- PHẠM HUY GIANG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG ONTOLOGY TRONG CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ GIÁO DỤC CỘNG ĐỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2008 MỤC LỤC MỞ ĐẦU. - WEB CÓ NGỮ NGHĨA VÀ ONTOLOGY. - Web có ngữ nghĩa (Semantic Web. - Web 3.0 – Web xã hội có ngữ nghĩa. - 30 CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN GIÁO DỤC ỨNG DỤNG ONTOLOGY. - Cổng thông tin giáo dục cộng đồng BKEduPortal. - Kiến trúc cổng thông tin BKEduPortal. - Thông tin giáo dục và đào tạo. - Kiến trúc ontology cho các cổng thông tin giáo dục cộng đồng. - Vai trò của ontology trong các cổng thông tin giáo dục cộng đồng. - 74 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ONTOLOGY CHO CỔNG THÔNG TIN GIÁO DỤC BKEDUPORTAL. - 56 Bảng 3.2: Các thông tin cần thiết trong hồ sơ người sử dụng. - 106 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu diễn nội dung web 1.0. - 4 Hình 1.2: Sự phát triển của Web 2.0. - 5 Hình 1.3: Kết quả tìm theo từ khóa Paris - sử dụng Google Image Search. - 6 Hình 1.4: Phát triển Web (hình bên phải) có ngữ nghĩa từ Web 1.0 (bên trái. - 7 Hình 1.5: Các chủ đề liên quan đến Semantic Web. - 8 Hình 1.6: Xu hướng phát triển của thế hệ Web mới. - 8 Hình 1.7: Kiến trúc phân tầng của Semantic Web (Berners_Lee – 2006. - 9 Hình 1.8: Các kiểu siêu dữ liệu. - 12 Hình 1.9: Phân loại ontology theo Guarino. - 18 Hình 1.10: Phân loại ontology theo Lassila và Mc Guiness. - 19 Hình 1.11: RDF Schema và RDF. - 22 Hình 1.12: Tiến trình xây dựng ontology. - 23 Hình 1.13: Ví dụ diễn giải nội dung dựa trên ontology. - 29 Hình 2.1: Lược đồ ontology GEM. - 33 Hình 2.2: Phân cấp lớp trong từ vựng Resource Type. - 34 Hình 2.3: Các thành phần trong Level 1. - 34 Hình 2.4: Kiến trúc Connexions. - 35 Hình 2.5: Hoạt động như “nhà máy tri thức. - 35 Hình 2.6: Kiến trúc POOL. - 37 Hình 2.7: Tạo và lưu trữ siêu dữ liệu dựa trên CanCore. - 38 Hình 2.8: Kiến trúc tích hợp nội dung Edutella. - 39 Hình 2.9: Các Agent trong PIP. - 41 Hình 2.10: Cấu trúc Ontology PEOnto. - 41 Hình 2.11: Kiến trúc TANGRAM. - 43 Hình 2.12: Các module trong TANGRAM. - 43 Hình 2.13: Lược đồ Ontology cấu trúc. - 45 Hình 2.14: Lược đồ ontology Content Type. - 45 Hình 2.15: Lược đồ Domain Ontology. - 46 Hình 2.16: Diễn giải nội dung LO trên nhiều ontology. - 50 Hình 2.17: Lược đồ siêu dữ liệu RDF Binding. - 51 Hình 2.18: File RDF diễn giải 1 trang slide. - 52 Hình 3.1: Kiến trúc cổng thông tin BKEduPortal. - 55 Hình 3.2: Phân cấp chủ đề trong lĩnh vực Công nghệ thông tin. - 57 Hình 3.3: Giao diện thư mục phân cấp. - 61 Hình 3.4: Minh họa 3 khối và các quan hệ. - 71 Hình 4.1: Biểu diễn 3 mức và 3 khối của ontology. - 75 Hình 4.2: Biểu diễn ontology tổng quát BKOnto. - 80 Hình 4.3: Ontology cho phân hệ ứng dụng Chia sẻ tài liệu học tập. - 82 Hình 4.4: Các lớp trong BKDoc. - 90 Hình 4.5: Phân cấp lĩnh vực ICT dựa trên ACM. - 92 Hình 5.1: Mô hình phân cấp com.hp.hpl.jena.ontology. - 96 Hình 5.2: Ontology model. - 96 Hình 5.3: Mô hình phân cấp Jena API mở rộng. - 102 Hình 5.4: Biểu đồ đặc tả các ca sử dụng. - 103 Hình 5.5: Quá trình thêm một lớp vào BKOnto. - 104 Hình 5.6: Xóa một lớp Topic khỏi ontology. - 104 Hình 5.7: Quá trình xóa một thuộc tính. - 105 Hình 5.8: Quá trình tạo một thuộc tính mới. - Semantic Web là sự mở rộng của World Wide Web bằng cách thêm vào các mô tả ngữ nghĩa của thông tin dưới dạng mà chương trình máy tính có thể “hiểu” và do vậy cho phép xử lý thông tin hiệu quả hơn [1]. - Cơ chế cho phép diễn giải, chia sẻ và trao đổi ngữ nghĩa của thông tin là ontology. - Qua việc phân tích, đánh giá một số hệ thống hỗ trợ giáo dục phổ biến hiện đang được ứng dụng và dựa trên kinh nghiệm phân tích, mô hình hóa một cổng thông tin giáo dục cộng đồng tên là BKEduPortal, xem xét áp dụng công nghệ Web 2.0 và các công nghệ Web có ngữ nghĩa, đặc biệt là ontology để đưa ra một kiến trúc ontology tổng quát cho việc xây dựng BKEduPortal nói riêng và các hệ thống hỗ trợ giáo dục cộng đồng nói chung. - Luận văn cũng xây dựng và 3 phát triển một mô hình ontology áp dụng cho cổng thông tin giáo dục cộng đồng BKEduPortal. - Chương II: Khảo sát một số hệ thống giáo dục có sử dụng ontology và công nghệ Web có ngữ nghĩa và rút ra một số kỹ thuật có thể áp dụng trong việc thiết kế ontology và xây dựng cổng thông tin giáo dục. - Qua việc phân tích đánh giá các hệ thống giáo dục và một mô hình kiến trúc cổng thông tin giáo dục cộng đồng BKEduPortal, thiết kế một kiến trúc ontology tổng quát áp dụng cho các hệ thống giáo dục cộng đồng. - Chương IV: Xây dựng ontology cho Cổng thông tin BKEduPortal. - WEB CÓ NGỮ NGHĨA VÀ ONTOLOGY 1.1. - Web 1.0 Web 1.0 chủ yếu gồm các website “đóng” của các hãng thông tấn hoặc các công ty nhằm mục đích tiếp cận độc giả hay khách hàng hiệu quả hơn và đóng vai trò là phương tiện phát tin hơn là phương tiện chia sẻ thông tin. - Hình 1.1: Biểu diễn nội dung web 1.0 Web 1.0 bao gồm tài liệu (nội dung trang web) và liên kết giữa các tài liệu (hình 1.1). - Hiện nay tài liệu của Web 1.0 chủ yếu được viết bởi ngôn ngữ HTML, một ngôn ngữ hữu dụng cho biểu diễn, trang trí và hiển thị tài liệu trên trình duyệt web. - Thời kỳ cực thịnh của Web 1.0 là những năm 1995-2004. - 5 Các đặc điểm của Web 1.0 là. - Các trang Web 1.0 đều ở dạng tĩnh: gần như chỉ cho phép đọc (read-only web. - Ứng dụng trên Web 1.0 đều có bản quyền. - Web 2.0 Tim Berners-Lee, trong bài phỏng vấn, nhấn mạnh rằng: web mà ông tạo ra mặc nhiên đã là web 2.0 vì web chính là quan hệ “người-với-người”. - Khi nói tới web 2.0 người ta nhấn mạnh tới ảnh hưởng về xã hội của web hơn là các yếu tố kỹ thuật. - Do đó Web 2.0 còn được gọi là Web xã hội (Social Web) [3]. - Web 2.0 tạo cơ hội cho người dùng sử dụng web không còn là những người tiếp nhận thông tin thụ động mà là người tham gia tạo và đóng góp nội dung Web. - Hình 1.2: Sự phát triển của Web 2.0 Hàng loạt công nghệ mới được phát triển nhằm làm cho ứng dụng trên web "mạnh" hơn, nhanh hơn và dễ sử dụng hơn, được xem là nền tảng của Web 2.0. - Kiến trúc công nghệ của Web 2.0 hiện vẫn đang phát triển nhưng cơ bản bao gồm: phần mềm máy chủ, cơ chế cung cấp nội dung, giao thức truyền thông, trình duyệt và ứng dụng. - Nhưng công nghệ chỉ là "bề nổi" của Web 2.0, chính cộng đồng người dùng mới là yếu tố nền tảng tạo nên thế hệ web mới. - Về cơ bản, Web 2.0 trao quyền nhiều hơn cho người dùng và tạo nên môi trường liên kết chặt chẽ các cá nhân với nhau. - Giờ đây có nhiều ví dụ cho thấy cộng đồng người dùng có thể đóng góp thông tin giá trị khi họ có phương tiện thích hợp. - Web có ngữ nghĩa (Semantic Web) Với nhiều tỷ trang Web phân bố trên hầu hết các quốc gia, World Wide Web (WWW) là môi trường tốt cho việc biểu diễn và truy cập thông tin dạng số. - Hiện nay, thông tin trên WWW được biểu diễn chủ yếu dưới dạng ngôn ngữ tự nhiên với mục đích hiển thị và trang trí cho người đọc (các trang Web trên ngôn ngữ HTML). - Hình 1.3: Kết quả tìm theo từ khóa Paris - sử dụng Google Image Search Dễ thấy rằng cơ chế tìm kiếm không phân biệt được ngữ nghĩa nội dung của kết quả: một số ảnh liên quan đến thủ đô Paris, còn một số khác lại là ảnh chụp ca sĩ Paris Hilton. - Chương trình máy tính không xử lý và biên dịch được thông tin và dữ liệu về ngữ nghĩa theo cách biểu diễn dưới dạng ngôn ngữ tự nhiên thích hợp với con người. - Nói cách khác, Web có ngữ nghĩa là Web thế hệ mới, biểu diễn thông tin không chỉ với mục đích hiển thị, mà còn xử lý tự động, tích hợp và tái sử dụng trong nhiều ứng dụng. - Như vậy, Web có ngữ nghĩa sẽ bao gồm các thông tin (trang Web) được biểu diễn theo cách truyền thống cùng với ngữ nghĩa của các thông tin này được biểu diễn một cách tường minh. - Việc bổ sung phần ngữ nghĩa nhằm cung cấp thêm tri thức cho các chương trình (agent), giúp nâng cao chất lượng phân loại, tìm kiếm, trao đổi thông tin. - Hình 1.4 minh họa sự phát triển Semantic Web từ WWW. - Hình 1.4: Phát triển Web (hình bên phải) có ngữ nghĩa từ Web 1.0 (bên trái) Các chủ đề liên quan đến Semantic Web bao gồm công nghệ, khái niệm (ngữ nghĩa) và ứng dụng (hình 1.5). - 8 Hình 1.5: Các chủ đề liên quan đến Semantic Web 1.1.4. - Web 3.0 – Web xã hội có ngữ nghĩa Web xã hội có ngữ nghĩa (Social Semantic Web) là sự kết hợp của các công nghệ Web 2.0 và Web có ngữ nghĩa [3] (hình 1.6). - Hình 1.6: Xu hướng phát triển của thế hệ Web mới 1.2. - Web có ngữ nghĩa (Semantic Web) 1.2.1. - Hình 1.7 minh họa các tầng riêng biệt trong kiến trúc Semantic Web. - 9 Hình 1.7: Kiến trúc phân tầng của Semantic Web (Berners_Lee . - Một trong số điểm nổi bật của XML là có thể truy cập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt