Įrašas
Šis straipsnis skirtas tiems, kurie yra susipažinę su ontologijos sąvoka bent jau pradiniame lygmenyje. Jei nesate susipažinę su ontologijomis, greičiausiai jums nebus aiškus ontologijų ir ypač šio straipsnio tikslas. Prieš pradedant skaityti šį straipsnį patariu susipažinti su šiuo reiškiniu (gal užteks net straipsnio iš Vikipedijos).
Taip Ontologija - tai išsamus tam tikros nagrinėjamos dalykinės srities aprašymas. Toks aprašymas turi būti pateiktas kokia nors aiškiai suformuluota kalba. Norėdami apibūdinti ontologijas, galite naudoti IDEF5 metodiką, kurios arsenale yra 2 kalbos:
- IDEF5 schematinė kalba. Ši kalba yra vizuali ir naudoja grafinius elementus.
- IDEF5 teksto kalba. Ši kalba pateikiama kaip struktūrinis tekstas.
Šiame straipsnyje bus svarstoma pirmoji parinktis - schematinė kalba. Apie tekstą kalbėsime kituose straipsniuose.
Objektai
Scheminėje kalboje, kaip jau minėta, naudojami grafiniai elementai. Pirmiausia turėtume apsvarstyti pagrindinius šios kalbos elementus.
Dažnai ontologija naudoja ir apibendrintus objektus, ir konkrečius objektus. Apibendrinti subjektai vadinami rūšys. Jie pavaizduoti kaip apskritimas, kurio viduje yra etiketė (objekto pavadinimas):
Rūšys – tai atskirų tam tikros rūšies egzempliorių rinkinys. Tai reiškia, kad vaizdas, pvz., „Automobiliai“, gali atspindėti visą atskirų automobilių kolekciją.
Kaip egzempliorių Šis tipas gali būti konkretūs automobiliai, tam tikros rūšies įranga arba tam tikros markės. Viskas priklauso nuo konteksto, dalykinės srities ir jos detalumo lygio. Pavyzdžiui, autoservisui bus svarbūs konkretūs automobiliai kaip fiziniai subjektai. Norint išlaikyti tam tikrą statistiką apie pardavimus automobilių salone, bus svarbūs konkretūs modeliai ir pan.
Atskiri rūšių atvejai žymimi panašiai kaip ir pačios rūšys, tik žymimas tašku apskritimo apačioje:
Taip pat, diskutuojant apie objektus, verta paminėti tokius objektus kaip procesus.
Jei rodiniai ir egzemplioriai yra vadinamieji statiniai objektai (laikui nesikeičiantys), tai procesai yra dinamiški objektai. Tai reiškia, kad šie objektai egzistuoja tam tikru griežtai apibrėžtu laikotarpiu.
Pavyzdžiui, galime išskirti tokį objektą kaip automobilio gamybos procesą (kadangi kalbame apie juos). Intuityviai aišku, kad šis objektas egzistuoja tik faktiškai gaminant šį automobilį (griežtai apibrėžtą laikotarpį). Verta nepamiršti, kad šis apibrėžimas yra sąlyginis, nes tokie objektai kaip automobilis taip pat turi savo tarnavimo laiką, galiojimo laiką, egzistavimą ir kt. Tačiau nesigilinkime į filosofiją ir daugumos dalykų rėmuose galime pripažinti, kad egzemplioriai, o juo labiau rūšys, egzistuoja amžinai.
Procesai vaizduojami kaip stačiakampis su proceso etikete (pavadinimu):
Procesai naudojami vieno objekto perėjimo prie kito schemose. Tai bus išsamiau aptarta toliau.
Be procesų, tokios schemos naudojamos loginiai operatoriai. Viskas čia gana paprasta tiems, kurie yra susipažinę su predikatais, Būlio algebra ar programavimu. IDEF5 naudoja tris pagrindinius loginius operatorius:
- loginis IR (IR);
- loginis ARBA (ARBA);
- išskirtinis ARBA (XOR).
IDEF5 standartas (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf – didžioji dalis informacijos iš šio šaltinio) apibrėžia loginių operatorių vaizdą mažų apskritimų pavidalu (palyginti su rodiniais ir egzemplioriais) su etikete simbolių forma. Tačiau mūsų kuriamoje IDEF5 grafinėje aplinkoje dėl daugelio priežasčių nutolome nuo šios taisyklės. Vienas iš jų – sunkus šių operatorių identifikavimas. Todėl naudojame tekstinį operatorių su identifikavimo numeriu žymėjimą:
Galbūt čia baigsime su objektais.
Santykiai
Tarp objektų egzistuoja ryšiai, o tai ontologijoje reiškia taisykles, lemiančias objektų sąveiką ir iš kurių daromos naujos išvados.
Paprastai ryšius lemia ontologijoje naudojamos schemos tipas. Schema yra ontologijos objektų ir santykių tarp jų rinkinys. Yra šie pagrindiniai schemų tipai:
- Kompozicijos schemos.
- Klasifikavimo schemos.
- Perėjimų diagramos.
- Funkcinės diagramos.
- Kombinuotos schemos.
Taip pat kartais yra tokia schema kaip egzistencinis. Egzistencinė schema yra objektų rinkinys be santykių. Tokios diagramos tiesiog parodo, kad tam tikroje dalykinėje srityje yra tam tikras objektų rinkinys.
Na, o dabar, eilės tvarka, apie kiekvieną schemos tipą.
Kompozicijos schemos
Šio tipo diagramos naudojamos objekto, sistemos, struktūros ir kt. Tipiškas pavyzdys – automobilių dalys. Labiausiai padidinta forma automobilis susideda iš kėbulo ir transmisijos. Savo ruožtu kėbulas yra padalintas į rėmą, duris ir kitas dalis. Šis skaidymas gali būti tęsiamas ir toliau – viskas priklauso nuo reikalaujamo šios konkrečios užduoties detalumo lygio. Tokios schemos pavyzdys:
Kompozicijos ryšiai rodomi kaip rodyklė su rodyklės antgaliu pabaigoje (skirtingai nuo, pavyzdžiui, klasifikavimo ryšio, kai rodyklės galvutė yra rodyklės pradžioje, daugiau informacijos rasite toliau). Tokie santykiai gali būti pažymėti etikete, kaip parodyta paveikslėlyje (dalyje).
Klasifikavimo schemos
Klasifikavimo schemos skirtos apibrėžti rūšis, jų porūšius ir rūšių atvejus. Pavyzdžiui, automobiliai gali būti lengvieji automobiliai ir sunkvežimiai. Tai reiškia, kad „Automobilio“ rodinyje yra du požiūriai. VAZ-2110 yra specifinis „Keleivinio automobilio“ potipio egzempliorius, o GAZ-3307 yra „Sunkvežimio“ potipio pavyzdys:
Klasifikavimo schemose ryšiai (porūšis arba konkretus egzempliorius) turi rodyklės formą su antgaliu pradžioje ir, kaip ir kompozicijos schemose, gali turėti etiketę su ryšio pavadinimu.
Perėjimo schemos
Tokio tipo schemos yra būtinos norint parodyti objektų perėjimo iš vienos būsenos į kitą procesus veikiant tam tikram procesui. Pavyzdžiui, po dažymo raudonais dažais juodas automobilis tampa raudonas:
Pereinamąjį ryšį rodo rodyklė su galvute gale ir apskritimu centre. Kaip matote iš diagramos, procesai nurodo ryšius, o ne objektus.
Be įprasto perėjimo, parodyto paveikslėlyje, yra griežtas perėjimas. Jis naudojamas tais atvejais, kai perėjimas tam tikroje situacijoje nėra akivaizdus, tačiau mums svarbu tai pabrėžti. Pavyzdžiui, galinio vaizdo veidrodėlio įrengimas automobilyje nėra reikšmingas veiksmas, jei įvertinsime automobilio surinkimo procesą globaliai. Tačiau kai kuriais atvejais šią operaciją būtina atskirti:
Griežtas perėjimas pažymėtas panašiai kaip įprastas perėjimas, išskyrus dvigubą antgalį gale.
Įprasti ir griežti perėjimai taip pat gali būti pažymėti kaip momentiniai. Norėdami tai padaryti, prie centrinio apskritimo pridedamas trikampis. Momentiniai perėjimai naudojami tais atvejais, kai perėjimo laikas yra toks trumpas, kad yra visiškai nereikšmingas nagrinėjamoje srityje (trumpesnis nei minimalus reikšmingas laikotarpis).
Pavyzdžiui, jei automobiliui padaryta nors menkiausia žala, jis gali būti laikomas apgadintu ir jo kaina smarkiai nukrenta. Tačiau dauguma žalos atsiranda akimirksniu, skirtingai nei senėjimas ir susidėvėjimas:
Pavyzdyje parodytas griežtas perėjimas, tačiau įprastą perėjimą taip pat galite naudoti kaip momentinį perėjimą.
Funkcinės diagramos
Tokios diagramos naudojamos objektų sąveikos struktūrai nurodyti. Pavyzdžiui, automechanikas atlieka automobilio techninę priežiūrą, o autoserviso vadovas priima remonto prašymus ir perduoda juos automechanikui:
Funkciniai santykiai vaizduojami kaip tiesi linija be galo, bet kartais su etikete, kuri yra santykių pavadinimas.
Kombinuotos schemos
Kombinuotos schemos yra anksčiau aptartų schemų derinys. Dauguma IDEF5 metodologijos schemų yra kombinuotos, nes ontologijos, kuriose naudojamos tik vieno tipo schemos, yra retos.
Visuose dizainuose dažnai naudojami loginiai operatoriai. Jas naudojant galima įgyvendinti ryšius tarp trijų, keturių ar daugiau objektų. Loginis operatorius gali išreikšti tam tikrą bendrą objektą, per kurį vykdomas procesas arba kuris dalyvauja kokiuose nors kituose santykiuose. Pavyzdžiui, galite sujungti ankstesnius pavyzdžius į vieną taip:
Konkrečiu atveju kombinuotoje schemoje naudojama kompozicijos schema (veidrodis + automobilis be veidrodžio = automobilis su veidrodžiu) ir pereinamoji schema (automobilis su veidrodžiu raudonų dažų proceso įtakoje tampa raudonu automobiliu). Be to, automobilis su veidrodžiu nėra aiškiai išreikštas - vietoj to nurodomas loginis operatorius AND.
išvada
Šiame straipsnyje bandžiau apibūdinti pagrindinius objektus ir ryšius IDEF5 metodikoje. Kaip pavyzdį naudojau automobilių domeną, nes pasirodė, kad diagramas kurti naudojant jų pavyzdį buvo daug lengviau. Tačiau IDEF5 schemos gali būti naudojamos bet kurioje kitoje žinių srityje.
Ontologijos ir srities žinių analizė yra gana plati ir daug laiko reikalaujanti tema. Tačiau IDEF5 sistemoje viskas pasirodo ne taip jau sunku, bent jau šios temos pagrindai išmokstami gana paprastai. Mano straipsnio tikslas – pritraukti naują auditoriją į žinių analizės problemą, nors ir per tokį primityvią IDEF5 įrankį kaip grafinė kalba.
Grafinės kalbos problema ta, kad jos pagalba neįmanoma aiškiai suformuluoti kai kurių ontologijos santykių (aksiomų). Tam yra teksto kalba IDEF5. Tačiau pradiniame etape grafinė kalba gali būti labai naudinga formuluojant pradinius ontologijos reikalavimus ir apibrėžiant vektorių detalesnei ontologijai IDEF5 teksto kalba ar bet kokiu kitu įrankiu.
Tikiuosi, kad šis straipsnis bus naudingas pradedantiesiems šioje srityje, o gal net tiems, kurie jau seniai sprendžia ontologinės analizės problemą. Visa pagrindinė šio straipsnio medžiaga buvo išversta ir interpretuota pagal IDEF5 standartą, kurį minėjau anksčiau (). Mane taip pat įkvėpė nuostabi NOU INTUIT autorių knyga ().
Šaltinis: www.habr.com