IDEF5 ( Integrated Definition for Ontology Description Capture Method ) - это метод программной инженерии для разработки и поддержки пригодных для использования и точных онтологий предметной области. Этот стандарт является частью семейства языков моделирования IDEF в области разработки программного обеспечения.
В области информатики онтологии используются для фиксации концепции и объектов в определенной области , а также связанных с ними отношений и значений. Кроме того, сбор онтологий помогает координировать проекты за счет стандартизации терминологии и создает возможности для повторного использования информации . Метод захвата онтологий lDEF5 был разработан для надежного построения онтологий способом, который точно отражает человеческое понимание конкретной области. В методе IDEF5 онтология конструируется путем сбора содержания определенных утверждений о реальных объектах, их свойствах и их взаимосвязях и представления этого содержания в интуитивно понятной и естественной форме. Метод IDEF5 состоит из трех основных компонентов: Графический язык для поддержки концептуального анализа онтологий Структурированный текстовый язык для подробной характеристики онтологии, и Систематическая процедура, которая предоставляет руководящие принципы для эффективного захвата онтологии.
Онтология
В IDEF5 значение термина онтология характеризуется тем, что включает в себя каталог терминов, используемых в предметной области, правила, определяющие, как эти термины могут быть объединены, чтобы делать достоверные утверждения о ситуациях в этой области, и "санкционированные выводы", которые могут быть сделаны когда такие утверждения используются в этой области. В каждой области есть явления, которые люди в этой области различают как (концептуальные или физические) объекты, ассоциации и ситуации. С помощью различных языковых механизмов можно ассоциировать определенные дескрипторы (например, имена, словосочетания с существительными и т. Д.)
Центральные концепции онтологии
Построение онтологий для систем, спроектированных человеком, находится в центре внимания IDEF5. В контексте таких систем природа онтологического знания предполагает несколько модификаций более традиционной концепции. Первая из этих модификаций имеет отношение к понятию вида. Исторически вид - это объективная категория объектов, которые связаны общей природой, набором свойств, общих для всех и только членов данного вида. Хотя при построении онтологий предприятия предпринимается попытка разделить мир на его стыки , эти подразделения определяются не столько природой вещей на предприятии, сколько ролями, которые эти вещи должны играть на предприятии с той или иной точки зрения. Поскольку эти роли могут быть заполнены любым из множества способов объектами, которые по-разному различаются, и поскольку законные точки зрения на домен могут сильно различаться, требование, чтобы экземпляры каждого идентифицируемого типа на предприятии совместно использовались общая природа, не говоря уже о том, чтобы свойства, составляющие эту природу, были важны для их носителей. Следовательно, онтологии предприятия требуют более гибкого понятия вида.
Процесс разработки онтологий
Разработка онтологий требует обширных итераций, обсуждений, обзоров и самоанализа. Извлечение знаний - это обычно процесс открытия и требует серьезного самоанализа. Это требует процесса, который включает в себя как значительное участие экспертов, так и динамику групповых усилий. Учитывая неограниченный характер онтологического анализа , неразумно применять подход "поваренной книги" к разработке онтологий. Вкратце, процесс разработки онтологии IDEF5 состоит из следующих пяти действий:
- Организация и определение объема : Эта деятельность включает определение цели, точки зрения и контекста для проекта разработки онтологии, а также назначение ролей членам команды.
- Сбор данных : Эта деятельность включает сбор необработанных данных, необходимых для разработки онтологии.
- Анализ данных : это действие включает анализ данных для облегчения извлечения онтологии.
- Первоначальная разработка онтологии: Эта деятельность включает разработку предварительной онтологии на основе полученных данных.
- Уточнение и проверка онтологии : Эта деятельность включает уточнение и проверку онтологии для завершения процесса разработки. Несмотря на то, что перечисленные выше действия перечислены последовательно, между ними существует значительное количество совпадений и итераций.
Онтологический анализ
Онтологический анализ выполняется путем изучения словаря, который используется для обсуждения характерных объектов и процессов, составляющих предметную область, разработки строгих определений основных терминов в этом словаре и характеристики логических связей между этими терминами. Продукт этого анализа, онтология, представляет собой словарь предметной области, дополненный набором точных определений или аксиом, которые ограничивают значения терминов в достаточной степени, чтобы обеспечить согласованную интерпретацию данных, в которых используется этот словарь.
IDEF5 Строительные блоки
Определения
Некоторые ключевые термины в IDEF5 и основные символы языка схем IDEF5 см. На рисунке:
Вид
Неформально - группа людей, обладающих некоторым набором отличительных характеристик. Более формально, виды - это свойства, которые обычно выражаются нарицательными существительными, такими как "служащий", "станок" и "токарный станок".
Экземпляр
Самый логически простой вид объекта реального мира. Яркие примеры включают людей, конкретные физические объекты и определенные абстрактные объекты, такие как программы. В отличие от объектов более высокого логического порядка, таких как свойства и отношения, индивиды, по сути, не могут быть экземплярами многократно. Люди также известны как объекты первого порядка.
Референт
Конструкция на языке разработки IDEF5, используемая для ссылки на вид, объект, свойство, отношение или вид процесса в другой онтологии или модели IDEF.
Связь
Абстрактная общая ассоциация или связь между двумя или более объектами. Как и свойства, отношения могут быть экземплярами множественно. Объекты, между которыми существует отношение в конкретном экземпляре, называются его аргументами.
Состояние
Свойство, обычно обозначаемое прилагательным, а не нарицательным, которое характерно для объектов определенного типа в определенной точке процесса. Например, вода может быть в замороженном, жидком или газообразном состоянии.
Обработать
Событие или положение дел в реальном мире с участием одного или нескольких человек в течение некоторого (возможно, мгновенного) интервала времени. Обычно процесс включает в себя какое-то изменение свойств одного или нескольких участников процесса. Из-за неоднозначности термина "процесс", иногда называемого экземпляром процесса.
Типы диаграмм
На языке схем IDEF5 можно создавать различные типы диаграмм или схем. Назначение этих схем, как и любого другого представления, - визуальное представление информации. Таким образом, должны быть предусмотрены семантические правила для интерпретации каждой возможной схемы. Эти правила предоставляются путем описания правил интерпретации самых основных конструкций языка, а затем их рекурсивного применения к более сложным конструкциям. Существует четыре основных типа схем, производных от базового языка схем IDEF5, которые можно использовать для сбора онтологической информации непосредственно в форме, интуитивно понятной специалисту в предметной области.
- Схемы классификации : схемы классификации предоставляют людям механизмы для организации знаний в логические таксономии. Особого внимания заслуживают два типа классификации: классификация по описанию и классификация по естественному виду.
- Схемы композиции. Схемы композиции служат в качестве механизмов для графического представления отношения "часть-из", которое так часто встречается среди компонентов онтологии.
- Схема отношений : схемы отношений позволяют разработчикам онтологий визуализировать и понимать отношения между видами в предметной области, а также могут использоваться для фиксации и отображения отношений между отношениями первого порядка.
- Схема состояний объекта : поскольку нет четкого разделения между информацией о типах и состояниях и информацией о процессах, язык схем IDEF5 позволяет разработчикам моделей выражать довольно подробную объектно-ориентированную информацию о процессе (т. Е. Информацию о типах объектов и различных состояниях, которые они могут быть в относительно определенных процессов). Диаграммы, построенные на основе этих конструкций, известны как схемы состояния объекта.
Схема классификации
Схемы композиции
Схема отношений
Схема состояний объекта
