NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI GIỮA MÔ HÌNH MỨC KHÁI NIỆM VÀ ONTOLOGY
KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 9.48.01.01
Luận án tập trung nghiên cứu phương pháp chuyển đổi giữa mô hình mức khái niệm và Ontology, xuất phát từ nhu cầu tích hợp các ứng dụng web hiện tại vào web ngữ nghĩa và kế thừa cấu trúc dữ liệu từ các hệ thống cũ nhằm giảm chi phí thiết kế. Ngành công nghệ phần mềm đã phát triển nhiều mô hình cơ sở dữ liệu mức khái niệm như mô hình thực thể - mối quan hệ (ER, EER) và biểu đồ lớp UML, phản ánh tốt thế giới thực. Tuy nhiên, với sự ra đời của Web ngữ nghĩa và Ontology (đặc biệt là OWL) nhằm giúp máy tính hiểu và xử lý thông tin tự động, các dữ liệu đã được mô hình hóa và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu truyền thống lại nằm ngoài khả năng của nhiều ứng dụng web ngữ nghĩa.
Động lực nghiên cứu đến từ việc các công trình trước đây chỉ đề xuất chuyển đổi các trường hợp chung, chưa đầy đủ cho các hệ thống thông tin phức tạp với nhiều thành phần mở rộng. Do đó, luận án đặt mục tiêu nghiên cứu và phát triển các phương pháp chuyển đổi đầy đủ giữa một mô hình dữ liệu mức khái niệm (như ER, EER, biểu đồ lớp UML) và OWL. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: (1) chuyển đổi mô hình thực thể - mối quan hệ sang OWL ontology; (2) chuyển đổi biểu đồ lớp UML sang OWL ontology; và (3) trích xuất mô hình dữ liệu mức khái niệm từ OWL ontology.
Đối tượng nghiên cứu là OWL1, OWL2 và các mô hình dữ liệu mức khái niệm như ER, EER, biểu đồ lớp UML, với phạm vi xây dựng giải pháp chuyển đổi giữa chúng. Luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết để thu thập, phân tích tài liệu, bổ sung quy tắc, và phương pháp thực nghiệm để cài đặt thuật toán, minh chứng tính khả thi.
Cấu trúc luận án gồm bốn chương. Chương 1 trình bày tổng quan về các mô hình cơ sở dữ liệu mức khái niệm, web ngữ nghĩa và OWL, đồng thời khảo sát các công trình liên quan và định hướng bổ sung quy tắc chuyển đổi. Chương 2 đi sâu vào phương pháp chuyển đổi mô hình ER mở rộng sang OWL, bổ sung các quy tắc cho tập thực thể yếu và mối quan hệ định danh, thuộc tính đa trị phức hợp lồng nhau, mối quan hệ phản xạ (đối xứng, bất đối xứng, có/không thuộc tính) và các yếu tố thời gian trên mô hình TimeER, kèm theo kết quả thực nghiệm. Chương 3 tập trung vào chuyển đổi biểu đồ lớp UML sang OWL, đề xuất các quy tắc bổ sung cho thuộc tính có cấu trúc và các trường hợp chi tiết khác. Chương 4 đề xuất các quy tắc trích xuất một mô hình dữ liệu mức khái niệm từ một OWL ontology cho trước, xem xét như một ánh xạ ngược để kiểm tra một ontology được thiết kế từ mô hình nào.