IDEF5 方法。 图形语言

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本文面向那些至少在初级水平上熟悉本体论概念的人。 如果您不熟悉本体,那么您很可能不清楚本体的目的,特别是本文的目的。 我建议您在开始阅读本文之前先熟悉一下这种现象(也许维基百科的一篇文章就足够了)。

所以 本体论 - 这是对正在考虑的某个主题领域的详细描述。 这样的描述必须以某种明确的语言给出。 为了描述本体,您可以使用 IDEF5 方法,该方法有 2 种语言:

  • IDEF5示意性语言。 这种语言是视觉的并使用图形元素。
  • IDEF5 文本语言。 这种语言被表示为结构化文本。

本文将考虑第一个选项——原理图语言。 我们将在接下来的文章中讨论文本。

对象

正如已经提到的,在原理图语言中,使用了图形元素。 首先,我们应该考虑这种语言的基本要素。

通常,本体同时使用广义实体和特定对象。 广义实体称为 意见。 它们被描绘成一个圆圈,里面有一个标签(对象的名称):

IDEF5 方法。 图形语言

物种是给定物种的个体标本的集合。 也就是说,诸如“汽车”之类的视图可以代表单个汽车的整个集合。
由于 副本 这种类型可以是特定的汽车,或某些类型的设备,或某些品牌。 这一切都取决于背景、主题领域及其详细程度。 例如,对于汽车修理店来说,特定的汽车作为物理实体非常重要。 为了维护汽车经销店销售的一些统计数据,特定型号等非常重要。

物种的单个实例的指定方式与物种本身类似,仅用圆圈底部的点表示:

IDEF5 方法。 图形语言

此外,作为对象讨论的一部分,值得一提的是以下对象: 流程.

如果视图和实例是所谓的静态对象(不随时间变化),那么进程就是动态对象。 这意味着这些对象存在于某个严格定义的时间段内。

例如,我们可以挑选出这样一个对象作为制造汽车的过程(因为我们正在谈论它们)。 直观上很明显,这个对象仅在这辆车的实际生产期间(严格定义的时间段)存在。 值得记住的是,这个定义是有条件的,因为像汽车这样的物体也有自己的使用寿命、保质期、存在性等。 然而,我们不要进入哲学,在大多数学科领域的框架内,我们可以接受实例,甚至物种,永远存在。

进程被描述为带有进程标签(名称)的矩形:

IDEF5 方法。 图形语言

进程在方案中用于将一个对象转换为另一个对象。 这将在下面更详细地讨论。

除了进程之外,此类方案还使用 逻辑运算符。 对于那些熟悉谓词、布尔代数或编程的人来说,这里的一切都非常简单。 IDEF5 使用三个基本逻辑运算符:

  • 逻辑与(AND);
  • 逻辑或(OR);
  • 异或 (XOR)。

IDEF5 标准(http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - 大部分信息来自此来源)以小圆圈的形式定义了逻辑运算符的图像(与视图和实例相比),并在符号的形式。 然而,在我们正在开发的IDEF5图形环境中,由于多种原因,我们已经放弃了这条规则。 其中之一是这些运营商的识别困难。 因此,我们使用带有标识号的运算符的文本表示法:

IDEF5 方法。 图形语言

也许我们会在这里结束物体。

关系

对象之间存在关系,在本体论中意味着确定对象之间相互作用的规则,并从中得出新的结论。

通常,关系由本体中使用的模式类型确定。 方案 是一组本体对象以及它们之间的关系。 方案主要有以下几种类型:

  1. 组成方案。
  2. 分类方案。
  3. 过渡图。
  4. 功能图。
  5. 组合方案。

有时也有这样一种方案 存在主义的。 存在主义模式是没有关系的对象的集合。 这些图只是表明在某个主题领域存在一组特定的对象。

好吧,现在按顺序介绍每种类型的方案。

构图方案

此类图用于表示对象、系统、结构等的组成。 一个典型的例子是汽车零部件。 在最放大的形式下,汽车由车身和变速器组成。 车身又分为车架、车门等部分。 这种分解可以进一步继续 - 这完全取决于此特定任务所需的详细程度。 这种方案的一个例子:
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组合关系显示为箭头,箭头位于末尾(与分类关系不同,分类关系中箭头位于箭头的开头,更多详细信息如下)。 这种关系可以用如图(部分)所示的标签来标记。

分类方案

分类方案旨在表达物种、亚种和物种实例的定义。 例如,汽车可以是轿车和卡车。 也就是说,“汽车”视图有两个子视图。 VAZ-2110 是“乘用车”子类型的特定实例,GAZ-3307 是“卡车”子类型的实例:

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分类方案(亚种或特定实例)中的关系具有开头带有尖端的箭头的形式,并且与组成方案的情况一样,可以具有带有关系名称的标签。

过渡计划

这种类型的方案对于显示在某种过程的影响下对象从一种状态到另一种状态的转变过程是必要的。 例如,一辆黑色的汽车经过涂红色油漆的过程后就变成了红色:

IDEF5 方法。 图形语言

过渡关系由末端为头、中心为圆圈的箭头表示。 从图中可以看出,流程指的是关系,而不是对象。

除了图中所示的普通过渡之外,还有严格的过渡。 它用于特定情况下的过渡不明显的情况,但对我们来说强调它很重要。 例如,如果我们考虑全球汽车装配过程,在汽车上安装后视镜并不是一项重要的操作。 然而,在某些情况下,有必要将此操作分开:

IDEF5 方法。 图形语言

严格过渡的标记与常规过渡类似,但末端的双套圈除外。

正常和严格的转换也可以标记为瞬时的。 为此,请在中心圆上添加一个三角形。 即时过渡用于过渡时间很短以至于在所考虑的主题区域内完全不重要(小于最小有效时间段)的情况。
例如,一辆汽车只要有轻微的损坏,就可以视为损坏,其价格会大幅下​​降。 然而,与老化和磨损不同,大多数损坏会立即发生:

IDEF5 方法。 图形语言

该示例显示了严格的过渡,但您也可以使用常规过渡作为即时过渡。

功能图

此类图用于指示对象之间交互的结构。 例如,汽车修理工进行车辆维护,汽车服务经理接受维修请求并将其转移给汽车修理工:

IDEF5 方法。 图形语言

函数关系被描述为没有尖端的直线,但有时带有标签,即关系的名称。

组合方案

组合方案是先前讨论的方案的组合。 IDEF5 方法中的大多数方案都是组合的,因为仅使用一种方案的本体很少见。

所有设计都经常使用逻辑运算符。 通过使用它们,可以实现三个、四个或更多个对象之间的关系。 逻辑运算符可以表达一些通用实体,在该实体上执行过程或参与某些其他关系。 例如,您可以将前面的示例合并为一个,如下所示:

IDEF5 方法。 图形语言

在具体情况下,组合方案使用合成方案(镜子+无镜子的汽车=有镜子的汽车)和过渡方案(有镜子的汽车在红色油漆工艺的影响下变成红色汽车)。 此外,没有明确表示带镜子的汽车 - 而是用逻辑运算符 AND 表示。

结论

在本文中,我尝试描述 IDEF5 方法中的主要对象和关系。 我使用汽车领域作为示例,因为事实证明使用他们的示例构建图表要容易得多。 然而,IDEF5 模式可以用于任何其他知识领域。

本体论和领域知识的分析是一个相当广泛且耗时的主题。 然而,在IDEF5的框架内,一切都变得并不那么困难;至少,这个主题的基础知识学起来相当简单。 我这篇文章的目的是吸引新读者关注知识分析问题,尽管是通过图形语言这样原始的 IDEF5 工具。

图形语言的问题在于,在它的帮助下,不可能清楚地表述本体的某些关系(公理)。 为此有一种文本语言 IDEF5。 然而,在初始阶段,图形语言对于制定初始本体要求和定义向量以在 IDEF5 文本语言或任何其他工具中开发更详细的本体非常有用。

我希望这篇文章对这个领域的初学者有用,甚至对那些长期处理本体论分析问题的人有用。 本文的所有主要材料均来自我之前提到的IDEF5标准的翻译和解释(重复)。 我还受到 NOU INTUIT 作者的一本精彩书籍的启发(链接到他们的书).

来源: habr.com

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