آنتالوژی

آنتالوژی

اسلاید 1: 1Ontology and protegeMaryam panahiazarM_panahi@ce.sharif.eduMs student in sharif university

اسلاید 2: 2آنتالوژی چيست ؟ آنتالوژي مجموعه‌اي است از تعاريف رسمي براي مفاهيم يک حوزه مورد نظر و روابط بين آنها.يک آنتالوژي به همراه نمونه‌هايي که براي کلاسهايش تعريف شده، تشکيل يک پايگاه دانش را براي حوزه مربوطه مي‌دهد.

اسلاید 3: 3عناصر تشکيل دهنده آنتالوژي همانطور که در تعريف آنتالوژي به آن اشاره شد، يک آنتالوژي شامل مفاهيمي است که در حوزه مورد بحث آنتالوژي وجود دارند. اين مفاهيم در آنتا لوژي بصورت کلاسها و نمونه ها نمايش داده مي شوند. خواص هر مفهوم که توصيف کننده ويژگيهاي مختلف هر مفهوم است.توسط اسلاتها تعيين مي شود.فاست ها خصوصيات اسلاتها را تعيين مي کنند.

اسلاید 4: 4کلاسها و نمونه‌ها کلاسها يکي از نقاط تمرکز آنتالوژيها هستند. کلاسها توصيف کننده مفاهيم موجود در يک حوزه مي‌باشند. نمونه همانطور که از نامش پيداست، مثالي براي يک کلاس است. به عنوان مثال در حوزه سخت‌افزار کامپيوتر مفهوم پردازنده به صورت يک کلاس به نام ‘CPU’ در آنتالوژي قرار مي‌گيرد. به عنوان نمونه‌هايي از اين کلاس مي‌توان از ‘i386’ و ‘Pentium’ نام برد.

اسلاید 5: 5اسلاتهااسلاتها توصيف کننده خواص کلاسها و نمونه‌ها مي‌باشند. با کمک اسلات‌ها مي‌توانيم ويژگي‌ها و صفات کلاسها و نمونه‌ها را بيان کنيم. اسلاتها همانطور که از نامشان پيداست به منزله يک جاي خالي (به تعبيري يک متغيير يا فيلد) براي ثبت مقاديري براي صفات يک کلاس يا نمونه مي‌باشند.نام اسلات خود مبين صفتي است که مي‌خواهيم ميزانش را تعيين کنيم. به عنوان مثال کلاس اتومبيل مي‌تواند شامل اسلاتي به نام حجم موتور، مدل و نام سازنده باشد و سپس براي هر نمونه اتومبيل مقادير مختلفي در اين سلاتها قرار مي‌گيرد.

اسلاید 6: 6فاست هافاست‌ها خصوصيات اسلاتها را تعيين مي‌کنند. شايد به تعبيري بتوان گفت که فاست‌ها به منزله‌ي اسلاتي در اسلاتها هستند. اسلاتها مي توانندفاست‌هاي مختلفي داشته باشند که نوع مقدار, مقادير مجاز و تعداد مقاديري را که به يک اسلات مي توانيم اخصاص دهيم را مشخص مي کند. در ادامه بعضي از فاست‌هاي مهم اسلاتها را بررسي مي‌کنيم.

اسلاید 7: 7ادامهنوع داده‌اي اسلات: مانند ساير محيط‌ها دخيره‌سازي نوع داده‌اي را که يک اسلات قرار است نگهداري کند بايد از پيش تعريف شود. انواع داده‌اي عبارتند از رشته‌اي، عددي، بولين و شمارشي و دو نوع کلاسي و نمونه‌اي که دو مورد آخر به ترتيب براي ذخيره‌سازي مقادير از نوع کلاس و نمونه بکار مي‌روند. کارديناليتی اسلات:کارديناليتي اسلات تعداد مقاديري را که در يک اسلات جاي مي‌گيرد تعيين مي‌کنند. در حالت ساده اين فاست مشخض مي‌کند که آيا در يک اسلات فقط يک مقدار جاي مي‌گيرد يا چندين مقدار. اگر لازم باشد مي‌توان بطور دقيقتري حداقل و حداکثر اين امر را نيز مشخص نمود.دامنه مقادير اسلات: براي آنکه صحت داده‌هايي که قرار است در اسلاتها قرار گيرند تا حدي کنترل شود، مي‌توان هنگام تعريف اسلات دامنه و حدود مقاديري را که يک اسلات مي‌پذيرد، تعيين کرد.

اسلاید 8: 8طراحي آنتالوژي بار ديگر لازم است تا اين نکته را يادآوري کنيم که راه‌حل‌هاي آنتالوژيک براي يک حوزه يکتا نيستند و گاهي مي‌توان براي يک حوزه چند آنتالوژي نسبتا متفاوت ارائه داد که در عين حال همگي معتبر باشند.. در اين قسمت سعي مي‌کنيم مراحل اصلي طراحي و نکاتي را که معمولا در اين فرايند مفيد واقع مي‌شوند را ارئه کنيم. روشن است که تفکر شئ‌گراي طراح و تجربه‌ي وي در حوزه تخصصي مورد مطالعه، نقش بسزايي در کيفت آنتالوژي در دست ايجاد خواهد داشت.مرحله اول: مشخص کردن موضوع و محدوده آنتالوژيدر اين مرحله موضوع و هدف آنتالوژي مشخص مي شود. ايجاد يک آنتالوژي با تعريف موضوع آن شروع مي شود که به بسياري از سوالات بتدايي پاسخ مي دهد. اين سوالات عبارتند از:موضوعي که آنتالوژي پوشش مي دهد کدامست؟از اين آنتالوژي براي چه منظوري استفاده مي شود؟اطلاعات آنتالوژي پاسخگوي چه نوع سوالاتي خواهد بود؟چه کسي از آنتالوژي استفاده مي کند و به آن دسترسي دارد؟

اسلاید 9: 9ادامهيکي از راههاي تشخيص هدف آنتالوژي تهيه ليستي از سوالاتي است که آنتالوژي مي‌بايست قادر به پاسخگويي به آنها باشد. به اين سوالات سوالات مکمل گفته مي شود. آنتالوژي مي‌بايست شامل اطلاعات کافي براي پاسخ گويي به اين نوع سوالات باشد. مثلا در حوزه موبايل سوالات مفيد زير مطرح مي شوند:چه مشخصاتي از يک گوشي را هنگام انتخاب آن بايد در نظر گرفت؟چه نودهايي بايد به شبکهGPRS افزود تا شبکه به شبکه نسل سوم تبديل شود؟قابليتهاي اضافه شده در شبکه هاي نسل سوم چه مي باشد؟

اسلاید 10: 10مرحله دوم: در نظر گرفتن مفاهيم مهم در آنتالوژي نوشتن ليستي از تمامي کلماتي که مي خواهيم درباره آنها توضيح دهيم و خواص اين کلمات مفيد است. تهيه يک ليست کامل از عبارات و تعيين نوع آنها (اسلات يا کلاس بودن) بدون در نظر گرفتن تداخل بين مفاهيمي که ارائه مي کنند و رابطه بين آنها و يا هر خاصيت ديگري که اين عبارات ممکن است داشته باشند, ضروري مي باشد.دو مرحله بعد که يکي ايجاد ساختار کلاس است و ديگري تعيين خواص کلاسها (اسلاتها) به يکديگر بسيار نزديک مي باشند بطوريکه انجام اين مراحل بصورت مجزا کار مشکلي مي باشد. بنابراين تهيه ليست فوق ما را در انجام همزمان اين دو مرحله ياري مي‌کند. در مرحله ابتدا موقعيت مفاهيم را در ساختار کلاسي تعريف مي کنيم و سپس در مرحله‌ي بعد از آن کار را با توصيف خصوصيات اين مفاهيم ادامه مي دهيم. اين دو مرحله مهمترين مراحل طراحي آنتالوژي مي باشند.

اسلاید 11: 11مرحله سوم: تعريف کلاسها و ساختار کلاسي روشهاي مختلفي براي ايجاد ساختاز کلاسي وجود دارد که عبارتند از:روش از بالا به پايين:آنتالوژي در اين روش با تعريف مفاهيم عمومي تر در زمينه موضوع مورد بحث آغاز و با معرفي مفاهيم جزئي تر ادامه مي يابد. مثلا در حوزه‌ي موبايل مفهوم کليStandard System را در نظر مي گيريم و براي آن 3 زير کلاس 1G و 2G و را تعريف مي کنيم. 3G را تعريف مي کنيم. در ادامه ئبراي 2G زير کلاسهاي روش از پايين به بالا:مراحل ايجاد آنتالوژي در اين روش با تعريف کلاسهاي جزئي و انتهايي آغاز و با دسته بندي اين کلاسها با يکديگر و تعريف مفاهيم کلي تر ادامه مي يابد.

اسلاید 12: 12جمع آوری در سطح کاربر(رفتار یک کاربر در یک سایت)روش ترکيبي:که از ترکيب دو روش از بالا به پايين بکار مي روند.هيچکدام ازاين سه روش بر ديگري برتري ندارند و انتخاب هر يک از اين روشها بسته به ديدي است که نسبت به موضوع آنتالوژي وجود دارد. چنانچه ديد کسي که آنتالوژي را طراحي مي کند ديدي سيستماتيک و از بالا به پايين باشد, بهتر است که از روش اول استفاده شود. اما روش ترکيبي اغلب براي اکثر طراحان آنتالوژي ساده‌تر مي باشد چون مفاهيمي که در ميانه اضافه مي شوند, نيازي به توصيف بيشتري دارند. در هر صورت از هر کدام از اين روشها استفاده شود, ابتدا لازم است‌‌ که به تعريف کلاسها بپردازيم و براي اين کار از ليستي که در مرحله سوم ايجاد شده است استفاده مي کنيم و در نهايت کلاسها را به شکلي ظبقه بندي شده سازماندهي ميکنيم هر ديدي را که نسبت به موضوع انتخاب کنيم, معمولا با تعريف کلاس کار آغاز مي شود. از ليست تعريف شده در مرحله قبل, عباراتي را که موجوديت مستقلي دارند از عباراتي که آنها را توصيف مي‌کنند جدا مي کنيم. اين عبارات در آنتالوژي کلاسها را تشکيل خواهند داد و نقاط اساسي ساختار کلاسي خواهند بود.اين کلاسها را در يک ساختار رده بندي شده سازماندهي مي کنيم.اين سازماندهي بر مبناي پاسخ به اين سوال خواهد بود که آيا اگر نمونه اي براي اين کلاس تعريف شود لزوما(بنا به تعريف) نمونه اي از کلاس ديگري خواهد بود يا خير.معمولا وقتي صحبت از ساختار کلاسي به ميان مي‌آيد، منظور ارتباط بين کلاسها بر اساس رابطه‌ي Is a است. مي‌گوييم کلاس A زير کلاسي از کلاس B است، اگر هر نمونه از A يک نمونه از B نيز باشد. بايد توجه داشته باشيم که اين رابطه مي بايست در کل ساختار کلاسي طراحي شده صادق باشد.

اسلاید 13: 13مرحله چهارم: تعريف خواص کلاسها يا اسلاتها کلاسها به تنهايي اطلاعات کافي را براي پاسخگويي به سوالات مکمل که در مرحله 1 مطرح شده اند را ندارند.در اينجا معمولا کلاسها را از ليستي که در مرحله سوم ايجاد کرده ايم انتخاب مي کنيم و واژه‌هاي باقيمانده خواص اين کلاسها خواهند بود. اين خواص بصورت اسلات به کلاس ضميمه مي‌شوند و براي هر خاصيت در ليست بايد کلاسي را که توصيف مي‌کند مشخص کنيم.

اسلاید 14: 14مرحله پنجم: ايجاد نمونه هادر مرحله آخر ايجاد آنتالوژي به ساختن نمونه‌ها مي‌پردازيم. نمونه‌ها آخرين و پايين‌ترين (اختصاصي‌ترين) سطح در ساختار آنتالوژي هستند. نمونه‌ها جزء مفاهيم کليدي و مهم حوزه نيستند. براي مثال در حوزه مخابرات مدل‌هاي خاصي از محصولات مخابراتي مي‌توانند به صورت نمونه‌ منظور شوند. همانطور که قبلا نيز يادآور شديم، تنها مفاهيمي را به صورت نمونه بيان مي‌کنيم که نمي‌توانند کانديد براي سوپر-کلاس بودن ساير مفاهيم باشند. بهتر است نمونه‌ها از کلاسهاي خاص‌تر ايجاد شوند تا از کلاسهاي عام و خيلي کلي. هنگام ايجاد نمونه‌ها، براي آن دسته از اسلاتهاي کلاس پدر که در تعريف کلاس فاقد مقدار (مقادير پايا) بوده‌اند، بايد مقدار مناسبي وارد شود.

اسلاید 15: 15Protégé ابزاري براي ايجاد آنتالوژي‌ها يک محيط ويرايش و يک ساختار قابل بسط را براي ايجاد ابزارهاي شکل دهي دانش پايه فراهم مي سازد .يک برنامة کامپيوتري مي باشد که قابل اجرا و گسترش در محيطهاي ويندوز، سيستم عامل MAC، سولاريس، لينوکس، Unix مي باشد. اين برنامه توسط واحد انفورماتيک پزشکي دانشگاه استانفورد طراحي شده است. در مقايسة ابزارهاي مختلف ايجاد آنتالوژي، مهمترين شاخص‌هاي قابل توجه، ارزيابي قدرت برنامه در بيان مدل دانش و سپس قابليت آن براي توسعه‌هاي آتي مي باشد. مي‌توان گفت که Protégé هر دو شاخص را در بر دارد چراکه علاوه بر پشتيباني آن از بسياري فرمتها و مدل‌هاي دانش رايج، به دليل در دسترس بودن مآخذ اين برنامه, برنامه نويسان اين امکان را دارند که هر قابليت جديدي را به اين برنامه کاربردي اضافه کنند. از Protégé مي‌توان در موارد زير بهره جست:ايجاد يک آنتالوژي شکل دهي واسط کاربر براي دريافت اطلاعاتوارد کردن دانش موضوع

اسلاید 16: 16دسترسي و منابع مربوط به آناز آنجا که در دانشگاه استنفورد طراحي و براي اولين بار عرضه شده است و در حال توسعه مي‌باشد و بصورت محصولي دانشگاهي و رايگان ارئه مي‌شود، براي دسترسي به آخرين نسخه نرم‌افزار، آخرين راهنمايي‌ها و نشريات مربوط به آن و گروه‌هاي خبري مربوطه، مي‌توان به سايت اينترنتي زير مراجعه کرد:protégé.stanford.edu

اسلاید 17: 17ايجاد يک پروژه جديد ايجاد يك پروژه (آنتالوژي) جديد طي مراحلي كه در ذيل به شرح آنها مي‌پردازيم، انجام مي‌شود:گزينه جديد ازمنوي پروژه انتخاب شود.قالب پروژه‌ها::standard text files فرمت رايجي در بين برنامه هاي توليد و ويرايش آنتالوژي است که از آن مي توان براي انتقال آنتالوژي به محيطهاي ديگر ويرايش و طراحي آنتالوژي استفاده کرد.

اسلاید 18: 18JDBC پروژه را به صورت جدولي دريک پايگاه داده ايجاد ميکند..براي اينکه بتوان اين جدول را ايجاد کرد اولاً بايد يک پايگاه داده روي سيستم نصب شده باشد و ثانياً رابط نيز به سيستم معرفي شده باشد. در صورت استفاده از سيستمهاي ويندوز يك منبع اطلاعاتي بايد قبلا تعريف كرده باشيد.

اسلاید 19: 19RDF براي توصيف داده ها براي منابعي که روي وب هستند با استفاده از عبارتها، منابع و خصوصيتها طراحي شده اند.

اسلاید 20: 20. پنجره‌اي كه به منظور تعيين قالب آنتالوژي ظاهر مي‌شود.

اسلاید 21: 21pprj پسوندي که پروژه با آن ذخيره مي شود.پنجره‌اي كه به منظور تعيين نام پروژه آنتالوژي و فايلهاي مربوط به آن ظاهر مي‌شود. اين كادر محاوره‌اي مخصوص حالتي است كه كاربر قالب فايلهاي متني استاندارد را براي آنتالوژي خود انتخاب كرده است

اسلاید 22: 22كار با آنتالوژي‌ها درپروتژ پس از ايجاد يك پروژه جديد يا استفاده از الگوي از پيش تعريف شده براي آنتالوژي‌هاي مورد نظريک پايگاه دانش ايجاد مي شود.. ريشه تمامي کلاسها مي باشد. در اين مرحله هنوز هيچ نمونه و کلاسي ايجاد نشده است و مي توان پروژه را با تعريف کلاسها و اسلات ها و نمونه ها تکميل کرد thing

اسلاید 23: 23كار با كلاسهايک دسته بندي سلسله مراتبي دارند.روابط بين زير کلاسها را بصورت درختي نمايش مي­دهد.

اسلاید 24: 24كادر مربوط به فرم کلاس که در پنجره‌اي مستقل نمايش داده شده است يک دسته بندي سلسله مراتبي دارند.روابط بين زير کلاسها را بصورت درختي نمايش مي­دهد.

اسلاید 25: 25پنج فيلد وجود دارد. فيلد مربوط به نام کلاس که در آن نام کلاس وارد مي‌شود. هنگامي که يک کلاس ساخته مي شود برنامه به طور پيش فرض نامي را براي آن در نظر مي‌گيرد که کاربر مي تواند آن را به دلخواه تغيير دهد. اين نام بايد در پايگاه دانش يکتا باشد .Roleنوع کلاس مربوطه را مشخص ميکند.Abstract,Concrete

اسلاید 26: 26. اين کادر رابطه‌ي وراثتي بين کلاسها را نشان مي‌دهد.

اسلاید 27: 27Constraints که به کاربر اجازه مي دهد تا محدوديت هايي را براي يک کلاس تعريف کندDocumentation به کاربر اجازه اضافه کردن يک متن توضيحي براي کلاس را مي دهد. پر کردن اين قسمت اختياري مي باشد اما پيشنهاد مي شود براي وضوح مفهوم کلاسها، دراين قسمت توضيحي اضافه شود.

اسلاید 28: 28. كادر مربوط ويرايش اسلاتهاي مربوط به يک کلاس

اسلاید 29: 29کار با اسلاتها با کمک پنجره کار با اسلاتها که نمونه‌اي از آن در شکل نشان داده شده است، مي‌توانيد يک اسلات را ايجاد، ويرايش يا پاک کنيد. اگر چه اکثر کلاس‌ها از طريق کادر مربوط به کلاس‌ها تعريف مي‌شوند، اما اسلات ها مي توانند به طور مستقل در اين مکان ايجاد شده و بدون اينکه به هيچ کلاسي ارتباط داشته باشند در برنامه موجود باشند. در سمت چپ اين پنجره تمامي اسلات‌هاي موجود در پروژه نمايش داده شده اند.

اسلاید 30: 30کار با اسلاتها نام اسلات: که نام اسلات را مشخص مي‌کند و بايد توجه داشت که سيستم بين حروف بزرگ و کوچک تفاوت مي گذارد.کارديناليتي:اين فيلد مشخص ميکند که آيا اسلات مورد نظر مي تواند بيش از يک مقدار را بگيرد يا خيرنوع داده‌اي:تعيين مي‌کند هنگام پر کردن اسلات از چه نوع داده‌اي مي‌توان استفاده کرد.محدوديتها:مي‌توان براي يک اسلات بر حسب نوع داده‌اي آن محدوديتهايي تعريف کرد. به عنوان مثال بازه‌ي اسلاتهاي عددي را مشخص کرد يا براي اسلاتهايي که نوع داده‌اي‌شان کلاس است مي‌توان يک محدوده کلاسي تعريف نمود.

اسلاید 31: 31نمونه اي از تبديل آنتالوژي از نظر مفهومي بايد بتوان كليه اطلاعاتي را كه در ساختار كلاسي، كلاسها، اسلاتها، اطلاعات اسلاتها در سطح كلاسها، نمونه‌ها و غيره را به قالب يك شبكه معنايي برد.و در جنبه فني مهمترين موضوع تغيير قالب اطلاعات است

اسلاید 32: 32مراحل تبديل آنتالوژي از نظر مفهومي بايد بتوان كليه اطلاعاتي را كه در ساختار كلاسي، كلاسها، اسلاتها، اطلاعات اسلاتها در سطح كلاسها، نمونه‌ها و غيره را به قالب يك شبكه معنايي برد.و در جنبه فني مهمترين موضوع تغيير قالب اطلاعات است

اسلاید 33: 33با تشکر از توجه و حوصله شماm-panahi@ce.shatif.edumpanahiazar@yahoo.comm.panahiazar@gmail.com