BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM C H  U TE LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP H NGHIÊN CỨU VỀ ONTOLOGY EDITOR VÀ ỨNG DỤNG GVHD: PGS.TS.Trương Mỹ Dung SVTH : MSSV: Võ Trọng Nghĩa 10102106 Đặng Đại Phúc 10102132 Lê Văn Thủy 10102186 TP. HỒ CHÍ MINH, Năm 2006. Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng L IC M N Trong su t quá trình h c t p g n n m n m t i Tr Công Ngh và th i gian th c hi n n t t c các quý Th y Cô trong Khoa ã d y d và giúp chúng em chân tình. c bi t chúng em xin c m n sâu s c M Dung v s nhi t tâm, t n tình h úng lúc giúp chúng em v c các yêu c u ã ra. ng d n cùng nh ng l i n Cô Tr ng ng viên, khích t qua các th i i m khó kh n nh t và hoàn thành C l HDL K Thu t án t t nghi p này, chúng em chân thành H bày t lòng bi t n ng , góp ý và c v cho chúng em trong su t th i gian th c hi n và hoàn thành án t t nghi p. U TE Ngoài ra chúng em c ng xin c m n Gia ình, b n bè ã giúp Tp.H Chí Minh, tháng 01 n m 2006 H Nhóm sinh viên th c hi n GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 1 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng M CL C H U TE C H L I C M N .................................................................................................... 1 M C L C .......................................................................................................... 2 M U............................................................................................................. 4 CH NG I. GI I THI U T NG QUAN V ONTOLOGY .................... 5 I.1. M! u. ............................................................................................... 5 I.2. M t s khái ni m c b n c"a ontology ............................................... 7 CH NG II. T NG QUAN V XML, RDF VÀ OWL ...........................15 II.1. S l c v XML ..............................................................................15 II.2. S l c v RDF (Resource Description Framework) .....................23 II.2.1. C u trúc RDF........................................................................23 II.2.2. URI và Namespace t# v ng RDF (RDF Vocabulary URI and Namespace (Normative))...................29 II.2.3. Ki u d li u c tiêu chu$n hóa (Datatypes (Normative)) .29 II.2.4. N i dung XML trong th% RDF (XML Content within an RDF Graph)........................30 II.2.5. Cú pháp tr#u t ng (Abstract Syntax (Normative))..............33 II.2.6. Khai báo o n (Fragment Identifiers) ...................................36 II.3. T ng quan v OWL (Web Ontology Language) .............................37 II.3.1. Ba ngôn ng con c"a OWL ...................................................38 II.3.2. B ng tóm t c ngôn ng OWL................................................40 II.3.2.1. B ng tóm t t c"a OWL Lite.........................................41 II.3.2.2. B ng tóm t t OWL DL và OWL Full..........................41 II.3.3. Mô t ngôn ng OWL Lite ....................................................42 II.3.3.1. Các c tính c"a OWL Lite và l c RDF ..............42 II.3.3.2. Tính cân b&ng và không cân b&ng c"a OWL Lite (OWL Lite Equality và Inequality) .......44 II.3.3.3. Các c tính v thu c tính c"a OWL Lite ...................45 II.3.3.4. Các s gi i h n v thu c tính c"a OWL Lite ..............47 II.3.3.5. S gi i h n b n s c"a OWL Lite (OWL Lite Restricted Cardinality ) ...........................48 II.3.3.6. OWL Lite Class Intersection .......................................50 I.3.4. Mô t ngôn ng có tính phát tri n c"a OWL DL và OWL Full (Incremental Language Description of OWL DL and OWL Full )...................................................51 II.4. Các thành ph n c"a OWL Ontology.................................................52 II.4.1. Các th hi n (Individuals).......................................................53 II.4.2. Các thu c tính (Properties) .....................................................53 II.4.3. Các l p (Classes) ....................................................................54 II.4.4. Các thu c tính c"a OWL (OWL Properties) ..........................55 II.4.5. Các thu c tính o ng c (Inverse Properties) ......................56 II.4.6. Các c tính v thu c tính c"a OWL (OWL Property Characteristics)....................................57 II.4.6.1. Các thu c tính Functional............................................57 GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 2 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng H U TE C H II.4.6.2. Các thu c tính o ng c Functional (Inverse Functional Properties) ...................................57 II.4.6.3. Các thu c tính b c c u (Transitive Properties)..............58 II.4.6.4. Các thu c tính i x'ng (Symmetric Properties) ..........58 II.4.7. Các mi n và các ph m vi c"a thu c tính (Property Domains and Ranges) ....................................59 CH NG III. GI I THI U M T S ONTOLOGY EDITOR............61 III.1. KAON...............................................................................................61 III.1.1. T ng quan......................................................................................62 III.1.2. Ki n trúc c"a KAON .....................................................................64 III.1.3. Các thành ph n chính c"a KAON .................................................64 III.1.4. KAON API ....................................................................................69 III.1.5. TextToOnto ...................................................................................73 III.2. Protégé-2000 ....................................................................................78 CH NG IV. THI T K ONTOLOGY NEWSPAPER .......................84 CH NG V: CH NG TRÌNH NG D NG ......................................95 K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N .....................................................98 Ph l c A: Mã ngu n m Protégé 2000................................................... 100 1) T o m t d án m u .............................................................................. 100 2) L u tr d án....................................................................................... 102 3) T o và t tên cho l p (class) .............................................................. 103 4) T o và t tên cho các slot ................................................................... 110 5) Nh p vào các th c th (instances)........................................................ 116 6) Tùy bi n m t Form .............................................................................. 120 7) T o và l u tr m t truy v n ................................................................. 126 Ph l c B: XML, XML Schema, DTDs .................................................. 131 B.1. Ki n trúc XML.................................................................................. 131 B.2. Các khái ni m m! r ng..................................................................... 132 B.2.1 XML Namespaces .................................................................. 132 B.2.2. Xpath...................................................................................... 133 B.2.3. Xpointer ................................................................................. 134 B.2.4. Ngôn ng liên k t XML (XML Linking Language) ............. 134 B.2.5. The XML Style Language ..................................................... 134 B.2.6. S chuy n i XSL-XSL Transformations (XSLT).............. 134 B.3. Các tác ng c"a XML ..................................................................... 135 B.4. DTDs................................................................................................. 138 B.5. Gi n XML (XML Schema) ......................................................... 139 B.5.1. C u trúc c"a gi n XML ..................................................... 144 Tài li u tham kh o......................................................................................... 148 GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 3 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng M U Ngày nay khi kinh t - xã h i ngày càng phát tri n thì vi c 'ng d(ng CNTT vào các l)nh v c khác nhau c ng ngày càng tr! thành yêu c u c n thi t không th thi u nh&m nâng cao ch t l ng, n ng su t công vi c c thù trong các l)nh v c ó, em l i hi u qu kinh t - xã h i rõ r t. Ngành CNTT nói chung, l)nh v c công ngh ph n m m nói riêng, ang và s* tr! thành l)nh v c c áp d(ng ph bi n và ch" y u trong v n tin h c hóa các ngành, góp ph n quan tr ng trong s nghi p công nghi p hóa – hi n tn c ! Vi t Nam. Nhà n c ta ang i tiên phong trong vi c áp H i hóa d(ng CNTT nh&m duy trì và phát tri n ngành công ngh ph n m m, c( th nh c, m t s ngành ch" C vi c tin h c hóa trong m t s c quan nhà n o nh y t , ngân hàng, giáo d(c – ào t o, giao thông v n t i, d u khí – %a ch t, U TE …Song song v i vi c tin h c hóa trong các l)nh v c ch" ng l n thì vi c áp d(ng tin h c o, có quy mô ho t xu t b n các trang Web ngày càng phong phú và a d ng, s l a lên m ng ng các trang Web ngày càng l n trong khi ó vi c s+ d(ng HTML làm cho vi c x+ lý d li u trong ph m vi r ng g p nhi u khó kh n, do v y quá trình tìm ki m thông tin trên m ng t n nhi u th i gian và chi phí c ng nh công s'c c"a con ng H gi i pháp cho v n i. Semantic Web a ra các này b&ng cách %nh ngh)a siêu d li u (metadata) có th d, dàng truy nh p và x+ lý. Lu n v n t t nghi p này s* gi i thi u v các Ontology Editor – công c( Ontology, gi i thi u ngôn ng t o các Ontology - và các k thu t xây d ng ánh d u tiên ti n (Advanced Makup Language) (RDF, OWL) nh&m xây d ng siêu d li u ch'a trong Semantic Web. Nhóm sinh viên th c hi n lu n v n. GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 4 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng CH NG I. I.1. M GI I THI U T NG QUAN V ONTOLOGY u. World Wide Web (g i t t là Web) ã tr! thành m t kho tàng thông tin kh ng l c"a nhân lo i và m t môi tr c trong th i ng chuy n t i thông tin không th thi u i công ngh thông tin ngày nay. S ph bi n và bùng n thông tin trên Web c ng t ra m t thách th'c m i là làm th nào khai thác c thông tin trên Web m t cách hi u qu , mà c( th là làm sao máy tính có th tr giúp x+ lý t tin c chúng. Mu n v y, tr c h t máy tính ph i c thông tin trên các tài li u Web, trong khi ! th h Web hi n t i thông H hi u ng c bi u di,n d i d ng v n b n thô mà ch- con ng c hi u C c. i m i i c"a ý t !ng Web có ng ngh a (Semantic U TE i u này ã thúc $y s ra Web), m t th h m i c"a Web, mà l trình phát tri n c"a nó ã c Tim Berners-Lee, cha . c"a Web, phác th o ra vào n m 1998. Web có ng ngh)a là s m! r ng c"a Web hi n t i mà trong ó thông tin cho con ng c %nh ngh)a rõ ràng sao i và máy tính có th cùng làm vi c v i nhau m t cách hi u qu h n. M(c tiêu c"a Web có ng ngh)a là H ngh cho phép máy tính có th hi u phát tri n các chu$n chung và công c nhi u h n thông tin trên Web, sao cho chúng có th h tr t t h n vi c khám phá thông tin, tích h p d li u, và t ng hóa các công vi c. Hi n t i, các ho t vào ba h ng nghiên c'u v Web có ng ngh)a ang t p trung ng chính sau ây: - Chu$n hoá các ngôn ng bi u di,n d li u (XML) và siêu d li u (RDF/OWL) trên Web. - Chu$n hoá các ngôn ng bi u di,n Ontology cho Web có ng ngh)a. - Phát tri n nâng cao Web có ng ngh)a (Semantic Web Advanced Development - SWAD). GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 5 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng Trong ba h là h ng nghiên c'u nói trên, chúng tôi ngh) r&ng h ng th' ba ng thích h p v i hoàn c nh và i u ki n c"a Vi t Nam, vì theo hai h u chúng ta khó có th c nh tranh cao trên th gi i trong vi c ng c v i các nhóm nghiên c'u l n và uy tín ngh% các ngôn ng chu$n. H n n a, theo h th' ba chúng ta có th phát tri n s m ng c các 'ng d(ng th c ti,n c"a Web có ng ngh)a ! Vi t Nam. Trong h ng th' ba v SWAD, m t v n c các nhà khoa h c quan tâm nh t và c ng là n n t ng nh t c"a Web có ng ngh)a là làm th nào nhúng ng ngh)a vào các tài li u Web, mà hi n nay này ph i im i c hi u c th c hi n m t cách t ng li u Web ã có s0n sang các tài li u t có th chuy n i hàng t/ các tài ng 'ng cho Web có ng ngh)a. Mu n u tiên c n gi i quy t là rút trích t C v y, v n c. H n n a vi c nhúng ng ngh)a H nhiên và ch- có con ng c vi t b&ng ngôn ng t ng ng ngh)a c"a m i tài li u Web r i chú thích l i ng ngh)a này vào tài li u ó. U TE Trong m t tài li u, các th c th có tên c c p quan tr ng cho ng ngh)a c"a tài li u ó. Nói cách khác, ngh)a c"a m t tài li u thì tr ch tc nn m tên trong tài li u ó. Th c th có tên là con ng it ng khác n t o nên ph n n m c ng c ng ngh)a c"a các th c th có i, t ch'c, n i ch n, và nh ng c tham kh o b&ng tên. Các th c th có tên khác v b n ch t H và ng ngh)a v i các t (Word) ! ch chúng nói v các cá th , trong khi các t# nói v nh ng cái chung nh khái ni m, phân lo i, quan h , thu c tính. Vi c x+ lý các t# do v y ch- òi h i ng ngh)a t# v ng và lý l* thông th vi c x+ lý các th c th có tên c n ng, trong khi n tri th'c c( th v th gi i ang xem xét. Ng ngh)a c"a các th c th có tên tuy ch- là m t ph n ng ngh)a c"a toàn b tài li u, nh ng n u có th rút trích và chú thích chúng m t cách t v i chính xác t ng ng i cao thì c ng ã có ý ngh)a th c ti,n r t l n. M t 'ng d(ng r t rõ ràng là xác %nh và cung c p t có tên trong các trang Web tin t'c cho ng i ng thông tin v các th c th c. Các tài li u Web có chú thích ng ngh)a cho các th c th có tên c ng s* giúp cho vi c tìm ki m và khai thác thông tin trên ó GVHD: PGS.TS. Tr c chính xác và hi u qu h n. Ví d( m t truy v n v thành ng M Dung Trang 6 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng ph Sài Gòn s* c tr v các tài li u c p n TP.HCM ho c Sài Gòn nh m t thành ph , ch' không ph i các tài li u ch'a t# “Sài Gòn” nh trong “ i bóng C ng Sài Gòn”, “Xí nghi p may Sài Gòn”, hay “Cty Saigon Tourist”. Vi c xác %nh ng ngh)a cho các th c th có tên là không n gi n và không th ch- d a vào t# i n, vì m t th c th có th có nhi u tên khác nhau, và các th c th khác nhau có th có cùng tên. Ví d( mà tên “Tr n H ng m t con bi t o” trong m t tài li u ám ch- ng, và n u là con xác %nh xem th c th n là m t con ng i hay là ng thì là ! Hà N i hay TP.HCM, c n ph i c ng c nh n i tên ó xu t hi n. Vì v y m t h th ng chú thích ng ngh)a cho các th c th có tên c n có tr H và quan h gi a chúng. c h t m t c s! tri th'c v các th c th C I.2. M t s khái ni m c b n c a ontology - Khái ni m ontology: U TE Trong m t vài n m g n ây, xu t hi n m t l)nh v c nghiên c'u m i là ontology. M t s nguyên nhân ã thôi thúc vi c nghiên c'u v ontology: V n bi u di,n tri th'c c"a trí tu nhân t o ( c bi t là bi u di,n quan h ng ngh)a), v n s p x p và tìm ki m các tài li u t toán tìm ki m trên m ng), v n (s ra tìm hình th'c bi u di,n m i cho c s! d li u i c"a c s! d li u lai gi a quan h và h trên ã d n H v n n vi c ra ng t nhau ( c bi t là bài ng it ng)…T t c các i ontology mà m(c tiêu tr ng tâm là: phân lo i các ph m trù, các khái ni m c"a tri th'c, và bi u di,n m i liên h gi a các ph m trù ó v i nhau. T# “ontology” c vay m n t# tri t h c và c m! r ng trên l)nh v c Semantic Web nh là c s! tri th'c. Trong l)nh v c nghiên c'u Semantic Web, ontology c mô t nh là m t hình th'c rõ ràng d a trên các khái ni m (conceptualisation) (Gruber, 1993), m t it ng có th c mô t và gi i thích b&ng nhi u l p lu n khác nhau, d a vào n n ki n th'c c b n, mô hình quan ni m, các ph ng pháp nh n th'c và nhi u y u t khác c"a con ng i... Do ó, r t khó xây d ng nên m t ki n trúc ontology. GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 7 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng Có nhi u cách khác nhau mô t ontology: cú pháp c b n (syntax- based) c"a ngôn ng ontology và bi u UML. Nhi u nhóm nghiên c'u ang phát tri n m t vài ngôn ng ontology khác nhau: RDFS (Brickey & Guha, 2002)); DAML+OIL (Conolly, Harmelen, Horrocks, McGuinness, PatelSchneider & Stein, 2001), OWL (Patel-Schneider, Horrocks & Harmelen, 2002) và KAON c phát tri n b!i AIFB trong Karlsruhe, trong ó DAML+OIL và KAON là ph n m! r ng c"a RDFS, trong khi OWL là ph n m! r ng c"a DAML+OIL. Bi u h n ch , khó x+ lý c b&ng máy tính (machine) khi nó mô hình l n, trong khi con ng i có th hi u c mô t trong m t c m t cách d, dàng. mô t ng ngh)a trên RDF th hi n các m i quan h H S+ d(ng ontology UML th hi n các ontology còn có nh ng gi a ch" th và khách th thì không khó l m. Sau khi xây d ng ontology b&ng C các câu RDF, n i dung c"a tài li u là: U TE - H - - - - GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 8 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng T# c u trúc c"a tài li u này, ta d, dàng tìm ra các m i quan h cú pháp gi a các ngôn ng XML, RDF, RDFS và OWL. - K ngh ontology (Ontology Engineering) Làm th nào xây d ng ontology v i hi u qu và tính dùng l i c là m t m i quan tâm chính trong mi n (domain) c"a k ngh ontology. Nh m t s ontology editor ph bi n, các nhà nghiên c'u ã s+ d(ng Protégé d ng ontology và kinh nghi m c"a h ã ch- ra r&ng xây d ng ontology b&ng tay là m t công vi c r t c c nh c (labour-intensive work). Nh ng ng d(ng Protégé xây i s+ xây d ng ontology ph i so n th o t#ng khái ni m: tên (names), các chú thích (annotations), ch n các thu c tính khác nhau và %nh H ngh)a các ràng bu c (restrictions). N u có hàng nghìn các khái ni m (concepts) trong m t tác v(, thì công vi c này s* m t r t nhi u th i gian. Nh ng nhà C nghiên c'u rõ ràng không mu n tiêu phí th i gian c"a h cho các công vi c l p i m i trong công vi c. U TE i l p l i, mà không có s Th t s là không có nhi u cách ti p c n chung xây d ng m t ontology và ch- có m t vài cách là không có ràng bu c v ph m vi (domainfree). Có nhi u h ph t ng pháp lu n làm n n t ng c b n cho các mô t tr#u ng và các phác th o s l c v cách t o ra m t Ontology (Fernandez, Gomez-Perez, Pazos Sierra, 1999), theo sau ó ã có nhi u d án v k ngh H ontology ã tìm ra c cách thích h p xây d ng các ontology. M(c ích c"a k ngh ontology là cho phép máy tính xây d ng m t s ontology th a mãn các yêu c u c"a con ng i (t o ra các ontology b&ng tay). Các thành ph n c a m t ontology M t Ontology ch'a ng các mô t các khái ni m (concepts) g i là các l p (classes), các thu c tính (còn g i là slots) c"a m i khái ni m mô t các tính n ng và các thu c tính khác nhau c"a khái ni m (restriction) c"a các thu c tính ó ( ôi khi còn ó, và nh ng h n ch c g i là các s ki n). Các l p là tâm i m c"a h u h t các ontology . Các l p mô t các khái ni m trong m t ph m vi (domain). GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 9 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng M t Ontology ch'a ng s mô t hình th'c (formal) c"a các khái ni m (concepts) g i là các l p (classes) trong m t ph m vi c"a ph n miêu t (discourse), các thu c tính (properties) còn g i là slots c"a m i khái ni m mô t các tính n ng và thu c tính khác nhau c"a khái ni m, và nh ng h n ch (restriction) trên các thu c tính (facet). Các l p là tr ng tâm c"a h u h t các ontology. Các l p là s mô t các khái ni m trong m t ph m vi (domain). Ví d(: l p r u i di n t t c các lo i r u còn lo i r u c( th chính là các th hi n (instances) c"a l p này. Các l p con dùng %nh ngh)a rõ h n các H khái ni m c"a l p cha. Ví d(: chúng ta có th chia l p r u thành r s"i t m. và r u s"i t m hay r u u không i v i máy tính U TE S quan tr ng c a ontology Ontology cho th y c s to l n các ti m n ng ph n m m qu t t h n, thích 'ng h n và thông minh h n. Ontology b u C tr ng…Hay m t cách khác là chia l p r u ra hai lo i là r t hi u c xem nh m t c ngo c l n trong công cu c phát tri n ph n m m. Ý t !ng v ontology ã c thai nghén t# r t s m trong tri t h c. H Ontology ã c áp d(ng trong khoa h c v y khoa, là các công c( c"a các s n ph$m truy n thông. Hi n nay, ontology ang phát tri n m nh c nghiên c ú và phát ph(c v( cho các nghành (nói chung), công ngh thông tin (nói riêng). Ontology không quá ph'c t p c. Không có m t chu$n nào nhi u h cho ng i bình th ng có th hi u ti p c n v i ontology, nh ng l i có quá ng d n ch- mô t cách ti p c n m t cách s l c (v n t t). Hi n nay, theo các nghiên c'u c"a nhóm W3C, Semantic Web ã u tiên phát tri n, và ã làm thay c i hoàn toàn s nhìn nh n v ontology. Thông qua k t qu c"a quá trình phát tri n trên, W3C ã cung c p m t chu$n ngôn ng ánh d u ng GVHD: PGS.TS. Tr ngh)a d a trên XML, trên m t h th ng qu n lý ng M Dung Trang 10 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng ontology (ontology management system) và trên các công c( h u d(ng khác… Ngoài ra Web cung c p các 'ng d(ng ph(c v( cho i s ng th ng nh t nh s tìm ki m d li u, xem thông tin qua m ng, mua bán hàng hóa qua m ng… Giá tr% ontology th hi n trong các 'ng d(ng quan tr ng nh là quy trình tích h p và x+ lý thông tin (process data integration). S phát tri n c a ontology Ontology giúp cho ph n m m tr! nên hi u qu h n, linh ng h n và thông minh h n b!i vì: Chia s. s hi u bi t thông tin gi a m i ng - Có th s+ d(ng l i các ph m vi tri th'c. - Phân tích ph m vi tri th'c (Analysis of domain knowledge). ng di n ho t C Các ph ng c a ontology ng trên hai ph U TE Hi n nay, ontology ho t th ng di n: công ngh và ng m i. Các t ch'c phát tri n nên xem xét ng ngh)a (semantic) có th gi i quy t c gì và s* mang Có r t nhi u nh ng v n n l i ích nh th nào cho các 'ng d(ng. i n hình mà ontology có th gi i quy t r t t t nh v tích h p thông tin, mô hình chuy n H d%ch ngh)a (translation), làm s ch d h i hay ph n m m. H - c i (model transformation), li u (data cleansing), tìm ki m, %nh ng, s hi u bi t v n b n (text understanding), trình bày v n b n, s nh n d ng gi ng nói… Ngoài ra nhà phát tri n c ng ph i tìm hi u nhi u sáng ki n trong vi c dùng ontology gi i quy t v n lòng v i nh ng gì mà ontology mang c"a h . M t khi nhà phát tri n hài n thì h có th th1ng ti n và ch n ontology làm gi i pháp. 2 ây có các chu$n ngôn ng (semantic markup language) mà W3C ã ánh d u ng ngh)a a ra nh RDF, OWL.. Cách dùng ontology T ch'c W3C ã a ra m t b n t ng k t c"a vi c th c thi các 'ng d(ng c l p ra v i kho ng 25 nhà phát tri n h th ng (deployed system) c li t kê. Ví d( sau : GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 11 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng • Ki m soát t# v ng (controlled vocabulary). • H tr %nh v% và t ch'c t li u ho c trang Web (Web site or document organization and navigation support). • H tr trình duy t (browsing support). • H tr tìm ki m (tìm ki m ng ngh)a). • T ng quát hóa và chuyên bi t hóa c"a vi c tìm ki m (Generalization or specialization of search) H tr ng ngh)a. • Ki m tra tính v ng ch c (Consistency checking). • S hoàn thành t • H ho t ng (Auto-completion). ng qua l i (Interoperability support) (tích h p thông tin/quy trình). H tr ki m th+ và ánh giá (Support validation and verification U TE • C tr H • testing). • H tr c u hình (Configuration support). • H tr tìm ki m c u trúc, t ng i và tùy bi n (Support for structured, H comparative, and customized search). Ontology khác v i nh ng h th ng chuyên gia và nh ng công ngh AI cho Web ng ngh)a và các công ngh ontology hi n t i th c hi n c thì máy tính bu c ph i truy c p vào t p h p c u trúc thông tin và thi t l p các nguyên t c suy lu n (inference rules) máy tính có th t ng hoá i u khi n các l p lu n (conduct automated reasoning). Còn các nhà nghiên c'u trí tu nhân t o thì nghiên c ú cách th'c cho h th ng h c d li u tr c khi Web c phát tri n. Công ngh này th g i là xây d ng c s! tri th'c, hi n t i trí tu nhân t o c ng ng c c áp d(ng cho các 'ng d(ng phát tri n c"a Web: và i u ó c ng không th t s là m t ý t !ng GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 12 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng t t, v n không th thay tr i c cách bi u di,n d li u nh các công ngh c. S khác bi t gi a ontology và c s d li u Ontology khác v i c s! d li u (database) ! m t vài i m nh sau : - u tiên là ontology trình bày ki u d li u ! d ng meta ch' không ph i là d li u thông th - ng. M t Ontology s* miêu t m t giao di n v i nó thông qua d li u có th b% truy nh p trong khi qu n lý các th hi n d li u hi n th i trong các c s! d li u. Khác nhau ! s truy v n có ngh)a là h u h t các câu truy v n trong c s! H - d li u là truy l(c các d li u gi ng nhau nh vi c nó c l u tr tr c l y ra các s vi c m i C ó còn các ontology thì suy ra hay các lý do v xác nh n các s vi c và c bao hàm b!i các s ki n ã bi t tr U TE S khác nhau gi a ontology và ki u mô hình h M t Ontology khác v i mô hình h - ng it ng it c. ng. ng ! m t vài i m sau : S khác nhau sâu s c nh t là lý thuy t công ngh ontology c phát hi n là d a d a trên tính logic. Ontology cho phép t ng hóa suy lu n và k t lu n còn h ng i H - t ng thì không. - S khác nhau ! l)nh v c nghiên c'u thu c tính. - Trong khi công ngh ontology xem các thu c tính nh các l p thành ph n (first class citizen) còn h ng it ng thì không. - Ontology cho phép th#a k các thu c tính (property). - Ontology cho phép nh ng m i quan h do ng i dùng %nh ngh)a tu3 ý gi a các l p (các ki u c"a thu c tính). Còn mô hình h ng it ng thì gi i h n các ki u d ng m i quan h trong vi c th#a k các m i quan h gi a l p cha và l p con. GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 13 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng - Công ngh Ontology cho phép thêm vào các h nh functional, tính tính ngh%ch - c tính cho các m i quan i x'ng (symmetry), tính b c c u (transitive) và o (inverse) chúng có th c s+ d(ng trong suy lu n. M c dù khác nhau nhi u i m nh ng ph n l n mô hình h và UML v n c xem nh là m t ng it ng c t ontology thi t th c b!i vì s tr i r ng c"a nó trong n n công nghi p và vô s mô hình t n t i b&ng UML. Có th thêm tính logic vào các mô hình h ng it ng b&ng các ngôn ng H U TE C H ràng bu c (Object Constraint Language). GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 14 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng CH NG II. T NG QUAN V XML, RDF VÀ OWL II.1. S l!"c v# XML XML c tri n khai nh s n m qua. Ngôn ng óng góp c"a r t nhi u ng i trong m i ánh d u tiêu chu$n t ng quát (SGML - Standard Generalized Markup Language), m t ngôn ng bi u th% d li u trong nh ng 'ng d(ng x+ lý v n b n a d ng và có c u trúc tinh vi. Nh c i m c"a nó là r t r c r i, khó h c, khó s+ d(ng… Chính vì l* ó vào n m 1990 Tim Berners-Lee ! CERN, ã t o ra t i l i r t d, dùng. Không ng s thành công c"a HTML v ng c"a chính tác gi . Nh ng r i C ng H HTML (là m t 'ng d(ng c"a SGML), m t ph n nh c"a SGML, nh ng m i n m t ngày vào n m 1995 ng u th y s gi i h n c Netscape, Microsoft c g ng thêm th t, b!i s U TE c"a HTML, m c dù nó i ta b t t quá s'c t !ng th%nh hành c"a Web. Do ó, nhi u ng i có ý %nh quay tr! l i SGML, nh ng l i ái ng i. Ðúng lúc ó vào 1996, Jon Bosak ! Sun Microsystem kh!i c ng tác W3C SGML, b y gi nó d, dùng nh HTML mà H hoá SGML c g i là nhóm XML. M(c ích là u nhóm n gi n ng th i m nh m*, d, dùng,... Tim Bray và C.M. Sperberg-McQueen vi t h u h t Specification (b n i u ki n k thu t) nguyên th"y c"a XML. Tr c ó, Bray ã có kinh nghi m nhi u n m qu n lý d án "New Oxford English Dictionary". Ông mu n XML h i các i u ki n sau: Ð n gi n " cho l p trình viên áp d(ng D, cho Search Engine (nh AltaVista, Yahoo, Infoseek,...) phân lo i Không gi i h n trong ti ng Anh c"a n Chính vì l* ó, b n Specification cM u tiên c"a XML n m 1996. Tháng 7 n m 1997 Microsoft áp d(ng GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung c ra i vào tháng 11 u tiên c"a XML, Channel Trang 15 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng Definition Format (CDF). H dùng CDF xu t b n các trang Web n nh ng khách ã óng ti n tháng (subscribers). CDF là m t ph n c"a Internet Explorer 4.0. Tháng 5 n m 1997 Microsoft và Inso Corporation xu t b n XSL (eXtensible Style Language) làm Style Sheet di,n t cách trình bày m t trang XML. Ð n tháng 1 n m 1998 Microsoft cho ra m t ch MSXSL ng trình mi,n phí tên generate m t trang HTML t# m t c p trang XML và XSL. Sau này thì Internet Explorer 5.0 có th hi n th% tr c ti p m t trang XML (bên trong có ghi ph i tìm trang XSL ! âu), không c n cho th y k t qu trang HTML. Vào tháng 2 n m 1998 T h p Web toàn c u W3C phê chu$n cho chính th'c H thi hành Version 1.0 c"a XML Specification. C 1. Khái ni m XML XML vi t t t c"a ch eXtensible Markup Language (ngôn ng nâng c p U TE có th m! r ng) là m t b qui lu t v cách chia m t tài li u ra làm nhi u ph n, r i ánh d u và ráp các ph n khác nhau l i d, nh n di n chúng. Ð o b!i T h p Web toàn c u (W3C), XML tr! thành m t c ch- c i m k thu t chính th'c. T h p Web toàn c u W3C g i XML là "m t cú pháp thông d(ng cho vi c bi u th% c u trúc trong d li u". D li u có c u trúc tham chi u gán nhãn H c cho n i dung, ý ngh)a, ho c n d li u công d(ng. Ví d( : Trong m t trang Web ta dùng nh ng C p th. (c p nhãn hi u m! óng) ánh d u nh và . Hãy quan sát m t trang Web d i ây:

Ð%nh Ngh)a

A: "Sao anh l i c t dây i n ! phòng h p?"
B: "Vì dây i n nhà tôi thi u m t m t khúc".
A: "Nh v y là l y công làm t !"
B: "Không, nh v y là l y dài nuôi ng n!"
GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 16 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng Trong HTML Web page các C p th. ng ý ngh)a gì v d u c %nh ngh)a tr c và không ch'a ki n mà chúng k4p bên trong, tr# tr ng h p cho TITLE. Thí d( H1 có ngh)a display hàng ch bên trong (Ð%nh Ngh)a) theo c l n nh t, nh ng hàng ch y có th là b t c' th' gì, không nh t thi t ph i là t# (Ð%nh Ngh)a) ! ây. Còn XML thì cho phép ta t do dùng khi c n. N u tính ra, Dynamic HTML có t tên các C p th. n kho ng 400 Th. mà n u mu n dùng ta ph i nh h t. Trong khi ó, XML không có gi i h n v con s Th. và ta không c n ph i nh Th. nào c . Ý ngh)a c"a các Th. r t linh ng và ta có th s p x p các th. c"a XML theo lo i cho h p lý. Thí d( mu n làm m t trang XML v môn V n h c ta c n nh ng Th. di,n t nhân v t, ngày sanh, H ngày t+,... 2. T m quan tr$ng c a XML thông th ng thì n i dung có liên quan ch t ch* c n cách th'c nó c hi n n nay ã có bao nhiêu l n b n nhìn th y câu "Best viewed at U TE th%. T# tr C Nh ng tay thi t k Web cho r&ng n i dung là trên h t. Ch1ng may, 800-by-600-pixel resolution" (hi n th% t t nh t ! phân gi i 800x600) khi duy t qua m t trang Web? Thay vì ph i ch- rõ ph ó b!i vì nh ng ng ng th'c hi n th%, XML s* giúp gi i quy t v n i xây d ng Web s* có kh n ng ch- %nh c u trúc c"a tài H li u. Ví d(, b n có th ch- %nh t a c"a tài li u, tác gi , m t danh sách các liên k t có liên quan,... Khi ó b t k3 m t thi t b% nào v i m t trình duy t XML u có th th hi n m t phiên b n c"a tài li u ct o c tr ng cho thi t b% ó. Tuy nhiên, có l* tính n ng u vi t nh t c"a XML ó là kh n ng m! r ng k th#a. Các t ch'c và công ty s* có kh n ng m! r ng XML áp 'ng nh ng th+ thách và các 'ng d(ng m i. M t ngôn ng d a trên XML hi n ang c s+ d(ng - CDF c"a Microsoft - và còn nhi u ngôn ng khác ang trong quá trình hoàn thi n s p c a ra, bao g m Resourse Definition Format (RDF) và Open Software Description (OSD). GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 17 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng Vì c tài li u XML h m t chút -nh, ai b t h u n&m d i d ng Text String nên n u g!i i xa có u kia c ng oán ra c. Gi d( vào th k/ 23 sau n y có c m t tài li u XML c"a n m 2000, nh ng trong ó có vài ch b% m , c ng oán Lê Quang Anh H ng có ngh)a là Lê Quang Anh H ng . M c d u ta nói ai mu n TH5 nào trong XML c ng c, nh ng thí d( m i ngh nghi p nh c khí, y h c, Tin h c,... n %nh m t s TH., m i TH. có ý ngh)a theo s trong ngh c"a mình, ng cách ch'a d t ra ng ý tr i ta có th dùng XML và Style Sheet c quy %nh ki n và ngay c cách trình bày cho riêng ngh c"a mình. M t công ty c khí có th dùng m t ch ng trình ch y t ng (Robot) d u cho vi c giao d%ch kinh doanh t c v cách dùng XML ng (Business-To-Business hay B2B). trao i d ki n ã C Có m t quy H giá nh ng v t li u t t# các công ty cung c p qua cách dùng XML. ây là kh!i là "Open Financial Exchange Format (OFX)". Ng i ta thi t k OFX ng trình tài chánh nh Microsoft Money và Quicken trao U TE các ch c tri n khai g i hay g!i các d ki n tài chánh cho i d ki n n nhà b ng,... Vì XML là m t chu$n công c ng, không thu c v m t công ty nào, nên ng i dùng không s ph i (ng ch m ai v copyright, hay b% gi i h n cách s+ d(ng,... Thí d( nh v i XML ta có th tránh ph i l thu c hoàn toàn vào H Microsoft Word khi g!i m t tài li u vì s u kia ng Word. Mi,n là t t c các Word Processors dùng XML làm ph t do ch n ng ti n trao m t u c, vi t XML i các tài li u. Ng Word i ta không có Microsoft Processor c, ta có th i dùng ! m i n i có th theo s! thích. XML không nh ng cho b n %nh ngh)a các ph n c"a tài li u mà còn t qui c v s liên h c"a các ph n y. Vào n m 1998 ho c 1999 thì còn quá s m n âu. Nh ng n th i i m hi n t i thì XML giao d%ch thông tin, m t lý do chính xác %nh c XML s* i c th#a nh n là m t chu$n hi u t i sao có quá nhi u s xôn xao t p trung quanh XML. T h p Web toàn c u W3C ã chính th'c a ra chu$n XML ver1.0. GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 18 Lu n v n t t nghi p: Nghiên c u v Ontology Editor và ng d ng 3. Các m i quan h gi%a SGML, HTML và XML Ngôn ng ánh d u tiêu chu$n t ng quát (SGML - Standard Generalized Markup Language) là m t ph ng pháp bi u th% d li u trong nh ng 'ng d(ng x+ lý v n b n. Nó ã t n t i h n m t th p k/ nay; c XML l n HTML nh ng %nh d ng tài li u có ngu n g c t# SGML. Vì v y, t t c chúng chia s. m t s c tính ch1ng h n nh m t cú pháp t u là u cùng ng t và cách dùng các nhãn trong d u ngo c nh n. Nh ng HTML là m t 'ng d(ng c"a SGML, trong khi XML là m t b trình con c"a SGML. - S phân bi t là r t quan tr ng. C b n, HTML không th dùng RDF l n CDF u là nh ng 'ng d(ng c vi c này. Ví d(, c H nên các 'ng d(ng m i trong khi XML có th th c hi n %nh ngh)a c %nh ngh)a b&ng XML. XML và C HTML th c s gi ng nh hai anh em h h n là hai anh em ru t:-). T h p Web toàn c u W3C ã phát tri n m t bi u làm sáng t m i quan h này. ng thích v i SGML - b t c' m t công c( t o ho c duy t U TE - XML th c s t l n SGML nào c ng có th c ph'c t p h n SGML, và nó c nh ng tài li u XML. Tuy nhiên, XML c thi t k ch y trên m t m ng b ng t ng h u h n ví d( nh Internet. Theo Tim Bray - ng biên t p viên XML - thì ý t !ng &ng sau XML là t n d(ng l i ích c"a SGML, lo i b nh ng ph n ph'c t p, duy trì tính nh4 nhàng, và làm cho nó ho t c trên Web. c s+ d(ng ! nh ng v% trí thích h p; H - HTML, SGML, và XML s* ti p t(c ng n gi n nh t chóng trên Web, th ng là nh ng d ki n ng n h n ví d( nh các ch s* không có ngôn ng nào trong s chúng th hi n b t c' tính ch t l i th i nào khác. HTML v n duy trì cách th'c ngh% s ho c các t b phát hành d li u nhanh ng trình m qu ng cáo. N u d ki n có m t công d(ng dài h n h n và c n m t c u trúc ch t ch* h n, thì các nhà xây d ng Web s* chuy n sang XML. Không gi ng nh HTML và XML, SGML có th s* ch1ng bao gi có c s ch p nh n ph bi n trên Internet, c thi t k ho c n gi n b!i vì nó ch a bao gi c t i u cho các nhu c u c"a m t giao th'c m ng. M'c t i a, v i nh ng 'ng d(ng phát hành có c u trúc ch t ch* ! m'c cao, SGML s* ti p t(c phù h p v i m i yêu c u. GVHD: PGS.TS. Tr ng M Dung Trang 19