О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем

Предложен онтологический подход для создания модели пользователя при проектировании интеллектуального интерфейса информационной системы (ИИС). Данный подход позволяет учесть совокупность понятий и связей между ними, имеющих место при взаимодействии пользователя с ИИС. Приведен пример построения мета...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2006
Hauptverfasser:	Яковлев, Ю.С., Курзанцева, Л.И.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2006
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6452
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем / Ю.С. Яковлев, Л.И. Курзанцева // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2006. — № 5. — С. 109-116. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-6452
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-64522010-03-05T12:00:39Z О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем Яковлев, Ю.С. Курзанцева, Л.И. Предложен онтологический подход для создания модели пользователя при проектировании интеллектуального интерфейса информационной системы (ИИС). Данный подход позволяет учесть совокупность понятий и связей между ними, имеющих место при взаимодействии пользователя с ИИС. Приведен пример построения мета-онтологии предметной области "Модель пользователя". Ontological approach is offered for creation of model of user at designing of intellectual interface of the informative system (IIS). This approach allows to take into account the collection of concepts and connections between them, having a place at interaction of the user with IIS. The example of developing меtа-ontology of subject domain is described. 2006 Article О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем / Ю.С. Яковлев, Л.И. Курзанцева // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2006. — № 5. — С. 109-116. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1817-9908 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6452 681.324 ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Предложен онтологический подход для создания модели пользователя при проектировании интеллектуального интерфейса информационной системы (ИИС). Данный подход позволяет учесть совокупность понятий и связей между ними, имеющих место при взаимодействии пользователя с ИИС. Приведен пример построения мета-онтологии предметной области "Модель пользователя".
format	Article
author	Яковлев, Ю.С. Курзанцева, Л.И.
spellingShingle	Яковлев, Ю.С. Курзанцева, Л.И. О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
author_facet	Яковлев, Ю.С. Курзанцева, Л.И.
author_sort	Яковлев, Ю.С.
title	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
title_short	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
title_full	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
title_fullStr	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
title_full_unstemmed	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
title_sort	о применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем
publisher	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
publishDate	2006
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6452
citation_txt	О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем / Ю.С. Яковлев, Л.И. Курзанцева // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2006. — № 5. — С. 109-116. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT âkovlevûs oprimeneniiontologiidlâpostroeniâmodelipolʹzovatelâinformacionnyhsistem AT kurzancevali oprimeneniiontologiidlâpostroeniâmodelipolʹzovatelâinformacionnyhsistem
first_indexed	2025-07-02T09:23:20Z
last_indexed	2025-07-02T09:23:20Z
_version_	1836526549216526336
fulltext	Комп’терні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 109 Y.S. Jakovlev, L.I. Kurzantseva. ABOUT APPLICATION OF ONTOLOGY FOR CONSTRUCTION OF MODEL OF USER OF INFORMATIVE SYSTEMS Ontological approach is offered for creation of model of user at design- ing of intellectual interface of the informative system (IIS). This ap- proach allows to take into account the collection of concepts and con- nections between them, having a place at interaction of the user with IIS. The example of developing меtа- ontology of subject domain is de- scribed. Предложен онтологический под- ход для создания модели пользо- вателя при проектировании ин- теллектуального интерфейса ин- формационной системы (ИИС). Данный подход позволяет учесть совокупность понятий и связей между ними, имеющих место при взаимодействии пользователя с ИИС. Приведен пример построе- ния мета-онтологии предметной области “Модель пользователя”.  Ю.С. Яковлев, Л.И. Курзанцева, 2006 УДК 681.324 Ю.С. ЯКОВЛЕВ, Л.И. КУРЗАНЦЕВА О ПРИМЕНЕНИИ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ При разработке ИИС во многих случаях це- лесообразно применять онтологический под- ход к описанию предметной области, по- скольку онтология обладает такими свойст- вами, как наличие иерархии понятий (объек- тов) в предметной области, возможность описания важных свойств каждого объекта, связей между ними, сопоставление одного или нескольких понятий и др., что позволяет качественно и достаточно обоснованно по- дойти к проектированию ИИС. Любое поня- тие описывается в онтологии через кванты знания, раскрывающие суть понятия либо иллюстрирующие его применение. Онтоло- гия позволяет классифицировать предмет- ную область, гибко перестраивать структуру и взаимосвязи. Существует несколько определений онто- логий [1–3]. Приведем наиболее общее: «Он- тология – это формальное описание некото- рой предметной области независимо от ее действительной природы». Рассмотрим применение онтологического подхода для создания модели пользователя интеллектуального интерфейса (ИИ) инфор- мационной системы (ИИС). Модель пользователя – обязательная со- ставная компонента ИИ, ориентированного на пользователей с разными уровнями подго- товки для работы с компьютером, с различ- ными умственными, психологическими и физиологическими возможностями. Существуют различные методы и алгорит- мы для создания модели пользователя ИИ, Ю.С. ЯКОВЛЕВ, Л.И. КУРЗАНЦЕВА ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 110 Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 построенного с использованием принципов искусственного интеллекта [4–6]. Эти модели используют методы, отражающие функции и функционирование ИИ, в том числе – с применением онтологического подхода. В работе [7] пред- ставлены классификации моделей пользователя, однако ни одна из моделей не учитывает многообразия взаимосвязей различных объектов, субъектов, понятий, характерных для ИИ информационной системы. Кроме того, использование он- тологии для процесса проектирования модели пользователя при разработке ИИ не известны. Поэтому применение онтологического подхода – задача весьма актуальная и может представлять значительный интерес для специалистов в области ИИ, так как позволяет оперативно создавать интерфейс с учетом особенностей пользова- тельских задач и требований к интерфейсу со стороны конкретного пользовате- ля, повысив эффективность работы системы. В соответствии с этим предлагается подход к построению модели пользова- теля, учитывающий совокупность понятий и связей между ними, имеющих ме- сто при взаимодействии пользователя с ИИС и формализовано подойти к ее соз- данию, что существенно может снизить трудоемкость и сроки проектирования. Решение задачи построения модели пользователя в предлагаемой постанов- ке – это выявление совокупности характеристик индивидуального пользователя (или классов пользователей) с целью обеспечения возможности ИИС приспо- сабливать свою работу к потребностям, возможностям и целям пользователя [8]. В целом задача создания модели включает учет совокупности следующих процессов, происходящих во время работы пользователя с ИИС:  сбор персональной информации о пользователе;  наблюдение за пользователем в процессе работы;  выводы предположений о характеристиках пользователя;  прогнозирование действий пользователя;  проверка предположений на согласованность;  передача предположений системе для адаптации ее под характеристики конкретного пользователя. На рис. 1 показан пример построения фрагмента мета-онтологии предмет- ной области – “Модель пользователя ИИС”. Предполагается, что такого рода мета-онтология может быть использована при создании базы знаний системы информационной поддержки. Пояснения к рис. 1 приведены в табл. 1–3, где ука- заны обозначенные категории первого (мета-уровня) и соответственно после- дующих уровней. Основная информация при построении модели пользователя  информация о методах формирования модели и ИИ в целом [9]; о процессах и взаимосвя- зях между ИИС и пользователем, происходящих во время работы пользователя с системой; о характеристиках пользователя при работе с ИИС и требуемых пара- метрах интерфейса. О ПРИМЕНЕНИИ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ... _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Комп’терні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 111 Обозначения: a1: = [содержат, включают]; a2: = [используют]; a3: = [определяют]; a4: = [пред- ставлены]; а5: = [различаются, отличаются]; а6: = [часть целого]; а7: = [вид, разновидность]. РИС. 1. Пример построения мета-онтологии создания модели пользователя В соответствии с этим основными категориями мета-уровня, по нашему мнению, являются (рис. 1): искусственный интеллект 1; информационная систе- ма 2; требования к интерфейсу «ЭВМ-пользователь» 3; методы взаимодействия пользователя с системой 4; методы формирования модели пользователя 5; мето- ды прогноза действий пользователя 6; сбор информации о пользователе 7; аппа- ратно-программная поддержка интерфейса пользователя 8; исходная информа- ция для построения модели 9; функции интерфейса со стороны ИИС 10; модель пользователя 11. a2 a4 a5 a3 Требования к ин- терфейсу «ЭВМ- пользователь» 3 a2 a2 a3 a3 a3 a3 a3 Искусст- венный интеллект 1 Информацион- ная система 2 Методы про- гноза дейст- вий пользо- вателя 6 Методы формирова- ния модели 5 Методы взаимодействия пользователя с системой 4 Функции ин- терфейса со стороны ИИС 10 Средства аппарат- но-программной поддержки интерфейса поль- зователя 8 Исходная ин- формация 9 Модель пользова- теля 11 Сбор инфор- мации о поль- зователе 7 a1 а2 а3 а3 а3 а2 а3 а3 а3 а3 а3 a2 а3 a1 a4 a1 a1 a1 а5 а7 а5 Ю.С. ЯКОВЛЕВ, Л.И. КУРЗАНЦЕВА ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 112 Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 ТАБЛИЦА 1. Представление категорий мета-уровня (первого уровня) и их отношений для онтологии предметной области «Модель пользователя» Категории мета-уровня Отношения Категории мета-уровня Модель пользователя Использует (a2) Методы прогнозирования действий пользователя Методы формирования модели Методы взаимодействия пользователя с системой Модель пользователя Определяет (a3) Средства аппаратно-программной поддержки при взаимодействии пользователя с системой Модель пользователя Содержит (a1) Исходную информацию, необходимую для созда- ния модели Функции интерфейса со стороны ИИС Функции интерфейса со стороны ИС Определя- ют (a3) Средства аппаратно-программной поддержки Методы взаимодействии пользователя с системой Средства аппаратно- программной поддерж- ки при взаимодействии пользователя с систмой Представ- лены (a4) Исходной информацией, используемой для созда- ния модели пользователя Методы взаимодейст- вия пользователя с си- стемой Определя- ют (a3) Средства аппаратно-программной поддержки при взаимодействии пользователя с системой Сбор информации о пользователе Исходную информацию, необходимую для созда- ния модели Методы взаимодейст- вия пользователя с си- стемой Использу- ют (a2) Методы прогноза действий пользователя Сбор информации о пользователе Определяет (a3) Исходную информацию, необходимую для созда- ния модели пользователя Требования к интер- фейсу «ЭВМ – пользо- ватель» Определя- ют (a3) Средства аппаратно-программной поддержки при взаимодействии пользователя с системой Методы взаимодействия пользователя с системой Функции интерфейса со стороны ИИС Искусственный интел- лект (принципы) Определяет (a3) Требования к интерфейсу «ЭВМ – пользователь» Методы формирования модели Методы прогноза действий пользователя Информационные си- стемы Определя- ют (a3) Требования к интерфейсу «ЭВМ – пользователь» Каждая из категорий (классов понятий) мета-уровня может быть представ- лена через подклассы понятий более низкого, второго уровня, которые в свою очередь представляются через подклассы понятий третьего уровня и т.д. Напри- мер, категории вышеобозначенного мета-уровня можно представить через под- классы понятий второго уровня следующим образом: - методы прогноза действий пользователя включают (a1): когнитивное мо- делирование; поиск образцов; применение библиотеки действий; библиотеки ошибок; системы-оболочки; модельную логику и др. О ПРИМЕНЕНИИ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ... _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Комп’терні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 113 Сбор информации о пользователе отличается (a5): подходом к сбору инфор- мации; методами получения информации о пользователе; временем сбора ин- формации; инициатором сбора; конфиденциальностью представления; видами диагностики и др. Средства аппаратно-программной поддержки при взаимодействии пользо- вателя с системой различаются (a5): операционными системами; инструменталь- ными программами; сервисными программами; аппаратным обеспечением (кла- виатура, мышь, трекбол, джойстик, экран, чувствительный к касаниям и т.д.). Исходная информация представляется (a4): разновидностями действий поль- зователя; персонифицированными данными о пользователе; информацией о сре- де; сроками хранения; историей получения информации и др. Модель пользователя имеет разновидности (a7): профиль пользователя и непосредственно модель пользователя. Функции интерфейса со стороны ИИС различаются (a5): назначением сис- тем (системы управления, адаптивные обучающие системы, экспертные систе- мы, информационно-поисковые системы и т. д.) и др. Более подробно представление некоторых категорий через подклассы по- следующих уровней приведены в табл. 2 и 3. ТАБЛИЦА 2. Обозначение подклассов второго и третьего уровней категории мета- уровня «Сбор информации о пользователе» Второй уро- вень Отноше- ние Третий уровень Подход к сбо- ру информа- ции Различают (a5) Явный (ASK, GRUNDY системы) Неявный Явный и неявный (система THOVAS) Методы полу- чения инфор- мации о поль- зователе Различают (a7) Прямые (активные): – предварительный опрос пользователя; – выполнение тестов, заданий; – оценка реакции пользователя на инициированное сис- темой воздействие; – генерация контекстно-зависимых запросов Косвенные (пассивные): – протоколирование последовательности действий пользователя в течение всего сеанса работы; – определение знаний, убеждений, предпочтений путем анализа процесса взаимодействия; – применение методик распознавания планов, намерений и целей пользователя Время сбора информации Различают (a5) До первого взаимодействия с системой В течение взаимодействия несколько раз Постоянно Инициатор сбора инфор- мации Различают (a5) Пользователь Система Ю.С. ЯКОВЛЕВ, Л.И. КУРЗАНЦЕВА ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 114 Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 Окончание табл. 2 Второй уро- вень Отношение Третий уровень Виды диаг- ностики Различают (a5) Тесты Тестовые задания Предостав- ление кон- фиденциаль- ности Имеет раз- новидно- сти (a7) Гарантия Анонимность: – содержания; – процедур и др. ТАБЛИЦА 3. Обозначение подклассов второго и третьего уровней категории мета-уровня «Исходная информация» Второй уровень Отношение Третий уровень Данные о действиях пользователя при ре- шении задачи на ИИС Представлены (a4) Разновидностями действий пользователя и их подсчет (путем наблюдения); частотой и последовательностью наблю- даемых действий и их регулярностью Персинифицированные данные о пользователе Содержат (a1) Демографические характеристики (пол, возраст, антропометрические данные); существующие (недостающие) знания как пользователя ИИС; способности в области освоения и исполь- зования средств вычислительной техники; опыт и умение пользователя при взаимо- действии с ИИС; правильное (неправильное) понимание его роли в среде интеллектуального интерфей- са ИИС; предпочтения и склонности к атрибутам интеллектуального интерфейса ИИС; цели и планы при решении на ИИС поль- зовательской задачи; личная (социальная) заинтересованность в результатах решения своей задачи; когнитивные особенности: (характеристи- ки когнитивного стиля), индуктив- ная/дедуктивная стратегия мышления; специфические особенности пользователя (ограничения психологического, физического характера и т. д.); другое Сроки хранения ин- формации Различают (a5) Долгосрочные; краткосрочные; динамически изменяемые О ПРИМЕНЕНИИ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ... _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Комп’терні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 115 Окончание табл. 3 Второй уровень Отношение Третий уровень Иформация о среде пользователя при взаи- модействии с ИИС Содержит (a1) Аппаратное и программное обеспечение пользователя, необходимое для решения задачи; характеристики используемого интерфей- са ИИС; текущее местонахождение пользователя (офис, дом, мобильное состояние и т. д.) История получения информации Содержит (a1) Имеющиеся ранее попытки пользователя получения нужной информации от ИИС; цель и количество его обращений за помо- щью к подсистеме помощи и подсказок ИИС; перечень и характеристика задач, ранее выполненных пользователем с использо- ванием ИИС. Аналогично могут быть составлены таблицы для остальных классов поня- тий мета-уровня, при этом количество представляемых уровней для каждого класса определяется необходимой степенью детализации процесса, объекта или субъекта применительно к поставленной задаче проектирования либо классифи- кации. Следует отметить, что пока не существует единой строгой теории построе- ния онтологии для любой предметной области, хотя уже появились первые ва- рианты стандартов по практическому построению и формализованному пред- ставлению онтологии [10]. Однако вопросы формирования классов и подклас- сов, установления отношений между ними, выбор оптимальной степени детали- зации объектов и многое другое – это все еще отдается на усмотрение разработ- чика онтологии. Для каждой предметной области в принципе может быть столь- ко вариантов онтологий, сколько различных разработчиков принимало участие в их создании. С этой точки зрения наиболее важными является сам подход к по- строению онтологии, учитывающий особенности предметной области, для ко- торой создается онтология, а также обоснованное выделение классов понятий мета-уровня и соответствующих отношений между ними. Это определяет сво- его рода методологию (единый стержень) проектирования конкретного объекта (в частности – интеллектуального интерфейса ИИС) и ограничивает множество конечных вариантов решений, определяемых спецификой разработчика. Представленный в данной работе материал является актуальным и весьма полезным для разработки интеллектуального интерфейса ИИС, поскольку пред- ставленный фрагмент онтологии включает множество составляющих, влияющих на процесс построения ИИ с учетом разносторонних параметров пользователя. Это особенно важно при создании специализированных ИИС, при работе с ко- торыми является недопустимой какая-либо ошибка или неточность действий пользователя. Предложенный подход построения онтологии при создании ИИ Ю.С. ЯКОВЛЕВ, Л.И. КУРЗАНЦЕВА ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 116 Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 хорошо сочетается с возможностью применения перспективной многоагентной технологии, при этом соответствующим агентам могут быть назначены функции сбора информации о пользователе, получения и анализа исходной информации для построения модели [11]. Кроме того, предложенный пример построения фрагмента мета-онтологии предметной области – «Модель пользователя» ИС, может быть использован в качестве компоненты базы знаний системы информационной поддержки при создании ИИ, что может существенно сократить трудоемкость и сроки проекти- рования ИИС. 1. Палагин А.В., Яковлев Ю.С. Системная интеграция средств компьютерной техники. Мо- нография.– Винница: УНІВЕРСУМ.  Вінниця, 2005. – 680 с. 2. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб.: Пи- тер, 2001. – 384 с. 3. Некипелов Н., Шахиди А. Онтология анализа данных. – http://forum.basegroup.ru/ tech/ ontology.htm. 4. Kules В. User Modeling for Adaptive and Adaptable Software Systems. – http://www.otal.umd.edu/UUGuide/jingwu/ usermodel.htm. 5. Encarnacao М. Components. – http://www.gris.uni-tuebingen.de/gris/proj/guis/Papers/DISS/node19.html. 6. Kobsa А. Supporting User Interfaces for All Through User Modeling. – http://www.ics.uci.edu/%7Ekobsa/papers/1995-HCI95-kobsa.pdf. 7. Ночевнов Д.П. Системный анализ методов адаптации информационного поиска в ин- формационно-поисковых системах // Обчислювальна техніка і автоматика. Вісн. ЧДТУ. – 2002. – № 4. – C. 36–40. 8. Авербух В.Л., Авербух Н.В., Перевалов Д.С. и др. Постановка проблемы психологического обоснования моделирования пользователей при разработке специализированных визу- альных систем. – http://www.graphicon.ru/ proceedings 2005/papers/Averbukh1.htm. 9. Waern A. What is an Intelligent Interface? – http://www.sics.se/~annika/papers/intint.html. 10. Верников Г. Стандарт онтологического исследования IDF5. – http://consulting.ru/econs_wp_3651. 11. Курзанцева Л.И. О применении агентной технологии при создании интеллектуального пользовательского интерфейса // Комп’ютерні засоби, мережі та системи: Зб. наук. пр.– К.: Ін-т кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, 2003. – № 2. – С. 15 – 24. Получено 28.04.2006

О применении онтологии для построения модели пользователя информационных систем

Institution

Ähnliche Einträge