Đồ Án Nghiên cứu Semantic Web ứng dụng xây dựng hệ thống E-Learning cho một trường Đại học

Nghiên cứu Semantic Web ứng dụng xây dựng hệ thống E-Learning cho một trường Đại học

LỜI cám ơn 1
MỤC LỤC 2
MỞ ĐẦU 6
PHẦN 1 : TỔNG QUAN VỀ SEMANTIC WEB 8
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ SEMANTIC WEB 9
1. Semantic Web là gì ?. 9
2. Phân biệt Semantic Web với Web hiện nay. 9
3. Một ví dụ đơn giản về Semantic Web. 11
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ ONTOLOGY 12
1. Định nghĩa ontology. 12
2. Các lĩnh vực ứng dụng ontology. 12
3. Ontology và Semantic Web. 12
4. OntoWeb mang lại gì ?. 13
5. Các ngôn ngữ xây dựng ontology. 13
6. Một số công cụ hỗ trợ xây dựng ontology. 14
CHƯƠNG 3. KIẾN TRÚC CỦA SEMANTIC WEB 15
1. Mô hình kiến trúc. 15
2. Các lớp trong mô hình kiến trúc của Semantic Web. 15
2.1. URI : Bộ nhận dạng tài nguyên. 15
2.2. Lớp XML 17
2.3. Lớp dữ liệu RDF 19
2.4. Lớp RDFS và Ontology 21
2.5. Lớp Logic. 22
2.6. Lớp Proof 23
2.7. Lớp Trust : Digital Signatures và Web of Trust 23
CHƯƠNG 4. CÁC NGÔN NGỮ SEMANTIC WEB 25
1. Giới thiệu chung. 25
2. Một số ngôn ngữ Semantic Web. 27
2.1. XML. 27
2.2. DTDs và XML Schemas. 28
2.3. RDF 29
2.4. RDF Schema 30
2.5. SHOE 32
2.6. Topic Maps. 32
2.7. XOL. 32
2.8. OIL. 32
2.9. DAML 38
2.10. DAML + OIL 40
PHẦN 2 : TÌM HIỂU E-LEARNING VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 42
CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU LÝ THUYẾT VỀ ELEARNING 43
1. Khái niệm về hệ thống giáo dục ảo. 43
2. Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống giáo dục ảo. 43
3. Sự cần thiết của elearing. 43
4. Cơ cấu của E-learning. 44
5. Một số chức năng chính yếu của elearning : 44
CHƯƠNG 2. ELEARNING VỚI SEMANTIC WEB 46
1. Giới thiệu. 46
2. SEMANTIC WEB 47
3. Ứng dụng. 48
CHƯƠNG 3 : VAI TRÒ TRONG CHUẨN HÓA SIÊU DỮ LIỆU CHO ELEARNING 51
1. Giới thiệu về dạng chuẩn elearning. 51
2. Giải pháp cụ thể. 51
2.1. Web ngữ nghĩa cho E-learning. 51
2.2. Thiết kế ontology cho tài nguyên học. 52
3. Các thuộc tính chuẩn 53
3.1. Thuộc tính định nghĩa thêm 54
3.2. Các thuộc tính dùng để mô tả tài nguyên. 54
4. Sử dụng phân loại ACM CCS 54
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG MINH HỌA 56
1. Mô tả bài toán 56
2. Bảng chú giải 56
3. Xác định yêu cầu. 57
3.1. Yêu cầu chức năng. 57
3.2. Yêu cầu phi chức năng. 57
4. Ontology cho elearning. 58
4.1. Mô tả ontology. 58
4.2. Sử dụng Protégé thiết kế ontology. 58
5. Cơ sở dữ liệu cho elearning. 63
5.1. Mô hình quan niệm 63
5.2. Đặc tả dữ liệu và từ điển dữ liệu. 63
6. Mô hình Use-Case. 63
6.1. Danh sách các Actor 63
6.2. Danh sách các Use-Case. 63
6.3. Lược đồ chính của mô hình Use-Case. 63
7. Thiết kế màn hình. 63
7.1. Màn hình trang chủ của giáo viên. 63
7.2. Màn hình thêm một tài nguyên. 63
7.3. Màn hình hiển thị một tài nguyên. 63
7.4. Màn hình upload dữ liệu lên server 63
7.5. Màn hình liệt kê môn học. 63
7.6. Màn hình cập nhật thông tin. 63
7.7. Màn hình sinh viên tham gia môn học. 63
TỔNG KẾT. 63
1. Các kết quả đạt được. 63
2. Các mặt hạn chế. 63
3. Hướng phát triển. 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC A : CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH 63

MỞ ĐẦU


Ngày nay công nghệ thông tin đã và đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống kinh tế, xã hội, học tập Nhắc tới công nghệ thông tin chúng ta không thể bỏ qua công nghệ web. Công nghệ này đóng vai trò rất quan trong trong việc trao đổi thông tin giữa con người với nhau trên thế giới. Nó giúp chúng ta tiết kiệm được cả về thời gian cũng như tiền bạc so với cách cũ mà ta vẫn thường làm. Hiện nay việc cải tiến các công cụ phục vụ trong công nghệ web rất quan trọng và được nhiều cá nhân, tổ chức quan tâm. Với những thông tin có sẵn và tỉ lệ gia tăng người dùng hiện nay, có thể khẳng định rằng Web là một công nghệ thành công gây ấn tượng nhất. Hiện nay, Web thâm nhập vào hầu hết mọi lĩnh vực trong đời sống. Thành công của Web là dựa trên tính đơn giản, dễ hiểu của nó.
Không may, tính đơn giản này có thể cản trở việc phát triển Web sau này. Những gì mà chúng ta đang xem xét chỉ là phiên bản đầu tiên của Web. Phiên bản tiếp theo sẽ lớn hơn và mạnh mẽ hơn - nhưng chúng ta vẫn đang tìm hiểu làm thế nào để đạt được việc nâng cấp này.
Web khởi đầu như giải pháp cục bộ cho một nhóm nhỏ người sử dụng. Chẳng bao lâu sau, Web đã chính thức đi vào phương tiện truyền thông diện rộng cho hơn 10 triệu người. Trong vài năm nữa, Web sẽ gắn bó với hàng tỷ người và thâm nhập không chỉ vào máy tính mà cả các thiết bị khác.
Tuy nhiên, tình trạng hiện nay của công nghệ Web tạo ra trở ngại nghiêm trọng cho sự phát triển của nó sau này. Số người sử dụng Web gia tăng quá nhanh, sự phát triển theo cấp số mũ số lượng các trang Web, cùng với tính đơn giản của công nghệ đã gây nên hiện tượng cổ chai làm cản trở việc tìm kiếm, rút trích, duy trì và tạo ra thông tin. Máy tính chỉ được sử dụng như các thiết bị gửi và nhận thông tin – chúng không có cách truy cập đến nội dung thực sự. Do đó, chúng chỉ có thể hỗ trợ một cách hạn chế trong việc truy cập và xử lý thông tin này. Vì thế, gánh nặng chính không chỉ ở việc truy cập và xử lý thông tin mà còn ở việc rút trích và diễn dịch thông tin.Nội dung của Web chỉ dành cho người sử dụng đọc chứ không cho phép các chương trình máy tính có thể thao tác một cách đầy đủ ý nghĩa.
Semantic Web là sự mở rộng của Web hiện tại trong đó thông tin được định nghĩa rõ ràng, cho phép con người và máy tính có thể làm việc cộng tác với nhau.
Ý tưởng của Tim Berners-Lee là xây dựng một Semantic Web có thể cung cấp cách thức truy cập thông tin một cách tự động nhờ vào các ngữ nghĩa của dữ liệu và các heuristic (khám phá ra, tìm ra) sử dụng những siêu dữ liệu này mà máy tính có thể xử lý được. Biểu diễn ngữ nghĩa dữ liệu rõ ràng, cùng với thuyết lĩnh vực (đó là ontology), sẽ cho phép Web cung cấp chất lượng dịch vụ mới. Nó sẽ nối kết với một mạng tri thức nhân loại rất lớn và sẽ bổ sung nó với khả năng xử lý của máy. Nhiều dịch vụ tự động sẽ giúp người sử dụng đạt được các mục đích bằng việc truy cập và cung cấp thông tin theo một dạng máy có thể hiểu. Quá trình này cuối cùng có thể tạo ra một hệ tri thức với nhiều dịch vụ suy luận chuyên gia - những hệ mà có thể hỗ trợ chúng ta trong gần như tất cả mọi mặt của đời sống và sẽ trở nên rất cần thiết cho chúng ta. Điều này cho chúng ta một viễn cảnh hoàn toàn mới của việc thu nhận và xây dựng tri thức và việc giao tiếp biểu diễn tri thức
Semantic Web sẽ là một sự ra đời tất yếu của quá trình nghiên cứu với ý tưởng không ngừng phát triển để phù hợp với yêu cầu thực tế của con người. Do đây là một xu hướng mới còn đang được nghiên cứu và tiếp tục phát triển nên luận văn này giới hạn trong việc nghiên cứu các kiến thức cơ sở của Semantic Web, đi vào nghiên cứu chi tiết về việc ứng dụng vào xây dựng hệ thống e-learning như là một ứng dụng minh họa.
Với mục tiêu đề ra như trên, luận văn được tổ chức thành hai phần với nội dung tóm tắt như sau:
[​IMG] Phần 1 : Tổng quan về Semantic Web. Phần này cung cấp kiến thức tổng quát về Semantic Web như khái niệm, sức mạnh của Semantic Web; các ngôn ngữ, công cụ, cách thức xây dựng một Semantic Web và các ứng dụng của Semantic Web.
[​IMG] Phần 2 : Ứng dụng của Semantic Web vào xây dựng hệ thống e learning. Phần này gồm có lý thuyết và chi tiết cài đặt ứng dụng e learning - một Website đào tạo trực tuyến - với mục đích minh họa.
Các kết quả nghiên cứu của luận văn là những kiến thức cơ sở giúp tìm hiểu về Semantic Web và bắt đầu xây dựng các ứng dụng của Semantic Web.