LUẬN VĂN:NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỌC TIẾNG ANH THEO NGỮ CẢNH TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG

Chia sẻ: Lan Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

160
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Học theo ngữ cảnh là một khái niệm khá mới mẻ ở nước ta. Trong khóa luận này, tôi sẽ tập trung trình bày các khái niệm về ngữ cảnh, cách một ứng dụng nhận diện được sự thay đổi ngữ cảnh và cách thức triển khai một ứng dụng học Tiếng Anh theo ngữ cảnh trên thiết bị di động. Bài toán đặt ra là xây dựng một ứng dụng hỗ trợ người học Tiếng Anh ngay trên thiết bị di động của mình. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN:NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỌC TIẾNG ANH THEO NGỮ CẢNH TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Duy Khánh NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỌC TIẾNG ANH THEO NGỮ CẢNH TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Mạng và Truyền thông HÀ NỘI - 2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Duy Khánh NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỌC TIẾNG ANH THEO NGỮ CẢNH TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Mạng và Truyền Thông Cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Việt Anh HÀ NỘI - 2010
LỜI CẢM ƠN Khóa luận này được thực hiện trong một thời gian không phải là dài, xong đây là công trình lớn nhất mà tôi đã thực hiện được trong thời gian học tập ở trường đại học. Ngoài sự cố gắng, nỗ lực của bản thân còn có sự giúp đỡ của nhiều người để tôi có thể hoàn thiện được khóa luận này. Đầu tiên, con xin vô cùng biết ơn cha mẹ, đã có công sinh thành, dưỡng dục, thương yêu, chăm sóc con để con có được ngày hôm nay. Sau tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến ThS. Nguyễn Việt Anh, người thầy không chỉ hướng dẫn tận tình cho tôi trong suốt khóa luận này mà còn là người dẫn dắt, chỉ đường cho tôi trong suốt một năm qua. Đồng thời tôi cũng xin cám ơn tới tất cả các thầy cô giáo trong khoa CNTT- Trường ĐH Công Nghệ đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn anh Đỗ Thế Chuẩn và anh Vũ Hồng Phong đã nhiệt tình giải đáp các thắc mắc về kỹ thuật trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các bạn của tôi : Nguyễn Sỹ Tuấn và Nguyễn Minh Hà đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Xin chân thành cảm ơn tất cả. Hà Nội , ngày 21 tháng 05 năm 2010 Người thực hiện Lê Duy Khánh
TÓM TẮT Học theo ngữ cảnh là một khái niệm khá mới mẻ ở nước ta. Trong khóa luận này, tôi sẽ tập trung trình bày các khái niệm về ngữ cảnh, cách một ứng dụng nhận diện được sự thay đổi ngữ cảnh và cách thức triển khai một ứng dụng học Tiếng Anh theo ngữ cảnh trên thiết bị di động. Bài toán đặt ra là xây dựng một ứng dụng hỗ trợ người học Tiếng Anh ngay trên thiết bị di động của mình. Ứng dụng này có tính năng nhận diện ngữ cảnh, tự động tùy biến nội dung học tập sao cho nội dung đó là phù hợp nhất với ngữ cảnh hiện tại của người học. Để giải quyết vấn đề này, trong khóa luận tôi sẽ đưa ra một mô hình đề xuất giúp ứng dụng có thể nhận diện các thay đổi về ngữ cảnh đồng thời trích xuất nội dung bài học phù hợp dựa trên thông tin ngữ cảnh đó. Trong phần thực nghiệm, tôi đã tiến hành xây dựng một ứng dụng thử nghiệm, với một vài nội dung bài học đơn giản nhằm minh họa các tính năng chính của chương trình. Đồng thời, có một vài đánh giá về kết quả chương trình và đưa ra phương hướng phát triển chương trình trong tương lai. Khóa luận gồm có 5 chương : Chương 1 : Giới thiệu bài toán Chương 2 : Đề xuất mô hình Chương 3 : Các khái niệm liên quan Chương 4 : Mô hình thử nghiệm Chương 5 : Tổng kết Từ khóa : context, context-aware, context-adaption, mobile learning, mobile mearning in context, học theo ngữ cảnh, di động, thích nghi ngữ cảnh.
MỤC LỤC CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ....................................................................................................................1 1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................................................2 CHƯƠNG 2 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VÀ MÔ HÌNH ..........................................................................3 2.1 Hướng giải quyết........................................................................................................................3 2.1.1 Hệ thống cần cung cấp dịch vụ khi nào ?.........................................................................3 2.1.2 Hệ thống cần cung cấp những nội dung gì? .....................................................................4 2.1.3 Hệ thống truyền tải nội dung đến người dùng như thế nào? ............................................4 2.2 Mô hình đề xuất .........................................................................................................................5 2.2.1 Người dùng.......................................................................................................................6 2.2.2 Nhận biết ngữ cảnh...........................................................................................................8 2.2.3 Xây dựng nội dung .........................................................................................................11 2.2.4 Cơ sở dữ liệu ..................................................................................................................14 2.2.5 Nhà cung cấp nội dung...................................................................................................14 CHƯƠNG 3 CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN....................................................15 3.1 Dịch vụ hướng vị trí (Location Base Services )......................................................................15 3.2 Ngữ cảnh và Học theo ngữ cảnh trên di động..........................................................................17 3.2.1 Ngữ cảnh (Context) ........................................................................................................17 3.2.2 Nhận biết ngữ cảnh (Context-Aware) ............................................................................18 3.2.3 Học trên di động (Mobile Learning ) .............................................................................18 3.2.4 Học theo ngữ cảnh trên di động (Mobile Learning in Context) .....................................19 3.3 Java 2 Micro Edition – J2ME...................................................................................................20 3.3.1 Đôi nét về J2ME.............................................................................................................20 3.3.2 Cấu trúc J2ME................................................................................................................20 3.3.3 Vòng đời của một ứng dụng J2ME ................................................................................22 3.4 Webservice...............................................................................................................................24 3.4.1 Khái niệm .......................................................................................................................24 3.4.2 Web Service Descripttion Language (WSDL) ...............................................................25 3.4.3 Simple Object Access Protocol (SOAP) .......................................................................27 3.5 Kỹ thuật định vị A-GPS (Assisted GPS)..................................................................................30 CHƯƠNG 4 Mô hình thử nghiệm .......................................................................................................32 4.1 Phân tích thiết kế hệ thống .......................................................................................................32
4.1.1 Biểu đồ ngữ cảnh hệ thống.............................................................................................32 4.1.2 Biểu đồ phân rã chức năng .............................................................................................33 4.1.3 Chức năng chi tiết hệ thống............................................................................................33 4.1.4 Cơ sở dữ liệu ..................................................................................................................35 4.1.5 Luồng xử lý phía client ..................................................................................................39 4.2 Cài đặt ......................................................................................................................................40 4.2.1 Yêu cầu phần cứng và phần mềm ..................................................................................40 4.2.2 Client ..............................................................................................................................40 4.2.3 Server .............................................................................................................................41 4.3 Thử nghiệm ..............................................................................................................................46 4.3.1 Dữ liệu thử nghiệm.........................................................................................................46 4.3.2 Kết quả thử nghiệm ........................................................................................................47 4.3.3 Nhận xét .........................................................................................................................49 CHƯƠNG 5 TỔNG KẾT ....................................................................................................................50 5.1 Kết quả đạt được ......................................................................................................................50 5.2 Hạn chế ....................................................................................................................................50 5.3 Hướng phát triển ......................................................................................................................51 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 2.2-1 Mô hình hệ thống cung cấp dịch vụ học Tiếng Anh theo ngữ cảnh trên di động .............................................................................................................................1 Hình 2.2-2 Các tác nhân thể hiện ngữ cảnh của người dùng ....................................6 Hình 2.2-3 Ví dụ thông điệp dạng xml .....................................................................8 Hình 2.2-4 Mô hình nhận biết ngữ cảnh ...................................................................8 Hình 2.2-5 Cảm biến.................................................................................................9 Hình 2.2-6 Trích xuất đặc trưng ...............................................................................9 Hình 2.2-7 Mô hình hóa..........................................................................................10 Hình 2.2-8 Phân loại ngữ cảnh ...............................................................................10 Hình 2.2-9 Thực thi.................................................................................................11
Hình 2.2-10 Hình hiển thị câu hỏi trên thiết bị .......................................................12 Hình 3.1-1 Những thành phần cơ bản của một LBS...............................................16 Hình 3.1-2 Phân loại thông tin ngữ cảnh ................................................................16 Hình 3.3-1 Vị trí các profile trong j2me .................................................................22 Hình 3.3-2 Vòng đời của một MIDlet.....................................................................23 Hình 3.4-1 Mô tả webservice..................................................................................24 Hình 3.4-2 Cấu trúc chung của một văn bản WSDL ..............................................25 Hình 3.4-3 Mô tả cách thức SOAP làm việc ..........................................................27 Hình 3.4-4 Cấu trúc một thông điệp SOAP ............................................................28 Hình 3.5-1 Nguyên lý hoạt động của A-GPS .........................................................31 Hình 4.1-1 Biểu đồ ngữ cảnh hệ thống .....................................................................1 Hình 4.1-2 Biểu đồ phân rã chức năng .....................................................................1 Hình 4.1-3 Biểu đồ dữ liệu......................................................................................36 Hình 4.1-4 Luồng xử lý phía client...........................................................................1 Hình 4.2-1 Màn hình đăng nhập và màn hình thông báo đăng nhập lỗi.................42 Hình 4.2-2 Màn hình đăng ký và màn hình thông báo nếu đăng ký xuất hiện lỗi..42 Hình 4.2-3 Màn hình hiển thị nhóm lĩnh vực và màn hình hiển thị địa điểm thuộc lĩnh vực đó .....................................................................................................................43 Hình 4.2-4 Màn hình hỏi thời gian dành cho bài học và màn hình hiển thị nội dung chi tiết bài học................................................................................................................44 Hình 4.2-5 Màn hình hiển thị thông báo confirm loại bỏ bài học và màn hình thông báo khôi phục lại bài học...............................................................................................45 Hình 4.2-6 Hiển thị ô tìm kiếm và hiển thị danh sách các kết quả tìm kiếm được 45 Hình 4.2-7 Màn hình hiển thị nội dung chi tiết bài học tìm được và hướng dẫn sử dụng ...............................................................................................................................46
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Điện thoại di động đầu tiên ra đời với chức năng gọi và nhận cuộc gọi. Sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế ngày càng khẳng định vai trò của thông tin liên lạc đến khả năng thành bại trong kinh doanh. Ngoài ra, nhu cầu trao đổi thông tin, giải trí của con người cũng ngày càng được nâng cao và nhờ vào sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, chiếc điện thoại ngày càng có nhiều tính năng mới, đa dạng hơn, tiến bộ hơn và hiện đại hơn. Năng lực xử lý và lưu trữ của điện thoại di động cũng liên tục được cải tiến. Các hãng sản xuất đã làm cho chiếc điện thoại di động trở nên linh động hơn, giúp cho người sử dụng có thể dễ dàng cấu hình giao diện và ứng dụng. Đặc biệt, bằng cách cho phép lập trình viên viết thêm chương trình ứng dụng, trò chơi cho điện thoại, chiếc điện thoại di động hiện nay đã trở thành một công cụ làm việc, học tập, giải trí hữu ích với mọi người. Mặt khác, cùng với sự phát triển của công nghệ thì thói quen tiếp cận và sử dụng tài liệu cũng thay đổi khá nhiều. Với một chiếc máy tính có thể truy cập Internet người học Tiếng Anh có thể học bất cứ lúc nào, bất cứ nơi nào miễn là nơi đó có thể truy cập mạng với nội dung vô cùng phong phú và đa dạng. Người học không còn phải vật lộn với hàng loạt các ngữ liệu học tập như băng đĩa, giáo trình, bài giảng… Ngoài các bài học ngữ pháp đơn thuần người học còn có thể nghe, đọc và tương tác trực tiếp thông qua internet. Tuy nhiên, hình thức học này vẫn còn có một vài hạn chế. Thứ nhất là không phải lúc nào và không phải ở đâu cũng có máy tính và mạng Internet để phục vụ cho việc học tập. Thứ hai đó là nội dung của bài học là cố định và không mang tính khả chuyển. Trong khi đó người học mong muốn nội dung của bài học được đưa ra phải phù hợp với ngữ cảnh hiện tại của họ. Đồng thời họ có thể kiểm soát được trình độ cũng như tiến trình học tập của họ. Vì vậy, để giải quyết vấn đề này chúng ta sẽ áp dụng một mô hình còn khá mới mẻ ở Việt Nam, đó là mô hình học theo ngữ cảnh trên các thiết bị di động. Mô hình sử dụng điện thoại như một công cụ để nhận biết ngữ cảnh của người học và truyền tải nội dung phù hợp với ngữ cảnh hiện tại đến người đọc. 1
Khóa luận này tập trung vào trình bày về việc nghiên cứu, thiết kế, triển khai một hệ thống học tiếng anh theo ngữ cảnh trên các thiết bị di động. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Với bài toán như trên, khóa luận tốt nghiệp của tôi hướng đến mục tiêu : Tìm hiểu ứng dụng trên điện thoại di động, cách xây dựng, lắp đặt, triển khai ( chủ yếu là j2me) Tìm hiểu các dịch vụ hướng vị trí (Location Base Service – LBS), cách xác định location dựa vào GPS-A Đưa ra mô hình và giải pháp giải quyết vấn đề học tiếng anh theo ngữ cảnh trên thiết bị di động. Xây dựng thí điểm ứng dụng học tiếng anh theo ngữ cảnh trên thiết bị di động 2
CHƯƠNG 2 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VÀ MÔ HÌNH 2.1 Hướng giải quyết Mục tiêu của nghiên cứu là phát triển một ứng dụng giúp mọi người có thể học tập ở bất cứ đâu, trong khoảng thời gian thích hợp nếu họ sở hữu một chiếc điện thoại di động có hỗ trợ Java và kết nối vào Internet. Hệ thống sẽ cung cấp các tư liệu, nội dung học tập phù hợp với ngữ cảnh hiện tại của người sử dụng. Bên cạnh đó trong quá trình hoạt động hệ thống sẽ tự động nhận biết sự thay đổi ngữ cảnh để thay đổi nội dung cho phù hợp. Vậy vấn đề đặt ra là khi nào hệ thống cung cấp nội dung cho người sử dụng, cung cấp nội dung đó như thế nào và nội dung đó là gì ? 2.1.1 Hệ thống cần cung cấp dịch vụ khi nào ? Cái khó của một hệ thống hoạt động theo ngữ cảnh chính là phải biết hoạt động khi nào, khi nào cần cung cấp dịch vụ, hệ thống gần như một hệ thống thụ động trong việc nhận biết yêu cầu tuy nhiên lại linh hoạt trong việc đáp lại( phản ứng lại) các yêu cầu. Các thiết bị di động ngày càng thông minh, cộng với năng lực xử lý cao cho phép chúng ta có thể tích hợp một số công cụ vào trong điện thoại nhằm thu thập thông tin về môi trường, không gian.. xung quanh nó. Hiện nay, hầu hết các điện thoại di động hoặc laptop đều trang bị công cụ định vị GPS hay camera hay các senser… Các thiết bị này có thể giúp ta xác định được hiện trạng của môi trường xung quanh người dùng (thời tiết, vị trí, không gian), xác định được tình trạng của người dùng. Từ đó hệ thống có thể nhận biết được ngữ cảnh và sự thay đổi ngữ cảnh ngay lập tức. Khi đã nhận thức được sự thay đổi của ngữ cảnh, hệ thống có thể quyết định xem có cần phản ứng lại những thay đổi đó hay không. Dựa vào những thông tin thay đổi đó hệ thống sẽ biết phải làm gì. 3
2.1.2 Hệ thống cần cung cấp những nội dung gì? Một khi đã nhận biết được sự thay đổi của ngữ cảnh, hệ thống cần xác định lại nội dung sao cho phù hơp với những thay đổi đó. Quá trình khởi tạo nội dung này hệ thống cần phải làm 3 việc chính : Xác định nội dung mà những thay đổi này ảnh hưởng tới, những thay đổi này có liên quan đến tình hình hiện nay không ? tìm theo tên tuổi địa chỉ giới tính vị trí…. Xác định xem nội dung đó có phù hợp và có ích cho người dùng đó không ? tìm theo lịch sử duyệt, xếp hạng các phần tử theo chiều giảm dần hoăc tăng dần theo số lần xem Nội dung mới đó đó có liên quan đến nội dung trước đó hay không? Có cần thiết thêm nội dung trước vào không? 2.1.3 Hệ thống truyền tải nội dung đến người dùng như thế nào? Sau khi đã xác định được nội dung, vấn đề còn lại chỉ làm việc chuyển tải nội dung cho người sử dụng như thế nào và cách thức hiển thị ra sao. Việc truyền dữ liệu trong mạng không dây chậm hơn nhiều so với truyền qua mạng có dây do vậy việc lựa chọn kiểu kết nối mạng nào để truyền tải dữ liệu ta cũng cần cân nhắc. Ta có thể chọn kiểu kết nối với server thông qua việc mở một socket riêng hoặc có thể sử dụng httpconnection để request dữ liệu từ server. Trong khuôn khổ nghiên cứu này tôi sử dụng httpconnection tạo ra các request gửi tới server và nhận thông điệp nội dung trả về từ server. Một điểm cần lưu ý đó là do việc truyền tải dữ liệu qua mạng không dây là chậm nên server cần tối ưu nội dung của tư liệu để việc truyền tải có thể diễn ra nhanh hơn. Hiện nay hầu hết các điện thoại có hỗ trợ Java thì đều hỗ trợ kết nối Internet, có thể là GPRS, HSCSD, EDGE, UMTF, WCDMA… Với vấn đề hiển thị nội dung, để đảm bảo cho tính phù hợp với ngữ cảnh hiện tại của người sư dụng thì việc hiển thị thông tin sao cho trực quan và gây được thiện cảm với người sử dụng là 1 điều hết sức quan trọng. Giả dụ ta có cùng 1 nội dung bài học Tiếng Anh được gửi về cho 2 người, 1 người nhiều tuổi và 1 người thanh niên thì việc hiển thị nội dung cho người lớn tuổi cần rõ ràng mạch lạc, font chữ không quá nhỏ để người lớn tuổi có thể dễ dàng đọc được, còn đối với người thanh niên ta cần hiển thị nội dung vừa phải, dễ nhìn, nội dung sắp xếp cân đối, dễ nhìn… Đây cũng chính là 1 cách ta thực hiện context adaptive. 4
2.2 Mô hình đề xuất Nhà Môi trường Người học - Thời gian Nhận biết cung cấp - Không gian ngữ cảnh Thông tin dịch vụ - Vị trí ngữ cảnh - Xã h ộ i Ngữ cảnh -… đoán nhận DBMS Nội dung Xây dựng phù hợp nội dung Data Ngữ liệu trả về Ngữ liệu Nhà cung cấp yêu cầu nội dung Trong mô hình học Tiệếtngng cung cấp dịch vcảhọc Tiếngtrò của ngườcảhọc làdi động tâm. Hình 2.2-1 Mô hình h hố Anh theo ngữ ụ nh, vai Anh theo ngữ i nh trên trung Việc áp dụng hệ thống vào thực tế phụ thuộc rất nhiều vào nhu cầu và điều kiện của người sử dụng. Mô hình sử dụng mô hình client – server làm nền tảng. Trong đó, bao gồm các thành phần client(người sử dụng), nhà cung cấp dịch vụ (module đoán nhận ngữ cảnh, module xây dựng nội dung, module truy xuất cơ sở dữ liệu), nhà cung cấp nội dung . Client có trách nhiệm thu thập thông tin ngữ cảnh từ môi trường cũng như từ người dùng và truyền thông tin đó về server để server xử lý. Tại server dịch vụ, module nhận biết ngữ cảnh chịu trách nhiệm xử lý, mô hình hóa ngữ cảnh từ đó phân loại ngữ cảnh hiện tại cho phù hợp và chuyển kết quả cho module xây dựng nội dung. Tại đây, module xây dựng nội dung sẽ truy suất vào cơ sở dữ liệu kết hợp với thông tin nhận 5
được từ module nhận biết ngữ cảnh để đưa ra nội dung phù hợp với ngữ cảnh hiện tại của người dùng, đồng thời gửi nội dung đó về cho client. Trong mô hình này việc đoán nhận ngữ cảnh ta sử dụng mô hình MIThril Real- Time Context engine. Đây là một mô hình đơn giản dành cho việc phát triển và cài đặt các ứng dụng phân loại ngữ cảnh theo thời gian thực. 2.2.1 Người dùng Xung quanh người sử dụng luôn có rất nhiều các tác nhân ảnh hưởng tới môi trường cũng như ngữ cảnh của người sử dụng. Tuy nhiên, ta không thể kiểm soát hết được thông tin về các tác nhân này, mà chỉ có thể chọn lọc những tác nhân có tầm ảnh hưởng nhất định đến ngữ cảnh của người sử dụng. Và client trên điện thoại người sử dụng chịu trách nhiệm như là các sensor trong mô hình MIThril Real-Time Context engine. Nó nhận biết các thông tin từ môi trường xung quanh và các thông tin cá nhân của người sử dụng cũng như là tiếp nhận các thông tin mà được người sử dụng cung cấp một cách rõ ràng. Nó tương tự như là một quá trình số hóa các thông tin từ thế giới thực để đưa vào chương trình. Hình 2.2-2 Các tác nhân thể hiện ngữ cảnh của người dùng Vị trí (Location) của người sử dụng : là thông tin thực về vị trí hiện tại của người dùng ( của mobile). Ta có thể biểu diễn nó theo kinh độ và vĩ độ. Do vị trí của người dùng thay đổi thường xuyên nên việc xác định vị trí của người dùng là được ưu tiên. Có nhiều cách ta có thể xác định được vị trí hiện tại của người sử dụng như sử dụng 6
công nghệ định vị A-GPS, E-OTD hay Cell-ID hoặc TOA… Ngoài ra, location còn bao gồm cả các thông tin không gian, và vị trí hiện tại của người sử dụng. Thời gian (Time) : Thời gian ở đây là nhằm chỉ thời gian trong ngày và ngày trong năm .Thời gian cũng là một thành phần quan trọng trong các thông tin về trạng thái của ngữ cảnh người sử dụng. Với các dòng điện thoại như hiện nay thì việc nắm bắt được thời gian hiện tại là không khó khăn lắm. Không gian xung quanh người dùng : tất cả các thông tin về trạng thái, thể trạng của môi trường xung quanh người dùng. Thông tin đó có thể là nhiệt độ ngoài trời, độ sáng, độ ẩm không khí, số lượng người trong cùng không gian, mức độ ồn. Hệ thống sẽ tự động chọn lựa các thuộc tính sao cho thông tin đó phản ánh đúng thực trạng của môi trường lúc đó. Thông tin này được lấy từ các công nghệ được tích hợp sẵn trên di động, tuy không phải máy nào cũng có đầy đủ các công nghệ được tích hợp để lấy được hết thông tin từ môi trường nhưng nếu càng nhiều thông tin được thu thập hơn thì việc chuẩn đoán ngữ cảnh càng chính xác hơn. Đặc điểm của điện thoại (phần cứng, phần mềm) : Thông tin về cấu hình của điện thoại cũng là một tiêu chí trong “nhận biết ngữ cảnh”. Tùy vào từng cấu hình mà hệ thống sẽ trích xuất thông tin và định dạng thông tin một cách hợp lý, nhằm tối ưu hóa khả năng đón nhận cũng như hiển thị nội dung đó trên điện thoại. Thường thì mỗi dòng điện thoại lại có các thiết kế phần cứng và phần mềm khác nhau như : kích thước màn hình, dung lượng bộ nhớ, kiểu truyền thông (wifi, 3G, 2G)… Các thông tin này có thể nhận biết được thông qua quá trình truy vấn người sử dụng hoặc hệ thống cũng có thể đoán nhận một phần nào đó thông qua các thông điệp gửi lên từ client. Văn hóa và xã hội (Cultural and Social) : Thông tin về văn hóa xã hội như tục lệ, thói quen, cách ứng xử … của người sử dụng cũng quyết định phần nào nội dung và hình thức của thông tin. Giả dụ với một người theo đạo hindu thì ta không nên đưa ra nội dung có liên quan tới thịt bò hoặc ăn thịt bò được, tuy nhiên với những người khác thì lại không sao. Thông tin tình trạng người dùng : Thông tin về thể trạng trí nhớ, trình độ, tên tuổi, nơi ở… Ngoài ra còn có các thông tin như thông tin các hoạt động hiện tại, các hoạt động trong quá khứ, các sự kiện diễn ra… các thông tin này rất quan trọng đối với hệ thống để xác định nội dung cũng như cách thức hiển thị nội dung cho phù hợp. Thông tin này là do người dùng tự cung cấp cho server. 7
Thông tin gửi lên server chính là tập hợp tất cả những thông tin về các tác nhân này. Ví dụ dưới là một mẩu thông điệp mà client gửi thông tin về nhiệt độ phòng tới server. Thông điệp được gửi theo định dạng XML. Hình 2.2-3 Ví dụ thông điệp dạng xml 2.2.2 Nhận biết ngữ cảnh Hình 2.2-4 Mô hình nhận biết ngữ cảnh Mô đun này chịu trách nhiệm nhận thông tin ngữ cảnh từ client gửi lên, phân tích và phân loại ngữ cảnh đó. Tiến trình sensing đã được thực hiện tại client. Và mô đun nhận biết ngữ cảnh chỉ cần tiếp nhận thông tin đó từ client để xử lý. 8
Hình 2.2-5 Cảm biến Cảm biến (Sensing) : Nhận biết các thông tin từ môi trường xung quanh người dùng. Thật ra thế giới xung quanh người rất phức tạp. Chúng ta chỉ có thể biết về những thông tin mà các bộ cảm biến nhận biết được hoặc thông tin đó được cung cấp một cách rõ ràng. Quá trình này tương tự như quá trình số hóa các thông tin “analog” từ thế giới thực vào. Đối với bất kỳ một mô hình với một nhiệm vụ cụ thể, những thông tin số đó đề có thể chứa những thông tin hữ ích hoặc cũng có thể chứa những thông tin dư thừa, do vậy hệ thống cần có quá trình bóc tách và trích xuất dữ liệu. Hình 2.2-6 Trích xuất đặc trưng Trích xuất đặc trưng (Feature Extraction) : Tùy vào các tính năng của hệ thống mà ta trích xuất thông tin từ các thông tin dạng thô ra sao cho phù hợp. Quá trình trích xuất này có thể là chuyển hóa các thông tin dưới dạng thô từ quá trình Sensing thành một dạng nào đó phù hợp với chức năng, nhiệm vụ hệ thống. 9
Hình 2.2-7 Mô hình hóa Mô hình hóa (Modeling) : Từ những thông tin do quá trình Feature Extraction cung cấp, chúng ta sử dụng kỹ thuật thống kê để tạo ra các mô hình phân biệt. Với mỗi mô hình này cho phép ta trả lời câu hỏi “Người sử dụng đang ở trong hoàn cảnh nào ? Trạng thái của người sử dụng như thế nào? Nó có tương tự như trạng thái XYZ nào đó không?” Trong khuôn khổ khóa luận này, ta chỉ ta tập trung vào các mô hình hỗn hợp đơn giản bao hàm các thông tin cần thiết. Hình 2.2-8 Phân loại ngữ cảnh Context Classification : Quá trình này phân loại các ngữ cảnh độc lập thành các dạng ngữ cảnh cơ bản một cách tự nhiên và hiệu quả. Kết quả của quá trình phân loại này chính là output của mô hình nhận biết ngữ cảnh. Hiếm khi có sự tương ứng một một giữa một mô hình đơn lẻ hoặc một loại mô hình nào đó với một hành động được thực hiện. Quá trình phân loại ngữ cảnh sử dụng ngôn ngữ xác suất tự nhiên để xác định ngữ cảnh nào đó. Giả dụ ta có tập luật : “Nếu ngày x là một ngày trong tuần (từ thứ 2 đến thứ 6) và thời gian là sau 17h00 và hành động của anh ta là giống như đang rời khỏi phòng”. Vậy thì bối cảnh hành động của anh ta là anh ta anh ta đang đi làm về. 10
Hình 2.2-9 Thực thi Thực thi (action) hay kết quả của quá trình Context Classification được đẩy lên cho ứng dụng. Tuy nhiên ứng dụng có thể tương tác với hệ thống nhận biết ngữ cảnh bằng cách thêm mới các tập luật, các mô hình và các tính năng. 2.2.3 Xây dựng nội dung Thông tin về ngữ cảnh ( cũng như là các hành động, phản ứng) của người sử dụng được gửi tới server. Từ các thông tin như vậy và dựa trên tập luật đã được xây dựng, server sẽ xử lý về nội dung phù hợp nhất với hoàn cảnh hiện tại của người sử dụng. Quá trình diễn ra hoàn toàn tự động. Thông tin trả về cho client thể hiện việc server phản ứng lại đối với các hành động vừa diễn ra của client. Do đó chúng ta cần xây dựng nội dung để trả về cho client. Vậy nội dung đó như thế nào? Làm sao để tạo ra nội dung ấy? 2.2.3.1 Khuôn dạng nội dung Nội dung trả về được chia làm 2 loại là tư liệu học tập và các thông báo của server với client. Tư liệu học tập : nội dung trả về là các lý ngữ pháp, bài tập, thực hành được trình bày dưới dạng text hoặc dưới dạng các file media ( mp3, wav..) hoặc cũng có thể là một cấu trúc thông tin sử dụng cho việc tạo bài test. Ví dụ : Nội dung về ngữ pháp Mệnh lệnh thức trực tiếp 11
Close the door Please turn off the light. Open the window. Be quiet. Sau đây là lời thoại trong một đoạn quảng cáo bia trên TV: Tên cướp xông vào một quán bia, rút súng ra chĩa vào mọi người và quát: - Give me your jewelry! Don’t move! Một thanh niên từ từ tiến lại từ phía sau, gí một chai bia Laser lạnh vào gáy hắn: - Drop your weapon! Tên cướp tưởng sau gáy hắn là một họng súng liền buông vũ khí đầu hàng. Giả sử cấu trúc một câu hỏi trong bài test Q1 - She played _____. beautiful beautifuly beautifully Hình 2.2-10 Hình hiển thị câu hỏi trên thiết bị Nội dung trả về một link file media. Có thể là thông điệp dưới dạng http://hoctienganh.com/uploads/listen1.mp3 Thông điệp và các thông tin điều khiển client : Ngoài các ngữ liệu học tập ra thông điệp trả về cũng cần có những thông tin điều khiển giúp client hoạt động một cách đúng đắn. Ngoài các phương cách hiển thị nội dung, thì còn có thể có thêm các thông báo cho người sử dụng, hoặc các dạng form tương tác để lấy ý kiến người sử dụng… 12
2.2.3.2 Xây dựng nội dung thích nghi theo ngữ cảnh Vấn đề cơ bản nhất trong việc xác định nội dung bài học thích nghi theo ngữ cảnh hiện tại của người học đó là việc xác định được ngữ cảnh học tập và việc xác định nội dung. Trong khuôn khổ khóa luận này ta sẽ xây dựng một tập luật đơn giản để qua đó với mỗi ngữ cảnh độc lập ta lại xác định được một tập các nội dung phù hợp với ngữ cảnh đó. Để xây dựng tập luật này đầu tiên ta cần xác định được các thành phần cấu thành lên tập luật đó. Đầu tiên đó là “Location” của người dùng, “Location” tương ứng với khái niệm vị trí, không gian mà người dùng đang hiện hữu. Đó có thể là một siêu thị nào đó, một cửa hàng thể thao nào đó hoặc cũng có thể là trong một rạp chiếu phim… Sở dĩ ta chọn “Location” làm điểm đầu tiên để đánh giá về ngữ cảnh đó là do vị trí của người dùng rất quan trọng và nó ảnh hưởng đến hầu hết các thuộc tính khác của môi trường. Ở trong khuôn khổ khóa luận này ta coi “Location” như là một trường hợp đặc biệt của ngữ cảnh. Và đi coi như đó là một ngữ cảnh đã được phân loại. Thứ hai đó là “Thông tin người dùng”, các thông tin về người dùng sẽ cung cấp những thông tin về độ tuổi, giới tính, tình hình sức khỏe, trình độ hiện tại, … Nó sẽ giúp ta nhiều trong việc chọn lựa nội dung ngữ liệu và cách hiển thị. Thứ ba là “Lịch sử học tập “, những thông tin về quá trình học tập của người sử dụng, những kiến thức mà người học đã từng học qua… Với việc xây dựng một tập luật đơn giản ta chỉ cần 3 thành phần trên để minh họa cho phương cách hoạt động của module “xây dựng nội dung” cung cấp ngữ liệu cho người dùng. Nội dung = ND(“Location”, “User Info”, “Learning History”); Ở đây, để đơn giản ta sử dụng một dãy các luật if then để hình thành luật. Ví dụ : if( location== A ) then If( userInfo == U) then If( LearningHistory == E ) then {} If(userInfo == V ) then …. 13