VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Онтологические модели находят все более широкое применение в различных предметных областях. Данный процесс обусловлен ростом объёма информации в сети Internet, который соответственно способствует росту объёма ресурсов, необходимых для обработки данной информации. Онтологическая модель представляет собой представление в виде концептуальной схемы некоторой области знаний, которая в дальнейшем будет пригодна для машинной обработки.

Построение онтологических моделей в различных предметных областях способствует развитию систем искусственного интеллекта и семантической паутины [1]. В настоящее время разработано довольно большое количество программ для построения онтологий, но программы сохраняют результаты в своих «родных» форматах, и построенную в одной программе онтологию не всегда возможно корректно открыть в другой программе [2-3]. Данная работа посвящена одному из возможных решений описанной проблемы.

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

В настоящее время существует целый ряд инструментов для разработки онтологических моделей и их поддержки, что приводит к следующей проблеме: невозможность сохранения данных в одном универсальном формате. Данный процесс в свою очередь приводит к тому, что крупные организации ориентируются на приобретение одного программного продукта, который производит сохранение данных в один из существующих форматов для работы с онтологиями. В данный момент одним из наиболее широко распространённых форматов является XTM (XML Topic Map). Именно данный стандарт будет использован в разрабатываемом модуле конвертации онтологических моделей, который будет позволять конвертировать модели либо из существующей базы данных, либо из пользовательского формата, описание которого подаётся на вход модуля.

Целью данной работы является повышение эффективности работы с онтологическими моделями за счет выполнения конвертации. Для достижения поставленной цели необходимо решения следующих исследовательских задач:

1. разработка математического описания модуля конвертации онтологических моделей курса;

2. разработка алгоритмов и программная реализация модуля конвертации онтологических моделей курса;

3. оценка эффективности разработанного модуля конвертации онтологических моделей.

Разрабатываемая система позволит осуществлять конвертацию онтологической модели курса из «пользовательского» представления в формат XTM на основе семантического анализа.

Рисунок 1 – Процесс конвертации в формат XTM

Процесс конвертации в формат XTM (рисунок 1) состоит из следующих шагов:

1. Разбор конструкций исходной модели. Поскольку онтологии состоят из экземпляров, понятий, атрибутов и отношений, данный этап необходим для нахождения в исходных данных этих составляющих.

2. Приведение в соответствие с форматом XTM. Формат имеет свою логическую и физическую структуру, свои символы разметки и необходимо определить, как будут размещаться данные.

3. Трансляция исходных конструкций в XTM. На данном этапе происходит само преобразование исходных данных в конечное представление.

4. Проверка синтаксиса полученных конструкций. Данный шаг необходим для проверки корректности выполненных преобразований.

На рисунке 2 представлен фрагмент базы данных отражающий структуру онтологической модели, описанной в источнике [4]. Также на данной схеме отражены основные поля разработанной базы данных [5].

Рисунок 2 – Фрагмент БД

Таблица «Discipline» хранит информацию о дисциплине (название дисциплины, ее идентификатор, время на изучение, длительность перерыва и др.). Таблицы «razdel», «theme» хранят информацию о разделах и темах дисциплины (название, идентификатор и др.). В таблице «ed_znanie» хранится информация о единицах знания (сложность понятия, его формулировка, порядковый номер вывода и др.). Таблицы «Examples», «vopros», «otvet» хранят информацию, соответственно, о примерах, вопросах и ответах на вопросы дисциплины (сложность примера и вопроса, правильность ответа и др.)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Митрофанова, О.А. Онтологии как системы хранения знаний/ Митрофанова О.А., Константинова Н.С. // Санкт-Петербургский государственный университет / г. Санкт-Петербург 2008 г. – С. 5-8, 28-35

2. Меррилл, Г. Расширяемая платформа добычи текстов [Электронный ресурс]: статья / Меррилл Г. // Открытые системы - 2003 — Режим доступа: http://www.md-it.ru/articles/html/article17.html

3. Овдей, О.М. Обзор инструментов инженерии онтологий [Электронный ресурс]: статья / Овдей О.М., Проскудина Г.Ю. // Институт программных систем НАН Украины — Российский научный электронный журнал, 2004. - Режим доступа: http://elbib.ru/index.phtml?page=elbib/rus/journal/2004/part4/o

4. Рыбанов, А.А. Automated training knowledge monitoring system based on ontological model of course / Рыбанов А.А., Макушкина Л.А. // New approaches in education : research articles / science editor A. Burkov ; B&M Publishing. – San Francisco (California, USA), 2013. – Р. 50-57.

5. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2013611600 от 28 января 2013 г. РФ, МПК (нет). Программный модуль построения онтологической модели структуры учебного курса / Рыбанов А.А., Макушкина Л.А., Макушкин И.А.; ВолгГТУ. - 2013.