Báo cáo môn học hệ chuyên gia Để tài tư vấn tuyển sinh chuyên ngành công nghệ phần mềm

Đề tài "Tư vấn tuyển sinh chuyên ngành Công nghệ phần mềm trường Đạihọc Điện Lực bằng phương pháp suy diễn tiến" được thực hiện với mục tiêu xâydựng một hệ thống tư vấn thông minh, hỗ tr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ CHUYÊN GIA

ĐỂ TÀI: TƯ VẤN TUYỂN SINH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ

PHẦN MỀM

Sinh viên thực hiện : LÊ HỒNG QUANG

PHAN MINH ĐỨC

LÊ THẾ VIỆT Giảng viên hướng dẫn : LÊ THỊ TRANG LINH

Hà Nội, tháng 9 năm 2024

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại công nghệ số phát triển mạnh mẽ, Công nghệ phần mềm đãtrở thành một trong những lĩnh vực cốt lõi, không chỉ trong ngành công nghệ thôngtin mà còn đối với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội Việc lựa chọn một chuyênngành phù hợp khi bước chân vào môi trường đại học đóng vai trò quan trọngtrong việc định hướng nghề nghiệp tương lai cho sinh viên Tuy nhiên, trước sự đadạng của các ngành học hiện nay, việc tư vấn và đưa ra quyết định chính xác luôn

là một thách thức đối với các thí sinh

Đề tài "Tư vấn tuyển sinh chuyên ngành Công nghệ phần mềm trường Đạihọc Điện Lực bằng phương pháp suy diễn tiến" được thực hiện với mục tiêu xâydựng một hệ thống tư vấn thông minh, hỗ trợ thí sinh trong việc chọn lựa ngànhhọc phù hợp Phương pháp suy diễn tiến, một trong những kỹ thuật quan trọng của

hệ chuyên gia, được áp dụng nhằm mô phỏng quá trình tư vấn dựa trên các dữ kiệnđầu vào và các quy tắc định trước

Báo cáo này không chỉ trình bày về quá trình xây dựng hệ thống mà còn đưa

ra các phân tích, đánh giá về hiệu quả của phương pháp suy diễn tiến trong việcđưa ra các gợi ý tư vấn phù hợp Qua đó, hy vọng sẽ cung cấp một góc nhìn tổngquan và hữu ích về ứng dụng của hệ chuyên gia trong công tác tư vấn tuyển sinh.Nhóm chúng em đã nỗ lực hoàn thành báo cáo với sự cố gắng tìm hiểu và ápdụng các kiến thức lý thuyết, nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực

tế nên không tránh khỏi sai sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý của thầy

cô để hoàn thiện đề tài này tốt hơn

Nội dung của báo cáo bao gồm 4 chương:

 Chương 1: Giới thiệu về hệ chuyên gia

 Chương 2: Phân tích bài toán

 Chương 3: Thiết kế và xây dựng chương trình tư vấn

 Chương 4: Kết luận

Cuối cùng, nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy cô đã tạo điều kiện thuận lợi

và hướng dẫn chúng em trong quá trình thực hiện đề tài này

Nhóm em xin trân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ CHUYÊN GIA

1.1 Định nghĩa

Hệ chuyên gia là một ứng dụng máy tính dùng để giải quyết một loại vấn đềnào đó Ví dụ: chẳng hạn nó dùng trong các ứng dụng chẩn đoán cho người và hệthống Ngoài ra, chúng còn có thể chơi cờ, tạo những dự án tài chính, quản lý hệthống thời gian thực và những kiến thức có thể liên quan đến các lĩnh vực chuyênmôn

Hiện nay, có nhiều hệ chuyên gia được xây dựng với thành phẩm được gọi là

ES Shell, Shell là một phần trong sản phẩm phần mềm trong đó có chứa phần giaotiếp với người sử dụng, một định dạng cho những tri thức đã được khai báo trongcác hệ Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn Các kỹ sư sẽ sử dụng shell nào đó đểxây dựng hệ thống cho lĩnh vực chuyên môn của mình Các kỹ sư hệ thống xâydựng bộ giao tiếp, thiết kế các khai báo định dạng cho tri thức và mã hóa chúng,thực hiện chúng trong động cơ suy diễn

Tùy theo kích thước, của dự án, các kỹ sư chuyên môn và kỹ sư hệ thống có thể

là một Chẳng hạn, như xây dựng một hệ thống bình thường thì chúng phải trải quanhiều công đoạn cần thiết như là thiết kế định dạng cho tri thức, mã hóa tri thứcchuyên môn và tất cả chúng hầu như là liên quan đến nhau như là một thể thốngnhất

Một trong những vấn đề mấu chốt khi xây dựng một hệ chuyên gia là quá trìnhkhai thác thông tin Mã hóa các tri thức chuyên môn vào phần khai báo định dạngluật- đây chính là quá trình khó khăn và là công việc mang tính nhàm chán nhất.Mục tiêu chính của chúng ta là cung cấp những kỹ thuật cần thiết cho kỹ sư chuyênmôn và kỹ sư hệ thống, để có thể thiết kế những hệ thống mềm dẻo

Đặc điểm khác biệt, giữa động cơ suy diễn và hệ cơ sở tri thức lúc thiết kế vàlàm như thế nào để xây dựng và sử dụng chúng

1.2 Vai trò

Để thấy vai trò của hệ chuyên gia có thể liệt kê theo chủng loại vấn đề sau đây:

 Điều khiển: Các hệ thống điều khiển quản lý theo cách phù hợp các hành vicủa hệ thống Chẳng hạn như điều hành quá trình sản xuất hay điều trị bệnhnhân Một hệ chuyên gia về điều khiển lấy dữ liệu và các thao tác hệ thống,diễn giải dữ liệu này để hiểu về trạng thái của hệ thống hay dự đoán tươnglai.

 Thiết kế: Hệ thống có nhiệm vụ có xây dựng các đối tượng theo các ràngbuộc chẳng hạn như thiết kế hệ thống máy tính với đủ các yêu cầu về cấuhình bộ nhớ, tốc độ Các hệ thống này thường thực hiện các bước công việc,các bược tuân theo các ràng buộc riêng

 Chuẩn đoán: Các hệ thống chuẩn đoán chỉ ra các chức năng trong hệ thốnghay phát hiện lỗi dựa trên quan sát thông tin

 Diễn giải: Các hệ thống diễn giải cho phép hiển tình huống bất ngờ từ thôngtin có sẵn Điển hình là thông tin rút từ dữ liệu máy dò, thiết bị hay kết quảthí nghiệm

 Giám sát: Các hệ thống giám sát so sánh thông tin quan sát về hành vi của

hệ thống với trạng thái hệ thống được coi là gay cấn

o Ví dụ: Các hệ thống giám sát diẽn giải tín hiệu thu tù đầy dò sóng và

so sánh thông tin này với trạng thái đã biết Khi phát hiện điều kiệngay cấn hệ thống sẽ kích hoạt một loại nhiệm vụ

 Lập kế hoạch: Các hệ thống lập kế hoạch tạo ra các hành động đạt được đíchtheo các ràng buộc Chẳng hạn như lập kế hoạch các nhiệm vụ cho ngườimáy để thực hiện chức năng nào đó

 Dự đoán: Người ta dùng hệ thống dự báo thời tiết để biết các kết quả mà cáctình huống gây ra Các hệ thống này dự báo các sự kiện tương lai theo thôngtin đã có và theo mô hình bài toán

1.3 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia

1.3.1 Đặc trưng

Có 4 đặc trưng cơ bản của một hệ chuyên gia:

 Hiệu quả cao (high performance) Khả năng trả lời với mức độ tinh thôngbằng hoặc cao hơn so với chuyên gia (người) trong cùng lĩnh vực

 Thời gian trả lời thoả đáng (adequate response time) Thời gian trả lời hợp

lý, bằng hoặc nhanh hơn so với chuyên gia (người) đế đi đến cùng một quyếtđịnh Hệ chuyên gia là một hệ thống thời gian thực (real time system)

 Độ tin cậy cao (good reliability) Không thể xảy ra sự cố hoặc giảm sút độtin cậy khi sử dụng

 Dễ hiểu (understandable) Hệ chuyên gia giải thích các bước suy luận mộtcách dễ hiếu và nhất quán, không giống như cách trả lời bí ẩn của các hộpđen (black box)

1.3.2 Ưu điểm

 Phổ cập (increased availability): Là sản phẩm chuyên gia, được phát triểnkhông ngừng với hiệu quả sử dụng không thể phủ nhận

 Giảm giá thành (reduced cost)

 Giảm rủi ro (reduced dangers): Giúp con người tránh được trong các môitrường rủi ro nguy hiếm

 Tính thường trực (Permanance): Bất kể lúc nào cũng có thể khai thác sửdụng, trong khi con người có thế mệt mỏi, nghỉ ngơi hay vắng mặt

 Đa lĩnh vực (multiple expertise) : chuyên gia về nhiều lĩnh vục khác nhau vàđược khai thác đồng thời bất kế thời gian sử dụng

 Độ tin cậy (increased relialility): Luôn đảm bảo độ tin cậy khi khai thác

 Khả năng giảng giải (explanation): Câu trả lời với mức độ tinh thông đượcgiảng giải rõ ràng chi tiết, dễ hiểu

 Khả năng trả lời (fast response) : Trả lời theo thời gian thực, khách quan

 Tính ổn định, suy luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi (steady, unemotional, and complete response at all times)

 Trợ giúp thông minh như một người hướng dẫn (intelligent -tutor)

 Có thể truy cập như là một cơ sở dữ liệu thông minh (intelligent database).’

1.4 Đặc điểm chính của hệ chuyên gia

Các đặc điểm chính của một hệ chuyên gia:

 Các kỹ thuật suy diễn: suy diễn tiến, suy diễn lùi

 Hỗ trợ suy luận tương đối (không chắc chắn)

 Trình bày tri thức

 Giao tiếp người dùng

 Cơ chế giải thích

1.4.1 Các kỹ thuật suy diễn

 Suy diễn lùi

o Là tính hiệu quả để giải quyết vấn đề mà có thể mô hình hóa lại làcấu trúc lựa chọn các vấn đề Trang bị cho hệ thống khả năng chọn cáitốt nhất từ những cái có thể

o Kiến thức được cấu trúc lại và đưa vào các luật, chúng mô tả làm nhưthế nào một khả năng nào đó được chọn Luật chia nhỏ vấn đề thànhnhiều vấn đề khác nhỏ hơn Có nhiều vấn đề được đặt ra, khó mà cóthể thống kê được số lượng các câu trả lời và chọn được một câu đúngnhất trong tất cả những câu đó

 Suy diễn tiến

o Là sử dụng tập luận tương tự nhau nhằm cho việc sử dụng suy diễnlùi Mặc dù vậy, tiến trình suy diễn có khác đi, hệ thống giữ vết, chotình trạng hiện tại của giải pháp và tìm kiếm luật, điều này sẽ dẫn đếnviệc đi dần đến giải pháp cuối cùng

o Ví dụ: Hệ thống thiết lập chỗ cho các đồ đạc trong 1 phòng Có 1phòng và 1 số các đồ đạc chưa được sắp vào 1 chỗ Hệ thống sẽ chịutrách nhiệm bố trí đồ đạc trong phòng Khi tất cả các món đồ được đặtvào thì hệ thống hoàn tất và tiến hành in ra lời giải cuối cùng Sau đây

là 1 ví dụ về luật đặt ti vi cạnh ghế trường kỉ: If Tivi chưa được đặt

và ghế trường kỉ đặt gần tivi (X) và (Y) đối diện (X) thì: Đặt tivi (X)

1.4.2 Biểu diễn tri thức

 Dạng đối tượng – thuộc tính – giá trị

o Cơ chế tổ chức nhận thức của con người thường được xây dựng dựatrên các sự kiện (fact), xem như các đơn vị cơ bản nhất Một sự kiện

là một dạng tri thức khai báo Nó cung cấp một số hiểu biết về mộtbiến có hay một vấn đề nào đó

o Một sự kiện có thể được dùng để xác nhận giá trị của một thuộc tínhxác định của một vài đối tượng VD: Mệnh đề “quả bóng màu đỏ” xácnhận “đỏ” là giá trị thuộc tính “màu” của đối tượng “quả bóng” Kiểu

sự kiện này được gọi là bộ ba Đối tượng- Thuộc tính- Giá trị Object-Attribute-Value) Nhưng khi biểu diễn cho một vấn đề có tínhtương đối thì chúng ta phải thêm tác nhân chắc chắn vào bên trongluật (CF)

(O-A-V- Dạng khung (Frame):

o Là một cấu trúc dữ liệu chứa đựng tất cả những tri thức liên quan đếnmột đối tượng cụ thể nào đó Frames có liên hệ chặt chẽ đến kháiniệm hướng đối tượng (thực ra frame là nguồn gốc của lập trìnhhướng đối tượng) Ngược lại các phương pháp biểu diễn tri thức đãđược đề cập đến, frame “đóng gói” toàn bộ một đối tượng, tình huốnghoặc cả một vấn đề phức tạp thành một thực thể duy nhất có cấu trúc.Một frame bao hàm trong nó một khối lượng tương đối lớn tri thức vềmột đối tượng, sự kiện, vị trí, tình huống hoặc những yếu tố khác Do

đó, frame có thể giúp ta mô tả khá chi tiết một đối tượng

1.4.3 Suy luận không chắc chắn

 Độ tin cậy trong hệ chuyên gia thường được hiểu là mức độ mà hệ thống tự

tin về kết luận hoặc chẩn đoán đưa ra, dựa trên các thông tin đầu vào có sẵn

Độ tin cậy này có thể được thể hiện qua tỷ lệ phần trăm, điểm số, hoặc xếphạng

o Độ tin cậy cao: Khi hệ thống có đủ thông tin và các quy tắc suy luận

rõ ràng, nó có thể đưa ra các quyết định với độ tin cậy cao Ví dụ, khitất cả các triệu chứng rõ ràng và liên kết mạnh với một bệnh lý cụ thể,

hệ chuyên gia có thể đưa ra chẩn đoán với độ tin cậy cao

o Độ tin cậy thấp: Khi hệ thống thiếu thông tin hoặc có thông tin mâuthuẫn, nó sẽ đưa ra kết luận với độ tin cậy thấp Điều này có nghĩa là

hệ thống chỉ có thể đưa ra một giả định tạm thời thay vì kết luận chínhxác

 Luật với độ tin cậy:

o Có những khẳng định không phải lúc nào cũng là tuyệt đối 100% Cónhiều vấn đề chúng ta không thể khẳng định được chúng là hoàn toànđúng hoặc hoàn toài sai.

o Chẳng hạn, khi đang đi dạo trên đường, chúng tôi muốn ghé nhà anhbạn nhưng chợt nghĩ đến việc là “Thường thường, vào lúc 7h tối nhưthế này thì anh ta đã đi chơi với bạn gái” Như vậy nghĩa là sao ?Không phải là anh ta không có nhà, nhưng không hẳn là anh ta có nhà,trạng từ “thường thường” đó chính là độ tin cậy vào việc anh ta có ởnhà lúc này hay không?

o Chẳng hạn, khi phỏng vấn về xem hơi thì hệ thống sẽ hỏi người dùngrất nhiều câu hỏi, và chúng sẽ tổng hợp những gì mà người dùng cungcấp để cuối cùng cho ra được các vấn đề mà chúng nghi ngờ Khi đềnghị ra giải pháp cho người sử dụng hệ thống hiển thị thông tin vềmức độ tin cậy của mệnh đề Như trong VD sau đây: Độ nghi ngờ vềtình trạng hết gas là đến 90% trong khi đó hiện tượng gas bị rò rỉ làlên đến 80%

1.4.4 Giao tiếp với người dùng

 Vị từ ask được thiết kế với mục đích là hỏi đối tượng ấy có thuộc tính A,V

và chờ người dùng nhập vào câu trả lời

 Ghi nhận trả lời người dùng

o Những thông tin mà người dùng cung cấp sẽ được hệ thống ghi nhậnlại vào cơ sở dữ liệu (với sự xác nhận của người dùng khi trả lời câuhỏi: yes) bằng vị từ assert với mẫu do kỹ sư chuyên môn cung cấp,

 Câu hỏi nhiều giá trị

o Với trường hợp câu hỏi có nhiều giá trị thì theo thuật toán cải tién cho

vị từ ask là chúng ta thêm mẫu multivalued để ghi nhận thuộc tính nào

đó của đối tượng mang nhiều giá trị

 Hệ thống thực đơn người dùng:

o Khi người dùng sẽ được hệ thống giao tiếp thông qua hệ thống thựcđơn đã được thiết kế Vị từ menuask được thiết kế để người dùng qua

đó giao tiếp với hệ thống

o Đầu tiên với thuộc tính- giá trị, khi muốn hỏi giá trị cho thuộc tínhnào đó thì các câu trả lời sẽ tùy thuộc vào danh sách các câu trả lời mà

hệ thống đã cung cấp sẵn thông qua tham số MenuList, khi muốn truyvấn người dùng một thuộc tính của đối tượng nào đó Khi người trảlời câu hỏi hệ thống sẽ kiểm tra xem câu trả lời của người dùng cónằm trong danh sách thực đơn hay không? (Điều này sẽ được kiểm trathông qua vị từ check-val) Khi đã xác thực là câu trả lời hợp lệ thì vị

từ assert sẽ ghi nhận câu trả lời vào cơ sở dữ liệu

 Tạo shell

o Cùng giống như một phần mềm bình thường, để giao tiếp với ngườidùng hệ thống phải cần đến shell Shell chẳng qua là một cầu nối giaotiếp trung gian giữa người dùng và hệ thống, thông qua đó người dùng

và hệ thống có thể trao đổi thông tin, liên lạc với nhau

o Quy trình làm viện của hệ thống với người dùng là như sau:

 Khởi động shell

 Nạp cơ sở tri thức vào hệ thống

 Tương tác giữa người dùng và Shell

 Hệ thống dựa cơ sở trên thông tin người dùng cung cấp để giảiquyết vấn đề

1.4.5 Cơ chế giải thích

 Giải thích cho người dùng:

o Xe khởi động được? Sai

o Động cơ không chạy? Đúng

o Bạn nghe mùi xăng? Đúng

o Lời đề nghị- Chờ khoảng 5 phút sau hãy khởi động lại

o Tại sao?

o Hệ thống sử dụng luật:

o Nếu:

 Xe không khởi động và

 Động cơ không chạy và

 Có mùi nhiên liệu

o Thì:

 Đề nghị 5 phút sau hãy khởi động xe lại

o Trong ngữ cảnh cuộc hội thoại giữa người và hệ thống trợ giúp ở trên,sau khi đưa ra lời đề nghị là chờ thêm 5 phút thì nếu người dùng cónhu cầu muốn xem là “tại sao lại như vậy” thì hệ thống sẽ cung ứngnhững lý do tại sao chúng ta phải chờ Đối với người dùng việc chúng

ta giải thích lý do tại sao chúng ta giải thích sẽ làm người dùng rõ vấn

đề hơn

 Giải thích cho kỹ sư:

o Đối với kỹ sư thiết kế hệ thống và kỹ sư chuyên môn, giải thích đốivới họ là một việc hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế và xâydựng hệ, họ có thể căn cứ vào đó để lần ra được những bug trongchương trình, có thể căn cứ vào đó để kiểm tra tính đúng đắn của hệ,

dễ dàng phát hiện được những chỗ hỏng về mặc chuyên môn, cũngnhư các lỗi về kỹ thuật khi hệ thống đã được vận hành

o Những giải thích này có thể xóa khỏi hệ thống khi hệ thống đã hoàntất, nhưng đôi khi như thế sẽ làm công tác bảo trì sẽ gặp nhiều khókhăn hơn

 Các loại giải thích

o Có 4 loại giải thích thường được sử dụng trong hệ chuyên gia:

 Lần vết theo suy luận: của luật (rất hợp đối với người thiết kế

hệ thống)

 Giải thích How: là làm như thế nào để có được suy luận

 Giải thích Why: là lời giải thích tại sao hệ thống hỏi vấn đề đó

 Giải thích Why not: là kết luận được cung cấp