介绍
本文适用于至少在初期就熟悉诸如本体之类的概念的人员。如果您不熟悉本体,那么很可能不清楚本体的目的,尤其是本文。我建议您在开始阅读本文之前,先熟悉一下这种现象(也许即使是Wikipedia的文章也足够了)。
因此,本体论是所考虑的某个主题领域的详细特征。此说明应以某种明确表述的语言给出。要描述本体,您可以使用IDEF5方法论,该方法论中包含2种语言:
- 示意图语言IDEF5。该语言是视觉的,并使用图形元素。
- 文字语言IDEF5。该语言以结构化文本的形式表示。
本文将考虑第一种选择-示意图语言。我们将在以下文章中讨论文本。
对象
如前所述,在原理图语言中,使用图形元素。首先,您应该考虑这种语言的主要元素。
通常,在本体中,会同时使用广义实体和特定对象。通用实体称为视图。它们被描述为带有标签(对象名称)的圆圈:
种是给定物种的单个样本的集合。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。
作为实例这种类型可以是特定的汽车,某些类型的设备或单个品牌。这完全取决于上下文,主题领域及其详细程度。例如,特定的汽车作为物理实体对于汽车维修店将很重要。为了维护汽车经销商的销售统计数据,特定的模型将非常重要,等等。
视图的各个实例与视图本身的相似方式指定,仅由圆圈底部的圆点表示:
此外,在讨论对象时,值得一提的是诸如流程这样的对象。
如果视图和实例是所谓的静态对象(不随时间变化),则进程是动态对象。这意味着这些对象存在一定的严格定义的时间段。
例如,您可以突出显示诸如汽车制造过程之类的对象(因为我们正在谈论它们)。直观上很清楚,该对象仅在该汽车本身的生产过程中存在(严格定义的时间段)。应当牢记,此定义是有条件的,因为诸如汽车之类的对象也具有其自身的使用寿命,保质期,存在性等。但是,我们不会进入哲学领域,在大多数学科领域的框架内,可以假设实例甚至是物种永远存在。
流程以带有流程标签(名称)的矩形表示:
流程用于从一个对象到另一个对象的转换方案中。稍后再详细介绍。
除流程外,此类方案还使用逻辑运算符。对于熟悉谓词,布尔代数或编程的人来说,一切都足够简单。IDEF5中使用了三种主要的逻辑运算符:
- 逻辑与(AND);
- 逻辑或(OR);
- 异或(XOR)。
IDEF5标准(http://idef.ru/documents/Idef5.pdf-来自此来源的大多数信息)以小圆圈(与视图和实例相比)的形式定义了逻辑运算符的图像,并以符号的形式标记了标签。但是,在开发的图形环境IDEF5中,由于许多原因,我们偏离了此规则。其中之一是难以识别这些操作员。因此,我们使用带有标识号的操作符的文本名称:
在这一点上,让我们结束这些对象。
关系
对象之间存在关系,这在本体中意味着确定对象之间相互作用的规则,并据此得出新的结论。
通常,关系由本体中使用的架构类型决定。模式是本体对象及其之间关系的集合。主要有以下几种方案:
- 组成方案。
- 分类方案。
- 过渡方案。
- 功能图。
- 组合方案。
同样,有时将这种类型的方案区分为存在的。存在模式是没有关系的对象的集合。这样的方案只是表明在特定的主题区域中存在特定的对象集。
好了,现在,按照每种方案的顺序进行排序。
构图方案
这种类型的模式用于表示对象,系统,结构等的组成。一个典型的例子是汽车零件。在最大的范围内,汽车由车身和变速箱组成。反过来,车身又分为框架,门和其他部分。这种分解可以进一步继续进行-都取决于此特定任务所需的详细程度。这种方案的一个示例:
组成关系显示为箭头,末端带有尖端(例如,与分类关系相反,其中尖端位于箭头的开头,下面有更多详细信息)。可以使用图片中的标签对这种关系进行签名(部分)。
分类方案
分类方案旨在表达物种,其亚种和物种标本的定义。例如,汽车可以是轿车和卡车。也就是说,“汽车”视图有两个亚种。VAZ-2110是“乘用车”亚种的特定实例,而GAZ-3307是“卡车”亚种的一个实例:
分类方案(亚种或特定实例)中的关系以箭头开头,并带有尖端的形式(如方案那样)作品可以具有带有关系名称的标签。
过渡方案
此类型的图表对于显示对象在特定过程的影响下从一种状态过渡到另一种状态所必需的过程。例如,在用红色油漆绘画后,黑色汽车变成红色:
过渡比由末端带尖端的箭头和中央带圆圈的箭头指示。从图中可以看到,流程与关系相关,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。在给定情况下过渡不明显的情况下使用它,但是对我们来说强调它很重要。例如,如果我们考虑在全球范围内组装汽车的过程,则在汽车上安装后视镜并不是一项重要的操作。但是,在某些情况下,有必要突出显示此操作:
严格过渡的方式与普通过渡相同,只是末尾有双尖。
定期和严格的过渡也可以标记为即时。为此,将一个三角形添加到中心圆。即时过渡用于过渡时间太短以至于在所考虑的主题区域内完全无关紧要(小于最小有效时间间隔)的情况。
例如,即使汽车受到了最小的损坏,也可以认为它已损坏并且其价格急剧下降。但是,与老化和磨损相反,大多数损坏是瞬时发生的:
该示例显示了严格的过渡,但是正常过渡也可以用作瞬时。
功能图
此类方案用于指示对象之间交互的结构。例如,汽车修理工对汽车进行维护,汽车服务经理接受维修请求并将其移交给汽车修理工:
功能关系被描述为一条直线,没有尖端,但有时带有标签,这是关系的名称。
组合方案
组合方案是先前讨论的方案的组合。 IDEF5方法论中的大多数模式都是组合在一起的,因为很少有本体仅使用一种类型的模式。
逻辑运算符通常在所有方案中使用。通过使用它们,您可以实现三个,四个或更多对象之间的关系。逻辑运算符可以表达一些通用实体,在该通用实体上执行过程或参与其他关系。例如,您可以将前面的示例组合成这样的示例:
在特定情况下,组合方案使用构图方案(镜子+没有镜子的汽车=有镜子的汽车)和过渡方案(有镜子的汽车在红色油漆过程的影响下变成红色汽车)。此外,没有明确表示带镜子的汽车-而是显示逻辑运算符AND。
结论
在本文中,我尝试描述了IDEF5方法中的主要对象和关系。我以汽车领域为例,因为事实证明构建图要容易得多。但是,IDEF5模式可以在其他任何专业领域中使用。
本体和领域知识分析是一个相当广泛而费力的话题。但是,在IDEF5的框架内,事实并非如此,至少,该主题的基础知识非常容易学习。我这篇文章的目的是吸引新的读者了解知识分析问题,尽管要以图形语言之类的原始IDEF5工具为代价。
图形语言的问题在于它不能用于清晰地表达本体的某些关系(轴)。为此有IDEF5文本语言。但是,在初始阶段,图形语言对于制定本体的初始要求并定义用于开发IDEF5文本语言或任何其他工具中更详细的本体的向量非常有用。
我希望本文对本领域的初学者有用,甚至对那些长期从事本体分析问题的人也很有用。本文的所有主要材料均已翻译,并且有意义的是从我之前提到的IDEF5标准中借用的(重复的)。也受到来自KNOW INTUIT的作者的精彩著作的启发(链接到他们的书)。