Онтологией называют такую схему, которая состоит из классов, связанных между собой различными отношениями и правилами. Это своеобразная форма представления некоторой области знаний в формальном виде [4]. В современном мире онтологии обширно употребляются в программировании, обучении, различных исследовательских работах.

В моделировании онтологии актуальны знания того, для чего необходима онтология, и насколько детализированной или единой она может быть. Так как онтология – это модель реального мира, и понятия в ней должны отображать реальность.

После того как модель определена, ее необходимо построить, используя специальные программы для создания онтологий. Существует большое количество различных программных средств и библиотек для создания онтологий.

Рассмотрим программу для создания онтологий Protege.

Protege – это Java-программа, которая предназначена для создания онтологий различных предметных областей. Так же она включает редактор онтологий, который позволяет проектировать онтологии, раскрывая иерархическую структуру классов. Этот инструмент поддерживает язык OWL и позволяет генерировать HTML-документы, которые отражают структуру онтологии [3, 8].

В данной статье будет описано, как создать онтологию в программе Protégé для компании по изготовлению мебели.

Система должна отвечать на следующие вопросы:

1. Кто изготовитель мебели?
   
2. Какой стаж работы у мебельщика?
   
3. Какие виды мебели может изготовить мебельщик?
   

Теперь необходимо выделить классы, которые соответствуют нашей предметной области, а именно компании по изготовлению мебели. Классы соответствуют объектам или типам объектов, в некой предметной области.

Выделим несколько основных классов:

1. «Мебельщик» – класс, содержащий необходимую информацию о мебельщиках.

2. «Мебель» – класс, содержащий информацию о видах изготавливаемой мебели. Данный класс содержит 5 подклассов: корпусная мебель, мягкая мебель, офисная мебель, мебель для ванных комнат и мебель для дачи.

Работа в системе Protege начинается с создания нового проекта либо выбора существующего. Для создания нового проекта после запуска программы в окне приветствия выбираем кнопку «New Project…». Появится диалоговое окно «Create New Project», позволяющее выбрать тип проекта. Называем наш проект «Изготовление мебели».

Первым шагом при создании онтологии является создание классов. Все спроектированные нами классы будут отображаться в окне «Class Browser». Для создания нового класса нужно щелкнуть на иконку «Create Class», при этом строка «THING» должна быть выделена. Для создания подкласса какого-либо класса, необходимо выделить строку этого класса и нажать на иконку «Create Class».

На рисунке 1 представлены все созданные нами классы и подклассы.

Рисунок 1. Создание классов

После создания классов необходимо создать слоты. Слот является атрибутом класса.

Для создания слота есть несколько методов. Один из них – это создать слот используя закладку «Slots», а потом связать его с одним либо более классами [5, 6, 9].

Создадим слоты «ФИО», «Стаж работы», «Зарплата» и «Изготовитель» (Рисунки 2, 3, 4, 5).

Рисунок 2. Создание слота «ФИО»

Рисунок 3. Создание слота «Стаж работы»

Рисунок 4. Создание слота «Зарплата»

Слот «Изготовитель» будет связан с классом «Мебельщик», и чтобы можно было выбрать несколько мебельщиков, ставим галочку в пункте multiple (Рисунок 5).

Рисунок 5. Создание слота «Изготовитель»

Для того чтобы задействовать слоты в создаваемой онтологии, необходимо привязать слоты к классам. К классу «Мебельщик» привязываем слоты «ФИО», «Стаж работы», «Зарплата» (Рисунок 6).

Рисунок 6. Связывание слотов с классом «Мебельщик»

К классу «Мебель» привязываем слот «Изготовитель» (Рисунок 7).

Рисунок 7. Связывание слота с классом «Мебель»

Экземпляры классов – это и есть данные нашей базы знаний. Создадим экземпляры для всех классов (Рисунок 8, 9).

Рисунок 8. Создание экземпляров класса «Мебельщик»

Рисунок 9. Создание экземпляров подклассов класса «Мебель»

Для любого класса онтологии программа Protege генерирует форму по умолчанию, которую применяют для ввода данных экземпляра. Формы содержат поля ввода данных, называемые виджетами для каждого слота, связанного с классом [1, 2, 7]. Форма класса «Мебельщик» представлена на рисунке 10.

Рисунок 10. Форма для ввода экземпляров

Закладка запросов позволяет получать сведения из созданного проекта по всем экземплярам классов, которые удовлетворяют интересующим критериям [1, 9].

Для того чтобы создать запрос, необходимо выбрать какой-либо класс и любой слот этого класса, при необходимости можно выбрать более одного класса и более одного слота. В программе Protege существует возможность сохранять созданные запросы в библиотеку для последующего применения.

Создадим запросы для поиска мебельщиков, изготавливающих определенные виды мебели, по стажу работы и по стажу работы и изготовлению определенных видов мебели (Рисунок 11, 12, 13).

Рисунок 11. Поиск мебельщиков, изготавливающих определенный вид мебели

Рисунок 12. Поиск мебельщиков по стажу работы

Рисунок 13. Поиск мебельщиков по стажу работы и по изготавливаемой мебели

Таким образом, мы разработали в системе Protege онтологию для компании по изготовлению мебели, которая выполняет все поставленные задачи, а именно: содержит информацию о мебельщиках, их заработной плате и стаже работы, о видах изготавливаемой мебели в данной компании, созданы запросы, которые позволят получать все необходимые сведения по данному проекту.