Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO DAI HOC HUE TRUONG DAI HOC KHOA HOC VO THI HOANG THAO TÌM HIẾU LAP TRINH TAP TRA LOI VỚI CÁC RÀNG BUỘC BẢN SỐ, TRỌNG SÓ VÀ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO DAI HOC HUE
TRUONG DAI HOC KHOA HOC
VO THI HOANG THAO
TÌM HIẾU LAP TRINH TAP TRA LOI
VỚI CÁC RÀNG BUỘC BẢN SỐ, TRỌNG SÓ VÀ ỨNG DỤNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Thừa Thiên Huế, 2019
Trang 2
LỜI CẢM ƠN
Đề hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn Thâầy giáo PGS.TS
Trương Công Tuấn, Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Khoa học Huế, đã tận tình
hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện để tài
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ về mọi mặt của Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Khoa học - Đại
học Huế cùng quý thầy cô đã tham gia giảng dạy trong suốt quá trình học tập
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu cùng quý thây cô tô Tin học - Trường
THPT Hai Bà Trưng và các bạn bè đã quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện để
cho tơi hồn thành Luận văn này
Bản thân tôi đã cố gắng hết sức trong quá trình thực hiện để tài này nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong quý thầy cô và các bạn tận tình góp ý, chỉ bảo
Xin chan thành cam on!
Thừa Thiên Huế, ngày 20 tháng 09 năm 2019 Học viên
Võ Thị Hoàng Thảo
Trang 33.1.1 Tổng quan về hệ thống lập trình Smodels -2-©22+2zz22zzz2zzzzzce2 31 3.1.2 Thực thi chương trình logic bằng hệ thống Smodels 32 3.1.3 Một số quy ước trong hệ thống Smodels - 22 222222222222222222ze2 32
3.2 CÀI ĐẶT MỘT SÓ BÀI TOÁN CỦA LÝ THUYÉT ĐỎ THỊ BẰNG HỆ
THÔNG SMODEL(S 22-2222 22122221122211212112111211121112211221222 re 33
3.2.1 Bài tốn tơ màu đồ thị 22- 2222222 222122231221122112211 221221 cee 33
Trang 4DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 3 1 Kiến trúc hệ thống Smodels -22222222122212212212212211212 e6 31
Hình 3 2 Đồ thị của bài toán 3.4 l - 22-222 2221221122112211211.211211 21 te 34
Hình 3 3 Dé thi thé hiện phương án tơ màu của bài tốn 3.2 -. - 35
Hình 3 4 Kết quả thực thi Bài toán 3.2.1 -.- 522222 2221222122122222.22 xe 38 Hình 3 5 Kết quả thực thi Bài toán 3.2.1 -552222221222122221222222 xe 39 Hình 3 6 Cây tìm kiếm của thuật toán tìm chu trình Hamilton - 41
Hình 3 7 Hình vẽ mình họa đồ thị G của bài toán tìm chu trình Hamilton 45
Hình 3 8 Kết quả thực thi Bài toán 3.2.2 -.- 522222 2212221221222222222 e6 46
Hình 3 9 Hình vẽ minh họa cho Bài toán 3.2.3 - c1 2211122221112 11t sxxy 49
Hình 3 10 Kết quả thực thi Bài toán 3.2.3 222 2212222222222 ee 52 Hình 3 11 Kết qua thực thi Bài toán 3.2.3 2222 2212222222222 ee 33
Hình 5: 12 Minh họa đồ th sosssuasosoiidiniiiBnnitgiitdinoGISB1010008000t0g 1500808 tang 54
Hình 3 13 Đồ thị G của Bài toán 3.2.4 2202221222122 re 55 Hình 3 14 Kết qua thực thi của Bài toán 3.2.4 552222 222222222222 e6 58 Hình 3 15 Kết qua thực thi của Bài toán 3.2.4 52222 2212222222222 xe 58 Hình 3 16 Kết qua thực thi của bài toán 3.2.4 222 2222222222222 ee 59
Trang 5có ràng buộc về giới hạn trọng số (ví dụ như bài toán tìm chu trình Halmiton có
trọng số) thì khó đưa ra các quy tắc của chương trình logic nhằm biểu diễn nó Do vậy, để biểu diễn cho kiểu tri thức như vậy, các quy tắc mới có chứa các ràng buộc bản số, trọng số có thể được sử dụng Các chương trinh logic bình thường sẽ mở rộng bằng cách cho phép các ràng buộc trọng số xuất hiện trong các quy tắc Ràng buộc trọng số có thể biéu thị như một bất đẳng thức tuyến tính trên tổng các
trọng số của literal Ngoài ra, một trường hợp đặc biệt hữu ích của ràng buộc trọng số là ràng buộc bản số có thể được sử dụng để biểu diễn một sự lựa chọn từ một tập
các literal với các giới hạn về số lượng Lớp chương trình logic có chứa ràng buộc bản số, trọng số là sự mở rộng của lớp chương trình logic thông thường, đã được chứng minh là rất phù hợp cho nhiều lĩnh vực ứng dụng thực tiễn
Luận văn này nhằm tìm hiểu về lập trình tập trả lời với các ràng buộc bản SỐ,
trọng số và ứng đụng trong việc giải quyết một số bài toán Cấu trúc của luận văn bao gồm phần mở đầu, ba chương nội dung, phần kết luận và tài liệu tham khảo
Chương 1 trình bày tổng quan về lập trình tập trả lời, trong đó tập trung vào cú pháp và ngữ nghĩa tập trả lời của chương trình logic
Chương 2 trình bày về lập trình tập trả lời với ràng buộc bản số, trọng số Chương 3 trình bày ứng dụng của lập trình tập trả lời với ràng buộc bản số, trọng số thông qua một số bài toán quan trọng của lý thuyết đỗ thị, đồng thời thực
hiện cài đặt và thực thi trên hệ thống lập trinh logic Smodels
Trang 6Với mỗi J e 2”,
Tp) = {4 e Bp|3 quy tắc nền 4 <Au, , An cua P va Aj € I, i= 1, ,n}
Định ly 1.2 [2] Cho P la chương trình logic dương Lúc đó:
() Toán tử 7b đơn điệu theo quan hệ bao hàm và có điểm bất động nhỏ nhất
(ï) Điểm bắt động nhỏ nhất của P là mô hình nhỏ nhất Ä⁄Zp của P
Mệnh đề 1.1 [2] Cho P là chương trình logic đương Mô hình nhỏ nhất của P là
giới hạn của dãy (7;(Ø))„„„ được xây dựng như sau: T;(Ø)=Ø T;"(Ø) =T,(;(Ø)) 17(Ø)=(JT;() i=0 Vi du 1.6 Xét chương trinh logic P 6 vi du 1.6 Ta co: ls= 7ÿ(Ø) =Ø T]\= Tr(lh) = { ƒather(a,b), newborn(b)} la2= T?p(h) = h© {parent(a,b)} I3 = Tez) = 12 uv {proud(a)} Ty = 13
Như vậy mô hình nhỏ nhất Ä⁄Zp của P là 7, :
Mp = { father(a,b), newborn(b), parent(a,b), proud(a)}
Ví dụ 1.7 Xem chương trình logic P sau đây mô tả các mối quan hệ trong gia đình:
person(X) © — male(X)
person(X) < —_female(X)
Trang 7Ví dụ 1.9 Xét chương trình P gồm các quy tắc sau: S<notq q<nots Pp<—qG nots ƒ< s, nofp Xét Ji = {p, ạ} Khi đó, P gồm các quy tắc: qe ?<4
và mô hình nhỏ nhất của nó là {p, g} = h Vậy 7ì là tập trả lời của P Xét I2= {s} Khi đó, P5 gồm các quy tắc
ÿ —
fes
Mô hình nhỏ nhất của P® la {s, f} #b Vi vay b khong la tap tra loi của P
Định nghĩa 1.12 [3] (Ngữ nghĩa tập trả lời) Vgữ nghĩa tập trả lời của chương trình logic P là tập các tập trả lời của ?
1.2.3 Các tính chất của tập trả lời
Phần này trình bày một số tính chất quan trọng của các tập trả lời Trước tiên ta sẽ xem xét mối quan hệ giữa tập trả lời và mô hình cực tiêu của chương trình logic thông thường
Định lý 1.3 [3] Cho ? là chương trình logic Lúc đó:
1.Mọi tập trả lời của P đều là mô hình của P
2 Tập trả lời của P la mô hình cực tiểu của P
Đề ý là mô hình cực tiểu của chương trình logic chưa hắn là tập trả lời Xem ví
dụ sau: