la transition dans une situation donnée n'est pas évidente, mais il est important pour nous de le souligner. Par exemple, monter un rétroviseur sur une voiture n'est pas une opération significative si l'on considère globalement le processus d'assemblage d'une voiture. Cependant, dans certains cas, il est nécessaire de sélectionner cette opération :
Une transition stricte est notée de la même manière qu'une transition normale, à l'exception de la double pointe à la fin.
Les transitions régulières et strictes peuvent également être marquées comme instantanées. Pour ce faire, un triangle est ajouté au cercle central. Les transitions instantanées sont utilisées dans les cas où le temps de transition est si court qu'il est complètement insignifiant dans le domaine considéré (inférieur à l'intervalle de temps significatif minimum).
Par exemple, avec le moindre dommage sur une voiture, celle-ci peut être considérée comme endommagée et son prix chute fortement. Cependant, la plupart des dommages surviennent instantanément, contrairement au vieillissement et à l'usure :
L'exemple montre une transition stricte, mais vous pouvez également utiliser une transition normale comme transition instantanée.
Schémas fonctionnels
De tels schémas sont utilisés pour indiquer la structure de l'interaction entre les objets. Par exemple, un mécanicien automobile effectue l'entretien de la voiture et un responsable du service automobile prend les demandes de réparation et les transmet à un mécanicien automobile :
Les relations fonctionnelles sont représentées par une ligne droite sans pointe, mais parfois avec une étiquette, qui est le nom de la relation.
Régimes combinés
Les schémas combinés sont une combinaison de schémas précédemment envisagés. La plupart des schémas de la méthodologie IDEF5 sont combinés, car les ontologies qui n'utilisent qu'un seul type de schéma sont rares.
Tous les circuits utilisent souvent des opérateurs logiques. En les utilisant, vous pouvez implémenter des relations entre trois, quatre objets ou plus. Un opérateur logique peut exprimer une entité générale sur laquelle un processus est exécuté ou qui participe à une autre relation. Par exemple, vous pouvez combiner les exemples précédents en un seul comme suit :
Dans un cas précis, le schéma combiné utilise un schéma de composition (miroir + voiture sans miroir = voiture avec miroir) et un schéma de transition (une voiture avec un miroir devient une voiture rouge sous l'influence du processus de peinture rouge). De plus, une voiture avec un miroir n'est pas exprimée explicitement - à la place, l'opérateur logique ET est indiqué.
Conclusion
Dans cet article, j'ai essayé de décrire les principaux objets et relations de la méthodologie IDEF5. À titre d'exemple, j'ai utilisé le domaine lié aux voitures, car il s'est avéré beaucoup plus facile de construire des diagrammes sur leur exemple. Cependant, les schémas IDEF5 peuvent être utilisés dans tout autre domaine d'expertise.
Les ontologies et l'analyse des connaissances de domaine sont un sujet assez vaste et chronophage. Cependant, dans le cadre d'IDEF5, tout s'avère pas si difficile, du moins les bases de ce sujet sont apprises assez simplement. Le but de mon article est d'attirer un nouveau public vers le problème de l'analyse des connaissances, bien qu'au détriment d'un outil IDEF5 aussi primitif qu'un langage graphique.
Le problème d'un langage graphique est qu'il ne permet pas de formuler assez clairement certaines relations (axiomes) de l'ontologie. Pour ce faire, il existe un langage texte IDEF5. Cependant, au stade initial, un langage graphique peut être très utile pour formuler les besoins initiaux de l'ontologie et déterminer le vecteur de développement d'une ontologie plus détaillée dans le langage texte IDEF5 ou dans tout autre outil.
J'espère que cet article sera utile aux débutants dans ce domaine, peut-être même à ceux qui traitent depuis longtemps de la question de l'analyse ontologique. Tout le matériel principal de cet article a été traduit et compris à partir de la norme IDEF5, à laquelle j'ai fait référence plus tôt (). J'ai également été inspiré par un livre merveilleux d'auteurs de KNOW INTUIT ().
Source: habr.com