Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications

Creation of supporting complex applications for scientific research has always been the one of the key areas of computer science. The main features of the modern development of scientific research are the transdisciplinary research approach and deep of all stages of the life cycle of the statement a...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2018
Автори: Palagin, O.V., Malahov, K.S., Velychko, V.Yu., Shchurov, O.S.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Інститут програмних систем НАН України 2018
Теми:
Онлайн доступ:https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/323
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Problems in programming
Завантажити файл: Pdf

Репозитарії

Problems in programming
id pp_isofts_kiev_ua-article-323
record_format ojs
resource_txt_mv ppisoftskievua/c7/44081abdd4645c5faacdf1f9427ba7c7.pdf
spelling pp_isofts_kiev_ua-article-3232024-04-28T11:52:04Z Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications Проектирование и программная реализация подсистемы создания и использования онтологической базы знаний публикаций научного сотрудника Проектування та програмна реалізація підсистеми створення та використання онтологічної бази знань публікацій наукового дослідника Palagin, O.V. Malahov, K.S. Velychko, V.Yu. Shchurov, O.S. personalized knowledge base; ontological knowledge base; instrumental complex; scientific information system; web service UDC 004.853, 004.55 персонифицированная база знаний; онтологическая база знаний; инструментальный комплекс; научная информационная система; веб-сервис УДК 004.853, 004.55 семантичний пошук; онтологія; Semantic Web; персоніфікація пошуку УДК 004.853, 004.55 Creation of supporting complex applications for scientific research has always been the one of the key areas of computer science. The main features of the modern development of scientific research are the transdisciplinary research approach and deep of all stages of the life cycle of the statement and solution of scientific problems. The given paper considers theoretical and practical aspects of developing advanced integrated knowledge-oriented information systems and their components. Analysis of the existing scientific information systems and the synthesis of the general principles for developing “The instrumental complex for scientific research workplace” and its components are presented. The functional components of knowledge-oriented information system “The instrumental complex for scientific research workplace” are designed. The functional models and software implementation of the software subsystem for creation and use of ontological knowledge base for research fellow’s publications, as a part of personalized knowledge base of scientific researcher are discussed. Research in modern conditions of e-Science paradigm requires pooling scientific community and intensive exchange of research results that may be achieved through the use of scientific information systems. “The instrumental complex for scientific research workplace” allows solving problems of contructivization and formalization of knowledge representation, obtained during the research process and collective accomplices interaction.Problems in programming 2017; 2: 72-81 Создание средств поддержки научных исследований всегда было и является одним из центральных направлений развития информатики. Главными особенностями современного развития научных исследований является трансдисциплинарный подход и глубокая интеллектуализация всех этапов жизненного цикла постановки и решения научных проблем. В работе рассматриваются теоретические и практические аспекты разработки перспективных комплексных знание-ориентированных информационных систем и их компонентов, проведен анализ существующих научных информационных систем и синтез общих принципов построения “Инструментального комплекса рабочего места научного исследователя” и его компонентов. Спроектированы и разработаны функциональные компоненты знание-ориентированной информационной системы “Инструментальный комплекс рабочего места научного исследователя”, в частности функциональные модели и программная реализация подсистемы создания и использования онтологической базы знаний научного исследователя, как компонент персонифицированной базы знаний научного исследователя. Исследования в современных условиях действия парадигмы e-Science требует объединения ресурсов научного сообщества и интенсивного обмена результатами исследований, которые достигаются за счет использования научных информационных систем. “Инструментальный комплекс рабочего места научного исследователя” позволяет решать задачи конструктивизации и формализации представления знаний, получаемых в процессе исследований, и коллективного взаимодействия соисполнителей.Problems in programming 2017; 2: 72-81 Створення засобів підтримки наукових досліджень завжди було і є одним із центральних напрямків розвитку інформатики. Головними особливостями сучасного моменту розвитку наукових досліджень є трансдисциплінарний підхід і глибока інтелектуалізація всіх етапів життєвого циклу постановки і вирішення наукових проблем. В роботі розглядаються теоретичні і практичні аспекти розробки перспективних комплексних знання-орієнтованих інформаційних систем та їх компонентів, проведено аналіз існуючих наукових інформаційних систем та синтез загальних принципів побудови “Інструментального комплексу робочого місця наукового дослідника” та його компонентів. Спроектовані та розроблені функціональні компоненти знання-орієнтованої інформаційної системи “Інструментальний комплекс робочого місця наукового дослідника”, зокрема функціональні моделі і програмна реалізація підсистеми створення та використання онтологічної бази знань наукового дослідника, як компонент персоніфікованої бази знань наукового дослідника. Дослідження в сучасних умовах дії парадигми e-Science вимагає об’єднання ресурсів наукової спільноти й інтенсивного обміну результатами досліджень, що може досягатись за рахунок використання наукових інформаційних систем. “Інструментальний комплекс робочого місця наукового дослідника” дозволяє вирішувати завдання конструктивізації та формалізації представлення знань, що отримуються в процесі досліджень, та колективної взаємодії співвиконавців.Problems in programming 2017; 2: 72-81 Інститут програмних систем НАН України 2018-11-19 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/323 10.15407/pp2017.02.072 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 2 (2017); 72-81 ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 2 (2017); 72-81 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 2 (2017); 72-81 1727-4907 10.15407/pp2017.02 uk https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/323/318 Copyright (c) 2018 PROBLEMS OF PROGRAMMING
institution Problems in programming
baseUrl_str https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai
datestamp_date 2024-04-28T11:52:04Z
collection OJS
language Ukrainian
topic personalized knowledge base
ontological knowledge base
instrumental complex
scientific information system
web service
UDC 004.853
004.55
spellingShingle personalized knowledge base
ontological knowledge base
instrumental complex
scientific information system
web service
UDC 004.853
004.55
Palagin, O.V.
Malahov, K.S.
Velychko, V.Yu.
Shchurov, O.S.
Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
topic_facet personalized knowledge base
ontological knowledge base
instrumental complex
scientific information system
web service
UDC 004.853
004.55
персонифицированная база знаний
онтологическая база знаний
инструментальный комплекс
научная информационная система
веб-сервис
УДК 004.853
004.55
семантичний пошук
онтологія
Semantic Web
персоніфікація пошуку
УДК 004.853
004.55
format Article
author Palagin, O.V.
Malahov, K.S.
Velychko, V.Yu.
Shchurov, O.S.
author_facet Palagin, O.V.
Malahov, K.S.
Velychko, V.Yu.
Shchurov, O.S.
author_sort Palagin, O.V.
title Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
title_short Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
title_full Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
title_fullStr Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
title_full_unstemmed Designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
title_sort designing and program implementation of the subsystem for creation and use of the ontological knowledge base of the scientific employee publications
title_alt Проектирование и программная реализация подсистемы создания и использования онтологической базы знаний публикаций научного сотрудника
Проектування та програмна реалізація підсистеми створення та використання онтологічної бази знань публікацій наукового дослідника
description Creation of supporting complex applications for scientific research has always been the one of the key areas of computer science. The main features of the modern development of scientific research are the transdisciplinary research approach and deep of all stages of the life cycle of the statement and solution of scientific problems. The given paper considers theoretical and practical aspects of developing advanced integrated knowledge-oriented information systems and their components. Analysis of the existing scientific information systems and the synthesis of the general principles for developing “The instrumental complex for scientific research workplace” and its components are presented. The functional components of knowledge-oriented information system “The instrumental complex for scientific research workplace” are designed. The functional models and software implementation of the software subsystem for creation and use of ontological knowledge base for research fellow’s publications, as a part of personalized knowledge base of scientific researcher are discussed. Research in modern conditions of e-Science paradigm requires pooling scientific community and intensive exchange of research results that may be achieved through the use of scientific information systems. “The instrumental complex for scientific research workplace” allows solving problems of contructivization and formalization of knowledge representation, obtained during the research process and collective accomplices interaction.Problems in programming 2017; 2: 72-81
publisher Інститут програмних систем НАН України
publishDate 2018
url https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/323
work_keys_str_mv AT palaginov designingandprogramimplementationofthesubsystemforcreationanduseoftheontologicalknowledgebaseofthescientificemployeepublications
AT malahovks designingandprogramimplementationofthesubsystemforcreationanduseoftheontologicalknowledgebaseofthescientificemployeepublications
AT velychkovyu designingandprogramimplementationofthesubsystemforcreationanduseoftheontologicalknowledgebaseofthescientificemployeepublications
AT shchurovos designingandprogramimplementationofthesubsystemforcreationanduseoftheontologicalknowledgebaseofthescientificemployeepublications
AT palaginov proektirovanieiprogrammnaârealizaciâpodsistemysozdaniâiispolʹzovaniâontologičeskojbazyznanijpublikacijnaučnogosotrudnika
AT malahovks proektirovanieiprogrammnaârealizaciâpodsistemysozdaniâiispolʹzovaniâontologičeskojbazyznanijpublikacijnaučnogosotrudnika
AT velychkovyu proektirovanieiprogrammnaârealizaciâpodsistemysozdaniâiispolʹzovaniâontologičeskojbazyznanijpublikacijnaučnogosotrudnika
AT shchurovos proektirovanieiprogrammnaârealizaciâpodsistemysozdaniâiispolʹzovaniâontologičeskojbazyznanijpublikacijnaučnogosotrudnika
AT palaginov proektuvannâtaprogramnarealízacíâpídsistemistvorennâtavikoristannâontologíčnoíbaziznanʹpublíkacíjnaukovogodoslídnika
AT malahovks proektuvannâtaprogramnarealízacíâpídsistemistvorennâtavikoristannâontologíčnoíbaziznanʹpublíkacíjnaukovogodoslídnika
AT velychkovyu proektuvannâtaprogramnarealízacíâpídsistemistvorennâtavikoristannâontologíčnoíbaziznanʹpublíkacíjnaukovogodoslídnika
AT shchurovos proektuvannâtaprogramnarealízacíâpídsistemistvorennâtavikoristannâontologíčnoíbaziznanʹpublíkacíjnaukovogodoslídnika
first_indexed 2024-09-16T04:08:33Z
last_indexed 2024-09-16T04:08:33Z
_version_ 1818568261449547776
fulltext Моделі та засоби систем баз даних і знань © О.В. Палагін, К.С. Малахов, В.Ю. Величко, О.С. Щуров, 2017 72 ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2017. № 2 УДК 004.853, 004.55 О.В. Палагін, К.С. Малахов, В.Ю. Величко, О.С. Щуров ПРОЕКТУВАННЯ ТА ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ПІДСИСТЕМИ СТВОРЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ ОНТОЛОГІЧНОЇ БАЗИ ЗНАНЬ ПУБЛІКАЦІЙ НАУКОВОГО ДОСЛІДНИКА Створення засобів підтримки наукових досліджень завжди було і є одним із центральних напрямків ро- звитку інформатики. Головними особливостями сучасного моменту розвитку наукових досліджень є трансдисциплінарний підхід і глибока інтелектуалізація всіх етапів життєвого циклу постановки і ви- рішення наукових проблем. В роботі розглядаються теоретичні і практичні аспекти розробки перспек- тивних комплексних знання-орієнтованих інформаційних систем та їх компонентів, проведено аналіз існуючих наукових інформаційних систем та синтез загальних принципів побудови “Інструментально- го комплексу робочого місця наукового дослідника” та його компонентів. Спроектовані та розроблені функціональні компоненти знання-орієнтованої інформаційної системи “Інструментальний комплекс робочого місця наукового дослідника”, зокрема функціональні моделі і програмна реалізація підсисте- ми створення та використання онтологічної бази знань наукового дослідника, як компонент персоніфі- кованої бази знань наукового дослідника. Дослідження в сучасних умовах дії парадигми e-Science ви- магає об’єднання ресурсів наукової спільноти й інтенсивного обміну результатами досліджень, що мо- же досягатись за рахунок використання наукових інформаційних систем. “Інструментальний комплекс робочого місця наукового дослідника” дозволяє вирішувати завдання конструктивізації та формалізації представлення знань, що отримуються в процесі досліджень, та колективної взаємодії співвиконавців. Ключові слова: семантичний пошук, онтологія, Semantic Web, персоніфікація пошуку. Вступ На поточний стан існує велика кі- лькість наукових інформаційних систем (НІС), головне завдання яких – забезпечи- ти науковою інформацією дослідників і наукові колективи. Наприклад, в універси- тетах багатьох розвинутих країн світу іс- нують інформаційні системи, в яких збері- гаються дані про наукові проекти та про виконавців проектів. Однак такі інформа- ційні системи не задовольняють вимогам широкого доступу до інформації залежно від ролі споживача цієї інформації (вче- ний, викладач, керівник, інвестор та ін.). Системи бібліотечних установ, які здійс- нюють реферування публікацій, дозволя- ють зберігати інформацію про статті, про персони, дозволяють створювати тематич- ні каталоги. Але жодна з наявних органі- зацій не має достатніх людських ресурсів для збору й аналізу інформації з усіх жур- налів і Інтернет ресурсів. Тому необхідна комплексна автоматизація накопичення інформації з багатьох джерел. Вирішення такого завдання потребує інтеграції даних з різноманітних інформаційних систем про наукові дослідження та публікації. В рамках програми інформатизації НАН України за проектом “Розробка ме- тодологічних та технологічних засад по- будови архітектури знання-орієнтованої інформаційної системи підтримки діяль- ності наукового дослідника” [1] в Інсти- туті кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України розроблені технічні вимоги та архітектура комплексної інформацій- ної системи наукових досліджень (НД), та запроектовані її компоненти для практи- чної реалізації у вигляді “Інструменталь- ного комплексу робочого місця наукового дослідника” (ІКРМ НДк). На основі отриманих результатів розпочато наступ- ний проект в рамках програми інформа- тизації НАН України “Створення про- блемно-орієнтованих систем онтологіч- ного аналізу і синтезу складних об'єктів нової техніки”, основними задачами яко- го є практична розробка та апробація фу- нкціональних компонентів знання- орієнтованого ІКРМ НДк, зокрема, підси- стеми створення та використання онтоло- гічної бази знань публікацій наукового дослідника (ОБЗП НДк). Моделі та засоби систем баз даних і знань 73 Аналіз існуючих наукових інформаційних систем В англомовному середовищі для позначення наукових інформаційних сис- тем з’явився стійкий термін – CRIS (Current Research Information System) [2], що визначає інформаційну систему для доступу до наукової й академічної інфор- мації. Важливо підкреслити, що у визна- ченні CRIS також вказується, що CRIS призначені не тільки для безпосереднього доступу до інформаційних ресурсів, але й для [3]:  спрощення доступу до націона- льних служб наукової й технічної інфор- мації;  ідентифікації головних джерел наукової інформації й оцінки можливос- тей доступу до цих джерел;  розвитку мережних інструментів, що дозволяють здійснювати доступ до джерел наукової інформації. Створено EuroCRIS [4] – професій- ну організацію дослідників, керівників на- укових груп і інститутів країн Європейсь- кого Союзу по наукових інформаційних системах. Головне завдання EuroCRIS – поширення інформації в області наукових інформаційних систем; створення тезауру- сів, стандартів і методології створення НІС; поширення технологій, необхідних для створення НІС. Основні категорії користувачів су- часних НІС та їх інформаційні потреби наведено в [5]. Ці категорії користувачів та їх потреби визначають основні види ін- формаційних ресурсів, з якими працюють НІС: звіти про виконану роботу, результа- ти проектів, персональна інформація, пуб- лікації, організації, проекти, наукові ре- зультати, технології, патенти, програми фондів, експертні оцінки, електронні біб- ліотеки, енциклопедії та тлумачні словни- ки, веб-сайти, списки розсилки, соціальні мережі, бази даних, обчислювальні ресур- си, нормативні документи, освітні й му- зейні ресурси. Також категорії користува- чів і їх потреби визначають основні види сервісів, які надають НІС: повторне вико- ристання наукових розробок, методологій, технологій; пошук та цільове поширення інформації; встановлення горизонтальних зав’язків між організаціями та колектива- ми науковців; архівне зберігання інформа- ції; підтримка навчального процесу; фор- мування запитів як дослідників, так і ко- ристувачів наукових знань; забезпечення роботи аналітичних служб. Аналіз вимог до CRIS з управління наукою проаналізовано в [6], де описано типи діяльності, інформаційні потреби в управлінні наукою й види ресурсів, з яки- ми має працювати CRIS для керівників, аналітиків та фінансових фондів. В роботі [7] наведено вимоги до CRIS для розпов- сюдження технологій, організації науко- вих програм і роботи фондів з фінансу- вання наукових досліджень. Зазначено важливість CRIS систем для організації спільної роботи вчених та підтримки ін- формаційної роботи фондів з фінансуван- ня. Описано базовий життєвий цикл нау- кових програм і інформаційні потреби учасників на кожній фазі циклу. У порталі CORDIS [8] виділено ос- новні види використання наукових порта- лів для дослідників:  доступ до актуальної інформації про досягнення в науці;  ідентифікація організацій, що фі- нансують проекти для дослідження й створення технологій;  пошук партнерів для організації наукової діяльності;  формування наукових колективів, що можуть складатись з окремих незалеж- них груп;  експорт технологій і їх результа- тів. В області наукової комунікації в мережі Інтернет сьогодні використову- ються: сервіси вербальної безпосередньої взаємодії як для спілкування за допомо- гою персонального комп’ютера, так і мо- більних пристроїв зв’язку; платформи для проведення вебінарів; сервіси опосередко- ваного спілкування – електронна пошта; корпоративні месенджери; соціальні ме- режі. Такі сервіси за наявності швидкісних каналів зв’язку дозволяють здійснювати оперативну наукову комунікацію. Моделі та засоби систем баз даних і знань 74 До НІС можна віднести системи, у яких поєднуються технології як спеціалі- зованої соціальної мережі, так і звичайно- го файлового сховища [9]. Комерційні проекти подібних систем орієнтовані на використання однієї з наступних бізнес- моделей:  продавати дані своїх відвідувачів або передплатників рекламодавцям, що забезпечує цільову рекламу, яка зазвичай коштує дорожче звичайної (ResearchGate) [10];  проводити аналітику по заванта- женому контенту й підбирати необхідні дослідження за окрему плату (Academia.edu) [11];  надавати додаткові платні сервіси для зберігання матеріалів, організовувати дискусійні площадки (Mendeley) [12]. Відповідно до потреб саме предста- вників наукового середовища, можна ви- ділити наступні основні можливості Academia.edu і ResearchGate, які надають- ся зареєстрованим користувачам: заванта- жувати в систему свої наукові тексти, які будуть доступні для інших користувачів; користуватись аналітичними можливостя- ми систем, зокрема, мати доступ до стати- стики перегляду свого профілю, публіка- цій і завантаження кожної публікації; ви- конувати пошук за науковими інтересами користувачів і встановлювати з ними ака- демічні контакти. Сервіси підтримують персоніфіковане формування стрічки но- вин, в якій повідомлення про нові публі- кації будуть з’являтись від користувачів, з якими встановлено контакти в самому сервісі або при співпадінні ключових слів статей і інтересів користувачів, що сприяє цільовому поширенню результатів науко- вих досліджень. Статистика перегляду пу- блікацій дозволяє визначити країну похо- дження запиту на перегляд публікації та інші параметри запиту. Однак, сервіс Academia.edu не роз- рахований на комплексну інформаційну підтримку проведення наукових дослі- джень, а більшість користувачів викорис- товують сервіс для розміщення в системі своїх опублікованих статей. Сервіс ReserchGate має більше різноманітних за- собів підтримки діяльності дослідника. Наприклад, за тематикою наукових інте- ресів користувачу можє бути надана мож- ливість виступити як науковому експерту: відповісти на питання, які задані іншим користувачем. Також доступна роль реце- нзента публікацій, розміщених у системі (пошук здійснюється за назвами статей). У системі надається можливість пошуку ци- тування своїх статей й відображення ін- формації про цитування. Особливістю сервісу ReserchGate є можливість органі- зації проектів із залученням до спільної роботи над ними інших користувачів сис- теми, з якими встановлено академічні кон- такти. Ця можливість реалізована через створення простору в якому можна розмі- щувати файли, проводити обговорення з іншими учасниками проекту у вигляді ко- ментарів. Інтернет-сервіси (Academia.edu, ReserchGate) багато в чому націлені на формування так званого “імені” вченого і надання послуг з видачі вакансій за науко- вими інтересами користувачів, а також з перегляду профілів користувачів потен- ційними роботодавцями, фондами, керів- никами науково-дослідних колективів. Принципи побудови “Інструментального комплексу робочого місця наукового дослідника” Науковими співтовариствами створюються мережі, що поєднують циф- рові бібліотеки, файлові сховища, веб сервери з науково значимою інформаці- єю. Головним об’єктивним фактором, який необхідно враховувати при розробці і використанні робочого місця українсь- кого наукового дослідника, є обмеженість фінансових ресурсів, що виділяються на розробку та експлуатацію програмного забезпечення робочого місця, що призво- дить до наступних наслідків: неможли- вість залучення до розробки необхідної кількості спеціалістів; мінімізація витрат на освоєння, експлуатацію та оновлення програмного забезпечення; розробка сис- теми на протязі декількох років колекти- вом виконавців, склад якого змінюється; необхідність максимального повторного використання програмного забезпечення, Моделі та засоби систем баз даних і знань 75 що вже розроблено. Враховуючи наведе- не вище, визначимо загальні принципи, на яких має будуватись інформаційна си- стема ІКРМ НДк та її компоненти.  Модульність. Розробка будь-якої інформаційної системи, тим більше такої, що націлена на рішення комплексу різних завдань, має базуватись на модульному принципі [9]. Реалізація кожного окремо- го завдання вирішується в рамках ство- рення окремого програмного модуля, який у будь-який момент можна підклю- чити до системи, що дозволяє нарощува- ти її функціональні можливості. При мо- дульному принципі побудови НІС немає необхідності вводити систему в експлуа- тацію після остаточної розробки всіх її сервісів і компонентів – вона може використовуватись спочатку з мінімаль- ним набором функцій та поступово розвиватись, додаючи необхідну функці- ональність. Модульна побудова системи дозволяє оперативно виконувати завдан- ня налагодження, тестування та заміни як окремих модулів, так і всієї системи в цілому.  Сервіс-орієнтована архітектура. Вона може розглядатись як стиль архітек- тури інформаційних систем, який дозволяє створювати системи, що побудовані шля- хом комбінації окремих незалежних про- грам [13]. Програми, такі як веб-сервіси, можуть викликатись іншими програмами, які виступають як клієнти або споживачі цих сервісів. Розробнику не потрібно зна- ти, як працює програма, необхідно лише дотримуватись угоди про інтерфейс для звернення до сервісу, та форматів вхідних і вихідних даних. Інтерфейс сервісу пови- нен не залежати від платформи. Сервіс- орієнтована архітектура реалізує масшта- бованість сервісів, забезпечує скорочення часу реалізації проекту, підвищення про- дуктивності його розробки та впрова- дження.  Кросплатформеність. Дослідник повинен мати доступ до сервісів, які за- безпечує НІС, з різних типів пристроїв, що працюють під керуванням різних опера- ційних систем. Одним з засобів досягнен- ня цієї мети може бути доступ до сервісів через адаптивний веб-інтерфейс.  Розробка програмного забезпе- чення за шаблоном Модель-вигляд- контролер (Model-view-controller MVC) – архітектурний шаблон, що використову- ється під час проектування та розробки програмного забезпечення і поділяє про- грамну систему на три частини: модель даних, вигляд даних та засоби обробки даних. Шаблон MVC призначений для відокремлення даних (модель) від інтер- фейсу користувача (вигляду) таким чи- ном, щоб зміни інтерфейсу користувача мінімально впливали на роботу з даними, а зміни в моделі даних могли здійснюва- тися без змін інтерфейсу користувача. Перевага шаблону – гнучкий дизайн про- грамного забезпечення, який полегшує подальші зміни чи розширення програм, надає можливість повторного викорис- тання окремих компонентів. Крім того, використання цього шаблону у великих системах призводить до певної впорядко- ваності їхньої структури, робить їх більш зрозумілими, завдяки зменшенню склад- ності окремих компонентів.  Взаємодія між компонентами на основі JSON моделі даних та архітекту- рного стилю взаємодії компонентів роз- поділеного програмного забезпечення REST (скор. англ. Representational State Transfer, “передача репрезентативного стану”). JSON – стандарт побудови мов розмітки ієрархічно структурованих да- них для обміну між різними додатками, зокрема, через Інтернет. Стандарт визна- чає метамову, на основі якої, шляхом запровадження обмежень на структуру та зміст документів, визначаються спе- цифічні, предметно-орієнтовані мови ро- змітки даних. Автор документа створює його структуру, будує необхідні зв’язки між елементами, й використовує ті ко- манди, які задовольняють його вимогам, і домагається такого типу розмітки, який потрібен йому для виконання операцій з документами. JSON дозволяє також здійснювати контроль за коректністю да- них, що зберігаються в документах, роби- ти перевірки ієрархічних співвідношень усередині документа і встановлювати єдиний стандарт на структуру докумен- тів, що вміщують будь-які дані. Створи- Моделі та засоби систем баз даних і знань 76 вши правильну структуру механізму об- міну інформації на початку роботи над проектом системи, можна уникнути в майбутньому багатьох проблем, пов’язаних з несумісністю форматів да- них, які використовуються різноманітни- ми компонентами системи.  Максимальне використання віль- ного та безкоштовного програмного за- безпечення у комплексі НІС. Особливістю вільного програмного забезпечення є відкритість кодів програм, відсутність витрат користувачів на придбання ліцен- зій, можливість вільного копіювання та розповсюдження програм, безкоштов- ність (або невисока вартість розповсю- дження копії при використанні програми у комплексному рішенні), можливість модифікації програм і значне скорочення витрат на розробку рішень, необхідних для розв’язання конкретних задач вико- ристання НІС. Вільне програмне забезпе- чення, або його модифіковані версії, мо- жна поширювати як безкоштовно, так і на комерційній основі. Використання віль- ного програмного забезпечення дозволяє суттєво заощаджувати кошти на етапах розробки та впровадження НІС.  Використання хмарних обчис- лень. Хмарні обчислення (cloud computing) можуть забезпечити взаємо- дію між різними НІС через Інтернет, при оптимальному розподілі навантаження між локальними й віддаленими сервера- ми. У хмарних обчисленнях комп'ютерні ресурси й потужності надаються корис- тувачеві як інтернет-сервіси для обробки даних. Користувач має доступ до власних даних, але не повинен піклуватися про інфраструктуру, операційну систему й властивості програмного забезпеченні, з яким працює.  Зберігання даних на основі абст- ракції сховища даних. Абстрагування про- грамних модулів від реалізації технології зберігання даних дозволяє адміністратору системи самому обирати тип сховища да- них, яке максимально пристосоване для цілей роботи конкретної конфігурації НІС. Персоніфікована база знань наукового дослідника Персоніфікована база знань науко- вого дослідника (ПфБЗ НДк) – це компо- нент “Інструментального комплексу ро- бочого місця наукового дослідника” – ві- дкрита комп’ютерна база знань, побудо- вана автоматизованим способом за допо- могою заданого, спеціалізованого інстру- ментарію шляхом комплексної обробки авторських науково-технічних матеріалів, що опубліковані у відкритому доступі, чи отриманні від НД у вигляді експертних знань. ПфБЗ НДк представлена у комп’ютерній формі у вигляді онтологіч- ної бази знань і формально описана на де- якій мові першого порядку. ПфБЗ НДк призначена для [1]:  опису максимального наближен- ня до точного онтографічного подання знань НД;  структурно-семантичного аналізу НДк своїх знань, їх поповнення, оновлен- ня та підтримки в актуальному стані, в том числі для підготовки до наступних НД;  інформаційного забезпечення й орієнтації: розвитку персоніфікованих знань для побудови морфологічних таб- лиць онтографічної технології наукової та технічної творчості; для інструменту ав- томатизації написання наукових статей, заявок на отримання патентів та інших на- уково-технічних документів;  онтолого-орієнтованого інфор- маційно-довідкового забезпечення НДк;  уточнення, розширення та розви- тку загального фрагмента ПфБЗ НДк і он- тології основної предметної дисципліни, в якій проводяться НД;  формування тематичної спрямо- ваності нових НД;  планування розробки нових нау- кових теорій для вирішення прикладних задач;  формулювання запитів на отри- мання нової, тематично спрямованої інфо- рмації;  підтримки виконання конкретно- го наукового проекту. Моделі та засоби систем баз даних і знань 77 Архітектура ПфБЗ НДк представ- лена сукупністю блоків та підсистем: он- тологічна база знань предметної області (ПрО), підсистема створення та викорис- тання онтологічної бази знань публікацій наукового дослідника (ОБЗП НДк), блок системного аналізу, об’єкти інтелектуаль- ної власності автора (зокрема, патенти), лінгвістичний корпус ПрО, інформація про поточний проект. Проектування функціональної моделі підсистеми онтологічної бази знань публікацій наукового дослідника Основною підсистемою ПфБЗ НДк є онтологічна база знань публікацій нау- кового дослідника, що включає у себе до- дану НДк, зібрану в мережі Інтернет спе- ціалізованим “роботом-павуком” та отри- ману від інших CRIS-систем інформацію з різних предметних областей, та кластери онтологій та онтологічних структур, що в напівавтоматичному режимі побудовані програмним забезпеченням на основі отриманої інформації. Для проектування функціональної моделі підсистеми ОБЗП НДк була вико- ристана загальноприйнята стандартна ме- тодологія і мова функціонального моде- лювання UML. UML – де-факто стандарт об'єктно-орієнтованої візуальної мови мо- делювання. В UML є три основні види мо- делей [14]: статична модель (statіc model), динамічна модель (dynamіc model), фізич- на модель (physіcal model). Статична модель описує елементи системи та їх відношення (класи, атрибу- ти, оператори). Однією з реалізацій стати- чної моделі є діаграма класів (class dіagram). Динамічна модель описує пове- дінку системи, наприклад, зміна програм- них сутностей (software entіtіes) під час виконання додатка. До динамічних моде- лей відносяться: діаграма прецедентів, ва- ріантів використання (use case dіagram); діаграма активності (actіvіty dіagram). Фі- зична модель відображає незмінну струк- туру програмних сутностей, зокрема, фай- лів програмного коду, бібліотек, що вико- нуються та відношення між ними. До під- системи ОБЗП НДк входять наступні сут- ності, блоки та функції:  сутність “Науковий дослідник”;  блок “Підсистема управління ко- лективним проектом”;  блок керування графічним редак- тором онтологічних структур;  блок керування пошуком науко- вої інформації в зовнішніх джерелах (в мережі Internet);  блок обробки лінгвістичної інформації для онтологічної репрезента- ції текстів – ІТ-платформа ТОДОС (Трансдисциплінарні Онтологічні Діало- ги Об’єктно-орієнтовних Систем) [15];  блок документно-орієнтованого сховища даних – сервер системи керуван- ня базами даних (СКБД) MongoDB;  функція графічного представлен- ня онтологічних структур, онтологій та наукової інформації;  функція запису/зчитування інфо- рмації у вигляді оригіналів публікацій НДк, JSON та XML документів, онтологі- чних структур, онтологій в СКБД MongoDB;  функція локальної роботи з да- ними;  функція повнотекстового пошуку по публікаціям НДк, онтологіям та онто- логічним структурам;  функція індексації та розмітки оригіналів публікацій НДк для повнотекс- тового пошуку;  функція семантичного аналізу текстових документів;  функція автентифікації/авто- ризації НДк;  функція автоматичного машин- ного перекладу публікацій НДк з англій- ської та російської на українську мову;  функція лематизації словоформ для української мови;  функція екстракту тексту з доку- ментів форматів pdf, doc та docx. Функціональні моделі ІКРМ НДк та його компонентів, а саме динамічні моделі у вигляді UML-діаграм варіантів викорис- тання, наведені в [1]. Отримані результати Моделі та засоби систем баз даних і знань 78 проектування функціональних моделей компонентів ІКРМ НДк дозволили перей- ти до їх програмної реалізації, зокрема пі- дсистеми ОБЗП НДк. Програмна реалізація підсистеми онтологічної бази знань публікацій наукового дослідника Програмна реалізація підсистеми ОБЗП НДк виконана з дотриманням на- ведених вище принципів розробки ком- плексних інформаційних систем. Для практичної програмної реалізації ОБЗП НДк обрано формат веб-сервісів та веб- застосунку, що дозволило створити гнуч- ке та багатофункціональне програмне за- безпечення з сервіс-орієнтованою розпо- діленою архітектурою та задіянням “хма- рних” технологій. За допомогою цих сер- вісів та веб-застосунку можна ефективно будувати кластери онтологій, здійснюва- ти пошук, зберігання, синтаксично- семантичний аналіз текстових документів та інше. Основою розробки програмної реа- лізації став стек технологій серверного програмного забезпечення MEAN (абр. від MongoDB, Express.js, Angular.js, Node.js). Стек технологій MEAN відображає сучас- ний підхід до веб-розробки: на кожному рівні архітектури застосунку, від клієнта до сервера і персистентності, застосову- ється одна й та сама мова програмування, зокрема в даному випадку – JavaScript. В існуючій експериментальній версії про- грамної реалізації замість JavaScript- фреймворка Angular.js були використані JavaScript-бібліотека jQuery та підхід до побудови користувацьких інтерфейсів веб- застосунків – AJAX (Asynchronous JavaScript And XML). На рисунку показа- но узагальнену структурну схему програ- мної реалізації ОБЗП НДк з використан- ням стека MEAN та зміною Angular.js на jQuery та AJAX. Детальний опис стека MEAN та його компонентів представлено у [16, 17]. Розроблене програмне забезпечен- ня умовно можна поділити на дві складові частини: 1. Веб-сервіс у вигляді RESTful API, що реалізує функціональне напов- нення ОБЗП НДк та працює, як самостій- ний сервіс, так і інтегрований з веб- застосунком ОБЗП НДк. 2. Веб-застосунок, який забезпе- чує взаємодію НДк з системою та викори- стання її сервісів. Клієнтська частина реалізована у вигляді односторінкового веб-застосунку (англ. Single-page application, SPA), що за- безпечує НДк досвід, близький до корис- тування настільною програмою. Інтерфейс користувача веб-застосунку складається з вікна виводу результату та набору логічно поділених вкладок: пошук з ОБЗП НДк, завантаження нових даних, налаштувань сервісу з формою, яка за рахунок автори- зації користувача та блоку налаштувань дозволяє користувачеві, виходячи з влас- них потреб, індивідуально налаштовувати інтерфейс та відображати лише необхідні для роботи ОБЗП НДк, що розташовують- ся у окремих вкладках форми. Такий фор- мат відображення сервісу при потребі до- зволяє додавати нові елементи сервісу та розширяти його функціональність у май- бутньому, не привносячи значних змін у HTML та CSS код сторінки та зовнішній вид веб-сервісу, що спрощує його розви- ток та обслуговування у майбутньому та виключає адаптаційні складнощі постій- них користувачів веб-сервісу при переході на його оновлену версію. Сервісна частина ОБЗП НДк реалі- зована з використанням СКБД MongoDB, що здійснює керування наборами докуме- нтів у форматі JSON. Для реалізації керу- вання ОБЗП НДк в СКБД MongoDB була розроблена JSON специфікація опису ме- таданих публікацій автора. Логіка роботи сервісу, обробка запитів користувача, по- шук та аналіз даних на веб-сервері побу- довано на програмній платформі з відкри- тим початковим кодом Node.js, яка пра- цює на рушії JavaScript від Google – V8 та призначена для відокремленого виконання високопродуктивних мережних застосун- ків на мові JavaScript. Node.js характери- зується асинхронною однопотоковою мо- деллю виконання запитів, засновану на обробці подій у неблокуючому режимі. Моделі та засоби систем баз даних і знань 79 Рисунок. Узагальнена структурна схема програмної реалізації ОБЗП НДк з використанням стека MEAN ОБЗП НДк працює у тестовому ре- жимі та доступна для користування за по- силанням: http://icybcluster.org.ua:33145/. Висновки Створення засобів підтримки нау- кових досліджень завжди було і є одним із центральних напрямків розвитку прак- тичної інформатики. Головними особли- востями сучасного моменту розвитку на- укових досліджень є трансдисциплінар- ний підхід і глибока інтелектуалізація всіх етапів життєвого циклу постановки і вирішення наукових проблем. Дослі- дження в сучасних умовах дії парадигми e-Science з дуже складними та масштаб- ними експериментами й спостереження- ми, вивченням явищ на перетині галузей науки (міждисциплінарні та трансдисци- плінарні дослідження), вимагає об’єднання ресурсів всієї наукової спіль- ноти, розподілення всього обсягу дослі- джень між окремими науковцями та нау- ковими колективами й інтенсивного об- міну результатами досліджень. Для реалі- зації цих можливостей спроектовані та розроблені функціональні компоненти знання-орієнтованої інформаційної сис- теми ІКРМ НДк, зокрема, функціональні моделі і програмна реалізація підсистеми створення та використання ОБЗП НДк, як компоненти ПфБЗ НДк. 1. Звіт за проектом ВК 205.34.15 “Розробка методологічних та технологічних засад побудови архітектури знання-орієнтованої інформаційної системи підтримки діяль- ності наукового дослідника”. № держре- єстрації 0115U003529. К. 2015. 134 с. 2. Nikos Houssos. CRIS for research information management [Електронний ре- сурс]. 9th euroCRIS Strategic Seminar, September 12th -13th, 2011. Brussels. Режим доступу http://hdl.handle.net/11366/303 (дата звернення 08.07.2016). 3. ERGO – European Research Gateways Online [Електронний ресурс]. Режим дос- тупу http://cordis.europa.eu/news/rcn/8259_ en.html (дата звернення 08.07.2016). 4. EuroCRIS – Current Research Information Systems. The International Organisation for Research Information [Електроний ресурс]. Режим доступу http://www.eurocris.org/ (дата звернення 08.07.2016). 5. Лопатенко А.С. Научные Информа- ционные Системы. Перспективы исполь- зования. [Електроний ресурс]. Режим дос- тупу http://derpi.tuwien.ac.at/~andrei/CRIS_DOC. htm (дата звернення 08.07.2016). 6. Niclas Lindgren, Anita Rautamäki. Managing Strategic Aspects of Research [Електронний ресурс]. Режим доступу ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fullte xt.pdf (дата звернення 08.07.2016). 7. Peter Dew, Christine Leigh, Bill Whyte. ADVISER II: Theory and practice of finding Сервер Браузер jQery Модель JSON/XML/JS Об’єкти Вигляд HTML/CSS Контролер jQuery AJAX скрипти Взаємодія з користувачем HTTP запити GET/POST/AJAX Node.js Скрипти, що реалізують ППІ сервісів ОБЗП НДк Інші сервіси Express.js Веб-сервер База даних MongoDB Текстові документи Онтологічні структури http://icybcluster.org.ua:33145/ http://hdl.handle.net/11366/303 http://cordis.europa.eu/news/rcn/8259_%20en.html http://cordis.europa.eu/news/rcn/8259_%20en.html http://www.eurocris.org/ http://www.eurocris.org/ http://derpi.tuwien.ac.at/~andrei/CRIS_DOC.htm http://derpi.tuwien.ac.at/~andrei/CRIS_DOC.htm ftp://ftp.cordis.lu/pub/cris2000/docs/rautamdki_cv_abstract.pdf ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fulltext.pdf ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fulltext.pdf ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fulltext.pdf Моделі та засоби систем баз даних і знань 80 and presenting RTD results [Електроний ре- сурс]. CRIS-2000. 8. CORDIS Mini-guide. [Електронний ре- сурс]. Режим доступу http://cordis.europa. eu/pub/guidance/docs/cordis-miniguide11_ en.pdf (дата звернення 08.07.2016). 9. Прокудин Д.Е. Проектирование и реали- зация комплексной информационной сис- темы поддержки научных исследований // Технологии информационного общества в науке, образовании и культуре: сборник научных статей. Материалы XVII Все- российской объединенной конференции «Интернет и современное общество» IMS- 2014, Санкт-Петербург, 19 – 20 ноября 2014. С. 31–36. 10. ResearchGate About us [Електронний ре- сурс]. Режим доступу http://www.research gate.net/about (дата звернення 08.07.2016). 11. Academia.edu – Share research [Елект- ронний ресурс]. Режим доступу https://www.academia.edu/ (дата звернення 08.07.2016). 12. Free reference manager and PDF organizer [Електронний ресурс]. Режим доступу https://www.mendeley.com/ (дата звернення 08.07.2016). 13. OASIS Reference Model for Service Oriented Architecture V 1.0 [Електронний ресурс]. Режим доступу http://www.oasis-open.org/ committees/download.php/19679/soa-rm- cs.pdf (дата звернення 08.07.2016). 14. Marshall C. Enterprise Modelling with UML. Addison-Wesley, Reading, MA, 2000. 15. Величко В.Ю., Малахов К.С., Семенков В.В., Стрижак А.Е. Комплексные инстру- ментальные средства инженерии онтоло- гий. International Journal “INFORMATION MODELS & ANALYSES”. Vol. 3. N 4. FOI ITHEA Sofia, Bulgaria. 2014. P.336–361. 16. Хролович Д.В. Введение в MEAN stack. Science Time. 2014. № 8 (8). С. 321–324. 17. Brad Dayley. Node.js, MongoDB and AngularJS Web Development. Addison- Wesley Professional, Jun 5, 2014. Computers. 800 p. References 1. Project report VK 205.34.15 “Rozrobka metodologichnih ta tehnologichnih zasad pobudovi arhitekturi znannya-orientovanoyi informatsiynoyi sistemi pidtrimki diyalnosti naukovogo doslidnika”. № 0115U003529. К. 2015. 134 p. [in Ukrainian]. 2. Nikos Houssos. CRIS for research information management. [Online] Avaliable from: http://hdl.handle.net/11366/303 [Accessed: 08.07.2016] 3. ERGO – European Research Gateways Online. [Online] Avaliable from: http://cordis.europa.eu/news/rcn/8259_en.htm l [Accessed: 08.07.2016]. 4. EuroCRIS – Current Research Information Systems. The International Organisation for Research Information. [Online] Avaliable from: http://www.eurocris.org/ [Accessed: 08.07.2016]. 5. Lopatenko A.C. Nauchnyie Informatsionnyie Sistemyi. Perspektivyi ispolzovaniya. [Online] Avaliable from: http://derpi. tuwien.ac.at/~andrei/CRIS_DOC.htm [Accessed: 08.07.2016] [in Russian]. 6. Managing Strategic Aspects of Research. [Online] Avaliable from: ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fullte xt.pdf [Accessed: 08.07.2016]. 7. ADVISER II: Theory and practice of finding and presenting RTD results. [Online] Avaliable from: http://cordis.europa.eu/ pub/cris2000/docs/dew_fulltext.pdf [Accessed: 08.07.2016]. 8. CORDIS Mini-guide. [Online] Avaliable from: http://cordis.europa.eu/pub/guidance/ docs/cordis-miniguide11_en.pdf [Accessed: 08.07.2016]. 9. Prokudin D.E. Proektirovanie i realizatsiya kompleksnoy informatsionnoy sistemyi podderzhki nauchnyih issledovaniy. Tehnologii informatsionnogo obschestva v nauke, obrazovanii i kulture: sbornik nauchnyih statey. Materialyi XVII Vserossiyskoy ob'edinennoy konferentsii «Internet i sovremennoe obschestvo» IMS- 2014. St. Petersburg, November 19–20, 2014. P. 31–36. [in Russian]. 10. ResearchGate About us. [Online] Avaliable from: http://www.researchgate.net/about [Accessed: 08.07.2016]. 11. Academia.edu – Share research. [Online] Avaliable from: https://www.academia.edu/ [Accessed: 08.07.2016]. 12. Free reference manager and PDF organizer. [Online] Avaliable from: https://www.mendeley.com/ [Accessed: 08.07.2016]. 13. OASIS Reference Model for Service Oriented Architecture V 1.0. [Online] Avaliable from: http://www.oasis-open.org/committees/down https://www.academia.edu/ https://www.mendeley.com/ http://www.oasis-open.org/%20committees/download.php/19679/soa-rm-cs.pdf http://www.oasis-open.org/%20committees/download.php/19679/soa-rm-cs.pdf http://www.oasis-open.org/%20committees/download.php/19679/soa-rm-cs.pdf http://hdl.handle.net/11366/303 http://cordis.europa.eu/news/rcn/8259_en.html http://cordis.europa.eu/news/rcn/8259_en.html http://www.eurocris.org/ ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fulltext.pdf ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fulltext.pdf ftp://ftp.cordis. europa.eu/pub/cris2000/docs/rautamdki_fulltext.pdf http://cordis.europa.eu/%20pub/cris2000/docs/dew_fulltext.pdf http://cordis.europa.eu/%20pub/cris2000/docs/dew_fulltext.pdf http://cordis.europa.eu/pub/guidance/ http://www.researchgate.net/about https://www.academia.edu/ https://www.mendeley.com/ http://www.oasis-open.org/committees/down%20load.php/19679/soa-rm-cs.pdf Моделі та засоби систем баз даних і знань 81 load.php/19679/soa-rm-cs.pdf [Accessed: 08.07.2016]. 14. Marshall C. Enterprise Modelling with UML. Addison-Wesley, Reading, MA, 2000. 15. Velychko V.Yu., Malahov K.S., Semenkov V.V., Strizhak A.E. Integrated Tools for Engineering Ontologies. International Journal “INFORMATION MODELS & ANALY- SES”. Vol. 3. N 4. FOI ITHEA Sofia, Bulgaria. 2014. P. 336–361. [in Russian]. 16. Hrolovich D.V. Intro to MEAN stack. Science Time. 2014. N 8 (8). P. 321–324. 17. Brad Dayley. Node.js, MongoDB and AngularJS Web Development. Addison- Wesley Professional. Jun 5. 2014. Computers. 800 p. Одержано 03.05.2017 Про авторів: Палагін Олександр Васильович, доктор технічних наук, професор, академік НАН України. Кількість наукових публікацій в українських виданнях – 290. Кількість наукових публікацій в зарубіжних виданнях – 45. H-index: Google Scholar –15; Scopus – 3. http://orcid.org/0000-0003-3223-1391, Малахов Кирило Сергійович, молодший науковий співробітник. Кількість наукових публікацій в українських виданнях – 27. Кількість наукових публікацій в зарубіжних виданнях – 2. H-index: Google Scholar – 2. http://orcid.org/0000-0003-3223-9844, Величко Віталій Юрійович, кандидат технічних наук, доцент, старший науковий співробітник. Кількість наукових публікацій в українських виданнях – 73. Кількість наукових публікацій в зарубіжних виданнях – 25. H-index: Google Scholar – 7; Scopus – 1. http://orcid.org/0000-0002-7155-9202, Щуров Олександр Сергійович, інженер програміст 1 категорії. Кількість наукових публікацій в українських виданнях – 4. H-index: Google Scholar – 1. http://orcid.org/0000-0002-0449-1295 Місце роботи авторів: Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України. 03680, Київ-187, проспект Академіка Глушкова, 40. Тел.: (044) 526 3348. http://www.oasis-open.org/committees/down%20load.php/19679/soa-rm-cs.pdf