bài tập lớn môn hệ chuyên gia

bài tập lớn môn hệ chuyên gia

1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Mục Lục

Contents

Lời Mở Đầu 4

Chương I: Giới thiệu về hệ chuyên gia. 5

I Khái niệm: 5

II Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia 7

III Kiến trúc tổng quát của các hệ chuyên gia 8

1 Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia 8

2 Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia 10

Chương II: Giới thiệu bài toán tư vấn chọn trường. 11

I Phát biểu bài toán 11

II Các phương pháp giải quyết 12

1 Hỏi biết trước kết luận 12

1.1 Phương thức hỏi gần: 12

1.2 Phương thức hỏi xa: 13

2 Hỏi không biết kết luận: 13

2.1 Hỏi xa: 14

2.2 Hỏi gần: 14

III Phương thức hỏi xa không biết trước kết luận 14

1 Phương thức hỏi xa 14

2 Mục đích: 15

3 Hướng giải quyết: 15

4 Lý do chọn: 16

Chương III: Hệ quản trị tri thức của bài toán. 16

I Mô hình dữ liệu: 16

1 Cách lưu trữ: 17

2 Ưu điểm: 17

3 Nhược điểm: 18

Chương IV: Chương Trình 18

Tài liệu tham khảo 24

Như các bạn đã biết, chọn trường là việc quan trọng đối với một học sinh THPT,

là yếu tố quyết định đến tương lai sau này của các em, nhưng việc chọn một trường như thế nào cho phù hợp là câu hỏi mà không ít học sinh còn đang phân vân Để giải đáp những thắc mắc đó, cũng như đưa ra lời khuyên bổ ích cho các em, nhóm chúng tôi xin giới thiệu Wevsite Tư Vấn Chọn Trường mong sẽ góp một phần nhỏ bé giúp các em có những sự lựa chọn sáng suốt cho bản thân Website này hỗ trợ việc tìm kiếm các trường, đưa ra các thông tin cần thiết như: điểm xét tuyển các năm trước, vị trí trường, thông tin liên quan đến các loại hình đào tạo của trường đó… Hơn thế nữa phần mềm còn giúp học sinh có thể chọn trường phù hợp khi họ nhập mức điểm mà họ

có thể đạt được, sở thích… máy tính sẽ đưa ra danh sách các trường phù hợp thông tin

họ nhập vào Với những tiện ích mà phần mềm này mang lại sẽ giúp cho học sinh có bước đi vững chắc cho thành công trong tương lai

Vì những lý do trên nên chúng em đã chọn đề tài “ Tư Vấn Chọn Trường bằng phương pháp hỏi xa ”, để cho các học sinh có thể chọn trường một cách hiệu quả, nhanh chóng, và đáp ứng được nhu cầu tìm kiếm thông tin trong thời đại hiện nay

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của Th.S Trần Thanh Hùng đã giúp chúng em thực hiện đề tài này Tuy đã có nhiều cố gắng, nhưng do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Vì vậy chúng em mong nhận được ý kiến đóng góp quý báy của Thầy

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Chương I: Giới thiệu về hệ chuyên gia

I Khái niệm:

Hệ chuyên gia (Expert System) là một chương trình máy tính thông minh sử dụng tri thức (knowledge) và các thủ tục suy luận (inference procedures) để giải những bài toán tương đối khó khăn đòi hỏi những chuyên gia mới giải được

Hệ chuyên gia là một hệ thống tin học có thể mô phỏng (emulates) năng lực quyết đoán (decision) và hành động (making ability) của một chuyên gia (con người)

Hệ chuyên gia là một trong những lĩnh vực ứng dụng của trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence) như hình dưới đây

Hệ chuyên gia sử dụng các tri thức của những chuyên gia để giải quyết các vấn

đề khác nhau thuộc mọi lĩnh vực

Tri thức (knowledge) trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thông được tích tụ từ sách

vở, tạp trí, từ các chuyên gia hay các nhà bác học Các thuật ngữ hệ chuyên gia, hệ thống dự trên tri thức hay hệ chuyên gia dựa trên tri thức thường có cùng nghĩa

Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức, máy suy diễn hay

mô tơ suy diễn, và hệ thống giao tiếp với người sử dụng Cơ sở tri thức chứa các tri thức để từ đó, máy suy diễn tạo ra câu trả lời cho người sử dụng qua hệ thống giao tiếp

Người sử dụng cung cấp sự kiện là những gì đã biết, đã có thật hay những thông tin có ích cho hệ chuyên gia, và nhận được những câu trả lời là những lời khuyên hay những gợi ý đúng đắn

Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức được minh họa như sau:

Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trưng cho một lĩnh vực vấn đề nào đó, như y học, tài chính, khoa học hay công nghệ,… mà không phải cho bất cứ một lĩnh vực vấn đệ nào

Tri thức chuyên gia để giải quyết một vấn đề đặc trưng được gọi là lĩnh vực tri thức

II Đặc trƣng và ƣu điểm của hệ chuyên gia

Có bốn đặc trưng cơ bản của một hệ chuyên gia:

- Hiệu quả cao: Khả năng trả lời với mức độ tinh thông bằng hoặc cao

hơn so với chuyên gia trong cùng lĩnh vực

- Thời gian trả lời thỏa đáng: Thời gian trả lời hợp lý, bằng hoặc nhanh

hơn so với chuyên gia để đi đến cùng một quyết định Hệ chuyên gia là

một hệ thời gian thực

- Độ tin cậy cao: Không thể xảy ra sự cố hoặc giảm sút độ tin cậy khi sử

dụng

- Dễ hiểu: Hệ chuyên gia giải thích các bước suy luận một cách dễ hiểu

và nhất quán, không giống như cách trả lời bí ẩn của các hộp đen

Những ưu điểm của một hệ chuyên gia:

- Phổ cập: Là sản phẩm chuyên gia, được phát triển không ngừng với

hiệu quả sử dụng không thể phủ nhận

- Giảm giá thành

- Tính thường trực: Bất kể lúc nào cũng có thể khai thác sử dụng, trong

khi con người có thể mệt mỏi, nghỉ ngơi hay vắng mặt

- Đa lĩnh vực: Chuyên gia về nhiều lĩnh vực khác nhau và được khai

thác đồng thời bất kể thời gian sử dụng

- Độ tin cậy: Luôn đảm bảo độ tin cậy khi khai thác

- Khả năng giảng giải: Câu trả lời với mức độ tinh thông được giảng

giải rõ ràng chi tiết, dễ hiểu

- Khả năng trả lời: Trả lời theo thời gian thực, khách quan

- Tính ổn định, suy luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi

- Trợ giúp thông minh như một người hướng dẫn

- Có thể truy cập như là một cơ sở dữ liệu thông minh

III Kiến trúc tổng quát của các hệ chuyên gia

1 Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia

Một hệ chuyên gia kiểu mẫu gồm bảy thành phần cơ bản như sau:

- Cơ sở tri thức: Gồm các phần tử tri thức, thông thường được gọi là

luật, được tổ chức như một cơ sở dữ liệu

- Máy suy diễn: Công cụ tạo ra sự suy luận bằng cách quyết định xem

những luật nào sẽ làm thỏa mãn các sự kiện, các đối tượng,…, chọn ưu tiên các luật thỏa mãn, thực hiện các luật có tính ưu tiên cao nhất

- Lịch công việc: Danh sách các luật ưu tiên do máy tính suy diễn tạo ra

thỏa mãn các sự kiện, các đối tượng có mặt trong bộ nhớ làm việc

- Bộ nhớ làm việc: Cơ sở dữ liệu toàn cục chứa các sự kiện phục vụ cho

các luật

- Khả năng giải thích: Giải nghĩa cách lập luận của hệ thống cho người

sử dụng

- Khả năng thu nhận tri thức: Cho phép người sử dụng bổ sung các tri

thức vào hệ thống một cách tự động thay vì tiếp nhận tri thức bằng cách mã hóa tri thức một cách tường minh Khả năng thu nhận tri thức

là yếu tố mặc nhiên của nhiều hệ chuyên gia

- Giao diện người sử dụng: Là nơi người sử dụng và hệ chuyên gia trao

đổi với nhau

Cơ sở tri thức còn được gọi là bộ nhớ sản xuất trong hệ chuyên gia Trong một cơ sở tri thức, người ta thường phân biệt hai loại tri thức là tri thức phán đoán và tri thức thực hành

Các tri thức phán đoán mô tả các tình huống đã được thiết lập hoặc sẽ được thiết lập Các tri thức thực hành thể hiện những hậu quả rút ra hay những thao tác cần phải hoàn thiện khi một tình huống đã được thiết lập hoặc sẽ được thiết lập trong lĩnh vực đang xét Các tri thức thực hành thường được thể hiện bởi các biểu thức dễ hiểu và dễ triển khai thao tác đối với người sử dụng

Từ việc phân biệt giữa hai loại tri thức, người ta nói máy suy diễn là công cụ triển khai các cơ chế tổng quát để tổ hợp các tri thức phán đoán và các tri thức thực hành Hình trên đây mô tả quan hệ hữu

cơ giữa máy suy diễn và cơ sở tri thức

2 Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia

Có nhiều mô hình kiến trúc hệ chuyên gia theo các tác giả khác nhau Sau đây là một số mô hình

a Mô hình J L Ermine

b Mô hình C Ernest

c Mô hình E V Popov

Chương II: Giới thiệu bài toán tư vấn chọn

trường

I Phát biểu bài toán

Khi vào trang web, khách có thể sử dụng việc tìm kiếm điểm chuẩn hoặc tư vấn chọn trường mà không cần đăng nhập

Trong trang tư vấn, chuyên gia sẽ thực hiện ra các câu hỏi theo nhóm câu hỏi và khách sẽ trả lời Đúng/ Sai Khi có kết quả phù hợp sẽ dừng hỏi hoặc hỏi hết các câu hỏi sẽ dừng hỏi

Khi người sử dụng muốn xem thông tin về điểm xét tuyển của các trường các năm trước để chọn một trường cho phù hợp thì hệ thống sẽ gửi thông tin như: Mã lựa chọn, điểm năm 1 điểm năm 2, điểm năm 3, điểm năm 4, điểm năm

5

Đế quản trị hệ thống tri thức người dùng phải đăng nhập vào hệ thống bằng tài khoản của mình trên trang đăng nhập

Các chức năng quản lý như:

Quản lý thông tin sự kiện

Quản lý thông tin trường

Quản lý thông tin ngành

Quản lý thông tin điểm

Quản lý thông tin lựa chọn

Quản lý thông tin luật

Quản lý thông tin ảnh trường

Quản lý thông tin âm thanh

Quản lý thông tin tỉnh

Quản lý thông tin nhóm sự kiện

II Các phương pháp giải quyết

Các vấn đề cần giải quyết:

 Xác định những điều cần hỏi (Hỏi cài gì?)

 Phương thức hỏi: thân thiện với người sử dụng

Mô hình hỏi:

1 Hỏi biết trước kết luận

Hỏi = Tập sự kiện có liên quan tới kết luận

1.1 Phương thức hỏi gần:

HỎIg = U{lefti |ri:lefti->qi, qiє KL} (g: gần)

 Nhận xét: HỎIg ={f | tồn tại (f,g) є FPG, g є KL}

 Tồn tại r: left -> g

f є left

1.2 Phương thức hỏi xa:

HOIx ={f | Tồn tại đường đi p є FPG, p=f->->->…->g є KL}

HỎI = TRÁI / PHẢI Với VD trên:

III Phương thức hỏi xa không biết trước kết luận

1 Phương thức hỏi xa

HỎI = TRÁI / PHẢI Hỏi đến khi nào???

 Đến khi thu được tập GT -> KL được

 Hỏi=Φ (GT > KL)

Bước 1: Đưa ra câu hỏi đầu tiên

Bước 2: Cập nhật xâu kết quả

 So sánh với tập luật

 Nếu trùng với giả thiết

 Đưa ra tư vấn và đưa trạng thái về ban đầu

 Nếu không trùng với một giả thiết thì lấy câu hỏi tiếp theo

 Lặp tới khi có kết quả thì dừng lại

VD trên: Hỏi xa: GT={Φ}, KL={k}

Với VD trên, ta có: HỎI={d,e,a,b,m,n}

 Xây dựng một hệ chuyên gia tư vấn: dựa trên những câu hỏi của học sinh về vấn đề liên quan đến việc chọn trường phù hợp với sở thích, học lực và điều kiện kinh tế cũng như sức khỏe của bản thân

 Sử dụng phương thức hỏi xa không biết trước kết luận sẽ giúp cho việc thực hiện xây dựng một hệ chuyên gia tư vấn chọn trường một cách thích hợp nhất

 Khi người sử dụng đưa ra câu hỏi thì nó sẽ dừng lại khi thu được tập giả thiết bằng với kết luận thì dừng

 Dạng câu hỏi là câu hỏi Yes/No mỗi câu trả lời có hay không của học sinh phần nào sẽ nhận được một kết quả - xử lý – đưa ra kết quả nếu đủ dữ kiện

 Sử dụng ngôn ngữ C# với thiết kế giao diện đẹp và tính năng hữu ích cho việc giải quyết vấn đề về Code

4 Lý do chọn:

 Giải đáp những thắc mắc mà nhiều học sinh cần biết

 Giúp cho học sinh THPT có sự lựa chọn sáng suốt về trường, ngành nghề mà các em sẽ học trong tương lai

 Đưa ra những lời khuyên bổ ích cho các em

khảo

Chương III: Hệ quản trị tri thức của bài toán

I Mô hình dữ liệu:

 Ghi dữ liệu vào file XML để tải lên bộ nhớ duyệt, tìm kiếm, thay thế, lưu…

 Hiển thị file XML lên HTML

2 Ƣu điểm:

 Việc nhập dữ liệu một cách nhanh chóng, dễ giàng sửa chữa và xem thông tin ngay trên Web

 Một số phần thông tin cần thiết có thể in nhanh qua Web

 Khi phát hiện sai sót xảy ra thì dễ giàng sử chữa

 Dễ giàng kiểm tra khi cần thiết, lưu dữ liệu nhanh

 Dễ giàng gửi đi trên Internet và được xử lý bởi nhiều phần mềm trên các hệ điều hành khác nhau

Trang đăng nhập vào hệ thống

Trang tư vấn chọn trường

Trang quản lý của admin

Trang quản lý sự kiện

Trang thêm mới sự kiện

Trang tìm trường xem điểm

Trang xem điểm chuẩn

Tài liệu tham khảo

1 Giáo trình Hệ chuyên gia của Th.s Trần Thanh Hùng

Các Website tham khảo: