Ulazak
Ovaj je članak namijenjen onima koji su barem na osnovnoj razini upoznati s pojmom ontologije. Ako niste upoznati s ontologijama, onda vam najvjerojatnije neće biti jasna svrha ontologija, a posebno ovog članka. Savjetujem vam da se upoznate s ovim fenomenom prije nego počnete čitati ovaj članak (možda će čak i članak s Wikipedije biti dovoljan).
Tako Ontologija - ovo je detaljan opis određenog predmetnog područja koje se razmatra. Takav opis mora biti dat na nekom jasno formuliranom jeziku. Za opisivanje ontologija možete koristiti IDEF5 metodologiju koja u svom arsenalu ima 2 jezika:
- IDEF5 shematski jezik. Ovaj jezik je vizualni 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, trebali bismo razmotriti osnovne elemente ovog jezika.
Ontologija često koristi i generalizirane entitete i specifične objekte. Generalizirani entiteti nazivaju se vrste. Oni su prikazani kao krug s oznakom (ime objekta) unutar:
Vrste su skup pojedinačnih primjeraka određene vrste. Odnosno, prikaz kao što je "Automobili" može predstavljati cijelu kolekciju pojedinačnih automobila.
Kao kopije To mogu biti određeni automobili, određene vrste opreme ili određene marke. Sve ovisi o kontekstu, predmetnom području i njegovoj razini detalja. Na primjer, za automehaničarsku radionicu bit će važni konkretni automobili kao fizičke cjeline. Za održavanje neke statistike o prodaji u autosalonu bit će važni specifični modeli itd.
Pojedinačni primjerci vrsta označavaju se slično kao i same vrste, samo su označeni točkom na dnu kruga:
Također, u sklopu rasprave o objektima, vrijedno je spomenuti objekte kao što su procesa.
Ako su pogledi i instance takozvani statički objekti (koji se ne mijenjaju tijekom vremena), onda su procesi dinamički objekti. To znači da ti objekti postoje u određenom strogo definiranom vremenskom razdoblju.
Na primjer, možemo izdvojiti takav objekt kao što je proces proizvodnje automobila (budući da govorimo o njima). Intuitivno je jasno da ovaj objekt postoji samo tijekom stvarne proizvodnje ovog automobila (strogo određeno vremensko razdoblje). Vrijedno je imati na umu da je ova definicija uvjetna, jer objekti poput automobila također imaju svoj životni vijek, rok trajanja, postojanje itd. No, nemojmo ulaziti u filozofiju iu okviru većine tematskih područja možemo prihvatiti da primjerci, a još više vrste, postoje vječno.
Procesi su prikazani kao pravokutnik s oznakom (imenom) procesa:
Procesi se koriste u shemama za prijelaz jednog objekta u drugi. O tome će biti više riječi u nastavku.
Osim procesa, takve sheme koriste logički operatori. Ovdje je sve vrlo jednostavno za one koji poznaju predikate, Booleovu algebru ili programiranje. IDEF5 koristi tri osnovna logička operatora:
- logičko I (I);
- logički ILI (ILI);
- isključivi ILI (XOR).
Standard IDEF5 (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - većina informacija iz ovog izvora) definira sliku logičkih operatora u obliku malih krugova (u usporedbi s prikazima i instancama) s oznakom u obliku simbola. Međutim, u IDEF5 grafičkom okruženju koje razvijamo, odstupili smo od ovog pravila iz mnogo razloga. Jedan od njih je teška identifikacija ovih operatera. Stoga koristimo tekstualni zapis operatora s identifikacijskim brojem:
Možda ćemo ovdje završiti s predmetima.
Veze
Među objektima postoje odnosi, što u ontologiji znači pravila koja određuju interakciju između objekata i iz kojih se izvode novi zaključci.
Tipično, odnosi su određeni tipom sheme koja se koristi u ontologiji. Shema je skup ontoloških objekata i odnosa između njih. Postoje sljedeće glavne vrste shema:
- Sheme sastava.
- Klasifikacijske sheme.
- Prijelazni dijagrami.
- Funkcionalni dijagrami.
- Kombinirane sheme.
Također ponekad postoji takva vrsta sheme kao egzistencijalni. Egzistencijalna shema je zbirka objekata bez odnosa. Takvi dijagrami jednostavno pokazuju da u određenom predmetnom području postoji određeni skup objekata.
Pa, sada, redom, o svakoj vrsti sheme.
Sheme sastava
Ova vrsta dijagrama koristi se za predstavljanje sastava objekta, sustava, strukture itd. Tipičan primjer su dijelovi automobila. U svom najvećem obliku, automobil se sastoji od karoserije i prijenosa. Zauzvrat, tijelo je podijeljeno na okvir, vrata i druge dijelove. Ova se dekompozicija može nastaviti dalje - sve ovisi o potrebnoj razini detalja u ovom konkretnom zadatku. Primjer takve sheme:
Odnosi sastava prikazuju se kao strelica s vrhom strelice na kraju (za razliku od, na primjer, odnosa klasifikacije, gdje je vrh strelice na početku strelice, više detalja u nastavku). Takve odnose možemo označiti oznakom kao na slici (dio).
Klasifikacijske sheme
Klasifikacijske sheme namijenjene su izražavanju definicije vrsta, njihovih podvrsta i primjeraka vrsta. Na primjer, automobili mogu biti automobili i kamioni. Odnosno, pogled "Auto" ima dva podpogleda. VAZ-2110 je specifičan primjerak podtipa "Osobni automobil", a GAZ-3307 je primjerak podtipa "Kamion":
Odnosi u klasifikacijskim shemama (podvrsta ili specifična instanca) imaju oblik strelice s vrhom na početku i, kao i kod sastavnih shema, mogu imati oznaku s nazivom odnosa.
Sheme prijelaza
Sheme ove vrste potrebne su za prikaz procesa prijelaza objekata iz jednog stanja u drugo pod utjecajem određenog procesa. Na primjer, nakon procesa bojanja crvenom bojom, crni automobil postaje crven:
Prijelazni odnos označen je strelicom s vrhom na kraju i krugom u sredini. Kao što možete vidjeti na dijagramu, procesi se odnose na odnose, a ne na objekte.
Osim običnog prijelaza prikazanog na slici, postoji i strogi prijelaz. Koristi se u slučajevima kada prijelaz u određenoj situaciji nije očit, ali nam je važno naglasiti ga. Na primjer, ugradnja retrovizora na automobil nije značajna operacija ako promatramo proces sklapanja automobila globalno. Međutim, u nekim slučajevima potrebno je odvojiti ovu operaciju:
Strogi prijelaz označen je slično uobičajenom prijelazu, osim dvostruke čaure na kraju.
Normalni i strogi prijelazi također se mogu označiti kao trenutni. Da biste to učinili, dodajte trokut u središnji krug. Trenutačni prijelazi koriste se u slučajevima kada je vrijeme prijelaza toliko kratko da je potpuno beznačajno unutar predmetnog područja koje se razmatra (manje od minimalnog značajnog vremenskog razdoblja).
Primjerice, ako postoji i najmanja šteta na automobilu, može se smatrati oštećenim i cijena mu naglo pada. Međutim, većina oštećenja nastaje trenutno, za razliku od starenja i trošenja:
Primjer pokazuje striktni prijelaz, ali također možete koristiti obični prijelaz kao trenutni.
Funkcionalni dijagrami
Takvi se dijagrami koriste za označavanje strukture interakcije između objekata. Na primjer, automehaničar obavlja održavanje vozila, a voditelj autoservisa prihvaća zahtjeve za popravke i prosljeđuje ih automehaničaru:
Funkcionalni odnosi se prikazuju kao ravna linija bez vrha, ali ponekad s oznakom, što je naziv odnosa.
Kombinirane sheme
Kombinirane sheme su kombinacija prethodno razmatranih shema. Većina shema u IDEF5 metodologiji je kombinirana, budući da su ontologije koje koriste samo jednu vrstu sheme rijetke.
Svi dizajni često koriste logičke operatore. Njihovom uporabom moguće je ostvariti odnose između tri, četiri ili više objekata. Logički operator može izraziti neki opći entitet nad kojim se odvija proces ili koji sudjeluje u nekom drugom odnosu. Na primjer, možete kombinirati prethodne primjere u jedan na sljedeći način:
U konkretnom slučaju, kombinirana shema koristi kompozicijsku shemu (ogledalo + auto bez ogledala = auto sa ogledalom) i prijelaznu shemu (automobil s ogledalom postaje crveni automobil pod utjecajem procesa bojenja crvenom bojom). Štoviše, automobil s ogledalom nije izražen eksplicitno - umjesto toga, naznačen je logički operator AND.
Zaključak
U ovom sam članku pokušao opisati glavne objekte i odnose u IDEF5 metodologiji. Kao primjer sam uzeo automobilsku domenu jer se pokazalo da je na njihovom primjeru puno lakše graditi dijagrame. Međutim, IDEF5 sheme se mogu koristiti u bilo kojem drugom području znanja.
Ontologije i analiza domenskog znanja je prilično opsežna i dugotrajna tema. Međutim, u okviru IDEF5 sve nije tako teško, barem se osnove ove teme uče vrlo jednostavno. Svrha mog članka je privući novu publiku na problem 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 to postoji tekstualni jezik IDEF5. Međutim, u početnoj fazi, grafički jezik može biti vrlo koristan za formuliranje početnih ontoloških zahtjeva i definiranje vektora za razvoj detaljnije ontologije u tekstualnom jeziku IDEF5 ili u bilo kojem drugom alatu.
Nadam se da će ovaj članak biti od koristi početnicima u ovom području, možda čak i onima koji se već duže vrijeme bave problematikom ontološke analize. Sav glavni materijal u ovom članku preveden je i protumačen iz standarda IDEF5, koji sam ranije spomenuo (). Inspirirala me i jedna divna knjiga autora iz NOU INTUITA ().
Izvor: www.habr.com