bài giảng bên trong một hệ cơ sở tri thức

1 BÊN TRONG MỘT HỆ CƠ SỞ TRI THỨC 2 Hệ Cơsơ tri thức= Cơ sơ ûtri thức + Động cơ suy diễn 3 Cấu trúc chung của một hệCSTT 4 Cơ sở tri thức 5 Tổng quan quá trình xây dựng hệ CSTT 6 Một số bước cơ bản để xây dựng hệ Cơ sở tri thức • Tiếp cận chuyên gia • Thu thập, tổ chức tri thức • Chọn lựa công cụ phát triển hệ CSTT • Cài đặt hệ CSTT 7 Một số tiêu chuẩn phân loại các hệ CSTT • Tính đóng, mở, kết hợp • Phương pháp biểu diễn tri thức • Lónh vực ứng dụng 8 Hệ CSTTđóng • được xây dựng với một số “tri thức lónh vực” ban đầu,và chỉ những tri thức đo ùma øthôi trong suốt quátrình hoạt động hay suốt thời gian sống của nó. 9 Hệ CSTT mở hệ cơ sở tri thức tiên tiến hơn, có khả năng bổ sung tri thức trong quá trình hoạt động, khám phá 10 Hệ CSTT kết hợp • Bao gồm sự kết hợp giữa hệ đóng và hệ mở,hệ kết hợp giữa CSTT va øCSDL,hệ kết hợp giữa he äCSTT này với một hệ CSTT khác, … • Những hệ CSTT kết hợp thường phát triển mạnh dựa trên tri thức liên ngành. • Ví dụ: những hệ hỗ trợ ra quyết đònh trong đời sống,kinh tế và khoa học, những hệ chẩn đoán, dự báo 11 Một số hệ CSTT điển hình • Hệ giải toán • Hệ chẩn đoán y khoa MYCIN • Hệ điều khiển tự động • Hệ dự báo thời tiết 12 Ví dụ: Máy điều nhiệt MÙA TRONG NĂM NGÀY TRONG TUẦN GIỜ TRONG NGÀY MÁY ĐIỀU NHIỆT NHIỆT ĐỘ THÍCH HỢP 13 CÁC ĐỐI TƯỢNG Đối tượng Giá trị Tháng Tháng 1, …, Tháng 12 Mùa Xuân, hè, thu, đông Ngày Thứ 2, …, Thứ 7, Chủ nhật Thời gian Trước 9, Sau 17, Từ 9 -> 17 Sự khởi động Trong giờ làm việc, ngoài giờ làm việc 14 GIẢI PHÁP ĐIỀU NHIỆT 7 giải pháp điều nhiệt -Đặt máy điều nhiệt là “14 o C” - Đặt máy điều nhiệt là “15 o C” - Đặt máy điều nhiệt là “16 o C” - Đặt máy điều nhiệt là “18 o C” - Đặt máy điều nhiệt là “20 o C” - Đặt máy điều nhiệt là “24 o C” - Đ ặ t má y điều nhi ệ t là “27 o C” 15 Luật dẫn 1: NếuNgày là Thứ 2 HoặcNgày là Thứ 3 HoặcNgày là Thứ 4 HoặcNgày là Thứ 5 HoặcNgày là Thứ 6 Thì Hôm nay là Ngày làm việc CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 16 Luật dẫn 2: NếuNgày là Thứ 7 Hoặc Ngày là Chủ nhật Thì Hôm nay là Cuối tuần CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 17 Luật dẫn 3: Nếu Hôm nay là Ngày làm việc Và Thời gian giữa 9 giờ sáng và 5 giờ chiều Thì Sự khởi động là ‘trong thời gian làm việc’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 18 Luật dẫn 4: Nếu Hôm nay là Ngày làm việc Và Thời gian trước 9 giờ sáng Thì Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 19 Luật dẫn 5: Nếu Hôm nay là Ngày làm việc Và Thời gian là sau 5 giờ chiều Thì Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 20 Luật dẫn 6: NếuHôm nay là Cuối tuần Thì Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 21 Luật dẫn 7: Nếu Tháng là Tháng 1 Hoặc Tháng là Tháng 2 Hoặc Tháng là Tháng 12 Thì Mùa là Mùa Hè CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 22 Luật dẫn 8: Nếu Tháng là Tháng 3 Hoặc Tháng là Tháng 4 Hoặc Tháng là Tháng 5 Thì Mùa là Mùa Thu CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 23 Luật dẫn 9: Nếu Tháng là Tháng 6 Hoặc Tháng là Tháng 7 Hoặc Tháng là Tháng 8 Thì Mùa là Mùa Đông CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 24 Luật dẫn 10: Nếu Tháng là Tháng 9 Hoặc Tháng là Tháng 10 Hoặc Tháng là Tháng 11 Thì Mùa là Mùa Xuân CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 25 Luật dẫn 11: Nếu Mùa là Mùa Xuân Và Sự khởi động là ‘trong thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’20 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 26 Luật dẫn 12: Nếu Mùa là Mùa Xuân Và Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’15 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 27 Luật dẫn 13: Nếu Mùa là Mùa Hè Và Sự khởi động là ‘trong thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’24 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 28 Luật dẫn 14: Nếu Mùa là Mùa Hè Và Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’27 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 29 Luật dẫn 15: Nếu Mùa là Mùa Thu Và Sự khởi động là ‘trong thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’20 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 30 Luật dẫn 16: Nếu Mùa là Mùa Thu Và Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là’16 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 31 Luật dẫn 17: NếuMùa là Mùa Đông Và Sự khởi động là ‘trong thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’18 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 32 Luật dẫn 18: NếuMùa là Mùa Đông Và Sự khởi động là ‘ngoài thời gian làm việc’ Thì Cấu hình điều nhiệt là ’14 độ’ CƠ SỞ TRI THỨC LUẬT DẪN (18 LUẬT) 33 MINH HỌA Tháng ? 8 Thứ ? Thứ 6 Giờ ? 9 < Giờ < 17 Luật 9 Mùa = Mùa Đơng Luật 1 Hơm nay= ngày làm việc Luật 3 Sự hoạt động = trong giờ làm việc Máy điều nhiệt = 18 o C 34 HỆ GIẢI TOÁN DỰA TRÊN TRI THỨC 35 Hệ giải toán=Tiên đề,đònh lý+Lập luậnlogic (toán học) 36 Yêu cầu • Cho phép kiểm tra quá trình suy luận bao gồm việc thể hiện cụ thể các bước giải bài toán và trả lời hay giải thích cho quá trình giải. • Cho phép việc hiệu chỉnh và cập nhật cơ sở tri thức như thêm và loại bớt kiến thức trong cơ sở tri thức. • Sử dụng các heuristic (thường không đầy đủ) trong việc suy luận giải bài toán nhằm đạt được các lời giải tốt. 37 Cấu trúc của một hệ giải bài toán dựa trên tri thức 38 Bảo đảm sự tách biệt giữa cơ sở tri thức và bộ suy diễn • Sẽ làm cho việc biểu diễn tri thức được thực hiện một cách tự nhiên hơn. • Các nhà thiết kế hệ thống giải bài toán thông minh sẽ tập trung vào vệc nắm bắt và tổ chức cơ sở tri thức • Sẽ tăng cường tính mô-đun hóa của phần cơ sở tri thức, bộ suy diễn và bộ phận cập nhật, hiệu chỉnh kiến thức • Cho phép cùng một chiến lược điều khiển và giao tiếp có thể được sử dụng cho nhiều hệ thống khác nhau • Giúp ta có thể thử nghiệm nhiều chiến lượt điều khiển khác nhau trên cùng một cơ sở tri thức 39 Cơ sở tri thức •rất đa dạng •bao gồm: – các khái niệm từ đơn giản đến có cấu trúc phức tạp – các hệ thức tính toán với những qui luật nhất đònh – các liên hệ đa dạng bao gồm cả đònh tính lẫn đònh lượng – các luật dẫn và các heuristics 40 Vấn đề Suy diễn Tự động • Phương pháp hợp giải, luật “Modus Ponens”, luật “Modus Tollens” và luật “tam đoạn luận” . • Phương pháp suy diễn tiến • Phương pháp suy diễn lùi • Kết hợp suy diễn tiến và suy diễn lùi [...].. .Một số kết quả nghiên cứu xây dựng hệ giải toán hình học • Chỉ xét một số luật suy diễn cụ thể trên các quan hệ hình học và ứng với mỗi luật phải viết riêng một thủ tục thi hành luật • Chưa có một cơ sở tri thức có thể hiệu chỉnh được và bộ suy diễn sẽ hoạt động dựa trên cơ sở tri thức • Chưa xem xét đến vấn đề tính toán • Chưa có một ngôn ngữ qui ước cho việc đặc tả các dạng bài toán Một số... toán là một sự khái quát cho một dạng tri thức dùng cho việc biểu diễn tri thức và thiết kế các chương trình giải toán tự động, • Mỗi mạng tính toán là một mạng ngữ nghóa chứa các biến và những quan hệ có thể cài đặt và sử dụng được cho việc tính toá 49 50 Quan hệ • Cho M = {x1,x2, ,xm} là một tập hợp các biến có thể lấy giá trò trong các miền xác đònh tương ứng D1,D2, ,Dm • Đối với mỗi quan hệ R ⊆... Δt = t2 - t1; 45 46 Ví dụ 2 Mục tiêu • Trong hóa học chúng ta thường phải sử dụng các phản ứng hóa học để điều chế các chất nầy từ các chất khác Cho trước một số chất hóa học, hãy tìm cách điều chế ra một hay một số chất nào đó • Xác đònh tính giải được của một bài toán trên mạng tính toán • Trong trường hợp bài toán là giải được thì hãy cho một lời giải • Nếu bài toán không giải được thì cần có thêm... giải được khi và chỉ khi các bài toán A → b là giải được với mọi b ∈ B • Nếu A → B và B → C là các bài toán giải được thì bài toán A → C cũng giải được • Nếu bài toán A → B là giải được và B’ là một tập con của B thì A → B’ cũng là một bài toán giải được • bài toán A → B là giải được khi và chỉ khi B ⊆ A 69 Tìm bao đóng của tập A ⊆ M • Nhập : • Xuất : 70 Tìm một lời giải cho bài toán A → B Mạng tính toán... w(f2) + + w(fk) Ta gọi w(S) là trọng số của S • Cho một bài toán A → B Dãy các luật suy diễn S được gọi là một lời giải tối ưu khi: – S là một lời giải của bài toán A → B – w(S) = min {w(S’) | S’ là một lời giải của bài toán A → B } 89 90 Bước 1: Tìm một lời giải • Khi G ⊄ H ta thực hiện quá trình lặp cho các bước dưới đây: • Xét bài toán H → G trên một MSDT (A, D, w), với H và G là các tập con của tập... gian trạng thái của bài toán • bài toán H → G trên một MSDT (A, D, w) • r là một cạnh nối từ đỉnh H đến đỉnh H’ : – r có thể áp dụng trên H – H’ = H ∪ goal(r) • trọng số của cạnh r (tức là một luật suy diễn) là w(r) Graph(H→G) • Một dãy S gồm các luật là một lời giải của bài toán H → G khi và chỉ khi S là một lộ trình trên đồ thò Graph(H→G) nối từ H đến S(H) và S(H) ⊃ G • Độ dài của một lộ trình S trên... quan hệ f giữ a nửa chu vi p với các độ dài của 3 cạnh a, b, c: quan hệ đối xứng có hạng 1 55 56 Mạng tính toán Ví dụ • Trong ví dụ 1 ở trên, ta có M(f) = {A,B,C} • Trong ví dụ 2 ở trên, ta có M(f) = {a,b,c,p} • bao gồm một tập hợp các biến M và một tập hợp các quan hệ (tính toán) F trên các biến • Ký hiệu MTT: – M = {x1,x2, ,xn} – F = {f1,f2, ,fm} – ta ký hiệu M(f) là tập các biến có liên hệ trong. .. biến bất kỳ trong M 61 62 Đònh nghóa Vấn đề trên mạng tính toán • Bài toán xác đònh B từ A trên mạng tính toán (M,F) được viết dưới dạng : A B Hoặc A b 63 • Bài toán A → B được gọi là giải được khi có thể tính toán được giá trò các biến thuộc B xuất phát từ giả thiết A • Ta nói rằng một dãy các quan hệ {f1, f2, , fk} ⊆ F là một lời giải của bài toán A → B nếu như ta lần lượt áp dụng các quan hệ fi (i=1,... là dãy các quan hệ sẽ áp dụng 2 if B ⊆ A then begin Solution_found ← true; goto 4; end else Solution_found ← false; 73 74 Tìm một lời giải tốt từ một lời giải đã biết Nhập : Mạng suy diễn (M,F), lời giải D={f1, f2, , fm} của bài toán A→ B Xuất : lời giải tốt cho bài toán A → B Thuật toán : 1 D ← {f1, f2, , fm}; 2 for i=m downto 1 do if D \ {fi} là một lời giải then D ← D \ {fi}; 3 D là một lời giải tốt... ta nói rằng quan hệ nầy liên kết các biến x1,x2, ,xm R(x1,x2, ,xm) hay R(x) fR,u,v : Du → Dv f:u→v ta có thể tính được giá trò của các biến thuộc khi biết được giá trò của các biến thuộc u u∩v=∅ 51 52 Quan hệ đối xứng có hạng k (k>0) Quan hệ không đối xứng có hạng k (k>0) • tính được k biến bất kỳ từ m-k biến kia 53 54 Ví dụ Quan hệ f giữa 3 góc A, B, C trong tam giác ABC cho bởi hệ thức: A+B+C = 180 . 1 BÊN TRONG MỘT HỆ CƠ SỞ TRI THỨC 2 Hệ Cơsơ tri thức= Cơ sơ tri thức + Động cơ suy diễn 3 Cấu trúc chung của một hệCSTT 4 Cơ sở tri thức 5 Tổng quan quá trình xây dựng hệ CSTT 6 Một số bước cơ. của nó. 9 Hệ CSTT mở hệ cơ sở tri thức tiên tiến hơn, có khả năng bổ sung tri thức trong quá trình hoạt động, khám phá 10 Hệ CSTT kết hợp • Bao gồm sự kết hợp giữa hệ đóng và hệ mở ,hệ kết hợp. bản để xây dựng hệ Cơ sở tri thức • Tiếp cận chuyên gia • Thu thập, tổ chức tri thức • Chọn lựa công cụ phát tri n hệ CSTT • Cài đặt hệ CSTT 7 Một số tiêu chuẩn phân loại các hệ CSTT • Tính