Báo cáo GIẢI BÀI TOÁN TAM GIÁC SỬ DỤNG MẠNG NGỮ NGHĨA (CÓ CODE DEMO)

Ưu điểm: Mạng ngữ nghĩa rất linh động, ta có thể dễ dàng thêm vào mạng các đỉnh hoặc cung mới để bổ sung các tri thức cần thiết. Mạng ngữ nghĩa có tính trực quan cao nên rất dễ hiểu. Mạng ngữ nghĩa cho phép các đỉnh có thể kế thừa các tính chất từ các đỉnh khác thông qua các loại cung, từ đó có thể tạo ra các liên kết ngầm giữa những đỉnh không có liên kết trực tiếp đến nhau. Mạng ngữ nghĩa hoạt động khá tự nhiên theo cách thức con người ghi nhận thông tin. Nhược điểm: Các thao tác tìm kiếm mạng ngữ nghĩa thường khó khăn, đặc biệt đối với những mạng ngữ nghĩa có kích thước lớn.) Do đó mô hình mạng ngữ nghĩa thường được dùng chủ yếu để phân tích vấn đề, sau đó nó sẽ được chuyển đổi sang dạng khác để thi hành hoặc mạng ngữ nghĩa được dùng kết hợp với một số phương pháp biểu diễn khác. Cho đến nay, vẫn chưa có một chuẩn nào quy định các giới hạn cho các đỉnh và cung của mạng. Nghĩa là ta có thể gán ghép bất kỳ khái niệm nào cho đỉnh hoặc cung. Tính thừa kế trên mạng có thể dẫn đến nguy cơ mâu thuẫn trong tri thức vì có sự không rõ ràng khi gán cho một đỉnh của mạng. Vì tính thừa kế sinh ra rất nhiều liên kết ngầm nên khả năng nảy sinh một mối liên hệ không hợp lệ rất cao. Hầu như không thể biểu diễn các tri thức dạng thủ tục bằng mạng ngữ nghĩa vì các khái niệm về thời gian và trình tự không được thể hiện tường minh trên mạng ngữ nghĩa. Ứng dụng: Hai loại ứng dụng tiêu biểu của mạng ngữ nghĩa là ứng dụng xử lý ngôn ngữ tự nhiên và ứng dụng giải các bài toán thông minh. Trong ứng dụng xử lý ngôn ngữ tự nhiên, mạng ngữ nghĩa có thể giúp máy tính phân tích được cấu trúc của câu để từ đó có thể phần nào hiểu được ý nghĩa của câu, là công cụ hữu hiệu nhất hiện nay trong việc dịch và giải các bài text. Trong ứng dụng giải các bài toán thông minh: như giải bài toán tam giác, cân bằng phản ứng hóa học,… 3, Bài toán tam giác sử dụng mạng ngữ nghĩa: Các tri thức cần có: Xét tri thức bài toán Tam giác gồm: Các thuộc tính: o a, b, c: 3 cạnh của tam giác o , , : 3 góc đối diện với 3 cạnh tương ứng trong tam giác o ha: đường cao tương ứng với cạnh c của tam giác o S: diện tích tam giác o p: nửa chu vi của tam giác o R: bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - - BÁO CÁO BÀI TẬP MÔN NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC & MÁY HỌC Đề tài: Ứng dụng mô hình Mạng ngữ nghĩa vào giải tốn tam giác Lớp: CS110.J12 Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Thị Ngọc Diễm Thành viên nhóm thực hiện: 1, Lê Thanh Tiềm – 16521214 2, Trần Quang Toàn – 16521264 Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2018 LỜI CẢM ƠN Ngày nay, với thời kỳ cơng nghiệp hóa – đại hóa, đất nước phát triển cơng nghệ thơng tin nói chung cung linh vưc tri tuê nhân tạo nói riêng, đặc biệt mảng tri hức máy học đa linh vưc quan trọng đời sống xa hôi viêc tạo các thưc thể thông minh giup ich cho chung ta, máy tnh điên tư với đô thơng minh đinh đa có ảnh hương lớn tới cu ôc sống ngày sư phát triển tương lai Bài tập ứng dụng mơ hình mạng ngữ nghia giải toán tam giác lần giup chung em củng cố them kiến thức đa học lớp Để hồn thành tập lần nhóm xin cảm ơn cô đa hướng dẫn truyền tải kiến thức cần thiết để nhóm có thể hồn thành tập Tuy đa cố gắng học hỏi cung tm hiểu tài liệu từ nhiều nguồn thông tin khác nhau, điều ki ên, khả chung em hạn chế nên cung khơng tránh khỏi thiếu sót Kinh mong sư đóng góp ý kiến để nhóm em có thể hoàn thiện báo cáo ứng dụng cho tập Chung em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2018 1.Giơi thiêu vê mang ngư nghia: Mạng ngữ nghia môt phương pháp biểu diên tri thức cung phương pháp dê hiểu tốt chung ta Phương pháp se biểu diên tri thức dạng m ơt đồ thi, đỉnh các đối tượng (khái niêm) các cung cho biết mối quan các đối tượng Vi dụ: Có các khái niêm chich chòe, chim, hót, cánh, tơ môt số mối quan h ê các khái ni êm sau: + Chich chòe mơt lồi chim + Chim biết hót + Chim làm tơ + Chim có cánh Mối liên các khái niêm biểu diên trưc quan băng mơt đồ thi có hướng sau: Chich chòe Cánh la co Chim biết Hót lam Tơ Do mạng ngữ nghia mơt loại đồ thi thừa hương tất m ăt mạnh công cụ Nghia ta có thể dung thuât toán đồ thi mạng ngữ nghia thu ât toán tm liên thông, tm đường ngắn để thưc hiên các chế suy luân Điểm đ ăc biêt mạng ngữ nghia so với đồ thi thông thường chinh viêc gán mơt ý nghia ( là, có, làm, biết…) cho các cung Trong đồ thi tiêu chuân, viêc có mơt cung nối hai đinh chi cho biết có sư liên hai đinh tất các cung đồ thi biểu diên cho cung môt loại liên Trong mạng ngữ nghia, cung nối hai đinh cho biết hai khái niêm tương ứng có sư liên Viêc gán ngữ nghia vào các cung đồ thi giup giảm bớt số lượng đồ thi cần phải dung để biểu diên các mối liên h ê các khái ni êm Ơ vi dụ trên, sư dụng đồ thi thông thường, ta phải dung đến loại đồ thi cho mối liên h ê ( là, có, làm, biết) Mạng ngữ nghia có tnh kế thừa, bơi khái niêm, mạng ngữ nghia đa hàm ý sư phân cấp (như các mối liên “là”) nên có nhiều đinh mạng măc nhiên se có thu ơc tnh đinh khác Theo vi dụ mạng ngữ nghia trên, ta có thể trả lời câu hỏi cho mối liên “có”: “Chich chòe có làm tơ khơng?” Có thể khăng đinh điều đinh “chich chòe” có liên kết “là” với đinh “chim” đinh “chim” lại có liên kết “biết” với đinh “tô” Kiểu suy luân bắt nguồn từ thu ât toán “loang” hay thu ât toán “tm liên thông” đồ thi Chinh đăc tnh kế thừa mạng ngữ nghia đa cho phep ta có thể thưc hiên nhiều phep suy diên từ thơng tin săn có mạng 2.Ưu điểm va nhược điểm của mang ngư nghia: * Ưu điểm: - Mạng ngữ nghia linh đơng, ta có thể dê dàng thêm vào mạng các đinh ho ăc cung để bô sung các tri thức cần thiết - Mạng ngữ nghia có tnh trưc quan cao nên dê hiểu - Mạng ngữ nghia cho phep các đinh có thể kế thừa các tnh chất từ các đinh khác thông qua các loại cung, từ có thể tạo các liên kết ngầm đinh khơng có liên kết trưc tiếp đến - Mạng ngữ nghia hoạt đông khá tư nhiên theo cách thức người ghi nhân thông tin * Nhược điểm: - Các thao tác tm kiếm mạng ngữ nghia thường khó khăn, đăc biêt mạng ngữ nghia có kich thước lớn.) Do mơ hình mạng ngữ nghia thường dung chủ yếu để phân tch vấn đề, sau se chuyển đôi sang dạng khác để thi hành hoăc mạng ngữ nghia dung kết hợp với môt số phương pháp biểu diên khác - Cho đến nay, chưa có mơt chn quy đinh các giới hạn cho các đinh cung mạng Nghia ta có thể gán ghep khái niêm cho đinh hoăc cung - Tinh thừa kế mạng có thể dẫn đến nguy mâu thuẫn tri thức có sư khơng rõ ràng gán cho mơt đinh mạng Vì tnh thừa kế sinh nhiều liên kết ngầm nên khả nảy sinh môt mối liên không hợp lê cao - Hầu không thể biểu diên các tri thức dạng thủ tục băng mạng ngữ nghia các khái niêm thời gian trình tư khơng thể hiên tường minh mạng ngữ nghia * Ứng dụng: Hai loại ứng dụng tiêu biểu mạng ngữ nghia ứng dụng xư lý ngôn ngữ tư nhiên ứng dụng giải các toán thông minh - Trong ứng dụng xư lý ngôn ngữ tư nhiên, mạng ngữ nghia có thể giup máy tnh phân tch cấu truc câu để từ có thể phần hiểu ý nghia câu, công cụ hữu hiêu hi ên viêc dich giải các text - Trong ứng dụng giải các toán thông minh: giải toán tam giác, cân băng phản ứng hóa học,… 3, Bai tốn tam giác sử dụng mang ngư nghia: * Các tri thức cần co: Xét tri thức toán Tam giác gồm: - Các thuộc tính: o a, b, c: cạnh tam giác α, β, γ: góc đối diện với cạnh tương ứng tam giác o o ha: đường cao tương ứng với cạnh c tam giác o S: diện tích tam giác o p: nửa chu vi tam giác o R: bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác - Các cơng thức tính tốn liên quan thuộc tính: α + β + γ = 180 (3) a b = sinα sinβ c b = sinγ sinβ (1) (2) S = b.c.sinα / (7) S = a.b.sinγ / (9) S = c.a.sinβ / (8) c2 = a2 + b2 - 2.a.b.cosγ (6) a2 = b2 + c2 - 2.b.c.cosα (4) b2 = a2 + c2 - 2.a.c.cosβ (5) 2.p = a + b + c (10) R= a.b.c 4.S (11) = b.sinγ (12) *Mơ hình hóa tri thức: (3) (1) a b = sinα sinβ + + = 180 c b = (2) sinγ sinβ (7) = b.sin (12) S = b.c.sin / S = a.b.sin / (9) (8) S = c.a.sin / b (4) (6) c2 = a2 + b2 - 2.a.b.cos a2=b2+c2- 2.b.c.cos a (10) 2.p = a + b + c c (11) a b c 4.S p R Chu thich: + Đinh: S (5) b2 = a2 + c2- 2.a.c.cos Đinh chứa cơng thức (hình chữ nhât) Đinh chứa yếu tố hay biến tam giác ( hình tròn) + Cung: hướng từ đinh hình tròn đến đinh hình chữ nhât cho biết biến năm cơng thức *Tổ chức lưu trư: + Sư dụng mảng A hai chiều để lưu trữ các thuộc tnh luật liên quan đến mạng ngữ nghia Trong đó: * cột biểu thi công thức (các công thức các đinh hình chữ nhật) *Dòng biểu thi các biến (các thuộc tnh các đinh hình tròn) Xet A[i, j] = các phân thư i công thức j đa kich hoạt, A[i, j] = -1 cơng thức cột j có chứa biến i, Ngược lại A[i, j] = Để kiểm tra xem cơng thức đa có đủ n-1 yếu tố hay chưa (nghia kiểm tra điều kiện "đinh hình chữ nhật có cung nối với n đinh hình tròn mà n-1 đinh hình tròn đa kich hoạt"), ta chi việc lấy hiệu tơng số có giá tri băng tơng số có giá tri -1 cột ứng với công thức cần kiểm tra Nếu kết băng n, cơng thức đa có đủ n-1 yếu tố Mơ hình ma trận sau: α β γ a b c S h a R p (1) -1 -1 -1 -1 0 (2) -1 -1 -1 -1 0 (3) -1 -1 -1 0 0 (4) -1 0 -1 -1 -1 0 (5) -1 -1 -1 -1 0 (6) 0 -1 -1 -1 -1 0 (7) -1 0 -1 -1 -1 (8) -1 -1 -1 -1 (9) 0 -1 -1 -1 -1 10 0 -1 -1 -1 0 (11) 0 -1 -1 -1 -1 (12) 0 -1 -1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 0 *Phát biểu bai toán: Vi dụ: Cho tam giác ABC có cạnh a góc kề β, γ cho trước Tinh diện tch S tam giác+ Ban đầu đinh a, β, b đồ thi kich hoạt: => Cơ chế lan truyền: + Đầu tiên, các đinh a, β, γ kich hoạt: α β γ a b c S h a R p (1) -1 1 -1 0 (2) 1 -1 -1 0 (3) -1 1 0 0 (4) -1 0 -1 -1 0 (5) 1 -1 -1 0 (6) 0 1 -1 -1 0 (7) -1 0 -1 -1 -1 (8) 1 -1 -1 (9) 0 1 -1 -1 10 0 -1 -1 0 (11) 0 -1 -1 -1 (12) 0 -1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 0 (1) 1 -1 0 (2) 1 -1 -1 0 (3) 1 0 0 (4) 0 -1 -1 0 (5) 1 -1 -1 0 (6) 0 1 -1 -1 0 (7) 0 -1 -1 -1 (8) 1 -1 -1 (9) 0 1 -1 -1 10 0 -1 -1 0 (11) 0 -1 -1 -1 (12) 0 -1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 0 Trên cột công thức (3) hiệu (1+1- (-1)) = 3= n, nên dòng α se kích hoạt: α β γ a b c S h a R p Trên cột công thức (1) hiệu (1+1+1 - (-1)) = = n, nên dòng b se kích hoạt: α β γ a b c S h a R p (1) 1 1 0 (2) 1 -1 0 (3) 1 0 0 (4) 0 1 -1 0 (5) 1 -1 0 (6) 0 1 -1 0 (7) 0 -1 -1 (8) 1 -1 -1 (9) 0 1 -1 10 0 1 -1 0 (11) 0 1 -1 -1 (12) 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 0 Trên cột công thức (2) hiệu (1+1+1 - (-1)) = = n, nên dòng c se kích hoạt: α β γ a b c S h a R p (1) 1 1 0 (2) 1 1 0 (3) 1 0 0 (4) 0 1 0 (5) 1 1 0 (6) 0 1 1 0 (7) 0 1 -1 (8) 1 -1 (9) 0 1 -1 10 0 1 0 (11) 0 1 -1 (12) 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 0 Trên cột công thức (7) hiệu (1+1+1 - (-1)) = = n, nên dòng S se kích hoạt: α β γ a b c S h a R p (1) 1 1 0 (2) 1 1 0 (3) 1 0 0 (4) 0 1 0 (5) 1 1 0 (6) 0 1 1 0 (7) 0 1 (8) 1 1 (9) 0 1 1 10 0 1 0 (11) 0 1 1 (12) 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 0 => tm S *Thuật giải: 1, suy diễn tiến: Tư tương thuật giải Suy diên tiến từ giả thiết đa biết (know) ta áp dụng các tập luật để sinh thêm giả thiết bơ sung vào know Quá trình tiếp tục kết luận cần tm đa năm know không thể áp dụng luật để sinh thêm giả thiết chương trình kết thuc Mơ thuật giải : Bước 1: Khơi tạo mảng đánh dấu các luật, để đánh dấu luật đa sư dụng để tránh trung lặp các bước Bước 2: Kiểm tra xem mục tiêu đa năm tập giả thiết (know) chưa? Nếu đung, đến Bước Nếu sai, chuyển tới bước Bước 3: Cho kiểm tra các luật, luật chưa dung (chưa đánh dấu): Kiểm tra xem các luật có đủ điểu kiện để áp dụng sinh giả thiết hay không? Nếu đủ điều kiện: + Đánh dấu luật lại + Bô sung kết luận luật vào know + Chuyển tới Bước Nếu không đủ điều kiện: tiếp tục với luật Bước 4: Nếu khơng luật có thể áp dụng nữa, chuyển tới bước Bước 5: Quay lại bước Bước 6: Kết luận: + Nếu Bước đung: toán không thể giải + Nếu Bước đung: dung suy diên lui để loại bỏ các luật thừa, đưa kết luận Minh họa suy diên lui cho toán trên: Xet công thức (1) tnh anpha, b chưa đủ yếu tố, chưa them vào know Xet Công thức (2) tnh b, c chưa đủ yếu tố, chưa thêm vào know Xet công thức (3) tnh anpha, tm anpha -> add.know(anpha) Công thức (3) kich hoạt Xet công thức (4) tnh b, c chưa đủ yếu tố, chưa thêm vào know Xet Công thức (5) tnh b, c chưa đủ yếu tố, chưa thêm vào know … Xet côngt thức (1) tnh b, Tìm b -> add.know(b) Cơng thức (1) kich hoạt Xet cơngt thức (2) tnh c, Tìm c -> add.know(c) Công thức (2) kich hoạt Xet Công thức (7) tnh S -> kết thuc 2, Suy diễn lùi: Mô thuật giải: +Đầu tiên, lưu lại cơng thức có chứa kết luận +Sắp xếp các luật có chứa kết luận theo số lượng biến năm know luật + Duyệt công thức chứa kết luận +duyệt biến giả thiết luật -> Nếu biến tm kiếm các vòng đệ quy trước đánh dấu lại ->Nếu có biến khơng năm know luật chưa săn sàng để dung +Nếu trạng thái biến tm kiếm các vòng lặp trước bỏ qua (khơng dung) luật để tiếp tục với luật khác +Nếu luật đa săn sàng để dung tiến hành sinh giả thiết thêm vào known +cập nhật trạng thái cho thuộc tnh + Nếu bước lui thứ ba đa thư hết tồn luật có thể sinh kết luận cần tm +Nếu không thể sinh thêm giả thiết trả kết không thành công +cập nhật trạng thái giả thiết vừa sinh +Duyệt biến phần giả thiết luật +lưu kết việc quay lui +Nếu không năm known +đánh dấu danh sách trạng thái trước quay lui +Nếu quay lui tnh cờ tm thấy giả thiết vòng đệ quy ngồi ta kiểm tra xem có phải điều ta tm kiếm hay không, đung, báo thành cơng, sai, báo các vòng đệ quy ngồi +Nếu có khả sinh luật ->Cập nhật danh sách trạng thái ** quá trình chạy suy diên tiến, se phát sinh các luật thừa, luc ta se dung suy diên lui để loại bỏ các luật thừa đó, tức kết luận luật liền trước khơng có giả thiết luật loại luật Minh họa suy diên lui cho toán đa nêu trên: +Giả thiết: a, β, γ + kết luận: tm S 1, tnh S: sư dụng công thức số (7) S = b.c.sinα / 2, để tm S, cần tm b, c α -> Sư dụng công thức số (1) để tm b 3, để tm b cần tm α -> sư dụng công thức số (3) để tm α 4, sư dụng công thức số (2) để tm c => từ ta có thể tm S nhờ cơng thức (7) *Chương trình demo: + Chương trình nhóm chung em viết băng ngôn ngữ C# mô lại toán tam giác cách giải + Demo gưi đinh kèm, kèm theo đường link video quay lại demo số vi dụ * số toán test demo: 1, Ba cạnh a, b, c có giá tri 3, 4, -> tnh đường cao = ? Giá tri = 2, Cho anpha băng 45 độ, a = 5, b = -> tnh S = ? Giá tri Chu vi = 14,6 3, Cho anpha = beta = 30 độ Cạnh a = 10 -> tnh S = ? Giá tri S = 43,3 4, Cho a = 10, β = 30 độ, γ= 45 độ -> Tinh S,b,c,ha ? Giá tri S = 18,3 Giá tri b = 5,17 Giá tri c = 7,32 Giá tri = 3,66 5, Cho tam giác ABC có góc α=90o, b=, c=b Tính S, a, R Giá tri S = Giá tri a = Giá tri R = 2,5 * Video chạy demo: https://youtu.be/Ds8XLSxufbM *Tai Liệu tham khảo: [1] Giáo trình Tri Tuê Nhân Tạo – GS.TSKH Hoàng Kiếm, Ths Đinh Nguyên Anh Dung [2] PGS.TS Đỗ Văn Nhơn – Bài giảng môn Biêu Diên Tri Thức Và Ứng Dụng [3] https://thanhcuong.wordpress.com/2010/12/16/gi%E1%BA%A3i-bi-ton-tam-gic-s%E1%BB%AD-d %E1%BB%A5ng-m%E1%BA%A1ng-ng%E1%BB%AF-nghia-solution-for-triangle-using-semantic-network/ [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Semantic_network#Semantic_Net_in_Lisp [5] Slide giảng thầy Hồ Long vân [6] https://www.google.com.vn/ ... băng mạng ngữ nghia các khái niêm thời gian trình tư khơng thể hiên tường minh mạng ngữ nghia * Ứng dụng: Hai loại ứng dụng tiêu biểu mạng ngữ nghia ứng dụng xư lý ngôn ngữ tư nhiên ứng dụng. .. giải các text - Trong ứng dụng giải các toán thông minh: giải toán tam giác, cân băng phản ứng hóa học,… 3, Bai tốn tam giác sử dụng mang ngư nghia: * Các tri thức cần co: Xét tri thức toán. .. thức toán Tam giác gồm: - Các thuộc tính: o a, b, c: cạnh tam giác α, β, γ: góc đối diện với cạnh tương ứng tam giác o o ha: đường cao tương ứng với cạnh c tam giác o S: diện tích tam giác o p: