ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ HỒ VĂN BẢO TÌM KIẾM VÀ TÍCH HỢP THÔNG TIN SỬ DỤNG AGENT PHẦN MỀM LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2013 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ HỒ VĂN BẢO TÌM KIẾM VÀ TÍCH HỢP THÔNG TIN SỬ DỤNG AGENT PHẦN MỀM Ngành: Công nghệ Thông tin Chuyên ngành: Công nghệ Phần mềm Mã số: 60 48 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. NGUYỄN VIỆT HÀ Hà Nội - 2013 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả đạt đƣợc trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân tôi, không sao chép lại của ngƣời khác. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều đã trình bày là của cá nhân tôi hoặc đƣợc tôi tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các nguồn tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng và đƣợc trích dẫn hợp pháp. Tôi xin chịu toàn bộ trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của tôi. Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Hồ Văn Bảo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và cảm ơn chân thành tới PGS. Nguyễn Việt Hà - Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội - đã dành rất nhiều thời gian quí báu để tận tình hƣớng dẫn, dìu dắt, chỉ bảo và định hƣớng cho tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo Khoa Công nghệ Thông tin - Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại trƣờng. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám đốc và các đồng nghiệp Trung tâm Tin học Thống kê Khu vực I - Tổng cục Thống kê đã hết sức tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè và gia đình, những ngƣời thân luôn ở bên khuyến khích, động viên và ủng hộ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè, các quý vị quan tâm này để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Hồ Văn Bảo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU . 1 CHƢƠNG 1: CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM HƢỚNG TÁC TỬ . Khái niệm tác tử . Định nghĩa tác tử . Phân loại tác tử . Tác tử phần mềm . Tác tử tự trị . Tác tử thích nghi . Tác tử di động . Tác tử phối hợp. Tác tử thông minh . Công nghệ phần mềm hƣớng tác tử. Phần mềm hƣớng tác tử là gì? . Mô hình hóa tác tử . Phân tích và thiết kế hƣớng tác tử . Phƣơng pháp tiếp cận hình thức . Phƣơng pháp tiếp cận không hình thức . Công nghệ tác tử . Truyền thông giữa các tác tử . Các ngôn ngữ truyền thông tác tử . Cơ chế truyền tải thông điệp . Truyền thông Ontology . Các giao thức tƣơng tác tác tử . Quản lý vòng đời tác tử . Thời gian tồn tại của tác tử . Quá trình hoạt động của tác tử . Phân lớp động và đa phân lớp . 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tính di động . Nguyên lý hoạt động của tác tử di động . Vòng đời của một tác tử di động . Cơ chế di chuyển của tác tử di động . 14 CHƢƠNG 2: NỀN TẢNG JADE (JAVA AGENT DEVELOPMENT FRAMEWORK) . Nền tảng JADE . Khái niệm JADE. Kiến trúc nền tảng JADE. Giao tiếp giữa các tác tử JADE . Dịch vụ di động liên nền (Inter-platform) . 20 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP TÌM KIẾM VÀ TÍCH HỢP THÔNG TIN SỬ DỤNG TÁC TỬ PHẦN MỀM . Tìm kiếm thông tin . Tổng quan về tìm kiếm thông tin trong các hệ phân tán . Kiến trúc tổng quan hệ thống tìm kiếm thông tin trong hệ đa tác tử . Tổng quan về tích hợp thông tin. Khái niệm tích hợp thông tin . Mức độ tích hợp thông tin . Một số phƣơng pháp tích hợp thông tin . Tích hợp thông tin dựa trên ƣớc lƣợng không chắc chắn. Tích hợp thông tin dựa trên các ràng buộc dữ liệu. Tích hợp thông tin tự động dựa trên ontology . Hệ đa tác tử và tích hợp thông tin . Mối quan hệ giữa hệ đa tác tử và tích hợp thông tin . Ontology và các vấn đề liên quan . Các thành phần của ontology . 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phân loại ontology . Các công cụ phát triển Ontology . Các ngôn ngữ Ontology. Một số hệ thống tích hợp thông tin trong thực tế . 32 CHƢƠNG 4: TÌM KIẾM VÀ TÍCH HỢP THÔNG TIN BÁN CẤU TRÚC SỬ DỤNG TÁC TỬ PHẦN MỀM . Bài toán nghiên cứu . Giới thiệu hệ thống . Xây dựng hệ thống thử nghiệm . Thiết kế kiến trúc hệ thống . Tầng trình diễn . Tầng trung tâm . Tầng tài nguyên . Từ điển siêu dữ liệu dựa trên ontology. Biểu diễn mức khái niệm. Biểu diễn mức vật lý. Từ điển siêu dữ liệu dựa trên XML . Xử lý tìm kiếm và tích hợp thông tin đối với các nguồn dữ liệu . Xử lý tìm kiếm các nguồn thông tin . Xử lý tích hợp các nguồn thông tin . Tác tử thông minh XML - Chuyển đổi truy vấn từ SQL sang XQuery . Thiết kế chi tiết . Biểu đồ các ca sử dụng của các tác tử chính . Đặc tả các tác tử chính. Sơ đồ lớp tác tử tìm kiếm và tích hợp thông tin . Mô tả bài toán thực nghiệm . Cài đặt công cụ và kết quả thử nghiệm . Cài đặt JADE . 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Công cụ xây dựng ontology và lớp java của ontology . Lớp tác tử Mediator Agent . Phần kết nối cơ sở dữ liệu MySQL của tác tử wrapper (LocalDBAgent) . Giao diện chạy các tác tử. Kết quả tìm kiếm và tích hợp thông tin trả về cho ngƣời sử dụng . 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACL Agent Communication Language AOSE Agent Oriented Software Engineering BDI Belief - Desire - Intention CSDL Cơ sở dữ liệu DARPA Agent Markup Language + Ontology DAML + OIL Interface Layer DIR Distributed Information Retrieval DTD Document Type Definiton EER Extended Entity-Relationship FIPA Foundation for Intelligent Physical Agent IRS Information Retrieval System JADE Java Agent DEvelopment Framework JDBC Java Database Connectivity JDK Java Development Kit J2EE Java 2 Enterprise Edition KQML Knowledge Query and Manipulation Language LAN Local Area Network MAS Multi-Agent System ODBC Open DataBase Connection ODL Object Definition Language ODM Object Database Management OEM Object Exchange Model OMG Object Management Group ODMG Object Data Management Group RPC Remote Procedure Call SQL Structure Query Language XML eXtensible Markup Language LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 - Các thành phần kiến trúc chính của JADE .2 - Dịch vụ trang vàng (Yellow pages service) .3 - Giao diện quản lý tác tử JADE .4 - Mô hình truyền thông điệp không đồng bộ giữa các tác tử .5 - Di chuyển liên nền của tác tử di động .6 - Mô hình tƣơng tác giữa servlet với tác tử thông qua JadeGateway .1 - Sơ đồ tổng quát hệ thống thu thập thông tin từ nhiều nguồn dữ liệu .2 - Kiến trúc hệ thống tìm kiếm thông tin trong hệ đa tác tử .1 - Mô hình tổng quan của hệ thống tìm kiếm và tích hợp thông tin .2 - Kiến trúc hệ thống tìm kiếm và tích hợp thông tin của bài toán nghiên cứu .3 - Kết hợp các kết quả đƣợc tạo từ 3 nguồn dữ liệu vào dữ liệu XML hợp nhất .4 - Một ví dụ ontology ở mức khái niệm.5 - Một ví dụ ontology ở mức vật lý.6 - Cấu trúc từ điển siêu dữ liệu theo định dạng XML-DTD .7 - Phân rã giao dịch toàn cục thành các giao dịch con phù hợp với các nguồn thông tin vật lý .8 - Tích hợp kết quả XML thành dữ liệu XML hợp nhất .9 - Biểu đồ ca sử dụng cho tác tử giao diện ngƣời sử dụng User Interface Agent .10 - Biểu đồ ca sử dụng của tác tử Search Agent .11 - Biểu đồ ca sử dụng cho tác tử trung tâm Mediator Agent .12 - Biểu đồ ca sử dụng cho tác tử LocalDB Agent .13 - Cấu trúc tác tử User Interface Agent.14 - Cấu trúc tác tử Mediator Agent .15 - Cấu trúc tác tử Search Agent .16 - Cấu trúc tác tử LocalDB Agent .17 - Sơ đồ lớp tác tử tìm kiếm và tích hợp thông tin. 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ix Hình 4.18 - Sơ đồ lớp tác tử di động Search Agent .19 - Sơ đồ lớp của tác tử User Interface Agent .20 - Giao diện Protégé 3.21 - Giao diện plug-in OntologyBeanGenerator trong Protégé 3.22 - SIAgentOntology sử dụng trong JADE .23 - Sơ đồ lớp của tác tử LocalDBAgent .24 - Màn hình chạy các tác tử .25 - Kết quả trả về cho ngƣời sử dụng trong môi trƣờng JADE . 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1 MỞ ĐẦU Sự phát triển rất nhanh của công nghệ thông tin và việc ứng dụng công nghệ thông tin trong nhiều lĩnh vực của đời sống, kinh tế - xã hội trong nhiều năm qua cũng đồng nghĩa với lƣợng dữ liệu đã đƣợc các cơ quan, cá nhân thu thập và lƣu trữ ngày càng nhiều. Trong khi khối lƣợng dữ liệu ngày càng phát triển và phân tán nhiều nơi thì mỗi hệ thống chỉ cần một số thông tin nhất định phù hợp với yêu cầu riêng của hệ thống đó và trong nhiều trƣờng hợp để xây dựng một hệ thống cần đến thông tin từ nhiều nguồn khác nhau. Nhu cầu tích hợp thông tin từ nhiều nguồn phân tán, không đồng nhất ngày càng trở nên cấp thiết. Để xây dựng một hệ thống tích hợp thông tin, hai vấn đề cần thiết đƣợc đặt ra: Tìm kiếm/xác định các nguồn tin phù hợp cho thông tin cần sử dụng. Truy nhập và tổng hợp thông tin từ các nguồn xác định. Tìm kiếm các nguồn thông tin thƣờng đƣợc giải quyết thông qua các kỹ thuật thu thập và lọc thông tin.
