Использование онтологий для описания структуры массивов информационного обмена
Authors: КОМРАКОВ А.А. 
Published: January 2025

Существуют технические системы, содержащие пространственно-распределенные элементы способные к информационному обмену. Информационное взаимодействие между элементами такой системы, а также между системой и внешним миром, осуществляется с помощью структурированных двоичных потоков данных, передаваемых по линиям связи. Анализ работы таких систем включает в себя извлечение информации из двоичных потоков данных. Для этого программа обработки должна точно знать структуру потока. Традиционный подход, с описанием структуры потока в исходном коде программ обработки, связан с необходимостью изменения программы при каждом изменении структуры данных, что всегда чревато появлением новых ошибок. К тому же внесение изменений в программный код не всегда можно выполнить оперативно. Вынесение этой информации из программы во внешнее онтологическое описание позволяет избавится от необходимости вмешательства в исходный код при изменении структуры потока.   Основное назначение онтологии в данном случае - обеспечить программу преобразования данных всей информацией необходимой для преобразования двоичного потока в стандартное представление, удобное для дальнейшего анализа. При этом в реальных системах для описания структуры потока недостаточно данных только об адресах, размерности и типах передаваемых параметров. Для некоторых параметров требуется знать дополнительные аргументы для функций их преобразования в физические величины. Параметры могу иметь сложные правила интерпретации, которые можно выразить в виде логических моделей представления знаний. В данной статье рассмотрен процесс разработки онтологического описания гетерогенных структур данных, упакованных в массивы информационного обмена для использования системами автоматического извлечения данных. В качестве примера рассмотрен обмен информацией при использовании мультиплексных каналов, построенных на основе стандарта ГОСТ Р 52070-2003. В качестве языка описания онтологии выбран расширяемый язык разметки XML.

Many modern technical systems consist of spatially distributed elements capable of information exchange. Informational interaction between the elements of such a system, as well as between the system and the external world, is carried out using structured binary data streams transmitted over communication lines. Analysis of the operation of such systems includes the extraction of information from binary data streams. The processing program must know exactly the structure of the stream. The traditional approach, with a description of the flow structure in the source code of processing programs, is associated with the need to change the program each time the data structure changes, which can lead to new errors. In addition, making changes to the program code can not always be done quickly enough. Transferring this information from the program to an external ontological description allows to eliminate need to change the source code when the stream structure changes. The main purpose of ontology in this case is to provide to converting program all the information necessary to convert a binary stream into a standard representation, convenient for further analysis. In real systems for describing the flow structure there is not enough data only about the addresses, dimensions and types of the transmitted parameters. For some parameters, it is required to know additional arguments for the functions of their conversion to physical quantities. Parameters can have complex rules of interpretation, which can be expressed in the form of logical models of knowledge representation. This article describes the process of developing an ontological description of heterogeneous data structures packaged in data exchange arrays for use by automatic data extraction systems. As an example, we consider the exchange of information when using multiplex channels, built on the basis of the standard GOST R 52070-2003. The extensible markup language XML is chosen as the language of ontology description.