Tiểu luận môn biểu diễn tri thức và suy luận BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ ỨNG DỤNG GIẢI BÀI TOÁN TAM GIÁC

Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ SUY LUẬN Bài thu hoạch: BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ ỨNG DỤNG GIẢI BÀI TOÁN TAM GIÁC Khoa đào tạo: KHOA HỌC MÁY TÍNH Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. ĐỖ VĂN NHƠN Học viên thực hiện: Võ Nhựt Thanh Mã số học viên: CH1301054 TP. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2014 HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 1 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác Mục lục HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 2 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác A. LÝ THUYẾT VỀ BIỂU DIỄN TRI THỨC I. Lời mở đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, ngành công nghệ thông tin là một trong những lĩnh vực có được những bước tiến lớn và đạt được những thành tựu đáng kể. Cùng với sự phát triển của ngành công nghệ thông tin, các vấn đề phức tạp trong thực tế được đơn giản đi rất nhiều. Nhờ đó mà quá trình phát triển được thúc đẩy nhanh chóng hơn. Vai trò của của công nghệ thông tin trong thời buổi công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước là không thể phủ nhận, tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ thông tin vào những lĩnh vực nào và ứng dụng như thế nào để có thể khai thác hết được thế mạnh của ngành công nghệ thông tin luôn là một câu hỏi lớn. Việc ứng dụng tri thức nhân loại vào trong ngành công nghệ thông tin để góp phần đưa ra những lời giải cho nhiều vấn đề khó được xem là một giải pháp và cần thiết và có ý nghĩa. Các tri thức nhân loại đều có thể được xây dựng thành một hệ thống hoàn chỉnh và ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau dưới sự hổ trợ của công nghệ thông tin. Việc chuyển đổi tri thức nhân loại thành các hệ thống hay còn được gọi là biểu diễn tri thức vẫn đang được thực hiện, những tri thức đó đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong quá trình phát triển của xã hội. Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại bắt đầu giữa những năm 40 thế kỉ 20. Những phát minh trong khoa học - kĩ thuật cuối thế kỉ 19 đầu thế kỉ 20 là tiền đề của cuộc CMKH - KT hiện đại. Cuộc cách mạng trong giai đoạn này chủ yếu về công nghệ với sự ra đời của máy tính điện tử thế hệ mới được sử dụng trong mọi hoạt động kinh tế và đời sống xã hội, về vật liệu mới, về những dạng năng lượng mới và công nghệ sinh học, về phát triển tin học. Ngày nay, chúng ta có thể thấy được sự xuất hiện của từ “Robot” ngày càng nhiều, điểm đặc biệt của Robot không phải là hình dáng bên ngoài, hay là những chuyển động của nó mà chính là bộ não của Robot. Bộ não của Robot là trung tâm điều khiển mọi hoạt động của nó như là: điều khiển hoạt động, cảm xúc và khả năng đưa ra nhiều sự lựa chọn để giải quyết vấn đề. Làm thế nào từ những khối sắt nặng nề, mà con người có thể chế tạo ra được những chú Robot linh hoạt và thông minh, có những tri thức của con người kỳ diệu đến vậy. Ngày nay, việc thể hiện tri thức của con người dưới dạng một ngôn ngữ hệ thống gọi là trí tuệ nhân tạo đã không còn xa lạ nữa mà thậm chí nó đang đi đến sự phát triển vượt bậc. Nhìn những chú Robot phát triển theo từng giai đoạn, thì chúng ta cũng biết khoa học kỹ thuật đang thăng hoa. Khoa học kỹ thuật đã giúp cho chúng ta khám phá và chạm đến những điều kỳ diệu của cuộc sống, để có được những phát minh khoa học, các nhà khoa học vĩ đại cũng trải nghiệm qua rất nhiều phương pháp nghiên cứu để tiếp cận vấn đề, và từ đó họ đút kết và đưa ra được nhiều định lý, định nghĩa, công trình khoa học tồn tại vĩnh viễn theo thời gian. Trong bài tiểu luận này, tác giả đưa ra một ví dụng minh hoạ cho việc biểu diễn tri thức trong công nghệ thông tin và ứng dụng minh hoạ cho quá trình biểu diễn tri thức đó. Cho dù phạm vi ứng dụng của hệ thống này còn hạn chế, nhưng đây là một cơ sở để phát triển các hệ thống chuyên gia. Mạng ngữ nghĩa là một khái niệm tri thức được ứng dụng nhiều trong thực tế như các bài toán về mạng giao thông, luồng việc ứng dụng mạng ngữ nghĩa trong các lĩnh vực của đời sống xã hội không còn xa lạ với con người. Và trong bài tiểu luận này, tác giả muốn gửi đến một ứng dụng khác, đó là ứng dụng mạng ngữ nghĩa để giải các bài toán phổ thông. HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 3 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác II. Giới thiệu về tri thức - “Tri thức là sức mạnh” của Francis Bacon. Như danh ngôn nổi tiếng của FrancisBacon, ta có thể thấy tri thức được xem như là một trong những tài sản lớn nhất của nhân loại, nhưng nó là một cái gì rất mong manh và khó để ghi lại. Ghi lại và biểu diễn tri thức của con người với sự giúp đỡ của máy tính là một trong những lĩnh vực đã được nghiên cứu rất lâu của khoa học máy tính nhằm mục đích biểu diễn các kiến thức của con người thành một dạng mà máy tính có thể hiểu được. Đã có nhiều tiếp cận khác nhau về vấn đề này nhưng gặp thất bại trong quá khứ có thể vì đã không tập trung vào cái quan trọng nhất đó là cách mà tri thức con người được biểu diễn: theo ngôn ngữ tự nhiên. Các mô hình để phần nào có thể biểu diển tri thức con người dựa trên ngôn ngữ tự nhiên lần lượt được đưa ra để giúp con người có thể đưa ra các tri thức của họ theo cách tự nhiên sao cho máy tính có thể hiểu được. Các mô hình này đã được nghiên cứu bởi nhiều nhóm chuyên gia và nhiều mô hình lần lượt ra đời mặc dù không phải mô hình nào cũng đủ mạnh để có thể tạo ra ứng dựng thực tế có thể biểu diển được các tri thức trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Tri thức (knowledge): là sự hiểu biết của người trong một phạm vi, lĩnh vực nào đó; được xem xét theo các mục tiêu hay các vấn đề nhất định. Ví dụ: Kiến thức về một lĩnh vực y học và khả năng chẩn đoán bệnh là tri thức. Biết một tam giác có các yếu tố nào cùng với các công thức liên hệ giữa các yếu tố là tri thức. Biết các dạng cấu trúc dữ liệu thường dùng trong lập trình cùng với các thuật toán xử lý cơ bản trên các cấu trúc là tri thức. Các dạng tri thức Tri thức mô tả: các khái niệm, các đối tượng cơ bản. Tri thức cấu trúc: các khái niệm cấu trúc, các quan hệ, các đối tượng phức hợp, Tri thức thủ tục: các luật dẫn, các thủ tục xử lý, các chiến lược, … Tri thức meta: tri thức về các dạng tri thức khác và cách sử dụng chúng. Tri thức là một hệ thống phức tạp, đa dạng và trừu tượng bao gồm nhiều thành tố với những mối liên hệ tác động qua lại như: Các khái niệm (concepts), với những mối liên hệ cơ bản nhất định (relationships). Các quan hệ (relations): Xem lại kiến thức về quan hệ ở góc độ toán học trong giáo trình “Toán Rời Rạc”: Định nghĩa quan hệ 2 ngôi. Các tính chất về một quan hệ 2 ngôi R trên một tập X: phản xạ, đối xứng, phản xứng, bắc cầu. Quan hệ thứ tự. Quan hệ tương đương. Cách biểu diễn của một quan hệ 2 ngôi R trên tập X: Biểu diễn dựa trên “tập hợp”, biểu diễn bằng ma trận, biểu đồ (đồ thị). Các toán tử (operators), phép toán, các biểu thức hay công thức Phép toán 2 ngôi T trên tập X là ánh xạ T : XxX  X HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 4 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác (a, b)  a T b ≡ T(a, b) Ví dụ: T: NxN  N (a, b)  a+b Phép toán 1 ngôi S trên tập X là S : X  X Các tính chất thường được xem xét: giao hoán, kết hợp, phần tử trung hòa, phần tử nghịch đảo, phần tử đối, phân phối (hay phân bố), … Các hàm (functions). Các luật (rules). Sự kiện (facts). Các thực thể hay đối tượng, một phần tử cụ thể (objects). III. Tầm quan trọng của biểu diễn tri thức lên máy tính: Chúng ta đang sống trong một thế giới mà máy tính ngày càng trở nên phổ biến hơn. Số lượng người phải làm việc với máy tính trong cuộc sống hàng ngày đã gia tăng một cách đáng kể trong thập kỷ qua. Sẽ không phải quá nếu nói rằng chúng ta không còn xa thời điểm mà hầu như tất cả mọi người đều phụ thuộc vào máy tính trong cả ngày và đêm. Tuy nhiên số lượng người được đào tạo về khoa học máy tính lại không theo kịp với đà phát triển. Tỷ lệ người có trình độ về khoa học máy tính chỉ chiếm tỷ lệ rất thấp trên dân số có việc làm. Nghĩa là trong khi càng ngày càng nhiều người phải làm việc với máy tính trong cuộc sống hàng ngày của họ, tỷ lệ người có trình độ cao trong khoa học máy tính lại duy trì với mức rất thấp. Kết quả là càng ngày càng nhiều người không có đủ kiến thức cụ thể cần thiết trong lĩnh vực khoa học máy tính để có thể giao tiếp được với máy tính. Tình trạng này làm tăng lên sự cần thiết của việc liên lạc với máy tính theo cách dễ dàng và trực quan nhất mà không cần phải yêu cầu kiến thức chuyên sâu từ người dùng. Tuy nhiên trên thực tế con người và máy tính dùng các loại ngôn ngữ hoàn toàn khác biệt đó là một trong những trở ngại lớn nhất trong việc giao tiếp giữa con người với máy tính. Máy tính sử dụng các ngôn ngữ hình thức như ngôn ngữ lập trình hay ngôn ngữ logic trong khi con người thể hiện họ bằng ngôn ngữ tự nhiên. Giải pháp đơn giản nhất cho vấn đề này là viết các chương trình máy tính sao cho chúng có khả năng xử lý ngôn ngữ tự nhiên sao cho hợp lý nhất. Mặc dù đã có nhiều thành công bước đầu trong lĩnh vực nghiên cứu này, việc xử lý ngôn ngữ tự nhiên trở thành một vấn đề vô cùng khó khăn. Từ những cố gắng đầu tiên, một lượng lớn các nghiên cứu đã trực tiếp làm việc trên vấn đề này trong vài thập kỷ trở lại đây. Mặc dù thực tế là có những tiến triển trên một số khía cạnh, máy tính vẫn thất bại trong việc xử lý ngôn ngữ tự nhiên một cách tổng quát và đáng tin cậy nhất. Trong khi máy tính thất bại trong việc hiểu ngôn ngữ tự nhiên, thì con người được biết là gặp rất nhiều khó khăn trong việc học ngôn ngữ hình thức. Ví dụ rất nhiều người sử dụng web thất bại trong việc dùng chính xác các toán tử vô cùng đơn giản trong các công cụ tìm kiếm. Ngoài ra việc sử dụng các ngôn ngữ logic cũng gặp rất nhiều khó khăn. Nhìn chung, kết quả hiển nhiên là con người và máy tính có thể giao tiếp nhau nhưng không thể dùng ngôn ngữ của hai bên. Một số mô hình đã ra đời để giải quyết vấn đề này trên một số khía cạnh nhất định đó là có thể phần nào biểu diễn những tri thức quý giá của con HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 5 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác người lên máy tính và có thể tự phân tích được dựa vào những tri thức đó. Chúng ta hãy cùng đi vào tìm hiểu một số mô hình biểu diễn tri thức phổ biến. IV. Một số mô hình biểu diễn tri thức cơ bản 1. Logic vị từ Mô hình: (Predicates, Clauses) - Predicates là tập gồm các vị từ, mỗi vị từ biểu diễn cho phát biểu nói về một tính chất của đối tượng hay một quan hệ giữa các đối tượng. Mỗi vị từ xác định bởi tên vị từ và các kiểu tham biến. Vídụ: gioi(x:sinhvien)Vídụ:vg(v:vector,P:plane). - Clauses là tập gồm các biểu thức vị từ gồm 2 dạng fact và rule. 2. Hệ luật dẫn a) Khái niệm Hệ luật dẫn bao gồm một tập hợp các quy tắc nếu-thì hợp với nhau tạo thành một mô hình xử lý thông tin cho một số công việc liên quan đến biểu diễn tri thức. Hệ luật dẫn có một số thuộc tính đặc biệt làm cho nó có tính phù hợp cao để có thể mô hình được tri thức. Từ mô hình ban đầu chỉ dùng để giải quyết vấn đề, hệ luật dẫn đã phát triển lên trở thành một hình thức có thể mô hình các tri thức của con người và các khía cạnh trong máy học. Hệ luật dẫn là một mô hình xử lý tri thức, bao gồm một tập hợp các quy tắc (được gọi là luật dẫn). Mỗi luật gồm hai phần: phần điều kiện và phần hành động. Ý nghĩa của luật này là khi điều kiện đúng, thì một hành động sẽ được thực thi. Hãy xem xét một ví dụ đơn giản sau đây với hai luật dẫn để mô tả hành vi của một hệ thống làm ấm. Luật 1: nếu nhiệt độ < 20 C -> bật chế độ làm ấm. Luật 2: nếu nhiệt độ > 20 C -> tắt chế độ làm ấm. Khi nhiệt độ trong phòng nhỏ hơn 20 C, phần điều kiện của luật 1 đúng, vì thế máy điều hoà nhiệt độ thực hiện hành động cụ thể theo luật vào bật chế độ làm ấm. Khi nhiệt độ trên 20 C, luật 2 tương tự sẽ được thực thi và tắt chế độ làm ấm. Cùng với nhau, hai nguyên tắc này xác định một quá trình mô tả hành vi của một máy điều hoà nhiệt độ. Một hệ luật dẫn cho mô hình tri thức có nhiều hơn hai luật, thậm chí cả ngàn luật. Hệ thống hoạt động theo kiểu chu kỳ. Trước hết một luật có các điều kiện được thoả sẽ được xác định, khi đó luật này sẽ được thực thi. Thường hành động này sẽ thay đổi trạng thái hiện tại sang trạng thái khác do đó một luật khác với điều kiện của nó sẽ được thoả, và vòng quay lại được lặp lại. Mô hình biểu diễn tri thức của hệ luật dẫn Mô hình biểu diễn tri thức của hệ luật dẫn gồm có hai thành phần chính (Facts, Rules). Trong đó Facts bao gồm các phát biểu chỉ các sự kiện hay các tác vụ nào đó, còn Rules gồm các luật dẫn có dạng “if…then….” Ví dụ: Một phần cơ sở tri thức của tam giác Các yếu tố của tam giác ví dụ cạnh a, b, c; góc A, B, C, chu vi p, diện tích S, đường cao ha, hb, hc…. Đưa vào Facts = {a, b, c, A, B, C, p, S, ha, hb, hc, …} Các luật sinh ví dụ: nếu có góc A, góc B thì có góc C,… HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 6 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác Đưa vào Rules = { r1: {A, B} -> {C= pi – A – B} … } Tổ chức lưu trữ Khi tiến hành lưu trữ tuỳ theo cấu trúc của Facts mà ta có thể sữ dụng các cấu trúc dữ liệu phổ biến như struct, frames, classes,… Ví dụ một tổ chức lưu trữ: hệ thống sẽ lưu hai tập tin dạng text có cấu trúc: Fact.txt và Rule.txt. Trong đó cấu trúc của mỗi tập tin như sau: Fact.txt Begin a: cạnh a của tam giác b: cạnh b của tam giác … End Rule.txt Begin {A, B} => {C = 180 - A - B} … End Cơ chế suy luận trên luật dẫn Với một hệ luật dẫn K = {Facts, Rules} cho trước. Giả sử ta có một tập sự kiện GT đã xác định, ta xét một tập sự kiện mục tiêu KL. Có thể suy ra được KL từ tập GT không, và nếu được thì KL được suy ra từ các luật sinh nào? b) Suy diễn tiến: Là quá trình suy luận xuất phát từ một số sự kiện ban đầu, xác định các sự kiện có thể được sinh ra từ sự kiện này. Ví dụ: Trong ví dụ trên nếu ban đầu ta có các sự kiện A, B. Ta có thể suy ra C nhờ luật R1 Thuật giải suy diễn tiến: B1: Ghi nhận các sự kiện giải thiết và mục tiêu của bài toán B2: Khởi tạo lời giải là rỗng B3: Kiểm tra mục tiêu If mục tiêu đáp ứng then goto B8 B4: Nếu mục tiêu chưa nằm trong know tìm luật có thể phát sinh sự kiện mới B5: If không tìm được luật then Dừng không tìm được lời giải HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 7 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác B6: If B4 thành công then Ghi nhận thông tin về luật vào lời giải và sự kiện mới vào giả thiết được phát sinh từ các luật. B7: Goto B4 B8: Tìm được lời giải trong danh sách luật solution c) Suy diễn lùi: Là quá trình suy luận ngược xuất phát từ một số sự kiện ban đầu, ta tìm kiếm các sự kiện đã "sinh" ra sự kiện này. Ví dụ: Trong ví dụ trên nếu ban đầu ta cần tìm C. Ta xem trong các luật sinh ra C để tìm sự kiện nào đã có trong đề bài. Nếu tìm được thì kết thúc còn không tìm được thì lại truy ngược lên đối với các sự kiện đã sinh ra C. Ở đây nhờ luật R1 ta tìm ra được sự kiện A, B mà đề bài đã cho trước. Thuật giải suy diễn lùi: B1: Giả sử mục tiêu đúng B2: Phát sinh các mục tiêu con B3: Kiểm tra các mục tiêu con If mục tiêu đáp ứng then goto B8 B4: Tìm luật có thể phát sinh sự kiện mới B5: If không tìm được luật then Dừng không tìm được lời giải B6: If B4 thành công then Ghi nhận thông tin về luật vào lời giải và sự kiện mới vào giả thiết được phát sinh từ các luật. B7: Goto B4 B8: Tìm được lời giải trong danh sách luật solution d) Tối ưu luật Tập các luật trong một cơ sở tri thức rất có khả năng thừa, trùng lắp hoặc mâu thuẫn. Dĩ nhiên là hệ thống có thể đổ lỗi cho người dùng về việc đưa vào hệ thống những tri thức như vậy. Tuy việc tối ưu một cơ sở tri thức về mặt tổng quát là một thao tác khó (vì giữa các tri thức thường có quan hệ không tường minh), nhưng trong giới hạn cơ sở tri thức dưới dạng luật, ta vẫn có một số thuật toán đơn giản để loại bỏ các vấn đề này như Rút gọn vế phải: A ∧ B  A ∧ C sẽ trở thành A ∧ B  C Rút gọn vế trái (L1) A, B  C (L2) A  X (L3) X  C sẽ trở thành A  C do đó L1 bị dư thừa có thể loại bỏ Phân rã và kết hợp luật A ∧ B  C sẽ trở thành A  C, B  C HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 8 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác Luật thừa Một luật là thừa nếu có thể suy ra từ luật khác ví dụ A  B, B  C, A  C thì luật thứ 3 bị thừa. Ưu và khuyết điểm của hệ luật dẫn: e) Ưu điểm: Các luật rất dễ hiểu nên có thể dễ dàng dùng để trao đổi với người dùng (vì nó là một trong những dạng tự nhiên của ngôn ngữ). Có thể dễ dàng xây dựng được cơ chế suy luận và giải thích từ các luật. Việc hiệu chỉnh và bảo trì hệ thống là tương đối dễ dàng. Có thể cải tiến dễ dàng để tích hợp các luật mờ. Các luật thường ít phụ thuộc vào nhau. f) Khuyết điểm: Các tri thức phức tạp đôi lúc đòi hỏi quá nhiều (hàng ngàn) luật sinh. Điều này sẽ làm nảy sinh nhiều vấn đề liên quan đến tốc độ lẫn quản trị hệ thống. Thống kê cho thấy, người xây dựng hệ thống trí tuệ nhân tạo thích sử dụng luật sinh hơn tất cả phương pháp khác (dễ hiểu, dễ cài đặt) nên họ thường tìm mọi cách để biểu diễn tri thức bằng luật sinh cho dù có phương pháp khác thích hợp hơn! Đây là nhược điểm mang tính chủ quan của con người. Cơ sở tri thức luật sinh lớn sẽ làm giới hạn khả năng tìm kiếm của chương trình điều khiển. Nhiều hệ thống gặp khó khăn trong việc đánh giá các hệ dựa trên luật sinh cũng như gặp khó khăn khi suy luận trên luật sinh. 3. Biểu diễn tri thức bằng Frame a) Khái niệm Frame là một cấu trúc dữ liệu chứa đựng tất cả những tri thức liên quan đến một đối tượng cụ thể nào đó. Frames có liên hệ chặt chẽ đến khái niệm hướng đối tượng (thực ra frame là nguồn gốc của lập trình hướng đối tượng). Ngược lại với các phương pháp biểu diễn tri thức đã được đề cập đến, frame "đóng gói" toàn bộ một đối tượng, tình huống hoặc 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 về một 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. Dưới một khía cạnh nào đó, người ta có thể xem phương pháp biểu diễn tri thức bằng frame chính là nguồn gốc của ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng. Ý tưởng của phương pháp này là "thay vì bắt người dùng sử dụng các công cụ phụ như dao mở để đồ hộp, ngày nay các hãng sản xuất đồ hộp thường gắn kèm các nắp mở đồ hộp ngay bên trên vỏ lon. Như vậy, người dùng sẽ không bao giờ phải lo lắng đến việc tìm một thiết bị để mở đồ hộp nữa!". Cũng vậy, ý tưởng chính của frame (hay của phương pháp lập trình hướng đối tượng) là khi biểu diễn một tri thức, ta sẽ "gắn kèm" những thao tác thường gặp trên tri thức này. Chẳng hạn như khi mô tả khái niệm về hình chữ nhật, ta sẽ gắn kèm cách tính chu vi, diện tích. Frame thường được dùng để biểu diễn những tri thức "chuẩn" hoặc những tri thức được xây dựng dựa trên những kinh nghiệm hoặc các đặc điểm đã được hiểu biết cặn kẽ. Bộ não của con người chúng ta vẫn luôn "lưu trữ" rất nhiều các tri thức chung mà khi cần, chúng ta có HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 9 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác thể "lấy ra" để vận dụng nó trong những vấn đề cần phải giải quyết. Frame là một công cụ thích hợp để biểu diễn những kiểu tri thức này. Frame : XE HƠI Thuộc lớp : phương tiện vận chuyển. Tên nhà sản xuất : Audi Quốc gia của nhà sản xuất : Đức Model : 5000 Turbo Loại xe : Sedan Trọng lượng : 3300lb Số lượng cửa : 4 (default) Hộp số : 3 số tự động Số lượng bánh : 4 (default) Máy (tham chiếu đến frame Máy) Kiểu : In-line, overhead cam Số xy-lanh : 5 Khả năng tăng tốc 0-60 : 10.4 giây ¼ dặm : 17.1 giây, 85 mph. Frame MÁY Xy-lanh : 3.19 inch Tỷ lệ nén : 3.4 inche Xăng : TurboCharger Mã lực : 140 hp Cấu trúc một Frame xe hơi b) Cấu trúc của Frame Mỗi một frame mô tả một đối tượng (object). Một frame bao gồm 2 thành phần cơ bản là slot và facet. Một slot là một thuộc tính đặc tả đối tượng được biểu diễn bởi frame. Ví dụ : trong frame mô tả xe hơi, có hai slot là trọng lượng và loại máy. Mỗi slot có thể chứa một hoặc nhiều facet. Các facet (đôi lúc được gọi là slot "con") đặc tả một số thông tin hoặc thủ tục liên quan đến thuộc tính được mô tả bởi slot. Facet có nhiều loại khác nhau, sau đây là một số facet thường gặp: - Value (giá trị) : cho biết giá trị của thuộc tính đó (như xanh, đỏ, tím vàng nếu slot là màu xe). - Default (giá trị mặc định) : hệ thống sẽ tự động sử dụng giá trị trong facet này nếu slot là rỗng (nghĩa là chẳng có đặc tả nào!). Chẳng hạn trong frame về xe, xét slot về số lượng bánh. Slot này sẽ có giá trị 4. Nghĩa là, mặc định một chiếc xe hơi sẽ có 4 bánh! - Range (miền giá trị) : (tương tự như kiểu biến), cho biết giá trị slot có thể nhận những loại giá trị gì (như số nguyên, số thực, chữ cái, ) - If added: mô tả một hành động sẽ được thi hành khi một giá trị trong slot được thêm vào (hoặc được hiệu chỉnh). Thủ tục thường được viết dưới dạng một script. - If needed : được sử dụng khi slot không có giá trị nào. Facet mô tả một hàm để tính ra giá trị của slot. HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 10 [...]... thống gồm có 6 thành phần: Cơ sở tri thức Công cụ suy diễn Thành phần diễn giải Bộ nhớ làm việc Quản lý tri thức Giao diện Hình sau sẽ mô tả cấu trúc của hệ thống Cơ sở tri thức (Knowledge Base) chứa các tri thức để giải quyết vài bài toán trong các lĩnh vực tri thức cụ thể Động cơ suy diễn (Inference Engine) sẽ dùng tri thức lưu trong cơ sở tri thức để giải quyết các bài toán, để tìm kiếm hoặc để trả... môđun truy cập cơ sở tri thức Thích hợp cho việc thiết kế một cơ sở tri thức với các khái niệm có thể được biểu diễn bởi các đối tượng tính toán Tiện lợi cho việc thiết kế các môđun giải bài toán tự động Thích hợp cho việc định dạng ra một ngôn ngữ khai báo bài toán và đặc tả bài toán một cách tự nhiên HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 31 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác VIII Hệ chuyên... 3 đường phân giác trong tương ứng với 3 cạnh của tam giác S : diện tích tam giác p : nửa chu vi của tam giác R : bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác r : bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ra, rb, rc : các bán kính của các đường tròn bàng tiếp tam giác HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 33 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác 3 đường cao 3 đường trung tuyến Các hệ thức cơ bản giữa... phương pháp biểu diễn khác V Mạng suy diễn tính toán: 1 Khái niệm Mạng tính toán là một dạng biểu diễn tri thức có thể dùng biểu diễn các tri thức về các vấn đề tính toán và được áp dụng một cách có hiệu quả để giải một số dạng bài toán Mỗi mạng tính toán là một mạng ngữ nghĩa chứa các biến và những quan hệ có thể cài đặt và sử dụng được cho việc tính toán Chúng ta xét một mạng tính toán gồm một... đề và dùng các chiến lược suy luận thích hợp để tìm ra đúng luật và sự kiện để giải quyết bài toán Bộ nhớ làm việc (Working Memory) lưu trữ các sự kiện và luật trong quá trình tìm kiếm và suy luận Thành phần diễn giải (Explantion component) hỗ trợ việc giải thích các giai đoạn, các khái niệm trong quá trình giải quyết bài toán Quản lý tri thức nhằm hổ trợ việc cập nhật tri thức vào trong hệ cơ sở tri. .. Thanh 18 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác B3: Tính ra S bằng cách áp dụng f9; 10 Ưu và khuyết điểm của mạng tính toán: a) Ưu điểm: Giải được hầu hết các bài toán GT  KL nếu như đáp ứng đầy đủ các giả thiết cần thiết Thuật toán đơn giản dễ cài đặt cho nên việc bảo trì hệ thống tương đối đơn giản Có thể xây dựng hệ thống suy luận và giải thích một cách rõ ràng và dễ hiểu... tiếp nhận và tính toán đánh giá để hình thành nên tri thức Hệ chuyên gia trong lĩnh vực khoa học tự nhiên dùng để giải đáp các quy luật biến đổi của giới tự nhiên dựa trên những quy luật cố định và bền vững B ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MẠNG TÍNH TOÁN TRONG MỘT SỐ BÀI TOÁN HÌNH HỌC I Bài toán về tam giác 1 Tam giác Về mặt tính toán, chúng ta có thể xem tam giác là một mạng tính toán (hay một đối tượng tính toán) ... bước c) Phân loại bài toán Phân loại giả thiết và biểu diển chúng dựa trên loại các sự kiện của mô hình COKB Mô hình loai của các bài toán từ các phân loại ở 2 bước trên Từ các mô hình của từng loại, chúng ta có thể khởi tạo một mô hình tổng quát cho các bài toán sẽ được đưa vào hệ thống để giải quyết HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 30 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác Kỹ thuật cơ... HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 28 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác ENDIF; for-stmt ::= FOR name IN [range] DO statements+ ENDFOR; 14 Phương pháp thiết kế Trong phần này chúng ta sẽ trình bày quá trình khởi tạo một hệ cơ sở tri thức trong việc giải quyết một bài toán a) Cấu trúc của hệ thống Một hệ cơ sở tri thức, hỗ trợ tìm kiếm truy vấn và giải quyết các vấn đề có cấu trúc của... thức vào trong hệ cơ sở tri thức Nó cũng hổ trợ việc tìm kiếm tri thức và kiểm tra tính nhất quán của tri thức Thành phần giao diện của hệ thống yêu cầu có một ngôn ngữ đặc tả để giao tiếp giữa hệ thống và người học, giữa hệ thống và giáo viên HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 29 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác b) Kỹ thuật thiết kế Quá trình phân tích và thiết kế các thành phần của . Thanh 1 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác Mục lục HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 2 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác A. LÝ THUYẾT VỀ BIỂU DIỄN TRI THỨC I Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải bài toán tam giác ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ SUY LUẬN Bài thu hoạch: BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ ỨNG. trong bài tiểu luận này, tác giả muốn gửi đến một ứng dụng khác, đó là ứng dụng mạng ngữ nghĩa để giải các bài toán phổ thông. HVTH: CH1301054 – Võ Nhựt Thanh 3 Biểu diễn tri thức và Ứng dụng giải