Ứng dụng web ngữ nghĩa xây dựng hệ thống tìm kiếm văn bản giáo dục cho trường CĐSP trung ương nha trang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐẶNG QUANG LỘC ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÌM KIẾM VĂN BẢN GIÁO DỤC CHO TRƯỜNG CĐSP TRUNG ƯƠNG NHA TRANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐẶNG QUANG LỘC ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÌM KIẾM VĂN BẢN GIÁO DỤC CHO TRƯỜNG CĐSP TRUNG ƯƠNG NHA TRANG LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Công nghệ thông tin Mã số: 8480201 Mã số học viên: 59CH308 Quyết định giao đề tài: 453/QĐ – ĐHNT ngày 04/5/2019 Quyết định thành lập HĐ: 1523 QĐ – ĐHNT ngày 27/11/2019 Ngày bảo vệ: 23/12/2019 Người hướng dẫn khoa học TS PHẠM THỊ THU THÚY Chủ tịch Hội đồng TS NGUYỄN ĐỨC THUẦN Phịng Đào tạo Sau Đại học: KHÁNH HỊA - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tên Đặng Quang Lộc, học viên lớp Cao học Cơng nghệ thơng tin khóa (2017-2019) Trường Đại Học Nha Trang Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ ‘‘Ứng dụng web ngữ nghĩa xây dựng hệ thống tìm kiếm văn giáo dục cho Trường CĐSP Trung Uơng Nha Trang” công trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Khánh Hòa, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Đặng Quang Lộc iii LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Nha Trang, tạo điều kiện cho tơi q trình học tập nghiên cứu Xin bày tỏ lời cảm ơn đến Trường CĐSP Trung ương Nha Trang, nơi công tác nghiên cứu đề tài Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phạm Thị Thu Thúy – Trưởng Khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Nha Trang hướng dẫn tơi thực đề tài nghiên cứu bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo, cô giáo, người đem lại cho kiến thức vơ q giá, có ích năm học vừa qua Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp, tập thể lớp cao học Cơng nghệ thơng tin Khóa 1, người ln động viên khuyến khích giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Khánh Hịa, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Đặng Quang Lộc iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT VIII DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WEB NGỮ NGHĨA 1.1 Giới thiệu Web ngữ nghĩa .3 1.1.1 Nguồn gốc mục tiêu web ngữ nghĩa 1.1.2 Kiến trúc web ngữ nghĩa 1.1.3 Xây dựng Web ngữ nghĩa 1.1.3.1 Chuẩn hố ngơn ngữ biểu diễn liệu (XML) siêu liệu (RDF) Web 1.1.3.2 Chuẩn hố ngơn ngữ biểu diễn Ontology cho Web có ngữ nghĩa .4 1.1.3.3 Phát triển nâng cao Web ngữ nghĩa (Semantic Web Advanced DevelopmentSWAD) 1.2 Các ngôn ngữ công cụ xây dựng web ngữ nghĩa .5 1.2.1 Các ngôn ngữ .5 1.2.1.1 Ontology 1.2.1.2 XML .5 1.2.1.3 RDF .6 1.2.1.4 RDFS .7 1.2.1.5 Ngôn ngữ OWL 1.2.2 Ngôn ngữ truy vấn SPARQL .8 1.2.2.1 Giới thiệu 1.2.2.2 Cú pháp câu truy vấn SPARQL v 1.2.3 Công cụ xây dựng web ngữ nghĩa 1.2.4 Các nghiên cứu liên quan đến web ngữ nghĩa 10 1.2.4.1 Website chương trình đào tạo tài trợ để thúc đẩy phát triển nông nghiệp SARE 10 1.2.4.2 Website tìm kiếm theo ngữ nghĩa tiếng Wolframalpha 11 1.2.5 Các website hệ thống phục vụ cho ngành giáo dục nước 11 1.2.5.1 Website giáo dục đào tạo Việt Nam 11 1.2.5.2 Website Trường CĐSP Trung Ương Nha Trang .13 1.2.5.3 Nhận xét website, hệ thống phục vụ cho ngành giáo dục nước 14 1.2.6 Giới thiệu cơng trình nghiên cứu web ngữ nghĩa nước 14 1.2.6.1 Đề tài cấp Nghiên cứu xây dựng liệu liên kết ứng dụng cho thư viện số trường Cao đẳng CNTT hữu nghị Việt – Hàn 14 1.2.6.2 Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Ontology cơng nghệ Semantic Web để tích hợp liệu, xây dựng cơng cụ tìm kiếm ngữ nghĩa sở liệu quốc gia tài nguyên môi trường 15 1.2.6.3 Ứng dụng web ngữ nghĩa tìm kiếm thơng tin luật lao động 16 1.2.6.4 Đề tài Nghiên cứu web ngữ nghĩa ứng dụng trợ giúp tìm kiếm văn nghiệp vụ hành 17 1.3 Thư viện phát triển ứng dụng OwlDotNetApi .17 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG TIN TÌM KIẾM VĂN BẢN DỰA TRÊN ONTOLOGY .19 2.1 Phân tích trạng 19 2.2 Phân tích thiết kế hệ thống trợ giúp tìm kiếm văn giáo dục trường CĐSP Trung ương Nha Trang 19 2.2.1 Thiết kế class hệ thống tìm kiếm văn giáo dục 19 2.2.2 Xác định thuộc tính lớp .22 2.2.3 Xác định ràng buộc thuộc tính 23 2.3 Thiết kế hệ thống trợ giúp tìm kiếm văn .24 2.4 Sử dụng giải pháp hỗ trợ tìm kiếm theo ngữ nghĩa 24 vi CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT ỨNG DỤNG 27 3.1 Thiết kế ontology 27 3.1.1 Các bước xây dựng ontology 27 3.1.2 Thiết kế mơ hình liệu ontology 28 3.1.3 Xây dựng liệu ngữ nghĩa .31 3.1.3.1 Mơ hình xây dựng liệu ngữ nghĩa theo Annotation class 31 3.1.3.2 Mơ hình xây dựng liệu ngữ nghĩa theo Instance class 33 3.2 Mơ tả hệ thống trợ giúp tìm kiếm văn 34 3.2.1 Mô tả hệ thống 34 3.2.2 Giao diện truy vấn 34 3.2.3 Phần kiến trúc bên 34 3.2.4 Cơ sở liệu 35 3.3 Ứng dụng thuật tốn hỗ trợ tìm kiếm văn .35 3.4 Ứng dụng tìm kiếm văn 36 3.4.1 Khai thác ontology theo mơ hình xây dựng dựa theo Annotation 36 3.4.2 Khai thác ontology theo mơ hình xây dựng dựa theo Instance class 37 3.4.3 Thiết kế phần mềm mơ ứng dụng tìm kiếm thơng tin văn giáo dục .38 3.5 Đánh giá kết hệ thống tìm kiếm văn 41 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 44 4.1 Kết đạt .44 4.1.1 Về mặt lý thuyết .44 4.1.2 Về mặt chương trình 44 4.2 Đánh giá kết 44 4.2.1 Về mặt lý thuyết .44 4.2.2 Về mặt chương trình 44 4.3 Hướng phát triển 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 vii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT CĐSP : Cao đẳng Sư phạm CNTT : Công nghệ thông tin CSDL : Cơ sở liệu DTD : Document Type Definition HTML : Hyper Text Markup Language HTTP : Hyper Text Transfer Protocol KHCN : Khoa học công nghệ OWL : Web Ontology Language RDF : Resource Description Framework RDFS : Resource Description Framework Schema SGML : Standard Generalized Markup Language SPARQL : Protocol and RDF Query Language URL : Uniform Resource Identifier W3C : World Wide Web Consortium XML : Xtensible Markup Language viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các thuộc tính lớp 22 Bảng 2.2 Ràng buộc thuộc tính lớp 23 Bảng 3.1 Danh sách chủ đề gợi ý sẵn 39 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Kiến trúc Web ngữ nghĩa Hình 1.2 Website chương trình đào tạo tài trợ để thúc đẩy phát triển nông nghiệp SARE 10 Hình 1.3 Website tìm kiếm theo ngữ nghĩa tiếng Wolframalpha 11 Hình 1.4 Website giáo dục đào tạo Việt Nam 11 Hình 1.5 Chức tìm kiếm văn Website Bộ Giáo dục đào tạo 12 Hình 1.6 Website trường CĐSP Trung Ương Nha Trang 13 Hình 1.7 Chức tìm kiếm văn Website trường Cao đẳng sư phạm Trung Ương Nha Trang 14 Hình 2.1 Sơ đồ mô tả class Lĩnh vực 20 Hình 2.2 Sơ đồ mô tả class Loại văn 20 Hình 2.3 Sơ đồ mô tả class Cơ quan ban hành 21 Hình 2.4 Sơ đồ mô tả class Văn 21 Hình 2.5 Sơ đồ mô tả tổng quát ontology văn 22 Hình 2.6 Hệ thống trợ giúp tìm kiếm văn 24 Hình 2.7 Giải pháp tìm kiếm văn theo ngữ nghĩa 26 Hình 3.1 Lớp cấu trúc lớp phân cấp 29 Hình 3.2 Các thuộc tính ontology Văn 30 Hình 3.3 Các ràng buộc thuộc tính ontology văn 30 Hình 3.4 Tạo thực thể cho class 31 Hình 3.5 Ontology theo cách thứ nhất: đưa thơng tin vào annotation 32 Hình 3.6 Thành phần văn 33 Hình 3.7 Ontology văn biểu diễn Protégé 33 Hình 3.8 Ontology lớp văn 34 Hình 3.9 Mơ hình đề xuất cho hệ thống tìm kiếm văn giáo dục 35 Hình 3.10 Tra cứu nội dung văn ngôn ngữ Sparql 37 Hình 3.11 Giao diện chương trình 38 Hình 3.12 Màn hình tìm kiếm theo từ khóa 38 Hình 3.13 Màn hình tìm kiếm theo chủ đề 40 Hình 3.14 Màn hình tìm kiếm theo câu hỏi 40 Hình 3.15 Website tìm kiếm văn trường CĐSP Trung ương Nha Trang 41 Hình 3.16 Hiển thị kết tìm kiếm 42 x ... ? ?Ứng dụng Web ngữ nghĩa để xây dựng hệ thống tìm kiếm văn giáo dục cho Trường CĐSP Trung Ương Nha Trang? ??  Mục tiêu đề tài  Tìm hiểu hệ thống văn giáo dục áp dụng Trường CĐSP Trung Ương Nha Trang. ..  Xây dựng ontology văn giáo dục,  Tìm hiểu sở lý thuyết, cách xây dựng áp dụng web ngữ nghĩa  Xây dựng ứng dụng trang web ngữ nghĩa tìm kiếm văn giáo dục cho Trường CĐSP Trung ương Nha Trang. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐẶNG QUANG LỘC ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÌM KIẾM VĂN BẢN GIÁO DỤC CHO TRƯỜNG CĐSP TRUNG ƯƠNG NHA TRANG LUẬN VĂN THẠC SĨ