FOI Nastava - Baze znanja i semantički Web

Sadržaj se učitava...

FOI Nastava

apps

mdi-login

Baze znanja i semantički Web

Databases and Semantic Web
2016/2017

5 ECTSa

Organizacija poslovnih sustava 1.2 (OPS)
Informatika u obrazovanju 1.2 (IUO)
Informacijsko i programsko inženjerstvo 1.2 (IPI)
Baze podataka i baze znanja 1.2 (BPBZ)

Katedra za teorijske i primijenjene osnove informacijskih znanosti

3. semestar

Osnovne informacijemdi-information-variant

Izvođači nastavemdi-account-group

Nastavni plan i programmdi-clipboard-text-outline

Model praćenjamdi-human-male-board

Ispitni rokovimdi-clipboard-check-outline

Rasporedmdi-calendar-clock

Konzultacijemdi-account-voice

Izvođenje kolegija

Studij	Semestar	Obavezan
Organizacija poslovnih sustava 1.2 (OPS)	3	izborni
Informatika u obrazovanju 1.2 (IUO)	3	izborni
Informacijsko i programsko inženjerstvo 1.2 (IPI)	3	izborni
Baze podataka i baze znanja 1.2 (BPBZ)	3	obavezan

Cilj kolegija

Cilj kolegija Baze znanja i semantički Web 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. U novije vrijeme, pojam baza znanja zamjenjuje se pojmom ontologija. Baze znanja (ontologije, odnosno sustave ontologija). Semantički Web 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 u P2P sustavima, procesiranje prirodnih 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 semantičkog Weba i njihov razvoj.

Preduvjeti

Kolegij nema definirane preduvjete

Norma kolegija

Predavanja

30 sati

Vježbe u praktikumu

30 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Lovrenčić Sandra	Nositelj	Vježbe u praktikumu Predavanja Seminar	7 15 8	2 2 2	3 1 1
Čubrilo Mirko	Nositelj

Sadržaj predavanja

Vizija Semantičkog Weba
Sadašnji Web. Od sadašnjeg Weba prema Semantičkom Webu - povijesni razvoj. Temeljne postavke Semantičkog Weba. Aplikacijska područja Semantičkog Weba. Primjeri aplikacija (upravljanje znanjem, elektroničko poslovanje...).
Slojevi (tehnologije) Semantičkog Weba
Svrha i povezanost tehnologija. Piramida tehnologija: URI/IRI, XML, razmjena podataka, upiti, ontologije, pravila, logika, dokazi, povjerenja, korisničko sučelje i aplikacije, kriptografija. Ostale tehnologije Semantičkog Weba: GRDDL, RDFa, POWDER, SKOS, HCLS.
Arhitektura za upravljanje znanjem unutar Semantičkog Weba
Prikaz znanja ontologijama (bazama znanja). Definicija ontologija. Vrste ontologija. Načini formalnog prikaza ontologija. Metode za razvoj ontologija. Primjeri ontologija. Alati za prikaz znanja ontologijama.Vrednovanje baza znanja.
Uvod u deskriptivne logike
Definicija i razvoj. Veza sa logikom prvog reda. Prikaz znanja u deskriptivnim logikama. Jezik ALC – sintaksa i semantika. TBox i ABox. Modeliranje baze znanja u deskriptivnim logikama. Zaključivanje nad bazom znanja u deskriptivnim logikama: strukturalna supsumpcija i tableau algoritam.
Piramida jezika za Semantički Web
RDF - serijalizacije, RDF Schema, OWL1 – podjezici (slojevi), OWL2 – profili. Razvoj i trenutne mogućnosti. Ograničenja i međusobna povezanost jezika.
Temeljni format za prikaz znanja unutar Semantičkog Weba
Temeljni koncepti: resursi, svojstva, izjave. Tipovi podataka. Reifikacija. Spremnici i kolekcije. Klase i instance. Hijerarhije klasa i nasljeđivanje. Hijerarhije svojstava.
Povećanje izražajnosti i podrška zaključivanju nad bazama znanja
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. Povezani podaci (LOD oblak). DBpedia. Primjeri pretraživača.

Sadržaj seminara/vježbi

Vježbe
U okviru vježbi studenti će koristiti suvremene alate i jezike za rad sa bazama znanja (ontologijama) i zaključivanje 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 zaključivanje). Također će samostalno obraditi (kritički osvrt) i prezentirati određene teme iz područja koje obuhvaća predmet.

Ishodi učenja kolegija

Moći prepoznati i objasniti sastavne elemente aplikacija Semantičkog Weba
Poznavati najnovije tehnologije i alate za razvoj baza znanja u sklopu Semantičkog Weba
Razumjeti i opisati temeljne postavke, ciljeve i strukturu Semantičkog Weba
Razumjeti pojam baza znanja i opisati njihovu strukturu
Razumjeti pojam ontologija kao baza znanja te usvojiti postupak njihova razvoja i vrednovanja
Razumjeti svrhu i mogućnosti baza znanja te objasniti njihovo korištenje
Znati provesti strukturalnu supsumpciju i Tableau algoritam za zaključivanje nad bazama znanja
Znati razviti bazu znanja (ontologiju) standardiziranim jezicima uz korištenje deskriptivnih logika

Ishodi učenja programa

Primijeniti etička načela, zakonsku regulativu i norme koje se koriste u struci
Analizirati i procijeniti uvjete za primjenu suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (ICT), savjetovati druge u primjeni iste te u zadanom kontekstu odrediti utjecaj primjene na pojedinca, organizaciju i društvo.
Modeliranje problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava korištenjem matematičkih metoda, metoda razvoja informacijskih sustava i koncepata planiranja, upravljanja i poslovanja
Primijeniti, utvrditi uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz rješavanje problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava
Analizirati i ocijeniti učinkovitost uvođenja i korištenja ICT (programskog rješenja i pripadajuće opreme) za konkretne problemske domene informacijskih i poslovnih sustava
Procijeniti i preporučiti programska rješenja za konkretne problemske domene informacijskih i poslovnih sustava
Voditi interdisciplinarni tim i raditi u takvom timu
Predstaviti i popularizirati suvremena trendove u informatici u stručnim i laičkim krugovima
Unaprijediti metode komuniciranja i komunikaciju s klijentima, korisnicima i kolegama na verbalan i pisani način uz primjenu odgovarajuće terminologije uključujući i sposobnost komunikacije o struci na stranom jeziku
Unaprijediti i primijeniti metode stručnog rada pronalaženjem i vrednovanjem suvremenih izvora znanja
Valorizirati stručnu literaturu na hrvatskom i stranom jeziku
Razviti vlastite planove i planove drugih članova tima u upravljenju karijerom u struci i vlastitih poduzetničkih poduhvata s obzirom na potrebe poslovnog okruženja
Planirati proces cjeloživotnog osobnog i profesionalnog razvoja i definirati optimalne individualne strategije učenja
Projektirati, planirati, izraditi i uvesti svaki poslovni složeni informacijski sustav i/ili voditi projektni tim u slučaju kada na tim poslovima mora biti uključen veći broj stručnjaka
Razumjeti poslovni sustav organizacije i u suradnji s poslovnim stručnjacima optimalizirati njezine poslovne procese te izraditi strateški plan primjene ICT-a
Oblikovati softversku arhitekturu složenog informacijskog sustava, odabrati i postaviti odgovarajuću tehnološku platformu i programirati najsloženije dijelove složenog sustava
Primijeniti metode planiranja i upravljanja poslovanjem uz pomoć ICT u osnovnim vertikalnim područjima primjene ICT
Utvrditi uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz ključne aspekte primjene i razvoja informacijske tehnologije (programiranje, algoritmi, strukture podataka, baze podataka i znanja)
Utvrditi uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
Utvrditi uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz metode i koncepte planiranja, upravljanja organizacijom i obračuna poslovanja
Analizirati uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke vezane uz metodološke pristupe razvoju organizacijskih i informacijskih sustava
Analizirati uvjete za primjenu, savjetovati i u zadanom kontekstu donositi odluke za primjenu koncepata elektroničkog poslovanja podržanih odgovarajućim arhitekturama informacijskih sustava (klasične ili distribuirane)
Osmisliti projekt učinkovitog unapređenja poslovne tehnologije poslovnog sustava uz korištenje suvremenih ICT te realizirati takav projekt vlastitim razvojem ili izborom prikladnog standardnog softvera
Odabrati i primijeniti odgovarajuće sigurnosne mehanizme pri projektiranju i izgradnji informacijskog sustava
Odabrati i primijeniti metode i tehnike razvoja informacijskih i programskih sustava u suvremenim razvojnim okolinama
Utvrditi uvjete za primjenu, savjetovati, procijeniti učinak i donositi odluke vezane uz procese, metode i tehnologije upravljanja IT uslugama i resursima te podrške i pružanja različitih vrsta usluga vezanih uz ICT
Objasniti stručnoj i općoj publici informatička rješenja za unapređenje poslovne tehnologije
Analizirati i valorizirati atribucije (atribute) objekata poslovnog sustava te postaviti formalni model objektnog sustava kao temelj izgradnje informacijskog sustava
Izgraditi informacijski sustav temeljen distribuiranim komponentama kao i na autonomnim i međusobno kompetitivnim izvorima znanja i razriješiti konflikte koji se javljaju među izvorima znanja
Primijeniti metode i tehnike izgradnje digitalnih arhiva i dugotrajnog pohranjivanja podataka
Primijeniti metode i tehnike pretraživanja i klasifikacije informacija
Prepoznati kritične procese i klase podataka poslovnog sustava, izgraditi formalni model procesa i klasa te ga optimizirati i ponuditi prijedloge poboljšanja poslovnog sustava
Modelirati poslovna pravila, poslovne podatke kao i pravila za izvođenje transakcijskih podataka koji nisu eksplicitno zadani
Modelirati i izgraditi sustav izvođenja analitičkih podataka iz transakcijskih metodama rudarenja i drugim metodama, te izgradnje skladišta podataka u koja se ti podaci pohranjuju
Modelirati i izgraditi sustave poslovne inteligencije temeljene na skladištima podataka, kao i njihovo pretraživanje korištenjem metoda višedimenzionalnih kocaka podataka (OLAP)
Izgraditi računalni sustav za pohranu podataka i znanja korištenjem suvremenih alata za izradu baza podataka, baza znanja i semantici podataka
Izgraditi i optimizirati bazu podataka i bazu znanja primjenom odgovarajućih strategija organizacije podataka i sigurnosti informacijskog sustava
Modelirati raspodjelu podataka prema mjestu korištenja podataka, izgraditi sustav replikacije baze podataka i izgraditi distribuiranu bazu podataka
Modelirati i izgraditi sustave temeljene na znanju, kao što su višeagentni sustavi, deduktivni sustavi (uključujući i ekspertne sustave), semantički Web sustavi, neuralne mreže itd.
Procijeniti potrebe za strategijskim i upravljačkim promjenama u organizacijama
Primijeniti metode upravljanja životnim ciklusom informacijskog sustava organizacije
Primijeniti metode korporacijskog upravljanja i strategijskog menadžmenta uz potporu informacijske tehnologije
Razviti i validirati sustav mjerenja organizacijske učinkovitosti uz primjenu odgovarajućih programskih alata
Analizirati tržište primjenom informacijsko-komunikacijskih tehnologija
Analizirati poslovne procese i preporučiti primjenu odgovarajuće informacijske i komunikacijske tehnologije za unapređenje poslovnih procesa
Organizirati sustav vođenja u javnoj upravi uz primjenu informacijske tehnologije
Razviti elemente kontinuuma strategijskog upravljanja: misiju, organizacijske vrijednosti, viziju, strateške ciljeve
Analizirati potrebu za e-poslovanjem i primijeniti koncepte e-poslovanja
Procijeniti spremnost organizacije za uvođenje suvremenih ERP sustava i definirati projekt uvođenja istih
Razumjeti povijesni aspekt edukacijskih sustava, društvenu uvjetovanost odgojno-obrazovne prakse i diferenciranost suvremenih odgojno-obrazovnih koncepcija
Poznavati organizaciju sustava odgoja i obrazovanja te ustroj odgojno-obrazovnog procesa na svim razinama
Razumjeti odrednice djelovanja i ponašanja ljudske jedinke i grupnu dinamiku (razrednog odjeljenja, timova, kolektiva …)
Organizirati nastavni proces
Artikulirati nastavni sat primjenjujući primjerene nastavne metode i oblike rada, didaktičke principe i nastavna sredstva
Voditi pedagošku dokumentaciju, ispitivanje,ocjenjivanje i vrednovanje u skladu s 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
Analizirati građu računala, suvremene računalne arhitekture te primijeniti ta znanja u dizajnu obrazovnog informacijskog sustava, kao i u nastavi
Primijeniti principe proceduralnog programiranja, izgradnje struktura podataka i algoritama
Interpretirati povijest informatike i računarstva
Analizirati i usporediti računalne Web i desktop alate za prezentaciju informacija i primijeniti ih u nastavi
Formulirati problem iz realnog svijeta u smislu problemskog zadatka u informatici te ga znati riješiti i rješenje evaluirati
Analizirati, preporučiti, implementirati i koristiti sustave za e-učenje u skladu s metodičkim i pedagoškim principima
Izvoditi proces poučavanja u multikulturalnim i multietničkim sredinama i drugim posebnim uvjetima (treća dob, centri izvrsnosti …)
Osmisliti postupke za upravljanje procesom učenja i poučavanja u rizičnim situacijama
Predstavljati informatička znanja i vještine kao učinkovite instrumente za podupiranje integracijskih procesa
Predstavljati nastavnicima mogućnosti korištenja informatike u odgojno-obrazovnom procesu
Preispitivati, strukturirati i restrukturirati svoja osobna i profesionalna iskustva (razvijati refleksivnu praksu)
Koristiti stečena znanja o vizualnom oblikovanju i sadržajima u ostvarivanju kreativnih vizualnih projekata pri radu s računalom.
Modelirati postojeće vizualne sadržaje za potrebe konkretnih osobnih (ili učeničkih) računalnih radova (web dizajn, grafički dizajn, dizajn multimedija,…).
Koristiti vještine učenja potrebne za cjeloživotno učenje i nastavak obrazovanja na diplomskom studiju.
Upoznati Nacionalni okvirni kurikulum. Upoznati metodologiju izradbe školskog i nastavnog kurikuluma. Upoznati primjenu nastavnog kurikuluma u praksi.

Osnovna literatura

Hitzler P.; Krötzsch M.; Rudolph S.: Foundations of Semantic Web Technologies, CRC Press, 2010.
Antoniou G.; Harmelen F.: Semantic Web Primer, 2nd edition, The MIT Press, 2008.
Gomez-Perez A.; Fernandez-Lopez M.; Chorcho O.: Ontological Engineering: with examples from the areas of Knowledge Management, e-Commerce and the Semantic Web, corr. 2nd printing edition, Springer, 2010.

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

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