một sô kỹ thuật ứng dụng trong hệ chuyên gia và ứng dụng tư vấn tuyển sinh

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia . .............................................................. 4 Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia ................................................. 8 Hình 1.3: Mô hình J. L. Ermine ........................................................................... 9 Hình 1.4: Mô hình C.Ernest ................................................................................. 9 Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov ........................................................................... 10 Hình 1.6: Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa .............................................. 15 Hình 1.7: Mở rộng mạng ngữ nghĩa nhờ biểu diễn tri thức ................................ 15 Hình 1.8: Hệ thống logic mờ ............................................................................... 19 Hình 1.9: Kỹ thuật suy diễn mờ maxmin ........................................................... 20 Hình 1.10: Kỹ thuật suy diễn mờ Maxproduct .................................................. 21 Hình 1.11: Mô hình RIASEC ............................................................................. 24

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN MẠNH HÙNG MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG TƯ VẤN TUYỂN SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Thái nguyên – Năm 2014 - i - MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MÔ HÌNH RIASEC 4 1.1. Hệ chuyên gia 4 1.1.1. Khái niệm về hệ chuyên gia 4 1.1.2. Đặc trƣng và ƣu điểm của hệ chuyên gia 5 1.1.3. Ứng dụng hệ chuyên gia 6 1.1.4. Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia 7 1.2. Cơ sở tri thức 10 1.3. Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia 12 1.3.1. Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất 12 1.3.2. Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic 14 1.3.3. Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa 15 1.3.4. Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo 16 1.3.5. Biễu diễn tri thức theo khung (Frame) 16 1.3.6. Xử lý tri thức không chắc chắn 17 1.4. Thiết kế hệ chuyên gia 22 1.5. Mô hình RIASEC 23 1.5.1 . Lý thuyết định hƣớng nghề nghiệp của J.L. Holland 23 1.5.2. Các thành phần trong mô hình RIASEC 25 1.5.3. Mối liên hệ của các thành phần trong mô hình RIASEC 29 1.5.4. Lý thuyết chọn ngành học dựa trên mô hình 31 1.6. Tổng kết chƣơng 1 32 - ii - CHƢƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ CHUYÊN GIA 33 2.1. Một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia 33 2.1.1. Thuật giải Vƣơng Hạo (Wong Havard) 33 2.1.2. Thuật giải Robinson 34 2.1.3. Suy diễn tiến 36 2.1.4. Suy diễn lùi 40 2.2. Hệ chuyên gia suy diễn 43 2.2.1. Hệ chuyên gia suy diễn tiến 43 2.2.2. Hệ chuyên gia suy diễn lùi 47 2.3. Tổng kết chƣơng 2 51 CHƢƠNG 3: BÀI TOÁN TƢ VẤN TUYỂN SINH VÀ CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 52 3.1. Thiết kế hệ chuyên gia tƣ vấn tuyển sinh theo mô hình RIASEC 52 3.1.1. Bài toán tƣ vấn tuyển sinh 52 3.1.2. Đầu vào bài toán tƣ vấn tuyển sinh 52 3.1.3. Các phát biểu cơ sở xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống 53 3.1.4. Cơ sở luật của hệ thống 55 3.2. Nhiệm vụ và các yêu cầu của chƣơng trình 70 3.3. Quy trình xây dựng hệ thông tin tƣ vấn tuyển sinh 71 3.3. Mô hình hệ thống 72 3.4. Giao diện và chức năng của chƣơng trình 73 3.5. Tổng kết chƣơng 3 77 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 - iii - DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TH Trƣờng hợp VT Vế trái VP Vế phải GT Giả thiết KL Kết luận - iv - DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo trong MYCIN 16 Bảng 3.1: Các vị từ của hệ chuyên gia tƣ vấn tuyển sinh 55 - v - DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia . 4 Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia 8 Hình 1.3: Mô hình J. L. Ermine 9 Hình 1.4: Mô hình C.Ernest 9 Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov 10 Hình 1.6: Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa 15 Hình 1.7: Mở rộng mạng ngữ nghĩa nhờ biểu diễn tri thức 15 Hình 1.8: Hệ thống logic mờ 19 Hình 1.9: Kỹ thuật suy diễn mờ max-min 20 Hình 1.10: Kỹ thuật suy diễn mờ Max-product 21 Hình 1.11: Mô hình RIASEC 24 Hình 2.1. Nền tảng công nghệ hệ chuyên gia dựa trên luật 43 Hình 2.2: Mạng suy diễn lùi của hệ chuyên gia tƣ vấn tài chính 50 Hình 2.3: Mạng suy diễn tình trạng bản thân của khách hàng 50 Hình 2.4: Mạng suy diễn tình trạng tài chính của khách hàng 51 Hình 3.1: Mạng suy diễn lựa chọn nhóm ngành nghề ban đầu 55 Hình 3.2: Mạng suy diễn xác định loại kết luận 60 Hình 3.3: Sơ đồ xây dựng hệ thông tin tƣ vấn tuyển sinh 71 Hình 3.4: Sơ đồ quan hệ hệ thông tin tƣ vấn tuyến sinh 73 Hình 3.5: Giao diện chính 73 Hình 3.6: Giao diện trắc nghiệm chọn ngành nghề 74 Hình 3.7: Giao diện form thông tin nghề nghiệp 74 Hình 3.8: Giao diện form thông tin trƣờng 75 Hình 3.9: Giao diện Form thông tin tuyển sinh 75 Hình 3.10: Giao diện Form quản lý ngành nghề 76 Hình 3.11: Giao diện Form quản lý tuyển sinh 76 Hình 3.12: Giao diện form thống kê kết quả cá nhân 77 - 1 - MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Con ngƣời sinh ra và lớn lên, với mong muốn học tập và lựa chọn cho mình một nghề nghiệp lâu dài. Với một công việc thích hợp, con ngƣời có thể phát huy đƣợc tất cả những ƣu điểm của mình. Hƣớng nghiệp là định hƣớng phát triển con ngƣời trong nghề nghiệp để con ngƣời đó có khả năng phát triển bản thân một cách tốt nhất. Chọn cho mình một ngành nghề, nghĩa là chọn cho mình một tƣơng lai. Việc chọn ngành nghề, chọn trƣờng thực sự quan trọng, vô cùng cần thiết và cũng là quyết định lớn. Vì vậy đƣa ra quyết định cũng hết sức khó khăn đối với mỗi ngƣời. Nhiều thanh niên vẫn rất lúng túng khi quyết định chọn ngành nghề và chọn trƣờng để theo học. Nếu quyết định sai lầm nghĩa là đặt cho bản thần mình một tƣơng lai không thực sự an toàn và vững chắc. Nhiều bạn sau khi tốt nghiệp, mới nhận ra là mình đã chọn sai ngành học và rất nhiều bạn trẻ phải học lại, làm lại những ngành nghề mới, gây bao nhiêu lãng phí về thời gian, tài chính cho gia đình và xã hội. Tƣ vấn tuyển sinh là việc rất vất vả, là sự trăn trở của rất nhiều ngƣời làm giáo dục: làm sao định hƣớng cho các em chọn lựa đƣợc đúng ngành nghề phù hợp với chính khả năng của các em và phải phù hợp với định hƣớng phát triển của xã hội. Với mong muốn đó, dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Đoàn Văn Ban, tôi mạnh dạn nhận đề tài “MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG TƢ VẤN TUYỂN SINH” để tìm hiểu và ứng dụng vào thực tế. - 2 - 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: - Lý thuyết về hệ chuyên gia và ứng dụng của hệ chuyên gia trong tƣ vấn tuyển sinh. - Lý thuyết về định hƣớng nghề nghiệp dựa trên mô hình RIASEC của J.L.Holland. - Giới thiệu về hệ thống thông tin tƣ vấn tuyển sinh. Trình bày các khái niệm cơ sở, các yêu cầu của các hệ thống thông tin vấn tuyển sinh. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu mô hình RIASEC của J.L.Holland và phƣơng pháp chuyên gia để xây dựng hệ thống tƣ vấn chọn ngành nghề dựa trên các ngành nghề đƣợc đào tạo trong các trƣờng đại học, cao đẳng ở Hải Phòng. 3. Hƣớng nghiên cứu Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết về hệ chuyên gia, mô hình RIASEC của J.L.Holland trong việc lựa chọn ngành nghề dựa trên tính cách. Phân tích các thông tin liên quan đến các trƣờng đại học, cao đẳng tại Hải Phòng.Áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng một hệ thông tin tƣ vấn tuyển sinh. Sử dụng hệ thông tin tƣ vấn tuyển sinh áp dụng vào thiết kế chƣơng trình tƣ vấn tuyển sinh có các chức năng nhƣ: tƣ vấn chọn ngành học, tƣ vấn chọn trƣờng, cung cấp thông tin tuyển sinh, thống kê dữ liệu tuyển sinh. 4. Những nội dung chính Luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng, có phần mở đầu, phần kết luận, phần mục lục, phần tài liệu tham khảo. Các nội dung cơ bản của luận văn đƣợc trình nhƣ sau: Chƣơng 1: Trình bày một số khái niệm về hệ chuyên gia, cơ sở tri thức, cách biểu diễn tri thức và mô hình RIASEC của J.L. Holland. - 3 - Chƣơng 2: Trình bày về một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia. Chƣơng 3: Trình bày về bài toán tƣ vấn tuyển sinh theo mô hình RIASEC. và cài đặt chƣơng trình thử nghiệm. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Thu thập, phân tích, nghiên cứu các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, các yêu cầu của hệ thống thông tin tƣ vấn tuyển sinh với sự chỉ dẫn, góp ý của ngƣời hƣớng dẫn để hoàn thành nội dung nghiên cứu. Nghiên cứu các phầm mềm và website hỗ trợ tƣ vấn tuyển sinh hiện nay đang đƣợc sử dụng. 6. Ý nghĩa khoa học Về mặt lý thuyết: Trình bày khái quát hệ chuyên gia, một số phƣơng pháp suy luận, lý thuyết định hƣớng nghề nghiệp của John.L. Holland và phân tích mô hình RIASEC để đƣa ra lý thuyết chọn ngành nghề. Về mặt thực tiễn: Thiết kế hệ chuyên gia tƣ vấn tuyển sinh dựa trên mô hình RIASEC. Cài đặt hệ thống thông tin tƣ vấn tuyển sinh cho các trƣờng đại học, cao đẳng tại Hải Phòng. - 4 - CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MÔ HÌNH RIASEC 1.1. Hệ chuyên gia 1.1.1. Khái niệm về hệ chuyên gia Hệ chuyên gia là một hệ thống chƣơng trình máy tính chứa các thông tin, tri thức và các quá trình suy luận về một lĩnh vực cụ thể nào đó để giải quyết các vấn đề khó hoặc hóc búa đòi hỏi sự tinh thông đầy đủ của các chuyên gia con ngƣời đối với các giải pháp của họ. Nói một cách khác hệ chuyên gia là dựa trên tri thức của các chuyên gia con ngƣời giỏi nhất trong lĩnh vực quan tâm. Tri thức trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thông đƣợc tích tụ từ sách vở, tạp chí, từ các chuyên gia hay các nhà bác học. Các thuật ngữ hệ chuyên gia, hệ thống dựa trên tri thức hay hệ chuyên gia dựa trên tri thức thƣờng có cùng nghĩa. Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức, máy suy diễn hay môtơ suy diễn, và hệ thống giao tiếp với ngƣời sử dụng. Cơ sở tri thức chứa các tri thức để từ đó, máy suy diễn tạo ra câu trả lời cho ngƣời sử dụng qua hệ thống giao tiếp [1]. Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức đƣợc minh họa nhƣ sau: Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia [1]. Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trƣng cho một lĩnh vực vấn đề nào đó, nhƣ y học, tài chính, giáo dục, khoa học hay công nghệ, v.v , mà không phải cho tất [...]... của hệ chuyên gia đó là cơ sở tri thức và bộ máy suy diễn Hai thành phần này tách biệt nhau trong hệ chuyên gia  Tri thức chuyên gia: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên gia là tri thức thu thập từ ngƣời chuyên gia  Tập trung nguồn chuyên gia: Hệ chuyên gia và ngƣời chuyên gia chỉ có khả năng giải quyết các vấn đề trong chuyên môn  Xử lý tri thức bằng ký hiệu: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên. .. ai là chuyên gia, và ai là ngƣời sử dụng Khi quyết định xây dựng một hệ chuyên gia (câu hỏi 1) cần một sự đầu tƣ về nhân lực, tài nguyên, thời gian và tiền bạc Do vậy ngƣời sử dụng hệ chuyên gia phải tốn kinh phí, tuỳ theo tính hiệu quả hay ƣu điểm của hệ chuyên gia sử dụng Do hệ chuyên gia là một công nghệ mới, câu hỏi này khó trả lời hơn và có nhiều rủi ro hơn so với lập trình thông thƣờng Sử dụng. .. luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi  Trợ giúp thông minh nhƣ một ngƣời hƣớng dẫn  Có thể truy cập nhƣ là một cơ sở dữ liệu thông minh 1.1.3 Ứng dụng hệ chuyên gia Hiên nay hệ chuyên gia đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: công nghệp, nông nghiệp, khoa học máy tính, thƣơng mại khí tƣợng, y học, quân sự, hoá học, … Đặc biệt trong giai đoạn gần đây việc ứng dụng hệ chuyên gia vào lĩnh vực... ngƣời sử dụng, ngôn ngữ tự nhiên là phƣơng cách thuận tiện nhất để giao tiếp với một hệ chuyên gia, không những đối với ngƣời quản trị hệ thống (tƣ cách chuyên gia) , mà còn đối với ngƣời sử dụng cuối Hiện nay đã có những hệ chuyên gia có khả năng đối thoại trên ngôn ngữ tự nhiên (thông thƣờng là tiếng Anh) nhƣng chỉ hạn chế trong lĩnh vực ứng dụng chuyên môn của hệ chuyên gia Bảng dƣới đây thể hiện một. .. phải: Hệ chuyên gia không thể giải quyết đƣợc các vấn đề quá phức tạp ngoài khả năng giải quyết của ngƣời chuyên gia và cũng không nên thiết kế hệ chuyên gia để giải quyết các vấn đề đơn giản  Chấp nhận sai lầm: Hệ chuyên gia đôi lúc cũng đƣa ra những nhận định có rủi ro cao, vì ngay cả ngƣời chuyên gia đôi lúc cũng mắc phải sai lầm -6Ƣu điểm của hệ chuyên gia :  Phổ cập: Là sản phẩm chuyên gia, ... để xây dựng một hệ chuyên gia? Hiện nay có rất nhiềucông cụ để xây dựng các hệ chuyên gia Mỗi công cụ đều có những ƣu điểm và nhƣợc điểm nhất định Những công cụ phổ biến là CLIPS và OPS5, ngoài ra có ART, ART-IM, Eclipse, Cognate, - 23 Chi phí để xây dựng một hệ chuyên gia là bao nhiêu? Chi phí hay giá thành để xây dựng một hệ chuyên gia phụ thuộc vào nguồn nhân lực, tài nguyên và thời gian hoàn thiện... mềm, để triển khai thiết kế mộthệ chuyên gia, cần phải có các yếu tố về nhân lực, tài nguyên và thời gian Những yếu tố nàyảnh hƣởng đến giá thành của một hệ chuyên gia Ngƣời ta thƣờng đặt ra các câu hỏi sau đây: Tại sao cần xây dựng một hệ chuyên gia? Câu hỏi này thƣờng xuyên đƣợc đặt ra cho bất kỳ dự án nào Có thể trả lời ngay là do những đặc trƣng và ƣu điểm của các hệ chuyên gia Trƣớc khi bắt đầu, cần...-5cả các lĩnh vực khác nhau Tri thức chuyên gia để giải quyết một vấn đề đặc trƣng đƣợc gọi là lĩnh vực tri thức Ví dụ: hệ chuyên gia về lĩnh vực y học để phát hiện các căn bệnh lây nhiễm sẽ có nhiều tri thức về một số triệu chứng lây bệnh, lĩnh vực tri thức y học bao gồm các căn bệnh, triệu chứng và chữa trị 1.1.2 Đặc trƣng và ƣu điểm của hệ chuyên gia Đặc trƣng cơ bản:  Tách tri thức của bài... trong hệ chuyên gia đƣợc mã hóa bằng ký hiệu và xử lý ký hiệu này trên cơ sở lập luận logic  Xử lý tri thức không chắc chắn: Hơn 80% ứng dụng thực tế không thể giải quyết đƣợc bằng các phƣơng pháp luận chắc chắn Hệ chuyên gia có thể giải quyết đƣợc những ứng dụng này nhờ vào phƣơng pháp xử lý tri thức không chắc chắn  Bài toán giải đƣợc: Hệ chuyên gia chỉ giải bài toán nào mà ngƣời chuyên gia giải đƣợc... chuyên môn để đánh giá hiệu quả  Lập kế hoạch: Lập kế hoạch sản xuất theo yêu cầu  Dự đoán: Dự đoán hậu quả từ một tình huống xảy ra  Chữa trị: Chỉ định cách thụ lý một vấn đề  Điều khiển: Điều khiển một quá trình, đòi hỏi diễn giải, chẩn đoán, kiểm tra, lập kế hoạch, dự đoán và chữa trị 1.1.4 Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia Giao diện ngƣời sử dụng (user interface): là nơi ngƣời sử dụng và . KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MÔ HÌNH RIASEC 4 1.1. Hệ chuyên gia 4 1.1.1. Khái niệm về hệ chuyên gia 4 1.1.2. Đặc trƣng và ƣu điểm của hệ chuyên gia 5 1.1.3. Ứng dụng hệ chuyên gia 6 1.1.4 VÀ ỨNG DỤNG TƢ VẤN TUYỂN SINH để tìm hiểu và ứng dụng vào thực tế. - 2 - 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: - Lý thuyết về hệ chuyên gia và ứng dụng của hệ chuyên. nhau trong hệ chuyên gia.  Tri thức chuyên gia: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên gia là tri thức thu thập từ ngƣời chuyên gia.  Tập trung nguồn chuyên gia: Hệ chuyên gia và ngƣời chuyên