Entry
Denna artikel är avsedd för dem som är bekanta med begreppet ontologi åtminstone på en elementär nivå. Om du inte är bekant med ontologier, kommer troligen inte syftet med ontologier och i synnerhet denna artikel att vara tydligt för dig. Jag råder dig att bekanta dig med detta fenomen innan du börjar läsa den här artikeln (kanske det räcker med en artikel från Wikipedia).
Så Ontologi - detta är en detaljerad beskrivning av ett visst ämnesområde som är under behandling. En sådan beskrivning måste ges på något tydligt formulerat språk. För att beskriva ontologier kan du använda IDEF5-metoden, som har 2 språk i sin arsenal:
- IDEF5 schematiskt språk. Detta språk är visuellt och använder grafiska element.
- IDEF5 textspråk. Detta språk representeras som strukturerad text.
Den här artikeln kommer att överväga det första alternativet - schematiskt språk. Vi kommer att prata om text i följande artiklar.
Objekt
I schematiskt språk används, som redan nämnts, grafiska element. Först bör vi överväga de grundläggande delarna av detta språk.
Ofta använder en ontologi både generaliserade enheter och specifika objekt. Generaliserade enheter kallas visningar. De är avbildade som en cirkel med en etikett (objektets namn) inuti:
Arter är en samling individuella exemplar av en given art. Det vill säga, en vy som "Bilar" kan representera en hel samling individuella bilar.
Eftersom kopior Denna typ kan vara specifika bilar, eller vissa typer av utrustning, eller vissa märken. Allt beror på sammanhanget, ämnesområdet och dess detaljnivå. Till exempel för en bilverkstad kommer specifika bilar som fysiska enheter att vara viktiga. För att upprätthålla viss statistik över försäljningen hos en bilhandlare kommer specifika modeller etc. att vara viktiga.
Individuella förekomster av arter betecknas på samma sätt som arterna själva, endast indikerade med en prick längst ner i cirkeln:
Också, som en del av diskussionen om föremål, är det värt att nämna sådana föremål som processer.
Om vyer och instanser är så kallade statiska objekt (som inte förändras över tiden) så är processer dynamiska objekt. Detta innebär att dessa objekt existerar under en viss strikt definierad tidsperiod.
Till exempel kan vi peka ut ett sådant objekt som processen att tillverka en bil (eftersom vi pratar om dem). Det är intuitivt tydligt att detta objekt endast existerar under själva tillverkningen av just denna bil (en strikt definierad tidsperiod). Det är värt att komma ihåg att denna definition är villkorad, eftersom föremål som en bil också har sin egen livslängd, hållbarhet, existens etc. Men låt oss inte gå in på filosofin och inom ramen för de flesta ämnesområden kan vi acceptera att instanser, och ännu mer arter, existerar för alltid.
Processer avbildas som en rektangel med en etikett (namn) på processen:
Processer används i scheman för övergången av ett objekt till ett annat. Detta kommer att diskuteras mer i detalj nedan.
Förutom processer använder sådana system logiska operatorer. Allt här är ganska enkelt för dem som är bekanta med predikat, boolesk algebra eller programmering. IDEF5 använder tre grundläggande logiska operatorer:
- logiskt OCH (AND);
- logiskt ELLER (ELLER);
- exklusivt ELLER (XOR).
IDEF5-standarden (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - det mesta av informationen från denna källa) definierar bilden av logiska operatorer i form av små cirklar (jämfört med vyer och instanser) med en etikett i form av symboler. Men i den grafiska miljön IDEF5 vi utvecklar har vi av många anledningar gått bort från denna regel. En av dem är den svåra identifieringen av dessa operatörer. Därför använder vi textnotationen för operatorer med ett identifikationsnummer:
Vi kanske avslutar med föremål här.
Отношения
Det finns relationer mellan objekt, vilket inom ontologi betyder regler som bestämmer interaktionen mellan objekt och som nya slutsatser härleds från.
Vanligtvis bestäms relationer av typen av schema som används i ontologin. Schemat är en uppsättning ontologiobjekt och relationer mellan dem. Det finns följande huvudtyper av system:
- Kompositionsscheman.
- Klassificeringssystem.
- Övergångsdiagram.
- Funktionsdiagram.
- Kombinerade scheman.
Också ibland finns det en sådan typ av schema som existentiell. Ett existentiellt schema är en samling objekt utan relationer. Sådana diagram visar helt enkelt att det inom ett visst ämnesområde finns en viss uppsättning objekt.
Tja, nu, i ordning, om varje typ av system.
Kompositionsscheman
Denna typ av diagram används för att representera sammansättningen av ett objekt, system, struktur etc. Ett typiskt exempel är bildelar. I sin mest förstorade form består bilen av kaross och transmission. I sin tur är kroppen uppdelad i en ram, dörrar och andra delar. Denna nedbrytning kan fortsättas ytterligare - allt beror på vilken detaljnivå som krävs i just denna uppgift. Ett exempel på ett sådant schema:
Sammansättningsrelationer visas som en pil med en pilspets i slutet (till skillnad från t.ex. en klassificeringsrelation, där pilspetsen är i början av pilen, mer detaljer nedan). Sådana samband kan märkas med en etikett som i figuren (delen).
Klassificeringssystem
Klassificeringsscheman är avsedda att uttrycka definitionen av arter, deras underarter och förekomster av arter. Till exempel kan bilar vara bilar eller lastbilar. Det vill säga, "Bil"-vyn har två undervyer. VAZ-2110 är en specifik instans av undertypen "Passagerbil" och GAZ-3307 är en instans av undertypen "Lastbil":
Relationer i klassificeringsscheman (en underart eller en specifik instans) har formen av en pil med en spets i början och kan, som i fallet med sammansättningsscheman, ha en etikett med namnet på släktskapet.
Övergångssystem
Schema av denna typ är nödvändiga för att visa processerna för övergång av objekt från ett tillstånd till ett annat under påverkan av en viss process. Till exempel, efter processen att måla röd färg, blir en svart bil röd:
Ett övergångsförhållande indikeras av en pil med ett huvud i slutet och en cirkel i mitten. Som du kan se i diagrammet avser processer relationer, inte objekt.
Utöver den vanliga övergången som visas i figuren finns en strikt övergång. Det används i de fall där övergången i en given situation inte är uppenbar, men det är viktigt för oss att betona det. Att installera en backspegel på en bil är till exempel inte en betydande operation om vi ser på bilmonteringsprocessen globalt. Men i vissa fall är det nödvändigt att separera denna operation:
En strikt övergång markeras på samma sätt som en vanlig övergång, förutom den dubbla hylsan i slutet.
Normala och strikta övergångar kan också markeras som momentana. För att göra detta, lägg till en triangel i den centrala cirkeln. Omedelbara övergångar används i de fall övergångstiden är så kort att den är helt obetydlig inom det aktuella ämnesområdet (mindre än den minsta betydande tidsperioden).
Till exempel, om det är ens den minsta skada på en bil kan den anses skadad och dess pris sjunker kraftigt. Men de flesta skador uppstår omedelbart, till skillnad från åldrande och slitage:
Exemplet visar en strikt övergång, men du kan också använda en vanlig övergång som en omedelbar övergång.
Funktionsdiagram
Sådana diagram används för att indikera strukturen för interaktion mellan objekt. Till exempel utför en bilmekaniker fordonsunderhåll, och en bilservicechef accepterar förfrågningar om reparationer och överför dem till en bilmekaniker:
Funktionella relationer avbildas som en rak linje utan spets, men ibland med en etikett, vilket är namnet på relationen.
Kombinerade scheman
Kombinerade scheman är en kombination av tidigare diskuterade scheman. De flesta scheman i IDEF5-metoden är kombinerade, eftersom ontologier som bara använder en typ av schema är sällsynta.
Alla designs använder ofta logiska operatorer. Genom att använda dem är det möjligt att implementera relationer mellan tre, fyra eller flera objekt. En logisk operatör kan uttrycka någon generell enhet över vilken en process utförs eller som deltar i någon annan relation. Du kan till exempel kombinera de tidigare exemplen till ett enligt följande:
I ett specifikt fall använder det kombinerade schemat ett sammansättningsschema (spegel + bil utan spegel = bil med spegel) och ett övergångsschema (en bil med spegel blir en röd bil under påverkan av den röda färgprocessen). Dessutom uttrycks inte en bil med en spegel explicit - istället indikeras den logiska operatorn AND.
Slutsats
I den här artikeln försökte jag beskriva huvudobjekten och sambanden i IDEF5-metoden. Jag använde bildomänen som ett exempel eftersom det visade sig vara mycket lättare att bygga diagram med deras exempel. IDEF5-scheman kan dock användas inom alla andra kunskapsområden.
Ontologier och analys av domänkunskap är ett ganska omfattande och tidskrävande ämne. Men inom ramen för IDEF5 visar sig allt inte vara så svårt; åtminstone lär man sig grunderna i detta ämne helt enkelt. Syftet med min artikel är att locka en ny publik till problemet med kunskapsanalys, om än genom ett så primitivt IDEF5-verktyg som ett grafiskt språk.
Problemet med ett grafiskt språk är att det med dess hjälp är omöjligt att tydligt formulera vissa relationer (axiom) för ontologin. Det finns ett textspråk IDEF5 för detta. Men i det inledande skedet kan ett grafiskt språk vara mycket användbart för att formulera initiala ontologikrav och definiera vektorn för att utveckla en mer detaljerad ontologi i IDEF5-textspråket eller i något annat verktyg.
Jag hoppas att den här artikeln kommer att vara användbar för nybörjare inom detta område, kanske till och med för dem som har sysslat med frågan om ontologisk analys under lång tid. Allt huvudmaterial i denna artikel har översatts och tolkats från IDEF5-standarden, som jag hänvisade till tidigare (). Jag blev också inspirerad av en underbar bok från författare från NOU INTUIT ().
Källa: will.com