Ứng dụng trí tuệ nhân tạo
MỤC LỤC--- * ---CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ . 2CHƯƠNG II. MẠNG TÍNH TOÁN . 6CHƯƠNG III. MẠNG TÍNH TOÁN CÁC ĐỐI TƯNG . 26CHƯƠNG IV. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG TÍNH TOÁN 47CHƯƠNG V. CÀI ĐẶT MẠNG TÍNH TOÁN 81CHƯƠNG VI. HƯỚNG MƠÛ RỘNG VÀ PHÁT TRIỂN . 87PHỤ LỤC. TRÍCH DẪN CHƯƠNG TRÌNH GIẢI TAM GIÁC .89TÀI LIỆU THAM KHẢO . 1041 CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀI.- GIỚI THIỆU :Một trong những vấn đề hiện nay đang được quan tâm của “Trí Tuệ Nhân Tạo” là nghiên cứu các phương pháp biểu diễn và xử lý tri thức. Trên cơ sở đó có thể tạo ra những chương trình “thông minh” ở một mức độ nào đó. Có nhiều phương pháp biểu diễn tri thức đã được đề cập đến và đã được áp dụng. Một trong số các phương pháp biểu diễn và xử lý tri thức là “Mạng Ngữ Nghóa”. Trong luận văn nầy chúng ta xét đến một trường hợp của biểu diễn và xử lý tri thức theo mạng ngữ nghóa: “Mạng tính toán”.Trong nhiều lónh vực chúng ta thường gặp những vấn đề đặt ra dưới dạng như sau : Chúng ta phải thực hiện những tính toán hay suy diễn ra những yếu tố cần thiết nào đó từ một số yếu tố đã được biết trước. Để giải quyết vấn đề người ta phải vận dụng một số hiểu biết (tri thức) nào đó về những liên hệ giữa các yếu tố đang được xem xét. Những liên hệ cho phép ta có thể suy ra được một số yếu tố từ giả thiết đã biết mộ số yếu tố khác. Dưới đây là một số ví dụ minh họa :Ví dụ 1 :Giả sử chúng ta đang quan tâm đến một số yếu tố trong một tam giác, chẳng hạn : - 3 cạnh a, b, c;- 3 góc tương ứng với 3 cạnh : α, β, γ;- 3 đường cao tương ứng : ha, hb, hc;- diện tích S của tam giác;- nửa chu vi p của tam giác;- bán kính đường tròn nội tiếp r của tam giác.Giữa 12 yếu tố trên có các công thức thể hiện những mối quan hệ giúp chúng ta có thể giải quyết được một số vấn đề tính toán đặt ra. Trong tam giác chúng ta có thể kể ra một số quan hệ dưới dạng công thức sau đây :• Liên hệ giữa 3 góc :α + β + γ = π (radian).2 • Đònh lý cosin :a2 = b2 + c2 - 2.b.c.cosαb2 = a2 + c2 - 2.a.c.cosβc2 = a2 + b2 - 2.a.b.cosγ• Đònh lý Sin :asinbsinα β=csinbsinγ β=asincsinα γ=• Liên hệ giữa nửa chu vi và 3 cạnh :2.p = a + b + c• Công thức tính diện tích theo 3 cạnh (công thức Heron):S = p(p a)(p b)(p c)− − −• Một số công thức tính diện tích :S = a.ha/2S = b.hb/2S = c.hc/2S = p.rĐối với bài toán giải tam giác với 12 yếu tố được xem xét, Nếu chúng ta xét các đề tính diện tích tam giác với 3 yếu tố được cho trước thì số vấn đề lên đến :122203C=.Đó là chưa kể đến những yêu cầu tính toán các yếu tố khác nữa, và như thế số vấn đề tính ra sẽ rất lớn. Nếu như ứng với mỗi vấn đề chúng ta cài đặt một thuật giải để giải quyết thì không thể chấp nhận được. Tuy nhiên có thể thấy rằng mặc dù có quá nhiều đề nhưng để giải quyết chúng ta chỉ cần áp dụng một số công thức nào đó trong số các công thức thể hiện những quan hệ giữa các yếu tố đang được xem xét. Nếu chúng ta có cách để biểu diễn và xử lý các yếu tố và các quan hệ giữa các yếu tố thì có thể tìm một số thuật giải cài đặt được để giải các đề một các hiệu quả hơn.Ví dụ 2 : Một vật thể có khối lượng m chuyển động thẳng với gia tốc không thay đổi là a trong một khoảng thời gian tính từ thời điểm t1 đến thời điểm t2. Vận tốùc ban đầu của vật thể là v1, vận tốc ở thời điểm cuối là v2, và vận tốc trung bình là v. Khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối là ∆s. Lực tác động của chuyển động là f. Độ biến 3 thiên vận tốc giữa 2 thời điểm là ∆v, và độ biến thiên thời gian là ∆t. Ngoài ra còn có một số yếu tố khác nữa của chuyển động vật thể có thể được quan tâm. Tương tự như trong ví dụ 1, để giải những đề về chuyển động nầy chúng ta phải sử dụng một số công thức liên hệ giữa các yếu tố của chuyển động, chẳng hạn như :f = m * a;∆v = a*∆t;∆s = v*∆t;2*v = v1 + v2;∆v = v2 - v1;∆t = t2 - t1;Ví dụ 3 : Trong hóa học chúng ta thường phải sử dụng các phản ứng hóa học để điều chế các chất nầy từ các chất khác. Loại vấn đề nầy cũng cho ta một dạng tương tự như trong 2 ví dụ trên : Cho trước một số chất hóa học, hãy tìm cách điều chế ra một hay một số chất nào đó.Nói tóm lại chúng ta thấy có nhiều vấn đề trong các lónh vực khác nhau đặt ra dưới dạng một “mạng” các yếu tố, trong đó các yếu tố có những mối liên hệ (hay quan hệ) cho phép ta có thể suy ra được một số yếu tố nầy từ một số yếu tố khác. II.- MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI :Trong đề tài nầy, chúng ta sẽ nêu lên một dạng biểu diễn tri thức có thể áp dụng được cho việc giải tự động các bài toán tương tự như trong các ví dụ nêu trong mục I. Đó là “mạng tính toán” (được đònh nghóa trong chương II). Trên cở sở biểu diễn tri thức dưới dạng một mạng tính toán, chúng ta sẽ tìm một số thuật giải cho phép giải quyết các vấn đề đặt ra như sau :1. Từ một số yếu tố đã biết ta có thể suy ra được một số yếu tố nào đó (được yêu cầu) hay không? (Xác đònh tính giải được của một bài toán trên mạng tính toán)2. Trong trường hợp bài toán là giải được thì hãy cho một lời giải.3. Nếu bài toán không giải được thì cần có thêm yếu tố gì để có thể giải được ?4 III.- ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT :Một ý tưởng tự nhiên là tìm cách thể hiện được tư duy thông thường của một người trong quá trình suy nghó áp dụng các quan hệ (hay công thức liên hệ giữa các yếu tố) trong việc tìm tòi lời giải cho bài toán kết hợp với một số công cụ tư duy toán học nào đó. ƠÛ đây chúng ta có thể nhìn nhận và tìm lời giải theo quan điểm tập hợp : tất cả các yếu tố được quan tâm trong vấn đề tạo nên một tập hợp (tập hợp các yếu tố), tất cả các công thức liên hệ giữa các yếu tố thể hiện tri thức của vấn đề cũng tạo nên một tập hợp (tập hợp các quan hệ của mạng tính toán). Trong quá trình tìm lời giải cho bài toán, chúng ta cũng xét đến tập hợp các yếu tố đã biết và tập hợp các yếu tố cần suy ra.Quá trình tìm lời giải một cách tự nhiên là từ tập hợp các yếu tố đã biết chúng ta tìm xem có thể lần lượt áp dụng các quan hệ (hay công thức) nào để có thể suy ra các yếu tố chưa biết. Với ý tưởng nầy trong chương II, chúng ta nêu lên khái niệm về mạng tính toán, bài toán và phương pháp giải bài toán trên mạng tính toán.Ngoài ra, trong chương III còn đề cập đến mạng các đối tượng tính toán và nêu lên phương pháp giải đề trên mạng các đối tượng tính toán.Trong các chương IV và V của luận văn chúng ta xét một số ứng dụng cụ thể của mạng tính toán và cách cài đặt mạng tính toán.Cuối cùng, trong chương VI nêu lên một số hướng mở rộng của luận văn.5 . nay đang được quan tâm của Trí Tuệ Nhân Tạo là nghiên cứu các phương pháp biểu diễn và xử lý tri thức. Trên cơ sở đó có thể tạo ra những chương trình “thông. III. MẠNG TÍNH TOÁN CÁC ĐỐI TƯNG..................... 26CHƯƠNG IV. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG TÍNH TOÁN...... 47CHƯƠNG V. CÀI ĐẶT MẠNG TÍNH TOÁN....................................