Язык описания онтологий в IDEF5

Для поддержания процесса построения онтологий в IDEF5 существуют специальные онтологические языки: схематический язык (SchematicLanguage-SL) и язык доработок и уточнений (ElaborationLanguage-EL). SL является наглядным графическим языком, специально предназначенным для изложения компетентными специалистами в рассматриваемой области системы основных данных в форме онтологической информации (рисунок 23). Этот несложный язык позволяет естественным образом представлять основную информацию в начальном развитии онтологии и дополнять существующие онтологии новыми данными. EL представляет собой структурированный текстовой язык, который позволяет детально характеризовать элементы онтологии.

Язык SL позволяет строить разнообразные типы диаграмм и схем в IDEF5. Основная цель всех этих диаграмм – нагляднои визуально представлять основную онтологическую информацию.

Несмотря на кажущееся сходство, семантика и обозначения схематичного языка SL существенно отличается от семантики и обозначений других графических языков. Дело в том, что часть элементов графической схемы SL может быть изменен или вовсе не приниматься во внимание языком EL. Причина этого состоит в том, что основной целью применения SL является создание лишь вспомогательной структурированной конструкции онтологии, и графические элементы SL не несут достаточной информации для полного представления и анализа системы, тем самым они не предназначены для сохранения при конечном этапе проекта. Тщательный анализ, обеспечение полноты представления структуры данных, полученных в результате онтологического исследования, являются задачей применения языка EL.

 

Обозначения классов, отдельных элементов	Обозначение взаимосвязей и изменения состояния	Обозначение процессов, соединений и перекрестков
Обозначение класса: Обозначение отдельного элемента:	Обозначение первичных взаимосвязей: 1) Взаимосвязь многие со многими 2) Взаимосвязь двух классов Обозначение вторичных взаимосвязей между двумя классами: Обозначения изменения состояния: 1) Медленное изменение 2) Быстрое изменение 3) Мгновенное изменение	Обозначение процесса Обозначение соединений: Обозначение перекрестков:

Рисунок 21 – Схематические графические изображения IDEF5

Виды схем и диаграмм IDEF5

Как правило, наиболее важные и заметные зависимости между объектами всегда являются преобладающими, когда конкретные люди высказывают свои знания и мнения, касающиеся той или иной системы. Подобные взаимосвязи явным образом описываются языками IDEF5. Всего существует четыре основных вида схем, которые наглядно используются для накопления информации об онтологии в достаточно прозрачной графической форме.

Диаграмма классификации. Диаграмма классификации обеспечивает механизм для логической систематизации знаний, накопленных при изучении системы. Существует два типа таких диаграмм: Диаграмма строгой классификации (DescriptionSubsumption - DS) и диаграмма естественной или видовой классификации (NaturalKindClassification - NKC). Основное отличие диаграммы DS заключается в том, что определяющие свойства классов высшего и всех последующих уровней являются необходимым и достаточным признаком принадлежности объекта к тому или иному классу. На рисунке 22 приведен пример такой диаграммы, построенной на основе тривиальной возможности классификации многоугольников по количеству углов. Из геометрии известно точное математическое определение многоугольника, суть определяющих свойств родительского класса. Определяющим свойством каждого дочернего класса дополнительно является количество углов в многоугольнике. Очевидно, зная это определяющее свойство для любого многоугольника, можно однозначно отнести его к тому или иному дочернему классу. С помощью диаграмм DS, как правило, классифицируются логические объекты.

 

 

Рисунок 22 – Диаграммы строгой и естественной классификации

 

Диаграммы естественной классификации или же диаграммы NKC, наоборот, не предполагают того, что свойства класса являются необходимым и достаточным признаком для принадлежности к ним тех или иных объектов. В этом виде диаграмм определение свойств класса является более общим.

Композиционная схема. Композиционные схемы (CompositionSchematics) являются механизмом графического представления состава классов онтологии и фактически представляют собой инструменты онтологического исследования по принципу "Что из чего состоит". В частности, композиционные схемы позволяют наглядно отображать состав объектов, относящихся к тому или иному классу. На рисунке 23 изображена композиционная схема шариковой ручки, относящейся к классу шариковых автоматических ручек. В данном случае шариковая ручка является системой, к которой мы применяем методы онтологического исследования. С помощью композиционной схемы мы наглядно документируем, что авторучка состоит из нижней и верхней трубки, нижняя трубка в свою очередь включает в себя кнопку и фиксирующий механизм, а верхняя трубка включает в себя стержень и пружину.

 

 

Рисунок 23 – Композиционная схема

 

Схема взаимосвязей. Схемы взаимосвязей (RelationSchematics) позволяют разработчикам визуализировать и изучать взаимосвязи между различными классами объектов в системе. В некоторых случаях схемы взаимосвязей используются для отображения зависимостей между самими же классовыми взаимосвязями. Мотивацией для развития подобной возможности послужило то тривиальное правило, что все вновь разработанные концепции всегда базируются на уже существующих и изученных. Это тесно согласуется с теорией Новака и Гоуэна (Novak&Gowin, 1984), суть которой в том, что изучение любой системы часто происходит от частного к общему, то есть, происходит изыскание и исследование новой частной информации, влияющее на конечные характеристики более общей концепции, к которой эта информация имела прямое отношение. Исходя из этой гипотезы, естественным образом изучения новой или плохо понимаемой взаимосвязи является соотнесение ее с достаточно изученной взаимосвязью, для исследования характеристик их сосуществования.

Диаграмма состояния объекта. Диаграмма состояния объекта (ObjectStateSchemantic) позволяет документировать тот или иной процесс с точки зрения изменения состояния объекта. В происходящих процессах могут произойти два типа изменения объекта: объект может поменять свое состояние или класс. Между этими двумя видами изменений по сути не существует принципиальной разницы: объекты, относящиеся к определенному классу K в начальном состоянии в течение процесса могут просто перейти к его дочернему или просто родственному классу. Например, полученная в процессе нагревания теплая вода, уже относится не к классу ВОДА, а к его дочернему классу ТЕПЛАЯ ВОДА. Однако при формальном описании процесса, во избежание путаницы, целесообразно разделять оба вида изменений, и для такого разделения используется обозначения следующего вида: " класс:состояние ". Например теплая вода будет описываться следующим образом: "вода:теплая", холодная - "вода:холодная" и так далее. Таким образом, диаграммы состояния в IDEF5 наглядно представляют изменения состояния или класса объекта в течение всего хода процесса. Пример такой диаграммы приведен на рисунке 24.

 

Рисунок 24 – Пример диаграммы состояния

Анализируя вышеизложенное, можно отметить, что строение и свойства любой системы могут быть эффективно исследованы и задокументированы при помощи следующих средств: словаря терминов, используемых при описании характеристик объектов и процессов, имеющих отношение к рассматриваемой системе, точных и однозначных определений всех терминов этого словаря и классификации логических взаимосвязей между этими терминами.

Набор этих средств, по сути, и является онтологией системы, а стандарт IDEF5 предоставляет структурированную методологию, с помощью которой можно наглядно и эффективно разрабатывать, поддерживать и изучать эту онтологию.

 

Вопросы

1) Основные действия при построении онтологий.

2) Виды схем и диаграмм в IDEF5

3) Диаграмма классификации.

4) Композиционные схемы.

5) Диаграмма состояний объекта.

 

Дополнительная информация

1)http://life-prog.ru/1_10039_kontseptsii-IDEF.html

2)http://vernikov.ru/krisis/item/31--idef5.html

 

 

Лекция №7. Постановка требований к интерфейсу ПО. Понятие Usability.

План лекции

- Эргономические цели и показатели качества программного продукта.

- Проблемы, возникающие на этапе разработки прототипа GUI и варианты их решения.

- Принципы реализации пользовательского интерфейса.

 

Введение

Эргономика включается в процессы разработки и тестирования программного продукта как часть системы качества. Разработка пользовательского интерфейса (ПИ) ведется параллельно дизайну программного продукта в целом и в основном предшествует его имплементации. Процессразработки ПИ разбиваетсянаэтапыжизненногоцикла[33]:

1. Анализ трудовой деятельности пользователя, объединение бизнес-функций в роли.

2. Построение пользовательской модели данных, привязка объектов к ролям и формирование рабочих мест.

3. Формулировка требований к работе пользователя и выбор показателей оценки пользовательского интерфейса.

4. Разработка обобщенного сценария взаимодействия пользователя с программным модулем (функциональной модели) и его предварительная оценка пользователями и Заказчиком.

5. Корректировка и детализация сценария взаимодействия, выбор и дополнение стандарта (руководства) для построения прототипа.

6. Разработка макетов и прототипов ПИ и их оценка в деловой игре, выбор окончательного варианта.

7. Имплементация ПИ в коде, создание тестовой версии.

8. Разработка средств поддержки пользователя (пользовательские словари, подсказки, сообщения, помощь и пр.) и их встраивание в программный код.

9. Usability тестирование тестовой версии ПИ по набору раннее определенных показателей.

10. Подготовка пользовательской документации и разработка программы обучения.