Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 556
Статья научная
В работе предложен автоматизированный экспертный подход к извлечению терминологических структур из монографий. Постулируется, что содержание предметной области целиком отражается в некоторой монографии, это позволяет извлекать и анализировать терминологические структуры без использования заранее подготовленного корпуса специализированных текстов предметной области. В рамках подхода рассмотрена процедура итеративного извлечения и анализа терминологических структур, регулирующая работу эксперта с монографией и позволяющая ему контролировать процесс. Предложены методы сравнительного анализа терминологических структур двух смежных предметных областей. Возможности разработанного подхода продемонстрированы на примере общей методологии и методологии комплексной деятельности.
Бесплатно
Метрики сложной детерминированной системы
Статья научная
Статья посвящена исследованию сложных детерминированных систем. Даётся анализ понятия сложной системы, применяемой при рассмотрении разных проблем и явлений. Показано, что классические определения сложных систем не учитывают количество элементов и ёмкость формального описания сложной системы. Рассмотрено описание сложных систем, предложенное Г. Ржевским, которое не включает закрытые и детерминированные системы. Показано, что теория сложных систем, которую развивает Хироки Саяма, является более общей по отношению к теории систем Берталанфи и Месаровича. Авторы анализируют метрики Холстеда, применяемые в области программного обеспечения, и доказывают их ограниченную применимость к описанию сложных детерминированных систем. Вводится понятие формального описания сложной детерминированной системы. Для дифференциации сложных систем по количеству элементов и содержательности вводятся три метрики сложной детерминированной системы. Даётся описание и обоснование этих понятий. Раскрывается основная проблема описания сложных детерминированных систем - нахождение баланса между простотой описания модели системы и сохранением существенных характеристик сложности системы.
Бесплатно
Механизмы принятия оптимальных решений в управлении развитием "умного города"
Статья научная
Устойчивое развитие городов должно происходить на основе инновационных, в первую очередь инфокоммуникационных, технологий. Эти технологии должны использоваться наиболее эффективным образом, причём население должно иметь необходимые «умные» компетенции и инструментарий, чтобы полноценно участвовать в принятии всех необходимых решений. В статье предлагаются соответствующие методология и математический аппарат для принятия сложных решений, основанные на методах системного анализа, математического и компьютерного моделирования, многокритериальной оптимизации. Разработаны: организационно-методическая процедура моделирования, оптимизации и согласования решений; математическая модель согласования интересов различных заинтересованных групп при принятии решений о развитии города; основные проектные решения по созданию городского портала, обеспечивающего непосредственное участие населения в согласованном принятии решений. В основе предложенного подхода - метод универсальных коэффициентов, позволяющий различным заинтересованным группам в удобной для них форме наиболее полно представлять собственные предпочтения и предвидеть последствия принимаемых решений. Разработанная математическая модель принятия решений в рамках концепции «умного города» носит оптимизационный характер и позволяет на основе введённых в неё отдельных мероприятий формировать согласованный план развития «умного города».
Бесплатно
Мечты студентов как составляющая проектирования будущего страны
Статья научная
В статье анализируются результаты проведенного социологического опроса студентов Самарского университета. Цель опроса - изучить мечты студенческой молодежи, выявить индивидуальные мечты, образ коллективной мечты студенческой молодежи. Тема актуальна, потому что то, о чём в настоящее время мечтают студенты, многие из них будут воплощать в реальность по окончании ВУЗа. Результаты исследования показали, что большинство студентов мечтает заниматься любимым делом, создать хорошую семью и иметь возможность путешествовать по миру. При этом ценность богатства для российских студентов значительно ниже, чем для американских студентов. Готовы самостоятельно, без посторонней помощи реализовывать свои мечты около 60% студентов, но предпринимают конкретные шаги в этом направлении (обладают необходимой силой воли, ежедневно занимаются самообразованием и самосовершенствованием) не более 30% опрошенных. Образ жизни, который мечтают вести студенты, ориентирован не на производство, творчество, а на потребление и развлечение. Ни один студент не указал, что он мечтает изобрести, разработать, создать новый продукт. Для выявления перспектив будущего страны важную роль играет образ России в глазах молодежи. Для большинства опрошенных это неоднозначный герой: неуничтожимый воин-защитник, который, как Илья Муромец, дремлет до поры и просыпается, чтобы победить агрессора и зло, креативный, но не способный использовать плоды своего творчества.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методология создания систем полуавтоматического проектирования изделий машиностроения с использованием технологий искусственного интеллекта. Методология основана на многоагентных методах создания баз знаний и пригодна для разработки систем проектирования и управления цифровых интеллектуальных производств. В качестве унифицированной модели агента предложена объект-функция с разбиением атрибутов на подмножество входных и выходных атрибутов метода агента. Объект-функция рассматривается как унифицированный модуль создания многоагентных систем. Предложены модели представления агента. Показано, что при таком представлении агент эквивалентен правилу-продукции, являющемуся модулем базы знаний. Наименования переменных модуля знаний должны выбираться из словаря, который может быть составлен с использованием различных естественных языков. Механизмы модулей знаний должны обеспечивать реализацию всех функций, которые могут потребоваться при формировании баз знаний. При использовании технологии экспертного программирования процесс формирования модулей знаний, их трансляции с получением на одном из традиционных языков объектных или исполняемых модулей и тестирования производятся как одна операция. После получения необходимого набора модулей производится генерация метода, использующего подмножество модулей знаний. Показано, что кооперативное решение комплексных задач обеспечивается системой агентов.
Бесплатно
Статья научная
Функциональная безопасность является латентной характеристикой аппаратно-программных комплексов (АПК) и объективно характеризуется удовлетворённостью потребителей поведением АПК. В работе рассматривается подход к решению задач, связанных с управлением проектом, на основе анализа динамических характеристик функциональной безопасности конфликтных ситуаций в системе управления проектом. Для анализа ситуаций, возникающих при управлении проектами создания АПК возможно использование моделей, известных как системные архетипы. Рассмотрены информационная сущность ситуаций и основы многоаспектного моделирования. Методическую основу исследований составляет сочетание динамических моделей параметров, характеризующих функциональную безопасность, и структурных моделей, соответствующих конфликтным ситуациям, возникающим при обеспечении требуемого уровня функциональной безопасности. Рассмотрены примеры многоаспектного моделирования ситуаций, где в качестве событий выступают проявления латентных дефектов. В результате исследований: определены информационные сущности ситуаций, предложены концептуальные основы многоаспектного моделирования ситуаций, возникающих при управлении функциональной безопасностью АПК, выделены базовые этапы построения системы структурных и динамических моделей ситуаций на разных стадиях жизненного цикла АПК. Полученные результаты могут быть использованы для принятия решений о целесообразности внесения изменений в структуру системы обеспечения функциональной безопасности АПК.
Бесплатно
Мобильное приложение для поиска оптимального маршрута в университетском городке
Статья научная
Рассмотрена задача разработки мобильного приложения для поиска оптимального маршрута в университетском городке. Математическую основу проектирования мобильного приложения составляет задача поиска кратчайшего пути в графе, вершинами которого являются учебные аудитории, лаборатории, библиотеки, кафедры, деканаты и т.п. в корпусах университета. Проведён анализ основных характеристик существующих на рынке мобильных приложений для пешей навигации, выявлены их достоинства и недостатки. Рассмотрены известные алгоритмы поиска кратчайшего пути в графе: алгоритм поиска в ширину, жадный алгоритм поиска кратчайшего пути, алгоритм Дейсктры. Для рассматриваемой задачи разработаны программная реализация и вспомогательный сервис по созданию карт и приведения их к формату, в котором автоматически создаётся граф для работы приложения. Новизна предложенной разработки заключается в возможности отображения, добавления и редактирования различных карт. Дальнейшее совершенствование разработанного мобильного приложения может быть осуществлено в направлении повышения точности навигации за счёт объединения алгоритмов поиска путей в графе, а также в переводе карт из 2D- в 3D-пространство. Результаты исследования могут быть использованы для поиска оптимальных маршрутов в других университетах.
Бесплатно
Мобильные обучающие системы и онтологии
Статья научная
В статье предлагается сценарий обучения и модель открытой архитектуры контекстно-зависимой системы мобильного обучения. Разрабатывается структура системы управления контентом на основе семантического веба. Структура системы управления контентом включает четыре основных элемента: онтологии метаданных, онтологии конкретной предметной области, которая описывает структуру индексации ресурсов, а также модели сценариев обучения и адаптивного выбора учебных ресурсов. При построении системы управления контентом предлагается использовать модель на основе вероятностных автоматов. Контекстно-зависимая система обучения должна уметь персонализировать наилучший стиль обучения. С этой целью предлагается использовать аппарат байесовских сетей и эволюционных вычислений.
Бесплатно
Статья научная
В работе дан обзор подходов к исследованию ошибок в спецификациях требований, выделены системообразующие факторы ошибок предпроектной стадии, предложена когнитивная карта ошибок предпроектной стадии, проведён анализ её адекватности. Отмечается важность дальнейшего развития построения формальных моделей процессов, в ходе реализации которых возникают ошибки. Процессам предотвращения дефектов в спецификациях внешнего облика поставлен в соответствие известный архетип «пределы роста» и показано, что существует предел возможностей по предупреждению дефектов, обусловленный как неопределённостью проблемной ситуации, так и компетентностью разработчиков требований. С использованием совокупности структурных моделей процессов предпроектной стадии разработки компонент информационно-вычислительных систем показано, что дефекты в спецификациях внешнего облика обусловлены как особенностями когнитивных моделей субъектов, причастных к формированию требований, так и организацией формирования требований.
Бесплатно
Модели и методы индивидуализации электронного обучения в контексте онтологического подхода
Статья научная
Рассматривается индивидуализация электронного обучения (ЭО) как совокупности процессов создания, развития, использования и утилизации цифрового контента и данных ЭО, описаны соответствующие онтологические модели и методы. Описан технологический стек для построения и реализации индивидуальных траекторий обучения, приведены примеры существующих систем, которые полностью или частично используют указанный стек технологий. Для эффективной обработки образовательных материалов и данных, формируемых системами управления обучением, предложена архитектура, позволяющая осуществить семантическое аннотирование и выделение в данных слоёв концептов различной степени абстракции. Эти слои включают: верхнеуровневые абстракции моделирования, общие концепты учебных материалов и образовательного процесса, специфические концепты для доступа и интеграции данных системы ЭО в терминах предметной области. Впервые в качестве формальной основы для индивидуализированного ЭО предложено использовать семантические модели, включающие аппарат векторных представлений графов знаний, который позволяет эффективно обрабатывать большие и сложные структуры данных, а также обладает гибкостью и выразительностью онтологического подхода. Последовательно рассмотрены основные аспекты, связанные с индивидуализацией в системах ЭО, в том числе: существующие технологии и онтологии для ЭО, моделирование индивидуальной траектории, семантическое аннотирование образовательных материалов, способы оценки знаний в индивидуализированном обучении, а также онтологическое моделирование когнитивного профиля обучаемого.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется потенциал и демонстрируется эффективность применения некоторых моделей и методов онтологического анализа данных в задаче структурного анализа и синтеза технических решений. В качестве рабочей методологии структурного проектирования рассматривается морфологический анализ и синтез компоновочных схем артефактов. Строится теоретико-множественная модель морфологического пространства решений для классической версии методологии, включающая функционально-структурные подсистемы проектируемого артефакта, варианты реализации этих подсистем и собственно потенциальные технические решения. Впервые в отличие от существующих версий такой формализации детально описываются отношения между сущностями предметной области морфологического анализа. Несовместимость вариантов реализации отдельно взятой функционально-структурной подсистемы проектируемого артефакта и ограниченную сочетаемость вариантов реализации различных функционально-структурных подсистем предлагается описывать в рамках единой модели, известной в онтологическом инжиниринге как «ограничения существования». Анализ одной из закономерностей, присущей этой модели, позволил строго обосновать распространенный в структурном проектировании подход к описанию ограниченной сочетаемости вариантов реализации различных функционально-структурных подсистем в форме запретов. Показываются преимущества использования ограничений существования для описания пространства решений, и строится «скелет» формальной онтологии предметной области морфологического анализа. Структурный синтез технического решения сопоставляется с методом семантической идентификации объекта, разработанным в рамках онтологического анализа данных для обработки неполной и противоречивой эмпирической информации о результатах измерения свойств объекта. Делается вывод о пригодности этого метода для решения задачи структурного синтеза при уточнении понятия «нормального» подмножества свойств и сведений об издержках и/или выгодах включения каждого отдельно взятого варианта реализации функционально-структурных подсистем проектируемого артефакта.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена актуальная проблема комплектования библиотечного фонда в условиях роста ассортимента изданий и ограниченного финансирования. В основу формирования заказа положено максимальное удовлетворение информационных потребностей пользователей библиотечных ресурсов. Предложен обобщѐнный подход, основанный на формализации отношения пользователей к удовлетворению информационных потребностей. Математическая модель комплектования библиотечного фонда сформулирована в виде оптимизационной задачи, которая отличается от существующих тем, что учѐт информационных потребностей пользователей осуществляется путѐм максимизации функции востребованности приобретаемых печатных изданий. Это позволяет повысить качество комплектования библиотечного фонда.
Бесплатно
Моделирование аргументации в научно-популярном дискурсе с использованием онтологий
Статья научная
Научно-популярный дискурс становится неотъемлемым элементом научной деятельности, так как выступает в качестве медиатора, обеспечивающего коммуникацию между научным сообществом и широкой аудиторией. Поэтому необходимо, чтобы тексты научно-популярных книг и статьи содержали аргументацию высокого качества. В связи с этим исследование аргументации, представленной в научно-популярной литературе, является актуальной задачей. В статье предложен подход к моделированию аргументации, используемой в научно-популярной литературе. Такое моделирование выполняется с использованием средств онтологии аргументации, основанной на формате AIF (Argument Interchange Format), принятом международным сообществом в качестве стандартной нотации для описания аргументов и аргументативных структур. Авторы дополнили эту онтологию средствами, необходимыми для моделирования аргументации, используемой в научно-популярном дискурсе. Новые средства позволяют моделировать целевую аудиторию и представлять содержание утверждений, входящих в аргументы. В терминах расширенной онтологии описываются общепризнанные и оригинальные схемы аргументации, их значимость для различных аудиторий, структура и составные части аргументов, а также могут представляться конкретные аргументы, извлечённые из исследуемых текстов, и их составные элементы. Онтология аргументации с такими свойствами описывается впервые. Данная онтология используется в качестве информационной модели программного комплекса, предназначенного для моделирования и анализа аргументации, используемой в научно-популярной литературе.
Бесплатно
Статья научная
Статья рассматривает проблему взаимосвязи понятий моделирования и абстракции. На основе логико-методологического анализа понятий модели, моделирования и абстракции, а также их взаимосвязей, устанавливается статус акта абстракции в процессе моделирования, а также вводится понятие абстрактности модели.
Бесплатно
Моделирование отклонений показателей качества объекта от нормы
Статья научная
Обсуждается понятие нормы на шкале показателя качества объекта в задачах определения наиболее предпочтительного объекта или его состояния. Используются понятия допустимого и предельно допустимого отклонения от нормы. Предельно допустимые отклонения от нормы принимаются как границы шкалы показателя. За основной вариант нормы принимается отрезок на шкале показателя, не включающий границы шкалы. Точечная и полуинтервальные («не более», «не менее») нормы принимаются за частные случаи интервальной нормы. Полуинтервальная норма отражает совпадение границы исходной интервальной нормы с границей шкалы показателя. Для некоторых показателей отклонение в одну из сторон от нормы считается не только допустимым, но и полезным. Показатель, отвечающий этому условию, называется оптимизируемым, а показатель с нежелательными отклонениями от обеих границ нормы - нейтральным. В модели принадлежности норме выделяются три класса: «норма», «не более» и «не менее» нормы. Предлагаются кусочно-линейная и нелинейная функции принадлежности классам. В нелинейном варианте границы интервальной нормы расширяются до допустимых границ, что влечёт пересечение функций принадлежности смежным классам. Классификация объекта на три класса выполняется раздельно по нейтральным и оптимизируемым показателям. Трактовка отклонений от нормы, как неприемлемых, так и приемлемых, влечёт необходимость введения двух фиктивных классов: «хуже нормы» и «лучше нормы». Они формируются данными из классов «не менее» и «не более». Для вычисления функции принадлежности каждому классу по всем показателям применяется средневзвешенная функция. Обобщённые по всем показателям принадлежности классам «норма», «лучше нормы», «хуже нормы» названы индексами соответственно стабильности, развития и ухудшения объекта, которые используются для целостной оценки объекта, названной индикатором его состояния. Приведён пример анализа отклонений от нормы, реализованный в модифицированной системе выбора и ранжирования СВИРЬ-М.
Бесплатно
Моделирование рабочего пространства планарного трёхзвенного манипулятора
Статья научная
Проведено исследование рабочего пространства планарного трёхзвенного манипулятора. За основу взяты аналитические зависимости, позволяющие решить прямую задачу кинематики, т.е. определить координаты центра схвата по трём обобщённым координатам манипулятора. Выполненный анализ позволил дать геометрическую трактовку зависимостей. Установлено, что рабочим пространством манипулятора является трёхпараметрическое множество точек. На плоскости это множество точек представлено в виде двух дисков, состоящих из кольцевых ячеек, для которых получены соответствующие аналитические зависимости. Геометрическим образом этого множества является трёхмерный тор. Полученные модели визуализированы, что облегчает решение указанной задачи. Для определения значений обобщённых координат центра схвата в зависимости от его положения выполнено отображение ортогональным проецированием полученных в работе семейств окружностей в четырёхмерное пространство. В результате получены трёхмерные гиперповерхности в четырёхмерном пространстве. Их исследование предложено выполнять построением моделей сечений гиперповерхностей гиперплоскостями. Такие модели в режиме визуализации позволяют решать прямую и обратную задачи кинематики исследуемого манипулятора.
Бесплатно
Моделирование терминосистемы чрезвычайных ситуаций
Статья научная
Статья посвящена моделированию терминосистемы чрезвычайных ситуаций (ЧС). В ходе исследования решались задачи лингвистического описания терминов ЧС, лексико-семантического анализа терминов ЧС, структурирования и систематизации терминов ЧС на основе принципов идеографической и таксономической классификации. Лексический корпус исследования составили около 3000 терминов ЧС, содержащихся в нормативно-правовых документах и специальной литературе. На основе использования системного подхода выявлены базовые категории, формирующие взаимосвязанную и взаимообусловленную терминосистему ЧС. Предложена модель терминосистемы ЧС, которая описывает в терминах основные понятия современной деятельности, связанной с ЧС, создаёт возможности для её расширения и совершенствования. Определены области практического применения предложенной модели: коррекция существующих и создание новых тематических словарей, например, тезауруса ЧС; структурирование изучаемой терминологии в образовательном процессе подготовки специалистов по ЧС; решение практических задач в области специального научно-технического перевода; расширение средств компьютерной лингвистики при анализе и синтезе речи в информационных системах реагирования на ЧС; совершенствование алгоритмов машинного обучения информационных систем реагирования на ЧС с использованием искусственного интеллекта.
Бесплатно
Модель "этап" для разработки облика бортовых интеллектуальных систем антропоцентрических объектов
Статья научная
Рассматриваются бортовые интеллектуальные системы системообразующего ядра антропоцентрического объекта (иллюстрируемые на примере самолета), поддерживающие процесс решения оператором (экипажем) задач первого и второго глобальных уровней управления: системы класса интеллектуальных информационных систем (для решения задач ситуационной осведомленности оператора) и бортовые оперативно советующие экспертные системы типовых ситуаций сеанса функционирования (для решения задач определения способа достижения оперативно поставленной цели).
Бесплатно
Модель комплексной поддержки разработки интеллектуальных СППР
Статья научная
Представлена модель комплексной поддержки разработки интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР). Модель включает концепцию комплексной поддержки, описывающую потребности разработчиков, методы и средства поддержки разработки ИСППР, структуру репозитория методов принятия решений, архитектуру и методику разработки типовой ИСППР. Методика основывается на принципах: максимальное использование готовых решений, масштабируемость, доступность, открытость, простота использования, независимость от предметной области, информативность. Их соблюдение обеспечивается применением онтологического, фрактально-стратифицированного, сервис-ориентированного и каркасного подходов, а также подходов быстрого прототипирования и гибкой разработки. Методика основана на использовании технологии Semantic Web и технологии разработки интеллектуальных научных интернет-ресурсов. Подробно описаны средства комплексной поддержки разработки ИСППР - онтология области знаний «Поддержка принятия решений», информационно-аналитический интернет-ресурс, репозиторий методов поддержки принятия решений, методика разработки ИСППР. В качестве каркаса ИСППР предложено использовать информационно-аналитический интернет-ресурс, который строится на основе онтологии предметной области и оболочки используемой технологии. С помощью подключенных к ресурсу сервисов, реализующих хранимые в репозитории методы, обеспечивается функциональность разрабатываемой ИСППР. Для описания модели комплексной поддержки используется язык дескрипционной логики семейства SOIN(D).
Бесплатно
Модель лингвистических графов знаний тюркских языков
Статья научная
Описана модель лингвистического графа знаний тюркских языков TurkLang , которая положена в основу программных продуктов для компьютерной обработки тюркских языков. Базовыми элементами новой модели лингвистических графов знаний являются минимальные значимые единицы языка - морфемы. В структуре графа знаний отражены свойства морфемы на морфонологическом, морфологическом, синтаксическом и семантическом уровнях. Подобная модель в наибольшей степени соответствует структурно-функциональным особенностям тюркских языков, как языков агглютинативного типа, и позволяет полно и прагматически-ориентированно описывать потенциальные возможности тюркских языков и их проявления в текстах. Свойства модели использованы в программных продуктах, связанных с семантической обработкой текстов, в составе лингвистического портала «Тюркская морфема» и новой версии электронного корпуса татарского языка «Туган тел». Единая модель лингвистического графа знаний тюркских языков, представленная в статье, позволяет обеспечить полную совместимость программных продуктов, реализуемых для тюркских языков, использовать единую систему понятий и терминов в лингвистических исследованиях. Для тюркских языков это актуально, поскольку многие разработчики используют модели, созданные для языков с другой структурой (английской, русской и др.), а эти модели не соответствуют в полной мере структуре тюркских языков, не позволяют отразить весь коммуникативный и когнитивный потенциал и лексико-грамматические особенности тюркских языков.
Бесплатно
