МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,
СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»
(СПбГУТ)
Факультет Информационных технологий и программной инженерии
Кафедра Систем обработки данных
Направление: 09.03.02 Информационные системы и технологии
Профиль: Прикладные информационные системы и технологии
Лабораторная работа №1
«Формирование и исследование среды онтологического проектирования»
по дисциплине
«Интеллектуальные информационные системы и технологии»
Выполнил:
студент группы ИСТ-223
Хакова Ю.М. «____» _________2026 г.
Принял:
ассистент кафедры ИУС
Пелих Д.А. «____» _________2026 г.
Цель работы
Целью лабораторной работы является изучение принципов онтологического моделирования и приобретение навыков работы в среде разработки онтологий Protégé.
Постановка задачи исследования
В рамках лабораторной работы необходимо:
выбрать предметную область;
разработать онтологическую модель данной области;
определить основные классы, свойства и индивидуумы;
реализовать модель в среде Protégé;
выполнить логический анализ модели;
сформировать SPARQL-запросы для извлечения данных из онтологии.
Предметная область и описание модели
В качестве предметной области была выбрана «Межславянский язык».
Межславянский язык представляет собой искусственно созданный язык, предназначенный для облегчения коммуникации между носителями различных славянских языков. Он основан на общих лексических и грамматических элементах славянских языков.
Для описания предметной области была разработана онтологическая модель, включающая основные сущности:
Классы модели
В онтологии были определены следующие классы:
Language — язык
Word — слово
PartOfSpeech — часть речи
Speaker — носитель языка
Text — текст
Dictionary — словарь
GrammarCategory — грамматическая категория
Свойства модели
В модели используются объектные свойства:
belongsToLanguage — принадлежность слова языку
hasPartOfSpeech — часть речи слова
speaksLanguage — язык, на котором говорит носитель
translatedFrom — язык перевода
appearsInText — слово встречается в тексте
usesDictionary — использование словаря
Также были добавлены свойства данных:
wordForm — форма слова
translation — перевод слова
creationYear — год создания языка
numberOfSpeakers — количество носителей языка
Индивидуумы
В онтологии были созданы индивидуумы:
Языки:
Interslavic
Russian
Polish
Czech
Слова:
Dom
Slovo
Jazyk
Части речи:
Noun
Verb
Adjective
Каждый индивидуум имеет соответствующие свойства и связи с другими объектами модели.
Иерархия классов (Classes) представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Иерархия классов онтологии
Описание объектных свойств (Object Properties)
Объектные свойства используются для описания связей между объектами онтологии. Они позволяют устанавливать отношения между индивидуумами различных классов и тем самым формировать семантическую структуру предметной области.
Каждое объектное свойство имеет домен и диапазон. Домен определяет класс объекта, от которого исходит связь, а диапазон — класс объекта, к которому направлена связь. Благодаря этому можно задавать логические отношения между различными сущностями модели.
В разработанной онтологии объектные свойства используются для описания таких связей, как принадлежность слова определённому языку, указание части речи слова, связь между носителем языка и используемым языком, а также другие отношения между объектами предметной области.
Использование объектных свойств позволяет представить знания о предметной области в виде сети взаимосвязанных объектов.
Таблица 1 – Object Properties
Property |
Domain |
Range |
speaksLanguage |
Speaker |
Language |
belongsToLanguage |
Word |
Language |
hasPartOfSpeech |
Word |
PartOfSpeech |
translatedFrom |
Word |
SlavicLanguage |
appearsInText |
Word |
Text |
usesDictionary |
Speaker |
Dictionary |
Пример Object Properties (связей) представлены на рисунке 2
Рисунок 2 - Object Properties
Описание индивидуумов (Individuals)
Индивидуумы представляют собой конкретные экземпляры классов и используются для описания реальных объектов предметной области. Каждый индивидуум относится к определённому классу и может обладать различными свойствами и связями с другими объектами онтологии.
Индивидуумы позволяют перейти от абстрактного описания классов к представлению конкретных элементов предметной области. Они могут иметь как объектные свойства, которые связывают их с другими индивидуумами, так и свойства данных, содержащие конкретные значения характеристик.
В разработанной онтологии индивидуумы используются для представления конкретных языков, слов, частей речи и других элементов, связанных с межславянским языком.
Таблица 2 – Individuals
Индивидуум |
Класс |
Свойство |
Связанный объект |
Interslavic |
Language |
— |
— |
Russian |
Language |
— |
— |
Polish |
Language |
— |
— |
Czech |
Language |
— |
— |
Ivan |
Speaker |
speaksLanguage |
Interslavic |
Anna |
Speaker |
speaksLanguage |
Polish |
Marek |
Speaker |
speaksLanguage |
Czech |
Dom |
Word |
belongsToLanguage |
Interslavic |
Dom |
Word |
hasPartOfSpeech |
Noun |
Dom |
Word |
translatedFrom |
Russian |
Slovo |
Word |
belongsToLanguage |
Interslavic |
Slovo |
Word |
hasPartOfSpeech |
Noun |
Jazyk |
Word |
belongsToLanguage |
Interslavic |
Jazyk |
Word |
hasPartOfSpeech |
Noun |
Рисунок 3 – Индивидуумы класса Language