IDEF5 – Wikipedia

Beispiel für ein IDEF5-Kompositionsschema für einen Kugelschreiber.

IDEF5 (Integrierte Definition für Erfassungsmethode für Ontologiebeschreibungen) ist eine Software-Engineering-Methode zur Entwicklung und Pflege brauchbarer, genauer Domänenontologien.^[1] Dieser Standard ist Teil der IDEF-Familie von Modellierungssprachen im Bereich Software Engineering.

Überblick[edit]

Im Bereich der Informatik werden Ontologien verwendet, um das Konzept und die Objekte in einer bestimmten Domäne zusammen mit den zugehörigen Beziehungen und Bedeutungen zu erfassen. Darüber hinaus hilft die Ontologie-Erfassung durch die Standardisierung der Terminologie bei der Koordination von Projekten und schafft Möglichkeiten zur Wiederverwendung von Informationen. Die lDEF5 Ontology Capture Method wurde entwickelt, um zuverlässig Ontologien auf eine Weise zu konstruieren, die das menschliche Verständnis der spezifischen Domäne genau widerspiegelt.^[1]

Bei der IDEF5-Methode wird eine Ontologie konstruiert, indem der Inhalt bestimmter Aussagen über Objekte der realen Welt, ihre Eigenschaften und ihre Wechselbeziehungen erfasst und dieser Inhalt in einer intuitiven und natürlichen Form dargestellt wird. Die IDEF5-Methode besteht aus drei Hauptkomponenten:^[2]

• Eine grafische Sprache zur Unterstützung der konzeptionellen Ontologieanalyse
• Eine strukturierte Textsprache zur detaillierten Charakterisierung der Ontologie und
• Ein systematisches Verfahren, das Richtlinien für eine effektive Ontologie-Erfassung bietet.

Ontologie[edit]

In IDEF5 die Bedeutung des Begriffs Ontologie ist gekennzeichnet durch einen Katalog von Begriffen, die in einem Bereich verwendet werden, die Regeln, die bestimmen, wie diese Begriffe kombiniert werden können, um gültige Aussagen über Situationen in diesem Bereich zu machen, und die „sanktionierten Schlussfolgerungen“, die gemacht werden können, wenn solche Aussagen in diesem Bereich verwendet werden . In jedem Bereich gibt es Phänomene, die die Menschen in diesem Bereich als (konzeptuelle oder physische) Objekte, Assoziationen und Situationen unterscheiden. Durch verschiedene Sprachmechanismen ordnet man diesen Phänomenen bestimmte Deskriptoren (zB Namen, Nominalphrasen usw.) zu.^[1]

Zentrale Konzepte der Ontologie[edit]

Der Aufbau von Ontologien für Human Engineered Systems steht im Fokus des IDEF5. Im Kontext solcher Systeme beinhaltet die Natur des ontologischen Wissens mehrere Modifikationen der traditionelleren Konzeption. Die erste dieser Modifikationen hat mit dem Begriff einer Art zu tun. Historisch gesehen ist eine Art eine objektive Kategorie von Objekten, die durch eine gemeinsame Natur miteinander verbunden sind, eine Menge von Eigenschaften, die alle und nur die Mitglieder der Art teilen.^[1]

Während bei der Konstruktion von Unternehmensontologien versucht wird, die Welt an ihren Gelenken zu spalten, werden diese Unterteilungen nicht so sehr durch die Natur der Dinge im Unternehmen bestimmt, sondern vielmehr durch die Rolle, die diese Dinge aus der einen oder anderen Perspektive im Unternehmen spielen sollen . Da diese Rollen auf verschiedene Weise von Objekten ausgefüllt werden können, die sich auf verschiedene Weise unterscheiden, und weil legitime Perspektiven auf eine Domäne stark variieren können, ist es zu restriktiv, zu verlangen, dass die Instanzen jeder identifizierbaren Art in einem Unternehmen eine gemeinsame gemeinsame Natur, geschweige denn, dass die Eigenschaften, die diese Natur ausmachen, für ihre Träger wesentlich sind. Folglich erfordern Unternehmensontologien einen flexibleren Begriff der Art.^[1]

Ontologie-Entwicklungsprozess[edit]

Die Entwicklung der Ontologie erfordert umfangreiche Iterationen, Diskussionen, Überprüfungen und Selbstbeobachtung. Die Wissensextraktion ist normalerweise ein Entdeckungsprozess und erfordert beträchtliche Selbstbeobachtung. Es erfordert einen Prozess, der sowohl eine signifikante Beteiligung von Experten als auch die Dynamik einer Gruppenarbeit beinhaltet. Angesichts des offenen Charakters ontologischer Analysen ist es nicht ratsam, einen „Kochbuch“-Ansatz für die Ontologieentwicklung zu verwenden. Kurz gesagt besteht der Entwicklungsprozess der IDEF5-Ontologie aus den folgenden fünf Aktivitäten:^[1]

1. Organisieren und Scoping: Diese Aktivität umfasst das Festlegen von Zweck, Standpunkt und Kontext für das Ontologie-Entwicklungsprojekt und die Zuweisung von Rollen an die Teammitglieder.
2. Datensammlung: Diese Aktivität umfasst das Erfassen der Rohdaten, die für die Ontologieentwicklung benötigt werden.
3. Datenanalyse: Diese Aktivität umfasst die Analyse der Daten, um die Extraktion der Ontologie zu erleichtern.
4. Anfängliche Ontologieentwicklung: Diese Aktivität beinhaltet die Entwicklung einer vorläufigen Ontologie aus den erfassten Daten.
5. Ontologie-Verfeinerung und -Validierung: Diese Aktivität umfasst die Verfeinerung und Validierung der Ontologie, um den Entwicklungsprozess abzuschließen.

Obwohl die obigen Aktivitäten der Reihe nach aufgelistet sind, gibt es eine erhebliche Menge an Überschneidungen und Iterationen zwischen den Aktivitäten.

Ontologische Analyse[edit]

Die ontologische Analyse wird durchgeführt, indem das Vokabular untersucht wird, das verwendet wird, um die charakteristischen Objekte und Prozesse zu diskutieren, aus denen die Domäne besteht, indem strenge Definitionen der grundlegenden Begriffe in diesem Vokabular entwickelt und die logischen Verbindungen zwischen diesen Begriffen charakterisiert werden. Das Produkt dieser Analyse, eine Ontologie, ist ein Domänenvokabular mit einer Reihe von präzisen Definitionen oder Axiomen, die die Bedeutung der Begriffe ausreichend einschränken, um eine konsistente Interpretation der Daten zu ermöglichen, die dieses Vokabular verwenden.^[3]

IDEF5-Bausteine[edit]

Definitionen[edit]

Einige der Schlüsselbegriffe in IDEF5 und die grundlegenden IDEF5 Schematic Language Symbols, siehe Abbildung.:^[1]

Nett

Informell handelt es sich um eine Gruppe von Individuen, die eine Reihe von herausragenden Merkmalen teilen. Formaler ausgedrückt sind Arten Eigenschaften, die typischerweise durch allgemeine Substantive wie „Mitarbeiter“, „Maschine“ und „Drehmaschine“ ausgedrückt werden.

Individuell

Die logisch einfachste Art von Objekt der realen Welt. Prominente Beispiele umfassen menschliche Personen, konkrete physische Objekte und bestimmte abstrakte Objekte wie Programme. Im Gegensatz zu Objekten höherer logischer Ordnungen wie Eigenschaften und Beziehungen sind Individuen im Wesentlichen nicht mehrfach instanziierbar. Individuen werden auch als Objekte erster Ordnung bezeichnet.

Referent

Ein Konstrukt in der IDEF5-Ausarbeitungssprache, das verwendet wird, um auf eine Art, ein Objekt, eine Eigenschaft, eine Beziehung oder eine Prozessart in einer anderen Ontologie oder einem IDEF-Modell zu verweisen.

Beziehung

Eine abstrakte, allgemeine Assoziation oder Verbindung, die zwischen zwei oder mehr Objekten besteht. Relationen sind wie Eigenschaften mehrfach instanziierbar. Die Objekte, zwischen denen eine Relation in einer bestimmten Instanz gilt, werden als ihre Argumente bezeichnet.

Zustand

Eine Eigenschaft, die im Allgemeinen eher durch ein Adjektiv als durch ein Substantiv gekennzeichnet wird und die für Objekte einer bestimmten Art an einem bestimmten Punkt innerhalb eines Prozesses charakteristisch ist. Wasser kann beispielsweise in gefrorenem, flüssigem oder gasförmigem Zustand vorliegen.

Prozess

Ein reales Ereignis oder eine Sachlage, an der eine oder mehrere Personen über einen (möglicherweise augenblicklichen) Zeitraum beteiligt sind. Typischerweise beinhaltet ein Prozess eine Art Änderung der Eigenschaften einer oder mehrerer Personen innerhalb des Prozesses. Wegen der Mehrdeutigkeit des Begriffs „Prozess“, manchmal auch als Prozessinstanz bezeichnet.

Diagrammtypen[edit]

In der IDEF5 Schematic Language können verschiedene Diagrammtypen oder Schaltpläne erstellt werden. Der Zweck dieser Schemata besteht wie bei jeder Darstellung darin, Informationen visuell darzustellen. Daher müssen semantische Regeln für die Interpretation jedes möglichen Schaltplans bereitgestellt werden. Diese Regeln werden bereitgestellt, indem die Regeln für die Interpretation der grundlegendsten Konstrukte der Sprache skizziert und dann rekursiv auf komplexere Konstrukte angewendet werden. Es gibt vier Hauptschaltplantypen, die von der grundlegenden Schemasprache IDEF5 abgeleitet sind und verwendet werden können, um Ontologieinformationen direkt in einer für den Domänenexperten intuitiven Form zu erfassen.^[3]

• Klassifikationsschemata : Klassifikationsschemata bieten Menschen Mechanismen, um Wissen in logische Taxonomien zu organisieren. Von besonderem Wert sind zwei Arten der Klassifikation: die Subsumtion der Beschreibung und die Klassifikation der natürlichen Art.
• Kompositionsschemata : Kompositionsschemata dienen als Mechanismen, um die “Teil-von”-Beziehung, die unter Komponenten einer Ontologie so häufig vorkommt, grafisch darzustellen.
• Beziehungsschemata : Beziehungsschemata ermöglichen Ontologieentwicklern, Beziehungen zwischen Arten in einer Domäne zu visualisieren und zu verstehen, und können auch verwendet werden, um Beziehungen zwischen Beziehungen erster Ordnung zu erfassen und anzuzeigen.
• Objektzustandsschemata : Da es keine saubere Trennung zwischen Informationen über Arten und Zustände und Informationen über Prozesse gibt, ermöglicht die schematische IDEF5-Sprache Modellierern, ziemlich detaillierte objektzentrierte Prozessinformationen auszudrücken (dh Informationen über Arten von Objekten und die verschiedenen Zustände, die sie relativ zueinander haben können) zu bestimmten Prozessen). Aus diesen Konstrukten erstellte Diagramme werden als Objektzustandsschemata bezeichnet.

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  Klassifikationsschemata

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Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Externe Links[edit]

Wikimedia Commons hat Medien im Zusammenhang mit IDEF5.