những nguyên tắc sáng tạo ứng dụng trong mô hình xử lý cú pháp và ngữ nghĩa cho câu hỏi tiếng việt trong hệ thống tìm kiếm thư viện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÀI BÁO CÁO MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: NHỮNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG MÔ HÌNH XỬ LÝ CÚ PHÁP VÀ NGỮ NGHĨA CHO CÂU HỎI TIẾNG VIỆT TRONG HỆ THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM Học viên thực hiện: NGUYỄN TRÍ PHÚC Mã số: CH1101121 TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012 LỜI MỞ ĐẦU “Nhân chi sơ tính sáng tạo” Thật vậy, sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của mỗi con người trong chúng ta. Sáng tạo là phương châm và là động lực phát triển cho xã hội từ khi con người biết suy nghĩ. Nhờ có tư duy sáng tạo,chúng ta có thể cải tiến công nghệ, làm cho những vấn đề gặp phải trong cuộc sống sẽ được thực hiện theo những các đơn giản hơn và phù hợp hơn. Sáng tạo là bản chất của con người tuy nhiên trong chúng ta hẳn có nhiều người tự hỏi “Vì sao tôi có quá ít cải tiến sáng tạo?”, “Làm thế nào để có thể tạo ra nhiều cải tiến hơn nữa trong công việc?”… Để tạo ra những ý tưởng, những cải tiến mới chúng ta cần phải có phương pháp luận (các nguyên tắc, phương pháp, lý thuyết) về tư duy sáng tạo và đổi mới. Điều này sẽ giúp chúng ta có những kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và đưa ra những ý tưởng đổi mới sáng tạo. Trong bài báo cáo này, tôi sẽ trình bày phương pháp luận về tư duy sáng tạo, đổi mới và kèm theo đó là những phân tích về ứng dụng những nguyên tắc sáng tạo, đổi mới vào mô hình xử lý cú pháp và ngữ nghĩa cho câu hỏi tiếng Việt trong hệ thống tìm kiếm thư viện. TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012 Nguyễn Trí Phúc MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 1 DANH MỤC BẢNG 2 PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ TƯ DUY SÁNG TẠO VÀ ĐỔI MỚI 3 1.1. Khái niệm 3 1.2. Ý nghĩa 3 1.3. Nội dung chính 4 1.3.1. Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế 4 1.3.2. Bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản 4 1.3.3. Các phương pháp giải quyết vấn đề tổng quát 10 PHẦN 2: ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO MÔ HÌNH XỬ LÝ CÚ PHÁP VÀ NGỮ NGHĨA CHO CÂU HỎI TIẾNG VIỆT TRONG HỆ THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN 12 2.1. Tổng quan về bài toán 12 2.1.1. Đặt vấn đề 12 2.1.2. Mục tiêu đề tài 12 2.1.3. Phạm vi nghiên cứu 12 2.2. Mô hình hệ thống tìm kiếm tài liệu bằng chuỗi truy vấn tiếng Việt 13 2.2.1. Kiến trúc hệ thống 13 2.2.2. Ontology học liệu mở 14 2.3. Mô hình cú pháp 20 2.4. Mô hình ngữ nghĩa 21 2.5. Phương pháp sinh mã truy vấn SPARQL 21 2.6. Cơ chế tạo sinh câu trả lời 22 2.7. Những nguyên tắc sáng tạo cơ bản được ứng dụng 22 2.7.1. Nguyên tắc phân nhỏ 22 2.7.2. Nguyên tắc tách khỏi 23 2.7.3. Nguyên tắc cục bộ 23 2.7.4. Nguyên tắc kết hợp 23 2.7.5. Nguyên tắc chứa trong 23 2.7.6. Nguyên tắc dự phòng 24 2.7.7. Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa 24 2.7.8. Nguyên tắc sao chép 24 KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 1 DANH MỤC HÌNH Hình 1:. Mô hình giải quyết vấn đề tổng quát 10 Hình 1: Kiến trúc hệ thống tìm kiếm tài liệu dựa trên cơ chế xử lý các câu hỏi tiếng Việt 14 2 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế 4 Bảng 2: Các thành phần hệ thống tìm kiếm tài liệu bằng chuỗi truy vấn tiếng Việt 13 Bảng 3: Thống kê số lượng giáo trình trên các thư viện học học liệu mở 15 Bảng 4: Tổng hợp các thông tin mô tả học liệu mở cho 3 thư viện 16 Bảng 5: Các class trong ontology học liệu mở 16 Bảng 6: Object properties trong ontology học liệu mở 17 Bảng7: Datatype properties trong ontology học liệu mở 18 Bảng 8: Mô tả quan hệ của các lớp trong ontology học liệu mở 20 Bảng 9: Các cấu trúc tổng quát của câu hỏi tiếng Việt 21 Bảng 10:Chức năng các thành phần mô hình hệ thống 23 Bảng 11:Chức năng các thành phần mô hình hệ thống 24 3 PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ TƯ DUY SÁNG TẠO VÀ ĐỔI MỚI 1.1. Khái niệm Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới là phần ứng dụng của Khoa học về sáng tạo, bao gồm hệ thống các phương pháp và các kĩ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của người sử dụng. 1.2. Ý nghĩa Suốt cuộc đời, mỗi người chúng ta dùng suy nghĩ rất nhiều (có thể nói là hằng ngày). Từ việc trả lời những câu hỏi bình thường như “Hôm nay ăn gì? Mặc gì?Làm gì?Mua gì?Xem gì? Đi đâu? ” đến làm các bài tập trên trường lớp, hoặc chọn ngành nghề đào tạo, lo sức khỏe, việc làm, thu nhập, hôn nhân, nhà ở, giải quyết các vấn đề nảy sinh trong công việc, trong quan hệ xã hội, gia đình, nuôi dạy con cái… tất tần tật đều đòi hỏi phải suy nghĩ và chắc chắn rằng ai cũng muốn suy nghĩ tốt, ra những quyết định đúng để “đời là bể khổ” trở thành “bể sướng”. Chúng ta tuy được đào tạo và làm những ngành nghề khác nhau nhưng có lẽ có một nghề chung, giữ nguyên suốt cuộc đời và là cần thiết cho tất cả mọi người.Đó là “nghề” suy nghĩ và hành động giải quyết các vấn đề gặp phải trong suốt cuộc đời nhằm thỏa mãn các nhu cầu chính đáng của cá nhân mình, đồng thời thỏa mãn các nhu cầu để xã hội tồn tại và phát triển. Nhìn dưới góc độ này, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới giúp trang bị loại nghề chung nói trên, góp phần bổ sung cho giáo dục, đào tạo hiện nay, chủ yếu chỉ đào tạo các nhà chuyên môn. Nhà chuyên môn có thể giải quyết tốt các vấn đề chuyên môn nhưng nhiều khi không giải quyết tốt các vấn đề ngoài chuyên môn, do vậy không thực sự hạnh phúc như ý. Các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người thường suy nghĩ một cách tự nhiên như đi lại, ăn uống, hít thở mà ít khi suy nghĩ về chính suy nghĩ của mình xem nó hoạt động ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn như người ta thường cải tiến các dụng cụ, máy móc dùng trong sinh hoạt và công việc. Cách suy nghĩ tự nhiên nói trên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi trả giá đắt cho các quyết định sai. Tóm lại, cách 4 suy nghĩ tự nhiên ứng với việc lao động bằng xẻng thì Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là máy xúc với năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều. Nếu xem bộ não của mỗi người là máy tính tinh xảo – đỉnh cao tiến hóa và phát triển của tự nhiên thì phần mềm (cách suy nghĩ) tự nhiên đi kèm với nó chỉ khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng của bộ não.Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là phần mềm tiên tiến giúp máy tính – bộ não hoạt động tốt hơn nhiều.Nếu như cần “học ăn, học nói, học gói, học mở” thì “học suy nghĩ” cũng cần thiết cho tất cả mọi người. Tóm lại, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới đóng góp rất tích cực trong việc biến thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới với các ích lợi toàn diện, không chỉ riêng về mặt kinh tế. 1.3. Nội dung chính 1.3.1. Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế STT Phương pháp 1 Dựng Vepol đầy đủ 2 Chuyển sang Fepol 3 Phá vở Vepol 4 Xích Vepol 5 Liên trường Bảng 1: Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế 1.3.2. Bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản Nhà khoa học Atshuler trong suốt quá trình làm việc của mình đã đưa ra một hệ thống các nguyên tắc sáng tạo. Nó cung cấp hệ thống các cách xem xét sự vật; tăng tính nhanh nhạy của việc tiếp thu và đánh giá giá trị của thông tin; đưa ra và lựa chọn các cách tiếp cận thích hợp để giải quyết vấn đề. Hệ thống các nguyên tắc sáng tạo còn giúp cho chúng ta 5 xây dựng được tác phong, suy nghĩ và làm việc một cách khoa học, sáng tạo; góp phần xây dựng tư duy biện chứng. Dưới đây xin được lần lượt điểm qua 40 nguyên tắc đó: 1/ Nguyên tắc phân nhỏ:  Chia các đối tượng thành các thành phần độc lập.  Làm đối tượng thành các thành phần tháo ráp.  Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. 2/ Nguyên tắc “tách riêng”:  Tách thành phần gây phiền phất ra khỏi đôi tượng hoặc ngược lại. Trách lấy phần cần thiết. 3/ Nguyên tắc phẩm chất cục bộ:  Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất.  Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chất năng khác nhau  Mỗi phần của đối tượng phải có các chất năng khác nhau 4/ Nguyên tắc phản đối xứng:  Chuyển đối tượng có hìng dạng, tính chất đối xứng thành phản đối xứng 5/ Nguyên tắc kết hợp:  Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận.  Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận gian rỗi của CPU, tận dụng tài nguyên để cho ra hệ điều hành đa nhiệm, nhiều người dùng. 6/ Nguyên tắc vạn năng:  Vật thể hoạt động đa chức năng loại bỏ một số vật thể khác. 7/ Nguyên tắc chứa trong  Để một vật thể trong lòng một vật thể khác, vật thể khác này lại để trong lòng một vật thể thứ ba.  Chuyển một vật thể thông qua một khoảng trống của một vật thể khác 8/ Nguyên tắc phản trọng lượng  Bù trừ trọng lượng của vật thể bằng cách nối với một vật thể khác mà có một lực 6 đẩy.  Bù trừ trọng lượng của vật thể bằng tương tác với môi trường cung cấp khí hoặc thủy động lực. 9/ Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ  Thực hiện phản hoạt động trước tiên  Nếu vật thể chịu áp lực thì cung cấp cung cấp một phản áp lực trước đó 10/ Nguyên tắc thực hiện sơ bộ  Trước tiên thực hiện tất cả hoặc một phần hoạt động  Sắp xếp các vật thể sao cho chúng có thể đi vào hoạt động trong một khoảng thời gian hợp lí và từ một vị trí thích hợp 11/ Nguyên tắc dự phòng  Bù trừ cho tính không tin cậy của vật thể bằng biện pháp trả đũa trước tiên 12/ Nguyên tắc đẳng thế  Thay đổi điều kiện làm việc sao cho không phải nâng lên hoặc hạ xuống 13/ Nguyên tắc đảo ngược  Thay cho một hành động điều khiển bởi các chi tiết kĩ thuật của bài toán, áp dụng một hành động ngược lại  Làm cho phần chuyển động của vật thể hoặt môi trường bên ngoài của vật thể trở nên bất động và những phần bất động trở thành chuyển động  Lật úp vật thể 14/ Nguyên tắc cầu (tròn) hóa  Thay những vật thể thẳng hoặc bề mặt bằng phẳng thành những mặt cong ; thay thể hình lập phương thành hình cầu  Sử dụng con lăn, vật hình xoắn ốc  Thay thế chuyển động thẳng bằng chuyển động quay ; tận dụng lực li tâm 15/ Nguyên tắc năng động  Tạo một vật thể hoặc môi trường của nó tự động điều chỉnh tới chế độ tối ưu tại mỗi trạng  thái hoạt động [...]... phương pháp giải quyết vấn đề trong tin học - Phương pháp trực tiếp - Phương pháp gián tiếp  Phương pháp Thử Sai  Phương pháp Heuristic - Phương pháp Trí Tuệ Nhân Tạo 12 PHẦN 2: ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO MÔ HÌNH XỬ LÝ CÚ PHÁP VÀ NGỮ NGHĨA CHO CÂU HỎI TIẾNG VIỆT TRONG HỆ THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN 2.1 Tổng quan về bài toán 2.1.1 Đặt vấn đề Trong lĩnh vực tìm kiếm tài liệu, việc phát triển những hệ thống. .. dựa vào các node INFO thuộc cây ngữ nghĩa 2.6 Cơ chế tạo sinh câu trả lời Việc tạo sinh câu trả lời tiếng Việt sẽ dựa trên nguyên tắc: biểu diễn cấu trúc ngữ nghĩa của câu trả lời và trên cơ sở đó tạo sinh câu trả lời tiếng Việt Cấu trúc ngữ nghĩa của câu trả lời tiếng Việt sẽ được xác định dựa trên cấu trúc ngữ nghĩa của câu hỏi tiếng Việt tương ứng Mô hình ngữ nghĩa được dùng để biểu diễn cấu trúc ngữ. .. ngữ nghĩa của câu trả lời Việc tạo sinh câu trả lời tiếng Việt được thực hiện dựa trên mối quan hệ giữa các nút thành phần và yếu tố tài liệu trong cây ngữ nghĩa. Vì vậy câu trả lời tiếng Việt được tạo sinh sau khi điền các nút quan hệ giữa các nút trên cây ngữ nghĩa với thành phần tài liệu để cho ra câu trả lời hoàn chỉnh 2.7 Những nguyên tắcsáng tạo cơ bản được ứng dụng 2.7.1 Nguyên tắcphân nhỏ Mô hình. .. trả lời từ cây ngữ nghĩa Bảng 10:Chức năng các thành phần mô hình hệ thống 2.7.4 Nguyên tắc kết hợp Để tiết kiệm thời gian và công sức cho việc lập trình phân tích cú pháp câu hỏi tiếng Việt tôi đã kết hợp sử dụng công cụ ANTLR hỗ trợ phân tích cú pháp bằng việc định nghĩa ngữ pháp theo cấu trúc văn phạm phi ngữ cảnh EBNF 2.7.5 Nguyên tắc chứa trong Nguyên tắc này được ứng dụng hầu hết trong việc lập... quát cho các câu hỏi như trình bày trong bảng sau Cấu trúc Thành phần ứng trước trong câu hỏi Thành phần ứng sau trong câu hỏi Dạng 1 Thành phần truy vấn Thành phần thông tin Dạng 2 Thành phần thông tin Thành phần truy vấn Bảng 9:Các cấu trúc tổng quát của câu hỏi tiếng Việt 2.4 Mô hình ngữ nghĩa Quá trìnhphân tích cú pháp cho một câu hỏi tiếng Việt nhằm mục đích xác định cấu trúc cây cú pháp của câu. .. thống máy tính, góp phần cho sự phát triển các hệ thống máy tính theo hướng tương tác người và máy trong tương lai 2.1.2 Mục tiêu đề tài Đề tài được thực hiện với mục tiêu xây dựng một hệ thống tìm kiếm tài liệu trong các thư viện dựa trên cơ chế xử lý cáccâu hỏi tiếng Việt Hệ thống tìm kiếm cho phép xử lý các câu hỏi tiếng Việt đơn giản, có cấu trúc tường minh, diễn đạt ý nghĩa cụ thể, rõ ràng, không... 8: Mô tả quan hệ của các lớp trong ontology học liệu mở 2.3 Mô hình cú pháp Phân tích cú pháp là bước đầu tiên trong quá trình xử lý câu hỏi tiếng Việt Trên cơ sở kết quả của trình phân tích cú pháp, ở bước sau đó chúng ta có thể thiết lập các cơ chế để phân tích ngữ nghĩa cho câu hỏi tiếng Việt Một cách tổng quát, nội dung của một câu hỏi có thể chia thành hai thành phần: - Thành phần truy vấn (những. .. phân tích cú pháp, thành phần phân tích ngữ nghĩa, thành phần diễn dịch ngữ nghĩa và thành phần tạo sinh câu trả lời 23 2.7.2 Nguyên tắc tách khỏi Trong quá trình phân tích cú pháp, hệ thống loại bỏ các stop words không cần thiết để tiết kiệm không gian lưu trữ và gia tăng tốc độ xử lý phân tích cú pháp Ví dụ: “ắt hẳn”, “chẳng lẽ”, “chung quy”, “cơ chừng” … 2.7.3 Nguyên tắc cục bộ Mô hỉnh hệ thống có... phần và mỗi thành phần có những chức năng khác nhau Tham khảo bảng bên dưới Thành phần Chức năng Phân tích cú pháp Phân tích cú pháp câu hòi tiếng Việt Phân tích ngữ nghĩa Chuyển từ cấu trúc cú pháp sang cấu trúc nghĩa, biểu diễn dưới dạng cây ngữ nghĩa Diễn dịch ngữ nghĩa Truy vấn thông tin và trả về thông tin cần thiết để thay thế thành phấn hỏi trong cây ngữ nghĩa Tạo sinh câu trả lời Tạo sinh câu. .. tích cú pháp tiếng Việt hạn chế trong mục tiêu đề tài  Giới hạn việc xử lý ngữ nghĩa cho những dạng câu hỏi có liên quan trực tiếp đến việc truy vấn những thông tin mô tả về các tài liệu, được xác định trong mục tiêu của đề tài  Không xử lý các vấn đề về thời, thức, thể, tình thái, hàm ý, phong cách, ngữ dụng và các vấn đề phức tạp khác trong nội dung câu hỏi  Chỉ tìm kiếm tài liệu dựa trên những . quát 10 PHẦN 2: ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO MÔ HÌNH XỬ LÝ CÚ PHÁP VÀ NGỮ NGHĨA CHO CÂU HỎI TIẾNG VIỆT TRONG HỆ THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN 12 2.1. Tổng. ứng dụng những nguyên tắc sáng tạo, đổi mới vào mô hình xử lý cú pháp và ngữ nghĩa cho câu hỏi tiếng Việt trong hệ thống tìm kiếm thư viện. TP. Hồ Chí Minh,