Page 1
การออกแบบสถาปตยกรรมออนโทโลยเพอบรณาการขอมลส าหรบการบรหารงานกจการนสตมหาวทยาลยมหาสารคาม
น าเสนอโดย : นายวรวทย สงฆทพย อาจารยทปรกษา : ผศ.ดร.จรฎฐา ภบญอบ
อาจารยทปรกษารวม : ดร. ฉตรตระกล สมบตธระ เทคโนโลยสารสนเทศ คณะวทยาการสารสนเทศ มหาวทยาลยหาสารคาม
Page 2
ความเปนมาของงานวจย งานวจยทเกยวของ วตถประสงคของการวจย วธด าเนนการวจยและผลการวจย สรปผล ขอเสนอแนะ
Outline
Page 4
Related research Semantic of social connections
Source : Radar Networks & Nova Spivack, 2007
Page 5
Related research (cont.) Semantic web Challenges
Page 6
Related research (cont.) ออนโทโลย (Ontology)
“Person eats Food”
Ref : Mike Uschold (1996)
Page 7
Related research (cont.)
แนวคด (Concepts) คณสมบต (Properties) ความสมพนธ (Relational) แอกเซยม (Axiom) ขอมลหรอค าศพท (Instance)
โครงสรางออนโทโลย
Ref : Benjamins R (2000)
Page 8
Related research (cont.) RDF (Resource Description Framework)
Subject
Object Predicate
www.it.msu.ac.th
Informatics website
site-owner
<? xml version= “1.0” encoding= “UTF-16” ?> < rdf:RDF xmlns:rdf = “http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#” <rdf:Description rdf : about = “http://www.it.msu.ac.th”> <mydomain : site-owner> Faculty of Informatics Website </mydomain : site-owner> </rdf:Description> </rdf:RDF>0 Ref : W3C
Page 9
Related research (cont.) ภาษา OWL (Web Ontology Language) OWL LITE OWL DL OWL FULL
Ref : W3C
Page 10
Related research (cont.) การเชอมโยงออนโทโลย (Ontology Mapping)
Ontology Alignment Ontology Mapping
Ontology Merging
O1 O2 O1 O2
O2 O1
O3
Ref : Calvanese (2001)
Page 11
Related research (cont.) สถาปตยกรรมออนโทโลย (Ontology Architecture)
DS1
DS2
DSn
Global
แนวคดออนโทโลยแบบเดยว (Single Approach)
Ref : Wach (2001)
Page 12
Related research (cont.) สถาปตยกรรมออนโทโลย (Ontology Architecture)
DS1
DS2
DSn
Local Ontology Local Ontology Local Ontology
Ref : Wach (2001)
แนวคดออนโทโลยแบบหลากหลาย (Multiple Approach)
Page 13
Related research (cont.)
DS1
DS2
DSn
Local Ontology Local Ontology
Local Ontology
Global Ontology
Ref : Wach (2001)
สถาปตยกรรมออนโทโลย (Ontology Architecture) แนวคดออนโทโลยแบบผสม (Hybrid Approach)
Page 14
Related research (cont.) ฐานความรเวรดเนต (WordNet)
Page 15
งานวจย งานวจยของ Wach (2001) เสนอแนวคดออกแบบสถาปตยกรรม
ออนโทโลยแบบผสม (Hybrid Approach)
การน ามาใชในงานวจย น ามาเปนตนแบบในการออกแบบสถาปตยกรรมออนโทโลยใน
งานวจย
Related research (cont.)
Page 16
งานวจย งานวจยของ Hakimpour (2003) เสนอแนวคดการบรณาการขอมล
แบบโครงรางหลก (Global Schema)
Research Comparative (cont.)
Page 17
งานวจย งานวจยของ Suwanmanee S (2005) ออกแบบสถาปตยกรรมแบง
ออกเปน 3 ชน
Research Comparative (cont.)
Page 18
งานวจย งานวจยของ Yang (2009) เสนอแนวคดในการเชอมโยงออนโทโลย
Many-to-Many โดยใชการจ าแนกแนวคด (Concept Classification)
Research Comparative (cont.)
Page 19
งานวจย งานวจยของ Coley (2005) กลาวถงสมการ Wu and Palmer ใช
ในการวดความคลายคลงระหวางขอมลโดยใชฐานขอมลเวรดเนตเขามาพจารณาดวย
Research Comparative (cont.)
Page 20
Objective เพอออกแบบสถาปตยกรรมออนโทโลยเพอบรณาการขอมลเชง
ความหมายทมความหลากหลายใหใชงานรวมกนได
เพอออกแบบวธการเชอมโยงออนโทโลยเชงความหมาย
พฒนาวธการเชอมโยงออนโทโลยเชงความหมาย
ทดสอบและประเมนผลการเชอมโยงออนโทโลยทน าเสนอกบวธการอน
Page 21
Experiment
การทดสอบประสทธภาพ
ออกแบบการบรณาการขอมลออนโทโลย
กระบวนการพฒนาฐานความรออนโทโลย
ออกแบบสถาปตยกรรมการบรณาการออนโทโลย
ศกษาและวเคราะหการใชขอมล
Page 22
Experiment (cont.) ศกษาและวเคราะหการใชขอมล กรณศกษา ขอมลบรหารงานกจการนสต มหาวทยาลยมหาสารคาม คณะวทยาการสารสนเทศ คณะวทยาศาสตร คณะเทคโนโลย
Page 23
Experiment (cont.) ศกษาการเกบขอมลของหนวยงาน โดยขอมลทน ามาทดลองแบงออกเปน 3 ดาน คอ ขอมลนสต ขอมลทนการศกษา ขอมลโครงการ
Page 24
Experiment (cont.)
ค าศพทคณะ
วทยาการสารสนเทศ
ค าศพทคณะ
วทยาศาสตร
ค าศพทคณะเทคโนโลย ค าอธบาย
Student_id Educator_id Student_id รหสนสต
Name Name Name Lastname ชอนสต
Last name Last name - นามสกลนสต
Card Card ID Card รหสบตรประชาชน
Bank Account Number Bank เลขบญชธนาคาร
Birthday Birthday Birthday วนเดอนปเกด
Email Email Mail อเมล
Telephone Tel Telephone เบอรโทรศพท
Address Place Address ทอย
ขอมลนสตทง 3 คณะ
Page 25
Experiment (cont.) ขอมลทนการศกษาทง 3 คณะ
ค าศพทคณะ
วทยาการสารสนเทศ
ค าศพทคณะ
วทยาศาสตร
ค าศพทคณะเทคโนโลย ค าอธบาย
Scholar_id fund_id Scholar_id รหสทน
Student_id Educator_id Student_id รหสนสต
Name-lastname Name-lastname Name-lastname ชอ-นามสกลนสต
level degree level ชนป
major Department major สาขาทนสตเรยน
Name Scholar Name Name ชอทน
Description Description Description รายละเอยดทน
Address Place Address แหลงทมาของทน
type type type ประเภททน
Amount Capital Amount จ านวนเงนทน
Page 26
Experiment (cont.) ขอมลโครงการทง 3 คณะ
ค าศพทคณะวทยาการ
สารสนเทศ
ค าศพทคณะ
วทยาศาสตร
ค าศพทคณะเทคโนโลย ค าอธบาย
Activity_id Project_id Project_id รหสกจกรรม
Name Project Name Project Name ชอกจกรรม
description description description รายละเอยดกจกรรม
procedures procedures procedures วธการด าเนนการกจกรรม
event location place สถานท
First day First day First day วนทเรมจดกจกรรม
Last day Last day Last day วนสนสดกจกรรม
cost cost budget งบประมาณทใช
Type Activity type Project type Project ประเภทกจกรรม
Responsible Responsible Responsible ผรบผดชอบ
Page 27
Experiment (cont.) ผลการวเคราะหขอมลหนวยงาน
คณะวทยาการสานเทศ คณะวทยาศาสตร คณะเทคโนโลย อธบาย
Student Educator Student ขอมลนสต
Employee Personnel Staff ขอมลพนกงาน
Major Department Major ขอมลสาขา
Activities Project Project ขอมลโครงการ
Name Name name lastname ชอนสต
Amount Capital Amount จ านวนเงนทน Events Location place สถานทจดกจกรรม
Type Activity Type Project Type Activity ประเภทกจกรรม
Scholarship fund Scholarship ทนการศกษา
Page 28
Experiment (cont.) ออกแบบสถาปตยกรรมการบรณาการ แหลงขอมลสามารถสรางระบบสารสนเทศขนเอง ไมยดตดกน รองรบแหลงขอมลทมรปแบบขอมลทหลากหลาย สถาปตยกรรมมขนตอนการแปลงแหลงขอมลใหเปนภาษา OWL รองรบการบรณาการขอมลจากหลากหลายแหลงขอมล มพนทเกบฐานออนโทโลยทบรณาการเขากนแลว รองรบการสบคนขอมลเชงความหมาย
Page 29
Experiment (cont.)
Resource Layer
Data Source 1
Wrapper: Convert Data source to OWL
Local Ontology
Data Source 2 Data Source 3 Data Source n..
Local Ontology Local Ontology Local Ontology
Mediator Layer
Ontology Integrations Engine Ontology Base
Semantic Search Engine
User Interface
Client Layer
WordNet
Page 30
Experiment (cont.) กระบวนการพฒนาฐานความรออนโทโลย ออกแบบตามหลกวงจรการออกแบบออนโทโลย (Ontology Lite Cycle) Determine Scope Consider Reuse Enumerate Term Define Class Define Properties Define Constraints Create Instances
Page 31
Experiment (cont.) ออกแบบโครงสรางออนโทโลย
ออนโทโลยบรหารงานกจการนสตคณะวทยาการสารสนเทศ
Page 32
Experiment (cont.) ออกแบบโครงสรางออนโทโลย
ออนโทโลยบรหารงานกจการนสตคณะวทยาศาสตร
Page 33
Experiment (cont.) ออกแบบโครงสรางออนโทโลย
ออนโทโลยบรหารงานกจการนสตคณะเทคโนโลย
Page 34
Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย เครองมอทใชในการบรณาการ
หวขอการพฒนา ซอฟตแวร
Ontology Design Hozo-Ontology Editor
Ontology Development Jena Framework , Ontology Processing API :NECTEC
Ontology Mapping OWL, Jena Framework
Ontology Query Language Pellet, SPARQL
Page 35
Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน
Page 36
Experiment (cont.) Input Ontology น าเขาออนโทโลยในรปแบบของภาษา OWL
Page 37
Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน
Page 38
Experiment (cont.) Ontology Classification
คลาส(Class)
Page 39
Experiment (cont.) Ontology Classification
คณสมบต (Properties)
Page 40
Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน
Page 41
Experiment (cont.) Ontology Analysis
Page 42
Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน
Page 43
Experiment (cont.) Semantic Similarity
1 2
Sim(C1,C2)
Page 44
Experiment (cont.) หาคาความคลายคลงของคลาส
ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง (simc1,c2) Project Project 1 Student Educator 0.66 Culture Culture 1 Staff Personnel 0.93 Employee Worker 0.92 Scholarship Scholarship 1 Major Department 0.55 Staff Lecturer 0.5
Page 45
Experiment (cont.) หาคาความคลายคลงของพรอพเพอรต
ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง (simc1,c2) name title 0.93 address address 1 procedures description 0.75 schedule fund 0.3 student_id student_id 1 Amount Capital 0.85 Event Place 0.8
Page 46
Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน
Page 47
Experiment (cont.) บรณาการออนโทโลย อาศยคณสมบตของภาษา OWL owl:equivalentClass owl:equivalentProperty
Page 48
Experiment (cont.) การเชอมโยงคลาส
<owl:Class rdf:ID="Staff"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Faculty"/> <owl:equivalentClass rdf:resource="#Personnel"/> </owl:Class> ........
ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง คณสมบตภาษา OWL Project Project 1 owl:equivalentClass Student Educator 0.66 owl:equivalentClass Culture Culture 1 owl:equivalentClass Staff Personnel 0.93 owl:equivalentClass Employee Worker 0.92 owl:equivalentClass Scholarship Scholarship 1 owl:equivalentClass Major Department 0.55 owl:equivalentClass
Page 49
Experiment (cont.) การเชอมโยงพรอพเพอรต
<owl:DatatypeProperty rdf:ID="name"> <owl:equivalentProperty rdf:resource="#title"/> <rdfs:domain rdf:resource="#Student"/> <rdfs:range rdf:resource=" #string"/> </owl:DatatypeProperty> ........
ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง คณสมบตภาษา OWL name title 0.93 owl:equivalentProperty address address 1 owl:equivalentProperty procedures description 0.75 owl:equivalentProperty schedule fund 0.3 owl:equivalentProperty student_id student_id 1 owl:equivalentProperty Amount Capital 0.85 owl:equivalentProperty Event Place 0.8 owl:equivalentProperty
Page 50
Performance Evaluation คาความครบถวน (Recall)
Recall=ce
ec+fe
คาความแมนย า (Precision)
Precision=ce
ec+te
คา F-Measure
F=2(precision∗recall
precistion+recall)
โดยท : ce คอ จ านวนขอมลทถกดงออกมาอยางถกตอง fe คอ จ านวนขอมลทผดพลาดทถกดงออกมา te คอ จ านวนขอมลทถกตองแตไมถกดงออกมา
Page 51
Performance Evaluation (cont.) การวดประสทธภาพใช 2 ขนตอน
ผลการจบคการเชอมโยง ผลการสบคน
Page 52
Performance Evaluation (cont.) ผลการจบคการเชอมโยง
Precision = 80% Recall = 95% F-measure = 87%
รายการ ผลการเชอมโยง (ค)
คลาสทถกตองในการเชอมโยง 20
โปรแกรมสามารถเชอมโยง 25
ผวจยพจารณาจากโปรแกรม 21
Page 53
Performance Evaluation (cont.) ผลการสบคนดวยภาษา SPARQL
Precision = 83% Recall = 94% F-measure = 88%
http://www.mindswap.org/2003/pellet/demo.shtml
Page 54
Conclusion ประเมนผลการเชอมโยงกบวธการอน
Feature GLUE MOMIS LSD LOM CCM Our
Approach
Structured
knowledge
Lexical
Knowledge
Domain
Knowledge
Page 55
ขอเสนอแนะ ควรมความหลากหลายของขอมลมากขน ซงจะสงผลใหประสทธภาพการ
บรณาการออนโทโลยมมากยงขน
การเชอมโยงออนโทโลยควรพจารณาคณสมบตของภาษา OWL เขามาชวยเพมขน
Page 56
ผลงานการตพมพ Sangkatip W, Phuboon-ob J, Sombattheera C. "Search and
Ontology Integration of Student Affair Administration Using the Semantic Similarity Measurement". Proceedings of The 2012 International Computer Science and Engineering Conference (ICSEC 2012); October 18-19; Garden Cliff Resort & Spa Pattaya. 2012. pp. 236-241.
วรวทย สงฆทพย, จรฎฐา ภบญอบ, ฉตรตระกล สมบตธระ. "การเชอมโยง ออนโทโลยการบรหารงานกจการนสตดวยวธการวดความคลายคลงเชงความหมาย". Proceedings of the National Conference on Information Technology (NCIT2012); April 26 – 27, 2012; Grand Pacific Sovereign Resort & Spa, Cha – am, Thailand. 2012. pp. 443-447.
Page 57
กตตกรรมประกาศ ไดรบทนผมศกยภาพทางการวจย หลกสตรเทคโนโลยสารสนเทศ
คณะวทยาการสารสนเทศ มหาวทยาลยมหาสารคาม ประจ าป 2553