Tìm hiểu Semantic Web và ứng dụng xây dựng hệ thống E- Learning cho Trường Trung cấp ESTIH Phan Thị Phương Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội Luận văn ThS. Công nghệ thông tin : 60 48 05 Người hướng dẫn : TS. Phùng Văn Ổn Năm bảo vệ: 2013 72 tr . Abstract. Tìm hiểu lý thuyết tổng quan về công nghệ Semantic Web: khái niệm Semantic Web; các ngôn ngữ và công cụ xây dựng. Cách xây dựng hệ thống E- Learning dựa trên công nghệ Semantic Web. Xây dựng mô hình website E-Learning cho trường Trung cấp Kỹ thuật Tin học Hà Nội – ESTIH Keywords. Hệ thống thông tin; Website; Cấu trúc ngữ nghĩa; Đào tạo trực tuyến Content. Ngày nay, sự bùng nổ tri thức cùng với các vấn đề giao lưu hội nhập quốc tế khiến mỗi chúng ta phải biết tận dụng những thành tựu của khoa học – công nghệ. Những thành tựu nổi bật nhất của công nghệ thông tin (CNTT) trong giáo dục và đào tạo hiện nay chính là dạy học trên Website. Việc các ứng dụng của CNTT đặc biệt là Internet - Website học tập góp phần rèn luyện khả năng tự học. Đây đã thực sự trở thành cầu nối giữa giáo viên (GV) người học (học viên). Nhưng với sự đơn giản của Web hiện nay đã dẫn đến một số mặt hạn chế. Chẳng hạn khi muốn tìm kiếm một thông tin nào đó, chúng ta có thể dễ dàng bị lạc hay phải đối đầu với một lượng lớn thông tin không hợp lý và không liên quan được trả về từ kết quả tìm kiếm trên Web. Như vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào để chúng ta có được một kết quả tìm kiềm chính xác và nhanh chóng theo đúng những gì mà chúng ta mong muốn?. Với kĩ thuật Web hiện nay rõ ràng đã cản trở khả năng phát triển thông tin của nó, gây khó khăn trong việc tìm kiếm, rút trích, bảo trì, và phát sinh thông tin. Máy tính chỉ được dùng như những thiết bị gửi và trả thông tin, chúng không thể truy xuất được những nội dung thật sự cần và do đó chúng chỉ hỗ trợ ở một mức giới hạn nào đó trong việc truy xuất và xử lý thông tin. Kết quả tất yếu là con người (người sử dụng) phải gánh trên vai trách nhiệm không những truy cập và xử lý thông tin mà còn rút trích và thông dịch mọi thông tin. Để khắc phục các yếu điểm của Web hiện tại khái niệm “Semantic Web” đã ra đời. Và khái niệm này đã được Tim Berners-Lee định nghĩa như sau: “The Semantic Web will bring structure to the meaningful content of Web pages, creating an environment where software agents roaming from page to page can readily carry out sophisticated tasks for users” (Berners-Lee et al. 2001). [21] “Semantic Web mang đến một cấu trúc ngữ nghĩa cho các trang Web, tạo ra môi trường mà ở đó các tác nhân phần mềm có thể thao tác trên các trang web khác nhau và trả ra thông tin có sự chọn lọc tinh tế cho người dùng” Ẩn chứa trong khái niệm này là việc tạo ra một trang web cho phép cả người sử dụng và máy tính có thể đồng thời hiểu được. Máy tính có thể sử dụng các tác nhân phần mềm để trích lọc, tìm kiếm và so sánh dữ liệu giống như con người thao tác trên các trình duyệt Như vậy Semantic Web là một mạng lưới các thông tin được liên kết theo một cách thức để máy có thể dễ dàng xử lý thông tin ở mức độ toàn cầu. Chúng ta có thể hiểu đơn giản về nó như là một cách trình bày dữ liệu có hiệu quả trên mạng toàn cầu, hoặc là một cơ sở dữ liệu được kết nối toàn cầu. Kỹ thuật Web hiện tại chỉ cho phép chúng ta lưu trữ thông tin và tìm kiếm thông tin trên những thông tin đã được lưu trữ. Chính vì vậy mà sự ra đời của Semantic Web là một bước tiến vượt bậc so với kỹ thuật Web hiện tại dựa vào khả năng làm việc với thông tin của chúng thay vì chỉ đơn thuần là lưu trữ thông tin. Với sự lớn mạnh và khả năng lưu trữ thông tin ngữ nghĩa, Semantic Web sẽ trở thành một thế hệ Web cho tương lai, thế hệ Web mà chúng ta đang chờ đợi. Bên cạnh đó, khái niệm E-learning ra đời đã đánh dấu bước ngoặt mới trong việc áp dụng công nghệ thông tin và truyền thông vào lĩnh vực giáo dục và đào tạo. Đây là một trong những ứng dụng điển hình dựa trên Web và Internet. Hệ thống này có thể được coi là một giải pháp tổng thể dùng các công nghệ máy tính để quản lý: học viên, giảng dạy theo yêu cầu (Lecture On Demand-LOD), các lớp học được tổ chức theo lịch trình đồng bộ, lớp học qua vệ tinh, các phòng lab đa phương tiện hỗ trợ thiết kế bài giảng, thư viện điện tử, nhóm học tập (Groupwave) cho phép trao đổi thông tin giữa các học viên, giữa học viên với giáo viên và giữa các giáo viên với nhau. Lúc này việc học không chỉ bó cụm cho học sinh, sinh viên ở các trường học mà dành cho tất cả mọi người, không kể tuổi tác, không có điều kiện trực tiếp đến trường, … Đây chính là chất xúc tác đang làm thay đổi toàn bộ mô hình học tập trong thế kỉ này - cho học sinh, sinh viên, viên chức và cho nhiều loại đối tượng tiềm năng khác như bác sĩ, y tá và giáo viên - thực tế là cho bất cứ ai mong muốn được học tập dù dưới hình thức chính thống hay không chính thống. Hiện nay, E-learning được sử dụng tại rất nhiều tổ chức, công ty, trường học vì những lợi ích mà nó mang lại như: giảm chi phí tổ chức và quản lý đào tạo; rút ngắn thời gian đào tạo; có thể học bất cứ lúc nào, tại bất kỳ nơi đâu, … [1] Xuất phát từ xu hướng và những lợi ích kể trên tôi đã quyết định chọn đề tài luận văn thạc sỹ "Tìm hiểu Semantic Web và Ứng dụng xây dựng hệ thống E-Learning cho trường Trung cấp ESTIH". Luận văn bao gồm các chương chính sau: Chương 1: Tổng quan về Semantic Web. Chương 2: Phân tích bài toán ứng dụng hệ thống E-learning. Chương 3: Ứng dụng xây dựng hệ thống E-learning cho trường ESTIH Trong luận văn này tôi đã cố gắng trình bày một cách có chọn lọc dựa vào so sánh từ các kết quả nghiên cứu một cách có hệ thống và dễ hiểu nhằm đóng một phần kiến thức có giá trị cho những ai quan tâm đến các ứng dụng dựa trên nền Semantic Web. Đồng thời cũng đã mô hình hóa được một ứng dụng minh họa vào xây dựng hệ thống E-learning cho đơn vị mà tôi đang giảng dạy. Tôi hoàn thành luận văn với tinh thần học hỏi và cố gắng hết mình. Tuy nhiên do kinh nghiệm và trong một thời gian ngắn tìm hiểu nên không tránh khỏi những sai sót. Tôi xin chân thành cảm ơn và trân trọng tiếp thu tất cả những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để luận văn được hoàn thiện hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]. Nguyễn Vũ Quốc Hưng, Đào Việt Cường, Lê Ngọc Tú, Nghiên cứu các điều kiện triển khai hệ thống đào tạo điện tử (ELEARNING) (Tháng 3/2006), Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trung tâm Công nghệ thông tin [2]. Phạm Minh Cường (2011), Nghiên cứu hệ thống elearning, xây dựng Trung Tâm đào tạo và giáo trình điện tử trên nền chuẩn SCORM, Luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Công nghệ thông tin, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [3]. Vũ Bội Hằng (2005), Phát hiện quan hệ ngữ nghĩa Nguyên nhân-Kết quả từ các văn bản, Luận văn cao học, Trường Đại học Công nghệ Tiếng Anh [4]. Asunción Gómez-Pérez and Oscar Corcho, Ontology Languages for the Semantic Web, p.54-59, IEEE INTELLIGENT SYSTEMS, http://www.computer.org/portal/web/computingnow/intelligentsystems. [5]. Barker, Ph. (2000), Designing Teaching Webs: Advantages, Problems and Pitfalls, Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunication, Association for the Advancement of Computing in Education [6]. Bray, Tim (1999), XML Namespaces by Example, http://www.xml.com/pub/a/1999/01/namespaces.html [7]. Dave Beckett, R.V. Guha, RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema, W3C Recommendation 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/rdf-schema/ [8]. Dave Beckett, RDF/XML Syntax Specification (Revised), W3C Recommendation 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/rdf-syntax- grammar/ [9]. Dicheva, D., Mizoguchi, R., Greer, J. (2009), Semantic Web Technologies for e-Learning, vol.4 of The Future of Learning [10]. Fayed Ghaleb, Sameh Daoud, Ahmad Hasna, Jihad M. ALJa’am, Samir A. El- Seoud3, and Hosam El-Sofany (2006), E-Learning Model Based On Semantic Web Technology, International Journal of Computing & Information Sciences, Vol. 4, No. 2, August 2006, On-Line, Pages 63 – 71 [11]. Frank Manola, Eric Miller, RDF Primer, W3C Recommendation 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/rdf-primer/ [12]. Graham Klyne, Jeremy J. Carroll, Resource Description Framework (RDF): Concepts and Abstract Syntax, W3C Recommendation 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/rdf-concepts/ [13]. Grigoris Antoniou and Frank van Harmelen (2004), “A Semantic Web Primer”, Second adition, The MIT Press Cambridge, Massachusetts, London, England [14]. Hendler, James, Berners-Lee, Tim and Miller, Eric (October, 2002), "Integrating Applications on the Semantic Web", Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Vol 122 (10), p.676-680, http://www.w3.org/2002/07/swint [15]. Henze, N., Dolog, P., & Nejdl, W (2004), Reasoning and Ontologies for Personalized E-Learning in the Semantic Web, Educational Technology & Society, 7(4), p82-97 [16]. Ljiljana Stojanovic, Steffen Staab, Rudi Studer, “eLearning based on the SemanticWeb”, FZI Research Center for Information Technologies at the University of Karlsruhe, 76131 Karlsruhe, Germany [17]. Michael Bieber, NJ Charles Kacmar (Aug. 1995), "Communications of the ACM", Volume 38, Issue 8, Pages 99-107, Designing hypertext support for computational applications [18]. Neepa K. Shah (2012), E-Learning and Semantic Web, National Journal of e- Education, e-Business, e-Management and e-Learning, Vol.2, No.2, April 2012 [19]. Patrick Hayes, RDF Semantics, W3C Recommendation 10 February 2004 http://www.w3.org/TR/rdf-mt/ [20]. Thomas R. Gruber (1995), "A translation approach to portable ontology specifications," revision, August 23, 1993. [21]. Tim Berners-Lee's Semantic Web (2004), Student work, G Kück, gregk@leafwireless.com, Leaf Wireless Ltd, Post Graduate Diploma in Information Management, Rand Afrikaans University, Vol.6(1) March 2004 [22]. Urram Naim Shamsi, Zafar Iqbal Khan (2012), "Development of an E-Learning System Incorporating Semantic Web", International Journal of Research in Computer Science, 2(5): pp. 11-14, September 2012 Website [23]. http://el.edu.net.vn [24]. http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_learning_environment.html [25]. http://en.wikipedia.org/wiki/Web_Ontology_Language [26]. http://ksl.stanford.edu/people/dlm/papers/ontology101/ontology101-noy- mcguinness.html [27]. http://www.dfki.uni-kl.de/frodo/triple/TripleReport.pdf [28]. http://www.evnpt.com.vn/VieweLearning/View/ShoweLearning/eLearning/ [29]. http://www.semanticweb.org/ [30]. http://www.w3.org/People/Berners-Lee/Weaving/Overview.html [31]. http://www.xml.com/pub/a/2001/03/07/buildingsw.html . và công cụ xây dựng. Cách xây dựng hệ thống E- Learning dựa trên công nghệ Semantic Web. Xây dựng mô hình website E -Learning cho trường Trung cấp Kỹ thuật Tin học Hà Nội – ESTIH Keywords. Hệ. Tìm hiểu Semantic Web và ứng dụng xây dựng hệ thống E- Learning cho Trường Trung cấp ESTIH Phan Thị Phương Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội. phát từ xu hướng và những lợi ích kể trên tôi đã quyết định chọn đề tài luận văn thạc sỹ " ;Tìm hiểu Semantic Web và Ứng dụng xây dựng hệ thống E -Learning cho trường Trung cấp ESTIH& quot;. Luận