Entry
Denne artikkelen er ment for de som er kjent med begrepet ontologi i det minste på et elementært nivå. Hvis du ikke er kjent med ontologier, vil mest sannsynlig ikke hensikten med ontologier og denne artikkelen spesielt være tydelig for deg. Jeg råder deg til å gjøre deg kjent med dette fenomenet før du begynner å lese denne artikkelen (kanskje til og med en artikkel fra Wikipedia vil være tilstrekkelig).
Så Ontologi - dette er en detaljert beskrivelse av et bestemt fagområde som vurderes. En slik beskrivelse må gis i et klart formulert språk. For å beskrive ontologier kan du bruke IDEF5-metodikken, som har 2 språk i sitt arsenal:
- IDEF5 skjematisk språk. Dette språket er visuelt og bruker grafiske elementer.
- IDEF5 tekstspråk. Dette språket er representert som strukturert tekst.
Denne artikkelen vil vurdere det første alternativet - skjematisk språk. Vi snakker om tekst i de følgende artiklene.
Objekter
I skjematisk språk, som allerede nevnt, brukes grafiske elementer. Først bør vi vurdere de grunnleggende elementene i dette språket.
Ofte bruker en ontologi både generaliserte enheter og spesifikke objekter. Generaliserte enheter kalles slags. De er avbildet som en sirkel med en etikett (navnet på objektet) inni:
Arter er en samling av individuelle eksemplarer av en gitt art. Det vil si at en visning som "Biler" kan representere en hel samling av individuelle biler.
Som kopier Denne typen kan være spesifikke biler, eller visse typer utstyr, eller visse merker. Alt avhenger av konteksten, fagområdet og detaljnivået. For et bilverksted vil for eksempel spesifikke biler som fysiske enheter være viktige. For å opprettholde litt statistikk over salg hos en bilforhandler vil spesifikke modeller osv. være viktig.
Individuelle forekomster av arter er utpekt på samme måte som selve arten, bare angitt med en prikk nederst i sirkelen:
Også, som en del av diskusjonen om objekter, er det verdt å nevne slike objekter som prosesser.
Hvis visninger og instanser er såkalte statiske objekter (som ikke endres over tid), så er prosesser dynamiske objekter. Dette betyr at disse objektene eksisterer i en viss strengt definert tidsperiode.
For eksempel kan vi skille ut et slikt objekt som prosessen med å produsere en bil (siden vi snakker om dem). Det er intuitivt klart at dette objektet kun eksisterer under selve produksjonen av denne bilen (en strengt definert tidsperiode). Det er verdt å huske på at denne definisjonen er betinget, fordi objekter som en bil også har sin egen levetid, holdbarhet, eksistens osv. La oss imidlertid ikke gå inn på filosofi og innenfor rammen av de fleste fagområder kan vi akseptere at tilfeller, og enda mer arter, eksisterer for alltid.
Prosesser er avbildet som et rektangel med en etikett (navn) på prosessen:
Prosesser brukes i ordninger for overgang av ett objekt til et annet. Dette vil bli diskutert mer detaljert nedenfor.
I tillegg til prosesser, bruker slike ordninger logiske operatorer. Alt her er ganske enkelt for de som er kjent med predikater, boolsk algebra eller programmering. IDEF5 bruker tre grunnleggende logiske operatorer:
- logisk OG (AND);
- logisk ELLER (ELLER);
- eksklusiv ELLER (XOR).
IDEF5-standarden (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - mesteparten av informasjonen fra denne kilden) definerer bildet av logiske operatorer i form av små sirkler (sammenlignet med visninger og forekomster) med en etikett i form for symboler. I det grafiske miljøet IDEF5 vi utvikler, har vi imidlertid gått bort fra denne regelen av mange grunner. En av dem er den vanskelige identifiseringen av disse operatørene. Derfor bruker vi den tekstlige notasjonen til operatører med et identifikasjonsnummer:
Kanskje vi avslutter med gjenstander her.
Отношения
Det er relasjoner mellom objekter, som i ontologi betyr regler som bestemmer samspillet mellom objekter og som nye konklusjoner utledes fra.
Vanligvis bestemmes relasjoner av typen skjema som brukes i ontologien. Ordningen er et sett med ontologiobjekter og relasjoner mellom dem. Det er følgende hovedtyper av ordninger:
- Sammensetningsopplegg.
- Klassifiseringsordninger.
- Overgangsdiagrammer.
- Funksjonelle diagrammer.
- Kombinerte ordninger.
Også noen ganger er det en slik type ordning som eksistensielle. Et eksistensielt skjema er en samling av objekter uten relasjoner. Slike diagrammer viser ganske enkelt at i et bestemt fagområde er det et visst sett med objekter.
Vel, nå, i rekkefølge, om hver type ordning.
Sammensetningsopplegg
Denne typen diagram brukes til å representere sammensetningen av et objekt, system, struktur osv. Et typisk eksempel er bildeler. I sin mest forstørrede form består bilen av karosseri og girkasse. I sin tur er kroppen delt inn i en ramme, dører og andre deler. Denne dekomponeringen kan fortsettes videre - alt avhenger av det nødvendige detaljnivået i denne spesielle oppgaven. Et eksempel på et slikt opplegg:
Sammensetningsrelasjoner vises som en pil med en pilspiss på slutten (i motsetning til for eksempel et klassifiseringsforhold, hvor pilspissen er i begynnelsen av pilen, mer detaljer nedenfor). Slike relasjoner kan merkes med en etikett som i figuren (delen).
Klassifiseringsordninger
Klassifiseringsskjemaer er ment å uttrykke definisjonen av arter, deres underarter og forekomster av arter. For eksempel kan biler være biler eller lastebiler. Det vil si at "Bil"-visningen har to undervisninger. VAZ-2110 er en spesifikk forekomst av undertypen "Passasjerbil", og GAZ-3307 er en forekomst av undertypen "Lastbil":
Relasjoner i klassifiseringsskjemaer (en underart eller en spesifikk forekomst) har form av en pil med en spiss i begynnelsen og kan, som ved komposisjonsskjemaer, ha en etikett med navnet på forholdet.
Overgangsordninger
Ordninger av denne typen er nødvendige for å vise prosessene for overgang av objekter fra en tilstand til en annen under påvirkning av en viss prosess. For eksempel, etter prosessen med å male rød maling, blir en svart bil rød:
Et overgangsforhold er indikert med en pil med et hode i enden og en sirkel i midten. Som du kan se fra diagrammet, refererer prosesser til relasjoner, ikke objekter.
I tillegg til den ordinære overgangen vist i figuren, er det en streng overgang. Den brukes i tilfeller hvor overgangen i en gitt situasjon ikke er åpenbar, men det er viktig for oss å understreke det. Installasjon av et bakspeil på en bil er for eksempel ikke en betydelig operasjon hvis vi vurderer bilmonteringsprosessen globalt. I noen tilfeller er det imidlertid nødvendig å skille denne operasjonen:
En streng overgang er merket på samme måte som en vanlig overgang, bortsett fra den doble hylsen på slutten.
Normale og strenge overganger kan også merkes som momentane. For å gjøre dette legges en trekant til den sentrale sirkelen. Øyeblikkelige overganger benyttes i tilfeller hvor overgangstiden er så kort at den er helt ubetydelig innenfor fagområdet som vurderes (mindre enn minimum betydelig tidsperiode).
For eksempel, hvis det er selv den minste skade på en bil, kan den anses som skadet og prisen synker kraftig. Imidlertid oppstår de fleste skader umiddelbart, i motsetning til aldring og slitasje:
Eksemplet viser en streng overgang, men du kan også bruke en vanlig overgang som en øyeblikkelig.
Funksjonelle diagrammer
Slike diagrammer brukes for å indikere strukturen for interaksjon mellom objekter. For eksempel utfører en bilmekaniker kjøretøyvedlikehold, og en bilserviceleder godtar forespørsler om reparasjoner og overfører dem til en bilmekaniker:
Funksjonelle forhold er avbildet som en rett linje uten spiss, men noen ganger med en etikett, som er navnet på forholdet.
Kombinerte ordninger
Kombinerte ordninger er en kombinasjon av tidligere omtalte ordninger. De fleste av ordningene i IDEF5-metodikken er kombinert, siden ontologier som bruker bare én type skjema er sjeldne.
Alle design bruker ofte logiske operatorer. Ved å bruke dem er det mulig å implementere relasjoner mellom tre, fire eller flere objekter. En logisk operatør kan uttrykke en generell enhet som en prosess utføres over eller som deltar i et annet forhold. Du kan for eksempel kombinere de foregående eksemplene til ett som følger:
I et spesifikt tilfelle bruker det kombinerte skjemaet et komposisjonsskjema (speil + bil uten speil = bil med speil) og et overgangsskjema (en bil med speil blir en rød bil under påvirkning av den røde malingsprosessen). Dessuten er en bil med speil ikke uttrykt eksplisitt - i stedet er den logiske operatoren OG indikert.
Konklusjon
I denne artikkelen forsøkte jeg å beskrive hovedobjektene og relasjonene i IDEF5-metodikken. Jeg brukte bildomenet som et eksempel fordi det viste seg å være mye enklere å bygge diagrammer ved å bruke eksemplet deres. Imidlertid kan IDEF5-skjemaer brukes i alle andre kunnskapsfelt.
Ontologier og analyse av domenekunnskap er et ganske omfattende og tidkrevende tema. Imidlertid, innenfor rammen av IDEF5, viser alt seg å ikke være så vanskelig; i det minste læres det grunnleggende om dette emnet ganske enkelt. Hensikten med artikkelen min er å tiltrekke et nytt publikum til problemet med kunnskapsanalyse, om enn gjennom et så primitivt IDEF5-verktøy som et grafisk språk.
Problemet med et grafisk språk er at det med dets hjelp er umulig å tydelig formulere noen relasjoner (aksiomer) til ontologien. Det finnes et tekstspråk IDEF5 for dette. Men i det innledende stadiet kan et grafisk språk være svært nyttig for å formulere innledende ontologikrav og definere vektoren for å utvikle en mer detaljert ontologi i tekstspråket IDEF5 eller i et hvilket som helst annet verktøy.
Jeg håper denne artikkelen vil være nyttig for nybegynnere på dette feltet, kanskje til og med for de som har jobbet med spørsmålet om ontologisk analyse i lang tid. Alt hovedmaterialet i denne artikkelen ble oversatt og tolket fra IDEF5-standarden, som jeg refererte til tidligere (). Jeg ble også inspirert av en fantastisk bok fra forfattere fra NOU INTUIT ().
Kilde: www.habr.com