Đây là tài liệu của thầy Đỗ Văn Nhơn ĐH CNTT trong cuốn sách của thầy. Tài liệu gồm có các nội dung: + Các thành phần của hệ thông IPS (intelligent problem solvers) + Quy trình xây dựng hệ thông IPS
GIẢI TOÁN THÔNG MINH I Các thành phần hệ thống IPS (Intelligent Problem Solvers) - Một IPS hệ thống CSTT, hỗ trợ việc tìm kiếm, truy vấn giải vấn đề dựa vốn CSTT, có cấu trúc hệ chuyên gia Chúng ta thiết kế hệ thống IPS bao gồm thành phần sau: CSTT Bộ suy diễn Thành phần giải trình Bộ nhớ phiên làm việc (quy ước nhớ tức thời) Trình quản lý tri thức Giao diện - CSTT chứa tri thức để giải số vấn đề miền phạm vi tri thức định Nó phải chứa dạng hình thức mà máy tính đọc máy suy diễn sử dụng để lập luận, ứng dụng vào giải vấn đề Chúng chứa khái niệm, đối tượng, quan hệ, phép toán hàm, tập kiện luật - Bộ suy diễn sử dụng tri thức chứa CSTT để giải vấn đề, để tìm kiếm trả lời cho câu truy vấn Nó ví dụ “bộ não” hệ thống, phải xác định vấn đề va sử dụng chiến lược suy luận phù hợp để tìm tập kiện tập luật cho việc giải vấn đề Trong IPS, suy diễn tạo khả người đọc, suy nghĩ viết - Bộ nhớ tức thời: chứa liệu nhận từ người dùng trình hoạt động hệ thống Kết hợp với tập luật - - - CSTT tạo giá trị nhớ tức thời, sửa lại giá trị cũ, xóa giá trị tồn Ngoài ra, chứa liệu, tập kiện luật trình tìm kiếm suy luận suy diễn Thành phần giải trình: hỗ trợ việc giải thích giai đoạn, khái niệm trình giải vấn đề Nó trình bày phương pháp mà hệ thống ÍP đưa kết dạng không rõ ràng, làm cho người dùng khó hiểu giải thích trình lý luận tìm câu trả lời cuối hệ thống Trình quản lý CSTT: mục đích hỗ trợ nâng cấp, chỉnh sửa tri thức biến thành CSTT Ngoài ra, hỗ trợ việc tìm kiếm kiểm tra tồn tri thức Giao diện người dùng: cổng kết nối người dùng hệ thống IPS Một giao diện có hiệu giao diện phải có chỗ nhận câu truy vấn, lệnh diều khiển vấn đề mà người dùng nhập vào, dịch chúng thành hình thức vấn đề để thành phần lại hệ thống sử dụng Ngoài ra, dịch câu trả lời hệ thống sang hình thức mà người hiểu Các thành phần giao diện hệ thống yêu cầu phải có a ngôn ngữ đặc tả tốt cho việc giao tiếp hệ thống người học, hệ thống kỹ sư Hình bên cho thấy cấu trúc hệ thống: Hình 1: Cấu trúc hệ thống IPS (intelligent problem solvers) Tóm tắt trình việc giải vấn đề: từ người dùng, vấn đề nhập vào, vấn đề viết dạng ngôn ngữ đặc biệt tạo, sau dịch để hệ thống nhận biết vấn đề cần giải (ở máy suy diễn đảm nhận việc tiếp nhận) Các thành phần giao diện hệ thống yêu cầu phải có ngôn ngữ đặc tả đặt nhớ tức thời Sau phân tích vấn đề, động suy diễn tạo giải pháp thích hợp để thực số chiến lược suy luận tự động suy diễn tiến, suy diễn lui Heuristic, giải pháp phân tích từ điều động có suy diễn tạo giải pháp tốt cho thành phần giao diện Dựa giải pháp tốt tìm thấy câu trả lời dạng ngôn ngữ tự nhiên người tạo ra, xuất cho người dùng Quy trình xây dựng hệ thông IPS (Intelligent Problem Solvers) - II - - Bước 1: Xác định phạm vi miền tri thức, sau thu thập tất tri thức từ nguyền liệu, thu thập khái niệm, đối tượng, mối liên hệ, phép toán hàm, kiện – luật Chúng ta phân loại kiến thức theo số cách chia chương, chủ đề, đối tượng việc phân loại giúp thu thập vấn đề cần giải cách thích hợp dễ dàng Ngoài vấn đề cần giải phân loại theo số cách khác frame-based problems, general forms of problems Bước 2: Chúng ta thực việc biểu diễn tri thức hay gọi cách khác mô hình hóa tri thức để tạo mô hình sở tri thức chung cho hệ thống Điều quan trọng cho việc thiết kế sở tri thức Không tri thức mà vấn đề cần giải mô hình hóa để tạo nên mô hình chung ban đầu ** Các bước thực cách sử dụng mô hình COKB, Com-Nets, CO-Nets, mô hình khác - Bước 3: Thiết lập tổ chức cho sở tri thức dựa mô hình COKB ngôn ngữ đặc tả CSTT tổ chức file text cấu trúc Bao gồm file đây: File chứa tên cấu trúc khái niệm Một file chứa thông tin giản đồ Hasse đại diện cho thành phần H mô hình COKB File chứa mối liên hệ đặc biệt (thành phần R mô hình COKB) File chứa phép toán (thành phần Ops mô hình COKB) File chứa hàm (thành phần Funcs) File chứa định nghĩa cho loại kiện File chứa tập suy luận File chứa đối tượng kiện Bước 4: Mô hình hóa vấn đề giải thiết kế thuật giải cho việc tự động suy luận máy Nói chung vấn đề biểu diễn mô hình COKB, Co-Nets, etc Mô hình biểu diễn vấn đề cần giải mô hình Co-Nets gồm thành phần: - O = {O1, O2, … , On}; f = {f1, f2, …, fn} Goal = [g1, g2, … , gn] Trong mô hình trên: O chứa n Com-object, F tập kiện định đối tượng Goal danh sách bao gồm mục tiêu Việc kế thuật giải cho việc tự động suy diễn giải vấn đề thiết kế giao diện hệ thống phát triển dựa bước sau: Bước 1: Phân loại vấn đề thành frame Bước 2: Phân loại kiện đại diện chúng nên tảng dựa “các loại kiện” mô hình COKB Bước 3: Mô hình hóa loại vấn đề cần giải từ việc phân loại bước bước Từ mô hình loại, xây dựng cấu trúc chung cho “mô hình vấn đề”, cung cấp cho hệ thống để giải chúng Các kỹ thuật cho việc kế thuật toán suy luận hợp kiện Căn vào loại kiện cấu trúc chúng, có tiêu chí cho hợp sau tạo thuật toán để kiểm tra thống hai kiện Công việc quan trọng nghiên cứu vấn đề khấu trừ để giải vấn đề máy tính Điều khó khăn mô hình hóa thứ thuộc kinh nghiệm, phản ứng nhạy cảm, trực giác người để tìm luật heuristic, máy tính bắt chước tư người đề giải vấn đề - - - Bước 5: Tạo ngôn ngữ truy vấn cho mô hình, ngôn ngữ giúp thiết kế phương thức giao tiếp hệ thống người sử dụng thông qua từ ngữ, giọng nói thuộc ngôn ngữ Bước 6: Thiết kế giao diện hệ thống cài đặt để tạo ứng dụng Ứng dụng giải vấn đề thông minh giáo dục áp dụng toán học, vật lý, hóa học Được thực ngôn ngữ lập trình công cụ Visual Basic.NET, C#, SQL Server, Maple Chúng dễ sử dụng sinh viên Bước 7: Kiểm tra, bảo trì phát triển ứng dụng bước tương tự máy tính khác