Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача




Скачать 86.09 Kb.
НазваниеПрименение модельно-ориентированных семантических сетей в задача
Дата04.03.2013
Размер86.09 Kb.
ТипЗадача
ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ СЕМАНТИЧЕСКИХ СЕТЕЙ В ЗАДАЧАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Верлань А.Ф., Олецкий А.В.


Рассматриваются вопросы, связанные с построением графа информационного посредничества, который может лечь в основу проектирования распределенных веб-ориентированных информационных систем. Обсуждаются вопросы, связанные с применением XML и с возможным применением описываемой методики в системах управления контентом.


Характерной особенностью современных веб-ориентированных информационных систем является отход от традиционной трёхуровневой клиент-серверной архитектуры и переход к архитектуре распределённых объектов. Во многом это связано с принципиальной гетерогенностью источников данных, которые могут представлять собой как традиционные реляционные базы данных, так и текстовые данные; документы, написанные на естественных языках; XML-документы, построенные на основе различных словарей и схем [1]; внешние веб-сервисы [2] и т.п. Разнородными часто оказываются и средства промежуточного уровня, предназначенные для обработки данных. Для написания отдельных модулей часто применяются разные языки программирования; могут использоваться различные архитектуры распредёленных приложений [3,4] и т.п. Всё это порождает очевидные проблемы, связанные с совместимостью, повторным использованием и интегрируемостью отдельных модулей, а также с надёжностью и наращиваемостью таких систем в целом.

Важным является и то, что веб-программирование становится всё более контентно-ориентированным, то есть декларативным и управляемым данными. Основной акцент должен делаться не на процедурах обработки, а на описании самих данных и на средствах решения основной задачи веб-ориентированных информационных систем: извлечь информацию, необходимую конкретному клиенту, и представить её в виде, подходящем для этого клиента. В связи с этим следует отметить необходимость интеллектуализации процедур обработки данных, и, соответственно, их тяготение к декларативному программированию.

Актуальной проблемой является развитие интеллектуализированных систем управления контентом, предназначенных для автоматизированного создания сложных веб-ориентированных систем и их дальнейшей поддержки.

В построении распределённых информационных систем доминируют эвристические подходы. Появление новых инструментальных средств существенно опережает развитие строгой систематизированной теории, которая могла бы лечь в основу эффективного использования этих средств. Не вызывает сомнений, что в основе такой теории должен лежать объектно-ориентированный онтологический анализ, с одной стороны – предметной области, а с другой – обработчиков информации. Такой анализ должен учитывать как свойства отдельных информационных единиц, так и связи между ними.

При этом, кроме традиционных иерархий, непосредственно описывающих онтологию предметной области и связанных с наследованием и агрегацией, необходимо рассматривать связи между потребителями и источниками информации, в частности – между информацией, доступной системе, и данными, передаваемыми клиенту. Структуру этих связей естественно представить как ориентированный граф, связывающий поставщиков и потребителей информации. Такой граф можно назвать графом информационного посредничества. в рассмотрение вовлекаются связи типа «издатель-подписчик» и «модель-вид-контроллер»; при этом могут быть применены соответствующие шаблоны проектирования [4, 5]. Граф информационного посредничества может быть перестраиваемым; это позволяет разделить возможность передачи информации и её фактическую передачу. Важным при этом представляется и применение подходов, основанных на методах децентрализованного управления в системах распределённого искусственного интеллекта, в частности, подходов, характерных для агентно-ориентированного программирования [6-8].

Граф информационного посредничества естественно рассматривать как некоторую разновидность фреймово-семантических сетей [6]. При этом узлы выступают как формы представления тех или иных информационных единиц, а дуги соответствуют двум основным типам процедур:

  • процедурам, позволяющим искать необходимую информацию в соответствии с запросом клиента;

  • процедурам, позволяющим переходить от одной формы представления информации к другой.

Такая сеть во многом подобна функциональной сети, рассмотренной в [9], где описывалось её применение для выбора методов и алгоритмов решения определённого класса математических задач (интегральных уравнений Фредгольма первого рода). Важно отметить, что многие формализмы, характерные для информационных потоков, возникающих в этих задачах, могут быть по аналогии применены и для анализа аналогичных потоков в гетерогенных веб-ориентированных системах.

Рассматриваются два основных типа моделей: информационные модели, описывающие базовую информацию, и структурные (порождающие) модели, описывающие различные формы представления этой информации. Подобно подходу, рассмотренному в [9], процесс формирования конкретной информационной единицы I можно представить в виде I=R(M,S), где M – базовая информация; Sдекларативно описанная структурная модель, определяющая ее представление. При этом сами описания представлений также рассматриваются как равноправные информационные единицы, и к ним может быть применён аналогичный подход.

В качестве основных классов, позволяющих работать с подобным модельно-ориентированным графом информационного посредничества, рассматриваются следующие:

  • информационные узлы («модели»), информация в которых содержится в наиболее абстрактном и независимом от представления виде;

  • классы, позволяющие в соответствии с запросом пользователя извлечь необходимую информацию;

  • классы, порождающие на основе заданной информации и соответствующей структурной модели конкретную форму её представления («вид»); в сочетании с классами предыдущего типа такие классы выступают в роли «клиентов» или «подписчиков» информации; таким образом, с одной фиксированной «моделью» может ассоциироваться целое семейство «видов».

  • классы-преобразователи, позволяющие переходить от одной формы представления к другой;

  • классы-контроллеры, позволяющие корректировать информацию, содержащуюся в информационной системе; при этом изменение «модели» автоматически передаётся всем «видам», что обеспечивает необходимый уровень автоматической актуализации данных в информационной системе (например, изменение одной страницы веб-сайта приводит к автоматическому изменению всех связанных с ней страниц);

  • дополнительные сервисные классы, позволяющие сравнивать между собой формы представления данных и выбирать из них наиболее подходящие (поскольку выбрать наиболее подходящую форму заранее часто не представляется возможным); минимизировать цепочки информационной подписки; обеспечивать необходимый уровень защиты информации, идентификации и аутентификации пользователей и т.п.

Иерархия связей между поставщиками и потребителями информации может оказаться многоуровневой, поскольку «вид», полученный на некотором промежуточном уровне, сам становится «моделью» для потребителей информации, находящихся на следующем уровне. Например, в типичной системе управления контентом контент как выборка из информационной базы, с одной стороны, выступает как «вид» для данных о предметной области, хранящихся в системе, а с другой – как «модель» для визуального представления, отображаемого браузером; в рассмотрение вовлекаются шаблоны, задающие структуру страниц, навигацию по сайту и т.п.

Могут быть рассмотрены различные типы взаимодействия между потребителями и поставщиками информации, в частности, следующие:

  • простая подписка;

  • коммутируемая подписка;

  • «классная доска»;

  • информационный брокераж и т.п.

Таким образом, обработка клиентского запроса естественным образом распадается на два основных этапа:

  • извлечение базовой информации, релевантной запросу;

  • последовательность трансформаций, необходимых для представления информации в нужном виде; этой последовательности можно поставить в соответствие некоторый путь на графе информационного посредничества.

Представляется наиболее целесообразным хранить базовую информацию на основе сочетания XML-файлов и реляционных баз данных. XML-файлы отображают общую структуру информационной системы и описывают подключаемые источники данных; при этом используется модель на основе графа полуструктурированных данных [10]. Этот каркас информационной системы представляет собой её стабильную и редко изменяемую основу. Он должен быть непосредственно связан с онтологией предметной области; более чётко – в системе должны быть предусмотрены формализмы, позволяющие отображать онтологию предметной области на структуру базового XML-представления. В частности, на этом уровне рассматриваются классы предметной области и связи между ними, а также базовые знания о классах-обработчиках и о структурных моделях. Может быть поставлена задача автоматизированной генерации подобных описаний. С другой стороны, кортежи реляционных баз данных должны содержать конкретные информационные единицы (экземпляры классов), которые часто удаляются, пополняются, модифицируются и т.п., и для работы с ними можно использовать стандартные технологии запросов к базам данных. При этом систему можно спроектировать так, чтобы обеспечить лёгкий переход от одной формы представления к другой (в случае высокого уровня структурированности данных можно установить соответствие между элементами XML-файла и кортежами реляционной базы данных).

Такой подход позволяет устранить, с одной стороны, недостатки, присущие чисто реляционному хранению данных, а с другой - значительное дублирование, присущее хранению информации в XML-файлах из-за многократного повторения имён элементов. Более того, в такой системе легко предусмотреть возможность использования собственных форматов данных, которые могут оказаться ещё более экономичными. В частности, могут быть использованы различные алгоритмы сжатия данных: фракталы и вейвлет-анализ, метод главных компонент и интегральное преобразование Карунена-Лоэва [11, 12]. Внешнее же приложение, запрашивающее информацию, получит требуемые данные в стандартном виде.

Естественно, могут быть легко подключены источники данных и промежуточные представления любых других типов (текстовые файлы, мультимедиа, внешние веб-ресурсы и т.п.). Здесь XML-разметка также может выступать как важное средство для описания семантически значимых данных; в частности, на её основе может решаться задача актуализации информационных ресурсов.

Дальнейшая разработка формализмов для описания веб-ориентированных информационных систем позволит решить ряд вопросов, связанных с автоматизацией их проектирования, разработки и поддержки. Это может оказаться полезным, в частности, при создании систем управления контентом в сложных гетерогенных средах.

ЛИТЕРАТУРА


  1. Холзнер С. XML. Энциклопедия. – СПб: Питер, 2004. – 1101 с.

  2. Ньюкомер Э. Веб-сервисы. Для профессионалов. - СПб: Питер, 2003. – 256 с.

  3. Цимбал А., Аншина М. Технологии создания распределённых систем. Для профессионалов. - СПб: Питер, 2003. – 576 с.

  4. Фаулер М. Архитектура корпоративных программных приложений. – М.:Изд. дом «Вильямс», 2004. – 544 с.

  5. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. –СПб:Питер, 2003. – 368 с.

  6. Люгер Дж.Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем. - М.:Изд. дом «Вильямс», 2003. – 864 с.

  7. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб:Питер, 2000. – 384 с.

  8. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям. – М.:Эдиториал УРСС, 2002. – 352 с.

  9. Верлань А.Ф., Горошко И.О., Олецкий А.В. Объектно-ориентированная архитектура интеллектуального решателя задач обработки и интерпретации экспериментальных зависимостей. //Моделювання та інформаційні технології. Збірник наукових праць. Вип.1. - Львів, Світ, 1999. - С.11-18.

  10. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс. - М.:Изд. дом «Вильямс», 2003. – 1088 с.

  11. Уэлстид С. Фракталы и вейвлеты для сжатия изображений в действии. – М.:Триумф, 2003. – 302 с.

  12. Олецкий А.В. О применении интегрального разложения Карунена - Лоэва при моделировании динамических систем. // УСиМ, 1999, №2. - С.12-15.

Похожие:

Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconИспользование семантических сетей, расширенных деревьями И/или для представления структурно-динамических знаний в интеллектуальных системах
Ставления структурно-динамических знаний при помощи семантических сетей, расширенных деревьями И/или. Подобная модель сочетает в...
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconСтатья посвящена теоретическому противостоянию сторонников естественного и модельно-целевого подходов в отечественной геологической науке в 1960-80-х гг.
История спора и методологические позиции сторонников естественного и модельно-целевого подходов
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconТензорный метод двойственных сетей и управление устойчивым развитием
В статье рассматриваются тензорная методология в теории систем, метод двойственных сетей, алгоритмы расчета сетей при изменении структуры,...
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconСтатья из серии, посвященной анализу группообразующих социальных сетей общественно-политической направленности, призванных содействовать консолидации и возрождению общества, решению задач общественного развития
В данной статье рассматриваются возможности, категории, модели и принципы функционирования группообразующих социально-ориентированных...
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconСистемное программирование -1 (рук. Марчук А. Г., Бульонков М. А.)
Боярский Станислав Андреевич (рук. Марчук А. Г.) Особенности построения фактографических семантических сетей
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconСочинение на предложенную тему
Применение коз (компетентностно-ориентированных заданий) при подготовке к гиа и егэ
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconПрименение информационных технологий при прогнозировании экономических процессов с помощью нейронных сетей. Выпускная работа по «Основам информационных технологий» Магистранта кафедры экономической информатики и математической экономики
Применение информационных технологий при прогнозировании экономических процессов с помощью нейронных сетей
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconЗадача 65-80 16 задача 81-90 18 задача 91-100 18 задача 101-110 20 задача 111-121 20 задача 122-131 21 задача 132-141 24 Цель и задачи дисциплины Основная цель реализации дисциплины «Математика»
...
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconПроектирование бд методом сущность-связь. Er-диаграммы
Потребности проектировщиков баз данных в более удобных и мощных средствах моделирования предметной области вызвали к жизни направление...
Применение модельно-ориентированных семантических сетей в задача iconМ. Н. Гринев Институт системного программирования ран
Почему объектно-ориентированных программистов не устраивают ни объектные расширения sql-ориентированных баз данных, ни оосубд?
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница