Харьковский национальный университет
радиоэлектроники, Украина
Подход
к построению онтологии контекста при адаптации программных приложений
Построение состоящей из множества стационарных и мобильных устройств экосистемы для пользователей программных приложений связано с интеллектуализацией окружающей пользователя среды. Интеллектуализация окружающей среды основана на построении и последующем использовании «прозрачных» для пользователя информационных технологий, дополняющих свойства такой среды [1-3]. Задача интеллектуализации среды является особенно актуальной в связи с бурным развитием концепции «интернета вещей» [4].
Указанная «прозрачность» технологий реализуется через изменение поведения программных приложений в зависимости от информации о текущем состоянии среды. Такое состояние обычно характеризуется неопределенностью, которая зависит от источников поступления информации.
В случае использования информации от датчиков, сенсоров и т.п. целесообразно рассматривать неопределенность в традиционном смысле, как отсутствие либо недостаток информации. На практике неопределенность может быть также связана и с тем, что противоречивая информация об одном событии или явлении поступает из различных источников. Например, неоднозначная информация о температуре может поступать от датчиков, расположенных на окне и в глубине помещения.
В случае предоставления информации человеком неопределенность связана с нечеткостью данных [5]. Пользователи, например, не оценивают точное значение температуры помощью своих органов чувств. Обычно просто субъективно указывают: тепло, холодно или прохладно в помещении. На данную информацию также оказывает влияние пространственный фактор.
Таким образом, при решении задачи интеллектуализации среды пользователя программных приложений необходимо учитывать информацию об используемых объектах, людях, а также о местоположении людей и объектов. Совокупность информации о людях, местах, объектах, которая используется при выполнении набора программных приложений, принято рассматривать как контекст или среду для их функционирования [6].
Следовательно, управление контекстом позволяет создать уровень абстракции, отделяющий пользователя приложения от окружающей среды. С другой стороны, использование контекстных данных позволяет программным приложениям выполнить самоадаптацию к требованиям клиентов, обеспечивая «прозрачность» изменений окружающей среды.
При выполнении адаптации такие приложения должны решать следующие задачи:
контроль текущего состояние среды и его изменения;
мониторинг положения пользователя и его активности.
Для решения указанных задач необходимо построить описание контекста, которое отражало бы его изменение с течением времени, с учетом приведенных характеристик неопределенности информации о внешней среде. Учет темпорального фактора позволяет не только отразить изменения контекста, но и адаптировать программное приложение за приемлемое для пользователя время.
Предлагаемый подход к описанию контекста основан на построении онтологии, описывающей его пространственно-временные характеристики.
В состав онтологии входят следующие базовые элементы: объекты, влияющие на работу программного приложения; местоположение объектов; данные о свойствах объектов.
Объекты подразделяются на следующие виды: пользователи; устройства, реализующие информационные технологии; объекты внешней среды.
Пространственное местоположение, в силу рассмотренной выше неопределенности при описании состояния контекста, задается двояко: непосредственно через координаты текущего объекта, а также с помощью иерархии, отражающей структуру пространственных объектов, например: город, район, улица и т.п. Поскольку контекст может изменяться с течением времени, то при указании местоположения определяется также атрибут времени.
Данные отражают набор значений допустимых свойств объектов с учетом неточности измерений, а также времени. Например, температура может быть отражена с помощью лингвистических переменных (тепло, жарко, прохладно, холодно, морозно), указанием конкретных значений с привязкой ко времени, интервала значений и т.п.
Предложенный подход позволяет задать описание контекста с учетом его изменения во времени, а также с учетом неопределенности получаемой информации, что создает условия для «прозрачной» адаптации программных приложений при изменении условий внешней среды.
Литература.
1.
Weiser M. The computer
for the 21st century //Scientific American, 265(3). – 1994. –104 р.
2.
Steventon A. Intelligent spaces. The
Application of Pervasive ICT/ A. Steventon, S. Wright // Springer Verlag,
London, 2006.– 432p.
3.
Buckley J. The Internet of Things: From
RFID to the Next-Generation Pervasive Networked Systems// Auerbach
Publications, New York, 2006. – 32 p.
4.
Gubbi J. Internet of Things (IoT): A
vision, architectural elements, and future directions / J. Gubbi, R. Buyya, S. Marusic,
M. Palaniswami// Journal Future Generation Computer Systems, Vol. 29 September,
2013. – Р. 1645-1660.
5.
Заде Л. Понятие лингвистической
переменной и его применение к принятию приближенных решений. – М: Мир, 1976.
– 165 с.
6.
Dey, A. K. Understanding and using
context// Personal and Ubiquitous Computing, 2001. – №5(1). –P.
4–7.