Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ процессов и форм представления информации о процессах и результатах научных исследований
1.1. Обобщенная схема проведения научных исследований 13
1.2. Анализ форм представления информации о процессах и результатах научного исследования 15
1.3. Основные положения аттестации научных кадров в РФ 21
1.4. Процедура рассмотрения аттестационных дел в Высшей аттестационной комиссии 24
Выводы к главе 1 26
Глава 2. Обзор методов и средств формализации представления информации
2.1. Тезаурус как средство формализации представления информации 27
2.2. Онтология как средство формализованного представления информации 28
2.3. Обзор отношений, используемых в онтологиях 33
2.4. Методы и средства разработки онтологии 40
Выводы к главе 2 50
Глава 3. Разработка модели и методологических основ онтологического представления процессов и результатов научных исследований
3.1. Структура и модели процесса научно-производственной деятельности 51
3.2. Функциональная модель научно-производственной деятельности 62
3.3. Разработка типологии отношений онтологии процессов и результатов научного исследования 69
3.4. Методика построения информационного описания процессов и результатов научного исследования 73
Выводы к главе 3 76
Глава 4. Разработка информационного и программного обеспечения интегрированной автоматизированной информационно-справочной системы управления процессом прохождения аттестационного дела в Высшей аттестационной комиссии
4.1. Описание технологии рассмотрения аттестационного дела в Высшей аттестационной комиссии 78
4.2. Разработка концептуальной и логической моделей технологии рассмотрения аттестационного дела в Высшей аттестационной комиссии 83
4.3. Функции и структура интегрированной автоматизированной информационно-справочной системы управления процессом прохождения аттестационного дела в ВАК 84
4.4. Систематизация данных, представляющих процессы и результаты
научного исследования 93
4.5. Разработка средств интеграции автоматизированной информационно-справочной системы управления процессом прохождения аттестационного дела в ВАК 96
Выводы к главе 4 101
Заключение 103
Литература 105
Приложения 112
- Анализ форм представления информации о процессах и результатах научного исследования
- Онтология как средство формализованного представления информации
- Функциональная модель научно-производственной деятельности
- Разработка концептуальной и логической моделей технологии рассмотрения аттестационного дела в Высшей аттестационной комиссии
Введение к работе
Роль науки в жизни общества, его экономики и обороноспособности постоянно возрастает. Соответственно, успехи науки и практики в существенной степени зависят от качества подготовки научных кадров, где важнейшим звеном является система аттестации научных и научно-педагогических кадров [10].
«Качество и своевременность принятия решений в области управления научно-исследовательской деятельностью, формирования и эффективного использования научного потенциала в значительной степени зависит от исходной информационной базы, включающей информацию о научных кадрах, материально-технической обеспеченности научно-исследовательской деятельности, о наличии «задела» научных идей и перспективных направлений работ, от организационных характеристик выполнения научно-исследовательских работ» [17, с.46]. Создание необходимых условий для принятия оптимальных управленческих решений в сфере научной деятельности, концентрация усилий ученых на наиболее перспективных направлениях исследований, разработка долгосрочных прогнозов развития науки и техники невозможны без выявления тенденций развития науки, ее отраслей и научных дисциплин. Здесь, очевидно, выделяются два класса задач:
Анализ текущего состояния отдельной предметной области (направления) и её кадрового обеспечения;
Выявление перспективных научных направлений.
При решении указанных задач обычно используются два класса методов:
экспертные оценки работ / направлений;
методы статистического анализа потоков научно-технической информации (НТИ) и/или контент-анализ сообщений.
Имея одинаковую цель, по характеру использования эти методы, тем не менее, существенно различаются.
Экспертная оценка применяется целенаправленно для конкретной предметной области (ПрО) (ситуативно обусловленная задача обычно стратегического планирования), выполняется ведущими специалистами именно этой ПрО, основывается на объективной информации (достоверность которой доказана для субъекта экспертизы).
Статистический анализ имеет исследовательский характер (обычно эпизодически для отдельного направления), выполняется информационными аналитиками, основывается на полной, достоверной, но вторичной информации (оценивается не существо решения задачи/проблемы, а факт решения).
Различаются и «механизмы» этих методов. Экспертные оценки реализуются путем построения (имитации) возможного решения (модели) и результатом, так или иначе, явля-
5 ется новое знание. Статистические оценки - это, скорее, экстраполяция показателей обращения к старому знанию.
Безусловно, оба метода имеют информационную природу, но характер использования информации также различается. При экспертизе получаемая извне информация (каждое сообщение) индивидуально рассматривается конкретным экспертом как возможное решение конкретной задачи (проблемной ситуации), и уже полученное таким образом новое знание используется для синтеза прогноза. Количественные методы в этом смысле менее субъективны: контекст определяется только тематикой предметной области и не предполагает предобработки содержания. То есть с известной долей условности можно сказать, что экспертные методы имеют синтетический характер, а количественные - аналитический.
Традиционно для решения обозначенных ранее задач используются базы данных вторичной информации по отечественным и зарубежным научным исследованиям и публикациям.
Использование при этом в качестве информационной базы массива диссертаций должно способствовать повышению эффективности этой работы [24, с.32].
Необходимо отметить ценность имеющихся в Высшей аттестационной комиссии (ВАК) материалов по диссертациям. Заключается она в том, что эти материалы являются полным комплектом документов-оригиналов по всем этапам экспертизы. На основе имеющейся информации, систематизированной в различных формах, могут быть выполнены персональный учет научных и научно-педагогических работников, которым присуждены ученые степени и присвоены ученые звания, анализ и учет пополнения научных и научно-педагогических работников как по определенным специальностям, отраслям наук, научным направлениям, регионам, так и по стране в целом, сделаны выводы о качестве подготовки, актуальности тематики диссертаций, прогнозирование развития интересующих научных направлений, выявлены рекомендуемые к внедрению научные результаты и ДР[Ю]
Наиболее серьезным и сложным вопросом аттестации продолжает оставаться глубокая, объективная и достаточно быстрая экспертиза диссертационных работ. Экспертиза призвана давать однозначные ответы на вопросы о научной новизвд полученных результатов, их значимости для экономики страны, а также личном вкладе соискателя ученой степени.
Не вызывает сомнений, что необходимым этапом на пути совершенствования научных исследований, как и экспертизы направлений и отдельных работ, является однозначная трактовка понятий, используемых в описании результатов и хода исследований.
Известно, что во многих случаях научно-исследовательская работа (НИР) (как, впрочем, и другие источники информации) представляет самый непосредственный интерес не только для «прямых» специалистов, но и для специалистов по другим специальностям номенклатуры. В этих случаях выполняется автоматизированный поиск работ по так называемым ключевым словам, к которым относятся термины, значащие слова и их сочетания, характерные для той или иной проблематики, специальности или группы специальностей.
Появление глобальных телекоммуникационных сетей открыло новые возможности развития информационных систем подготовки и аттестации. Среди них - переход на электронный обмен аттестационными документами ВАК с диссертационными советами, установление связи аспирантур, докторантур с советами, расширение объема баз данных и развитие информационного обслуживания соискателей ученых степеней и званий, а также лиц, работающих в системе подготовки и аттестации научных и научно-педагогических кадров.
Дальнейшее совершенствование научно-информационной деятельности зависит, в первую очередь, от постановки и решения следующих задач [24, с.ЗО]:
усиления внимания ученых к глубинным аспектам науки, т.е. к вопросам ее методологии и теории, так как именно от уровня развития методологических и общетеоретических основ любой науки или научной дисциплины зависит разрешение ею выдвигаемых общественной практикой задач;
выявления главных, ключевых, наиболее перспективных проблем и задач, стоящих перед научной дисциплиной, и концентрации внимания ученых на их решении. Для этого необходимо, в свою очередь, четко представлять, каковы были те ступени развития, которые определяют сегодняшнее состояние дисциплины;
изучения научного потенциала, уровнем которого определяются перспективы и темпы дальнейшего развития каждой из наук и научных дисциплин. В частности, необходим анализ потребности в научных кадрах высшей квалификации (докторах и кандидатах наук) и путей совершенствования системы их подготовки;
координации тематики и совершенствования управления научными исследованиями и, главное, диссертационными исследованиями - фундаментом развития науки.
Для решения указанных задач в качестве информационной базы для подобных целей предполагается использовать массив докторских и кандидатских диссертаций - документов, которые обладают многими косвенными показателями, характеризующими развитие определенной научной дисциплины.
В соответствии с [37], диссертация - это научно-квалификационная работа, имеющая внутреннее единство, содержащая совокупность научных результатов, научных по-
7 ложений, выдвигаемых автором для публичной защиты, и свидетельствующая о личном вкладе автора в науку и его качествах как ученого.
В [24] приводится формула диссертации:
Диссертация = обзор + теоретическая статья (или монография) + научно-технический отчет о научно-исследовательской работе (НИР), опытно-конструкторских работах (ОКР) + статья о прикладных исследованиях + описание изобретения к авторскому свидетельству + материалы совещаний и конференций + новые сведения, данные, методология, результаты и др. + библиографический указатель использованной литературы + приложения (технологическая, методическая и другая документация, алгоритмы, программы и пр.).
Характерно то, что каждая диссертация, с теми или иными, но всегда предельно жесткими допустимыми отклонениями (в силу того, что работа квалификационная), содержит в себе все эти элементы, причем в довольно концентрированном виде, поскольку объем диссертации регламентирован.
Актуальность исследования. Одной из областей деятельности, в которой возможности автоматизации пока не реализованы в полной мере, является сфера подготовки и аттестации научных и научно-педагогических работников. Это выражается и в отсутствии формы представления сведений о процессах и результатах научных исследований, пригодной к автоматизированной обработке, и в отсутствии комплексных информационных систем, сочетающих сведения об ученых и собственно результатах научных исследований.
Автоматизация сложных распределенных процессов обработки данных строится на использовании, с одной стороны, компьютерных и сетевых технологий, а с другой - на использовании методов и средств формализованного представления информации. В настоящее время основной формой формализованного представления сведений о процессах и результатах научных исследований является автореферат диссертации, отдельно характеризующий такие элементы и свойства исследования, как: актуальность, цель работы, объект исследования, методы исследования, научная новизна и т.д. Однако набор этих элементов и требования к форме представления сведений строго не регламентированы, кроме того, описание полученных результатов зачастую производится с использованием оригинальной терминологии или терминологии, несвойственной данной области науки.
Информационная карта диссертации (ИКД), используемая во ВНТИЦентре, является более формализованной формой представления, но только в части явного выделения элементов данных, описывающих научное исследование. Представление содержания элементов данных, как и в автореферате, остается неформализованным.
Развитие сетевых технологий, а также достигнутый на сегодняшний день уровень использования информационно-вычислительной техники в Высшей аттестационной комиссии (ВАК) позволяет практически решать задачи автоматизации процессов рассмотрения аттестационного дела (АД) и получения из диссертационного совета (ДС) сведений о защите диссертаций в электронном виде, однако слабая структуризация форм представления сведений о процессах и результатах исследований затрудняет автоматизацию.
Именно необходимость разработки формализованного представления и средств обработки информации о процессах и результатах научных исследований обуславливает актуальность данного научного исследования.
Целью работы является разработка моделей и средств формализованного представления сведений о процессах и результатах научных (диссертационных) исследований, обеспечивающих в рамках процессов подготовки и аттестации научных кадров возможность автоматизированной обработки информации о научных исследованиях.
Основными задачами являются:
обзор существующих форм представления сведений о процессах и результатах научных исследований, а также анализ средств формального представления знаний;
разработка формальной модели представления сведений о процессах и результатах научных исследований;
разработка методики формализованного представления сведений о процессах и результатах научного исследования;
разработка диаграмм вариантов использования, последовательности и взаимодействия (UML-модель) процесса экспертизы научных диссертаций в ВАК;
разработка XML-схемы процессов и результатов научного исследования, обеспечивающей возможность согласования элементов данных между программными подсистемами;
разработка базы данных и подсистемы регистрации аттестационных дел, поступающих в ВАК.
Объектом исследования являются формы представления сведений о процессах и результатах научно-производственной деятельности (НПД).
Предметом исследования являются онтологическая и семиотическая модели информационного представления сведений о результатах научных исследований в задачах информационного обеспечения процессов аттестации научных кадров.
9 Методы исследования. Основные результаты исследования получены при помощи методов системного и структурно-логического анализа, а также объектно-ориентированного анализа и проектирования.
Информационной базой исследования являются технологическая база данных интегрированной автоматизированной информационно-справочной системы (ИАИСС) ВАК, база данных «Ученые России», база данных «Диссертационные советы». Научная новизна состоит в следующем:
Понятие онтологии процессов и результатов научного исследования определено с позиций общей теории систем (ОТС) как системы, представленной совокупностью ас-пектных описаний, каждое из которых соответствует своему закону композиции и включает множество объектов, множество характеристических признаков объектов и множество отношений.
На основе предложенного определения онтологии для задач формализованного представления сведений о процессах и результатах диссертационных исследований выделены основные аспекты представления, в том числе аспект идентификации исследования, аспект элементов исследования, квалификационный аспект и аспект представительских внешних свойств.
Онтология процессов и результатов научного исследования рассмотрена с учетом семиотической модели. Для каждого уровня семиотической модели выделена типология отношений, обеспечивающая аспектную полноту онтологического описания свойств научного исследования.
На защиту выносятся:
онтология процессов и результатов научного исследования, представленная как совокупность (система) аспектных описаний, каждое из которых включает множество объектов Ми определенных в рамках закона композиции Z, на множестве характеристических признаков А і и связанных отношениями І?,;
обобщенная функциональная модель НПД, позволяющая выделить основные отношения между составляющими ее элементами;
типология отношений между объектами онтологии процессов и результатов научного исследования, разработанная с учетом семиотической природы представления информации;
методика формализованного описания результатов научного исследования, основанная на онтологическом представлении.
10 Теоретическая и практическая и значимость:
Разработанная формальная модель процессов и результатов научного исследования основана на общих принципах НПД и может быть использована и при составлении информационного представления других видов научных работ.
Разработанная XML-схема процессов и результатов научного исследования позволяет согласовать форматы обмена сведениями о научных исследованиях между различными информационными системами.
Разработанная подсистема регистрации поступающих в ВАК аттестационных дел позволяет принимать данные о защите диссертаций из разных источников.
Внедрение результатов:
В ходе разработки ИАИСС поддержки процессов подготовки и аттестации научных кадров использованы UML-модель технологии рассмотрения в ВАК аттестационных дел соискателей ученых степеней, а также унифицированная схема описания результатов диссертационного исследования.
В ходе работ, выполняемых в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» в Центре информационных технологий и систем по проекту «Создание информационно-аналитической системы регистрации, учёта, обработки и хранения отчётных документов по НИОКР, выполняемым ФГУП и ОАО, с целью проведения мониторинга состояния и основных тенденций и направлений развития научных исследований и разработок, выполняемых компаниями государственного сектора, в том числе направленных на реализацию приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, а также критических технологий Российской Федерации», использованы унифицированная схема и методика составления информационного описания результатов научного исследования.
Апробация. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях:
Научная сессия МИФИ-2007. Конференция «Молодежь и наука». Секция информационные технологии. Москва, 22-26 января 2007г.
Научная сессия МИФИ-2006. Секция информационные технологии. Москва, 23-27 января 2006г.
7-я Международная конференция НТИ-2007. Информационное общество, интеллектуальная обработка информации, информационные технологии. Москва, 24-26 октября 2007г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре статьи (общий объем 0.6 п.л.).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, а также приложений и содержит 135 страниц текста, 31 рисунок, 3 таблицы.
В первой главе представлена общая схема проведения научного исследования. Эта схема дает общее представление о процессе научного исследования.
Далее проводится анализ существующих форм представления результатов научных исследований, таких как диссертация, автореферат и информационная карта диссертации. Результаты анализа позволяют судить о необходимости более формализованной формы представления результатов.
Рассмотрены основные принципы аттестации научных кадров, выделены основные информационные компоненты процесса аттестации.
Во второй главе рассматриваются основные применяемые на данный момент средства формализации знаний: тезаурусы и онтологии. Отмечается разница между этими средствами и обосновывается выбор онтологии для информационного представления научных исследований.
Проводится обзор моделей онтологии, предлагаемых в разных научных работах. Существенным недостатком приведенных в обзоре моделей является отсутствие явного указание контекста ее применения, а также вытекающая из этого одноаспектность рассмотрения предметной области. Ведь для применения знаний об определенном объекте в разных областях необходимо использовать свой набор объектов и отношений между ними
После этого приводится обзор связей, используемых или рекомендуемых к использованию в основных работах по созданию онтологии. Проведенный обзор показал недостаточность выявленных связей в онтологиях для задач представления научного исследования. Большинство из основных элементов данных, характеризующих научное исследование, а также связей между ними, не может быть представлено данными отношениями.
В конце главы проводится обзор и сравнительный анализ основных средств построения онтологии. Обосновывается выбор языка OWL для создания схемы онтологии научного исследования.
В третьей главе выводится онтологическое определение результата научно-производственной деятельности, позволяющее ввести понятие контекст и аспект применения онтологии.
Далее разрабатывается функциональная модель научно-производственной деятельности (НПД), на основе которой моделируются связи между составляющими НПД.
В результате моделирования возможных между составляющими НПД связей вводится типология отношений онтологии.
В конце главы приводится разработанная на основе представленных моделей методика описания результатов научного исследования.
В четвертой главе представлена технология рассмотрения аттестационного дела в Высшей аттестационной комиссии. Представлены UML-диаграммы спроектированной концептуальной и логической модели.
Далее приводится описание назначения и структуры разработанной интегральной информационно-справочной системы ВАК.
Во второй части главы описываются средства интеграции информационно-справочной системы ВАК с другими системами.
Сформирован набор элементов данных, достаточных для наиболее полного описания научного исследования и его результатов. На основании этих элементов составлена XML-схема, которую можно применять при разработке программных средств, работающих информацией о научных исследованиях.
В конце главы рассматривается вариант возможного применения разработанного метода для создания единого хранилища онтологии результатов научного исследования.
Анализ форм представления информации о процессах и результатах научного исследования
Для решения задач, связанных с обработкой, распространением и аттестаций результатов научных исследований, существует несколько форм их представления (рис 1.3). Первоисточником, в котором представлены научные достижения соискателя, является диссертация. Диссертация содержит самое полное описание исследования и его результатов. К диссертации обращаются только, когда необходимо изучить все аспекты и детали проведенного исследования. Кроме того объем диссертации не способствует быстрому и удобному распространению результатов исследования.
Для краткого изложения и распространения основных положений исследования используется автореферат.
Автореферат диссертации имеет значение юридического документа, так как только с получением разрешения на размножение автореферата диссертации соискатель приобретает право на защиту диссертации[27].
Формы представления результатов научных исследований Необходимость регистрации и учета исследований в целях формирования национального библиотечно-информационного фонда, выпуска информационных изданий о нем, обеспечении его сохранности и использования привела к созданию информационной карты диссертации.
Автореферат является общедоступным и помимо печатных изданий в обязательном порядке публикуется в сети Интернет,
К настоящему времени сложилась широко распространенная структура автореферата диссертации, содержащая набор элементов, которые позволяют всесторонне судить о выполненном исследовании и его результатах:
1. Актуальность. Определяется связью темы диссертации с потребностями определенной области человеческой деятельности или научного знания. Формулируется связь проводимых исследований с федеральными, отраслевыми научными программами, фиксируются достигнутый уровень знаний и то, что предстоит сделать исследователю [8].
2. Цель диссертационной работы. В этом разделе автореферата определяется цель, которая должна быть достигнута в результате работы. Также необходимо выделить научную сторону решения такой хозяйственно-экономической или социально-культурной проблемы и сформулировать научную проблему (задачу), решению которой посвящено исследование.
3. Задачи исследования. Здесь определяются задачи исследования, решение которых позволит достичь намеченной цели.
4. Объект исследования. Объект исследования представляет собой знание, порождающее проблемную ситуацию, объединенное в определенном понятии или системе понятий, и определяется как область научных изысканий диссертационной работы (или та часть материального мира, которой занимается исследователь) [57].
5. Предмет исследования. Предмет исследования можно определить как новое научное знание об объекте исследования, получаемое соискателем в результате научных изысканий (или та сторона объекта исследований, те его свойства, та его область приложения, которые исследуются). В состав предмета исследования диссертации может войти и инструмент получения этого нового научного знания об объекте исследования, если он обладает существенными признаками новизны. В первом приближении объект и предмет исследования соотносятся между собой как общее и частное. Предмет исследования, как правило, находится в границах объекта исследования [57].
6. Метод исследования. Перечисляются методы исследования, использованные в диссертации: теоретические, экспериментальные, комплексные и др. Указывается теоретический аппарат исследования.
7. Научная новизна. В этом разделе на основании количественных и качественных наблюдений, детального анализа предмета исследования описываются и формулируются новые научные результаты, полученные соискателем, и оцениваются их достоверность и значимость.
8.Практическая значимость. Свидетельством практической ценности полученных соискателем результатов служат документы, подтверждающие использование научных результатов в научно-технической и социально-культурной сфере.
9.Положения, выносимые на защиту. В этом разделе на основе исходного знания и полученных научных результатов делаются обобщения и формулируются научные положения, которые выносятся на защиту. Разработка положений представляет собой синтез соискателем нового научного знания. Именно этим научные положения отличаются от простого добавления научных наблюдений или даже научных результатов к уже известным.
10 Апробация (признание) научных результатов и положений. В этом разделе приводятся сведения о научных результатах соискателя, о которых он докладывал на конференциях, симпозиумах, семинарах. Причем особо отмечаются их одобрение и включение в решения научных собраний, а также использование другими исследователями. Признанием являются также публикация научных результатов и получение авторских свидетельств и патентов, поэтому здесь (или отдельно) может быть дано общее описание публикаций по теме диссертации - количество монографий, статей в журналах, сборниках и т.д. Структура диссертации. В ней приводятся общие библиографические сведения о диссертации: ее объем, количество иллюстраций, число использованных автором литературных источников, количество приложений и т.п.
12. Содержание диссертации. В этой части в сжатом виде излагаются выполненные автором исследования, показаны результаты и вклад автора в разработку избранных проблем. Обычно изложение содержания проводится по главам диссертации. 13. Публикации. Список публикаций составляется в соответствии с действующим ГОСТом.
Приведенная форма представления результатов научного исследования имеет определенные недостатки. К таким недостаткам можно отнести недостаточную формализацию представления большинства элементов данных. Изложение производится в свободной форме, часто с использованием оригинальной терминологии, что затрудняет четкое восприятие результатов исследования [22].
Согласно положению «О представлении обязательного экземпляра диссертации» один экземпляр защищенной диссертации должен быть отправлен во Всероссийский научно-технический информационный центр (ВНТИЦ).
В качестве дополнительной информации во ВНТИЦ следует представить информационную карту, которая, представляет собой информационный документ о кандидатской или докторской диссертации.
Информационная карта диссертации разбита на блоки, которым присвоены цифровые обозначения. В каждом блоке вьщелены реквизитные зоны, в которых размещены код реквизита и поля для записи значения реквизита.
Онтология как средство формализованного представления информации
Одним из важнейших и перспективных направлений в области формализации знаний, которое дает возможность использования накопленных знаний для компьютерной обработки, являются онтологии.
Онтология определяет общий словарь для ученых, которым нужно совместно использовать информацию в предметной области. Она включает машинно 29 интерпретируемые формулировки основных понятий предметной области и отношения между ними.
Далее приводятся основные причины, по которым возникает потребность в разработке онтологии: - совместное использование людьми или программными агентами общего понимания структуры информации; - обеспечение возможности повторного использования знаний предметной области; - создание явных допущений в предметной области, лежащих в основе реализации, дает возможность легко изменить эти допущения при изменении наших знаний о предметной области; - отделение знаний предметной области от оперативных знаний; - возможность анализа знаний в предметной области при декларативной спецификации терминов;
Понятие «онтология» сейчас активно применяется в информатике и искусственном интеллекте. Этот термин пришел из философии, где обозначал часть метафизики - учение обо всем сущем, о его наиболее общих философских категориях, таких как бытие, субстанция, причина, действие, явление. При этом онтология как наука претендовала на полное объяснение причин всех явлений [14].
Онтологией называется эксплицитная спецификация концептуализации [73]. Формально онтология состоит из терминов, организованных в таксономию, их определений и атрибутов, а также связанных с ними аксиом и правил вывода.
Интересное определение приводится в [11] онтологии - базы знаний специального типа, которые могут «читаться» и пониматься, отчуждаться от разработчика и/или физически разделяться их пользователями. В [70] под онтологией понимается: - надежный семантический базис в определении содержания; - общая логическая теория, которая состоит из словаря и набора утверждений на некотором языке логики; - основа для коммуникации между людьми и компьютерными агентами.
Автор данной работы принимает за основу следующее определение онтологии, приведенное в [4]. Онтология - это набор определений фрагмента декларативных знаний на формальном языке, которые ориентированы на совместное многократное использование различными пользователями в своих приложениях. В онтологии вводятся термины, типы и соотношения (аксиомы), описывающие фрагмент знания.
Можно сказать, что онтология - это точная спецификация некоторой области, которая включает в себя словарь терминов этой области и множество логических связей (типа «элемент-класс», «часть-целое»), которые описывают, как эти термины соотносятся между собой. Заметим, что при таком подходе понятие онтологии сильно пересекается с уже давно принятым в информатике и лингвистике понятием тезауруса.
Онтологии позволяют представить понятия в таком виде, что они становятся пригодными для машинной обработки. Нередко онтологии используются в качестве посредника между пользователем и информационной системой, они позволяют формализовать договоренности о терминологии между членами сообщества.
В центре большинства онтологии находятся классы, которые описывают понятия предметной области. Слоты (параметры) описывают свойства классов и экземпляров. Например, на уровне экземпляров классов информационные ресурсы можно описывать через такие слоты, как размер, имя, тематика, местоположение, протокол доступа и т. д.
На формальном уровне онтология - система, состоящая из наборов понятий и утверждений об этих понятиях, на основе которых можно строить классы, объекты, отношения, функции и теории.
По степени зависимости от конкретной задачи или предметной области обычно различают следующие онтологии.
1. Верхнего уровня. Такие онтологии описывают наиболее общие концепты (пространство, время, материя, объект, событие, действие и т. д.), которые независимы от конкретной проблемы или области. Поэтому представляется разумным (по крайней мере, в теории) унифицировать их для больших сообществ пользователей.
2. Ориентированные на предметную область. Во многих дисциплинах сейчас разрабатываются стандартные онтологии, которые могут использоваться экспертами по предметным областям для совместного использования и аннотирования информации в своей области.
3. Ориентированные на задачу. Это онтология, используемая конкретной прикладной программой и содержащая термины, которые используются при разработке ПО, выполняющего конкретную задачу. Она отражает специфику приложения, но может также содержать некоторые общие термины.
4. Прикладные онтологии описывают понятия, которые зависят как от онтологии задач, так и от онтологии ПрО. Примером может служить онтология для автомобилей, строительных материалов, вычислительной техники. Онтология ПрО обобщает понятия, использующиеся в некоторых задачах ПрО, абстрагируясь от самих задач (так, онтология автомобилей независима от любых особенностей конкретных марок машин). В основе онтологического анализа лежит описание системы в терминах сущностей, отношений между ними и преобразование сущностей, которое выполняется в процессе решения определенной задачи. Основной характерной чертой этого подхода является, в частности, разделение реального мира на составляющие и классы объектов и определение их онтологии, или же совокупности фундаментальных свойств, которые определяют их изменения и поведение.
Функциональная модель научно-производственной деятельности
Процесс созидательной научно-производственной деятельности, рассматриваемый далее с точки зрения функционального моделирования, в наиболее часто рассматриваемом случае включает научно-исследовательские (НИР) и опытно-конструкторские работы (ОКР), сопряженных с другими видами деятельности (организация производства, сбыта и т.д.). Такая линейная модель представляет собой систему, в которой развитие новых технологий следует во временной последовательности, которая начинается с исследования и заканчивается производством и коммерциализацией. В общем случае, процессы не обязательно являются последовательно выполняемыми, а границы между этапами в НПД не выражены явно. Отдельный блок (этап, процесс) НПД может быть представлен общеизвестной /СШ/-нотацией IDEF0 (Рис. 3.2), или более точно - шестиканальной схемой [20], уже непосредственно включающей пару информационных компонентов: информационный вход G, моделирующий корректное выполнение преобразования А, и информационный выход F- контрольная информация, характеризующая ход этого преобразования (Рис. 3.3).
Можно сказать, что ІСОМ-нотация отражает «статичность» системы: А - это предопределенная функция, реализующая с помощью механизма М преобразование входного объекта / (бизнес-вход) в выходной продукт О (бизнес-выход). Преобразование А во времени регламентируется (модифицируется или регулируется в определенных пределах) управляющими параметрами С, набор и возможные значения которых также предопределены. Отметим также, что в терминах управления эта схема непосредственно не предусматривает возможности изменения самой функции преобразования, а только позволяет изменять ход выполнения функции за счет изменения значений предопределенных параметров этой функции.
Такое представление свойственно системам, ориентированным на непрерывное поддержание устойчивого состояния гарантированного получения целевого выходного продукта, а цель управления, соответственно, - обеспечение этой устойчивости.
В отличие от такого рода систем, цель процесса познания - изменение, а в итоге -замена самой системы. Кроме того, таким системам свойственна дискретность: ни какой метод или теорию нельзя «подрегулировать», их можно применять или не применять и только в той совокупности, которая предопределена одной выбранной парадигмой.
Отсюда следует, что механизмы М и параметры С IDEF-нотации в случае НПД представляют единую предопределенную совокупность методов (также обозначаемых М), которые собственно и используются при реализации функции преобразования А. В данном случае мы имеем управление в форме ограничения выбора.
Более того, как отмечалось ранее, вполне возможно, что результат применения метода может привести к изменению цели, смене парадигмы или пересмотру предположений. Также возможно, что использование некоторого метода при несоблюдении условий его применения даст результат, но он может оказаться некорректным.
Кроме того, необходимо отметить, что существенной особенностью научных исследований является то, что они относятся к классу «совмещенных» абстрактно-конкретных систем, динамически объединяя в едином процессе объекты абстрактной (цели, гипотезы, теории, мат. модели и т.д.) и материальной природы (машины, технологии и т.д., в том числе построенные на основе абстрактных моделей).
В целом эта схема отражает задаваемое системообразующим основанием (парадигмой, базовой теорией) единство (целостность) методов, используемых в данном конкретном преобразовании. Информационный компонент F характеризует степень результативности и явно указывает, что целевой результат может быть получен разными методами или их сочетаниями, выбор которых предопределяется конкретной целью, принятой парадигмой, исходными условиями.
С учетом представленных выше методологических положений, определяющих природу (а в известной степени и технологию) научного поиска, преобразование А может рассматриваться как оператор композиции методов, применяемых для преобразования входа, что символически можно записать как 0=Ах1. Соответственно, F=A хМ будет характеризовать эффективность (результативность, действенность) используемых методов для получения целевого результата.
Очевидно, что оператор композиции в свою очередь является результатом другого, «обеспечивающего» процесса. Например, в линейной модели НПД, такую обеспечивающую роль имеют теории, полученные в рамках фундаментальных исследований, и являющиеся основой в прикладных НИР, или инструментарий и технологии, используемые в серийном производстве, и которые в свое время были полученные в результате ОКР.
Разработка концептуальной и логической моделей технологии рассмотрения аттестационного дела в Высшей аттестационной комиссии
Система государственной аттестации научных и научно-педагогических работников располагает значительными информационными ресурсами о проводимых научных исследованиях, об имеющемся научном потенциале, ведущейся подготовке научных кадров высшей квалификации и т.д. Возрастающий объем информации, рассматриваемой системой аттестации, и требование оперативной её обработки привели к необходимости разра 85 ботки интегрированной автоматизированной информационно-справочной системы (ИАИСС), предназначенной для решения следующих задач:
1. Информационно-технологическое обеспечение процессов рассмотрения аттестационных дел в Высшей аттестационной комиссии;
2. Информационно-аналитическое обеспечение деятельности системы аттестации и подготовки научных кадров высшей квалификации (подразделений ВАК и экспертных советов, диссертационных советов, научных и учебных организаций и т.д.), в том числе поддержка процессов принятия решений руководством ВАК в части управления системой аттестации.
3. Информационное обеспечение научно-исследовательской работы путем предоставления доступа к информационно-аналитической составляющей аттестационных дел.
4. Интеграция с другими информационными ресурсами научной информации и формирование информационного портала национального научного кадрового потенциала.
ИАИСС была создана в рамках работ по комплексной автоматизации технологии рассмотрения аттестационных дел (АД) в ВАК. Система информационно объединяет не только структурные подразделения ВАК (отдел регистрации документов, аттестационный отдел, экспертный совет, протокольную группу, отдел выдачи дипломов), но и различные внешние организации, связанные с подготовкой, аттестацией и использованием научных кадров. Таким образом, ИАИСС позволяет осуществлять оперативную распределенную обработку данных как в части задач управления процессами прохождения АД, так и в части накапливания данных, их анализа и предоставления пользователям различных категорий.
Экспертизу дел в Экспертном совете, в процессе которой по делу может быть принято несколько промежуточных решение. Каждое из решений фиксируется в общей истории дела и определяет маршрут дальнейшего рассмотрения дела. Рассмотрение дел на заседании Президиума. При подготовке к заседанию дела, готовые к рассмотрению на Президиуме, объединяются в протоколы в соответствии с отраслью наук, ученой степенью, результатом экспертизы и другими признаками, определяющими последовательность работы Президиума. По каждому из дел принимается решение, которое либо завершает рассмотрение дела, либо инициирует дополнительную его экспертизу - таким образом, каждое решение Президиума определяет персональный маршрут для каждого дела.
Для обработки типовых запросов разработаны формы поиска "Аттестационные дела" и "Научные кадры", которые предоставляют в структурированной форме данные об аттестационном деле и обеспечивают поиск дел и сведений по реквизитам (номеру АД, личным данным соискателя, дате защиты, организации, шифру ДС, решению ДС и т.д.). Предусмотрена возможность сортировки, агрегирования и выборочного отображения найденных данных.
Унифицированные средства поиска обеспечивают возможность поиска по любому набору реквизитов с использованием строгих и нечетких критериев отбора. Для случаев именного и ролевого поиска предусмотрена автоматическая генерация динамических ссылок-запросов. На примере экспериментальных выборок фрагментов баз данных ВИНИТИ и ВНТИЦентра были построены схемы поиска библиографий других работ автора в рефератавно-библиографических БД; тематически связанных работ в базах данных описаний диссертаций; поиск имен (руководителей, оппонентов и т.д.) в базах данных библиографий, описаний диссертаций и НИР, что позволит определить профессиональный профиль и «роли» персоны (оппонент, руководитель, исполнитель).
Разработка схемы данных аттестационного дела позволяет выработать унифицированный подход к составу и формам представления данных, учитывающего не только особенности процессов аттестации и управления научными кадрами, но и их широкое использование в любой научной и управленческой деятельности, связанной с исследованиями, разработкой и внедрением наукоемкой продукции.
Разработанную схему данных необходимо использовать при разработке всех программных средств, работающих с информацией по аттестационным делам. В частности для доступа к информационной составляющей справки о диссертации, предоставляемой диссертационным советом в ВАК.
Требования к составу и форме представления информации определяются справоч-но-аналитическим характером задач, связанных с мониторингом, когда лица, принимающие решение (руководители, эксперты, исследователи), на основе поиска в информационном пространстве формируют оценку и выводы о состоянии и перспективах развития научной работы или направления. Информационное пространство при решении такого рода задач в общем случае представляет собой совокупность различных информационных компонентов и источников, для которых характерна разнородность как по наполнению, форме представления, так и по степени формализованное структуры и семантики.
В этом контексте, основной задачей разработки схемы данных аттестационного дела является возможность синтаксического и семантического обеспечения унифицированного доступа как к данным, создаваемым в различных организационных и технологических подсистемах аттестации научных кадров, так и к ассоциированным информационным ресурсам, единообразно представляя разнородную и фрагментарную информацию. Это также создает условия для решения более общей задачи - интеграции формируемых ресурсов в единое информационное пространство науки и образования, представляемое, в частности, ЕНИП РАН, информационными ресурсами РГБ, ИНИОН РАН, ВИНИТИ, ВНТИЦентра и т.д.
