Разработка новых онтологий и онтологических сервисов для школьной математики

Введение 3
Глава 1. Теоретические аспекты онтологий 6
1.1. Онтология предметной области 6
1.2. Основные области применения онтологий 12
1.3. Практическое применение онтологий 15
Глава 2. Практические аспекты разработки онтологической модели знаний в области школьного курса алгебры 16
2.1. Алгебра 16
2.2. Создание классов 17
2.3. Определение атрибутов класса и свойств экземпляров 19
2.4. Создание экземпляров класса 23
Глава 3. Библиотека RDFlib 25
3.1 Идиомы RDFLib и Python 25
Заключение 26
Список использованных источников 29

Весь текст будет доступен после покупки

В данной работе разрабатывается модель знаний в области школьного курса алгебры в программной среде Protege. Понятие слова «онтология» имеет два значения: информационная и онтология философии. Как правило, онтология состоит из следующих элементов: понятие, то есть класс и индивидуумы, то есть экземпляр.
Индивиды(экземпляры) – это основные, нижние компоненты онтологии. Они могут представлять из себя как физические объекты, так и абстрактные. Одной из главных целей онтологии является классификация индивидов.
Понятия(классы) – абстрактные группы, наборы объектов. Они включают в себя экземпляры, то есть другие классы, либо же сочетания и того, и другого.
Атрибуты – объекты в онтологии могут иметь атрибуты. Каждый атрибут имеет, по крайней мере, имя и значение. Они используется для хранения информации, которая специфична для объекта и привязана к нему.
Отношения – обычно отношением является атрибут, значением которого является другой объект.
Термин «онтология» впервые появился в работе Томаса Грубера в 1993 году (Томас Роберт Грубер — американский ученый-компьютерщик, изобретатель и предприниматель, специализирующийся на системах обмена знаниями и коллективного разума. Он проделал фундаментальную работу по разработке онтологий и хорошо известен своим определением онтологий в контексте искусственного интеллекта), в которой рассматривались различные аспекты взаимодействия интеллектуальных систем между собой и с человеком. Интеллектуальные системы - программы, которые моделируют некоторые аспекты интеллектуальной деятельности человека. Онтология представляет собой описание декларативных знаний, предназначенное для чтения человеком и выполненное в виде классов с отношением иерархии между ними.
В настоящее время онтологии используются в процессе программирования как форма представления знаний о реальном мире или его части. Основными сферами применения являются: моделирование бизнес процессов, семантическая паутина, искусственный интеллект.
Частое использование онтологии:
? 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.
Построение онтологий: сложный и занимающий много времени процесс. Чтобы облегчить его, в середине 90-х годов начали создаваться первые среды для процесса разработки онтологий.
В настоящее время для создания и поддержки онтологий существует целый ряд инструментов, которые помимо общих функций редактирования и просмотра выполняют поддержку документирования онтологий, импорт и экспорт онтологий разных форматов и языков, поддержку графического редактирования, управления библиотеками онтологий и т.д.
Наиболее известными инструментами инженерии онтологий являются:
? Система Ontolingua
? Protege
? OntoEdit
? WebOnto
? OntoSaurus
В данной курсовой работе для разработки онтологии будет использована среда разработки Protege.
Цель работы - разработать новую онтологию для школьного курса алгебры.
Задачами курсовой работы являются:
1) Разработать сервис аннотирования понятий разработанной онтологии для учебных текстов (выделить математические понятия).
2) Определить атрибуты классов и свойства экземпляров.
3) Разработать модель представления размеченного текста.
4) Разработать интерфейс программного сервиса аннотирования с графическим выводом результатов разметки текста.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Теоретические аспекты онтологий
1.1. Онтология предметной области

Онтологии используются для описания знаний о некоторой предметной области. Онтология описывает понятия предметной области, а также отношения, которые имеются между этими понятиями.
Онтология, как модель, выражает определенный взгляд (разработчика) на некоторую предметную область и формально может быть описана следующим набором множеств:
O = <Х, R, Ф>,
где: X – конечное множество концептов (понятий, терминов) предметной области, которую представляет онтология О. Например, для предметной области «Институт» такими понятиями являются студент, группа, факультет, преподаватель, дисциплина и т.д.
R – конечное множество отношений между концептами (понятиями, терминами) заданной предметной области. Например, студент_группа, группа_факультет, студент_факультет и т.д. Здесь имена отношений формируются из имен связываемых этим отношением сущностей и знака подчеркивания.
Ф – конечное множество функций интерпретации, заданных на концептах и/или отношениях онтологии О. Роль функции интерпретации может играть словесное пояснение термина, формула для вычисления значения термина, алгоритмическое описание, а также определение в виде логической формулы Отец Мужчина и родитель_ребенка либо Личность.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Булгаков С.В. Использование онтологий для построения инновационных цепочек в системе поддержки инновационной деятельности в регионе / Булгаков С.В., Загорулько Ю.А. / Проблемы управления и моделирования в сложных системах: сб. науч. тр. – Самара: Самарский Научный Центр РАН. – 2004. – С. 328-333.– Текст: непосредственный
2. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А.Гаврилова, В.М. Хорошевский. – СПб: Питер, 2017. – 384 с.– Текст: непосредственный
3. Гаврилова, Т.А. Онтологический подход к управлению знаниями при разработке корпоративных систем автоматизации / Т.А. Гаврилова // Новости искусственного интеллекта. – 2003. –№ 2. – С. 24-30.– Текст: непосредственный
4. Гладун А.Я. Онтологии в корпоративных системах / А.Я. Гладун, Ю.В. Рогушина // Корпоративные системы. – 2006. – №1. – С. 45-49.– Текст: непосредственный
5. Гладун А. Веб-сервисы как основа деловых отношений / А. Гладун // Телеком. Коммуникации и сети. – 2018. – №3. –56 с.– Текст: непосредственный

Весь текст будет доступен после покупки