РАЗРАБОТКА ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УЧЁТА ПРОДАЖ В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ «PROTÉGÉ 5.5»

РАЗРАБОТКА ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УЧЁТА ПРОДАЖ В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ «PROTÉGÉ 5.5»

Дмитриев Игорь Александрович

студент Ижевского государственного технического университета,

РФ, г. Ижевск

Будем рассматривать решение задачи онтологического моделирования предметной области «Система учёта продаж товаров электроники» в программной среде «Protégé 5.5». Выбор использования редактора «Protégé» для построения онтологий обусловлен обеспечением целостного подхода к процессу формирования расчётной модели, возможностью сохранения свойств массивов данных в формате XML для загрузки их в отраслевые информационные системы, а также возможностью достижения: системности (визуально определяются функциональные связи элементов расчётной модели); единообразия (реальные и абстрактные элементы расчётной модели гармонично соседствуют в одной модели); комплексности (построение онтологии позволяет восстановить недостающие логические связи) [1].

Онтология – это модель реального мира, и понятия в ней должны отображать реальность. Она состоит из классов, связанных между собой различными отношениями и правилами, это своеобразная форма представления некоторой области знаний в формальном виде [2]. Для предметной области «Система учёта продаж товаров электроники» можно выделить следующие основные классы:

1. «Пользователь» – хранит сведения о пользователях (покупателях, администраторах, менеджерах торгового предприятия), работающих с системой учёта продаж;
2. «Покупка» – содержит сведения о купленных товарах;
3. «Устройство» – содержит общую информацию о товаре;
4. «Тип устройства» – служит для категоризации товаров электроники;
5. «Параметры устройства» – хранит подробные технические характеристики устройства;
6. «Бренд» – хранит информацию о товарных брендах;
7. «Рейтинг» – используется для хранения оценок товаров каждым покупателем в баллах по числовой шкале от 1 до 5.

После запуска программы «Protégé 5.5» в окне приветствия нажимаем кнопку «New Project…». Далее в диалоговом окне «Create New Project» присваиваем название создаваемой онтологической модели. После этого переходим к созданию выделенных ранее классов предметной области: делается это на вкладке «Classes» нажатием на иконку «Create Class», при этом строку «owl: Thing» необходимо выделить. На рисунке 1 представлен результат создания классов.

Рисунок 1. Вкладка «Classes»

Свойства классов и их экземпляров делятся на два вида: свойства-отношения, которые задаются на вкладке «Object Properties» и определяют некоторые отношения между двумя индивидами (экземплярами классов); свойства-данные, которые задаются на вкладке «Data Properties» и определяют некоторые фактические характеристики индивидов.

Создание и редактирование свойств-отношений классов предметной области «Система учёта продаж товаров электроники» выполняется на вкладке «Object Properties» (рисунок 2). Домен (англ. Domain) указывает, экземпляры каких классов при использовании данного свойства будут выступать в качестве субъектов, а диапазон (англ. Range) – в качестве объектов.

Рисунок 2. Вкладка «Object Properties»

Создание и редактирование свойств-данных выполняется на вкладке «Data Properties» (рисунок 3). Домен указывает, для экземпляров каких классов данное свойство может быть использовано. Диапазон задает область допустимых значений (тип данных и ограничения), которые можно указывать для данного свойства экземпляру класса. Тип данных выбирается из стандартных типов XML.

Рисунок 3. Вкладка «Data Properties»

Автоматическое построение и отображение графа онтологии и взаимосвязей между классами выполняется при выборе вкладки «OntoGraf» (рисунок 4).

Рисунок 4. Вкладка «OntoGraf»

Создание и редактирование экземпляров классов выполняется на вкладке «Individuals by class» – пример приведён на рисунке 5.

Рисунок 5. Создание экземпляров класса «Пользователь»

Вкладка запросов позволяет получать сведения из созданного проекта по всем экземплярам классов, которые удовлетворяют интересующим критериям [3]. Их выполнение в «Protégé 5.5» осуществляется на вкладке «SPARQL Query». Пример выполнения запроса: «Показать ФИО, пол, e-mail трёх пользователей (LIMIT 3) в виде отсортированного списка по полу» приведён на рисунке 6.

Рисунок 6. Пример выполнения SPARQL-запроса

Разработанную в программной среде «Protégé 5.5» онтологию в дальнейшем можно использовать как основу для создания системы учёта продаж товаров, совершаемых торговым предприятием. Её можно расширять, добавлять нерассмотренные разделы предметной области, новые связи между объектами и увеличить количество характеристик каждого экземпляра.

Список литературы:

1. Гаврилова, Т.А. Инженерия знаний. Модели и методы / Т.А. Гаврилова, Д.В. Кудрявцев, Д.И. Муромцев, СПб.: Лань, 2016. –  324 с.
2. Белоусова И.Д., Курзаева Л.В., Агдавлетова А.М. К вопросу о согласовании требований к содержанию профессиональной подготовки на основе онтологической модели // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 11. – С. 67-70.
3. Муромцев Д.И. Онтологический инжиниринг знаний в системе Protege. – СПб: СПб ГУ ИТМО, 2007. – 62 с.