МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА» (СПбГУТ) Факультет информационных систем и технологий Кафедра информационных управляющих систем Направление: 09.03.02 Информационные системы и технологии Профиль: Интеллектуальные информационные системы и технологии Отчёт по лабораторной работе №1 «Cоздание онтологии и её применение в ИС» по дисциплине «Технологии экономики знаний» Выполнил: студенты группы ИСТ-012 Васильев В.И., Пирушин Р.В., Аплатонов Р.С. «____» _________ 2024 г. Принял: к.т.н., доцент каф. ИУС Бондаренко И.Б. «____» _________ 2024 г. Санкт-Петербург 2024 ВВЕДЕНИЕ Цель работы: Освоить принципы проектирования онтологий и их разработки с использованием инструментальных средств. Понять содержание гибридной модели представления знаний, сочетающей фреймы и правила вывода. Получить навыки разработки интеллектуальной системы на основе гибридной модели. Содержание работы: 1. Изучить методические указания к лабораторной работе. 2. Выполнить задания, исходя из предметной области и цели ИС, выбранных в предыдущей лабораторной работе. 3. Оформить отчет. 4. Защитить лабораторную работу, ответив на контрольные вопросы. 2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1 Список терминов предметной области Пользователь (User) - индивид, использующий систему, имеющий уникальные идентификаторы и личные данные. Игра (Game) - цифровой продукт или сервис, предлагаемый пользователям для развлечения или обучения. Категория (Category) - классификация или группировка игр по определенным признакам или тематикам. Запись (Entry) - единица информации в категории или игре, например, результат или достижение. Модератор (Moderator) - пользователь с расширенными правами для управления контентом в системе. Разработчик (Developer) - специалист или команда, создающая игры или контент для системы. Шаблон игры (GameTemplate) - предустановленный набор параметров или элементов дизайна, используемых для создания новых игр. Прогресс (Progress) - отслеживание достижений пользователя в игре, измеряемое через заданные параметры. Создание пользователя (createUser) - процесс регистрации нового пользователя в системе. Удаление пользователя (deleteUser) - процесс удаления учетной записи пользователя из системы. Просмотр пользователя (viewUser) - возможность просмотра данных пользователя. Создание игры (createGame) - процесс разработки и публикации новой игры в системе. Удаление игры (deleteGame) - процесс удаления игры из системы. Просмотр игры (viewGame) - возможность просмотра информации об игре. 3 Анализ игры (analyze_game) - процедура оценки игры модератором на соответствие правилам и стандартам. Скрытие игры (hide_game) - действие, позволяющее временно убрать игру из публичного доступа. Создание шаблона игры (create_template) - процесс разработки шаблона для создания игр. Обновление прогресса (update) - действие по изменению данных о прогрессе пользователя в игре. Ассоциация - отношение между двумя классами, показывающее их взаимосвязь. Наследование - механизм, позволяющий одному классу перенимать атрибуты и методы другого класса.Математические навыки - это навыки, которые необходимы для решения математических задач. Приложение помогает развивать математические навыки. 4 2 Описание структуры онтологии На рисунке 1 представлена структура онтологии ИС: Рисунок 1 – Структура онтологии 3 Описание программы в XML Ниже представлено описание программы в XML-формате (рис. 2): Рисунок 2 – Описание программы в XML 5 Этот XML-код описывает онтологию, представленную на языке OWL (Web Ontology Language). <owl:Ontology rdf:about="http://www.example.org/ontology"/> <!-- Классы --> <owl:Class rdf:about="#User"> <rdfs:comment>Пользователь системы с уникальным именем, идентификатором и email.</rdfs:comment> </owl:Class> <owl:Class rdf:about="#Game"> <rdfs:comment>Игра в системе с уникальным названием, идентификатором и датой создания.</rdfs:comment> </owl:Class> <owl:Class rdf:about="#Category"> <rdfs:comment>Категория, создаваемая пользователем, с уникальным именем и идентификатором.</rdfs:comment> </owl:Class> <owl:Class rdf:about="#Entry"> <rdfs:comment>Запись в категории или игре с уникальными идентификаторами категории и игры.</rdfs:comment> </owl:Class> <owl:Class rdf:about="#Moderator"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#User"/> <rdfs:comment>Модератор системы с дополнительными полномочиями.</rdfs:comment> </owl:Class> 6 <owl:Class rdf:about="#Developer"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Moderator"/> <rdfs:comment>Разработчик игры, расширяющий возможности модератора.</rdfs:comment> </owl:Class> <owl:Class rdf:about="#GameTemplate"> <rdfs:comment>Шаблон игры с уникальным именем и идентификатором.</rdfs:comment> </owl:Class> <owl:Class rdf:about="#Progress"> <rdfs:comment>Прогресс пользователя в игре.</rdfs:comment> </owl:Class> Контрольные вопросы: 1. Поясните, каким образом цель создания онтологии определяет её структуру? Ответ: Цель создания онтологии определяет ее структуру в том смысле, что она направляет выбор классов, свойств и отношений, которые должны быть представлены в онтологии. Таким образом, цель определяет тематику и содержание онтологии, влияя на ее структуру и организацию знаний. 2. В чём вы видите отличие онтологии от базы знаний и от интеллектуальной (экспертной) системы? Ответ: Онтология отличается от базы знаний тем, что она представляет собой формализованную модель знаний, которая описывает концепты, их атрибуты и отношения между ними в определенной предметной области. База знаний может быть более общей и не иметь строгой семантической структуры, а просто хранить факты или данные. Интеллектуальная (экспертная) система, в свою очередь, использует базу знаний или онтологию для решения конкретных задач с помощью алгоритмов вывода или экспертных правил. 7 Отличие состоит в том, что онтология определяет структуру знаний, база знаний хранит эти знания, а интеллектуальная система использует их для принятия решений. 3. Какие модели представления знаний (помимо фреймов) вы знаете? Ответ: Помимо фреймов, существуют различные модели представления знаний, включая: Семантические сети Продукционные системы Логические модели (например, язык представления знаний в виде логических формул) Модели баз данных (например, реляционные базы данных) 4. Какие типичные отношения между концептами в онтологиях вы знаете? Ответ: В онтологиях могут присутствовать различные типы отношений между концептами, включая: "is-a" (является) "has-a" (имеет) "part-of" (часть чего-то) "related-to" (связан с) "instance-of" (экземпляр чего-то) "subclass-of" (подкласс чего-то). 8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения работы была успешно разработана онтология для интеллектуальной системы по развитию навыков мышления. Использование программного обеспечения Protege позволило эффективно создать и моделировать структуру знаний в формате онтологии, предоставляя инструменты для определения классов, свойств, иерархий и отношений между объектами. Полученный опыт в использовании Protege и разработке онтологий представляет собой ценный ресурс для дальнейших исследований и проектов в области информационных технологий и искусственного интеллекта. 9
