Современные информационные технологии/1.Компьютерная  инженерия

Рохас Криулько Н.П.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет имени Д. Серикбаева

Модель базы знаний электронного университета

Одним из современных направлений развития виртуальной образовательной среды электронного университета является преобразование информационного пространства электронного университета в пространство знаний и компетенций. Становится очевидным, что качество обучения в соответствии с принципами компетентностного подхода определяется качеством образовательных ресурсов, которое может оцениваться различными показателями, но в первую очередь образовательные ресурсы должны соответствовать Государственному общеобязательному стандарту образования Республики Казахстан (ГОСО РК). Качество образовательного ресурса характеризуется показателями, отражающими актуальность материала, его структуру, соответствие требованиям государственных стандартов высшего профессионального образования, полноту охвата видов учебных занятий, оптимальность объема материала, предъявляемого обучаемому [1].

Для извлечения и формализации знаний из электронных документов для дальнейшего анализа с учетом смысла нужны специальные методы представления и обработки распределенных знаний. Для решения этой проблемы предлагается использовать концептуальное описание знаний с помощью онтологий в рамках технологии Semantic Web. В рамках технологи Semantic Web решаются задачи хранения, извлечения, получения и анализа знаний. Для этого необходимо иметь структурированные хранилища информации и множества правил вывода, которые можно было бы использовать для автоматических рассуждений.

Модель знаний е-университета, основанная на онтологии, имеет следующий состав:

O = {O_у, O_р, O_з}, (1)

где: О_у – онтология электронного университета, О_р – онтология информационных ресурсов, а O_з = {O₁,…,O_i,…,O_m} – иерархически организованная, последовательно расширяемая система онтологий основных областей знаний O_i, значимых для работы электронного университета.

Выделение иерархии областей знаний электронного университета дает возможность создавать отдельно онтологии разных подобластей знаний, которые могут иметь разную детальность, в зависимости от потребностей их моделирования. Онтология электронного университета О_у включает основные понятия, которые описывают структуру, состав элементов и работу вуза (факультеты, преподаватели, студенты, учебные планы и пр.). Онтология информационных ресурсов О_р включает описание всех видов ресурсов данных и информации организации (документы, файлы, базы данных, а также инструментальные средства их создания и поддержки, и пр.). Для создания онтологий электронного университета выбран язык OWL, который использует диалект языка OWL DL, поддерживает дескриптивную логику, предоставляет максимальные возможности для логического вывода новых и заложенных в онтологии знаний. Формальная модель онтологии является разновидностью сетевой модели знаний и представляется в виде тройки конечных множеств - классов, отношений и свойств. В модели RDF используется объектно-ориентированная система классов. Базовая модель включает три типа объектов:

- ресурс, идентифицируемый URI;

- свойство, описывающее ресурс (в таком качестве также может выступать ссылка на другой ресурс или описание другого ресурса);

- утверждение, состоящее из ресурса-субъекта, свойства (ресурса- объекта) и предиката, связывающего их и представляющего значение свойства.

OWL связывается с RDF посредством универсальных идентификаторов ресурсов – URIs. Фактически каждый индивидуальный элемент OWL может быть связан с элементом данных RDF (одним из узлов триплета объект-свойство-значение).

На основе такой онтологической модели знаний O, описание ресурса (объекта) R_i может быть представлено в виде набора семантических метаданных [2], где выделены контекстные метаданные объектов знаний, описывающие связи объектов друг с другом и понятиями вуза или литералами, и контентные метаданные ресурса, описывающие информацию, которая содержится в объектах. Контекстные метаданные соответствуют набору значений свойств класса с_j Î С, экземпляром которого является описываемый объект в онтологии электронного университета. Контентные метаданные описываются наборами утверждений из Oз, т.е. семантические метаданные объектов знаний описываются отношениями и понятиями из онтологий основных предметных областей знаний электронного университета.

Этап выявления (извлечения) знаний состоит в сборе объектов, содержащих знания важные для работы вуза. Выявление знаний должно быть связано с выполнением отдельных задач бизнес-процессов электронного университета, в которых они создаются. Выявленные объекты знаний должны быть соответствующим образом описаны, т.е. сформированы их модели знаний.

Совокупность описаний онтологической модели и метаданных всех ресурсов электронного университета составляют онтологическую базу знаний системы. Использование онтологической базы знаний позволяет реализовать набор семантических методов поддержки процессов работы со знаниями электронного университета.

Таким образом, эффективность работы со знаниями вуза зависит от того, насколько каждый из этапов процесса преобразования знаний будет поддержан методами и соответствующими информационными технологиями, к которым относится технология Semantic Web.

Литература:

1. Норенков И.П., Федоров И.Б. Критерии качества дистанционного обучения и структура электронных учебников. М.:Изд-во МГУ им. Баумана, 2004.

2. Черний А.В., Тузовский А.Ф. Развитие информационной системы организации c использованием семантических технологий // Знания-Онтологии-Теории. 2009. - ЗОНТ-09. – с. 1-2.