1506

УДК 681.3 (075)

Лахов, А.Я. Интеллектуальные системы и технологии: учебно-методическое пособие / А.Я. Лахов ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 63 с. : ил. – Текст : электронный.

Приведены указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии», рассмотрены содержание и последовательность выполнения курсовой работы. В методических указаниях представлены варианты заданий и пояснения к выполнению курсовой работы по разработке онтологии заданной предметной области в редакторе и браузере SWOOPв рамках курса «Интеллектуальные системы и технологии».

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения курсовой работы по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, профиль Искусственный интеллект в системах и сетях передачи данных

А. Я. ЛаховННГАСУ. 2022.

Задание на курсовую работу

Используя редактор и браузер онтологий SWOOP v. 2.3 выполнить разработку онтологии на языке RDF на основании индивидуальных исходных данных.

Разработать тезаурус заданной предметной области. Представить термины и определения терминов в табличном виде. Выделить из списка терминов классы, индивиды и свойства.

Создать иерархическую структуру классов заданной предметной области. Создать объектные свойства, связывающие некоторые классы из

структуры классов.

Создать свойства – значения для некоторых классов.

Выполнить запросы к онтологии (отбор всех индивидов онтологии, фильтрация индивидов определенного класса).

Представить разработанную онтологию в виде программы на языке RDFпользуясь редактором и браузером онтологий SWOOP (создать набор классов описывающих заданную предметную область, создать объектные свойства, создать свойства отражения на типы).

Осуществитьнавигацию в созданной онтологии пользуясь программой

SWOOP.

Требования к оформлениюкурсовой работы

Пояснительная записка включает в себя: титульный лист, содержание, задание на курсовую работу(описание метаонтологии, описание предметной онтологии, описание онтологии задач), тезаурус заданной предметной области (термины и определения терминов в табличном виде),иерархическую структуру классов заданной предметной области в виде древовидной структуры (скриншот),объектные свойства, связывающие некоторые классы из структуры классов (скриншот), свойства – значения для некоторых классов (скриншот), запросы к онтологии (отбор всех индивидов онтологии (скриншот), фильтрация индивидов определенного класса (скриншот)), программу на языке RDF, представляющую разработанную онтологию (классы, описывающие заданную предметную область, объектные свойства, свойства - значения), сеанс навигации в онтологии в виде последовательности скриншотов с комментариями.

Варианты заданий на курсовую работу

Вариант 1.Компьютерное проектирование в архитектуре.

Метаонтология:

ArchiCAD-пользовательский интерфейс, -команды и инструменты, управление проектом, библиотеки и дополнения, атрибуты, ввод данных, базовые приемы черчения, управление изображением, размеры, работа с текстовыми объектами, выделение и группирование элементов, редактирование положения, редактирование геометрии.

Предметная онтология:

Виды объектовстены, колонны, балки, перекрытия, фермы, крыши, лестницы и пандусы, окна и двери,

Операцииформирование конструкций крыши, композиция проектов, совместная работа с AutoCAD, внесение замечаний в проект, коллективная работа в проекте, формирование узлов и рабочих листов, создание реалистических изображений, съемка проекта, макетирование конструкторской документации, вывод и публикации проекта.

Онтология задач:

GDL-программирование - элементы GDL, программирование в 3D пространстве, создание 2D скриптов, GDL объекты, операции с GDL объектами, GDL скрипты атрибутов, использование GDL скриптов для управление проектом, графический метод создания библиотечных элементов.

Вариант 2. Компьютерный расчет конструкций

Метаонтология:

MSC.Nastran и MSC.Patran - состав и конфигурирование ирограмм, среда моделирования в Patran.

Геометрия - основы геометрического моделирования, способы создания 3D моделей, создание объемов, создание твердых тел, кривые на поверхностях, системы координат, использование срединной поверхности, редактирование геометрии.

Конечные-элементы - материалы, узлы и элементы, построение конечноэлементной сетки, редактирование сетки

Нагрузки и воздействия - типы нагрузок, объемные, узловые и элементные нагрузки, манипулирование нагрузками, граничные условия

Предметная онтология:

Расчет конструкций в Nastran - основы методы конечных элементов, статический расчет пластины, устойчивость пластины, статический расчет балки, собственные частоты и формы колебаний/

Задача расчета - линейный статический анализ, устойчивость элементов конструкции, нелинейный анализ, контактная задача, динамический анализ конструкций, расчет тепловых воздействий.

Онтология задач:

Вывод результатов в Patran - преобразовании выходных данных (задание значений векторов, преобразование в новую систему координат), получение числовых значений результатов (запрос, не форматированная таблица данных, таблица в заданном формате), получение результатов в графической форме (напряжений, деформаций).

Вариант 3. Языки сценариев.

Метаонтология:

Характеристики языка сценариев: алфавит, словарный запас, грамматика и синтаксис, семантика.

Понятия языка сценариев: операторы, идентификаторы, переменные, функции, процедуры, модули, классы, объекты, методы.

Графический интерфейс пользователя: элементы управления, свойства, события, событийные процедуры.

Наследование, предопределенные процедуры.

Предметная онтология:

Языки сценариев предназначены для комбинирования компонентов (построения пользовательского интерфейса из имеющихся элементов управления, формирования ковейеров обработки потоков данных). Используются для дополнения готовых компонентов новыми возможностями. Для них характерно отсутствие типизации, все элементы используются одинаково и взаимозаменяемы

(Tcl, VisualBasicScript, JavaScript, PatranCommandLangauge). Код и данные часто взаимозаменяемы. Программы могут генерировать другие программы. Компонент или значение может использоваться в любой ситуации.

Системы разработки приложений имеют удобный графический интерфейс. Однако, для расширения возможностей элементов управления лучше подходят языки сценариев.

Interntобеспечивает доступ к большому количеству существующих объектов. Языки сценариев обеспечивают совместное использование этих компонентов.

Онтологиязадач:

PCL (Patran Command Language) – базисные операторы: присваивания, условный и безусловный переход, пустой оператор. Производные операторы: составной оператор, оператор выбора, оператор цикла, оператор присоединения.

Вариант 4. Алгоритмы

Метаонтология:

Алгоритм - определение

Свойства - дискретность, определенность, результативность, массовость.

Предметная онтология:

Виды алгоритмов: - детерминированные, стохастические, эвристические алгоритмы (по содержанию); - линейные, разветвляющиеся, циклические (по форме).

Методы представления алгоритмов: словесные (на естественном языке), графические (в виде блок-схем), псевдокоды (полуформализованное описание на условном языке).

Блоки: процесс, решение, модификация, предопределенный процесс, ввод-вывод, пуск-останов.

Онтология задач:

Структурный подход к программированию: функциональный блок, условные конструкции, блок цикла.

Методы конструирования программ: "сверху вниз", "снизу вверх", комбинированный метод.

Типичные задачи: нахождение максимального из двух значений.

Вариант 5.Микропроцессоры Intel

Метаонтология:

Функции микропроцессора: выборка команд из ОЗУ, декодирование команд, выполнение операций, обработка прерываний, управление устройствами.

Устройство микропроцессора: арифметически-логическое устройство, устройство управления, регистры.

Регистры: счѐтчик адреса команд, указатель стека, регистр состояния, рабочие регистры.

Предметная онтология:

Intel 4004 - время появления 1971, характеристики,

Intel 8080 - время появления 1974, характеристики, стек внешней памяти,

Intel 8086 - время появления 1978, 6-ти битный процессор, 16-ти битные внутренние регистры,

Intel 8286 - время появления 1982, способность работать в 2х режимах - режим реального адреса, защищѐнный режим,

Intel 386 - время появления1985, 32-х битный процессор, виртуальная машина,

Intel 486 - время появления 1989, встроенный математический микропроцессор, внутренний КЭШ - 8 Кбайт,

Pentium - время появления 1993, характеристики, 2-х конвейерная архитектура, раздельное КЭШирование, блок вычислений с плавающей точкой,

Pentium II - время появления 1997, характеристики,

Pentium III - время появления 1999, потоковые SIMD расширения, 0.18 микронная технология, КЭШ - память второго уровня, система буферизации.

Онтология задач:

cистема адресации: прямая адресация, косвенная адресация, индексная адресация.

Вариант 6. Языки программирования

Метаонтология:

Характеристики языка программирования: алфавит, словарный запас, грамматика и синтаксис, семантика.

Понятия языка: операторы, идентификаторы, переменные, функции, процедуры, модули.

Предметная онтология:

Машино-ориентированные языки (низкого уровня) - набор оперций, команды на машинном языке, достоинства в недостатки.

Языки программирования высокого уровня - набор операций, конструкции операторов, аппарат переменных, типы данных, машинная независимость, необходимость трансляторов.

Преимущества ЯВУ - многие детали обрабатываются автоматически, типизация (значения информации определяется до использования в программе).

Языки описания сценариев - предназначенных для комбинированимя компонентов. Компоненты создаются заранее с помощью других языков. Могут применяться для дополнения готовых компонентов новыми возможностями. Отсутствует типизация. Достоинства и недостатки.

Онтология задач:

Базовые операторы: присваивания, условный и безусловный переход, пустой оператор, производные операторы: составной оператор, оператор выбора, оператор цикла, оператор присоединения.

Вариант 7. Сетевые операционные системы

Метаонтология:

Особенности управления ресурсами:

1.Поддержка многозадачности: однозадачные, многозадачные;

2.По поддержке многопользовательского режима: однопользовательские, многопользовательские;

3.Тип многозадачности: невытесняющая многозадачность, вытесняющая многозадачность;

4.Поддержка многонитевости;

5.Многопроцессорная обработка.

Особенности областей использования: Системы пакетной обработки; Системы разделения времени; Системы реального времени.

Предметная онтология:

Структура сетевой операционной системы: средства управления локальными ресурсами, средства предоставления ресурсов в общее пользование – сервер, средства запроса доступа к удаленным ресурсам – клиент, коммуникационные средства ОС.

Одноранговые сетевые ОС, ОС с выделенными серверами. Выделенный сервер, варианты сетевых операционных систем: ОС для рабочих групп, ОС для сетей масштаба предприятия – сети отделов, сети зданий, корпоративные сети.