FOI Nastava - Baze znanja i semantički Web

Studij	Semestar	Obavezan
Organizacija poslovnih sustava 1.3 (OPS)	3	izborni
Baze podataka i baze znanja 1.4 (BPBZ)	3	obavezan
Baze podataka i baze znanja 1.3 (BPBZ)	3	obavezan
Informatika u obrazovanju 1.4 (IUO)	3	izborni
Informatika u obrazovanju 1.3 (IUO)	3	izborni
Organizacija poslovnih sustava 1.4 (OPS)	3	izborni

Cilj kolegija

Cilj kolegija jest upoznavanje studenata s dva važna, međusobno isprepletena područja, koja se bave inteligentim strukturiranjem i inteligentnom obradom podataka (informacija) u okruženju weba. Strukturirani podaci, u međusobnoj dinamičkoj interakciji, kombinacijom klasičnog pretraživanja i deduktivnog izvoda, rezultiraju bazama znanja, odnosno ontologijama i grafovima znanja. Semantički web, odnosno web podataka postavlja se u kontekst weba i osigurava inteligentni pristup heterogenim, distribuiranim informacijskim sadržajima. Područja primjene stalno se šire i danas obuhvaćaju upravljanje znanjem (uključujući sustave poslovnih pravila), elektroničko poslovanje (uključujući i sustave automatiziranog pregovaranja), razmjenu informacija, obradu prirodnog jezika, itd. Kolegij će studentima dati nužna teorijska znanja, upoznati ih sa suvremenim programskim jezicima i alatima, te ih kroz praktični rad na računalima osposobiti za korištenje sustava baza znanja i semantičkog weba i njihov razvoj.

Preduvjeti

Kolegij nema definirane preduvjete

Norma kolegija

Predavanja

30 sati

Vježbe u praktikumu

15 sati

Seminar

15 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Lovrenčić Sandra	Nositelj	Predavanja Seminar	15 1	2 2	1 0
Sekovanić Vlatka	Suradnik	Vježbe u praktikumu Seminar	7 8	2 2	4 2

Sadržaj predavanja

Vizija Semantičkog Weba
Od početne vizije weba prema semantičkom webu - povijesni razvoj. Faze razvoja. Temeljne postavke i cijevi semantičkog weba. Pregled trenutnog stanja. Aplikacijska područja semantičkog weba.
Slojevi (tehnologije) Semantičkog Weba
Svrha i povezanost tehnologija. Piramida tehnologija i jezika: URI/IRI, XML, razmjena podataka, ontologije, upiti, pravila, logika, dokazi, povjerenje, korisničko sučelje i aplikacije, kriptografija. Ostale tehnologije i standardi semantičkog weba.
Arhitektura za upravljanje znanjem unutar semantičkog weba
Prikaz znanja ontologijama (bazama znanja). Definicija ontologija. Vrste ontologija. Načini formalnog prikaza ontologija. Metode za razvoj ontologija. Uzorci dizajna ontologija. Primjeri ontologija. Vrednovanje baza znanja.
Uvod u deskriptivne logike
Definicija i razvoj. Veza s logikom prvog reda. Prikaz znanja u deskriptivnim logikama. Jezik ALC – sintaksa i semantika. TBox, ABox i RBox. Proširenja jezika ALC. Modeliranje baze znanja u deskriptivnim logikama. Rezoniranje nad bazom znanja u deskriptivnim logikama: strukturalna supsumpcija i tableau algoritam.
Temeljni format za prikaz znanja unutar semantičkog weba
RDF i RDF Schema. RDF graf - graf znanja.Temeljni koncepti: resursi, svojstva, izjave. Opisivanje resursa. Serijalizacije. Tipovi podataka. Reifikacija. Spremnici i kolekcije. Klase i instance. Hijerarhije klasa i nasljeđivanje. Hijerarhije svojstava.
Povećanje izražajnosti i podrška rezoniranju nad bazama znanja
OWL1 – podjezici (slojevi), OWL2 – profili. Razvoj i trenutne mogućnosti. Ograničenja i međusobna povezanost jezika. Ekvivalentne i razdvojene klase. Objektna i podatkovna svojstva. Inverzna, ekvivalentna, razdvojena i negirana svojstva. Specijalna svojstva. Ograničenja svojstava. Nizovi svojstava. Ključevi. Kombinacije klasa. Ograničavanje tipova podataka.
Pretraživanje baza znanja
Sintaksa i semantika jezika za upite. Osnovni obrasci za upite. Modifikatori upita. Jednostavni i složeni upiti. Povezani otvoreni podaci (LOD oblak). DBpedia. Primjeri pretraživača.
Primjena baza znanja i razvoj područja semantičkog weba
Postojeća rješenja koja primjenjuju tehnologije semantičkog weba. Primjeri ontologija, grafova znanja i aplikacija iz različitih domena (upravljanje znanjem, elektroničko poslovanje, medicina, obrazovanje...). Web stvari (Web of Things). Baze znanja kao dio područja prikaza znanja i rezoniranja o znanju u umjetnoj inteligenciji.

Sadržaj seminara/vježbi

Vježbe
U okviru vježbi studenti će koristiti suvremene alate i jezike za rad s bazama znanja (ontologijama) i rezoniranje nad znanjem te razvijati manje formalne ontologije, kao i upoznavati neke od mogućnosti tehnologija za razvoj semantičkog weba.
Seminari
U sklopu seminara studenti će uspoređivati i analizirati pojedine tematike obrađene na predavanjima (na primjer, konkretne ogledne baze znanja ili alate za rezoniranje). Također će samostalno obraditi (kritički osvrt) i prezentirati određene teme iz područja koje obuhvaća kolegij.

Ishodi učenja kolegija

Vrednovati sastavne elemente aplikacija semantičkog weba.
Primijeniti najnovije tehnologije i alate za razvoj baza znanja u sklopu semantičkog weba.
Analizirati temeljne postavke, ciljeve i strukturu semantičkog weba.
Analizirati strukturu baza znanja.
Modelirati i vrednovati ontologije.
Vrednovati svrhu i mogućnosti baza znanja te njihovo korištenje.
Provesti strukturalnu supsumpciju i tablo algoritam za rezoniranje nad bazama znanja.
Izgraditi bazu znanja (ontologiju) standardiziranim jezicima uz korištenje deskriptivnih logika.

Ishodi učenja programa

Primijeniti etička načela, zakonsku regulativu i norme koje se koriste u struci
Procijeniti uvjete za primjenu suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (IKT), savjetovati druge u primjeni IKT-a te u zadanom kontekstu odrediti utjecaj na pojedinca, organizaciju i društvo.
Modelirati probleme iz područja informacijskih i poslovnih sustava korištenjem matematičkih metoda, metoda razvoja informacijskih sustava i koncepata planiranja, upravljanja i poslovanja
Analizirati uvjete, donositi odluke, savjetovati druge te primijeniti odluke u zadanom kontekstu rješavanja problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava
Vrednovati učinkovitost uvođenja i korištenja programskih rješenja i pripadajuće infrastrukture za konkretne problemske domene
Voditi interdisciplinarni tim i raditi u takvom timu te razviti planove upravljanja karijerom za sebe i članove tima uključujući elemente cjeloživotnog učenja i razvoj kompetencija poduzetnosti
Svrsishodno komunicirati na hrvatskom i stranom jeziku, unaprijediti komunikaciju sa svim dionicima (klijentima, korisnicima i kolegama) uz primjenu odgovarajuće terminologije uključujući popularizaciju suvremenih informatičkih trendova i tema
Primijeniti odgovarajuće metode i tehnike projektiranja, planiranja, razvoja i uvođenja složenog informacijskog sustava u suvremenim razvojnim okolinama
Optimizirati procese poslovnog sustava organizacije u suradnji sa stručnjacima odabirom metoda i koncepata planiranja, upravljanja organizacijom i analize poslovanja
Oblikovati softversku arhitekturu složenog informacijskog sustava, odabrati i postaviti njegovu odgovarajuću tehnološku platformu i sigurnosne mehanizme te programirati dijelove složenog sustava
Utvrditi uvjete za primjenu ključnih informacijskih tehnologija, procijeniti njihov učinak i u zadanom kontekstu donositi odluke i davati savjete vezano uz upravljanje IT uslugama i resursima
Analizirati uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz metodološke pristupe razvoju organizacijskih i informacijskih sustava
Osmsliti projekt učinkovitog unapređenja poslovnog sustava u osnovnim vertikalnim područjima uz korištenje suvremenih IKT, realizirati takav projekt vlastitim razvojem ili izborom odgovarajućeg standardnog softvera
Analizirati objekte poslovnog sustava te postaviti formalni model objektnog sustava kao temelj izgradnje informacijskog sustava.
Dizajnirati i izgraditi sustav temeljen na distribuiranim bazama podataka i velikim izvorima znanja korištenjem tehnika izgradnje velikih i distribuiranih podatkovnih sustava i razrješavanja konflikata između kompetitivnih izvora znanja.
Izgraditi računalni sustav za pohranu podataka i znanja uključujući digitalne arhive.
Predložiti poboljšanja poslovnog sustava temeljem optimiziranog modela poslovnih procesa i poslovnih pravila.
Modelirati i izgraditi analitički podatkovni sustav skladišta podataka i višedimenzionalnih kocaka temeljen na postojećem transakcijskom sustavu.
Izgraditi i optimizirati model procesa, klasa podataka i poslovnih pravila poslovnog sustava te predložiti poboljšanja poslovnog sustava.
Modelirati i izgraditi sustave temeljene na znanju i sustave za podršku u odlučivanju.
Identificirati potrebe za strategijskim i upravljačkim promjenama u organizacijama
Primijeniti metode upravljanja životnim ciklusom informacijskog sustava organizacije te osmisliti i primijeniti suvremene strategije nastupa na tržištu informatičkih proizvoda i usluga
Definirati elemente strategijskog kontinuuma i primijeniti metode strategijskog upravljanja uz potporu informacijsko komunikacijske tehnologije.
Razviti i validirati sustav mjerenja organizacijske učinkovitosti uz primjenu IKT
Analizirati tržište primjenom informacijsko-komunikacijskih tehnologija
Analizirati poslovne procese te preporučiti i primijeniti odgovarajuće informacijske i komunikacijske tehnologije za unapređenje poslovnih procesa
Prezentirati razvoj i organizaciju odgojno-obrazovnih sustava, povijest informatike i računarstva, ustroj odgojno-obrazovnog procesa, društvenu uvjetovanost odgojno-obrazovne prakse i primijeniti suvremene odgojno-obrazovne koncepcije
Organizirati nastavni proces uključujući i poučavanje upotrebom tehnologije i u kriznim uvjetima te osmisliti postupke za upravljanje procesom učenja i poučavanja uz primjenu odrednica djelovanja i ponašanja ljudske jedinke i dinamike grupe
Artikulirati nastavni sat primjenjujući primjerene nastavne metode i oblike rada, didaktičke principe i nastavna sredstva
Voditi pedagošku dokumentaciju, ispitivanje, ocjenjivanje i vrednovanje u skladu sa zakonskom regulativom i kriterijima osobne i profesionalne etičnosti
Poučavati učenike primjeni različitih oblika učenja, samovrednovanju i samoreguliranom učenju
Upravljati razrednim odjeljenjem, i surađivati s roditeljima i drugim strukturama unutar i izvan odgojno-obrazovne institucije
Primijeniti i sukreirati suvremene računalne sustave u dizajnu obrazovnog informacijskog sustava u nastavi u skladu s pedagoškim i metodičkim principima te ih popularizirati sukladno trendovima i potrebama
Primijeniti principe proceduralnog programiranja, interneta, weba, stolnih aplikacija u kontekstu rješavanja problema iz realnog svijeta
Formulirati problem iz realnog svijeta u smislu problemskog zadatka u informatici te ga znati riješiti i rješenje evaluirati
Izvoditi proces poučavanja u multikulturalnim i multietničkim sredinama i drugim posebnim uvjetima (treća dob, centri izvrsnosti …)
Strukturirati i procjenjivati osobna i profesionalna iskustva (razvijati refleksivnu praksu) uključujući cjeloživotno učenje

Osnovna literatura

Keet, C. M., An Introduction to Ontology Engineering, London: College Publications, 2018.
Alexopoulos, P., Semantic Modeling for Data, Sebastopol, CA: O'Reilly, 2020.
Uschold, M., Demistifying OWL for the Enterprise, San Rafael, CA: Morgan & Claypool, 2018.

Dopunska literatura

Staab S.; Studer R., eds.: Handbook on Ontologies, 2nd edition, Springer, 2009.
Baader F. et al., eds: The Description Logics Handbook: Theory, Implementation and Applications, 2nd ed. edition, Cambridge University Press, 2010.
Allemang D.; Hendler J.: Semantic Web for the Working Ontologist: Effective Modeling in RDFS and OWL, Morgan Kaufmann, 2008.
Yu L.: Introduction to the Semantic Web and Semantic Web Services, CRC Press, 2007.
Davies J.; Studer R.; Warren P. eds.: Semantic Web Technologies: Trends and Research in Ontology-based Systems, Wiley, 2006.

Slični kolegiji

Concordia University (Department of Computer Science and Software Engineering) eighton University (Master of Science in Electronic Commerce), http://ecommerce.creighton.edu/masters
Illinois Institute of Technology (Master of Science in Electronic Commerce), http://www.stuart.iit.edu/ecom/
Massachusetts Institute of Technology (MBA Program Track on Electronic Commerce) http://mitsloan.mit.edu/execed/epp
Stanford University, http://www.gsb.stanford.edu/sloan/academics/courses/electronic_business.html
North Carolina State University (Master of Science - Management in Electronic Commerce), http://ecommerce.ncsu.edu/
University College Dublin (MBS in Electronic Commerce), http://mis.ucd.ie/courses/Electronic_Business_Programme
University of Pennsylvania (MBA Major in Managing Electronic Commerce), http://www.wharton.upenn.edu/mbaresource/curriculum/ecommerce/
www-personal.si.umich.edu/~hardin/semantic course.html

Redoviti studenti

Izvanredni studenti

izvanredni rok

Datum: 14.04.2025.

Vrijeme: 16:00

Opis: Na Fakultetu

U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.