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
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 cả
nh 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 g
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 niệ
m 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
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 được45
Hình 4.2-7 Màn hình hiển thị nội dung chi tiết bài học tìm được và hướng dẫn sử
dụng 46
1 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 nă
ng 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
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 h
ọc tiếng anh theo ngữ cảnh trên thiết bị di động 3 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 ngườ
i 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.
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 ch
ọn 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
v
ới 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
nộ
i dung vừa phải, dễ nhìn, nội dung sắp xếp cân đối, dễ nhìn… Đây cũng chính là 1
cách ta thực hiện context adaptive.
5 2.2 Mô hình đề xuất Trong mô hình học Tiếng Anh theo ngữ cảnh, vai trò của người học là trung tâm.
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,
ời h
ọ
c
Thông tin
ngữ cảnh
Ngữ liệu
yêu cầu
Ngữ liệu
trả về
Môi trường
- Thời gian
- Không gian
- Vị trí
- Xã hội
- …
Nhà cung cấp
nội dung
Hình 2.2-1 Mô hình hệ thống cung cấp dịch vụ học Tiếng Anh theo ngữ cảnh trên di động
6
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
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 nhậ
n 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 đư
a 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 n
ội dung cho phù hợp.
Thông tin này là do người dùng tự cung cấp cho server.
8 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
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 dụ
ng 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.
11 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.
<answ>beautiful </answ>
<answ>beautifuly</answ>
<answ>beautifully</answ>
</choices> 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
<link> </link>
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…
13
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 tậ
p 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 d
ĩ ta
chọn “Location” làm điểm đầu tiên để đánh giá về ngữ cảnh đó là do vị trí của người
: nội dung dạng text hoặc nội dung dạng media. Đối với mỗi loại dạng nội dung khác
nhau ta có cách lưu trữ khác nhau để tối ưu bộ nhớ cũng như tối ưu cho việc truy suất
cơ sở dữ liệu.
2.2.5 Nhà cung cấp nội dung
Nhà cung cấp nội dung chuyên cung cấp các tư liệu học tập như : bài tập, giáo
trình, bài kiểm tra, bài test, các bài luyện nghe, luyện phát âm…vv. Bên cung cấp dịch
vụ khi có yêu cầu nội dung sẽ gửi yêu cầu tới nhà cung cấp nội dung. Từ đó nhà cung
cấp nội dung sẽ trả lại nội dung mà nhà cung cấp dịch vụ yêu cầu.
15
CHƯƠNG 3 CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÔNG
NGHỆ LIÊN QUAN
3.1 Dịch vụ hướng vị trí (Location Base Services )
LBS là các dịch vụ có thể cung cấp cho các thiết bị di động thông qua mạng di
động và chức năng của các thiết bị đó.
LBS phát triển dựa trên công nghệ : GIS, internet và Mobile devices. Dựa vào công
nghệ GIS và các kỹ thuật định vị đã chuyển dần các ứng dụng truyền thống sang các
ứng dụng dựa trên vị trí. Thông qua việc tích hợp các công nghệ này vào các thiết bị di
động. Các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp rất nhiều các ứng d
ụng khác nhau dựa
cho các khách hàng khác nhau và ở những vị trí khác nhau. Các dịch vụ này được gọi
là các dịch vụ dựa trên vị trí người sử dụng hay là dịch vụ hướng vị trí.
Người sử dụng cung cấp thông tin cho nhà cung cấp dịch vụ : vị trí của họ, hoàn
cảnh xung quanh họ, nhu cầu cần đáp ứng… . Dựa vào những thông tin do người dùng
cung cấp, nhà cung cấp dịch vụ di động sẽ đưa ra những thông tin mà họ mong mu
ốn.
Dịch vụ hướng vị trí là gì ?
Dịch vụ hướng vị trí (Location-Based Services) hay LBS là khái niệm xuất hiện từ
những năm 2000 tuy nhiên có chưa một định nghĩa, một khái niệm rõ ràng về nó. Ví
LBS có 2 dạng đó là LBS phản ứng (reactive) và LBS thực hiện trước
(proactive). Một LBS reactive luôn được kích hoạt bởi người dùng (kích hoạt phiên
làm việc ), và có sự tương tác yêu cầu dịch vụ và trả về nội dung yêu cầu của người
17
dùng. Chu trình yêu cầu và hồi đáp có thể thực hiện nhiều lần trước khi phiên làm việc
kết thúc. Do có chu trình lặp đi lặp lại như vậy nên LBS phản ứng thường được đặc
trưng bởi một mẫu tương tác đồng bộ giữa người dùng và dịch vụ. Ví dụ, người dùng
muốn tìm quán café vào buổi sáng ở gần nơi anh ta ở. Khi đó anh ta sẽ yêu cầu thiết
lập phiên làm việc v
ới dịch vụ. Lần đầu anh ta yêu cầu danh sách các quán café quanh
anh ta. Dịch vụ sẽ tìm và lọc danh sách các quán café xung quanh nơi anh ta ở và trả
về cho anh ta. Sau đó anh ta yêu cầu tiếp xem những quán nào đang trong giờ mở cửa
hoặc quán nào có loại café Capuchino… Quá trình này sẽ tiếp tục cho tới khi nào dịch
vụ tìm thấy quán đúng anh ta yêu cầu. Khác với LBS phản ứng thì LBS thực hiện
trước được khởi tạo tự động ngay khi một sự kiện vị trí xác
định trước xuất hiện. Giả
sử một du khách sử dụng dịch vụ LBS trong một bảo tàng lịch sử rộng lớn. Khi du
khách đi vào một vùng nào đó mới, thông tin giới thiệu về nơi đó hoặc những hiện vật
xung quanh đó sẽ được tự động gửi về máy của du khách. Ở LBS proactive, dịch vụ tự
thực hiện trước khi có yêu cầu của người dùng nên sự
tương tác giữa người sử dụng và
dịch vụ xảy ra không đồng bộ.
3.2 Ngữ cảnh và Học theo ngữ cảnh trên di động
3.2.1 Ngữ cảnh (Context)
Context ta tạm dịch sang Tiếng Việt nghĩa là “Ngữ cảnh”. Nó là bất cứ thông tin
nào có thể dùng để phân biệt, xác định tình trạng hiện thời của thực thể hoặc các hành
động của thực thể. Ngữ cảnh bao hàm các thông tin về hiện trạng, trạng thái, vị trí,
không gian liên quan đến một cá nhân hoặc sự kiện cụ thể. Một ngữ cảnh là một môi
Context-aware sử dụng các luật tự xây dựng và thông tin đầu vào để xác định và phân
loại các ngữ cảnh theo từng lớp sao cho từ đó có thể định nghĩa, cá thể hóa các hành
động(action) hoặc phản ứng của người dùng cũng như môi trường xung quanh người
dùng. Một hệ thống nhận biết ngữ cảnh thường có các tính năng :
• Trình diễn thông tin và các dịch vụ đối với người sử dụng.
•
Tự động thực hiện một dịch vụ nào đó ( theo ngữ cảnh)
• Gán nhãn cho ngữ cảnh để sử dụng cho lần sau.
3.2.3 Học trên di động (Mobile Learning )
Học trên di động, một khái niệm không còn xa lạ với các nước tiên tiến tuy nhiên
lại là một khái niệm mới mẻ ở Việt Nam. Từ những năm 90, các trường đại học ở châu
Âu đã phát triển các chương trình học trên di động dành cho sinh viên. Năm 2007,
sinh viên trường Đại Học Cyber (Nhật Bản) được học thử nghiệm chương trình học
qua điện thoại di động, với nội dung về bí ẩn các Kim Tự Tháp Ai C
ập. Đối với các
bài học trên PC, người học download bài giảng về máy tính. Bài học được cung cấp
dưới dạng hình và chữ, và một màn hình video nhỏ ở góc trên sẽ phát hình giáo viên
đang giảng bài. Còn đối với bài học trên di động thì đơn giản hơn nhiều – bài học chỉ
Copyright: Tài liệu đại học ©