introduction
Cet article est destiné à ceux qui sont familiers avec un concept tel que l'ontologie au moins à un niveau initial. Si vous n'êtes pas familier avec les ontologies, alors, très probablement, le but des ontologies et de cet article en particulier ne vous sera pas clair. Je vous conseille de vous familiariser avec ce phénomène avant de commencer à lire cet article (peut-être même un article de Wikipédia suffira-t-il).
L' ontologie est donc une caractéristique détaillée d'un certain domaine à l'étude. Cette description doit être donnée dans un langage clairement formulé. Pour décrire les ontologies, vous pouvez utiliser la méthodologie IDEF5, qui a 2 langues dans son arsenal:
- Langage schématique IDEF5. Ce langage est visuel et utilise des éléments graphiques.
- Langue de texte IDEF5. Ce langage est présenté sous forme de texte structuré.
Cet article examinera la première option - un langage schématique. Nous parlerons de texte dans les articles suivants.
Objets
Dans le langage schématique, comme déjà mentionné, des éléments graphiques sont utilisés. Tout d'abord, vous devez considérer les principaux éléments de ce langage.
Souvent, en ontologie, des entités généralisées et des objets spécifiques sont utilisés. Les entités génériques sont appelées vues . Ils sont représentés sous forme de cercle avec une étiquette (nom de l'objet) à l'intérieur:
Les espèces sont une collection de spécimens individuels d'une espèce donnée. Autrement dit, une vue telle que "Voitures" peut représenter un ensemble complet de voitures individuelles.
En tant qu'instancesce type peut être des voitures spécifiques, ou certains types d'équipements, ou des marques individuelles. Tout dépend du contexte, du sujet et de son niveau de détail. Par exemple, des voitures spécifiques en tant qu'entités physiques seront importantes pour un atelier automobile. Pour conserver certaines statistiques sur les ventes chez un concessionnaire automobile, des modèles spécifiques seront importants, etc.
Les instances individuelles de vues sont désignées de la même manière que les vues elles-mêmes, uniquement indiquées par un point en bas du cercle:
De plus, dans la discussion des objets, il convient de mentionner ces objets en tant que processus .
Si les vues et les instances sont des objets dits statiques (qui ne changent pas dans le temps), alors les processus sont des objets dynamiques. Cela signifie que ces objets existent dans une certaine période de temps strictement définie.
Par exemple, vous pouvez distinguer un objet tel que le processus de fabrication d'une voiture (puisque nous parlons d'eux). Il est intuitivement clair que cet objet n'existe que pendant la production de cette voiture même (période de temps strictement définie). Il convient de garder à l'esprit que cette définition est conditionnelle, car des objets tels qu'une voiture ont également leur propre durée de vie, durée de vie, existence, etc. Cependant, nous n'entrerons pas dans la philosophie, et dans le cadre de la plupart des domaines, on peut supposer que les instances, et plus encore les espèces, existent pour toujours.
Les processus sont représentés comme un rectangle avec une étiquette (nom) du processus:
Les processus sont utilisés dans les schémas de transition d'un objet à un autre. Plus à ce sujet plus tard.
En plus des processus, ces systèmes utilisentopérateurs logiques . Tout est assez simple pour ceux qui connaissent les prédicats, l'algèbre booléenne ou la programmation. Il existe trois principaux opérateurs logiques utilisés dans IDEF5:
- ET logique (ET);
- OU logique (OU);
- OU exclusif (XOR).
La norme IDEF5 (http://idef.ru/documents/Idef5.pdf - la plupart des informations de cette source) définit l'image des opérateurs logiques sous forme de petits cercles (par rapport aux vues et instances) avec une étiquette sous forme de symboles. Cependant, dans l'environnement graphique de développement IDEF5, nous nous sommes écartés de cette règle pour de nombreuses raisons. L'un d'eux est l'identification difficile de ces opérateurs. Par conséquent, nous utilisons une désignation textuelle des opérateurs avec un numéro d'identification:
terminons avec les objets à ce stade.
Rapports
Il existe des relations entre objets, ce qui signifie en ontologie les règles qui déterminent l'interaction entre les objets et à partir desquelles de nouvelles conclusions sont tirées.
En règle générale, les relations sont déterminées par le type de schéma utilisé dans l'ontologie. Un schéma est une collection d'objets d'ontologie et de relations entre eux. Il existe les principaux types de régimes suivants:
- Schémas de composition.
- Schémas de classification.
- Schémas de transition.
- Diagrammes fonctionnels.
- Schémas combinés.
Aussi, parfois ce type de schéma est distingué comme existentiel . Un schéma existentiel est une collection d'objets sans relations. De tels schémas montrent simplement qu'un certain ensemble d'objets existe dans un certain domaine.
Eh bien, maintenant, dans l'ordre sur chacun des types de régimes.
Schémas de composition
Ce type de schéma est utilisé pour représenter la composition d'un objet, d'un système, d'une structure, etc. Les pièces automobiles en sont un exemple typique. Dans la composition la plus agrandie, la voiture se compose d'une carrosserie et d'une transmission. À son tour, le corps est divisé en un cadre, des portes et d'autres parties. Cette décomposition peut être poursuivie plus loin - tout dépend du niveau de détail requis dans cette tâche particulière. Un exemple d'un tel schéma: les
relations de composition sont affichées sous la forme d'une flèche avec une pointe à la fin (par opposition, par exemple, à une relation de classification, où la pointe est au début de la flèche, plus de détails ci-dessous). De telles relations peuvent être signées avec une étiquette comme dans l'image (partie).
Schémas de classification
Les schémas de classification sont conçus pour exprimer la définition des espèces, de leurs sous-espèces et des spécimens d'espèces. Par exemple, les voitures peuvent être des voitures et des camions. Autrement dit, la vue "Voiture" comprend deux sous-espèces. VAZ-2110 est une instance spécifique de la sous-espèce «Voiture de tourisme» et GAZ-3307 est une instance de la sous-espèce «Camion»: les
relations dans les schémas de classification (sous-espèce ou instance spécifique) ont la forme d'une flèche avec une pointe au début et, comme dans le cas des schémas les compositions peuvent avoir une étiquette avec le nom de la relation.
Schémas de transition
Des diagrammes de ce type sont nécessaires pour afficher les processus de transition d'objets d'un état à un autre sous l'influence d'un certain processus. Par exemple, après le processus de peinture avec de la peinture rouge, une voiture noire devient rouge:
le rapport de transition est indiqué par une flèche avec une pointe à la fin et un cercle au centre. Comme vous pouvez le voir sur le diagramme, les processus sont liés à des relations et non à des objets.
En plus de la transition ordinaire illustrée sur la figure, il existe une transition stricte. Il est utilisé dans les cas où la transition dans une situation donnée n'est pas évidente, mais il est important pour nous de la souligner. Par exemple, l'installation d'un rétroviseur sur une voiture n'est pas une opération importante si l'on considère le processus d'assemblage d'une voiture globalement. Cependant, dans certains cas, il est nécessaire de mettre en évidence cette opération:
Une transition stricte est indiquée de la même manière qu'une transition normale, à l'exception d'une double pointe à la fin.
Les transitions régulières et strictes peuvent également être marquées comme instantanées. Pour cela, un triangle est ajouté au cercle central. Les transitions instantanées sont utilisées dans les cas où le temps de transition est si court qu'il est complètement insignifiant dans le domaine considéré (inférieur à l'intervalle de temps significatif minimum).
Par exemple, même avec le moindre dommage à la voiture, elle peut être considérée comme endommagée et son prix baisse fortement. Cependant, la plupart des dommages se produisent instantanément, par opposition au vieillissement et à l'usure:
l'exemple montre une transition stricte, mais vous pouvez utiliser une transition normale comme une transition instantanée.
Diagrammes fonctionnels
De tels schémas sont utilisés pour indiquer la structure de l'interaction entre les objets. Par exemple, un mécanicien automobile effectue la maintenance des voitures et un responsable du service automobile accepte les demandes de réparation et les remet à un mécanicien automobile:
les relations fonctionnelles sont représentées comme une ligne droite sans pourboire, mais parfois avec une étiquette, qui est le nom de la relation.
Schémas combinés
Les schémas combinés sont une combinaison de schémas précédemment discutés. La plupart des schémas de la méthodologie IDEF5 sont combinés, car il y a rarement des ontologies qui n'utilisent qu'un seul type de schéma.
Les opérateurs booléens sont souvent utilisés dans tous les schémas. En les utilisant, vous pouvez implémenter des relations entre trois, quatre objets ou plus. L'opérateur logique peut exprimer une entité générale sur laquelle le processus est exécuté ou qui participe à une autre relation. Par exemple, vous pouvez combiner les exemples précédents en un seul comme celui-ci:
Dans un cas spécifique, le schéma combiné utilise un schéma de composition (miroir + une voiture sans miroir = une voiture avec un miroir) et un schéma de transition (une voiture avec un miroir devient une voiture rouge sous l'influence du processus de peinture rouge). De plus, une voiture avec un miroir n'est pas exprimée explicitement - à la place, l'opérateur logique ET est indiqué.
Conclusion
Dans cet article, j'ai essayé de décrire les principaux objets et relations dans la méthodologie IDEF5. J'ai utilisé le domaine automobile comme exemple, car il s'est avéré beaucoup plus facile de créer des diagrammes. Cependant, les schémas IDEF5 peuvent être utilisés dans tout autre domaine d'expertise.
L'analyse des ontologies et des connaissances de domaine est un sujet assez vaste et laborieux. Cependant, dans le cadre d'IDEF5, tout s'avère pas si difficile, du moins, les bases de ce sujet s'apprennent assez facilement. Le but de mon article est d'attirer un nouveau public vers le problème de l'analyse des connaissances, mais au détriment d'un outil IDEF5 aussi primitif qu'un langage graphique.
Le problème du langage graphique est qu'il ne peut pas être utilisé pour formuler clairement certaines relations (axiomes) de l'ontologie. Il existe un langage de texte IDEF5 pour cela. Cependant, au stade initial, le langage graphique peut être très utile pour formuler les exigences initiales d'une ontologie et définir un vecteur pour le développement d'une ontologie plus détaillée dans le langage de texte IDEF5 ou dans tout autre outil.
J'espère que cet article sera utile pour les débutants dans ce domaine, peut-être même pour ceux qui traitent de la question de l'analyse ontologique depuis longtemps. Tout le matériel principal de cet article a été traduit et significatif a été emprunté à la norme IDEF5, à laquelle j'ai fait référence plus tôt ( duplicata ). Inspiré également d'un merveilleux livre des auteurs de KNOW INTUIT ( lien vers leur livre ).