ACM đã xuất bản phân loại tài liệu trong lĩnh vực khoa học máy tính, sử dụng phân lớp này trong thuộc tính chủ đề của tài nguyên học cho phép nâng cao khả năng tìm kiếm cũng như khả năng tương thích của hệ thống học với các hệ thống khác. Kiến thức phân lớp của ACM CSS ở mức 0 như sau:
A. General Literature B. Hardware
C. Computer Systems Organization D. Software E. Data F. Theory of Computation G. Mathematics of Computing H. Information Systems I. Computing Methodologies J. ComputerApplications K. Computing Milieux
Trong hệ thống e-Learning, chúng tôi sử dụng phân loại của ACM để mô tả chủ đề của một tài nguyên học.
Ví dụ : phân loại ACM về“tổ chức hệ thống máy tính“trong định dạng RDF/XML như sau:
<ACM:ACMClassification rdf:about=“&ACM;C“> <rdf:value>C</rdf:value>
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 54
<dc:title xml:lang=“en“> Computer Systems Organization</dc:title> <lom_cls:taxon> <ACM:ACMClassification rdf:about=“&ACM;C.0.0“> <rdf:value>C.0</rdf:value> <dc title xml:lang=”en”>GENERAL</dc:title> <lom_cls:taxon> <ACM:ACMClassification rdf:about=“&ACM;C.0.0“> <rdf:value>C.0</rdf:value> <dc title xml :lang=”en”> Hardware and software interfaces </dc:title> </ACM:ACMClassification> </lom_cls:taxon> <lom_cls:taxon> <ACM:ACMClassification rdf:about=”&ACM;C.0.1”> <rdf:value>C.0.1</rdf:value> <dc:title xml:lang=”en”>
Instruction set design (e.g. , RISC, CISC, VLIW) </dc:title> </ACM:ACMClassification> </lom_cls:taxon> ………. </lom_cls:taxon> </ACM:ACMClassification>
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 55
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG MINH HỌA
1. Mô tả bài toán :
Ứng dụng elearning này là một ứng dụng hỗ trợ cho việc đào tạo trực tuyến dạng web. Với ứng dụng này :
Giáo viên :
Upload bài giảng lên server
Tạo ra bài giảng mới đồng thời mô tả ngữ nghĩa cho bài giảng vừa tạo
Xem chi tiết các bài giảng có trong hệ thống đồng thời có thể cập nhật lại thông tin bài giảng nếu bài giảng đó do mình tạo.
Sinh viên :
Xem danh sách các bài học và mô tả chi tiết của bài học có trên server
Tham gia vào khóa học và ghi nhận lại thông tin thao tác
Quản trị :
Quản lý dữ liệu trên server
Quản lý bài học
Quản lý các tài khoản người dùng
2. Bảng chú giải :
Các định nghĩa :
KhaiNiem : Đây là các khái niệm liên quan đến chương nếu có nhằm hỗ trợ cho quá trình tìm kiếm của sinh viên được dễ dàng hơn, các khái niệm liên kết với chương qua thuộc tính khainiemlq ( khái niệm liên quan).
Chương : Đây là các chương của một bài học trong chương có thể có chứa khái niệm, các chương liên kết với nhau qua các thuộc tính : chuongtruoc (chương trước), chuongke (chương kế), và một chương là một tập tin
BaiHoc : Đây là bài học chứa các chương, các bài học liên kết với nhau qua các thuộc tính : baitruoc ( bài trước), baike (bài kế), và bài học là một thư mục
BaiTap : Đây là bài tập của môn học và là một thư mục chứa các tập tin bài tập của một môn học, bài tập có thể có dạng viết hay là dạng trắc nghiệm
MonHoc : Đây là môn học chứa nhiều bài học và bài học là một thư mục
KieuBaiHoc : Một bài học có thể có một trong các định dạng sau : word, flash, power point, pdf....
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 56
3. Xác định yêu cầu
3.1. Yêu cầu chức năng
3.1.1. Lưu trữ
Khái niệm, chương, bài học, bài tập, môn học : lưu thông tin mô tả ngữ nghĩa cho các thực thể trên trong file elearning.xml, và mô tả từng và mối quan hệ giữa các thực thể trong file elearning.owl
Tài khoản, tài nguyên, thao tác : lưu thông tin tài khoản của người sử dụng, lưu thông tin về tài nguyên do giáo viên tạo ra, lưu thông tin về thao tác của sinh viên lên tài nguyên trong SQL Server 2000 với tên database là elearning.
3.1.2. Tìm kiếm
Tìm kiếm tài nguyên dựa trên việc mô tả ngữ nghĩa của tài nguyên thông qua loại tài nguyên là : khái niệm, chương, bài học, bài tập, môn học, các đặc tả của title ( tựa đề ), description ( mô tả ), creator ( tác giả ), language ( ngôn ngữ )
3.2. Yêu cầu phi chức năng
3.2.1. Yêu cầu chất lượng
Tính tiến hóa :
Hệ thống có thể mở rộng thêm các chức năng khác có thể tạo forum để sinh viên có thể trao đổi những kiến thức đã học với nhau, đồng thời để cho sinh viên đánh giá các bài giảng của giáo viên.
Tính hiệu quả :
Cho phép sinh viên tìm kiếm bài học của mình theo nhiểu cách.
Sinh viên có thể xem một cách tổng quát môn học trước khi chọn học.
Tính tiện dụng :
Sinh viên có thể học các môn nào mình thích bất cứ lúc nào
Giáo viên có thể cập nhật bài giảng của mình bất cứ khi nào
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 57
4. Ontology cho elearning 4.1. Mô tả ontology 4.1. Mô tả ontology
Hình 9 : Ontology mô tả các tài nguyên học tập
4.2. Sử dụng Protégé thiết kế ontology
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 58 Hình 10 :
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 59 Hìn h 11 :
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 60 dc: title
dc:descriptio n
LILO
LILO is the boot loader Linux uses to load the operating system kernel el:khainiemlq http://Linux/Bai2/LSG01.html dc: title dc:descriptio n dcq:ispartof
Chapter 1 : What is LILO? Chương 1: Giới thiệu về LILO
http://Linux/Bai2 el:chuongke
http://Linux/Bai2/LSG02.html Hình 12 :
4.2.3. Mô tả tài nguyên học ở dạng triple
KhaiNiem : ID="#"
Chuong :
about=http://Linux/Bai2/ LSG01.html
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 61 dc:descriptio n system Bài học hệ điều hành Linux dc:creator Tim Parker dc:subject http://…./ACM_CCS.xml#D. 4 dc:created 1/1/2005 dcq:haspart - Seq li http://Linux/Bai1 http://Linux/Bai2 li dc:language English el:thamkhao http://www.ibg.uu.se/maclinux/ el:kieubh http://…/elearning.owl#Webpage
4.2.4. Ánh xạ dữ liệu ở dạng triple sang RDF/XML
<el:KhaiNiem rdf:ID="#20051213834"> <dc:title>LILO</dc:title>
<dc:description>
LILO is the boot loader Linux uses to load the operating system kernel </dc:description>
<el:khainiemlq rdf:resource="http://…./Linux/Bai2/LSG01.HTM" /> </el:KhaiNiem>
<el:Chuong rdf:about="http://…./Linux/Bai2/LSG01.HTM"> <dc:title>Chapter 1 : What is LILO?</dc:title>
<dc:description>Chương 1: Giới thiệu về LILO</dc:description> <el:chuongke rdf:resource="http://…./Linux/Bai2/LSG02.HTM" /> <el:khainiemlq rdf:resource="http://…./elearning.xml#20051213834" /> <dcq:isPartOf rdf:resource="http://…./Linux/Bai2" /> </el:Chuong> <el:MonHoc rdf:about="http://…./Linux">
<dc:title>Learn Linux operating system</dc:title> <dc:language>English</dc:language>
<dc:description>Bài học hệ điều hành Linux</dc:description> <dc:creator>Tim Parker</dc:creator> <el:kieubh rdf:resource="http://…./elearning.owl#WebPage" /> <el:thamkhao rdf:resource="http://www.ibg.uu.se/maclinux/" /> <dc:created>12/16/2004</dc:created> <dc:subject rdf:resource="http://…./ACM_CCS.xml#D.4" /> <dcq:hasPart> <rdf:Seq> <rdf:li rdf:resource="http://…./Linux/Bai1" /> <rdf:li rdf:resource="http://…./Linux/Bai2" /> </rdf:Seq> MonHoc : about=http://Linu x
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 62
</dcq:hasPart> </el:MonHoc>
5. Cơ sở dữ liệu cho elearning 5.1. Mô hình quan niệm 5.1. Mô hình quan niệm
5.2. Đặc tả dữ liệu và từ điển dữ liệu
5.2.1. Danh sách các bảng
STT Tên bảng Ý nghĩa
1 TaiKhoan Lưu trữ tài khoản người dùng hệ thống 2 TaiNguyen Lưu trữ tài nguyên do giáo viên tạo ra
3 ThaoTac Lưu trữ thao tác của sinh viên lên tài nguyên TaiNguyen MaTaiNguyen TenTaiNguyen NgayTao NgaySua IDXoa Thuộc (1,1) (1,n) TaiKhoan ID TenDangNhap MatMa HoTen GioiTinh NgaySinh DienThoai Email LoaiTaiKhoan NgayDangKy ThaoTac (0,n) (1,n)
LoaiTaiKhoan = giao vien LoaiTaiKhoan = sinh vien
TongThoiGian NgayBatDau
NgayKetThuc TanSuat
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 63
5.2.2. Đặc tả dữ liệu
TaiKhoan
Thuộc tính Kiểu dữ liệu Mô tả
ID
nvarchar(50) Mã tài khoản = TenDangNhap + MatMa
TenDangNhap nvarchar(50) Tên đăng nhập vào hệ thống MatMa nvarchar(50) Mật mã đăng nhập vào hệ thống HoTen nvarchar(50) Họ tên người đăng ký tài khoản GioiTinh bit Giới tính nam=1, nữ=0
NgaySinh datetime Ngày sinh người đăng ký (mm/dd/yyyy)
DienThoai nvarchar(50) Điện thoại liên lạc ( cho phép null ) Email nvarchar(50) Thư điện tử ( cho phép null ) LoaiTaiKhoan nvarchar(50) Loại tài khoản
NgayDangKy datetime Ngày đăng ký tài khoản TaiNguyen
Thuộc tính Kiểu dữ liệu Mô tả
MaTaiNguyen
nvarchar(100) Mã tài nguyên là một địa chỉ
ID nvarchar(50) Mã tài khoản của người tạo ra tài nguyên
TenTaiNguyen nvarchar(100) Tên của tài nguyên
NgayTao datetime Ngày tạo ra tài nguyên (mm/dd/yyyy) NgaySua datetime Ngày sửa gần nhất (mm/dd/yyyy) IDXoa Nvarchar(50) Mã tài khoản người xóa (cho phép
null ) ThaoTac
Thuộc tính Kiểu dữ liệu Mô tả
MaTaiNguyen
nvarchar(100) Mã tài nguyên mà sinh viên thao tác
ID
nvarchar(50) Mã tài khoản của sinh viên
NgayBatDau datetime Ngày bắt đầu thao tác (mm/dd/yyyy) NgayKetThuc datetime Ngày thao tác gần nhất (mm/dd/yyyy) TongThoiGian nvarchar(50) Tổng thời gian thao tác lên tài
nguyên
TanSuat bigint Số lần truy cập vào tài nguyên
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 64
6.1. Danh sách các Actor
STT Actor Ý nghĩa
1 Sinh viên Đại diện cho các sinh viên tham gia môn học 2 Giáo viên Đại diện cho các giáo viên
3 Quản trị Người quản lý toàn bộ hệ thống
6.2. Danh sách các Use-Case
STT Use-Case Ý nghĩa 1 Đăng nhập hệ
thống
Người dùng đăng nhập vào hệ thồng tùy theo loại tài khoản mà hệ thống sẽ dưa ra cho người dùng các chức năng tương ứng 2 Cập nhật thông tin Cập nhật thông tin cho tài khoản người
dùng
3 Liệt kê môn học Liệt kê tất cả các môn học có trong hệ thống, tùy theo loại tài khoản mà có thêm chức năng xóa
4 Tham gia môn học Sinh viên tham gia vào môn học 5 Tìm kiếm Tìm kiếm tài nguyên học
6 Thêm khái niệm Thêm một khái niệm mới vào hệ thống 7 Thêm chương Thêm một chương mới vào hệ thống 8 Thêm bài học Thêm một bài học mới vào hệ thống 9 Thêm bài tập Thêm một bài tập mới vào hệ thống 10 Thêm môn học Thêm một môn học mới vào hệ thống 11 Xem danh sách
các khái niệm
Xem danh sách khái niệm có trong hệ thống đồng thời có thể cập nhật khái niệm 12 Xem danh sách
các chương
Xem danh sách các chương có trong hệ thống đồng thời có thể cập nhật thông tin cho chương
13 Xem danh sách các bài học
Xem danh sách các bài học có trong hệ thống đồng thời có thể cập nhật thông tin cho bài học
14 Xem danh sách các bài tập
Xem danh sách các bài tập có trong hệ thống đồng thời có thể cập nhật thông tin cho bài tập
15 Xem danh sách các môn học
Xem danh sách các môn học có trong hệ thống đồng thời có thể cập nhật thông tin cho môn học
16 Thao tác dữ liệu lên server
Giáo viên có thể upload bài giảng lên server và quản trị có thể quản lý dữ liệu trên server
17 Xem phân loại ACM
Giáo viên có thể xem trước phân loại ACM để xem môn học của mình thuộc loại nào 18 Quản lý tài khoản Quản trị có thể cập nhật các tài khoản của
người dùng
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 67
7. Thiết kế màn hình
7.1. Màn hình trang chủ của giáo viên
Màn hình này mô tả tất cả các chức năng mà giáo viên có thể thực hiện.
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 68
7.2. Màn hình thêm một tài nguyên
Trong màn hình này giáo viên có thể thêm một môn học mới như : mô tả địa chỉ của môn học trên server, tự đề, đặc tả chi tiết, tên giáo viên, phân loại,…
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 69
7.3. Màn hình hiển thị một tài nguyên
Trong màn hình này giáo viên có thể xem các tài nguyên có trên server theo kiểu tài nguyên như khái niệm, chương, bài học…. hay tất cả các tài nguyên , hay tìm kiếm các tài nguyên theo chữ cái đầu tiên của tựa đề, đồng thời tài nguyên của giáo viên nào thì giáo viên đó có thể cập nhật hay xóa.
7.4. Màn hình upload dữ liệu lên server
Trong màn hình này giáo viên có thể tải bài giảng của mình lên server, sau đó mới tiến hành mô tả bài giảng của mình.
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 70
7.5. Màn hình liệt kê môn học
Trong màn hình này sẽ liệt kê tất cả các môn học, môn học của giáo viên nào thì giáo viên đó có thể xóa môn học do mình tạo ra, nếu là quản trị thì tất cả các môn học đều có chức năng xóa.
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 71
7.6. Màn hình cập nhật thông tin
Trong màn hình này thì người sử dụng có thể cập nhật lại thông tin cho mình, tuỳ theo loại tài khoản mà người dùng đăng nhập vào mà chương trình sẽ cho ra các chức năng cập nhật tương ứng.
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 72
7.7. Màn hình sinh viên tham gia môn học
Trong màn hình này sẽ liệt kê tất cả các môn học mà sinh viên có thể tham gia để học, đồng thời sẽ hiện thị các chương mà sinh viên đã học qua cùng với thời gian và số lần vào học.
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 73
TỔNG KẾT
1. Các kết quả đạt được
Tìm hiểu một cách tổng quan về Semantic Web bao gồm khái niệm, kiến trúc, các lĩnh vực ứng dụng của Semantic Web; tìm hiểu các kiến thức cơ sở về Ontology – chìa khóa kỹ thuật của Semantic Web, tìm hiểu về các ngôn ngữ, các công cụ để xây dựng Ontology và Semantic Web.
Tìm hiểu chi tiết việc ứng dụng của Semantic Web trong lĩnh vực elearning nhằm giúp giáo viên tin học hóa bài giảng, sinh viên tham gia các môn học trực tuyến và người quản trị quản lý toàn bộ hệ thống.
Xây dựng ứng dụng minh họa là một Web site elearning với sự hỗ trợ ngữ nghĩa của Semantic Web
2. Các mặt hạn chế
Những nghiên cứu về Semantic Web và Ontology còn giới hạn ở mức tổng quan, chưa đi sâu vào tìm hiểu chi tiết nhiều khía cạnh như chỉ giới hạn ở mức giới thiệu mà chưa đi sâu vào các ngôn ngữ, các lĩnh vực ứng dụng của Semantic Web, chưa giới thiệu về việc ánh xạ các ontology…
Ứng dụng được xây dựng chưa thực sự chú trọng đến khía cạnh an toàn, bảo mật thông tin. Ứng dụng cũng chưa hỗ trợ nhiều các chức năng cho sinh viên chỉ tập trung chủ yếu hỗ trợ giáo viên là chính.
3. Hướng phát triển
Nghiên cứu sâu hơn kiến thức về Semantic Web và ứng dụng của nó. Tìm hiểu cách thức kết hợp giữa Semantic Web và công nghệ Agent để hỗ trợ tìm kiếm bài học và liên kết với nhiều website elearning khác.
Phát triển ứng dụng, xây dựng thêm tính năng bảo mật, xây dựng thêm các chức năng hỗ trợ cho sinh viên, người quản trị. Xây dựng thêm forum để sinh viên có thể trao đổi kiến thức với nhau……
SVTH: Thái Tùng Quang – Nguyễn Văn Thành Trang 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. T. Berners-Lee, Weaving the Web, Orion Business Books, London, 1999. 2. T. Berners-Lee, M. Fischetti, and M. Dertouzos, Weaving the Web: The Original Design and Ultimate Destiny of the World Wide Web by its Inventor, Harper, San Francisco, 1999.
3. Dieter Fensel (Vrije Universiteit Amsterdam), Mark A.Musen (Stanford University), The Semantic Web: A Brain for Humankind.
4. Jeff Heflin and James Hendler, A Portrait of the Semantic Web in Action, University of Maryland.
5. G.Stephenson, The Semantic Web – will it work?, El.pub Weekly, Elpub Analytic No. 6, May 2001.
6. Mala Mehrotra Ontology, Analysis for the Semantic Web, Pragati Synergetic Research, Inc. 922 Liberty Ct. Cupertino, CA 95014.
7. Alexander Maedche and Steffen Staab, Ontology Learning for the Semantic Web, University of Karlsruhe.
8. Natalya F. Noy, Michael Sintek, Stefan Decker, Monica Crubézy, Ray W. Fergerson, and Mark A. Musen, Creating Semantic Web Contents with Protégé, Stanford University.
9. Jeen Broekstra, Michel Klein, Stefan Decker, Dieter Fensel, Ian Horrocks, Adding formal semantics to the Web building on top of RDF Schema, 4th September 2000.
10. Dieter Fensel Vrije, The semantic Web and its languages, Universiteit Amsterdam.
11. T. Berners-Lee, R. Fielding, and L. Masinter, Uniform Resource Identifiers (URI): Generic Syntax, Internet Draft Standard RFC 2396, Aug. 1998.
12. S. Luke, L. Spector, and D. Rager, “Ontology-Based Knowledge Discovery on the World-Wide Web,” Working Notes Workshop Internet- Based Information Systems at the 13th Nat’l Conf. Artificial Intelligence (AAAI 96), 1996.
13. Lassila and R.Swick, Resource Description Framework (RDF) Model and Syntax Specification, W3C Recommendation, World Wide Web Consortium, 1999.
14. Lassila, Introduction to RDF Metadata, W3C Note, World Wide Web Consortium, 1997.
15. Lassila, “Web Metadata: A Matter of Semantics,” IEEE Internet