CC BY
6УДК: 004.89
Ширипов Р.И. бакалавр
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления научный руководитель: Найханова Л.В.
Россия, г. Улан-Удэ ПОСТРОЕНИЕ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ТЕСТ-ТРЕНАЖЕРА
Аннотация. Данная статья посвящена созданию онтологии, необходимой для формирования банка тестовых заданий для теста-тренажера. Построена таксономия понятий предметной области, которая определяет классы онтологии и отношения между ними и позволяет сгенерировать банк тестовых заданий.
Ключевые слова: понятие; таксономия, онтология, среда разработки онтологий Protégé, банк тестовых заданий.
Shiripov R.I., Bachelor's Degree (BS) East Siberia State University of Technology and Management
The scientific adviser: Naykhanova L. V.
Russia, Ulan-Ude CONSTRUCTION OF ONTOLOGY FOR A TEST TRAINER
Annotation. This article is devoted to creating an ontology necessary for the formation of a bank of test tasks for a test trainer. The concepts of the subject domain were analyzed to construct a taxonomy, which defines the classes of ontology and the relationships between them. The constructed ontology allows to generate a bank of test tasks.
Keywords: concept, taxonomy, ontology, ontology editor and a knowledge management system.
Введение
Прохождение аттестации всегда заставляет нервничать сотрудников организации. Решению этой проблемы способствует тест-тренажер, предназначенный для самоподготовки и аттестации персонала. Он позволит сотрудникам адаптироваться к системе и с большим успехом пройти аттестацию.
Создание эффективного тест-тренажера охватывает целый ряд процессов: подготовка банка тестовых заданий, процесс непосредственного тестирования, тренировка и оценивание результатов тестирования. Настоящая работа имеет отношение к процессу подготовки банка тестовых заданий.
Банк заданий должен содержать вопросы и эталонные ответы к ним. Нами проведены исследования по созданию онтологии и генерации на ее основе банка заданий. В статье рассматриваются аспекты, касающиеся построения онтологии.
Построение таксономии понятий
При построении онтологии возникает необходимость иерархического способа представления набора понятий и их отношений в предметной области.
В упрощенном виде онтология - это система понятий некоторой предметной области, представляющая собой набор сущностей, соединённых различными отношения:
M = (С, R),
где C - множество понятий предметной области, R - множество отношений между ними.
При построении онтологии предметной области «Правила технической эксплуатации сети цифрового эфирного телевизионного вещания в Российской Федерации в стандарте DVB-T2» использовались два вида отношений, а именно:
• иерархические отношения, обычно рассматриваются как несимметричные и транзитивные:
o отношение «Выше - Ниже», RUD;
o отношение «Часть - Целое», Rpw;
o обобщенное отношение «Выше - Ниже», RGUD;
• ассоциативное отношение, RA.
Перечисленные выше отношения являются бинарными, поэтому необходимо рассмотреть все множество пар R = {(t^tj^ij' = j},
где n - мощность множества T.
Установление в каком отношении состоят термины пары заключается в последовательной проверке каждого отношения: RUD,RPW, RGUD, RA.
Для примера приведем некоторое подмножество понятий предметной области (рис.1):
T = (Answer, А_Глава2, A_G2_Основные_Положения, Question, Q_Глава2, Q_G2_Основные_Положения}.
А_02_0сновные Положения
Рисунок 1 - Фрагмент таксономии понятий
Для заданных понятий были установлены отношения и записаны в таблице 1.
Таблица 1 - Подмножество отношений
№ Понятие 1 Понятие 2 Отношение
1 Answer А_Глава2 , Часть - Целое
2 А_Глава2 A_G2_Основные_Положения , Часть - Целое
3 Question 0_Глава2 , Часть - Целое
4 0_Глава2 Q_G2_Основные_Положения , Часть - Целое
5 A_G2_Основные_По ложения Q_G2_Основные_Положения ЯА, Ассоциативное
Аналогичным образом определены множества понятий и отношений между ними для всего текста руководства.
Иерархия классов онтологии
Созданная на предыдущем этапе таксономия понятий дала определила классы онтологии. На первом уровне описываются два класса: «Question» и «Answer», которые являются подклассами общего класса Thing. В первом поддереве будут находиться все вопросы предметной области, во втором ответы на них.
Каждый класс первого уровня имеет однотипные подклассы второго уровня и именуются как <^_номер главы» для подклассов класса «Question», и «А_номер главы» для подклассов класса «Answer» (рис. 2). Названия классов второго уровня соответствуют названиям глав предметной области «Правила технической эксплуатации сети цифрового эфирного телевизионного вещания в Российской Федерации в стандарте DVB -T2».
V- owl ¡Thing ▼ Answer
Л Глава 10 Д_Глава11 Д_Глава2 Д_ГлаваЗ Д_Глава4 Д_Глава5 Д_Главаб Д_Глава7 ► Д_Глава9 Question
Y- owl:Thing (f- Answer ▼ Question
Q_rnapa10 ► Q_l лава 11 (f ■■■■ Q Гпава2 Q_nidBd3 if Q_rnnHa4 4- 0_Глава5 Q Гпаваб Q_HnaEa7 Q_rnaBaQ
Рисунок 2 - Второй уровень онтологии
Подклассы третьего уровня содержат названия вопросов или ответов соответственно их поддереву первого уровня и относятся к главе соответственно их поддереву второго уровня.
Тест-тренажер имеет несколько типов вопросов, а именно:
• Еи11Ап8,№ег - вопрос с полным ответом;
• Simp1eAnswer:
о вопрос со схемой в виде картинки, в котором нужно заполнить недостающие элементы;
о вопрос с таблицей в виде картинки, в котором нужно заполнить
недостающие элементы;
• Choice - вопрос с формулами в виде картинки, в котором нужно выбрать один правильный ответ;
Основываясь на типе вопроса выбирается название подкласса третьего уровня: Для вопроса с полный ответом названием является название подглавы, для вопроса со схемой название схемы, для вопроса с таблицей название таблицы, для тестового вопроса номер формулы (рис. 3).
▼■■■ owl:Thing *■■■■ Answer
► А Гпага 10 А_Глава11 А_Глава2 A_G2_Pictl
А_С2_ОСНОВНЫЕ_ПОЛОЖЕНИЯ
А_С2_ПОРЯДОК_ИСПОЛЬЗОВАНИЯ_ТЕХНИЧЕСКИХ_СРЕДСТВ A_G 2_П О Р Я Д О К_П ОД Г ОТО В КИ_И_П Р О В ЕД Е Н И Я_0 СО Б 0_В АЖ Н Ы Х_П Е Р Е ДАЧ А_С2_СТРУКТУРА_СЕТИ_ЦИФРОВОГО_ЭФИРНОГО_ТЕЛЕВИЗИОННОГО_ВЕЩАНИЯ А_ГлаваЗ А_Глана4 А_Глава5 А_Главаб А_Глава7 ►( А_Глава9 Question
<2_Глава10 0_Глава11 0_Глава2 И- j Q_G2_Pictl
0_62_ОСНОВНЫЕ_ПОЛОЖЕНИЯ
► 2_П ОРЯДОК_ИСПОЛЬЗО ВАН И Я_ТЕХН ИЧЕСКИХ_СР Е Д СТВ
2_П О Р Я Д О К_П О Д Г ОТО В КИ_И_П Р О В ЕД Е Н И Я_0 СО Б 0_В АЖ Н Ы Х_П Е Р Е ДАЧ К 2_СТР УКТУ Р А_С ЕТИ_ЦИ ФРОВОГО_ЭФИРНОГ 0_ТЕ Л ЕВИЗИОННОГ 0_В Е Щ АН И Я
<2_ГлаваЗ
Рисунок 3 - Третий уровень онтологии Текст вопроса или ответа записывается в виде аннотации к классу, что показано на рисунке 4
Рисунок 4 - Вопрос без рисунка Заполнение аннотации для вопроса в многом зависит от типа вопроса. При любом типе вопроса первой строкой описывается тип вопроса, затем при полном ответ заполняется текстом вопроса (рисунок 6).
Если вопрос содержит рисунок, то следом за типом вопроса пишется
ссылка на рисунок, а лишь затем основная засть вопроса (рис. 5)
Рисунок 5 - Вопрос с рисунком
Для заполнения аннотации ответа тоже есть несколько правил:
• Для вопроса с полным ответом в аннотацию записывается текст ответа;
• Для вопроса со схемой или таблицей первой строчкой записывается количество пропущенных участков, а далее номер пропущенного участка и текст, который должен содержать данный участок (рис. 6);
• Для тестового вопроса записывается правильный вариант ответа.
Рисунок 6 - Ответ на вопрос со схемой Эквивалентные классы позволяют задать каждому классу с вопросом, соответствующий ему ответ (рис. 7).
owkThing
T
Question
W Q Главою Q_rnaBall У Q_rilrtl>rt? t Q_G2_Pictl
A_G2_Pictl 0_С2_ОСНОВНЫЕ_ПОЛОЖЕНИЯ
А_С2_ОСНОВНЫЕ_ПОЛОЖЕНИЯ Q_G2_n0Pflfl0K_MCnC^b30BAHHH_TEXHM4ECKHX_CPEflCrB 0_С2_ПОРЯДОК_ПОДГОТОВКИ_И_ПРОВЕДЕНИЯ_ОСОБО_ВАЖНЫХ_ПЕРЕДАЧ 0_С2_СТРУКТУРА_СЕТИ_ЦИФРОВОГО_ЭФИРНОГО_ТЕЛЕВИЗИОННОГО_ВЕЩАНИЯ
► Q_ _ГлаваЗ
Q. _Глава4
Q. _Глава5
Q_ _Глава6
Q. _Глава7
Q_ _Глава9
Рисунок 7 - Эквивалентные классы На рисунке 8 представлена получившаяся онтология в виде графа. На графе можно проследить все связи между вопросами и ответам.
Рисунок 8 - Часть графа онтологии
При наведении курсора на какой-либо класс можно просмотреть краткую информацию о нем: родительский класс, подкласс, аннотация.
Онтология построена в среде разработки онтологий Protégé.
Заключение
Таким образом, разбиение онтологии на два супер-класса предметной области "Техническая эксплуатация сети цифрового эфирного телевизионного вещания в Российской Федерации" позволила построить достаточно простой генератор банка тестовых заданий.
Использованные источники:
1. Gruber, T. Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing [Текст] / T. Gruber. - Italy: Stanford University, 1993. - 22 с.
2. Палагин, А.В. Онтологические методы и средства обработки предметных знаний [Текст] / А.В. Палагин - Луганск: изд-во ВНУ им. В. Даля, 2012. -323 с.
3. Прохоров, А. М. Советская энциклопедия Т.25. Таксономия (теория классификации) [Текст] / А. М. Прохоров. - М.: Сов. Энцикл., 1976. - 600 с.
4. Классификация онтологий [Электронный ресурс]. -https://www.intuit.ru/studies/courses/1078/270/lecture/6847?page=2 (Дата обращения: 27.02.18)
5. Содержание онтологии [Электронный ресурс]. -https://www.intuit.ru/studies/courses/1078/270/lecture/6845 (Дата обращения: 27.02.18)
