Ứng dụng semantic web trong quản lý và chia sẻ học liệu điện tử

- NGUYỄN NGỌC UY ỨNG DỤNG SEMANTIC WEB TRONG QUẢN LÝ VÀ CHIA SẺ HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT.
- Hà Nội – Năm 2017 2 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Ứng dụng Semantic Web trong quản lý và chia sẻ học liệu điện tử Tác giả luận văn: Nguyễn Ngọc Uy Khóa: 2014B Người hướng dẫn: PGS.
- Nguyễn Thị Thanh Tú Từ khóa (Keyword): Ứng Semantic Web trong quản lý và chia sẻ học liệu điện tử, web ngữ nghĩa và ứng dụng trong học tập, web ngữ nghĩa trong hệ thống giảng dạy trường Đại Học SPKT Hưng Yên.
- Lý do chọn đề tài Trong giai đoạn hiện nay, xây dựng và phát triển mô hình thư viện điện tử phù hợp với sự phát triển mới đang rất được quan tâm của các cơ sở giáo dục và đào tạo.
- Tại các thư viện Đại học, Học viện bên cạnh việc đầu tư cơ sở vật chất, đội ngũ cán bộ đáp ứng yêu cầu cho thư viện điện tử, thì nguồn học liệu nói chung và nguồn e-Learning nói riêng luôn được chú trọng xây dựng và phát triển.
- Hiện nay, với phương thức đào tạo theo tín chỉ, “E-Learning chính là một bộ phận của vốn tài liệu hay nguồn tin của thư viện trường Đại học.
- Sự phát triển nguồn học liệu, nguồn thông tin đặc thù, ngày càng thu hút sự quan tâm của các tổ chức nghiên cứu và đào tạo”.
- Ngày nay, việc xây dựng e-Learning là một nhu cầu cấp thiết đối với các trường đại học nhằm cung cấp công cụ truy cập đến các tài nguyên thông tin của Nhà trường cho người dùng, đặc biệt là đối tượng giảng viên và sinh viên.
- Tài liệu học tập, giáo trình, luận văn, tài liệu tham khảo là những tài nguyên vô cùng quan trọng nhằm phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu và học tập của giảng viên và sinh viên của Nhà trường.
- Giải pháp xây dựng các thư viện tài liệu số để tích hợp vào trong cổng thông tin của Nhà trường đang được rất nhiều trường đại học quan tâm và phát triển.
- Tuy nhiên, vấn đề đặt ra hiện nay cho các học liệu điệ tử là việc quản lý các tài nguyên khổng lồ của thư viện như thế nào để hỗ trợ việc tìm kiếm thông tin dễ dàng hơn, chính xác hơn, tìm kiếm theo ngữ cảnh của người sử dụng.
- Để giải quyết các yêu cầu trên thì e-Learning phải sử dụng siêu dữ liệu chung để mô tả các bản ghi của danh mục và các từ vựng điều khiển chung cho phép gán định danh các tài liệu.
- Các thư viện tài liệu số thường sử dụng một chuẩn siêu dữ liệu nào đó để tổ chức các mô tả tài nguyên.
- Có thể nhận thấy rằng khi sử dụng công nghệ Web ngữ nghĩa, với việc biểu diễn của các chuẩn mô tả tài nguyên có thể kể đến như RDF hay Ontology là một phương pháp giải quyết được yêu cầu xây dựng tính ngữ nghĩa cho các tài nguyên.
- Các siêu dữ liệu có ngữ nghĩa được biểu 4 diễn thông qua RDF và Ontology cung cấp khả năng sử dụng các khái niệm đã được định nghĩa và suy diễn dữ liệu từ các mô tả của tài nguyên.
- Việc tìm kiếm tài nguyên sẽ mang lại kết quả chính xác hơn nếu hệ thống cung cấp cho người dùng một khung nhìn duy nhất về tên của các tài nguyên trong thư viện.
- Các nguồn dữ liệu lớn có thể hoạt động liên thông thông qua sự hỗ trợ của Ontology, đồng thời Ontology cũng cung cấp một khung nhìn chung cho các tài nguyên.
- Bằng cách xây dựng và truy xuất các Ontology, các hệ thống e-Learning sẽ dễ dàng hơn trong việc định nghĩa và hiểu được ngữ nghĩa của các tài nguyên, từ đó đưa ra được kết quả tìm kiếm chính xác hơn.
- Thấy rõ được vai trò và tầm quan trọng của một hệ thống e-Learning trong trường Đại học, cũng như việc áp dụng chuẩn siêu dữ liệu Metadata và công nghệ Semantic Web để triển khai một hệ thống e-Learning hiệu quả và phù hợp với việc phát triển của công nghệ hiện nay, tác giả đã lựa chọn đề tài “Ứng dụng Semantic Web trong quản lý và chia sẻ học liệu điện tử ” để tìm hiểu, nghiên cứu cho luận văn thạc sỹ của mình.
- Quy mô của đề tài hiện tại mới chỉ dừng lại ở việc triển khai hệ thống tài liệu số cho một đơn vị thuộc Nhà trường, tuy nhiên hướng phát triển của đề tài trong tương lai là hoàn toàn khả thi để có thể xây dựng được hệ thống e-Learning cho toàn bộ các ngành học thuộc trường.
- Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu các khái niệm tổng quan về Web ngữ nghĩa (semantic Web), các công cụ, ứng dụng hỗ trợ xây dựng Web ngữ nghĩa và các chuẩn siêu dữ liệu.
- Nghiên cứu hệ thống lưu trữ và quản lý thông tin e-Learning và các mô hình hiện nay.
- Phân tích các nền tảng lý thuyết trong việc áp dụng Web ngữ nghĩa vào hệ thống quản lý chia sẻ e-Learning.
- Phân tích và thiết kế hệ thống và xây dựng hệ thống học liệu điện từ chuyên ngành tích hợp trên cổng thông tin điện tử của khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên theo công nghệ Web ngữ nghĩa.
- 5 - Áp dụng các kết quả nghiên cứu để xây dựng một chương trình có tính ứng dụng thực tiễn.
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu - Web ngữ nghĩa và các môi trường xây dựng web ngữ nghĩa.
- Các các khái niệm Web ngữ nghĩa, các thành phần chính dùng để xây dựng Web ngữ nghĩa, cơ sở lý thuyết và nền tảng để xây dựng một ứng dụng Semantic Web.
- Hệ thống quản lý và việc triển khai ứng dụng Semantic Web vào lĩnh vực tìm kiếm thông tin về e-Learning , đồng thời xây dựng và kiểm thử hệ thống tài liệu số chuyên ngành Công nghệ thông tin được triển khai trên công nghệ Semantic Web.
- Phạm vi nghiên cứu - Áp dụng xây dựng hệ thống quản lý và chia sẻ học liệu điện tử cho trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên.
- Xây dựng hệ thống học tập E-Learning với các chức năng cơ bản như quản lý bài giảng theo ngữ nghĩa, học phép sinh viên tìm kiếm và học tập.
- Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu các ứng dụng của web ngữ nghĩa trong việc quản lý và chia sẻ học liệu điện tử.
- Nghiên cứu các kỹ thuật trong việc tìm kiếm tài liệu.
- Nghiên cứu thư viện trong web ngữ nghĩa để có thể lập trình.
- Phương pháp nghiên cứu - Về lý thuyết: Tìm hiểu các kỹ thuật web ngữ nghĩa của một số Website trong và ngoài nước, thu thập các thông tin về các kỹ thuật đã có.
- Nghiên cứu các ứng dụng của web ngữ nghĩa.
- Về thực nghiệm: Ứng dụng xây dựng web ngữ nghĩa vào bài toán cụ thể.
- Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và các danh mục tài liệu tham khảo, các phụ lục của luận văn, nội dung của luận văn bao gồm 4 chương: o Chương 1: Cơ sở lý thuyết o Chương 2: Ứng dụng Semantic Web trong E-Learning o Chương 3: Xây dựng hệ thống chia sẻ học liệu ứng dụng Web ngữ nghĩa o Chương 4: Kết luận và hướng phát triển 7 CHƯƠNG I.
- Semantic Web 1.1.1.
- Khái niệm web ngữ nghĩa(Semantic Web) Web Ngữ nghĩa là sản phẩm trí tuệ của Tim Berners-Lee, cha đẻ của Mạng toàn cầu (World Wide Web).
- Mạng toàn cầu là một mạng các dữ liệu mà con người có thể hiểu được rộng lớn, có thể được thực hiện thông qua định dạng thông tin HTML tương thích.
- Web Ngữ nghĩa là một phần mở rộng của định dạng này, cả trong ý tưởng lẫn trong thực hiện, để tạo ra một mạng dữ liệu rộng lớn, mà cả người và máy đều có thể hiểu được.
- Kiến trúc của Web ngữ nghĩa 1.1.3.
- Siêu dữ liệu(Metadata) Siêu dữ liệu (metadata) là dạng dữ liệu miêu tả về dữ liệu.
- Trong cơ sở dữ liệu, metadata là các sửa đổi dạng biểu diễn khác nhau của các đối tượng trong cơ sở dữ liệu.
- Trong cơ sở dữ liệu quan hệ thì metadata là các định nghĩa của bảng, cột, cơ sở dữ liệu, view và nhiều đối tượng khác.
- Trong kho dữ liệu, metadata là dạng định nghĩa dữ liệu như: bảng, cột, một báo cáo, các luật doanh nghiệp hay những quy tắc biến đổi.
- Metadata bao quát tất cả các phương diện của kho dữ liệu.
- Siêu dữ liệu Dublin Core Dublin Core là một chuẩn siêu dữ liệu được quốc tế công nhận gồm 15 phần tử, được sử dụng để mô tả các loại tài nguyên số.
- Giới thiệu Ontology Các Ontology đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp ngữ nghĩa mà máy có thể hiểu được cho các tài nguyên của Web ngữ nghĩa.
- Nó được nghiên cứu và phát triển bởi các nhà nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo để mô tả một cách hình thức về một miền lĩnh vực nào đó.
- Định nghĩa Ontology  Vai trò của Ontology  Các lĩnh vực ứng dụng Ontology 9  Phương pháp xây dựng Ontology 1.1.6.
- OWL là một ngôn ngữ đánh dấu dùng để xuất bản và chia sẻ dữ liệu trên Internet thông qua những mô hình dữ liệu gọi là “Ontology”.
- Các hệ thống thông tin và truyền thông có hoặc không kết nối mạng được dùng như một phương tiện để thực hiện quá trình học tập.
- Trên cơ sở tham khảo nhiều định nghĩa, xem xét bản chất trong từng trường hợp, căn cứ vào trải nghiệm của tác giả trong thời gian qua, có thể hiểu, e-Learning là một hình thức học tập thông qua mạng Internet dưới dạng các khóa học và được quản lý bởi các hệ thống quản lý học tập đảm bảo sự tương tác, hợp tác đáp ứng nhu cầu học mọi lúc, mọi nơi của người học.
- Theo cách hiểu trên (và được sử dụng trong tài liệu này), một hệ thống eLearning phải đảm bảo được các điều kiện dưới đây.
- Sử dụng mạng Internet.
- Sử dụng các hệ thống quản lý học tập.
- Mô hình hệ thống E-LEARNING 1.2.3.
- Học tập hỗn hợp (Blended learning) 1.2.6.
- Ngồn lực cho E-LEARNING  Con người  Hạ tầng Công nghệ thông tin 1.2.8.
- Kết luận chương Trong chương này tác giả đã nêu lên các khái niệm, kiến trúc về Semantic Web, các công nghệ được ứng dụng vào như Ontology, Dublin Core, Siêu dữ liệu, ngôn ngữ OWL hay RDF nó là nền tảng để xây dựng web ngữ nghĩa.
- Cùng với đó tác giả đi nghiên cứu về hệ thống E-Learning những ưu và nhược điểm cũng như đi so sánh việc học tập truyền thống với học trực tuyến, cuối cùng là đi tìm hiểu thực trạng của E-Learning tại Việt Nam.
- ỨNG DỤNG SEMANTIC WEB TRONG E-LEARNING 2.1.
- E-Learning ngữ nghĩa Đối tượng quản lí chính của e-Learning là các tài liệu số (tài liệu học tập, đề cương bài giảng, sách, báo, tạp chí điện tử, các tài nguyên đa phương tiện, v.v.
- Trong e-Learning , số lượng tài liệu có thể lên tới hàng trăm triệu tài liệu, ngoài chức năng giúp sinh viên học tập, lưu trữ tài liệu, nó còn phải hỗ trợ người dùng tra cứu tài nguyên trong một kho dữ liệu khổng lồ với thời gian nhanh nhất và chính xác nhất.
- Các e-Learning truyền thống không kết hợp ngữ nghĩa chỉ cho phép người dùng tìm kiếm thông qua cấu trúc phân mục tài liệu hoặc qua tìm kiếm từ khóa nhờ kĩ thuật lập chỉ mục cho nội dung trong tài liệu.
- Cơ chế phân mục trả lại danh sách các bài học, tài liệu tương ứng với câu truy vấn kiểu như: “Liệt kê ra tất cả các bài học có tiêu đề bắt đầu bằng chữ A” hoặc “Liệt kê các tài liệu về Mạng chia sẻ ngang hàng”, còn cơ chế tìm kiếm theo từ khóa trả lại danh các tài liệu mà nội dung có chứa từ khóa trong câu truy vấn, chẳng hạn “Các bài giảng, tài liệu có chứa cụm từ [Khoa học máy tính] nhưng không chứa cụm từ [Phần cứng máy tính.
- Tuy nhiên cả hai cơ chế này đều không hỗ trợ đầy đủ cho các câu truy vấn kiểu như: “liệt kê các bài giảng, tài liệu liên quan đến ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng”.
- Nếu truy vấn trong hệ thống thư viện tìm kiếm theo từ khóa, thì hệ thống sẽ trả lại một tập các danh sách có chứa từ khóa trên, nếu kho tài nguyên có chứa tài liệu “Xây dựng ứng dụng Windows với C#” (C# là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng) mà nội dung tài liệu không chứa cụm từ “lập trình hướng đối tượng” thì hệ thống sẽ không tìm thấy.
- Hoặc với truy vấn “liệt kê các tài liệu mạng đồng đẳng” thì máy tính không hiểu được [Mạng ngang hàng] và [Mạng đồng đẳng] là hai khái niệm tương đương.
- Như vậy cơ chế tìm kiếm theo từ khóa và theo kiểu duyệt thư mục không giải quyết được các câu truy vấn phức tạp và mang tính trừu tượng cao.
- Để hỗ trợ các 13 câu truy vấn loại này, một trong các giải pháp là thêm dữ liệu ngữ nghĩa cho hệ thống e-Learning .
- Các thông tin tin ngữ nghĩa được biểu diễn bởi các siêu dữ liệu đi kèm với mỗi đối tượng tài liệu, cùng với một hay nhiều Ontology được cung cấp với ngữ cảnh ngữ nghĩa tương ứng, sẽ trả lời được (phần nào) các câu truy vấn mang tính trừu tượng.
- Một e-Learning được tích hợp thêm ngữ nghĩa cho các tài nguyên được gọi là e-Learning ngữ nghĩa.
- E-Learning ngữ nghĩa có các các đặc điểm chung sau.
- Tích hợp nhiều nguồn thông tin dựa trên các siêu dữ liệu khác nhau (các tài liệu, hồ sơ người dùng, đánh dấu, phân loại.
- Cung cấp khả năng tương tác với các hệ thống khác (không chỉ các e-Learning với nhau) thông qua các siêu dữ liệu (RDF là một trong những tài nguyên thông dụng được dùng để trao đổi dữ liệu giữa các e-Learning với các dịch vụ khác.
- Cung cấp khả năng tìm kiếm theo ngữ nghĩa mạnh mẽ hơn so với các cách tìm kiếm thông thường và tra cứu tài liệu một cách dễ dàng.
- Các thành phần hỗ trợ để xây dựng e-Learning ngữ nghĩa bao gồm: Web ngữ nghĩa, e-Learning , và công nghệ Web 2.0.
- Cũng giống như Web và Web ngữ nghĩa, e-Learning ngữ nghĩa là sự mở rộng của e-Learning bởi việc mô tả và trình bày các nguồn tài nguyên theo định dạng mà máy tính có thể hiểu và xử lí được.
- E-Learning ngữ nghĩa cũng có thể xem là sự mở rộng của e-Learning , nhờ ứng dụng của Web ngữ nghĩa.
- Tổ chức tri thức trong e-Learning ngữ nghĩa Trong e-Learning ngữ nghĩa, các tri thức bao gồm.
- Lược đồ phân loại và biên mục các tài liệu (là quá trình tập hợp các thông tin về tài liệu như nhan đề, tác giả, nhà xuất bản, năm xuất bản, tóm tắt.
- nhằm cung cấp một cách đầy đủ nhất các thông tin trên đến độc giả).
- 14 • Nội dung tiêu đề tài liệu (tên tài liệu.
- Web ngữ nghĩa trong e-Learning Ta biết rằng nguyên liệu chính để xây dựng Web ngữ nghĩa là các siêu dữ liệu, trong các e-Learning cũng vậy, các tài liệu cũng phải được biểu diễn bởi các siêu dữ liệu.
- Nếu tài liệu là những khối xây dựng căn bản của e-Learning , thì ngôn ngữ đánh dấu và các siêu dữ liệu là những yếu tố tổ chức.
- Ngôn ngữ đánh dấu được dùng để chỉ rõ cấu trúc của tài liệu riêng lẻ và kiểm soát phương thức trình bày cho người sử dụng.
- Các siêu dữ liệu được dùng để xúc tiến việc truy cập đến những phần thích hợp của tài liệu qua việc tìm kiếm.
- Trong các e-Learning có sự khác biệt quan trọng giữa siêu dữ liệu tường minh và siêu dữ liệu ngầm định.
- Siêu dữ liệu tường minh được xác định bởi con người sau khi xem xét cẩn thận và phân tích tài liệu.
- Siêu dữ liệu ngầm định được trích xuất tự động từ nội dung tài liệu nhờ kĩ thuật khai thác văn bản Các Ontology cũng đóng vai trò quan trong trọng các e-Learning ngữ nghĩa.
- Việc tìm kiếm các tài liệu trong e-Learning ngữ nghĩa là tìm kiếm các tài liệu có ý nghĩa tương tự nhau chứ không chỉ là những từ ngữ tương tự nhau.
- Các siêu dữ liệu trong e-Learning mới chỉ là những nguyên liệu ban đầu để xây dựng một thư viện ngữ nghĩa, do đó ta cần phải bổ sung Ontology vào các biểu ghi thư mục siêu dữ liệu.
- Các ngôn ngữ Ontology trong Web ngữ nghĩa như: lược đồ RDF, OWL (Ontology Web Language) được áp dụng để xây dựng ngữ nghĩa cho các tài liệu số.
- Kiến trúc của e-Learning ngữ nghĩa TÀI NGUYÊN LOM SCROM XMLetc OntologyOWLMETADATARDFS/XML RESOURCESNGƯỜI DÙNG(QUẢN TRỊ, GIÁO VIÊN, SINH VIÊN...)NGƯỜI DÙNG(QUẢN TRỊ, GIÁO VIÊN, SINH VIÊN...)WEBSITE E-LEARNINGutehy.edu.vnWEBSITE E-LEARNINGutehy.edu.vnSEMANTIC WEB 2.5.
- Kết luận chương Chương này tác giả đã phân tích ứng dụng của Semantic Web đối với hệ thống E-Learning, so sánh cách tìm kiếm tài liệu thông thường bằng tìm kiếm từ khóa so với việc sử dụng web ngữ nghĩa gắn các tài liệu vào một ngữ cảnh ngữ nghĩa.
- Cách tổ chức tri thức trong e-Learning nghữ nghĩa và đề xuất kiến trúc của hệ thống e-Learning sử dụng web ngữ nghĩa.
- XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHIA SẺ HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA Trong chương này tác giả sẽ trình bày về chức năng hệ thống, ứng dụng Ontology cho E-Learning ngữ nghĩa, thiết kế Ontology, mô tả bài toán, đi xây dựng chương trình cuối cùng là đánh giá kết quả của hệ thống, tính ứng dụng của hệ thống trong thực tế.
- Mô hình tổng quan E-Learing với web ngữ nghĩa Quản trị, Giáo Viên, Sinh Viên Giao diện, chức năng người dùng Phân tích yêu cầu truy vấn Xử lý tìm kiếm tài liệu ngữ nghĩa - Tìm kiếm - QL bài giảng Các tài liệu Chuẩn Dublin Core Ontology Nhập/Xuất Ontology RDF/XML Hệ thống lưu trữ Tài liệu ngữ nghĩa CSDL Bài giảng - Khái niệm - Chương - Bài tập - TL tham khảo

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt