Введение к работе
Актуальность работы
Диссертационная работа посвящена созданию онтологии высшего учебного заведения, а также разработке платформы для построения информационно-справочной системы портала высшего учебного заведения на основе данной онтологии.
В мировом информационно-образовательном пространстве на базе современных информационных технологий созданы и функционируют различные информационные системы, связанные с деятельностью вузов. Для реализации современных задач развития информационной среды образования в наилучшей степени пригодны портальные технологии. Порталы предназначены для объединения разнородного контента и сервисов и организации унифицированного доступа к ресурсам и сервисам.
В целом, специфика информационно-справочного портала вуза состоит в консолидации данных справочного характера о вузе, о его научной и образовательной деятельности в концептуально одиную информационную систему. Информационно-справочный портал вуза помимо наиболее распространенных сервисов должен обеспечивать следующие возможности по манипулированию ресурсами:
средства представления организационной структуры вуза, включая его подразделения, филиалы, научные базы, институты и другие типы организационных единиц;
средства представления образовательной деятельности вуза, включая представление учебно-методического комплекса вуза -учебных курсов и связанных с ними учебных материалов, нормативных документов и т.д.;
средства представления научной деятельности вуза - различных мероприятий, например, проводимых проектов, конференций, семинаров и пр., а также научных публикаций, технических отчетов, материалов по проводимым и выполненным проектам и т.п.;
средства представления информации о сотрудниках и учащихся вуза.
Все ресурсы портала должны быть взаимосвязаны с помощью взаимных ссылок.
Несмотря на то, что подходы к проектированию и реализации порталов достаточно отработаны, на фоне лавинообразного увеличения объема данных в Интернете существует необходимость в их качественном улучшении. К основным недостаткам современных порталов можно отнести:
ограниченную поддержку семантики хранимой информации, что затрудняет поддержку средств навигации, поиска и т.д.;
сложности обеспечения интеграции и обмена данными с другими системами, поскольку для многих современных порталов невозможно использовать стандартные решения для интеграции информации различных Web-ресурсов.
Одним из подходов к решению этих проблем является применение технологий Semantic Web, соответствующих стандартов и инструментальных средств при сборе, обработке, хранении, поиске и распространении информации. Суть этого подхода заключается в применении моделей знаний, представленных в форме Web-онтологии, для описания информационных ресурсов. Выделяют различные виды онтологии; среди них прикладная онтология является формальным средством для описания
структуры предметной области, соответствующей содержимому Web-ресурса.
Порталы, использующие для реализации своих функций технологии Semantic Web, получили название семантических порталов. Основные преимущества семантических порталов в том, что возможно реализовать такие сервисы, как:
классификация Web-ресурсов портала на основе онтологии, многомерный поиск и навигация по структуре информации;
поддержание ИС портала путем агрегирования децентрализованных источников;
возможность интеграции для автоматизированного обмена данными между системами;
возможность расширения структуры информации.
В последние годы, как в России, так и за ее пределами, для различных предметных областей были разработаны различные онтологии. Анализ российских и зарубежных разработок в области образования показал, что к настоящему времени:
отсутствует готовая онтология, которую можно было бы положить в основу при проектировании информационно-справочного портала вуза, и в которой учитывалась бы не только специфика вуза, но и принятые международным сообществом знания (словари свойств и классификаторы) как основа совместимости знаний в разных предметных областях;
отсутствует единый подход к построению информационно-справочных порталов вузов, реализованных на базе технологий Semantic Web.
Цель работы
Цель работы - исследование прикладных онтологии вузов и построение онтологии высшего учебного заведения, а также разработка платформы для построения информационно-справочной системы портала высшего учебного заведения на основе данной онтологии.
Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач:
постановка требований к ИС вуза и ее абстрактной архитектуре;
разработка онтологии предметной области для информационно-справочной системы вуза;
разработка платформы для построения информационно-справочных Web-порталов вузов, соответствующей набору выработанных требований;
реализация и внедрение портала вуза на основе данной платформы.
Научная новизна
щем:
Научная новизна результатов исследования заключается в следую-
разработана онтология вуза - аппарат для описания семантики предметной области;
разработана платформа информационно-справочного портала вуза, отличительной особенностью которой является применение технологий Semantic Web для гибкого и выразительного описания семантики портала, что является ключевым отличием от подавляющего большинства смежных работ.
Практическая ценность
Использование документированной прикладной онтологии вуза дает возможность заинтересованным сообществам пользователей и разработчикам программного обеспечения повторно использовать и развивать данную онтологию, различным системам - интегрировать данные, обеспечивать обмен данными на основе онтологии.
Реализованная по принципам Semantic Web платформа позволяет создавать информационные системы вузов, обеспечивающие механизмы точного поиска. Возможность интеграции данных поможет активизировать научно-педагогическую деятельность вузов и создать на основе Интернет-технологий единое информационное научно-образовательное пространство.
На защиту выносятся
Прикладная онтология для информационно-справочной системы вуза;
платформа для создания информационно-справочных порталов вузов, построенных по принципам Semantic Web на базе данной онтологии.
Методы исследования
В ходе диссертационного исследования были использованы логический анализ и обобщение, методы построения онтологии, методы объектно-ориентированного проектирования и программирования, методы построения баз данных.
Реализация и внедрение результатов работы
Результаты работы внедрены в виде информационно-справочного портала Абхазского государственного университета в республике Абхазия.
Апробация работы
Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах:
X научно-практический семинар «Новые технологии в информационном обеспечении науки» (г. Таруса, 2003 г.)
Международный российско-абхазский симпозиум «Уравнения смешанного типа и родственные проблемы анализа и информатики» (г. Нальчик, 2009 г.)
Научный семинар «Философия-образование-общество» (г. Гагра, 2009)
Научные семинары отдела Систем математического обеспечения Вычислительного Центра им. А.А. Дородницына РАН (г. Москва, 2001-2010 гг.)
Научный семинар направления "Программирование" им. М.Р. Шура-Бура Института прикладной математики им. Келдыша РАН (г. Москва, 2011 г.)
Научный семинар Института системного программирования РАН (г. Москва, 2011 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе одна из списка научных изданий, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы
