Toegang
Dit artikel is bedoeld voor degenen die op zijn minst op een elementair niveau bekend zijn met het concept van ontologie. Als u niet bekend bent met ontologieën, zal het doel van ontologieën en met name dit artikel u niet duidelijk zijn. Ik raad je aan om jezelf vertrouwd te maken met dit fenomeen voordat je dit artikel gaat lezen (misschien is zelfs een artikel van Wikipedia voldoende).
Zo Ontologie - dit is een gedetailleerde beschrijving van een bepaald onderwerp dat wordt behandeld. Een dergelijke beschrijving moet in een duidelijk geformuleerde taal worden gegeven. Om ontologieën te beschrijven, kun je de IDEF5-methodologie gebruiken, die 2 talen in zijn arsenaal heeft:
- IDEF5 schematische taal. Deze taal is visueel en maakt gebruik van grafische elementen.
- IDEF5-teksttaal. Deze taal wordt weergegeven als gestructureerde tekst.
Dit artikel gaat in op de eerste optie: schematische taal. In de volgende artikelen zullen we het over tekst hebben.
objecten
In schematische taal worden, zoals reeds vermeld, grafische elementen gebruikt. Eerst moeten we de basiselementen van deze taal bekijken.
Vaak gebruikt een ontologie zowel algemene entiteiten als specifieke objecten. Gegeneraliseerde entiteiten worden genoemd species. Ze worden weergegeven als een cirkel met daarin een label (naam van het object):
Soorten zijn een verzameling individuele exemplaren van een bepaalde soort. Dat wil zeggen dat een weergave zoals 'Auto's' een hele verzameling individuele auto's kan vertegenwoordigen.
De kopieën Dit type kan specifieke auto's zijn, of bepaalde soorten uitrusting, of bepaalde merken. Het hangt allemaal af van de context, het onderwerpgebied en het detailniveau. Voor een autoreparatiewerkplaats zullen specifieke auto’s als fysieke entiteiten bijvoorbeeld belangrijk zijn. Om bepaalde verkoopstatistieken bij een autodealer bij te houden, zijn specifieke modellen, enz. belangrijk.
Individuele exemplaren van soorten worden op dezelfde manier aangeduid als de soort zelf, alleen aangegeven door een punt onderaan de cirkel:
Ook is het, als onderdeel van de bespreking van objecten, de moeite waard om objecten te noemen als processen.
Als views en instances zogenaamde statische objecten zijn (die niet in de loop van de tijd veranderen), dan zijn processen dynamische objecten. Dit betekent dat deze objecten in een bepaalde, strikt gedefinieerde tijdsperiode bestaan.
We kunnen een dergelijk object bijvoorbeeld uitkiezen als het productieproces van een auto (aangezien we het erover hebben). Het is intuïtief duidelijk dat dit object alleen bestaat tijdens de daadwerkelijke productie van deze auto (een strikt gedefinieerde periode). Het is de moeite waard om in gedachten te houden dat deze definitie voorwaardelijk is, omdat objecten zoals een auto ook hun eigen levensduur, houdbaarheid, bestaan, etc. hebben. Laten we echter niet op filosofie ingaan; binnen het raamwerk van de meeste vakgebieden kunnen we accepteren dat instanties, en nog meer soorten, voor altijd bestaan.
Processen worden weergegeven als een rechthoek met een label (naam) van het proces:
Processen worden gebruikt in schema's voor de overgang van het ene object naar het andere. Dit zal hieronder in meer detail worden besproken.
Naast processen worden dergelijke schema's gebruikt logische operatoren. Alles is hier vrij eenvoudig voor degenen die bekend zijn met predikaten, Booleaanse algebra of programmeren. IDEF5 gebruikt drie logische basisoperatoren:
- logisch EN (EN);
- logische OF (OF);
- exclusieve OR (XOR).
De IDEF5-standaard (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - de meeste informatie uit deze bron) definieert het beeld van logische operatoren in de vorm van kleine cirkels (vergeleken met views en instances) met een label in de vorm van symbolen. In de grafische IDEF5-omgeving die we ontwikkelen, zijn we echter om vele redenen van deze regel afgeweken. Eén daarvan is de moeilijke identificatie van deze operatoren. Daarom gebruiken we de tekstuele notatie van operatoren met een identificatienummer:
Misschien eindigen we hier met voorwerpen.
Отношения
Er bestaan relaties tussen objecten, wat in de ontologie regels betekent die de interactie tussen objecten bepalen en waaruit nieuwe conclusies worden afgeleid.
Relaties worden doorgaans bepaald door het type schema dat in de ontologie wordt gebruikt. Het schema is een reeks ontologieobjecten en de relaties daartussen. Er zijn de volgende hoofdtypen schema's:
- Samenstellingsschema's.
- Classificatieschema's.
- Overgangsdiagrammen.
- Functionele diagrammen.
- Gecombineerde regelingen.
Soms is er ook zo'n soort schema als existentieel. Een existentieel schema is een verzameling objecten zonder relaties. Dergelijke diagrammen laten eenvoudigweg zien dat er in een bepaald vakgebied een bepaalde reeks objecten bestaat.
Welnu, in volgorde, over elk type schema.
Samenstellingsschema's
Dit type diagram wordt gebruikt om de samenstelling van een object, systeem, structuur, enz. weer te geven. Een typisch voorbeeld zijn auto-onderdelen. In zijn meest vergrote vorm bestaat de auto uit een carrosserie en transmissie. Het lichaam is op zijn beurt verdeeld in een frame, deuren en andere delen. Deze ontleding kan verder worden voortgezet - het hangt allemaal af van het vereiste detailniveau in deze specifieke taak. Een voorbeeld van zo’n schema:
Compositierelaties worden weergegeven als een pijl met een pijlpunt aan het einde (in tegenstelling tot bijvoorbeeld een classificatierelatie, waarbij de pijlpunt aan het begin van de pijl staat, meer details hieronder). Dergelijke relaties kunnen worden gelabeld met een label zoals in de figuur (deel).
Classificatieschema's
Classificatieschema's zijn bedoeld om de definitie van soorten, hun ondersoorten en gevallen van soorten tot uitdrukking te brengen. Auto's kunnen bijvoorbeeld auto's en vrachtwagens zijn. Dat wil zeggen dat de weergave “Auto” twee subweergaven heeft. VAZ-2110 is een specifiek exemplaar van het subtype “Passenger Car” en GAZ-3307 is een exemplaar van het subtype “Truck”:
Relaties in classificatieschema's (een ondersoort of een specifiek exemplaar) hebben de vorm van een pijl met een punt aan het begin en kunnen, net als bij compositieschema's, een label hebben met de naam van de relatie.
Overgangsregelingen
Dit soort schema's zijn nodig om de overgangsprocessen van objecten van de ene staat naar de andere onder invloed van een bepaald proces weer te geven. Na het proces van het schilderen van rode verf wordt een zwarte auto bijvoorbeeld rood:
Een overgangsrelatie wordt aangegeven door een pijl met een kop aan het uiteinde en een cirkel in het midden. Zoals u in het diagram kunt zien, verwijzen processen naar relaties, niet naar objecten.
Naast de gewone overgang die in de figuur wordt weergegeven, is er een strikte overgang. Het wordt gebruikt in gevallen waarin de overgang in een bepaalde situatie niet duidelijk is, maar het is belangrijk dat we dit benadrukken. Het installeren van een achteruitkijkspiegel op een auto is bijvoorbeeld geen noemenswaardige operatie als we het assemblageproces van auto's wereldwijd beschouwen. In sommige gevallen is het echter noodzakelijk om deze bewerking te scheiden:
Een strikte overgang wordt op dezelfde manier gemarkeerd als een reguliere overgang, behalve de dubbele ferrule aan het einde.
Normale en strikte overgangen kunnen ook als onmiddellijk worden gemarkeerd. Om dit te doen, wordt een driehoek aan de centrale cirkel toegevoegd. Onmiddellijke overgangen worden gebruikt in gevallen waarin de overgangstijd zo kort is dat deze binnen het beschouwde vakgebied volkomen onbelangrijk is (minder dan de minimaal significante tijdsperiode).
Als er bijvoorbeeld zelfs maar de geringste schade aan een auto is, kan deze als beschadigd worden beschouwd en daalt de prijs ervan scherp. De meeste schade treedt echter onmiddellijk op, in tegenstelling tot veroudering en slijtage:
Het voorbeeld toont een strikte overgang, maar je kunt ook een reguliere overgang als instantovergang gebruiken.
Functionele diagrammen
Dergelijke diagrammen worden gebruikt om de structuur van de interactie tussen objecten aan te geven. Een automonteur voert bijvoorbeeld voertuigonderhoud uit en een autoservicemanager accepteert reparatieverzoeken en draagt deze over aan een automonteur:
Functionele relaties worden weergegeven als een rechte lijn zonder punt, maar soms met een label, de naam van de relatie.
Gecombineerde regelingen
Gecombineerde regelingen zijn een combinatie van eerder besproken regelingen. De meeste schema's in de IDEF5-methodologie zijn gecombineerd, omdat ontologieën die slechts één type schema gebruiken zeldzaam zijn.
Alle ontwerpen maken vaak gebruik van logische operatoren. Door ze te gebruiken is het mogelijk om relaties tussen drie, vier of meer objecten te implementeren. Een logische operator kan een algemene entiteit uitdrukken waarover een proces wordt uitgevoerd of die deelneemt aan een andere relatie. U kunt de voorgaande voorbeelden bijvoorbeeld als volgt combineren:
In een specifiek geval wordt in het gecombineerde schema gebruik gemaakt van een compositieschema (spiegel + auto zonder spiegel = auto met spiegel) en een overgangsschema (een auto met spiegel wordt onder invloed van het rode verfproces een rode auto). Bovendien wordt een auto met een spiegel niet expliciet uitgedrukt; in plaats daarvan wordt de logische operator AND aangegeven.
Conclusie
In dit artikel heb ik geprobeerd de belangrijkste objecten en relaties in de IDEF5-methodologie te beschrijven. Ik gebruikte het automobieldomein als voorbeeld omdat het veel gemakkelijker bleek om diagrammen te maken met behulp van hun voorbeeld. IDEF5-schema's kunnen echter op elk ander kennisgebied worden gebruikt.
Ontologieën en de analyse van domeinkennis is een vrij uitgebreid en tijdrovend onderwerp. In het kader van IDEF5 blijkt alles echter niet zo moeilijk te zijn; de basisprincipes van dit onderwerp worden tenminste vrij eenvoudig geleerd. Het doel van mijn artikel is om een nieuw publiek te interesseren voor het probleem van kennisanalyse, zij het via een primitief IDEF5-instrument als een grafische taal.
Het probleem van een grafische taal is dat het met zijn hulp onmogelijk is om sommige relaties (axioma's) van de ontologie duidelijk te formuleren. Hiervoor bestaat een teksttaal IDEF5. In de beginfase kan een grafische taal echter zeer nuttig zijn voor het formuleren van initiële ontologievereisten en het definiëren van de vector voor het ontwikkelen van een meer gedetailleerde ontologie in de IDEF5-teksttaal of in een ander hulpmiddel.
Ik hoop dat dit artikel nuttig zal zijn voor beginners op dit gebied, misschien zelfs voor degenen die zich al heel lang met de kwestie van ontologische analyse bezighouden. Al het belangrijkste materiaal in dit artikel is vertaald en geïnterpreteerd vanuit de IDEF5-standaard, waarnaar ik eerder verwees (). Ik werd ook geïnspireerd door een prachtig boek van auteurs van NOU INTUIT ().
Bron: www.habr.com