Luận văn Ứng dụng web ngữ nghĩa trong lưu trữ và quản lý các tài liệu số

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

  

Lương Đỗ Long

ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA TRONG

LƯU TRỮ VÀ QUẢN LÍ CÁC TÀI LIỆU SỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

  

Lương Đỗ Long

ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA TRONG

LƯU TRỮ VÀ QUẢN LÍ CÁC TÀI LIỆU SỐ

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin

Mã số: 60.48.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS. TS Đỗ Trung Tuấn

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn: “ỨNG DỤNG WEB NGỮ NGHĨA TRONG LƯU

TRỮ VÀ QUẢN LÍ CÁC TÀI LIỆU SỐ” là kết quả nghiên cứu của riêng tôi,

không sao chép của riêng ai. Các số liệu và bảng biểu là hoàn toàn chính xác và nội

dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin đuợc đăng tải trên các

tác phẩm, tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu của luận văn.

Hà nội, ngày 02 tháng 05 năm 2011

Tác giả luận văn

Lương Đỗ Long

i

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trung Tuấn, người thầy đã

hướng dẫn tận tình, chỉ bảo thẳng thắn và đã động viên tôi rất nhiều để tôi hoàn

thành bản luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo của Trường Đại học Công nghệ

đặc biệt là các thầy, cô giáo trong bộ môn Hê thống Thông tin đã giảng dạy, động

viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn.

Sau cùng, tôi xin đuợc gửi lời cám đến các bạn đồng nghiệp, các bạn học viên

cao học khóa 15 - những người đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học

tập và thực hiện luận văn này.

Hà nội, Mùa hè năm 2011

Tác giả luận văn

Lương Đỗ Long

ii

MỤC LỤC

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ WEB NGỮ NGHĨA .................................................1

1.1. Khái niệm Web ngữ nghĩa và Siêu dữ liệu.....................................................1

1.1.1. Khái niệm................................................................................................1

1.1.2. Siêu dữ liệu .............................................................................................2

1.2. Kiến trúc Web ngữ nghĩa...............................................................................3

1.3 Ngôn ngữ Cơ cấu mô tả tài nguyên và Bản thể luận........................................8

1.3.1 Ngôn ngữ mô tả tài nguyên RDF ..............................................................8

1.3.2 Bản thể luận ...........................................................................................15

1.3.3 Lược đồ RDF và truy vấn RDF...............................................................16

Kết luận..............................................................................................................23

Chương 2. TIẾP CẬN WEB NGỮ NGHĨA TRONG LƯU TRỮ VÀ QUẢN LÍ TÀI

LIỆU SỐ................................................................................................................24

2.1 Web ngữ nghĩa và thư viện số.......................................................................24

2.1.1 Thư viện số ngữ nghĩa............................................................................24

2.1.2. Tổ chức tri thức trong thư viện ..............................................................26

2.1.3. Web ngữ nghĩa trong thư viện số...........................................................26

2.2. Kiến trúc của thư viện số ngữ nghĩa.............................................................30

2.3. Bản thể luận cho thư viện số ngữ nghĩa .......................................................31

2.3.1. Bản thể luận biểu ghi thư mục ...............................................................31

2.3.2. Bản thể luận cho cấu trúc nội dung........................................................33

2.3.3. Cơ bản về sự phân loại ..........................................................................34

2.3.4. Xây dựng Bản thể luận ..........................................................................36

2.4. Thư viện số ngữ nghĩa và mạng xã hội.........................................................37

2.5. Tìm kiếm trong thư viện ngữ nghĩa..............................................................38

iii

2.5.1. Tìm kiếm dựa trên sự phân loại .............................................................38

2.5.2. Tìm kiếm ngữ nghĩa ..............................................................................38

Kết luận..............................................................................................................40

Chương 3. Xây dựng thư viện số ngữ nghĩa dựa trên phần mềm JeromeDL...........41

3.1 Giới thiệu phần mềm JeromeDL...................................................................41

3.2. Kiến trúc và Bản thể luận trong JeromeDL ..................................................42

3.2.1. Kiến trúc của JeromeDL........................................................................42

3.2.2. Bản thể luận trong JeromeDL................................................................44

3.3. Truy vấn trong JeromeDL............................................................................48

3.4. Sử dụng JeromeDL......................................................................................51

Kết luận..............................................................................................................53

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..............................................................54

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................56

iv

Bảng kí hiệu thuật ngữ viết tắt

Tiếng Việt

Tên viết tắt

WWW

Tiếng Anh

Mạng toàn cầu

World Wide Web

Tổ chức Mạng toàn cầu

Cơ cấu mô tả tài nguyên

World Wide Web Consortium

W3C

RDF

Resource Description Framework

Lược đồ Cơ cấu mô tả tài Resource Description Framework

nguyên Scheme

RDFS

XML

Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng eXtensible Markup Language

v

Danh mục hình ảnh

Hình 1.1. Kiến trúc của Web ngữ nghĩa..........................................................................................4

Hình 1.2. Đồ thị RDF...................................................................................................................11

Hình 1.3. Quan hệ kế thừa............................................................................................................17

Hình 1.4. Không gian miền và giới hạn của thuộc tính RDFS.......................................................20

Hình 2.1. Các thành phần hỗ trợ thư viện số ngữ nghĩa.................................................................26

Hình 2.2. Biểu diễn cấu trúc tài liệu dưới dạng RDF.....................................................................29

Hình 2.3. Kiến trúc thư viện số ngữ nghĩa ....................................................................................31

Hình 2.4. Bản thể luận BibTeX ....................................................................................................32

Hình 2.5. Một dạng cây phân cấp .................................................................................................35

Hình 2.6. Một Bản thể luận Cys ...................................................................................................35

Hình 2.7. Quá trình tìm kiếm trong thư viện số ngữ nghĩa ............................................................39

Hình 2.8. Quá trình chia sẻ dữ liệu RDF.......................................................................................40

Hình 3.1. Giao diện của JeromeDL ..............................................................................................42

Hình 3.2. Kiến trúc của JeromeDL ...............................................................................................43

Hình 3.3. Bản thể luận MarcOnt...................................................................................................44

Hình 3.4. Bản thể luận cấu trúc nội dung......................................................................................46

Hình 3.5. Mạng xã hội trong JeromeDL .......................................................................................48

Hình 3.6. Các bước trong truy vấn JeromeDL...............................................................................49

Hình 3.7. Giao diện chức năng tìm kiếm ngữ nghĩa ......................................................................52

Hình 3.8. Giao diện chức năng xuất bản tài liệu............................................................................53

vi

Danh mục bảng biểu

Bảng 1. Các lớp trong RDFS........................................................................................................18

Bảng 2. Các thuộc tính trong RDFS .............................................................................................19

Bảng 3. Các lớp, thuộc tính, thể hiện của Bản thể luận MarcOnt...................................................45

Bảng 4. Các lớp, thuộc tính, thể hiện của Bản thể luận cấu trúc nội dung......................................47

vii

MỞ ĐẦU

Web ngữ nghĩa (hay Semantic Web) là thế hệ mở rộng của Web hiện tại được

đưa ra bởi Tim Berners-Lee vào khoảng năm 1998. Mục tiêu ban đầu của Semantic

Web là để hỗ trợ người dùng tìm kiếm thông tin trên mạng một cách nhanh chóng,

chuẩn xác và thông minh hơn so với các công cụ tìm kiếm truyền thống.

Theo định nghĩa của tổ chức World Wide Web Consortium (W3C), web ngữ

nghĩa là sự mở rộng của WWW hiện tại bằng cách thêm vào các mô tả ý nghĩa (hay

ngữ nghĩa) của thông tin dưới dạng mà chương trình mà máy tính có thể hiểu được

và do vậy cho phép xử lí thông tin có hiệu quả hơn. Web ngữ nghĩa cố gắng làm sao

để máy tính hiểu được các khái niệm, mối quan hệ giữa các khái niệm, các thuộc

tính và các tiến trình của chúng. Trong trường hợp này, máy tính có khả năng ra kết

luận và trích xuất ra thông tin mới và có giá trị từ các dữ liệu đã tồn tại. Web ngữ

nghĩa không phải là Trí tuệ nhân tạo (AI), nhưng nó có thể xem là một loại web

thông minh, hay thế hệ phát triển tiếp theo của web. Nền tảng cơ bản làm nên web

ngữ nghĩa là các siêu dữ liệu (metadata) và bản thể luận. Siêu dữ liệu có thể hiểu

đơn giản là dữ liệu về dữ liệu, còn bản thể luận định nghĩa về các từ vựng được sử

dụng trong các miền ứng dụng khác nhau. Các siêu dữ liệu có thể dùng để biểu diễn

cho mọi loại tài nguyên (thực thể hoặc các khái niệm). Một cách để biểu diễn các

khái niệm, và mối quan hệ giữa chúng trong một tài liệu là sử dụng ngôn ngữ mô tả

tài nguyên RDF (Resource Description Framework).

Các tài liệu số (tài nguyên) thường đường lưu trữ và truy cập qua các cổng

thông tin và các thư viện số. Các thư viện số ngoài chức năng lưu trữ các tài liệu số,

còn có chức năng cho phép người sử dụng tìm kiếm các tài liệu có liên quan một

cách nhanh nhất. Các siêu dữ liệu là một trong những cách tiếp cận cho việc biên

mục, phân loại và hỗ trợ tìm kiếm các tài liệu số. Trong cách biểu diễn bởi các siêu

dữ liệu, các tài liệu số được “cấu trúc hóa” vào các siêu dữ liệu. Bất kì thông tin nào

trong các thư viện số cũng có thể được biểu diễn bởi các siêu dữ liệu, với cách biểu

diễn này sẽ thuận lợi cho việc quản lí và người dùng dễ dàng tìm kiếm ra các tài liệu

gốc. Ngoài ra, cách tiếp cận này cho phép các thư viện số dễ dàng chia sẻ các tài

nguyên với nhau dựa trên một chuẩn đặc tả chung. Việc tích hợp ngữ nghĩa vào các

viii

thư viện số dựa trên kiến trúc của Web ngữ nghĩa làm cho thư viện số có nhiều ưu

điểm hơn so với cách tiếp cận thông thường.

Luận văn này tìm hiểu chung nhất về kiến trúc của web ngữ nghĩa, dựa trên

cách tiếp cận web ngữ nghĩa, tìm hiểu cách tích hợp ngữ nghĩa vào các thư viên số.

Cấu trúc của luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về Web ngữ nghĩa

Tìm hiểu chung nhất về kiến trúc của web ngữ nghĩa, các thành phần cơ bản

làm nên web ngữ nghĩa.

Chương 2: Tiếp cận Web ngữ trong lưu trữ và quản lí tài liệu số

Tìm hiểu một trong những cách quản lí tài liệu số đó là thư viện số. Nghiên

cứu cách tích hợp ngữ nghĩa vào các tài nguyên trong thư viện số: cơ chế biên mục

và phân loại dựa trên ngữ nghĩa

Chương 3: Xây dựng thư viện số ngữ nghĩa dựa trên phần mềm

JeromeDL

Giới thiệu phần mềm mã nguồn mở JeromeDL trong việc xây dựng các thư

viện số ngữ nghĩa.

ix

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ WEB NGỮ NGHĨA

Trong chương này, sẽ giới thiệu công nghệ cơ bản được sử dụng trong luận

văn, bao gồm định nghĩa về web ngữ nghĩa, những nồ lực trong việc xây dựng web

ngữ nghĩa từ web hiện tại, giới thiệu kiến trúc web ngữ nghĩa của tổ chức World

WideWeb Consortium (W3C). Tìm hiểu về Bản thể luận và ngôn ngữ bản thể luận.

1.1. Khái niệm Web ngữ nghĩa và Siêu dữ liệu

1.1.1. Khái niệm

Sau khi ra đời của Internet và World Wide Web (WWW), rất nhiều những nỗ

lực đã được thực hiện và các công nghệ được phát triển nhằm mục đích làm cho

World Wide Web tốt hơn, nhanh hơn, và thông minh hơn. Nhiều công nghệ, kiến

nghị sau khi xuất hiện đã trở thành chuẩn chung chỉ trong một thời gian ngắn. Một

trong những nỗ lực này là web ngữ nghĩa. Web ngữ nghĩa có thể được xem là sự mở

rộng của web hiện tại. Web ngữ nghĩa không phải là Trí tuệ nhân tạo, nhưng có thể

xem là một dạng web thông minh.

Web ngữ nghĩa là sự mở rộng của WWW bằng cách thêm vào các mô tả ngữ

nghĩa của thông tin dưới dạng mà chương trình máy tính có thể “hiểu” và do vậy

cho phép xử lý thông tin hiệu quả hơn [3]. Xét về mặt bản chất, Semantic Web ngữ

nghĩa chỉ là một công cụ để con người cũng như máy tính sử dụng để biểu diễn

thông tin, hay nói chính xác hơn thì Web ngữ nghĩa chỉ là một dạng dữ liệu trên

Web. Khác với các dạng thức dữ liệu được trình bày trong HTML, dữ liệu trong

Semantic Web được đánh dấu, phân lớp, mô hình hóa, được bổ sung thêm các thuộc

tính, các mối liên hệ… theo các lĩnh vực cụ thể, qua đó giúp cho các phần mềm

máy tính có thể hiểu được dữ liệu và tự động xử lý được những dữ liệu đó.

Có thể kể ra đây những ưu điểm của web ngữ nghĩa so với web hiện tại:



Máy tính có thể hiểu được thông tin trên Web: Web ngữ nghĩa định nghĩa

các khái niệm và bổ sung quan hệ dưới dạng máy tính có thể hiểu được. Do

1

đó, việc tìm kiếm, đánh giá, xử lý, tích hợp thông tin có thể được tiến hành

một cách tự động.



Thông tin được tìm kiếm nhanh chóng và chính xác hơn: Với Web ngữ

nghĩa, máy tính có thể xác định một thực thể thuộc lớp hay thuộc tính cụ thể

nào dựa trên ngữ cảnh chứa nó. Do đó thu hẹp không gian tìm kiếm và cho

kết quả nhanh, chính xác hơn.



Khả năng suy luận thông minh: Dựa vào các luật suy diễn trên cơ sở tri thức

về các thực thể, máy tính có khả năng sinh ra những kết luận mới.

Dữ liệu liên kết động: Thay thế cách liên kết sử dụng hyperlink tĩnh trong

Web cũ, Web ngữ nghĩa liên kết dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau một cách

hiệu quả hơn dựa trên định danh của tài nguyên (URI) và quan hệ giữa

chúng. Cách liên kết này đôi khi còn được gọi là liên kết bằng siêu dữ liệu.

Trong web ngữ nghĩa, với sự trợ giúp của các công nghệ khác, chúng ta có thể

trợ giúp cho máy tính hiểu được các khái niệm, mối quan hệ giữa chúng, xử lí

nhanh chóng, chính xác các truy vấn từ người dùng.

1.1.2. Siêu dữ liệu

Một trong những nền tảng cơ bản làm nên web ngữ nghĩa là các siêu dữ liệu.

Siêu dữ liệu dùng để mô tả tài nguyên thông tin, còn gọi là dữ liệu về dữ liệu. Mỗi

thực thể hay khái niệm có thể có một hay nhiều siêu dữ liệu. Cho ví dụ, một khóa

luận tốt nghiện có [một tác giả], [tên khóa luận], [cán bộ hướng dẫn], ... là các siêu

dữ liệu về khóa luận. Chúng ta có thể đơn giản hóa việc phân loại và truy vấn dữ

liệu bằng cách dùng các siêu dữ liệu.

Mối liên hệ giữa siêu dữ liệu và tài nguyên thông tin mà nó mô tả có thể được

thể hiện ở một trong hai cách sau:

 Các phần tử metadata được chứa trong một biểu ghi tách biệt bên ngoài

đối tượng mô tả.

 Các phần tử metadata có thể được nhúng (gắn) vào bên trong tài

nguyên mà nó mô tả.

Trước đây với tài liệu truyền thống, các mô tả dữ liệu nằm ngoài đối tượng mô

tả, như vậy siêu dữ liệu được lưu trữ một cách tách biệt bên ngoài đối tương mô tả.

2

Với tài liệu số, siêu dữ liệu của chúng được nhúng (gắn) trong bản thân tài

nguyên hoặc liên kết với tài nguyên mà nó mô tả như trong trường hợp các thẻ meta

của tài liệu HTML

i. Sơ đồ siêu dữ liệu

Sơ đồ siêu dữ liệu là tập hợp những yếu tố siêu dữ liệu được thiết kế cho mô tả

một dạng tài nguyên thông tin cụ thể. Như vậy siêu dữ liệu là sơ đồ hình thức được

xác định để mô tả tài nguyên thông tin cho đối tượng số hoặc không số. Thí dụ tập

hợp yếu tố siêu dữ liệu Dublin Core có sơ đồ bao gồm 15 yếu tố cơ bản để mô tả tài

nguyên thông tin.

ii. Ngữ nghĩa

Định nghĩa các yếu tố hoặc ý nghĩa đực gán cho các yếu tố siêu dữ liệu thì

được gọi là ngữ nghĩa của sơ đồ. Mỗi sơ đồ siêu dữ liệu có ngữ nghĩa và cú pháp

được quy định riêng. Ví dụ trong yếu tố siêu dữ liệu Dublin Core yếu tố “Creator” –

dùng để xác định là tác giả của tài liệu, hoặc yếu tố “Title” – được hiểu là nhan đề

của tài liệu.

iii. Nội dung

Giá trị (dữ liệu) của từng yếu tố được gọi là nội dung. Đó chính là giá trị của

mỗi yếu tố siêu dữ liệu. Nhờ các sơ đồ dữ liệu, các chương trình xử lý tự động sẽ

nhận biết đoạn dữ liệu nào sẽ thuộc thành phần nào, chẳng hạn đoạn dữ liệu này

được nhận biết là nhan đề, đoạn dữ liệu kia được nhận biết là tác giả của tài liệu.

1.2. Kiến trúc Web ngữ nghĩa

Để có được những khả năng như đã đề cập ở phần trên, web ngữ nghĩa cần có

một hạ tầng chặt chẽ với nhiều lớp hỗ trợ. Dưới đây là kiến trúc tổng quát nhất của

web ngữ nghĩa do tổ chức W3C đề xuất:

3

Hình 1.1. Kiến trúc của Web ngữ nghĩa

i. Unicode và định danh tài nguyên thống nhất

Tầng thấp nhất là tài nguyên (một đối tượng, một thực thể hay một khái niệm,

v.v...), chúng được mô tả bằng các định danh tài nguyên thống nhất - Uniform

Resource Identifier (URI). Mục đích của tầng này là xác định tính duy nhất của mỗi

tài nguyên. Một tài nguyên có duy nhất một URI, tập con của URI là định vị tài

nguyên thống nhất: Uniform Resource Locator (URL), nó chứa phương thức truy

cập và vị trí của tài liệu trên mạng. Một tập con khác của URI là tên tài nguyên

thống nhất : Uniform Resource Name (URN), cho phép xác định một tài nguyên mà

không cần phải chứa địa chỉ và phương thức truy cập đến nó, ví dụ chỉ số ISBN là

một URN. Việc sử dụng URI là rất quan trọng, vì nó cho phép xây dựng một hệ

thống phân tán, trong đó các tài nguyên nằm ở nhiều nơi khác nhau trên mạng. Một

biến thể khác của URI là định danh tài nguyên được quốc tế hóa: Internationalized

Resource Identifier (IRI), nó cho phép sử đụng các kí tự Unicode trong định danh

[1].

Để mã hóa các thông tin, dữ liệu ta sử dụng chuẩn mã hóa Unicode, đây là

chuẩn thống nhất dùng để mã hóa các tập kí tự quốc tế. Nó cho phép tất cả các ngôn

ngữ của tất cả các nước có thể được mã hóa thống nhất, tránh hiện tượng mỗi quốc

gia lại sử dụng một chuẩn mã hóa riêng, gây khó khăn cho trao đổi dữ liệu.

4

ii. Biểu diễn XML

Tầng tiếp theo là Ngôn ngữ đánh dẫu mở rộng: Extensible Markup Language

(XML), nó được dùng để biểu diễn dữ liệu mà máy tính có thể hiểu và xử lí dữ liệu

được. XML là công nghệ chính và là chuẩn của web hiện tại và trong tương lai. Với

XML, máy tính có thể tích hợp và tương tác trao đổi dữ liệu với nhau. XML cung

cấp một phương tiện dùng văn bản để mô tả thông tin và áp dụng một cấu trúc kiểu

cây cho thông tin đó. Tại mức căn bản, mọi thông tin đều thể hiện dưới dạng text,

chen giữa là các thẻ đánh dấu với nhiệm vụ ký hiệu sự phân chia thông tin thành

một cấu trúc có thứ bậc của các dữ liệu ký tự, các phần tử dùng để chứa dữ liệu, và

các thuộc tính của các phần tử đó. Đơn vị cơ sở của XML là các ký tự theo định

nghĩa của Bộ ký tự toàn cầu (Universal Character Set). Các ký tự được kết hợp theo

các tổ hợp chuỗi hợp lệ để tạo thành một tài liệu XML. Tài liệu này gồm một hoặc

nhiều thực thể, mỗi thực thể thường là một phần nào đó của các ký tự thuộc tài liệu,

được mã hóa dưới dạng một chuỗi các bit và lưu trữ trong một tệp văn bản.

Các tệp XML có thể dùng cho nhiều loại dữ liệu đa phương tiện. RFC3023

định nghĩa các loại "application/xml" và "text/xml", với ý rằng dữ liệu được biểu

diễn bằng XML mà không nói gì đến ngữ nghĩa của dữ liệu.

Bằng cách cho phép các tên dữ liệu, cấu trúc thứ bậc được phép, và ý nghĩa

của các phần tử và thuộc tính có tính chất mở và có thể được định nghĩa bởi một

lược đồ tùy biến được (XML Scheme), XML cung cấp một cơ sở cú pháp

(Document Type Definition - DTD) cho việc tạo lập các ngôn ngữ đánh dấu dựa

XML theo yêu cầu. Cú pháp chung của các ngôn ngữ đó là cố định — các tài liệu

phải tuân theo các quy tắc chung của XML, bảo đảm rằng tất cả các phần mềm hiểu

XML ít ra cũng phải có khả năng đọc (phân tích cú pháp) và hiểu bố cục tương đối

của thông tin trong các tài liệu đó. Lược đồ chỉ bổ sung một tập các ràng buộc cho

các quy tắc cú pháp. Các lược đồ thường hạn chế tên của phần tử và thuộc tính và

các cấu trúc thứ bậc được phép, ví dụ, chỉ cho phép một phần tử tên 'ngày sinh' chứa

một phần tử tên 'ngày' và một phần tử có tên 'tháng', mỗi phần tử phải chứa đúng

một ký tự.

Có một khái niệm rất quan trọng trong XML là Không gian tên XML (XML

namespace). Không gian tên XML là cơ chế cho phép gom các tên phân tử và thuộc

tính vào một nhóm. Nó thường xuyên được dùng để phối hợp việc dùng tên phần tử

(hay thuộc tính) từ nhiều nguồn khác nhau trong một tài liệu XML, mà vẫn tránh

được nguy cơ trùng tên. Một Không gian tên là tập hợp các tên có thể dùng trong tài

5

liệu XML, như tên các phần tử, thuộc tính,..., nó gom các tên này vào các vùng

riêng.

iii. Trao đổi dữ liệu RDF

Cơ cấu mô tả tài nguyên - RDF được W3C giới thiệu để cung cấp một cú pháp

chuẩn để tạo, thay đổi và sử dụng các chú thích trong Web ngữ nghĩa. Một mệnh đề

RDF là một bộ ba có dạng: [chủ đề], [thuộc tính], [đốitượng]. Trong đó, [chủ đề] là

tài nguyên mà được mô tả bằng [thuộc tính] và [đối tượng]. [Thuộc tính] thể hiện

mối quan hệ giữa [chủ đề] và [đối tượng]. Còn [đối tượng] ở đây có thể là một tài

nguyên hoặc một giá trị. Ba thành phần trên trong RDF đều là các URI.

Ví dụ về biểu diễn RDF của siêu dữ liệu Dublin Core:

<rdf:RDF

xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">

<rdf:Description rdf:about=

"http://ebook.com/onthidaihoc/toan/KhaoSatHamSo.pdf">

<dc:creator>Lương Đỗ Long</dc:creator>

<dc:title>Các dạng khảo sát hàm số</dc:title>

<dc:description>Giới thiệu các dạng khảo sát hàm số thường hay gặp

trong các kì thi đại học</dc:description>

<dc:date>2000-01-20</dc:date>

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

Chi tiết về RDF sẽ được đề cập chi tiết ở phần sau.

iv. Lược đồ RDF

Để xác định ra cấu trúc và ngữ nghĩa của RDF, ngôn ngữ lược đồ RDF: RDF

Scheme (hay RDFS) đã được đề xuất. RDFS là một ngôn ngữ Bản thể luận đơn

giản của web ngữ nghĩa, được coi là một ngôn ngữ cơ sở của web ngữ nghĩa. RDFS

cung cấp một phương tiện để đặc tả các từ vựng mô tả tính chất và quan hệ giữa các

tài nguyên RDF, bao gồm:

-

Định nghĩa các lớp tài nguyên

Định nghĩa các quan hệ giữa các lớp

Định nghĩa các loại thuộc tính mà các lớp trên có

6

-

Định nghĩa các mối quan hệ giữa các thuộc tính.

v. Bản thể luận

Đối với mỗi miền ứng dụng cụ thể, sẽ có một tập các khái niệm và các mối

quan hệ, ràng buộc giữa chúng tạo thành một bản thể luận. Một khái niệm có thể là

một lớp, một thuộc tính của một lớp hay bộ từ vựng sử dụng trong miền ứng dụng

đó. Bộ từ vựng bản thể luận được xây dựng trên cơ sở tầng RDF và RDFS, cung

cấp biểu diễn ngữ nghĩa mềm dẻo cho tài nguyên web và có khả năng hỗ trợ lập

luận. Để xây dựng được các bộ từ vựng này, người ta đã sử dụng các ngôn ngữ bản

thể luận để biểu diễn chúng như: RDFS, OIL, DAML, DAML+OIL, hay ngôn ngữ

bản thể luận cho web (OWL), ... Các ngôn ngữ này cung cấp khả năng biểu diễn và

hỗ trợ lập luận khác nhau và chúng dựa trên nền tảng là các ngôn ngữ logic mô tả

tương ứng khác nhau.

Để cung cấp các luật suy diễn dựa trên các ngôn ngữ bản thể luận, một số

ngôn ngữ luật đang được phát triển và chuẩn hóa, chẳng hạn, ngôn ngữ Qui tắc trao

đổi định dạng (Rule Interchange Format RIF ).

Để truy vấn dữ liệu RDF trong một cơ sở tri thức, ngôn ngữ truy vấn RDF:

Simple Protocol and RDF Query Language – SPARQL đã được đề xuất. Ngôn ngữ

SPARQL là ngôn ngữ truy vấn tương tự như ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc SQL

dùng để thao tác với các hệ hệ quản trị CSDL quan hệ

vi. Tầng Logic

Việc biểu diễn các tài nguyên dưới dạng các bộ từ vựng ontology có mục đích

là để máy có thể lập luận được. Mà cơ sở lập luận chủ yếu dựa vào logic. Chính vì

vậy mà các ontology được ánh xạ sang logic, cụ thể là logic mô tả để có thể hỗ trợ

lập luận. Vì logic mô tả có biểu diễn ngữ nghĩa hình thức và cung cấp các dịch vụ

lập luận, là cơ sở để hỗ trợ máy tính có thể lập luận và hiểu tài nguyên.

vii. Tầng chứng minh

Tầng này đưa ra các luật để suy luận. Cụ thể từ các thông tin đã có ta có thể

suy ra các thông tin mới. Ví dụ: A là cha của B, A là em trai C thì khi đó ta có thông

tin mới là C là bác của B. Để có được các suy luận này thì cơ sở là FOL (First-

Order-Logic). Và tầng này hiện nay các nhà nghiên cứu đang xây dựng các ngôn

ngữ luật cho nó như: SWRL, RuleML.

7

Để đảm bảo dữ liệu đầu vào đáng tin cậy, có thể sử dụng mật mã, chẳng hạn

như sử dụng chữ kí điện tử để thẩm định xuất xứ của nguồn dữ liệu [2]

viii. Tầng xác nhận

Đảm bảo tính tin cậy của các ứng dụng trên Web ngữ nghĩa. Ví dụ: có một

mệnh đề: X là A, một mệnh đề khác lại xác định X không là A, như thế Web ngữ

nghĩa là không đáng tin cậy? Câu trả lời ở đây được xem xét trong các ngữ cảnh.

Mỗi ứng dụng trên web ngữ nghĩa sẽ có một ngữ cảnh cụ thể, chính vì thế các mệnh

đề trên có thể nằm trong các ngữ cảnh khác nhau khi đó ngữ nghĩa tương ứng khác

nhau nên các mệnh đề đó vẫn đúng, đáng tin cậy trong ngữ cảnh của nó. Để có được

sự chứng minh về độ tin cậy thì các lập luận được áp dụng là không đơn điệu và có

các cơ chế kiểm tra chứng minh kết hợp với công nghệ chữ ký điện tử để xác nhận

độ tin cậy. Các ngôn ngữ chứng minh là ngôn ngữ cho ta chứng minh một mệnh đề

là đúng hay sai.

ix. Giao diện người dùng và ứng dụng

Đây là tầng trực tiếp giao tiếp với người dùng và ứng dụng, tầng này cung cấp

giao diện cho người dùng và các dịch vụ khác truy cập.

1.3 Ngôn ngữ Cơ cấu mô tả tài nguyên và Bản thể luận

1.3.1 Ngôn ngữ mô tả tài nguyên RDF

Ngôn ngữ biểu diễn dữ liệu và tri thức là một khía cạnh quan trọng của

Semantic Web. Như đã đề cập ở bên trên, XML là nền tảng cơ bản làm nên web

ngữ nghĩa, tuy nhiên XML không đủ khả năng để tạo ra ngữ nghĩa trong web. Mặc

dù XML cho phép người dùng thêm dữ liệu tùy ý vào cấu trúc tài liệu nhưng nó

không đề cập gì đến ngữ nghĩa của tài liệu hàm chứa.

Ngôn ngữ Cơ cấu mô tả tài nguyên - RDF được đề xuất nhằm khắc phục

những nhược điểm của XML không thể giải quyết được. Định nghĩa cơ bản của

ngôn ngữ RDF là dùng để mã hóa các siêu dữ liệu của các tài nguyên vào một bộ ba

(RDF Triple): [chủ ngữ], [vị ngữ] và [đối tượng]. Ta biết rằng mỗi một thực thể hay

khái niệm đều có các thuộc tính, mỗi thuộc tính đều có các giá trị, vì vậy mọi tài

nguyên cũng đều có thể được biểu diễn qua ngôn ngữ RDF.

XML cung cấp cú pháp để mã hóa dữ liệu, RDF là một cơ cấu chỉ ra điều gì

đó về dữ liệu. RDF cung cấp một mô hình dữ liệu, và một cú pháp đơn giản sao cho

8

các hệ thống độc lập có thể trao đổi và sử dụng nó. RDF được thiết kế sao cho hệ

thống máy tính có thể hiểu được và có thể đọc được thông tin, chứ không phải để

trình bày dữ liệu cho người dùng. Là một thành phần của Web ngữ nghĩa, được đặt

trên XML, RDF sử dụng cú pháp của XML để biểu diễn thông tin, điều này có

nghĩa là các tài liệu RDF được viết bằng XML. Ngôn ngữ XML dùng để biểu diễn

thông tin trong RDF được gọi là RDF/XML. Thông qua định dạng này, các thông

tin trong RDF có thể được trao đổi dễ dàng giữa các hệ thống máy tính cũng như

các hệ điều hành hay các ngôn ngữ lập trình ứng dụng khác nhau.

RDF mô tả các nguồn tài nguyên bởi bộ ba [chủ ngữ], [vị ngữ], [ đối tượng].

Một [vị ngữ] là một khía cạnh, tính chất, thuộc tính, hay mối liên hệ mô tả cho một

tài nguyên. Một phát biểu bao gồm một tài nguyên riêng biệt, một thuộc tính được

đặt tên, và giá trị thuộc tính cho tài nguyên đó ([đối tượng]). Giá trị này cơ bản có

thể là một tài nguyên khác hay một giá trị mang tính nghĩa đen hay dạng chuỗi văn

bản tùy ý. [Chủ ngữ] và đối tượng được xác định qua Định danh tài nguyên thống

nhất – URI, chẳng hạn chúng có thể là một liên kết của một trang web. Các [vị ngữ]

cũng được xác định qua URI, do đó bất kì ai cũng có thể định nghĩa ra một khái

niệm mới, một thuộc tính mới, bằng cách chỉ cần định nghĩa URI cho chúng. Bởi vì

RDF sử dụng URI để biểu diễn các thông tin trong một tài liệu, các URI đảm bảo

rằng các khái niệm không chỉ chứa văn bản thuần túy mà nó còn là định danh tài

nguyên duy nhất mà tất cả người dùng có thể tìm kiếm được trên mạng. Trong

RDF, các URI đóng một vai trò rất quan trọng: Chúng ta có thể tạo ra các (siêu) dữ

liệu dựa trên bất kỳ một nguồn tài nguyên nào trên Web, ngữ nghĩa được đưa vào

các nguồn tài nguyên Web thông qua các URI, và URI cho phép liên kết giữa các

phần tử dữ liệu thông qua các thuộc tính.

i. Mô hình dữ liệu RDF

Sự kết hợp của một nguồn tài nguyên ([chủ ngữ]), một thuộc tính ([vị ngữ]) và

một giá trị của thuộc tính được ([đối tượng]) được đặt trong một Phát_biểu.

Ví dụ một câu nói như sau: “Giám đốc của công ty Garden Network là

Nguyễn Văn A”. Như vậy, ta có thể biểu diễn bởi một Phát_biểu với các “thông số”

sau:

- Chủ ngữ của Phát_biểu RDF là: “Công ty Garden Network”

- Tính chất là: “Giám đốc”

- Đối tượng là: “Nguyễn Văn A”

9

Mô hình cơ bản của RDF gồm ba bộ phận sau:

 Tài nguyên: là tất cả những gì được mô tả bằng biểu thức RDF

 Thuộc tính: là đặc tính hay quan hệ mô tả tính chất tài nguyên

 Phát_biểu: mỗi phát biểu gồm ba thành phần sau

- [Chủ ngữ]: địa chỉ hay vị trí tài nguyên muốn mô tả.

- [Vị ngữ]: xác định tính chất của tài nguyên.

- [ Đối tượng]: nội dung gán cho thuộc tính.

ii. RDF và Cơ sở dữ liệu quan hệ

Trong các Cơ sở dữ liệu quan hệ truyền thống, dữ liệu được lưu dưới dạng các

bảng. Trong mỗi bảng, mỗi hàng là một bản ghi không có giới hạn về số lượng các

trường.

Ví dụ ta có bảng sau:

ISBN

10001111 Lập trình C Lê A

10111112 Vi xử lí Trần H

Tên

Tác giả

NXB

ĐHQG

Giáo dục

Số trang

250

300

Giá bán

45.000

50.000

Nếu lưu các dữ liệu trên dưới dạng RDF, đòi hỏi các dữ liệu phải được chia

nhỏ để lưu dưới dạng các bộ ba:

ISBN

Tên

10001111 Lập trình C

10111112 Vi xử lí

Phát_biểu: {10001111, Tên, “Lập trình C”}

So với CSDL quan hệ, cách lưu trữ dưới dạng RDF có những ưu điểm sau:

- Tổ chức dữ liệu đơn giản, đồng nhất nên thông tin dễ dàng chỉnh sửa

- Cấu trúc bộ ba giúp ta dễ truy xuất các thông tin bởi các hệ thống suy

luận, tìm kiếm ngữ nghĩa. Cũng nhờ vậy mà những bộ xử lí RDF có thể

suy ra những tri thức mới

- Chia sẻ dữ liệu trên mạng nhờ sự đồng nhất.

10

iii. Đồ thị RDF

Tập hợp các bộ ba tạo thành đồ thị RDF (đồ thị có hướng). Các nút trong đồ

thị là [chủ ngữ] và [đối tượng], các cung trong đồ thị là [Vị ngữ] và luôn có hường

từ [chủ ngữ] tới [đối tượng]. Dùng đồ thị làm cho thông tin thể hiện rõ ràng và dễ

hình dung hơn.

Hình 1.2. Đồ thị RDF

iv. Cú pháp của RDF

Mô hình RDF thể hiện một mô hình ở mức trừu tượng để định nghĩa siêu dữ

liệu. Cú pháp RDF được dùng để tạo ra và trao đổi siêu dữ liệu, vì thế RDF dựa trên

cú pháp XML.

Cú pháp cơ bản của RDF có dạng như sau:

[1] RDF ::= ['<rdf:RDF>'] description* ['</rdf:RDF>']

[2] description ::= '<rdf:Description' idAboutAttr? '>' propertyElt*

'</rdf:Description>'

[3] idAboutAttr ::= idAttr | aboutAttr

[4] aboutAttr ::= 'about="' URI-reference '"'

[5] idAttr ::= 'ID="' IDsymbol '"'

[6] propertyElt ::= '<' propName '>' value '</' propName '>'| '<' propName

resourceAttr '/>'

[7] propName ::= Qname

[8] value ::= description | string

[9] resourceAttr ::= 'resource="'tham chiếu URI'"'

[10] Qname ::= [ NSprefix ':' ] name

[11] URI-reference ::= string, interpreted per [URI]

[12] IDsymbol ::= (bất kỳ ID nào hợp lệ nào của XML)

[13] name ::= (bất kỳ tên hợp lệ nào của XML)

[14] NSprefix ::= (bất kỳ tiếp đầu ngữ namespace hợp lệ nào)

[15] string ::= (bất kỳ chuỗi nào

Ví dụ:

Xét phát biểu sau {ketquasoxo.html, create-date, “10-10-2010”}

Cú pháp RDF/XML để biểu diễn cho phát biểu trên như sau:

11

1: <?xml version="1.0"?>

2: <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

3: xmlns:exterms="http://www.abc.vn/">

4: <rdf:Description rdf:about="http://www.abc.vn/ketquasoxo.html">

5: <exterms:creation-date>10-10-2010</exterms:creation-date>

6: </rdf:Description>

7: </rdf:RDF>

Trong đó:

Dòng 1: là khai báo XML, cho biết nội dung theo sau dựa trên cú pháp XML

và phiên bản XML được dùng.

Dòng 2 và 3: bắt đầu với thẻ rdf:RDF , cho biết rằng nội dung XML tiếp theo

mô tả RDF. Từ khóa này xác định tài liệu này được biểu diễn dưới dạng RDF. Tiếp

theo là phần khai báo không gian tên XML được sử dụng trong tài liệu, tùy vào nhu

cầu và mục đích sử dụng mà ta có thể dùng các không gian tên khác nhau cho từng

tài liệu.

Dòng 4, 5, 6: mô tả những mệnh đề RDF. Để mô tả bất kỳ phát biểu nào dạng

RDF/XML có thể dùng rdf:Description, và rdf:about , đây chính là [chủ ngữ] của

phát biểu. Thẻ bắt đầu rdf:Description trong dòng 4 cho biết bắt đầu mô tả về một

tài nguyên, và tiếp tục định danh tài nguyên này dùng thuộc tính rdf:about để chỉ ra

URI của tài nguyên..

Dòng 5 cung cấp 1 phần tử thuộc tính, với Qname là exterms:creation-date

như là thẻ của nó. Nội dung của phần tử thuộc tính này là [đối tượng] của

Phát_biểu, có giá trị là kiểu chuỗi kí tự “10 tháng 10 năm 2010 “.

Dòng 7: cho biết kết thúc của thẻ rdf:RDF bắt đầu ở dòng 2 và cũng là thẻ

kết thúc của tài liệu RDF.

. Bộ chứa RDF

Để mô tả tập hợp của nhiều đối tượng như một bài báo khoa học được viết bởi

nhiều tác giả, danh sách các sinh viên trong một khóa học, v.v... RDF cung cấp

nhiều kiểu và nhiều thuộc tính tích hợp sẵn giúp mô tả được những tập như vậy,

trong đó có kiểu khai báo “bộ chứa” (container), dùng để lưu danh sách các tài

nguyên hoặc các kiểu giá trị (Một bộ chứa là một nguồn tài nguyên chứa những cái

gì đó, những cái gì đó được đặt trong bộ chứa được gọi là các thành viên).Các phần

tử của một bộ chứa có thể là các tài nguyên URI (có thể là rỗng) hay là các giá trị

12

kiểu chuỗi kí tự. RDF định nghĩa 3 loại đối tượng “bộ chứa”: Bag, Sequence, và

Alternative.

<rdf:Bag> là danh sách không có thứ tự của các tài nguyên hoặc các giá trị.

Bag cho phép những giá trị có thể trùng lặp nhau.

Vi dụ

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:group="http://www.abc.vn/group#">

<rdf:Description rdf:about="http://www.caohoc.com.vn/database">

<group:member>

<rdf:Bag>

<rdf:li>Nguyễn Văn A</rdf:li>

<rdf:li>Lê ThịC</rdf:li>

<rdf:li>Trần B</rdf:li>

</rdf:Bag>

</group:member>

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

<rdf:Seq> là danh sách có thứ tự của các tài nguyên hoặc các giá trị. Chẳng

hạn dùng Sequence để lưu trữ các giá trị theo thứ tự bảng chữ cái. Sequence cho

phép những giá trị có thể trùng lặp nhau.

Ví dụ:

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:class="http://www.abc.vn/class#">

<rdf:Description rdf:about="http://www.caohoc.com.vn/K15T2">

<class:member>

<rdf:seq>

<rdf:li>Nguyễn A</rdf:li>

<rdf:li>Nguyễn B</rdf:li>

<rdf:li>Nguyễn C</rdf:li>

<rdf:li>Nguyễn D</rdf:li>

</rdf:seq>

</class:member>

</rdf:Description>

13

</rdf:RDF>

<rdf:Alt> là một danh sách các tài nguyên hoặc các giá trị, được dùng để biểu

diễn các giá trị lựa chọn của một thuộc tính (người dùng chỉ có thể được lựa chọn

một trong các giá trị đó).

Ví dụ:

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns: paper ="http://www.abc.vn/paper#">

<rdf:Description rdf:about="http://www.semlib.com/database/dbs">

< paper:format>

<rdf:Alt>

<rdf:li>pdf</rdf:li>

<rdf:li>doc</rdf:li>

<rdf:li>latex</rdf:li>

</rdf:Alt>

</paper:format>

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

. Tập hợp RDF

Tập hợp RDF (Collection RDF) được sử dụng để mô tả các nhóm chỉ chứa

những thành viên đã được đặc tả. Như ta đã biết, trong RDF, một bộ chứa RDF cho

thấy các thành viên của nó là các nguồn tài nguyên, nó không cho biết rằng những

thành viên nào không được phép.

Một tập hợp được mô tả bởi thuộc tính rdf:parseType="Collection".

Ví dụ:

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF

xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns: paper ="http://www.abc.vn/paper#">

<rdf:Description

rdf:about=" http://www.semlib.com/database">

<paper:sub rdf:parseType="Collection">

<rdf:Description rdf:about="http://www.semlib.com/database/relativedb"/>

<rdf:Description rdf:about="http://www.semlib.com/database/activedb"/>

14

<rdf:Description rdf:about=" http://www.semlib.com/database/objectdb"/>

<rdf:Description rdf:about="http://www.semlib.com/database/xmldb"/>

</ paper:sub>

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

1.3.2 Bản thể luận

Trong khoa học máy tính, một bản thể luận là một mô hình dữ liệu biểu diễn

một lĩnh vực và được sử dụng để suy luận về các đối tượng trong lĩnh vực đó và

mối quan hệ giữa chúng. Bản thể luận cung cấp một bộ từ vựng chung bao gồm các

khái niệm, các thuộc tính quan trọng và các định nghĩa về các khái niệm và các

thuộc tính này. Ngoài bộ từ vựng, bản thể luận còn cung cấp các ràng buộc, đôi khi

các ràng buộc này được coi như các giả định cơ sở về ý nghĩa mong muốn của bộ từ

vựng, nó được sử dụng trong một miền mà có thể được giao tiếp giữa người và các

hệ thống ứng dụng phân tán hỗn tạp khác.

Bản thể luận được xem là “trục xương sống” của Semantic Web. Danh sách

dưới đây sẽ phân tích vai trò của ontology trong ngữ cảnh ứng dụng Web có ngữ

nghĩa.

. Chia sẻ sự hiểu biết chung giữa các ứng dụng và con người..

. Cho phép sử dụng lại tri thức. Ví dụ, nếu một bản thể luận đã được phát

triển các ứng dụng có thể sử dụng lại.

. Đưa ra các giả thiết rõ ràng về miền: Đặc tả rõ ràng về miền tri thức sẽ

giúp cho người mới dễ tìm hiểu ngữ nghĩa của miền lĩnh vực.

. Phân tách tri thức lĩnh vực với tri thức thao tác.

. Phân tích tri thức lĩnh vực. Phân tích hình thức của các khái niệm, cần

thiết cho việc tái sử dụng và mở rộng ontology.

Bộ từ vựng bản thể luận được xây dựng trên cơ sở của cơ cấu mô tả tài nguyên

(RDF) và lược đồ RDF, nó cung cấp khả năng biểu diễn ngữ nghĩa mềm dẻo cho tài

nguyên Web và có khả năng hỗ trợ lập luận.

Có một số kỹ thuật lập mô hình và biểu diễn bản thể luận như frames, logic

bậc nhất, logic mô tả, kĩ nghệ phần mềm, ... Mặc dù các kỹ thuật này có thể biểu

diễn cùng một cơ sở tri thức với các mức độ hình thức và chi tiết khác nhau, nhưng

chúng đều có cùng các thành phần cơ bản sau:

15

i. Các cá thể – Thể hiện

Các cá thể là các thành phần cơ bản của một bản thể luận. Các cá thể trong

một bản thể luận có thể là các đối tượng cụ thể như con người, động vật, máy tính...

cũng có thể là các đối tượng trừu tượng như các thành viên trong một tổ chức nào

đó, hay một từ ngữ nào đó. Một bản thể luận có thể không cần có một cá thể nào.

ii. Các lớp – Khái niệm

Các lớp là các nhóm, tập hợp các đối tượng trừu tượng. Chúng có thể chứa các

cá thể, các lớp khác, hay là sự phối hợp của cả hai.

Các bản thể luận biến đổi tuỳ thuộc vào cấu trúc và nội dung của nó: Một lớp

có thể chứa các lớp con, có thể là một lớp tổng quan (chứa tất cả mọi thứ), có thể là

lớp chỉ chứa những cá thể riêng lẻ. Một lớp có thể xếp gộp vào hoặc bị xếp gộp vào

bởi các lớp khác. Mối quan hệ xếp gộp này được sử dụng để tạo ra một cấu trúc có

thứ bậc các lớp, thường là với một lớp thông dụng nhất kiểu

iii. Các thuộc tính

Các đối tượng trong ontology có thể được mô tả thông qua việc khai báo các

thuộc tính của chúng. Mỗi một thuộc tính đều có tên và giá trị của thuộc tính đó.

Các thuộc tính được sử dụng để lưu trữ các thông tin mà đối tượng có thể có. Ví dụ,

đối với một cá nhân có thể có các thuộc tính: Họ_tên, ngày_sinh, quê_quán,

số_cmnd…

Giá trị của một thuộc tính có thể có các kiểu dữ liệu phức tạp.

iv. Các mối quan hệ

Một trong những ứng dụng quan trọng của việc sử dụng các thuộc tính là để

mô tả mối liên hệ giữa các đối tượng trong ontology.

Một kiểu quan hệ quan trọng là kiểu quan hệ xếp gộp (subsumption). Kiểu

quan hệ này mô tả các đối tượng nào là các thành viên của các lớp nào.

1.3.3 Lược đồ RDF và truy vấn RDF

1.3.3.1 Lược đồ RDF

RDF cung cấp một cách để mô tả các phát biểu đơn giản về các resource, sử

dụng các thuộc tính và giá trị đã được định nghĩa trước. Tuy nhiên, RDF chỉ cho

16

phép định nghĩa các quan hệ, chứ không nói rõ chỉ có thể có các loại quan hệ nào,

hay các kiểu đối tượng có thể có trong miền hiện tại. Để làm được điều này, chúng

ta sẽ phải sử dụng một phiên bản mở rộng của RDF, gọi là lược đồ RDF (RDF

Scheme - RDFS). Lược đồ RDF là một ngôn ngữ bản thể luận dạng đơn nhất, nó

cung cấp một khung để mô tả các lớp, thuộc tính của ứng dụng cụ thể. Các lớp

trong RDFS giống như các lớp trong lập trình hướng đối tượng, cho phép các tài

nguyên được định nghĩa như là một thực thể của lớp, hay lớp con của lớp.

Để thực hiện phân chia các lớp và các lớp con, RDFS sử dụng các phần tử

như: rdfs:Class và rdfs:subClassOf.

Ví dụ: Xét lược đồ sau: lớp B là con của lớp A

Hình 1.3. Quan hệ kế thừa

Sử dụng RDFS để định nghĩa, chú thích các mối quan hệ trên, ta có:

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"

xml:base="http://www.javasample.net/oop#">

<rdf:Description rdf:ID="classA">

<rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class"/>

</rdf:Description>

<rdf:Description rdf:ID="classB">

<rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class"/>

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#classA"/>

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

Khi lớp RDFS là tài nguyên RDF, ta có thể dùng rdfs:Class thay vì dùng

rdf:Description, ví dụ trên được viết lại:

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

17

xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"

xml:base="http://www.javasample.net/oop#">

<rdfs:Class rdf:ID="classA"/>

<rdfs:Class rdf:ID="classB">

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#classA"/>

</rdfs:Class>

</rdf:RDF>

i. Định nghĩa lớp

Các tài nguyên trên Web có thể chia thành các nhóm gọi là lớp. Các thành

viên của nhóm được xem như là thể hiện của lớp đó. Thông qua các định danh URI,

các tài nguyên được truy xuất và có thể được mô tả bằng các thuộc tinh RDF. Thuộc

tính rdf: type được sử dụng để chỉ ra một tài nguyên là một thể hiện của một lớp.

Bảng 1. Các lớp trong RDFS [1]

Lớp con của

Kiểu

Phần tử

Mô tả

(rdfs:subClassOf)

(rdf:type)

rdfs:Resource

rdfs:Class

Tất cả các tài nguyên

Tất cả các lớp

Giá trị đơn giản

Kiểu dữ liệu

rdfs:Resource

rdfs:Class

rdfs:Datatype

rdfs:Class

rdfs:Literal

rdfs:Datatype

rdf:XMLLiteral

rdf:Property

rdf:Statement

rdf:List

Giá trị đơn giản XML

Các thuộc tính

Các khai báo

rdfs:Literal

rdfs:Resource

Các danh sách

Container

rdfs:Container

rdf:Bag

Container không có thứ tự rdfs:Container rdfs:Class

rdf:Seq

Container có thứ tự

Container thay thế

rdfs:Container rdfs:Class

rdf:Alt

rdfs:Container

MembershipProperty

Thuộc tính quan hệ thành

viên

rdf:Property

rdfs:Class

18

ii. Định nghĩa thuộc tính

Mô tả các tính chất của khái niệm. Lược đồ RDF cung cấp một bộ từ vựng để

mô tả làm thế nào mà các thuộc tính và lớp có thể được sử dụng cùng nhau trong

RDF.

Bảng 2. Các thuộc tính trong RDFS [1]

Phần tử

rdfs:range

Mô tả

Hạn chế các đối tượng

Thể hiện của

rdfs:domain

rdf:Property

rdfs:range

rdfs:Class

rdfs:domain

rdf:type

rdfs:Class

rdfs: Resource rdfs:Class

rdfs:subClassOf

Lớp con của

rdfs:Class

rdfs:subPropertyOf Thuộc tính con của

rdf:Property

Nhãn có nghĩa (dành cho

rdfs:label

rdfs: Resource rdfs:Literal

người dùng dễ hiểu)

Lời chú giải (dành cho

rdfs:comment

rdfs: Resource rdfs:Literal

người dùng dễ hiểu)

rdfs:member

rdf:first

Thành viên của container

Phần tử đầu tiên

rdfs: Resource rdfs: Resource

rdf:List

rdfs: Resource

rdf:List

rdf:rest

Phần còn lại của danh sách rdf:List

rdf:_1, rdf_2

Thành viên của Container

rdfs:Container rdfs: Resource

rdfs:seeAlso

rdfs:isDefineBy

rdf:value

Thông tin xem thêm

Định nghĩa bởi

rdfs: Resource rdfs: Resource

Các giá trị có cấu trúc

Đối tượng của khai báo

Predicate khai báo

Chủ thể của khai báo

rdf:object

rdf:Statement

rdfs: Resource

rdf:predicate

rdf:subject

Thuộc tính quan trọng nhất được sử dụng trong trường hợp này là rdfs:range

và rdfs:domain

19