Chương 1: Tổng quan về Semantic Web. Chương 2: Phân tích bài toán ứng dụng hệ thống E-learning. Chương 3: Ứng dụng xây dựng hệ thống E-learning cho trường ESTIH Trong luận văn này tôi đã cố gắng trình bày một cách có chọn lọc dựa vào so sánh từ các kết quả nghiên cứu một cách có hệ thống và dễ hiểu nhằm đóng một phần kiến thức có giá trị cho những ai quan tâm đến các ứng dụng dựa trên nền Semantic Web. Đồng thời cũng đã mô hình hóa được một ứng dụng minh họa vào xây dựng hệ thống E-learning cho đơn vị mà tôi đang giảng dạy.
Tôi hoàn thành luận văn với tinh thần học hỏi và cố gắng hết mình. Tuy nhiên do kinh nghiệm và trong một thời gian ngắn tìm hiểu nên không tránh khỏi những sai sót. Tôi xin chân thành cảm ơn và trân trọng tiếp thu tất cả những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để luận văn được hoàn thiện hơn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SEMANTIC WEB Trong chương này, tôi trình bày những kết quả nghiên cứu tổng quan về Web ngữ nghĩa, các vấn đề liên quan đến web ngữ nghĩa như cách xây dựng, các ngôn ngữ và công cụ sử dụng hỗ trợ.
Giới thiệu về Web ngữ nghĩa (Semantic Web – SW) 1. World Wide Web và những hạn chế Hệ thống mạng toàn cầu đã trở nên rộng khắp thông qua một loạt các tiêu chuẩn được thiết lập rộng rãi và đảm bảo được các thành phần ở các mức độ khác nhau. Giao thức TCP/IP đảm bảo rằng chúng ta không phải lo lắng về việc chuyển từng bit dữ liệu thông qua hệ thống mạng nữa. Tương tự như vậy, HTTP và HTML đã cung cấp các cách tiêu biểu để có thể nhận thông tin và trình diễn các tài liệu siêu văn bản.
Tuy nhiên, có một khối lượng khổng lồ các tài nguyên trên Web, điều này làm nảy sinh vấn đề nghiêm trọng là làm thế nào để tìm kiếm chính xác tài nguyên mình mong muốn. Dữ liệu trong các file HTML hữu ích trong một vài ngữ cảnh nhưng vô nghĩa đối với những ngữ cảnh khác. Thêm vào đó HTML không thể mô tả về dữ liệu đóng gói trong nó. Ví dụ, chúng ta biết mã vùng (PostCode) và muốn tìm địa chỉ của nó.
Vì mỗi quốc gia có tên hệ thống mã vùng khác biệt và vì Web không biểu diễn được mối liên hệ này, nên chúng ta không nhận được điều chúng ta mong đợi. Trái lại, đối với Semantic Web, chúng ta có thể chỉ ra kiểu của mối liên hệ này. Ví dụ, Zip Code tương đương với PostCode. Vì vậy, nếu như các thành phần chính yếu của dữ liệu trong Web trình bày theo dạng thức thông thường, thì thật khó sử dụng dữ liệu này một cách phổ biến.
Một thiếu sót của Web hiện nay là thiếu cơ cấu hiệu quả để chia sẻ dữ liệu khi ứng dụng được phát triển một cách độc lập. Do dó cần phải mở rộng Web để máy có thể hiểu, tích hợp dữ liệu, cũng như tái sử dụng dữ liệu thông qua các ứng dụng khác nhau. Nguồn gốc của web ngữ nghĩa Như chúng ta đã biết Web đã trở thành một kho tàng thông tin khổng lồ của nhân loại và môi trường truyền dẫn không thể thiếu được trong thời đại công nghệ thông tin ngày nay. Các chuyên gia dự đoán, bề nổi của web (surface web) chứa khoảng 1 đến 2 tỷ trang tài liệu, trong khi, ở phần sâu của web thì chứa đến 550 tỷ trang tài liệu.000 website có tầng thông tin sâu, khoảng hơn 1/2 số thông tin này nằm trong các cơ sở dữ liệu có chủ đề riêng biệt.
Khoảng 95% thông tin trong các website có tầng thông tin sâu cho phép đa số người dùng có thể khai thác miễn phí. Nhưng hiện nay, hầu hết các công cụ tìm kiếm tài liệu trên web được coi là tìm kiếm hiệu quả cũng chủ yếu tìm kiếm được trên bề nổi của web. Trong khi ở tầng sâu của web chứa một khối lượng thông tin khổng lồ và thường rất có giá trị cho các nhà nghiên cứu, các học giả hay đơn thuần là những người thích tìm hiểu. Bên cạch đó, các trang web hiện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 nay có rất ít đường liên kết với các trang web khác nên việc tìm kiếm là khó khăn.
Ngoài ra, thông tin tìm kiếm được không theo chủ đề mà chỉ là vấn đề tìm thoả theo từ khoá đơn thuần, kết quả tìm kiếm phải do con người chọn lại theo chủ đề mong muốn. Chính những vấn đề này đã thúc đẩy sự ra đời của ý tưởng Web ngữ nghĩa (Semantic Web), một thế hệ mới của Web, mà chính cha đẻ của World Wide Web là Tim Berners-Lee đề xuất vào năm 1998. Web ngữ nghĩa là sự mở rộng của Web hiện tại mà trong đó thông tin được định nghĩa rõ ràng sao cho con người và máy tính có thể cùng làm việc với nhau một cách hiệu quả hơn. Mục tiêu của Web có ngữ nghĩa là để phát triển các chuẩn chung và công nghệ cho phép máy tính có thể hiểu được nhiều hơn thông tin trên Web, sao cho chúng có thể hỗ trợ tốt hơn việc khám phá thông tin (thông tin được tìm kiếm nhanh chóng và chính xác hơn), tích hợp dữ liệu (dữ liệu liên kết động), và tự động hóa các công việc.1-3, 30] Web tương lai HTML, XML, RDF (Semantic Web) Web hiện tại HTML, XML (nhiều ngữ nghĩa hơn) Web năm 1995 HTML (ít ngữ nghĩa) Hình 1.1: Sự hình thành và phát triển của Semantic Web.
Web ngữ nghĩa là gì? Tim Berners-Lee đã đưa ra hai vấn đề của web ngữ nghĩa, đó là tạo cho Web một môi trường cộng tác tốt hơn và vấn đề thứ hai là máy có thể hiểu và xử lý tự động các thông tin trên Web. Trên web ngữ nghĩa tồn tại các mối quan hệ giữa các tài nguyên mà trong web hiện tại không có. Và chính các quan hệ này đưa vào web ngữ nghĩa là cần thiết, để máy có thể hiểu và xử lý thông tin tự động trên web. Các quan hệ này được gọi là các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 siêu dữ liệu.
Công nghệ để có được các siêu dữ liệu này là công nghệ RDF (Resource Description Framework) Semantic Web không là Web riêng biệt nhưng là một sự mở rộng của Web hiện tại, theo cách thông tin được xác định ý nghĩa tốt hơn, nó cho phép máy tính và người cộng tác với nhau tốt hơn. Semantic Web là một mạng lưới các thông tin được liên kết sao cho chúng có thể được xử lý dễ dàng bởi các máy tính ở phạm vi toàn cầu. Nó được xem là cách mô tả thông tin rất hiệu quả trên World Wide Web, và cũng được xem là một cơ sở dữ liệu có khả năng liên kết toàn cầu. Semantic Web còn cung cấp một môi trường chia sẻ và xử lý dữ liệu một cách tự động bằng máy tính.
Ví dụ: Giả sử ta cần so sánh giá để chọn mua một bó hoa hay ta cần tra cứu catalog của các hãng chế tạo xe khác nhau để tìm ra thiết bị thay thế cho các bộ phận bị hư hỏng của xe Volvo 740. Thông tin mà ta thu được trực tiếp trên Web có thể trả lời các câu hỏi này nhưng đòi hỏi con người phân tích ý nghĩa của dữ liệu và sự liên quan của nó với yêu cầu đề ra, không thể xử lý tự động bằng máy tính. Với Semantic Web ta có thể giải quyết vấn đề này bằng 2 cách: • Thứ nhất, nó sẽ mô tả chi tiết dữ liệu của nó. Do đó một chương trình xử lý không cần quan tâm đến các format, hình ảnh, quảng cáo trên một trang Web để tìm ra sự liên quan của thông tin.
• Thứ hai, Semantic Web cho phép chúng ta tạo ra một file mô tả mối liên hệ giữa các tập dữ liệu khác nhau. Ví dụ, ta có thể tạo một liên kết semantic giữa một cột "zip-code" trong database với trường "zip" ở trên form nhập liệu nếu chúng có chung ý nghĩa. Điều này cho phép máy tính theo các link và tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Ý tưởng liên kết các nguồn khác nhau (tài liệu, hình ảnh, con người, khái niệm,…) cho phép chúng ta mở rộng Web thành một môi trường mới với tập các mối quan hệ mới (như hasLocation, worksFor, isAuthorOf, hasSubjectOf, dependsOn, .) giữa các nguồn dữ liệu, tạo ra các mối liên hệ ngữ cảnh (contextual relationship), điều mà Web hiện tại chưa làm được.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: Liên kết ngữ nghĩa giữa các nguồn khác nhau trong Semantic Web Để có thể tạo ra web có dữ liệu mà máy có thể xử lý được, trước hết phải thay đổi mô hình trong cách chúng ta nghĩ về dữ liệu. Từ trước đến nay, dữ liệu bị khoá ngay trong các ứng dụng độc quyền. Dữ liệu được coi như thứ yếu để xử lý dữ liệu. Thái độ không đúng này bộc lộ những sai sót cơ bản trong luận cứ gốc bằng việc thiết lập sự phụ thuộc giữa xử lý và dữ liệu.
Hay nói cách khác, phần mềm tốt thì hoàn toàn phụ thuộc vào dữ liệu tốt. Với các hệ tính toán chuyên nghiệp thì ngay khi bắt đầu thực hiện, vấn đề dữ liệu là rất quan trọng, nó phải được xác minh và bảo vệ. Với Web, XML và xu thế Web ngữ nghĩa đang nổi lên thì có sự thay đổi của sức mạnh đang di chuyển từ các ứng dụng sang dữ liệu. Vấn đề này cũng cho chúng ta mấu chốt để hiểu Web ngữ nghĩa.
Con đường để máy có thể xử lý dữ liệu chủ yếu là tạo ra dữ liệu thông minh hơn chứ không phải là các xử lý thông minh.3 biểu diễn sự phát triển tính thông minh của dữ liệu theo thời gian.3: Sơ đồ phát triển tính thông minh của dữ liệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 chỉ ra sự phát triển liên tục của tính thông minh dữ liệu có bốn bậc quan trọng. Bốn bậc này biểu diễn từ dữ liệu có tính thông minh thấp nhất đến dữ liệu đã có thông tin đủ ngữ nghĩa để máy thực hiện suy luận về nó. Văn bản và cơ sở dữ liệu (bậc này là tiền XML) Bậc đầu tiên, hầu hết dữ liệu ở bậc này được sở hữu độc quyền cho một ứng dụng. Do vậy tính thông minh là nằm trong ứng dụng đó chứ không phải là trong dữ liệu.
Tài liệu XML với miền đơn Ở bậc này, dữ liệu đạt được là: ứng dụng độc lập với miền riêng. Bây giờ, dữ liệu đủ thông minh để có thể di chuyển giữa các ứng dụng trong một miền đơn.