Penerapan Semantik Web Pada Ontologi Learning

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi 2016 (SENTIKA 2016)
Yogyakarta, 18-19 Maret 2016
ISSN: 2089-9815
PENERAPAN SEMANTIK WEB PADA ONTOLOGI LEARNING RESOURCE
REPOSITORI
Lasmedi Afuan1, Azhari2
Mahasiswa Program Doktor, Universitas Gadjah Mada
2
Dosen Program Doktor, Universitas Gadjah Mada
Email : [email protected], [email protected]
1
ABSTRAKS
Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan web semantik pada domain learning resource. Penerapan web
semantik dengan mamanfaatkan RAP library yang merupakan RDF Api, SPARQL sebagai query untuk
mengakses RDF, serta PHP sebagai bahasa server side scripting. Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini
antara lain analisis kebutuhan sistem, pengumpulan data, perancangan, pengkodean, pengujian. Hasil dari
penelitian ini berupa web semantik yang membantu dalam perncarian learning resource.
Kata Kunci: ontologi,web semantik, rap, rdf api, sparql, learning resource
tahapan yang dilakukan dibagi menjadi 2 yaitu
perancangan ontologi dan perancangan sistem,
dalam perancangan ontologi menghasilkan class
antara lain class TempatTujuan terdapat properti
properti
BerangkatdariShelter,
JalurYangDigunakan
dan
ShelterTerdekat
bertipe
object
type.
Sedangkan
properti-properti
alamat,
deskripsi,
nama_tujuan
dan
rekomendasi_jalur
bertipe
datatype.
Implementasi ontologi menggunakan protégé.
Pencarian informasi jalur bis Trans Jogja dengan
memanfaatkan ontologi jalur bis Trans Jogja sebagai
basis pengetahuan mampu membantu user untuk
menemukan jalur yang relevan.
Penelitian lain terkait web semantik juga
dilakukan oleh (Azhari Azhari & Minurita
Sholichah, 2006) membangun model ontologi untuk
informasi penerbangan menggunakan protégé.
Dengan menggunakan protégé, model pengetahuan
jadwal penerbangan disusun kedalam bentuk
ontologi secara hirarki kelas, slot, dan instant. Model
ontologi yang disusun mampu mendeskripsikan
informasi jadwal penerbangan secara lebih semantis.
Dan disamping itu, dari model yang telah
dikembangkan menunjukan bahwa berbagai cara
pengguna (menurut persepsi masing-masing) untuk
melakukan pencarian informasi penerbangan
ataupun hasil query dapat dibentuk secara lebih
mudah.
Penelitian yang dilakukan (Jo, 2013)
menerapkan web semantik pada domain ontologi
law untuk menyediakan bagi pengguna umum
layanan yang mudah dan nyaman untuk mengakses
informasi professional seperti hukum.
Dari hasil kajian dan riset di atas
menunjukkan bahwa
web
semantik
telah
diimplementasikan secara luas, dalam beragam
sistem, dan dapat menjadi solusi untuk pencarian
berbasis pengetahuan.
1.
PENDAHULUAN
Teknologi
Informasi
mengalami
perkembangan yang sangat pesat, salah satunya
adalah perkembangan teknologi internet. Di internet,
layanan yang sangat populer saat ini adalah web
(WWW). Web menjadi sumber data yang sangat
besar dan sangat berharga untuk setiap pengguna
karena di dalam web kumpulan dokumen saling
terhubung dan dapat diakses melalui koneksi
internet(Gunawan, 2014). Web semantik merupakan
bagian dari teknologi web yang ada saat ini, dengan
adanya web semantik, website tidak hanya
dimengerti oleh manusia, akan tetapi juga dapat
dipahami oleh mesin (machine readable). Web
semantik mampu memahami makna dari sebuah kata
atau konsep serta mampu memahami hubungan logis
diantara keduanya. Sehingga web semantik hanya
menampilkan informasi yang dibutuhkan oleh
pengguna.
Pembelajaran
online
(e-learning)
mengubah cara belajar yang telah ada. Dengan elearning proses pembelajaran tidak perlu dilakukan
melalui tatap muka, learners (pembelajar) dapat
belajar dimana saja dan kapan saja. Pada e-learning,
konten merupakan salah salah satu komponen elearning yang didistribusikan dengan gaya semi
tersruktur (Salahuddin & Muchpud, 2012).
Permasalahan yang muncul dalam konten e-learning
adalah pencarian, sering kali hasil pencarian hanya
menampilkan konten berdasarkan kata kunci yang
diinputkan oleh learners. Pada penelitian ini akan
mengembangkan web semantik yang dapat
digunakan untuk mencari dan mendapatkan materi
pada domain e-learning.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
Berdasarkan
penelitian (Wicaksono,
Charibaldi, & Jayadianti, 2010) (Lakhtaria &
Trivedi, 2011), penelitian (Wicaksono et al., 2010)
tersebut membahas tentang penerapan web semantik
untuk menentukan pilihan jalur bis trans Jogja,
252
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi 2016 (SENTIKA 2016)
Yogyakarta, 18-19 Maret 2016
3. KONSEP DASAR
3.1 Web semantik
Web semantik adalah generasi baru dari web
yang sudah ada saat ini, web semantik merupakan
evolusi dari WWW (World Wide Web) yang
dicetuskan oleh Tim Berners-Lee pada tahun 1999.
Dengan web semantik, sebuah web tidak hanya
dimengerti oleh manusia (pengguna) akan tetapi
juga dapat dipahami oleh mesin/komputer (machine
readable). Sasaran dari arsitektur semantic web
adalah menyediakan representasi pengetahuan dari
LOD (Linked of Data) yang mengijinkan
mesin/komputer memproses dalam skala global
(Lakhtaria & Trivedi, 2011). Web semantik
didefinisikan sebagai sekumpulan teknologi, dimana
memungkinkan komputer memahami arti dari
sebuah informasi berdasarkan metadata, yaitu
informasi mengenai isi informasi. Dengan adanya
metadata, komputer diharapkan mampu mengartikan
hasil pemasukan informasi sehingga hasil pencarian
menjadi lebih detil dan tepat. W3C mendefinisikan
format metadata tersebut adalah Resource
Description Framework (RDF). Tiap unit dari RDF
terdiri dari tiga komposisi, yaitu subject, predicate,
dan object. Subject dan predicate adalah entitas yang
ditunjukkan oleh teks, sedangkan predicate adalah
komposisi yang menerangkan sudut pandang dari
subject yang dijelaskan object. Hal yang paling
menarik dari RDF yaitu object dapat menjadi subject
yang nantinya diterangkan oleh object yang lainnya,
sehingga object atau masukan dapat diterangkan
secara jelas dan detil serta sesuai dengan keinginan
pengguna yang memberikan masukan (Gunawan,
2014). Secara umum arsitektur web semantik dapat
dilihat pada gambar 1
2.
3.
4.
5.
ISSN: 2089-9815
untuk mengidentifikasi obyek di semantic
web.
Layer XML dan RDF, sebagai format
pertukaran data
Layer SPARQL, merupakan bahasa query
sekaligus protokol yang digunakan dalam
mengakses data di web semantik.
Layer RDF Schema dan OWL, digunakan
untuk mengekspresikan semantik dari data
yang ada dan ditulis dalam format RDF.
RIF (Rule Interchange Format), dirancang
untuk menangani masalah interoperabilitas
pada bahasa rule yang digunakan.
3.2 Ontologi
Ontologi merupakan kunci untuk penerapan
web semantik (Gali, Chen, Claypool, & Uceda-sosa,
n.d.). Ontologi dapat definisikan sebagai “an explicit
specification of a conceptualization” (Gruber,
1993).
Ontologi
sangat
penting
untuk
mendeskripsikan tentang sesuatu. Secara teknis,
ontologi dapat direpresentasikan dalam bentuk
objek, properti dari objek, dan relasi diantara setiap
objek (Chandrasekaran, Josephson, & Benjamins,
1999).
Ontologi
direpresentasikan
dengan
menggunakan bahasa OWL (Ontology Web
Languange), Pada mulanya OWL didesain untuk
merepresentasikan informasi tentang kategori dari
sebuah objek dan bagaimana objek tersebut
berhubungan. OWL dapat juga menyediakan
informasi tentang objek itu sendiri. Sebagai hasil
usaha yang dilakukan oleh kegiatan Web semantik
W3C, OWL harus sesuai dengan visi web semantik,
yaitu bahasa yang dikelompokkan bersama-sama
dengan XML dan RDF (Gunawan, 2014).
3.3 RDF
RDF (Resource Description Framework)
merupakan sebuah aplikasi dari XML yang
memungkinkan
penyusunan
suatu
resource
description kaya, terstruktur, dan dapat dibaca oleh
mesin. RDF merupakan sebuah framework untuk
menjelaskan suatu halaman web. Tiap dokumen
RDF merupakan kumpulan statemen yang terdiri
dari subyek, predikat dan obyek yang biasa dikenal
sebagai triples. Kumpulan statemen ini apabila
digambarkan membentuk sekumpulan node yang
saling terhubung oleh edge berbentuk arah panah
sehingga membentuk suatu graf. Terdapat beberapa
format serialisasi RDF yang terkenal, antara lain
RDF/XML, Turtle (Terse RDF Triple
Languange) dan N-Triples.
3.4 SPARQL
SPARQL (SPARQL Protocol and RDF Query
Language) merupakan bahasa query yang digunakan
untuk mengakses dokumen RDF. SPARQL mirip
dengan SQL yang ada pada relasional database.
Gambar 1. Arsitektur web semantik
W3C menyebut arsitektur web semantik sebagai
semantic web layer cake. W3C merekomendasikan
dalam semantic web activity terdapat beberapa layer
arsitektur dari semantic web antara lain (Gunawan,
2014)
1. URI/IRI,
memastikan
penggunaan
sekumpulan karakter yang telah disepakati
secara internasional dan menyediakan alat
253
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi 2016 (SENTIKA 2016)
Yogyakarta, 18-19 Maret 2016
SPARQL memungkinkan untuk melakukan beberapa
hal yaitu, mengambil nilai dari data yang terstruktur
maupun data yang semi terstruktur, mengembangkan
data dengan melakukan query terhadap suatu relasi
yang tidak diketahui, melakukan query operasi join
yang kompleks pada database yang berlainan secara
lebih sederhana, dan mengubah suatu data RDF
menjadi vocabulary yang lain. Contoh sparql dapat
dilihat pada gambar 2
2.
3.
4.
SELECT *
WHERE {
?s koleksi:judul ?judul;
koleksi:abstrak ?abstrak;
koleksi:katakunci ?katakunci;
koleksi:kode ?kode.
}
5.
6.
Gambar 2. Contoh SPARQL
4.
METODOLOGI PENELITIAN
Secara umum, tahapan pada penelitian ini
dapat dilihat pada gambar 3.
ISSN: 2089-9815
yang mendorong dilakukannya penelitian
pada domain studi akhir.
Hipotesis, tahapan ini menentukan
hipotesis awal yaitu web semantik dapat
diterapkan pada domain learning resource
untuk mempermudah pencarian.
Pengumpulan data, pengumpulan data
terkait dengan domain learning resource.
Perancangan Ontologi, pada tahap ini
dilakukan
perancangan
ontologi
berdasarkan hasil pengumpulan data yang
telah dilakukan.
Perancangan Sistem, pada tahap ini
dilakukan perancangan antarmuka sistem.
Implementasi, tahapan selanjutnya adalah
mengimplementasikan
ontologi
dan
perancangan antarmuka menjadi web
semantik.
Adapun alat dan bahan yang digunakan antara
lain:
1. Data learning resource
2. Protégé
3. RDF Api
4. Laptop/PC
5. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Perancangan Ontologi
Pada tahapan ini dilakukan perancangan
ontologi, perancangan ini menggunakan protégé.
Hasil dari perancangan ontologi dapat dilihat pada
tabel 1 , tabel 2 dan tabel 3.
Tabel 1. Class, SubClassOf
Class
SubclassOf
Thing
Jenis
Thing
Kategori
Thing
Lecturer
Thing
Matakuliah
Thing
Materi
Tabel 2. Object property
Object
Domain
Property
lecture
Create
materi
HasAuthor
materi
HasJenis
materi
HasKategori
matakuliah
HasMateri
lecturer
Teach
Gambar 3. Tahapan penelitian
Gambar 3 merupakan tahapan dalam melakukan
penelitian, berikut penjelasan dari tahapan-tahapan
tersebut
1. Identifikasi permasalahan, pada tahapan
ini
dilakukan
identifikasi
terhadap
permasalahan yang terjadi, permasalahan
Rannge
materi
lecture
jenis
kategori
materi
matakulia
h
254
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi 2016 (SENTIKA 2016)
Yogyakarta, 18-19 Maret 2016
Tabel 3. Data Property, Domain dan Range
Data Property
Domain
Range/
Value
Lecturer
Date
hasBirthdate
Matakuliah
String
hasKodeMatkul
Materi
String
hasNamaFile
Jenis
String
hasNamaJenis
Kategori
String
hasNamaKategori
Matakuliah
String
hasNamaMatkul
Lecturer
String
hasName
Lecturer
String
hasNidn
Lecturer
String
hasSex
Matakuliah
String
hasSKS
Materi
String
hasTipeDokumen
Materi
String
hasTitle
Materi
String
hasURL
ISSN: 2089-9815
Sedangkan implementasi ObjectProperty yang
dihasilkan dapat dilihat pada gambar 5
Gambar 6. Implementasi Object Property
create, dimana properti ini memiliki
domain lecture dan Ranges materi
2. hasAuthhor, memiliki domain materi
dengan ranges lecturer.
3. hasJenis, dengan domain materi
dan ranges jenis.
4. hasMateri,
dengan
domain
matakuliah dan ranges materi.
5. teach, dengan domain lecturer
dan ranges materi.
1.
5.2 Perancangan Antar muka web semantik
Pada tahapan perancangan antarmuka web
semantik ini (gambar 4)
Gambar 4. Rancangan antarmuka
5.3 Implementasi Ontologi
Gambar 7. Implementasi Data Property
Setelah dilakukan perancangan ontologi pada
tahap 5.1, langkah selanjutnya adalah implementasi
konsep ontologi meggunakan protégé.
Gambaran dari implementasi ontologi
keseluruhan dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 5. Implementasi ontologi
Pada perancangan ontologi dihasilkan 5 class
yaitu
1. Class Jenis
2. Class Kategori
3. Class Lecturer
4. Class Matakuliah
5. Class Materi
secara
Gambar 8. Ontologi VOWL
5.4 Implementasi Web semantik
Gambar 9 merupakan implementasi dari gambar
4, setelah dilakukan pengkodean, dihasilkan web
semantik yang dapat digunakan untuk membantu
dalam pencarian materi pada e-learning.
255
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi 2016 (SENTIKA 2016)
Yogyakarta, 18-19 Maret 2016
ISSN: 2089-9815
Gambar 9. Implementasi semantik web
Jo, D. W. (2013). Web-based Semantic Web
Retrieval Service for Law Ontology.
http://doi.org/10.1109/HPCC.and.EUC.2013.9
9
6.
KESIMPULAN
Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa
teknologi semantik web dapat diterapkan sebagai
salah satu aplikasi untuk pencarian pada domain
learning resource. Untuk pengembangan berikutnya
perlu menerapkan SWRL (semantic web rule
language), agar aplikasi mampu melakukan
inferensi. Penambahan data yang lebih banyak dapat
dilakukan untuk mengetahui hasil pengukuran
aplikasi lebih lanjut.
Lakhtaria, K. I., & Trivedi, M. (2011). Providing
Smart-Space to E-Commerce with Semantic
Web, 1(1), 27–34.
Salahuddin, N. S., & Muchpud, H. (2012).
PEMBUATAN ONTOLOGY LEARNING
OBJECT PADA. Konferensi Nasional Sistem
Informasi, 282–286.
REFERENCES
Wicaksono, I. A. S., Charibaldi, N., & Jayadianti, H.
(2010). Penerapan Teknologi Semantic Web
untuk Menentukan Pilihan Jalur Bis Trans
Jogja. Seminar Nasional Informatika 2010
(semnasIF 2010), 2010(semnasIF), 102–110.
Azhari Azhari, & Minurita Sholichah. (2006). Model
Ontologi
Untuk
Informasi
Jadwal
Penerbangan Menggunakan Protégé. Jurnal
Informatika, 7(1), 67–76. Retrieved from
http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/inf
/article/view/16488
Chandrasekaran, B., Josephson, J. R., & Benjamins,
V. R. (1999). What Are Ontologies , and Why
Do We Need Them ?
Gali, A., Chen, C. X., Claypool, K. T., & Ucedasosa, R. (n.d.). From Ontology to Relational
Databases, 1–12.
Gruber, T. R. (1993). A translation approach to
portable ontology specifications. Knowledge
Acquisition,
5(2),
199–220.
http://doi.org/10.1.1.101.7493
Gunawan, H. F. (2014). Penerapan Web Semantik
Untuk Aplikasi Pencarian Pada Repositori
Koleksi Penelitian ,Studi Kasus : Program
Studi Sistem Informasi Stmik Mikroskil
Medan, 15(1), 51–60.
256