Главная
страница 1страница 2 ... страница 7страница 8


Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ



Д.И. Муромцев


Онтологический инжиниринг знаний в системе

PROTÉGÉ

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ


Санкт-Петербург

2007

УДК [004.891 + 002.53:004.89] (075.8)

Д.И. Муромцев. Онтологический инжиниринг знаний в системе Protégé. – СПб: СПб ГУ ИТМО, 2007. – 62 с.
В методическом пособии представлены лабораторные работы, позволяющие студентам овладеть основными навыками онтологической инженерии знаний в системе Protégé v. 3.2. Рассматриваются основные аспекты создания проектов, разработки классов и их экземпляров, отношений между объектами, настройка форм вывода, а также создание и сохранение запросов.
Методическое пособие адресовано студентам высших учебных заведений, обучающихся по направлению 654300 «Проектирование и технология электронных средств» и по специальности 220500.
Одобрено на заседании совета факультета компьютерных технологий и управления Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий механики и оптики, протокол № ___ от ___ октября 2007 года.

В 2007 году СПбГУ ИТМО стал победителем конкурса инновационных образовательных программ вузов России на 2007–2008 годы. Реализация инновационной образовательной программы «Инновационная система подготовки специалистов нового поколения в области информационных и оптических технологий» позволит выйти на качественно новый уровень подготовки выпускников и удовлетворить возрастающий спрос на специалистов в информационной, оптической и других высокотехнологичных отраслях экономики.

© Муромцев Д.И., 2007

© СПб ГУ ИТМО, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ




Министерство образования и науки Российской Федерации 1

Федеральное агентство по образованию 1

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

Введение 4

Технология 4

Что такое онтология? 4

Как создать онтологию? 7

Как определить, правильно ли создана онтология? 7

С чего начать? 8

Разработка простейшей системы 8

Основные положения 8

Создание проекта 9

Сохранение проекта 11

Создание классов 12

Создание класса “Корреспондент” 12

Создание класса “Автор” 14

Создание подклассов класса “Автор” 15

Изменение иерархии классов 16

Создание абстрактных классов 18

Создание класса “Работник” 19

Добавление дополнительного базового класса к существующему подклассу 19

Добавление базового класса с помощью перетаскивания (drag-n-drop) 22

Создание слотов 22

Создание слота (используя закладку слоты (Slots tab)) 23

Связывание слота с классом 24

Создание слота из закладки классов 26

Слоты и наследование 28

Создание аспектов/граней (facets) слота 29

Создание аспектов слота “зарплата” 29

Создание отношения между классами 31

Создание экземпляров классов 34

Установка слота отображения 38

Создание отношений (связей) между экземплярами классов 39

Настройка формы ввода 41

Изменение размера “виджета” 42

Перемещение “виджета” 44

Изменение кнопок “виджета” 44

Скрытие “виджета” 46

Отображение скрытого “виджета” 48

Использование расположения по умолчанию 49

Создание и сохранение запросов 49

Создание запроса 50

Запуск запроса 52

Cохранение запроса 52

Загрузка запроса 53

КАФЕДРА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ 56




Введение




Технология

Данное методическое пособие представляет собой введение в технологию создания баз знаний на основе фреймовой модели при помощи платформо-независимой расширяемой среды Protégé, позволяющей пользователю быстро и интуитивно приступить к созданию своих онтологий.



По мере прочтения на простом примере будет показано, как создавать, модифицировать и сохранять проекты, используя фреймовую модель, а также как создавать классы, экземпляры классов, слоты и другие объекты, являющиеся основой базы знаний.

Что такое онтология?





    Онтология описывает основные концепции (положения) предметной области и определяет отношения между ними.

Процесс построения онтологий состоит из создания следующих блоков:

  • Классов и их свойств (classes, properties).

  • Свойств каждой концепции, описывающих различные функциональные возможности и атрибуты концепции (cлоты (slots), иногда называемые роли).

  • Ограничения по слотам (также известных как аспекты/грани (slot facets), иногда называемые ограничения ролей).


Онтология вместе с множеством индивидуальных экземпляров классов составляют базу знаний.
В литературе по искусственному интеллекту содержится много определений понятия онтологии, многие из которых противоречат друг другу. В этой статье онтология – формальное явное описание понятий в рассматриваемой предметной области (классов, иногда их называют понятиями), свойств каждого понятия, описывающих различные свойства и атрибуты понятия (слотов (иногда их называют ролями или свойствами)), и ограничений, наложенных на слоты (фацетов, иногда их называют ограничениями ролей). Онтология вместе с набором индивидуальных экземпляров классов образует базу знаний. В действительности, трудно определить, где кончается онтология и где начинается база знаний.

Зачем создавать онтологию?
В последние годы разработка онтологий – явное формальное описание терминов предметной области и отношений между ними – переходит из мира лабораторий по искусственному интеллекту на рабочие столы экспертов по предметным областям. Во всемирной паутине онтологии стали обычным явлением. Онтологии в сети варьируются от больших таксономий, категоризирующих веб-сайты (как на сайте Yahoo!), до категоризаций продаваемых товаров и их характеристик (как на сайте Amazon.com). Во многих дисциплинах сейчас разрабатываются стандартные онтологии, которые могут использоваться экспертами по предметным областям для совместного использования и аннотирования информации в своей области. Например, в области медицины созданы большие стандартные, структурированные словари, такие как snomed и семантическая сеть Системы Унифицированного Медицинского Языка (the Unified Medical Language System). Также появляются обширные общецелевые онтологии. Например, Программа ООН по развитию (the United Nations Development Program) и компания Dun & Bradstreet объединили усилия для разработки онтологии UNSPSC, которая предоставляет терминологию товаров и услуг (HHTThttp://www.unspsc.org/TTHH).

Онтология определяет общий словарь для ученых, которым нужно совместно использовать информацию в предметной области. Она включает машинно-интерпретируемые формулировки основных понятий предметной области и отношения между ними.



Почему возникает потребность в разработке онтологии? Вот некоторые причины:

  • Для совместного использования людьми или программными агентами общего понимания структуры информации.

  • Для возможности повторного использования знаний в предметной области.

  • Для того чтобы сделать допущения в предметной области явными.

  • Для отделения знаний в предметной области от оперативных знаний.

  • Для анализа знаний в предметной области.

    Совместное использование людьми или программными агентами общего понимания структуры информации является одной из наиболее общих целей разработки онтологий. К примеру, пусть несколько различных веб-сайтов содержат информацию по медицине или предоставляют информацию о платных медицинских услугах, оплачиваемых через Интернет. Если эти веб-сайты совместно используют и публикуют одну и ту же базовую онтологию терминов, которыми они все пользуются, то компьютерные агенты могут извлекать информацию из этих различных сайтов и накапливать ее. Агенты могут использовать накопленную информацию для ответов на запросы пользователей или как входные данные для других приложений.

    Обеспечение возможности использования знаний предметной области стало одной из движущих сил недавнего всплеска в изучении онтологий. Например, для моделей многих различных предметных областей необходимо сформулировать понятие времени. Это представление включает понятие временных интервалов, моментов времени, относительных мер времени и т.д. Если одна группа ученых детально разработает такую онтологию, то другие могут просто повторно использовать ее в своих предметных областях. Кроме того, если нам нужно создать большую онтологию, мы можем интегрировать несколько существующих онтологий, описывающих части большой предметной области. Мы также можем повторно использовать основную онтологию, такую как UNSPSC, и расширить ее для описания интересующей нас предметной области.

    Создание явных допущений в предметной области, лежащих в основе реализации, дает возможность легко изменить эти допущения при изменении наших знаний о предметной области. Жесткое кодирование предположений о мире на языке программирования приводит к тому, что эти предположения не только сложно найти и понять, но и также сложно изменить, особенно непрограммисту. Кроме того, явные спецификации знаний в предметной области полезны для новых пользователей, которые должны узнать значения терминов предметной области.

    Отделение знаний предметной области от оперативных знаний – это еще один вариант общего применения онтологий. Мы можем описать задачу конфигурирования продукта из его компонентов в соответствии с требуемой спецификацией и внедрить программу, которая делает эту конфигурацию независимой от продукта и самих компонентов. После этого мы можем разработать онтологию компонентов и характеристик ЭВМ и применить этот алгоритм для конфигурирования нестандартных ЭВМ. Мы также можем использовать тот же алгоритм для конфигурирования лифтов, если мы предоставим ему онтологию компонентов лифта.

Анализ знаний в предметной области возможен, когда имеется декларативная спецификация терминов. Формальный анализ терминов чрезвычайно ценен как при попытке повторного использования существующих онтологий, так и при их расширении.

    Часто онтология предметной области сама по себе не является целью. Разработка онтологии сродни определению набора данных и их структуры для использования другими программами. Методы решения задач, доменно-независимые приложения и программные агенты используют в качестве данных онтологии и базы знаний, построенные на основе этих онтологий.


следующая страница >>
Смотрите также:
Методическое пособие санкт-Петербург 2007 удк [004. 891 + 002. 53: 004. 89] (075. 8)
513.87kb.
8 стр.
Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург 2007 ббк г
1412.38kb.
8 стр.
Обоснования противопожарных мероприятий к
1743.82kb.
5 стр.
Сценография заполярного драматического театра в контексте художественной культуры второй половины ХХ начала ХХI вв
420.78kb.
3 стр.
Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар (075. 8) Ббк 20. 1я7 Б81
1215.69kb.
9 стр.
Учебно-методическое пособие Кострома 2007 (075)
900.65kb.
9 стр.
Тендерная документация од-004 Текст объявления зао «Банк Русский Стандарт»
36.65kb.
1 стр.
Методическое пособие personal System of Integration (Персональная Система Интеграции) Санкт- петербург 2009
1582.58kb.
7 стр.
Учебно-методическое пособие для студентов юридических специальностей Павлодар 2008 удк ббк ж
1434.29kb.
6 стр.
Учебно-методическое пособие Ижевск 2012 резьбовые соединения учебно-методическое пособие Ижевск 2012 (075)
420.54kb.
3 стр.
Методическое пособие Санкт-Петербург 2006
1726.1kb.
9 стр.
Н. С., Моисеева Ю. А., Степанов А. Г., Усикова И. В. Системы поддержки принятия решения оптимальные методы и теория принятия решений Учебно ёc методическое пособие Санкт-Петербург 2008
1269.71kb.
9 стр.