Giáo trình hệ cơ sở tri thức

TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA Overview of Expert Systems MỤC TIÊU • Hiểu hệ chuyên gia là gì, ưu điểm và nhược điểm của hệ chuyên gia • Nắm vững các giai đoạn phát triển một hệ chuyên gia • Biết kiểm tra các đặc trưng chung của một hệ chuyên gia • Biết kiểm tra cấu trúc của một hệ chuyên gia dựa trên quy tắc • Nắm được sự khác nhau giữa các mô hình thủ tục và không thủ tục 2 HỆ CHUYÊN GIA LÀ GÌ? “Một hệ chuyên gia (ES) là một hệ thống máy tính tranh đua hoặc hành động với tất cả sự tôn trọng với khả năng tạo quyết định của chuyên gia con người” “An expert system is a computer system that emulates, or acts in all respects, with the decision- making capabilities of a human expert.” Professor Edward Feigenbaum Stanford University 3 CÁC LĨNH VỰC CỦA AI 4 CÔNG NGHỆ ES • Công nghệ ES có thể bao gồm: – Các ngôn ngữ đặc biệt của hệ chuyên gia – Các chương trình – Phần cứng được thiết kế để làm thuận lợi cho thực thi các hệ chuyên gia 5 KIẾN TRÚC KBS & CÁC THÀNH PHẦN CỦA ES • Cơ sở tri thức (Knowledge Base – KB): có thể dược thu lượm từ sách vở, báo chí, con người … • Động cơ suy diễn (Inference Engine): làm rút ra các kết luận từ KB • Giao diện người dùng (user interface) 6 LĨNH VỰC VẤN ĐỀ vs LĨNH VỰC HIỂU BIẾT • Tri thức chuyên gia cụ thể cho từng lĩnh vực vấn đề: y học, tài chính, khoa học, kỹ nghệ, … • Tri thức chuyên gia để giải quyết vấn đề cụ thể được gọi là lĩnh vực tri thức • Lĩnh vực vấn đề luôn bao hàm lĩnh vực chuyên gia 7 ƯU ĐIỂM CỦA HỆ CHUYÊN GIA • Tăng giá trị sử dụng • Giảm giá thành • Giảm hiểm nguy • Hiệu năng • Nhiều sự tinh thông • Tăng độ tin cậy • Giải thích rõ ràng • Đáp ứng nhanh • Vững trãi, không bị xúc cảm, đáp ứng đầy đủ mọi lúc • Người giám hộ thông minh, cơ sở dữ liệu thông minh 8 NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ CHUYÊN GIA • Các hệ chuyên gia kiểu mẫu không thể khái quát hoá các tình huống mới như cách con người có thể • Thu lượm tri thức tiêu tốn thời gian và sức lực và là nhiệm vụ khó khăn trong xây dựng một hệ chuyên gia 9 BIỂU DIỄN TRI THỨC • Tri thức trong một hệ chuyên gia có thể được biểu diễn bởi một số cách, bao gồm các quy tắc IF-THEN • Một số vấn đề cần chú ý khi biểu diễn tri thức: – Tính dư thừa – Tính mâu thuẫn – Tính chu trình trong tập quy tắc 10 [...]... NGHỆ TRI THỨC • Đóng vai trò quan trọng trong xây dựng một hệ chuyên gia • Kỹ sư tri thức (knowledge engineer): đối thoại với chuyên gia con người để làm lộ ra tri thức • Kỹ sư tri thức (knowledge engineer): mã hoá tri thức trong cơ sở tri thức • Chuyên gia đánh giá ES và cho kỹ sư tri thức các bình luận 11 PHÁT TRI N MỘT HỆ CHUYÊN GIA 12 PHÁT TRI N MỘT HỆ CHUYÊN GIA • Dưa vào các nghiên cứu nhận thức: ... Inference engine CHƯƠNG TRÌNH THÔNG MINH • Được phát tri n cho người dùng cuối • Gồm hai thành phần – Cơ sở tri thức (KB): chứa toàn bộ tri thức liên quan, đặc tả lĩnh vực, giải quyết vấn đề – Động cơ suy diễn: kiểm tra nội dung của KB, dữ liệu về vấn đề hiện hành, dẫn xuất dữ liệu bổ xung và các kết luận SHELL cho phát tri n hệ thống • Hỗ trợ KE trong cấu trúc, gỡ rối, sửa đổi mở rộng tri thức thu lượm được... thể phân tích được 23 24 CẤU TRÚC HỆ DỰA TRÊN TRI THỨC Knowledge Based Systems Structure NỘI DUNG • Các thành phần hệ thống – góc nhìn người dùng cuối • Các thành phần hệ thống – góc nhìn kỹ sư tri thức • Các thành phần hệ thống – góc nhìn người xây dựng công cụ • Công cụ dựa trên tri thức: – Forward chaining: JESS, FuzzyCLIPS – Backward chaining: PROLOG CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG – end-user’s view Intelligent... năng dễ dàng thu lượm tri thức • Cơ sở tri thức 16 CẤU TRÚC HỆ CHUYÊN GIA DỰA TRÊN QUY TẮC 17 CÁC PHƯƠNG PHÁP SUY DIỄN CHÍNH • Dây chuyền tiến (forward chaining): lập luận từ sự kiện đến kết luận • Dây chuyền lùi (backward chaining): lập luận đi ngược từ giả thiết (một kết luận tiềm năng) để chứng minh sự kiện hỗ trợ cho giả thiết 18 CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA CÁC HỆ DỰA TRÊN QUY TẮC • Các hệ hậu sản suất (Post... Java nhắm vào trừu tượng dữ liệu • Ngôn ngữ hệ chuyên gia nhắm vào biểu diễn tri thức 15 CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ CHUYÊN GIA • Giao diện người dùng: cơ chế cho phép liên lạc giữa người dùng và hệ thống • Khả năng dễ khảo sát: giải thích lập luận của hệ chuyên gia cho người dùng • Bộ nhớ làm việc: cơ sở dữ liệu tổng thể các sự kiện được dùng bởi các quy tắc • Động cơ suy diễn: thực hiện các suy diễn (quyết... lượm được từ chuyên gia • Gồm ba thành phần: – Công cụ thu lượm tri thức – Cơ sở dữ liệu kiểm thử – Giao diện người phát tri n hệ thống CÔNG CỤ THU LƯỢM TRI THỨC • Hoạn động như bộ soạn thảo KB • Trợ giúp KE định vị lỗi • Lưu giữ các bản ghi của tất cả các sửa đổi đã dược tạo ra, người tạo ra chúng, khi nào và tại sao chúng được tạo ra CƠ SỞ DỮ LIỆU KIỂM THỬ • Chứa các vấn đề mẫu đã được thực hiện thành... Động cơ suy diễn, giải quyết xung đột 13 XEM XÉT XÂY DỰNG CÁC HỆ CHUYÊN GIA • Vấn đề có thể được giải quyết hiệu quả bởi lập trình thoả thuận? • Lĩnh vực được giới hạn rõ ràng? • Có cần thiết và đòi hỏi một hệ chuyên gia? • Có chuyên gia mong muốn hợp tác ? (các lỗi của họ có thể bị lộ tẩy, các bí mật của họ bị lộ, họ có các ý tưởng khác…) • Chuyên gia có thể giải thích tri thức để các kỹ sư tri thức. .. thức có thể hiểu? • Tri thức giải quyết vấn đề là heuristic và không chắc chắn? 14 NGÔN NGỮ, SHELLS & CÔNG CỤ • Chương trình máy tính thoả thuận nói chung giải quyết vấn đề với lời giải thuật toán • Sự gắn bố chặt chẽ giữa dữ liệu và tri thức dẫn đến điiều khiển cứng, điều khiển luồng • Nhiều ngôn ngữ ra đời sớm hơn phục vụ trong phạm vi hạn chế • Ngôn ngữ hệ chuyên gia thuộc hậu thế hệ thứ ba • Ngôn... 20 MÔ HÌNH LẬP TRÌNH • Thủ tục: – Hàm/lệnh – Thuật toán – Người lập trình phải xác định chính xác lời giải vấn đề được coding • Không thủ tục – Không phụ thuộc vào người lập trình – Lập trình khai báo: đích tách biệt với phương pháp đạt được nó – Lập trình hương đối tượng: nửa khai báo, nửa lệnh – Kế thừa 21 NGÔN NGỮ KHÔNG THỦ TỤC 22 HỆ NƠ RON NHÂN TẠO (ANS) • Dựa trên cách bộ não xử lý thông tin • Lời... những gì họ cần ở KBS CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐẶC TẢ VẤN ĐỀ • Chứa đựng toàn bộ thông tin – Về vấn đề hiện hành (được cung cấp bởi người dùng) – Các kết luận (cuối & trung gian) được dẫn xuất bởi hệ thông minh • Các sự kiện / dữ liệu có thể – Được dẫn xuất từ hệ quản trị dữ liệu – Được tập hợp từ các sensors – Trả lời của người dùng cuối • Dữ liệu được mong đợi là phải chính xác CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG – KE’s view . làm lộ ra tri thức • Kỹ sư tri thức (knowledge engineer): mã hoá tri thức trong cơ sở tri thức • Chuyên gia đánh giá ES và cho kỹ sư tri thức các bình luận 11 PHÁT TRI N MỘT HỆ CHUYÊN GIA. một hệ chuyên gia 9 BIỂU DIỄN TRI THỨC • Tri thức trong một hệ chuyên gia có thể được biểu diễn bởi một số cách, bao gồm các quy tắc IF-THEN • Một số vấn đề cần chú ý khi biểu diễn tri thức: . thừa – Tính mâu thuẫn – Tính chu trình trong tập quy tắc 10 KỸ NGHỆ TRI THỨC • Đóng vai trò quan trọng trong xây dựng một hệ chuyên gia. • Kỹ sư tri thức (knowledge engineer): đối thoại