Инжиниринг онтологий. Рубрика в журнале - Онтология проектирования
Статья научная
В последние годы становится актуальной проблема освоения дополненной и виртуальной реальностей в широком спектре человеческой деятельности. В работе выполнен анализ необходимости, требований и возможностей метадисциплинарного конструирования в обобщённом пространстве, сопрягающем реальное и виртуальное для нужд образовательной сферы. Сложность совмещения миров, объёмность данных, учёт динамики рассматриваются как проблемы, доступные для расчётного решения и практической реализации на базе сетевой платформы. В рамках предлагаемой концепции предусмотрен вход в сетевое подпространство, содержащее сетевые отпечатки обобщённого реально-виртуального мира, согласование в нём множественных компонентов и возвращение в единый образ смешанного мира, воспринимаемый через разработанное приложение. Сетевая платформа включает как сетевые элементы онтологии, так и представление, хранение и обработку данных с использованием графовых нереляционных баз данных и инструментов анализа и визуализации сетей. Архитектура с сетевым компонентом обработки данных даёт возможность продвинуться в направлении совершенствования платформы - конструктора множественных реальных и виртуальных миров. Особый акцент на сетевую парадигму обусловлен практической ценностью «сетевой» смешанной реальности (особенно в образовательной сфере) и заключается в том, что информация представлена в хорошо структурированной форме. Можно ожидать, что инструменты, способные выполнять такое структурирование не только технологически (что необходимо для распознавания, трекинга и визуализации), но и на пользовательском уровне, явятся удачным способом поддержки образовательного пространства.
Бесплатно
Синтез схем баз данных на основе онтологии
Статья научная
Рассматривается задача автоматического синтеза схемы реляционной базы данных по описанию онтологии предметной области в дескрипционной логике. Предлагается алгоритм экспликации и анализа сведений о связях концептов, релевантных задаче генерации схемы базы данных. Приводится пример генерации схемы фрагмента базы данных производственной организации. Отличие предлагаемого алгоритма от уже существующих алгоритмов генерации схем баз данных для онтологий предметной области, описанных на языке дескрипционной логики, заключается в том, что он ориентирован на создание базы данных для хранения информации (фактов) о состоянии предметной области, которая пригодна не только для решения логических запросов со стороны базы знаний (основанной на дескрипционной логике и логическом выводе), но и для обработки обычных SQL запросов со стороны любых других инженерных приложений (информационных систем), работающих с этой информацией. Полученная в результате логического анализа онтологии схема базы данных достаточна для хранения информации о любом не противоречащем онтологии состоянии предметной области, гарантирует ссылочную целостность данных и позволяет организовать эффективный доступ к ним.
Бесплатно
Статья научная
В отличие от реляционных СУБД, ориентированных на поддержку ссылочной целостности интенсивно меняющихся данных, при использовании RDF-репозиториев для хранения онтологий нет необходимости оперировать такими атомарными структурами, как элементарный кортеж таблицы, а можно использовать более подходящие структуры для группирования и обобщения информации. В статье онтология рассматривается как совокупность отношений (унарных и бинарных), выраженных с помощью специализированных матрицеподобных структур - С -систем, что позволяет ставить и решать задачи вывода на онтологии как задачи удовлетворения ограничений. Рассматриваемая в статье задача априорного анализа и упрощения SPARQL-запросов решается для онтологий, которые разработаны с применением онтологических паттернов содержания, что обеспечивает предсказуемость структуры потенциальных запросов. Каждому паттерну сопоставляется совокупность шаблонов SPARQL-запросов. Разработан метод априорного анализа и преобразования шаблонов SPARQL-запросов в форму, позволяющую ускорить последующее исполнение конкретизированных пользовательских запросов. Метод основан на совместном применении методов структурной декомпозиции и авторских методов удовлетворения нечисловых ограничений. Применение методов структурной декомпозиции дает возможность разбивать шаблон SPARQL-запроса на части, распараллеливать выполнение подзадач, что особенно актуально при обращении к RDF-репозиториям большого объёма. Для соединения отношений, выраженных в виде совокупности С -систем, применяются авторские методы удовлетворения нечисловых ограничений, которые представляют собой модификации известных методов достижения совместности в вершинах и по дугам. Предлагаемый подход к представлению онтологии, а также к организации процедур вывода на онтологиях, позволяет снизить потребный объём памяти на хранение онтологии и обеспечить приемлемую скорость выполнения SPARQL-запросов.
Бесплатно
Статья научная
Доступ к данным на основе онтологий - один из известных подходов к построению систем, основанных на знаниях. Он подразумевает комбинирование онтологии, представляющей понятийную систему предметной области, и реляционной базы данных, используемой для хранения данных, соответствующих заданным в онтологии понятиям. При этом онтология используется в качестве основы для формирования пользовательских запросов, а база данных - для получения результатов их выполнения. В статье предложена технология повышения производительности выполнения запросов к таким системам за счёт предварительной подготовки базы данных с учётом того, что применяемая онтология разработана с использованием онтологических паттернов содержания. Данные паттерны представляют собой небольшие целостные фрагменты онтологии, формализующие обобщённые ситуации предметной области (например, участие в событии, исполнении роли, наличие частей у объекта и др.). Новизну данной технологии определяет возможность ее применения для целого класса онтологий, основанных на онтологических паттернах. Рассматривается общий принцип работы системы с доступом к данным на основе онтологий. Приведено описание предлагаемой технологии, а также её реализация на примере конкретной онтологии и экспериментальная оценка полученных результатов.
Бесплатно
Фокусированный сбор и обработка открытых данных социальных медиа
Статья научная
Рассматривается развитие технологий сбора данных и осложняющие этот процесс особенности. Представлены методы фокусировки различного уровня: от управления границами сканирования до использования различных свойств веб-страниц. В данной работе термин «фокусировка» используется для более точной передачи специфических особенностей процесса целенаправленного сбора и обработки открытых данных социальных медиа. Описываемый процесс является многоступенчатым, и для его организации используются механизмы адаптивного управления, которые относительно заданной цели имеют разнонаправленный характер. В процессе управления задаваемые ограничения сужаются или расширяются, т.е. фокусируются на заданной цели. Представлен опыт проектирования архитектуры и программной реализации функций информационной системы, позволяющей производить автоматизированный фокусированный сбор и обработку открытых данных социальных медиа.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке структурного представления о технологических процессах изготовления деталей машиностроения на основе онтологии и объектно-ориентированных баз данных. На основе общности объектно-фреймового стиля представления знаний для формальных онтологий и для объектно-ориентированных баз знаний, рассмотрен автоматизированной перевод с языка онтологий в объектно-ориентированные базы данных с помощью программного средства ANTLR. Построена онтология технологических процессов в машиностроении на основе анализа диаграммы бизнес-процессов разработки технологии и её декомпозиции. Онтология представлена на языке RIF, разновидности XML. Создана грамматика языка RIF и класс EMITTER для генерации кода на языке объектно-ориентированной базы данных db4o. Такая методика позволяет, описывая технологический процесс изготовления деталей на языке онтологий, исполнять запросы как методы классов db4o, что даёт сокращение временных затрат и повышает эффективность такой комбинированной системы по сравнению с раздельным использованием редактора OntoStudio или db4o.
Бесплатно
Фрактальный подход к структурированию знаний и примеры его применения
Статья научная
Статья описывает предложенный автором фрактальный подход к структурированию знаний, активно используемый для разработки онтологического пространства знаний, в первую очередь, в области энергетики. Вводится методологическое понятие фрактального информационного пространства и понятие фрактальной стратифицированной модели. Приводятся математическое описание этой модели и пример определения её фрактальной размерности. Рассматриваются примеры применения фрактального подхода и фрактальной стратифицированной модели в работах, выполненных под руководством автора.
Бесплатно
