slike bài giảng hệ cơ sở tri thức - phạm văn hải

Tuần 1 Week 1 Pham Van Hai Email: haivnu@yahoo.com 1 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp thuật cơ bản nhằm xây dựng các bộ sinh hệ cơ sở tri thức công cụ t

Trang 1

Tuần 1 (Week 1) Pham Van Hai Email: haivnu@yahoo.com

1

Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp

hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp

thuật cơ bản nhằm xây dựng các bộ sinh hệ cơ sở

tri thức (công cụ tạo lập hệ cơ sở tri thức, hệ cơ

sở tri thức vỏ, hệ cơ sở tri thức rỗng), trên cơ sở

đó cài đặt các hệ cơ sở tri thức ứng dụng cụ thể

nghiệm các hệ cơ sở tri thức ứng dụng sử dụng

môi trường/ngôn ngữ lập trình cụ thể Học phần

giúp sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản về

hệ cơ sở tri thức, biết cách phân tích, thiết kế và

xây dựng các hệ chuyên gia/hệ cơ sở tri thức

ứng dụng

3 Hai V Pham

Trang 2

Nội dung học phần bao gồm các phần cơ bản sau:

cơ sở tri thức)

học truyền thống

diễn; Giao diện hệ thống; Mô đun giải thích;

4 Hai V Pham

4 Robert I Levine, Diane E Drang, Biarry Edelson A compehensive guide to AI & ES,

Mc Graw - Hill book company, 1999

5 Michel Gondran An introduction to ES, McGraw Hill Book Com.,1984

6 S Weiss, C Kulikowski A practical guide to desining ES, Rowman & Allanhed

Publishers, 1988

7 I Bratko PROLOG programming for AI, Addision - Wesley Publishing company, 1986

8 A Kabbaj IA en LISP et PROLOG, Masson 1991

9 A Walker, M Mc Cord, J Sowa, W Wilson Knowledge Systems and Prolog,

Addison-Wesley Publishing company, 1987

10 Jean - Louis Ermine Systèmes Experrs: Technique et Documentation, Lavoisier,

1989

11 W Black Systèmes intelligents basés sur connaissance, Maisson, 1985.

12 Nguyễn Thanh Thủy, “Kỹ nghệ xử lý tri thức và hệ cơ sở tri thức”, FHBKHN

13 http://opencyc.org/doc/tut/?expand_all=1

Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 5

DECISION SUPPORT SYSTEMS

Trang 3

7 Hai V Pham

Computer

Các hệ CSTT Knowledge Base Systems

Quản lý tri thức

Knowledge

Management

Khám phá tri thức Knowledge Discovery Tiếp nhận và tối ưu

hóa CSTT

Cấu trúc của một

Hệ CSTT

Các kỹ thuật để khám phá tri thức

kế để giải quyết các vấn đề của chuyên gia

quyết các bài toán phức tạp và các tri thức

của chuyên gia

◦Cơ sở tri thức (tri thức chuyên gia): sự kiện, các

luật, và các khái niệm

◦Fộng cơ suy diễn (lập luận): mô hình hóa các lập

luận của chuyên gia

9 Hai V Pham

Trang 4

Fộng cơ suy diễn Inference Engine

Tìm kiếm Search Fiều khiển Control

Bộ xử lý ngôn ngữ tự nhiên Natural Processing Language

Hệ giải thích Explanation system

Giao diện

Interface

Tri thức

N

Nộiiii dung dung Chương trình Chương trình trình truy truy truyền n

th thống ng

Fộng cơ suy diễn Tính phức tạp Bài toán cụ thể, cơ

bản Thuật toán <-> cài đặt

Bài toán phức tạp Kinh nghiệm, tri thức mới được cập nhật Qui trình cài đặt Chuẩn phần mềm:

cấu trúc, hướng đối tượng

Xây dựng hệ CSTT theo miền ứng dụng

cụ thể

mang tính cụ thể

Ứng dụng lớn, phức tạp giống tư duy của

bộ não con người

H

Hệ CSTT CSTT Knowledge Based System

mornitoring

Giảng dạy Instruction

Tối ưu Optimization

Phân loại Classification

Lựa chọn

Selection

Một số loại khác Others

Trang 5

1 Dự báo đường chứng khoán VN index/

SP500 / Nasdaq

etc

môn học

Trang 6

1

TậpT pp cáccáccác ssssự kikikiệnnn (Facts)(Facts)

TậpT pp lululuậtttt ((((RulebasesRulebasesRulebases))))

R1: IF <condition 1> THEN <action 1>

R2: IF <condition 2> THEN <action 2> <condition 2> THEN <action 2>

Rn: IF <condition n> THEN <action n> <condition n> THEN <action n>

2 Hai V Pham

kiện được chia làm 2 phần:

IF Gi IF Gi Giả thi thi thiếtttt THEN THEN THEN K K Kếtttt lu lu luận n

Giả thiGi thithiếtttt đưđưđượcccc kkkếtttt nnnốiiii cáccáccác toántoántoán ttttửAND

ho

Trang 7

Bài ttttậpBài pp trêntrêntrên llllớppp:

tai

trên lớp

R 1 : IF gió to AND mưa nhiều THEN bão

Mô tả tri thức về tri thức

Tri Tri th th thức cc c Heuristics Heuristics

Mô tả tri thức về tri thức

Tri Tri th th thức cc c c cc cấu u u trúc trúc

Mô tả tri thức có cấu trúc

Trang 8

Ti Tiếp p p nh nh nhận n n tri tri tri th th thức cc

-Khám phá tri thức mới

•Các định nghĩa, định lý

•Các tiên đề

H

Hệ CSTT CSTT Knowledge Base System

•Chứng minh

•Các kết quả mới

Sưa các chứng minh

và kết quả mới vào CSTT

Trang 9

Thảo luận các ứng dụng

tại lớp

http://ritsumei.academia.edu/HaiVPham/Teaching/

Trang 10

Tuần 3&4 (Week 3&4) Pham Van Hai Email: haivnu@yahoo.com

1

những năm 1970 tại đại học Standford, Hoa

(Trích nguồn tài liệu: The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project)

Trang 11

Chuẩn đoán bệnh của bệnh nhân: Thông qua tiểu

sử, bệnh án và các triệu chứng bệnh nhân sau đó

đưa ra gợi ý bệnh có thể xảy ra của người bệnh

Phương pháp điều trị của bác sĩ: Theo diễn biến

tình trạng bệnh nhân, pháp đồ điều trị và đối

thoại trực tiếp với bệnh nhân

Dự đoán kết quả và diễn biến của bệnh nhân:

Thông qua diễn biến của bệnh theo trình tự logic

Tư vấn pháp đồ điều trị của bác sĩ và sử dụng

thuốc, dược phẩm

sinh, kháng vi cũng như có nhiều loại vi trùng

với các cách xử lý khác nhau, nên chỉ có các

thầy thuốc chuyên gia thuộc lĩnh vực này mới

có thể có liệu pháp chữa trị hiệu quả

◦ Yêu cầu thông tin về lâm sàng, > 450 luật (Rules)

◦ Tri thức chuyên gia về lĩnh vực kháng sinh

◦ Khả năng phán đoán

◦ Suy luận những tri thức hiện có

◦ Lưa ra phán đoán và lời khuyên

Trang 12

Static DB Static DB bao bao bao g g gồm m m::::

Used by Explanation System

diễn tri thức sử dụng đồ thị (grapth) trong đó:

◦ Nút (node) biểu diễn đối tượng (object)

◦ Cung biểu diễn quan hệ giữa các đối tượng

do

Trang 13

Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 11 Các kiểu giá trị trong MYCIN

◦ Chọn tên dự án môn học

◦ Số lượng 20 nhóm: 5 sinh viên / nhóm

◦ Trưởng nhóm trình bày ý tưởng và tên dự án môn

học

Trang 14

1

Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 2 Các kiểu giá trị trong MYCIN

đau

Paracetamon 15 Mũi Nhạy cảm dị

Trang 15

Câu hỏi:

1 VIRUS cúm có ảnh hưởng như thế nào?

2 Tại sao sử dụng thuốc kháng sinh và thuốc cảm cúm đồng thời.

3 Sử dụng các thuốc kháng sinh có ảnh hưởng đến sức khỏe như thế

nào?

4 Thuốc cảm có tác dụng điều trị cúm như thế nào?

B Bệnh nh nh nhân nhân nhân A A

VIRUS cúm A

Thuốc cảm Thuốc kháng sinh

và thuốc cảm

VIRUS cúm B VIRUS cúm C

Thuốc kháng sinh

Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 5 Sources: Stanford Univ.

Cơ chế suy diễn lùi (Backward changing)

◦ 2ưa giả thuyết sau đó kiểm chứng

◦ Tập trung vào kết quả sau đó rồi tìm trong cơ sở tri thức

thích đáng với bài toán đang xét

Các sự kiện, luật, các kỹ thuật suy diễn nhằm diễn

giải tình huống cho người sử dụng hệ thống dựa

trên lý thuyết chắc chắn của Standford Lý thuyết

chắc chắn là một hình thức hóa tiếp cận heuristic

vào suy luận với sự không chắc chắn

MYCIN gồm các luật đơn giản, phức tạp và nhiều

luật có cùng kết luận.

Trang 16

MB (Measurement of Belief): 2ộ đo tin cậy

MD (Measurement of Disbelief): 2ộ đo thiếu tin cậy

Các chuyênCácchuyênchuyên giagiagia cócócó thththể đđđặtttt ssssự ttttự tin tin tin vàovàovào cáccáccác mmmốiiii

thuyếtttt H H H khikhikhi cócócó chchchứngngng ccccớ EE

0 < MB(H | E) < 1 0 < MB(H | E) < 1 trongtrongtrong khikhikhi MD(H | E) = 0MD(H | E) = 0

0 < MD(H | E) < 1 0 < MD(H | E) < 1 trongtrongtrong khikhikhi MB(H | E) = 0MB(H | E) = 0

Luậtttt đơnLu đơnđơn gigigiảnnn: If(e) then (c): If(e) then (c)

CF(e) là độ do chắc chắn của chứng cớ

CF(r) là độ đo chắc chắn của luật suy diễn

Khi dó: CF(c) là độ đo chắc chắn của kết luận

CF(c) = CF(e) * CF(r)

CF(c) ∈[-1,1] được kết luận như sau:

2ại lượng CF tiến về 1 cho thấy sự tin tưởng kết

Trang 17

Luậtttt ghépLu ghép

Luậtttt phLu phphứcccc ttttạpp

CF(e2)), CF(e3))

Các nhóm thực hiện dự án môn học với tiến độ

giữa học kỳ bao gồm các phần như sau:

1 Mục đích

2 Phạm vi

3 Các sự kiện, ngữ cảnh và cách biểu diễn tri

thức

4 2ộng cơ suy diễn, các luật và diễn giải của luật

5 Sơ đồ kiến trúc hệ thống (system

architechture)

Ghi chú: các đề mục nêu trên có thể thêm, bớt

hoặc thay đổi tùy thuộc vào mỗi dự án

Trang 18

1

Lu Luậtttt có có có d d dạng ng ng NOT NOT

CF(NOT CF(NOT e) e) e) = = = - - - CF(e CF(e CF(e))))

K Kếtttt h h hợp p p các các các lu lu luậtttt (Rule) (Rule) (Rule) có có có cùng cùng cùng k k kếtttt lu lu luận n

- - Rule Rule Rule 1 1 1:::: If(e If(e If(e1 1 1)))) then then then (c) (c) (c) CF(r CF(r CF(r1 1 1))))

- - Rule Rule Rule 2 2 2:::: If(e If(e If(e2 2 2)))) then then then (c) (c) (c) CF(r CF(r CF(r2 2

CF CF là là là kêt kêt kêt lu lu luận n n c cc của a a Rule Rule Rule 1 1 1 & & & 2 2

◦ Trong Trong trư trư trường ng ng h h hợp p p CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) và và và Cf(t Cf(t Cf(t2 2 2)))) đ đ đều u u dương dương

Ctong Ctong = = = CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) + + + CF(t CF(t CF(t2 2 2)))) – –– – CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) * ** * CF(t CF(t CF(t2 2 2))))

◦ Trong Trong trư trư trường ng ng h h hợp p p CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) và và và Cf Cf Cf(t (t (t2 2 2)))) đ đ đều u u âm âm âm thì thì thì::::

Ctong Ctong = = = CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) + + + CF(t CF(t CF(t2 2 2)))) + + + CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) * ** * CF(t CF(t CF(t2 2 2))))

◦ Trong Trong trư trư trường ng ng h h hợp p p CF(t CF(t CF(t1 1 1)))) khác khác khác d d dấu u u v vv vớiiii CF(t CF(t CF(t2 2 2)))) thì thì thì::::

Ctong Ctong = = = (CF(t (CF(t (CF(t1 1 1)))) + + + CF(t CF(t CF(t2 2 2)) )) )) / // / ((((1 1 1 – –– – MIN(ABS(CF(t MIN(ABS(CF(t MIN(ABS(CF(t1 1 1)), )),

ABS(CF(t

ABS(CF(t2 2 2)))) ))))

Trang 19

Suy diễn luật đơn giản

Cho các luật và các độ đo tin cậy như sau:

Trang 20

H

Hệ CSTT / CSTT / CSTT / H H Hệ chuyên chuyên chuyên gia gia gia/ / Knowledge Based Systems Người sử dụng

(Users)

Chuyên gia (Expert)

Maintainance)

Acquisition)

◦ Là thành phần chính của hệ chuyên gia /hệ CSTT

◦ Quá trình diễn ra do kỹ sư tri thức đảm nhiệm để

biểu diễn các thông tin và tri thức của chuyên gia

cho máy tính hiểu được

◦ Quá trình tích lũy các tri thức của chuyên gia đưa

vào hệ thống

Tri thức của chuyên gia

Kinh nghiệm và phương Tri thức

Trang 21

Sử dụng các luật sản xuất (Rule production)

◦ IF <event> AND/OR <event> THEN < Action>

◦ Làm nổi bật các quan hệ rằng buộc giữa các đối

tượng

◦ Biểu diễn các đối tượng trừu tượng hoặc tên đi kèm

giá trị

10

◦^ánh giá đầu vào, đầu ra tương ứng với chương

trình truyền thống

◦^ưa thông tin đầu vào, đánh giá đầu ra là những

kết quả suy diễn tương ứng

◦Kiểm tra hệ thống hiểu biết bài toán hay vấn đề

hay không

◦Các suy diễn trong hệ thống có sát với tư duy tự

nhiên của con người hay không

hành hệ thống: phần mềm tương thích hệ

điều hành, giao diện NSD, etc

giá giao diện sử dụng

thể thay đổi thường xuyên phù hợp với ngữ

cảnh hiện tại

Trang 22

Thảo luận các nhóm thực hiện dự án môn học

với tiến độ giữa học kỳ bao gồm các phần

như sau:

◦ 1 Mục đích

◦ 2 Phạm vi

◦ 3 Các sự kiện, ngữ cảnh và cách biểu diễn tri thức

◦ 4 ^ộng cơ suy diễn, các luật và diễn giải của luật

◦ 5 Sơ đồ kiến trúc hệ thống (system architecture)

◦ Chuẩn bị nộp báo cáo dự án môn học giữa kỳ

Trang 23

1

“Quản lý tri thức là một động lực thúc đẩy việc

sử dụng thông tin và kỹ năng nghề nghiệp

một cách có hệ thống nhằm nâng cao tính

hiệu quả, năng lực, sự sáng tạo, đổi mới và

khả năng phản hồi nhanh chóng của tổ chức.”

Quản lý tri thức làQuá trìnhQuátrìnhtrình kikiếnn ttttạoo,,,, chiachiachia ssssẻ,,,,

Trang 24

Làm thế nào để quản lý và thao tác xử lý hệ CSTT/ hệ

chuyên gia hoạt động hiệu quả?

Tính dư thừa Tính đúng đắn

Tổ chức lưu trữ tri thức Phân tán CSTT & mức biểu diễn thông tin

◦ Dư thừa luật

◦ Dư thừa sự kiện

Thông tin các

sự kiện

Thông tin các luật biểu diễn

Trang 25

MôMô hìnhhìnhhình C ErnestC Ernest

MôMô hìnhhìnhhình E V PopovE V Popov

môn học với tiến độ giữa học kỳ bao gồm các

phần như sau:

◦ 1 Mục đích

◦ 2 Phạm vi

◦ 3 Các sự kiện, ngữ cảnh và cách biểu diễn tri thức

◦ 4 Kộng cơ suy diễn, các luật và diễn giải của luật

◦ 5 Sơ đồ kiến trúc hệ thống (system architecture)

◦ Chuẩn bị nộp báo cáo dự án môn học giữa kỳ

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	7,12 MB