TY - JOUR AU - Владислав Каверинський PY - 2021/12/11 Y2 - 2024/03/28 TI - КОНВЕРТАЦІЯ ФОРМАТІВ ЗБЕРІГАННЯ ГРАФОВИХ БАЗ ДАНИХ І ЇЇ РОЛЬ В ОНТОЛОГІЧНОМУ ІНЖИНІРИНГУ НА ПРИКЛАДІ СИСТЕМИ СУПРОВОДЖЕННЯ РЕАБІЛІТАЦІЇ JF - Український журнал фізичної і реабілітаційної медицини JA - реабiлiтацiя VL - 9 IS - 3-4 SE - Статті DO - 10.54601/2523-479X.2021.9.3-4.8 UR - http://ujprm.com/index.php/rehabilitation/article/view/9 AB - Графові бази даних є зручним інструментом для представлення онтологій та інших випадків даних з природною графовоюструктурою. Графові бази даних онтологічного типу були задіяні при розробці інтелектуальної інформаційно-аналітичноїсистеми супроводження процесів реабілітації (TISP). Зокрема, в подібній формі було представлено такі розділи як «Біла книга», «Гастроентерологія», «Ішемічна хвороба серця», «Курортологія», «Медичне право», «Фізична реабілітація» та ін.. Одним з найбільш поширених і універсальних форматів зберігання онтологій є OWL, зокрема у синтаксисі RDF/XML. Проблемою є відсутність доступного і водночас потужного і зручного графічного редактору схем онтології, що працює зподібними форматами. Створення ж складної схеми онтології, наприклад, у редакторі, вбудованому у “Protégé” є складним інезручним процесом. Більш того, можливості побудови онто-графу у“Protégé” є суттєво обмеженими.Зручним інструментом для візуального розроблення, перегляду і редагування онто-графів є, розроблений в Інститутікібернетики НАН України КІТ «Поліедр», що поєднує дружній візуальний інтерфейс і широкі функціональні можливості зпростотою роботи і освоєння. Попре це, особливістю КІТ «Поліедр» є специфічний формат зберігання графів. Натомість OWL, що є прийнятним для багатьох графових СУБД як основний чи проміжний формат зберігання і завантаження даних наразі непідтримується у КІТ «Поліедр». Таким чином, актуальною задачею стало створення конвертеру, що переводить XML-файли зформату КІТ «Поліедр» в OWL у синтаксисі RDF/XML, також у зворотному напрямку.Метою досліджень було побудувати програмну систему для переведення файлів з формату зберігання онтологічного графуКІТ «Поліедр» (“Graph Editor”) до загальноприйнятого RDF/XML синтаксису зберігання OWL-онтологій.В результаті роботи було проведено аналіз особливостей зберігання даних онтологічних графів у форматі “Graph Editor”, структури відповідних XML-файлів і можливості максимально повного представлення як значущої так і допоміжної (технічної) інформації доступними засобами RDF/XML синтаксису. З іншого боку, розроблено способи представлення стандартних OWL сутностей і конструкції засобами “Graph Editor”. Розроблена система програмного мета-представлення даних зчитаних звідповідного XML чи OWL-файлу та реалізовано способи її серіалізації в формат OWL чи . XML-“Graph Editor”. Відповіднупрограмну систему було втілено у вигляді он-лайн сервісу.В роботі було показано, що вершини онтологічного графу, побудованого у КІТ «Поліедр» при конвертації можуть бутиприведені до стандартних OWL-сутностей – класів, властивостей або екземплярів класів (individuals). Якщо тип явно невказано, за замовчуванням вершини стають класами. Також можливо представлення не типізованих вершин іншими OWLтипами, враховуючі специфічні типи зв’язків (за їх наявності). Не типізовані зв’язки можуть опційно бути інтерпретованимияк «Subclass» або «Default». Особливу увагу приділено представленню даних, що містяться у вершинах і зв’язках графу. Зазамовчуванням вони стають label, але, якщо вказано специфічний тип, вони можуть стати будь-яким з варіантів «анотацій» відповідної OWL-сутності. З даних зв’язків утворюються специфічні технічні властивості (ObjectProperty), що поєднуютьвідповідні вершини, до них у вигляді label чи інших annotations приєднуються дані. Передбачено створення різноманітних, як стандартних (підклас, еквівалентність та ін..), так і довільних зв’язків-посилань між вершинами онтологічного графу, якщотакі означені у вихідному файлі. Вкладні дані представляються посиланнями через атрибути тегів, що вказують власнийідентифікатор та ідентифікатор батьківського data-тегу. Зворотна конвертація створює вершини онто-графу відповідних типів зкласів, властивостей і екземплярів класів онтології, за виключенням технічних (за умов конвертації попередньо перетвореногофайлу), які використовуються у такому разі для відновлення структури прив’язаних даних. Теги, що містять технічнуінформацію, не перетворюються у прив’язані дані, але використовуються для ініціалізації характеристик вершин (форма, колір, позиція тощо). Розроблену програму для конвертації було використано при переведенні до OWL-формату онтології за «Білою книгою», зяким працює RDFlib у складі діалогової підсистеми TISP. Також було успішно здійснено конвертацію до OWL-формату рядуінших медичних онтологій у рамках проекту TISP. Аналіз результатів показав відсутність втрати інформації при прямій тазворотній конвертації. Отримані успішно файли сприймаються парсерами RDF/XML формату, зокрема “Protégé”, RDFlib, Neo4j (завантаження OWL-онтології за допомогою плагіна Neosemantics), до них можуть бути використані формальні запити на мовіSPARQL. У разі переведення отриманого OWL-файлу до Neo4j до онтології може бути застосована також мова Cypher.В результаті роботи було створено зручний програмний інструмент для переведення онтологічних графів, створених задопомогою зручної, наочної і потужної системи онтологічного інжинірингу КІТ «Поліедр» до OWL-онтологій у синтаксисіRDF/XML. Це суттєво розширює практичну придатність створених у такий спосіб онтологій, дає змогу використовувати їх удовідкових системах, системах збору і обробки інформації, з використанням стандартних засобів роботи з RDF/XML-форматом(безпосередньо чи у якості вихідного). Можливість зворотної конвертації дає змогу застосовувати КІТ «Поліедр» для переглядуі редагування сторонніх OWL-онтологій, набутих у мережі Інтернет або і інший спосіб. ER -