nghiên cứu phương pháp chuyển đổi giữa mô h̀nh mức khái niệm và ontology TT

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VÕ HOÀNG LIÊN MINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI GIỮA MÔ HÌNH MỨC KHÁI NIỆM VÀ ONTOLOGY NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 9.48.01.01 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH HUẾ - NĂM 2021 Cơng trình hoàn thành tại: Đại học Khoa học, Đại học Huế Người hướng dẫn khoa học: (ghi họ tên, chức danh khoa học, học vị): - PGS TS Hoàng Quang, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; - PGS TS Hoàng Hữu Hạnh, Giám đốc Trung tâm Đào tạo Quốc tế Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Phản biện 1: PGS TS Đặng Văn Đức – Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Phản biện 2: PGS TS Trần Văn Lăng – Viện Cơ học Tin học ứng dụng Phản biện 3: TS Lê Xuân Việt – Trường Đại học Quy Nhơn Luận án bảo vệ Hội đồng chấm luận án cấp Đại học Huế họp tại: Vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện: (ghi tên thư viện) MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngành cơng nghệ phần mềm có nhiều đột phá quan trọng việc thiết kế mơ hình sở liệu, đặc biệt mơ hình mức khái niệm Do đặc điểm phản ảnh tốt giới thực, mơ hình thực thể - mối quan hệ (mơ hình ER) mở rộng xem mơ hình liệu mức khái niệm Ngồi ra, để mơ hình hóa hệ thống thơng tin tập thuộc tính phương thức nhằm phản ảnh cấu trúc liệu lớp, biểu đồ lớp UML mơ hình liệu mức khái niệm sử dụng để mô tả phản ảnh tốt giới thực hệ thống thông tin Theo W3C, thông tin cung cấp trang web chiếm gần 70% lượng thông tin trao đổi toàn giới Web trở thành hệ thống liệu khổng lồ môi trường chuyển tải thông tin thiếu thời đại ngày Vấn đề đặt làm để khai thác thông tin Web cách hiệu quả, mà cụ thể để máy tính hiểu hỗ trợ người xử lý tự động thơng tin Chính vậy, Web ngữ nghĩa đời, mà thơng tin định nghĩa rõ ràng cho người máy tính cùng làm việc với cách hiệu Ontology thuật ngữ khoa học dùng để mô tả loại thực thể giới thực mối quan hệ thực thể Ontology cung cấp cách thức để người máy nhận biết thơng tin, nhờ cải thiện hệ thống tương tác hai chiều chia sẻ kiến thức Từ giúp người máy tính cùng làm việc, giúp máy tính “hiểu” có khả xử lý thơng tin hiệu Một lợi ích quan trọng việc sử dụng ontology khả tìm kiếm ngữ nghĩa Vì vậy, W3C thiết kế OWL ngôn ngữ mô tả lớp, thuộc tính mối quan hệ đối tượng theo cách mà máy hiểu nội dung web Tuy nhiên, hầu hết liệu mơ hình hóa lưu trữ sở liệu truyền thống (CSDL quan hệ, đối tượng) Vì liệu nằm ngồi khả nhiều ứng dụng web ngữ nghĩa Với phát triển web ngữ nghĩa nay, việc tích hợp ứng dụng web vào web ngữ nghĩa trở nên vấn đề cấp thiết Ngoài ra, thiết kế sở liệu cho ứng dụng thường thiết kế từ mơ hình liệu mức khái niệm, web ngữ nghĩa lại chủ yếu xây dựng ontology biểu diễn OWL Vì thế, nâng cấp hệ thống thông tin cách chuyển đổi mơ hình sở liệu mức khái niệm sang ontology cho phép kế thừa cấu trúc liệu hệ thống cũ nhằm giảm chi phí việc thiết kế có ý nghĩa khoa học ứng dụng thực tiễn Động lực nghiên cứu Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu đề xuất việc chuyển đổi mơ hình sở liệu mức khái niệm ontology như: chuyển đổi mơ hình ER, biểu đồ lớp UML sang OWL ontology, chuyển đổi từ OWL ontology sang mơ hình ER Trong nghiên cứu công bố, tác giả đề xuất chuyển đổi trường hợp chung mơ hình mức khái niệm OWL ontology Nhưng thực tế, nhiều hệ thống thông tin thiết kế để đảm bảo phản ảnh chất giới thực, với nhiều thành phần mở rộng Nếu áp dụng quy tắc chuyển đổi nghiên cứu trước khơng chuyển đổi đầy đủ mơ hình Vì vậy, đề xuất quy tắc đầy đủ để chuyển đổi thành phần mơ hình mức khái niệm OWL ontology vấn đề quan trọng việc nâng cấp hệ thống thông tin cũ Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu luận án nghiên cứu phát triển phương pháp chuyển đổi mơ hình liệu mức khái niệm (như mơ hình ER, EER, biểu đồ lớp UML) OWL Vì luận án thực mục tiêu cụ thể gồm: (1) chuyển đổi mơ hình thực thể - mối quan hệ sang OWL ontology; (2) chuyển đổi biểu đồ lớp UML sang OWL ontology; (3) trích xuất mơ hình liệu mức khái niệm từ OWL ontology Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: OWL1, OWL2 mơ hình liệu mức khái niệm: mơ hình thực thể - mối quan hệ (ER), mơ hình ER mở rộng (EER), biểu đồ lớp UML - Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng giải pháp chuyển đổi mơ hình liệu mức khái niệm ontology Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm kiếm, thu thập tài liệu cơng trình nghiên cứu công bố, báo đăng hội thảo tạp chí có uy tín để nghiên cứu, từ bổ sung quy tắc phương pháp chuyển đổi mơ hình sở liệu mức khái niệm ontology Trên sở này, luận án phân tích, đánh giá ưu khuyết điểm đề xuất - Phương pháp thực nghiệm: Thực việc cài đặt thuật toán chuyển đổi luận án nhằm minh chứng tính khả thi phương pháp chuyển đổi Cấu trúc luận án Nội dung luận án tổ chức thành bốn chương sau: Chương trình bày tổng quan mơ hình sở liệu mức khái niệm mơ hình thực thể - mối quan hệ, biểu đồ lớp UML, khái niệm web ngữ nghĩa ngôn ngữ OWL ontology; khảo sát, phân tích số cơng trình nghiên cứu liên quan đến tốn chuyển đổi mơ hình sở liệu mức khái niệm OWL ontology; phân tích chi tiết đặc điểm tương đương mơ hình sở liệu mức khái niệm OWL ontology; Từ luận án định hướng bổ sung quy tắc chuyển đổi mơ hình sở liệu mức khái niệm OWL ontology Chương tổng hợp phân tích kết chuyển đổi mơ hình ER, EER OWL ontology số cơng trình nghiên cứu, quy tắc hóa thống quy tắc chuyển đổi theo quy ước luận án; đề xuất quy tắc bổ sung chuyển đổi thành phần mơ hình EER sang OWL ontology; trình bày kết thực nghiệm chuyển đổi Chương tổng hợp phân tích kết chuyển đổi biểu đồ lớp UML OWL ontology số cơng trình nghiên cứu, quy tắc hóa thống quy tắc chuyển đổi theo quy ước luận án; đề xuất bổ sung quy tắc chuyển đổi biểu đồ lớp UML sang OWL ontology dựa vào đặc điểm tương đồng biểu đồ lớp UML OWL ontology; trình bày kết thực nghiệm chuyển đổi Chương đề xuất quy tắc trích xuất mơ hình liệu mức khái niệm từ OWL ontology cho trước Vấn đề trích xuất mơ hình sở liệu mức khái niệm từ OWL ontology xem việc xác định ánh xạ ngược ánh xạ chuyển đổi từ mơ hình sở liệu mức khái niệm sang ontology, cho phép "điều tra" mơ hình liệu mức khái niệm sử dụng để thiết kế ontology Mỗi phương pháp trích xuất minh họa để kiểm chứng kết CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC KHÁI NIỆM VÀ ONTOLOGY 1.1 Giới thiệu 1.2 Giới thiệu mơ hình sở liệu mức khái niệm 1.3 Giới thiệu Web ngữ nghĩa Ontology 1.4 Tổng quan nghiên cứu chuyển đổi mơ hình 1.4.1 Các kết đề xuất chuyển đổi mơ hình thực thể - mối quan hệ sang OWL Từ năm 2005, có nhiều nghiên cứu đề xuất phương pháp chuyển đổi từ mơ hình ER EER sang OWL [ CITATION Suj05 \l 1033 ] [ CITATION Muh08 \l 1033 ][ CITATION Igo09 \l 1033 ] [CITATION Placeholder3 \l 1033 ] Tất đề xuất này, để đưa quy tắc chuyển đổi, xác định thành phần tương ứng mơ hình ER OWL Các cơng trình nghiên cứu trước đề xuất quy tắc chuyển đổi sau: Chuyển đổi tập thực thể; Chuyển đổi thuộc tính đơn; Chuyển đổi mối quan hệ: Mối quan hệ kế thừa (Is-A); Mối quan hệ nhị nguyên; Mối quan hệ đa nguyên Tuy nhiên nghiên cứu chưa đề xuất đầy đủ quy tắc chuyển đổi tất thành phần mô hình EER, cụ thể: Chuyển đổi tập thực thể yếu mối quan hệ định danh; Chuyển đổi thuộc tính đa trị phức hợp lồng nhau; Phân loại chuyển đổi mối quan hệ phản xạ; Chuyển đổi yếu tố thời gian mơ hình ER mở rộng Về nguyên tắc, thực việc cài đặt chương trình chuyển đổi, khơng xét đầy đủ trường hợp xảy bên mơ hình đầu vào, khơng thể xác định mơ hình đầu Trên sở nghiên cứu có, luận án đề xuất số quy tắc chuyển đổi bổ sung từ mơ hình ER sang OWL nhằm thiết kế ontology theo mục đích 1.4.2 Các kết đề xuất chuyển đổi biểu đồ lớp UML sang OWL Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu việc chuyển đổi từ biểu đồ lớp UML sang OWL để sử dụng lại hệ thống cũ trước [ CITATION Dra05 \l 1033 ][ CITATION Dra04 \l 1033 ] [ CITATION SBr06 \l 1033 ] [ CITATION Dav07 \l 1033 ] [ CITATION Nor12 \l 1033 ] [ CITATION Ima13 \l 1033 ] [ CITATION Jes12 \l 1033 ][ CITATION Jes14 \l 1033 ] [ CITATION JZe12 \l 1033 ] [ CITATION Ous16 \l 1033 ] Các tác giả phân tích khác bản, từ đề xuất quy tắc chuyển đổi: Chuyển đổi lớp; Chuyển đổi thuộc tính: thuộc tính có kiểu liệu ngun thủy, thuộc tính có kiểu liệu liệt kê, thuộc tính có kiểu liệu lớp; Chuyển đổi quan hệ lớp: quan hệ kết hợp, quan hệ kết hợp có lớp kết hợp, quan hệ kết tập, quan hệ phụ thuộc, quan hệ tổng quát hóa/chuyên biệt hóa Xét mặt tổng thể, nghiên cứu trước trình bày quy tắc chuyển đổi cho trường hợp biểu đồ lớp UML, nhiên nghiên cứu chưa phân tích đề xuất chuyển đổi trường hợp chi tiết biểu đồ lớp UML, bao gồm: Chuyển đổi thuộc tính có kiểu liệu lớp; Chuyển đổi thuộc tính có cấu trúc; Chuyển đổi quan hệ kết hợp có lớp kết hợp; Chuyển đổi quan hệ kết hợp đệ quy; Chuyển đổi quan hệ kết hợp có yếu tố hạn định; Chuyển đổi quan hệ phụ thuộc 1.4.3 Các kết đề xuất trích xuất mơ hình sở liệu mức khái niệm từ OWL Các tác giả [24] [25] tập trung vào việc phát triển tập quy tắc chuyển đổi OWL thành mô hình ER EER cách xác định thành phần mơ hình ER EER OWL cho trước, như: Trích xuất tập thực thể; Trích xuất thuộc tính; Trích xuất mối quan hệ Các nghiên cứu trước đề xuất trường hợp ánh xạ từ OWL sang mơ hình EER Tuy nhiên, có số trích xuất thành phần đầu chưa đề cập đến, bao gồm: Trích xuất thuộc tính phức hợp; Trích xuất mối quan hệ phản xạ; Trích xuất mối quan hệ đa ngun Bài tốn trích xuất biểu đồ lớp UML từ OWL có tác giả đề xuất chưa trích xuất chất biểu đồ lớp UML 1.5 Tổng kết chương Trong chương trình bày lý thuyết mơ hình sở liệu mức khái niệm ban đầu, web ngữ nghĩa OWL… Chương phác thảo cách tiếp cận luận án, giới thiệu tổng quan kết tác giả để chuyển đổi mơ hình sở liệu mức khái niệm OWL thách thức đặt cho cách tiếp cận Các chương trình bày kết nghiên cứu luận án nội dung CHƯƠNG CHUYỂN ĐỔI MÔ HÌNH THỰC THỂ - MỐI QUAN HỆ SANG OWL 2.1 Giới thiệu Việc chuyển đổi mơ hình mức khái niệm sang OWL gồm hai giai đoạn: tiền xử lý chuyển đổi Giai đoạn tiền xử lý chuyển đổi mơ hình CSDL mức khái niệm thành tài liệu XML/XMI Giai đoạn chuyển đổi áp dụng thuật toán để chuyển tài liệu XML/XMI thành OWL ontology Hình 2.1 Kiến trúc bước chuyển đổi mơ hình CSDL mức khái niệm sang OWL 2.2 Các nghiên cứu trước 2.3 Các quy tắc chuyển đổi bổ sung 2.3.1 Chuyển đổi tập thực thể yếu mối quan hệ định danh Cơng trình [ CITATION Suj05 \l 1033 ] cho khơng có khác chuyển đổi tập thực thể mạnh tập thực thể yếu, ngoại trừ việc bổ sung vào lớp biểu diễn tập thực thể yếu thuộc tính liệu biểu diễn khóa tập thực thể chủ Cách làm không đảm bảo ngữ nghĩa thực việc chuyển đổi Để khắc phục vấn đề này, luận án đề xuất bổ sung thêm cặp thuộc tính đối tượng ngược để biểu diễn mối quan hệ định danh Quy tắc EER12 Xét mối quan hệ định danh R tập thực thể yếu W tập thực thể chủ E Giả sử W có khố phận keyW khố E keyE: Bổ sung lớp định danh C(W), thuộc tính attW tập thực thể yếu W chuyển đổi thành thuộc tính liệu DP(attW) tương ứng lớp C(W); Bổ sung thêm hai thuộc tính đối tượng ngược E_R (có miền C(E) phạm vi C(W)) W_R (có miền C(W) phạm vi C(E)) thể quan hệ lớp C(E) lớp C(W); thiết lập tính chất hàm ràng buộc cực tiểu cho thuộc tính đối tượng W_R; Thiết lập ràng buộc số lượng cực tiểu/cực đại tương ứng vào thuộc tính đối tượng E_R; Khóa lớp C(W) bao gồm thuộc tính liệu DP(keyW) DP(keyE) 2.3.2 Chuyển đổi thuộc tính đa trị phức hợp lồng Một thuộc tính đa trị tập thực thể biểu diễn mối quan hệ định danh tập thực thể yếu tập thực thể chủ nó, chuyển đổi thuộc tính đa trị phức hợp có khóa phận thành mối quan hệ định danh mơ hình ER Quy tắc EER13 Xét tập thực thể E (hoặc thuộc tính đa trị phức hợp E) có thuộc tính attE thuộc tính đa trị phức hợp, thuộc tính phức hợp attE có tập thuộc tính thành phần sub_attE khoá phận K_attE Thuộc tính đa trị attE ánh xạ thành mối quan hệ định danh S_attE tập thực thể chủ E tập thực thể yếu W_attE Trong đó, tập [ CITATION Suj05 \l 1033 ], M Fahad [ CITATION Muh08 \l 1033 ], Igor Myroshnichenko [ CITATION Igo09 \l 1033 ], Pasapitch Chujai[ CITATION Placeholder3 \l 1033 ] 0.51 0.50 0.50 0.50 0.49 0.49 0.49 0.48 0.48 0.48 0.48 0.47 0.47 0.47 0.46 0.46 S ujatha R U padhyaya, P S reenivasa Kumar Igor Myroshnichenko Tiếp cận chúng tơi Hình 2.27 So sánh hiệu suất chuyển đổi mơ hình thư mục trích dẫn Với mơ hình thư mục trích dẫn [CITATION Placeholder5 \l 1033 ], phương pháp đề xuất [ CITATION Suj05 \l 1033 ], [ CITATION Muh08 \l 1033 ], [ CITATION Igo09 \l 1033 ], [ CITATION Placeholder3 \l 1033 ] chuyển đổi hầu hết trường hợp, mơ hình không chứa thành phần Mục Error: Reference source not found Nhưng với mơ hình Elmasri [ CITATION Elm15 \l 1033 ] với nhiều trường hợp tổng quát phương pháp [ CITATION Suj05 \l 1033 ], [ CITATION Muh08 \l 1033 ], [ CITATION Igo09 \l 1033 ], [ CITATION Placeholder3 \l 1033 ] không chuyển đổi Từ kết thực nghiệm phương pháp chuyển đổi minh chứng tính đầy đủ phương pháp đề xuất tốn chuyển đổi mơ hình ER mở rộng sang OWL 0.52 0.50 0.50 0.48 0.46 0.46 0.44 0.44 0.43 0.44 0.42 0.40 0.38 S ujatha R U padhyaya, P S reenivasa Kumar Igor Myroshnichenko Tiếp cận chúng tơi Hình 2.18 So sánh hiệu suất chuyển đổi mơ hình Elmasri 2.6 Tiểu kết Chương Chương trình bày phương pháp chuyển đổi mơ hình ER mở rộng sang OWL Luận án bổ sung quy tắc chuyển đổi: tập thực thể yếu mối quan hệ định danh; thuộc tính đa trị phức hợp lồng nhau; mối quan hệ phản xạ; yếu tố thời gian mơ hình TimeER Trong đó, liên quan đến mối quan hệ phản xạ, luận án phân loại để xác định trường hợp chuyển đổi thích hợp phân loại Trên sở quy tắc chuyển đổi đó, luận án đề xuất phương pháp chuyển đổi mơ hình TimeER, mơ hình ER mở rộng có yếu tố thời gian, sang OWL [CT1] [CT3] [CT4] CHƯƠNG CHUYỂN ĐỔI BIỂU ĐỒ LỚP UML SANG OWL 3.1 Các nghiên cứu trước 3.2 Các quy tắc chuyển đổi bổ sung 3.2.1 Chuyển đổi thuộc tính có cấu trúc Tác giả [22] đề xuất chuyển thuộc tính có cấu trúc thành lớp liên kết thuộc tính đối tượng Tuy nhiên, thuộc tính liệu OWL có hỗ trợ cấu trúc phân cấp, việc chuyển đổi thuộc tính có cấu trúc thành thuộc tính biểu diễn ngữ cảnh hơn, không cần thiết tạo lớp thuộc tính đối tượng có liên quan Quy tắc UML10 Thuộc tính có cấu trúc attU lớp U với tập thuộc tính thành phần sub_attU chuyển đổi thành thuộc tính kiểu liệu DP(attU) lớp C(U) Các thuộc tính thành phần sub_attU chuyển đổi thành thuộc tính kiểu liệu DP(sub_attU) thuộc tính thuộc tính kiểu liệu DP(attU), có tính chất hàm, miền thuộc tính liệu DP(attU) phạm vi kiểu liệu tương ứng OWL 3.2.2 Chuyển đổi quan hệ kết hợp phản xạ Tác giả [22] đề xuất quy tắc chuyển đổi quan hệ kết hợp phản xạ, nhiên chưa phân loại mối quan hệ kết hợp phản xạ, việc chuyển đổi chưa phản ảnh chất mối quan hệ Việc kiểm tra vai trò cho phép phân loại tất quan hệ kết hợp phản xạ Quy tắc UML11 Xét quan hệ kết hợp phản xạ đối xứng lớp đối tượng A với vai trò role, quy tắc chuyển đổi sau: Bổ sung thuộc tính đối tượng có định danh tên vai trị role mối quan hệ, có miền phạm vi lớp C(A), thiết lập tính chất đối xứng với cú pháp ReflexiveProperty cho thuộc tính đối tượng trên; Nếu số quan hệ đệ quy 1-1, thêm ràng buộc số lượng cực đại 1; Với ràng buộc số nhỏ 1-1 thêm ràng buộc số lượng cực tiểu lên thuộc tính đối tượng thêm vào Quy tắc UML12 Xét quan hệ kết hợp phản xạ bất đối xứng lớp đối tượng A với tên hai vai trò role1 role2: Bổ sung cặp thuộc tính đối tượng ngược có định danh tên hai vai trò role1 role2 quan hệ, có miền phạm vi lớp C(E); Ràng buộc số lớp đối tượng UML hoán đổi vị trí hai vai trị chuyển đổi sang OWL Với vai trị có ràng buộc số min/max khác khác N, bổ sung ràng buộc số lượng cực tiểu/cực đại tương ứng vào thuộc tính đối tượng ứng với vai trị 3.2.3 Chuyển đổi quan hệ kết tập chia sẻ Quan hệ kết tập chia sẻ quan hệ mà phía phận tham gia vào phía tổng thể mà phía phận tương ứng “phía 1” tổng thể tương ứng “phía nhiều” Với tính chất đó, ta nhận thấy rằng: - Quan hệ kết tập kết hợp lớp khơng đối xứng, chuyển đổi phải thiết lập tính chất khơng đối xứng với cú pháp ASymmetricProperty - Quan hệ kết tập tính chất phản xạ, tức lớp khơng quan hệ kết tập với nó, chuyển đổi phải thiết lập tính chất khơng phản xạ với cú pháp IrReflexiveProperty Cú pháp ngăn cá thể liên quan với thuộc tính đối tượng mà biểu diễn cho quan hệ kết tập Quy tắc UML13 Xét lớp tổng thể A quan hệ kết tập với lớp phận F, ta có quy tắc chuyển đổi sau: Tạo lớp C(A) C(F); Bổ sung thêm hai thuộc tính đối tượng ngược thể quan hệ lớp C(A) lớp C(F): A_F có miền lớp C(A), phạm vi lớp C(F); F_A có miền lớp C(F), phạm vi lớp C(A); Thiết lập tính chất khơng phản xạ cho thuộc tính đối tượng F_A với cú pháp IrReflexiveProperty; Thiết lập tính chất bất đối xứng cho thuộc tính đối tượng F_A với cú pháp ASymmetricProperty Ràng buộc số lớp đối tượng UML hốn đổi vị trí hai vai trò chuyển đổi sang OWL; 3.2.4 Chuyển đổi quan hệ kết hợp có yếu tố hạn định Quy tắc UML14 Trong UML, xét quan hệ kết hợp có yếu tố hạn định Q lớp tổng thể A với lớp phận F, ta có quy tắc chuyển đổi sang OWL sau: Yếu tố hạn định Q chuyển đổi thành thuộc tính kiểu liệu Q lớp C(F), có miền lớp C(F) phạm vi kiểu liệu tương ứng OWL; Bổ sung thêm hai thuộc tính đối tượng ngược thể quan hệ lớp C(A) lớp C(F): thuộc tính đối tượng A_F có miền lớp C(A), phạm vi lớp C(F); thuộc tính đối tượng F_A có miền lớp C(F), phạm vi lớp C(E) ràng buộc số maxQualifiedCardinality thiết lập Thiết lập khóa lớp C(F) bao gồm thuộc tính kiểu liệu Q thuộc tính đối tượng F_A; Ràng buộc số lớp đối tượng UML hốn đổi vị trí hai vai trò chuyển đổi sang OWL; 3.3 Kết thực nghiệm Luận án đánh giá quy tắc chuyển đổi đề xuất cách áp dụng phương pháp chuyển đổi hai biểu đồ lớp UML mẫu đầu vào mơ hình Purchase Order Application [35] Elmasri [2] Từ xác định kết đầu so sánh kết với phương pháp trước 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.47 0.47 0.47 0.49 0.50 0.17 Hình 3.13 So sánh hiệu suất chuyển đổi biểu đồ lớp UML Purchase Order Application 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.40 0.46 0.45 0.45 0.46 0.50 Hình 3.14 So sánh hiệu suất chuyển đổi biểu đồ lớp UML Elmasri Luận án tính độ xác [34] sau chuyển đổi phương pháp Luận án đề xuất đề xuất trước đây, S.Brockmans [ CITATION SBr06 \l 1033 ], Noreddine Gherabi [ CITATION Nor12 \l 1033 ], Imnas Zarembo [ CITATION Ima13 \l 1033 ], Jesper Zedlitz [ CITATION Jes12 \l 1033 ][ CITATION Jes14 \l 1033 ][ CITATION JZe12 \l 1033 ], Oussama [ CITATION Ous16 \l 1033 ] Số liệu so sánh từ Hình 3.13 3.14 cho thấy phương pháp chuyển đổi đề xuất chưa đầy đủ, phương pháp Luận án đề xuất cao so với phương pháp khác 3.4 Tổng kết Chương Kế thừa nghiên cứu trước đây, luận án phân tích bổ sung quy tắc chuyển đổi cho trường hợp: chuyển đổi thuộc tính có cấu trúc, chuyển đổi quan hệ kết hợp phản xạ, Chuyển đổi quan hệ kết tập chia sẻ, chuyển đổi quan hệ kết hợp có yếu tố hạn định Tính đầy đủ phương pháp đề xuất luận án thể rõ qua kết thực nghiệm trình bày cuối chương [CT2] [CT7] CHƯƠNG TRÍCH XUẤT MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC KHÁI NIỆM TỪ OWL ONTOLOGY Vấn đề trích xuất mơ hình sở liệu mức khái niệm từ OWL ontology cho trước xem việc xác định ánh xạ ngược ánh xạ chuyển đổi từ mơ hình sở liệu mức khái niệm sang OWL Đầu vào đầu toán xác định sau: - Đầu vào: OWL ontology - Đầu ra: mơ hình sở liệu mức khái niệm Quy tắc nhận dạng thành phần đầu thực theo nguyên tắc chung sau: Xây dựng điều kiện nhận dạng cho thỏa mãn thuật toán “chuyển đổi thuận” thành phần này, không thỏa mãn thành phần cịn lại Điều cho phép chứng minh tính đắn quy tắc theo phương pháp loại trừ 4.1 Trích xuất mơ hình EER từ OWL 4.1.1 Các quy tắc trích xuất đề xuất 4.1.2 Các quy tắc trích xuất bổ sung 4.1.2.1 Trích xuất thuộc tính phức hợp Trong OWL, thuộc tính kiểu liệu xây dựng từ nhiều thuộc tính con, biểu diễn cú pháp rdfs:subPropertyOf Quy tắc OWL7 Thuộc tính kiểu liệu sub_dpC khai báo cấu trúc , có miền thuộc tính dpC phạm vi kiểu liệu ngun thủy trích xuất thành thuộc tính thành phần sub_dpC thuộc tính phức hợp dpC 4.1.2.2 Trích xuất mối quan hệ phản xạ Quy tắc OWL8 Với thuộc tính đối tượng OP có miền phạm vi lớp C, có thiết lập tính chất ReflexiveProperty trích xuất thành mối quan hệ phản xạ khơng có thuộc tính tập thực thể E(C) Nếu thuộc tính đối tượng OP có thiết lập tính chất SymmetricProperty ánh xạ thành mối quan hệ phản xạ đối xứng tập thực thể E(C) Tên vai trò mối quan hệ phản xạ tên thuộc tính đối tượng, số phụ thuộc vào minQualifiedCardinality maxQualifiedCardinality Quy tắc OWL9 Với cặp thuộc tính đối tượng ngược role1 role2 có miền phạm vi lớp C, có thiết lập tính chất ReflexiveProperty AsymmetricProperty trích xuất thành mối quan hệ phản xạ bất đối xứng tập thực thể E(C), hai vai trò mối quan hệ phản xạ tên hai thuộc tính đối tượng Tùy thuộc vào minQualifiedCardinality maxQualifiedCardinality thuộc tính đối tượng role1 role2 mà thiết lập số tương ứng cho mối quan hệ phản xạ bất đối xứng 4.1.2.3 Trích xuất mối quan hệ đa nguyên Quy tắc OWL10 Lớp C có cặp thuộc tính đối tượng ngược OP có miền lớp C, tập thuộc tính khóa lớp C tập thuộc tính đối tượng có miền lớp C; tập thuộc tính đối tượng có miền lớp C có thiết lập ràng buộc số trích xuất thành mối quan hệ đa nguyên R(C) với tất tập thực thể (1-1) Tùy theo thiết lập số minQualifiedCardinality maxQualifiedCardinality thuộc tính đối tượng ngược OP mà thiết lập số mối quan hệ đa nguyên Các quy tắc để trích xuất thành phần mơ hình EER từ OWL2 biểu diễn sơ đồ phân tích trường hợp sau Figure 3.2 Sơ đồ phân tích trường hợp trích xuất thành mơ hình EER 4.1.3 Ví dụ minh họa Hình 3.3 Mơ hình EER trích xuất Để minh họa phương pháp trích xuất, luận án thực nghiệm ontology Library mẫu [36], kết mơ hình EER thể Hình 3.3 4.2 Trích xuất biểu đồ lớp UML từ OWL Vấn đề trích xuất biểu đồ lớp UML từ OWL cho trước xem việc xác định ánh xạ ngược ánh xạ chuyển đổi từ biểu đồ lớp UML sang OWL Luận án kế thừa phân tích để thực trích xuất cấu trúc OWL sang biểu đồ lớp UML Luận án phân tích hai cấu trúc OWL1 OWL2 để tổng qt hóa quy tắc chuyển đổi 4.2.1 Trích xuất lớp Quy tắc OWL1 Lớp lớp C khai báo cú pháp owl:class rdfs:subClassOf chuyển đổi thành lớp U(C) biểu đồ lớp UML 4.2.2 Trích xuất thuộc tính Quy tắc OWL2 Thuộc tính kiểu liệu dpC có miền lớp C kiểu liệu nguyên thủy OWL2 chuyển đổi thành thuộc tính U(dpC) lớp U(C), có kiểu liệu tương ứng UML 4.2.2.1 Trích xuất thuộc tính khóa Quy tắc OWL3 Thuộc tính kiểu liệu đơn keyC có miền C phạm vi kiểu liệu nguyên thủy OWL khai báo cú pháp owl:hasKey, chuyển đổi thành thuộc tính U(keyC) lớp U(C), có ràng buộc OCL thiết lập kiểu liệu tương ứng UML 4.2.2.2 Trích xuất thuộc tính có cấu trúc Quy tắc OWL4 Trong OWL, thuộc tính kiểu liệu sub_dpC khai báo cú pháp