Đồ án tìm hiểu về knowledge graph

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM BÁO CÁO ĐỒ ÁN Đề tài: Tìm hiểu Knowledge Graph GVHD: ThS Huỳnh Hồ Thị Mộng Trinh Sinh viên thực hiện: Trần Võ Việt Quốc – MSSV: 20520725 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725  Tp Hồ Chí Minh, 2023  NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……., ngày…… tháng……năm 20… Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn đến Trường Đại học Công nghệ thông tin – ĐHQGTPHCM thầy cô giảng viên khoa Công nghệ phần mềm tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án – Chủ đề Tìm hiểu Knowledge Graph Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến cô Huỳnh Hồ Thị Mộng Trinh giảng viên hướng dẫn trực tiếp trang bị cho em có kiến thức vững để thực đồ án Trong khoảng thời gian thực đồ án, em học hỏi thêm nhiều kiến thức, kinh nghiệm, biết thêm nhiều công nghệ Em vận dụng kiến thức tảng tích lũy đồng thời kết hợp với việc học hỏi nghiên cứu kiến thức Từ đó, em vận dụng tối đa học hỏi để hoàn thành báo cáo đồ án Tuy nhiên, q trình thực hiện, em khơng tránh khỏi thiếu sót Chính vậy, em mong nhận góp ý từ phía thầy, nhằm hoàn thiện kiến thức, kĩ hành trang để em thực tiếp đề tài khác tương lai Em xin chân thành cảm ơn cô! ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Mục lục TÓM TẮT ĐỒ ÁN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Tổng quan đề tài 1.1 Giới thiệu đề tài 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Kết hướng tới Công nghệ sử dụng CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Knowledge Graph 1.1 Knowledge Graph gì? 1.2 Tính chất 1.3 Ontologies ngữ nghĩa hình thức 1.4 RDF 1.5 GraphDB 11 1.6 SPARQL 16 Tính 17 Lợi ích bất lợi 18 Các thành phần quan trọng cài đặt graphDB 20 4.1 GraphDB repository: 20 4.2 RDF store: 22 4.3 SPARQL endpoint: 22 4.4 Visual Graph Browser: 24 CHƯƠNG III XÂY DỰNG HỆ THỐNG 26 Xây dựng kiến trúc hệ thống 26 1.1 Công nghệ sử dụng 26 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 1.2 Sơ đồ use case 26 1.3 Mô tả use case 27 1.4 Đặc tả use case 28 1.4.1 Đăng ký 28 1.4.2 Đăng nhập với email mật 29 1.4.3 Tạo đơn đặt phòng 30 1.4.4 Tìm kiếm 32 1.4.5 Lọc 33 1.4.6 Cài đặt cá nhân 34 1.4.7 Chỉnh sửa thông tin cá nhân 36 1.4.8 Đăng xuất 37 Mơ tả hình 39 2.1 Màn hình đăng nhập 39 2.2 Màn hình đăng ký: 40 2.3 Màn hình trang chủ 42 2.4 Màn hình chi tiết homestay 44 2.5 Màn hình thơng tin tài khoản 46 2.6 Màn hình chỉnh sửa thơng tin cá nhân 48 2.7 Màn hình chatbot trả lời 50 Sơ đồ lớp 52 Sơ đồ hoạt động 52 4.1 Hoạt động đăng ký 52 4.2 Hoạt động tìm kiếm sản phẩm 54 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 55 Những khó khăn 55 Kết đạt 55 Hướng phát triển 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án "Tìm hiểu Knowledge Graph" nhằm nghiên cứu khám phá khái niệm Knowledge Graph, công nghệ phát triển nhanh chóng lĩnh vực trí tuệ nhân tạo khai thác tri thức Knowledge Graph biểu diễn cấu trúc tri thức, mô tả mối quan hệ thực thể khác dạng đồ thị Đồ án tập trung vào việc nghiên cứu khía cạnh quan trọng Knowledge Graph, bao gồm kiến thức tảng, tính năng, ưu điểm hạn chế Trong trình nghiên cứu, đồ án đề xuất quy trình xây dựng Knowledge Graph từ việc thu thập tiền xử lý liệu đến việc xác định mối quan hệ tri thức Nghiên cứu tập trung vào công nghệ công cụ để truy vấn khám phá tri thức Knowledge Graph, bao gồm phương pháp truy vấn thơng minh phân tích ngữ nghĩa Đồ án đề cập đến ứng dụng tiềm phát triển Knowledge Graph lĩnh vực tìm kiếm thông tin, hỗ trợ định phân tích liệu Ngồi ra, đề cập đến khó khăn thách thức q trình nghiên cứu Knowledge Graph, bao gồm việc xử lý liệu đa nguồn, đảm bảo tính xác quán tri thức, khả biểu diễn tri thức phức tạp Cuối cùng, đồ án nhấn mạnh hướng phát triển Knowledge Graph, bao gồm cải thiện khả truy vấn khám phá tri thức, hỗ trợ định thông minh kết hợp với công nghệ blockchain Đồ án kết luận Knowledge Graph lĩnh vực đầy triển vọng tiềm năng, đóng vai trị quan trọng việc hiểu khai thác tri thức từ liệu ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Tổng quan đề tài 1.1 Giới thiệu đề tài Đồ án "Tìm hiểu Knowledge Graph" khám phá đánh giá Knowledge Graph từ nhiều mặt, bao gồm mặt kỹ thuật kinh doanh Về mặt kỹ thuật, đồ án tập trung vào việc nghiên cứu công nghệ, ngôn ngữ công cụ sử dụng xây dựng Knowledge Graph, RDF, OWL, SPARQL hệ thống sở liệu phân tán Nó khám phá phương pháp kỹ thuật truy vấn, khám phá tri thức phân tích ngữ nghĩa Knowledge Graph Về mặt kinh doanh, đồ án xem xét ứng dụng Knowledge Graph lĩnh vực tìm kiếm thơng tin, hỗ trợ định, phân tích liệu quản lý tri thức Nó trình bày lợi ích kinh doanh Knowledge Graph, bao gồm khả cải thiện hiệu suất hiệu quả, tăng cường khả tìm kiếm khám phá thông tin, nâng cao khả đưa định dựa tri thức Ngoài ra, đồ án đề cập đến vấn đề liên quan đến việc triển khai quản lý Knowledge Graph, bao gồm việc xác định thu thập liệu, xử lý đồng hóa liệu, đảm bảo tính bảo mật riêng tư Tóm lại, đồ án "Tìm hiểu Knowledge Graph" khám phá Knowledge Graph từ nhiều mặt, bao gồm mặt kỹ thuật kinh doanh, để hiểu rõ ứng dụng tiềm lĩnh vực khác 1.2 Lý chọn đề tài ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Em chọn đề tài Knowledge Graph mẻ phát triển lĩnh vực Nghiên cứu Knowledge Graph cung cấp hội hiểu khám phá ứng dụng nhiều lĩnh vực khác tìm kiếm thơng tin, hỗ trợ định quản lý tri thức Đồng thời, mang lại đóng góp tri thức phát triển công nghệ phương pháp liên quan Với tính ứng dụng thực tế tiềm đa ngành, đề tài Knowledge Graph hứa hẹn mang lại nghiên cứu đáng ý cung cấp giải pháp sáng tạo cho vấn đề tương lai 1.3 Phạm vi nghiên cứu Trong đồ án lần này, em tập trung nghiên cứu thành phần có Knowledge Graph, tìm hiểu khái niệm liên quan, áp dụng nghiên cứu vào ứng dụng thực tế để hiểu sâu kiến thức tìm hiểu 1.4 Nội dung nghiên cứu Em tiến hành nghiên cứu chi tiết cách thức hoạt động, ưu – khuyết điểm đặc biệt cách mà Knowledge Graph truy xuất thông tin 1.5 Kết hướng tới • Đối với cá nhân: nắm vững khái niệm, phương pháp, công nghệ liên quan đến xây dựng, biểu diễn khai thác tri thức hệ thống đồ thị, phát triển khả nghiên cứu, thu thập xử lý liệu, phân tích tìm hiểu tri thức từ Knowledge Graph • Đối với lập trình viên khác sử dụng đồ án làm tài liệu tham khảo: em tin thơng qua tài liệu này, lập trình viên khác dễ dàng định hướng cần phải tìm hiểu muốn xây dựng Knowledge Graph tìm hiểu sâu ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Cơng nghệ sử dụng • Visual Studio Code: IDE hỗ trợ xây dựng ứng dụng • Figma: Tool hỗ trợ xây dựng UI cho ứng dụng • GraphDB: Tool hỗ trợ xây dựng truy vấn knowledge graph ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Knowledge Graph 1.1 Knowledge Graph gì? Knowledge Graph cịn gọi mạng ngữ nghĩa, biểu thị mạng lưới thực thể giới thực - tức đối tượng, kiện, tình khái niệm - minh họa mối quan hệ chúng Thông tin thường lưu trữ sở liệu đồ thị hiển thị dạng cấu trúc đồ thị, dẫn đến thuật ngữ “đồ thị” kiến thức Một biểu đồ tri thức tạo thành từ ba thành phần chính: nút, cạnh nhãn Bất kỳ đối tượng, địa điểm người nút Một cạnh xác định mối quan hệ nút Bất thứ hoạt động nút, ví dụ: người, cơng ty, máy tính, v.v Một cạnh kết nối cặp nút nắm bắt mối quan hệ lợi ích chúng, ví dụ: mối quan hệ bạn bè hai người, mối quan hệ khách hàng công ty người , kết nối mạng hai máy tính Các nhãn ghi lại ý nghĩa mối quan hệ, ví dụ, mối quan hệ bạn bè hai người Ví dụ, từ câu “Albert Einstein nhà vật lý lý thuyết người Đức , người phát triển thuyết tương đối.” trích xuất thực thể Albert Einstein , Đức , Nhà vật lý lý thuyết Thuyết tương đối ; mối quan hệ sinh , nghề nghiệp phát triển Khi đoạn sơ đồ tri thức kết hợp vào sơ đồ tri thức lớn hơn, nhận liên kết bổ sung (được hiển thị cạnh chấm), chẳng hạn Nhà vật lý lý thuyết loại Nhà Vật lý thực hành Vật lý, Thuyết Tương đối nhánh Vật lý ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Hình 22 Màn hình trang chủ Màn hình Trang chủ gồm : - Header logo - TextInput để người dùng nhập địa - ScrollBar tự động lấy vị trí người dùng tùy chỉnh cho - Button bên tiện cho người dùng chọn lựa 43 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 - Button nằm giúp người dùng dễ nhận thấy - Các banner quảng cáo lướt qua lại đề xuất nhà sản xuất ứng dụng nhãn hàng nhà tài trợ nằm khung để làm bật - List mã sale homestay người dùng lướt qua thể hình ảnh để thu hút khách hàng từ homestay 2.4 Màn hình chi tiết homestay 44 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Hình 23 Màn hình chi tiết homestay Màn hình Chi tiết homestay gồm: - Hình ảnh Homestay: Đặt đầu nhằm gây ấn tượng cho người dùng - Button yêu thích để thêm homestay vào danh sách u thích - Thơng tin homestay dịch vụ homestay 45 ĐỒ ÁN - Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Các Item thông tin phịng: + Hình ảnh: Lớn, nhằm thu hút người dùng + Thông tin giá: Là thông tin quan trọng, làm bật + Các thông tin khác: Là thông tin phụ, thiết kế đơn giản để làm bật giá tiền - Button “Book”: Được đặt phía cuối item để xác nhận đặt phịng 2.5 Màn hình thơng tin tài khoản 46 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Hình 24 Màn hình thơng tin tài khoản Màn hình thơng tin tài khoản gồm: 47 ĐỒ ÁN - Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Phần profile bao gồm: ảnh đại diện, tên người dùng, button show profile dẫn đến trang thông tin người dùng cụ thể - My journey: nơi thể lại khách sạn booking chất lượng dịch vụ, vị trí khách sạn Phần setting bao gồm mục: Thơng tin người dùng, ngơn ngữ, bảo mật an tồn phần log out 2.6 Màn hình chỉnh sửa thơng tin cá nhân 48 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 49 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Hình 25 Màn hình chỉnh sửa thơng tin cá nhân 2.7 Màn hình chatbot trả lời 50 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 51 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 Hình 26 Màn hình chatbot trả lời dựa câu hỏi người dùng Sơ đồ lớp Sơ đồ hoạt động 4.1 Hoạt động đăng ký 52 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 53 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 4.2 Hoạt động tìm kiếm sản phẩm 54 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN Những khó khăn Nghiên cứu Knowledge Graph đòi hỏi đầu tư lớn thời gian, công sức kiến thức chuyên sâu Một vài khó khăn kể đến như: • Khó khăn việc xác định phạm vi: Knowledge Graph lĩnh vực rộng lớn với nhiều khía cạnh khác Xác định phạm vi nghiên cứu thách thức, có nhiều khía cạnh khám phá, từ việc xây dựng, triển khai, truy vấn ứng dụng Knowledge Graph • Thu thập tiền xử lý liệu: Thu thập liệu để xây dựng Knowledge Graph địi hỏi nỗ lực lớn Dữ liệu phải lấy từ nhiều nguồn, có cấu trúc khơng có cấu trúc, phải tiền xử lý để đảm bảo tính xác đồng • Xây dựng cập nhật Knowledge Graph: Xây dựng Knowledge Graph đáng tin cậy phản ánh tri thức đòi hỏi hiểu biết sâu lĩnh vực cụ thể công cụ phù hợp để trích xuất tri thức Đồng thời, việc cập nhật Knowledge Graph để phản ánh thay đổi tri thức thách thức • Tích hợp liệu đa nguồn: Tích hợp liệu từ nhiều nguồn khác gặp khó khăn không đồng định dạng, cấu trúc nguồn gốc liệu Việc phải xử lý làm liệu để đảm bảo tính quán xác Knowledge Graph thách thức Kết đạt Trong trình thực đề tài, giúp em có hội hiểu rõ kỹ thuật Event sourcing ứng dụng thực tế; đồng thời vận dụng kiến thức học suốt 55 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 năm đầu giảng đường Trả lời kiến thức mang tính lý thuyết học trước Qua q trình làm việc, em lên kế hoạch, phân tích; áp dụng cơng cụ, cơng nghệ đại q trình làm việc ngày GraphDB, SparQL, Nodejs, Notion, Javascript… hiểu rõ ý nghĩa kỹ thuật Hướng phát triển • Tích hợp liệu đa nguồn: Knowledge Graph thể khả tích hợp liệu từ nhiều nguồn khác Tuy nhiên, việc phát triển công cụ kỹ thuật để xử lý liệu đa nguồn, có cấu trúc khơng có cấu trúc cách hiệu hướng phát triển quan trọng Điều mở khả trích xuất tri thức từ nguồn liệu đa dạng viết, tài liệu, đồ thị xã hội nguồn thơng tin trực tuyến khác • Hỗ trợ định thông minh: Một hướng phát triển tiềm Knowledge Graph hỗ trợ định thông minh Bằng cách áp dụng kỹ thuật trí tuệ nhân tạo, Knowledge Graph cung cấp thông tin phản hồi đề xuất thông minh để hỗ trợ định nhiều lĩnh vực y tế, kinh doanh quản lý tri thức • Kết hợp với công nghệ blockchain: Sự kết hợp Knowledge Graph công nghệ blockchain cung cấp tiềm việc xây dựng hệ thống tri thức phân tán, an tồn đáng tin cậy Blockchain sử dụng để đảm bảo tính tồn vẹn bảo mật Knowledge Graph, đồng thời tăng cường khả chia sẻ trao đổi tri thức bên 56 ĐỒ ÁN Trần Võ Việt Quốc – 20520725 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.ontotext.com/knowledgehub/fundamentals/what-is-a-knowledgegraph/ https://www.ibm.com/topics/knowledge-graph https://web.stanford.edu/~vinayc/kg/notes/What_is_a_Knowledge_Graph.html IBM Technology, “What is Knowledge Graph?” https://www.youtube.com/watch?v=y7sXDpffzQQ Google, “Introducing the Knowledge Graph” https://www.youtube.com/watch?v=mmQl6VGvX-c https://www.ontotext.com/knowledgehub/fundamentals/what-are-ontologies/ https://www.ontotext.com/knowledgehub/fundamentals/what-is-rdf/ https://graphdb.ontotext.com/documentation/10.2/index.html https://www.semrush.com/blog/knowledgegraph/?kw=&cmp=AA_SRCH_DSA_Blog_EN&label=dsa_pagefeed&Network =g&Device=c&utm_content=622459218147&kwid=dsa1753200739853&cmpid=18361936995&agpid=141795408175&BU=Core&ext id=60162920415&adpos=&gclid=Cj0KCQjw3a2iBhCFARIsAD4jQB13C57Cw g5Md31lePlmsUFTVkbJbmXYU_yVyy3GHmcvk3h7kBIxcsaArbwEALw_wcB 57