Репозиторій складних інформаційних об’єктів як компонент розроблення семантичних аналітико-інформаційних веборієнтованих систем

Abstract

UKR : Вступ. Сучасне створення різноманітних інформаційно-аналітичних систем передбачає отримання відомостей щодо предметної області з різноманітних зовнішніх інформаційних ресурсів, структура та контент яких можуть змінюватися. Для автоматизації експорту та структурування таких відомостей, доцільно застосовувати онтологічний підхід, який добре зарекомендував себе у створенні веборієнтованих застосувань різного призначення та рівня складності, а саме — отримувати відомості із зовнішніх онтологій. Саме онтології дають можливість встановлювати терміносистему для оброблення контенту матеріалів та встановлювати семантичні зв’язки з іншими джерелами інформації (енциклопедіями, нормативними документами, таксономіями спеціальностей та компетенцій тощо). Метою статті є розроблення алгоритмів і методів використання формалізованих он тологічних знань предметної області для створення прикладних семантично-орієнтованих інформаційно-аналітичних систем, експорту знань із зовнішніх онтологій, створення репози торію складних інформаційних об’єктів з розширеним фунціоналом сервісів. Результати. Розроблення концепції репозиторію складних інформаційних об’єктів для прикладних систем штучного інтелекту, яка забезпечує пошук екземплярів різних он тологічних класів, пов’язаних певними типами семантичних відношень. Удосконалення наявних функціоналів репозиторіїв онтологій за рахунок експорту знань про структуру СІО із зовнішніх джерел знань та семантично-розмічених документів. Розроблені алгори тми та методи створення репозиторіїв складних інформаційних об’єктів дають змогу аналізувати складні сукупності різних класів інформаційних об’єктів, пов’язаних між со бою відношеннями обмеженнями та правилами для семантичних аналітико інформаційних веборієнтованих систем. Сформовано базові вимоги до репозиторію та подано метод його поповнення. Отримані результати дають змогу створити оригінальні інтелектуальні інформаційні системи у сфері оброблення великих даних, кібербезпеки, аналізу компетентності під час створення професійних груп виконання інноваційного про єкту, керування людськими ресурсами, фінансами та бізнесом для компаній, які працюють з динамічно-змінюваним контентом документів. Висновки. Запропоновані оригінальний підхід, алгоритми та метод удосконалення репозиторію складних інформаційних об’єктів, розширення його функціоналу та забезпе чення його поповнення за рахунок експорту знань із зовнішніх джерел (вікіпедії, енциклопе дій, словників, сховищ наукових публікацій, довідників) та семантично розмічених докуме нтів і відстеження змін у цих джерелах та документах. Створено прототип семантич ної веборієнтованої системи «е-Підручник», який забезпечує підбір релевантних підручни ків згідно з робочими програмами навчальних дисциплін для викладачів та студентів на вчальних закладів Застосування онтологій та даних у системі «е-Підручник» базується на семантичному аналізі метаданих та визначенні семантичної подібності структурних моделей даних (онтологій, даних) і формуванні ранжованої множини пов’язаних онтологій для розв’язання поставлених завдань. ENG : Introduction. The paper examines the issue of reusing ontological knowledge in semantic analytical and informational web-oriented systems and analyzes the problems that arise in the process of searching for and exporting such knowledge from external ontologies. It proposes to create a reposi tory of complex information objects, which should expand the functionality of services provided by ontology repositories, and provide opportunities to search for elements of such ontologies at the content level, taking into account the semantics of the relationships between them. The work states the basic requirements for such a repository, analyzes the technologies that can be used to replenish it, and offers some examples of areas of its practical use. The proposed approach consideres on a practical example of the creation of a semantic directory for finding educational materials, which is oriented towards functioning in an open web environment and exporting information from external sources. The prototype of the system is implemented on the basis of the semantic extension of wiki technology, and the elements of the structure of complex information objects processed in the system are obtained from relevant external ontologies. The purpose of the paper is to develop algorithms and methods of using formalized on tological knowledge of the subject area for the creation of applied semantically oriented information and analytical systems, to export knowledge from external ontologies, to create a repository of complex information objects with extended functionality of services. The results. Development of the concept of a repository of complex information objects for applied systems of artificial intelligence, which provides a search for instances of various ontological classes connected by certain types of semantic relations. Improvement of existing functionalities of ontology repositories due to export of knowledge about the structure of CIO from external sources of knowledge and semantically marked documents. The developed algorithms and methods of creating repositories of complex information objects make it pos sible to analyze complex collections of different classes of information objects, intercon nected by relationships, restrictions and rules for semantic analytical and informational web-oriented systems. The basic requirements for the repository are formed and the method of its replenishment is presented. The obtained results make it possible to create original intelligent information systems for artificial intelligence in the field of big data processing, cyber security, competence analysis when creating professional groups for the implementa tion of an innovative project, human resources management, finance and business, for com panies that work with dynamically changing content of documents (jurisprudence , stan dardization, state authorities), national security, defense and military spheres. Conclusions. The proposed original approach, algorithms and method for improving the re pository of complex information objects, expanding its functionality and ensuring its replenishment due to the export of knowledge from external sources (Wikipedia, encyclopedias, dictionaries, re positories of scientific publications, directories) and semantically marked documents and tracking dynamic changes occurring in these sources and documents. A prototype of the semantic web oriented system "e-Textbook" is created, which ensures the selection of relevant textbooks for teach ers and students of educational institutions for work programs of educational disciplines. The appli cation of ontologies and data in the "e-Textbook" system based on the semantic analysis of metadata and the determination of the semantic similarity of structural data models (ontologies, data) and the formation of a ranked set of related ontologies to solve the tasks.