BÁO cáo mẫu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH BÁO CÁO MƠN HỌC BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ SUY LUẬN TÌM HIỂU THUẬT GIẢI SUY DIỄN TIẾN TRÊN MIỀN TRI THỨC ĐIỆN MỘT CHIỀU Giảng viên: PGS TS Đỗ Văn Nhơn Sinh viên thực hiện: Phạm Nguyên Hưng MSSV : 12520167 MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG THUẬT GIẢI SUY DIỄN TIẾN TRÊN MIỀN TRI THỨC ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.1 Vấn đề suy diễn miền tri thức điện chiều: 2.1.1 Phát biểu vấn đề suy diễn miền tri thức điện chiều: 2.1.2 Tổ chức lưu trữ tri thức K máy tính: Tập tin OBJECT.txt: Tập tin CONCEPTS.txt: Tập tin ATTRIBUTES.txt: 12 Tập tin RELATIONS.txt: 13 Tập tin RULES.txt: 14 2.2 Thuật giải suy diễn tiến miền tri thức điện chiều: 23 2.2.1 Ý tưởng thuật giải suy diễn tiến: 23 2.2.2 Thuật giải suy diễn tiến: 24 2.2.3 Ví dụ minh họa: 25 2.2.4 Đánh giá thuật giải suy diễn tiến: 26 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG Trong cấu trúc Hệ giải tốn thơng minh dựa sở tri thức hai thành phần trung tâm hệ thống sở tri thức suy diễn dựa sở tri thức Bộ máy suy diễn mơ q trình tìm lời giải toán tương tự cách giải người gặp toán cụ thể thực tế, cách tìm lời giải cho yêu cầu toán từ kiện biết ( giả thiết ), thông qua việc áp dụng luật sở tri thức để suy kiện Tồn nhiều phương pháp suy diễn áp dụng để tìm lời giải nghiên cứu thuật giải suy diễn tiến, suy diễn lùi, … Với phạm vi tập tuần này, em xin trình bày vấn đề suy diễn thuật giải suy diễn tiến cho miền tri thức điện chiều chương trình bậc trung học sở ( lớp ) CHƯƠNG THUẬT GIẢI SUY DIỄN TIẾN TRÊN MIỀN TRI THỨC ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.1 Vấn đề suy diễn miền tri thức điện chiều: 2.1.1 Phát biểu vấn đề suy diễn miền tri thức điện chiều:  Vấn đề suy diễn sở tri thức nói chung: Giả sử ta có sở tri thức miền lĩnh vực ứng dụng K mơ hình hóa sẵn tốn P xem xét để tìm lời giải dựa tri thức K, ta phải tìm lời giải cho tốn P Xét tốn P có đặc điểm sau:  Cho trước tập kiện giả thiết ( GT )  Yêu cầu tìm lời giải cho tập kiện mục tiêu ( KL ) Từ suy ra: Cần thực suy diễn ( tìm kiếm ) để suy KL từ giả thiết GT ( sử dụng tri thức K ) Giả định K có tập luật bao gồm luật r áp dụng để sinh kiện từ số kiện biết  Vấn đề suy diễn miền tri thức điện chiều:  Miền tri thức K: Miền tri thức điện chiều chương trình học lớp mơ hình hóa lưu trữ chi tiết phần 2.1.2  Xét toán P:  Tập kiện giả thiết: số đối tượng mạch điện mà cho biết trước giá trị kiện quan hệ đối tượng xác định Vôn kế mắc song song, Điện trở mạch mắc nối tiếp, …  Tập kiện mục tiêu: u cầu tính giá trị số yếu tố chưa biết giá trị, chứng minh quan hệ yếu tố, hỏi ( hay chứng minh ) tượng ( kiện ) mạch Độ sáng Bóng đèn, khóa K đóng hay mở, …  Mơ hình toán P gồm thành phần: ( O, M, Func, Facts, Goals ) Trong đó:  O: Tập đối tượng toán  M: Tập thuộc tính đối tượng O đề cập P  Func: Tập hàm đề cập P  Facts: Tập kiện giả thiết  Goals: Tập kiện mục tiêu  Các loại kiện K: Loại Cấu trúc Minh họa Thơng tin thuộc tính .< thuộc AB.U, BD.R đối tượng mạch tính> điện Thơng tin giá trị .< thuộc BD.R1 = 23 thuộc tính đối tượng tính> = mạch điện Thơng tin tính chất đối = ( bóng đèn sáng mạnh) Thông tin quan hệ song = AB = [song_song,R1,R2], song nối tiếp [,,] Thông tin quan hệ so .< thuộc AB.U > BC.U sánh thuộc tính tính> .< thuộc tính> Ví dụ toán P: Mắc song song hai điện trở R1= 60Ω R2= 40Ω vào điểm A,B có hiệu điện khơng đổi 12V a) Tính cường độ dòng điện mạch ? b) Tính cơng suất tiêu thụ điện trở ? Mơ hình tốn ví dụ trên: O = { AB:DOAN_MACH, R1:DIEN_TRO, R2:DIEN_TRO} M = { AB.U, AB.I, R1.P, R2.P, R1.R, R2.R } Func = { TinhCuongDoDoanMach( tham TinhCongSuatTieuThu( tham số đối tượng ) } số đoạn mạch Facts = { AB = [song_song,R1,R2], R1.R = 60, R2.R = 40, AB.U = 12 } Goals = { AB.I, R1.P, R2.P } 2.1.2 Tổ chức lưu trữ tri thức K máy tính: Cơ sở tri thức K mơ hình hóa theo mơ hình Ontology COKB sau: (Concepts, Relations, Rules) Trong - Concepts: Tập hợp đối tượng “Mơ hình mạch điện” tính chất chất đối tượng - Relations: Tập hợp quan hệ Concept khác thân Concept - Rules: Tập hợp quy luật suy diễn kiên Concepts Ví dụ: Concepts = {{DIEN_TRO: U, I, R….}, {BONG_DEN: U, I, R, Umax, Umin…}, {AMPE_KE: U, I, R, ….}, {VON_KE: U, I, R….}….} Relations = {song song, nối tiếp, tương đương, ….} Rules = {{R1 nt R2} -> {R = R1 + R2},… }  Tập tin OBJECT.txt: Tập tin OBJECT.txt tập tin lưu định danh ( hay tên ) CONCEPT - Cấu trúc tập tin: begin_objects [ , , “”] [ , , “”] ), [ , , “”] … end_objects - Nội dung chi tiết:  Tập tin CONCEPTS.txt: Tập tin CONCEPT.txt lưu trữ định nghĩa, mô tả cho khái niệm (CONCEPTS) - Cấu trúc tập tin: begin_concepts begin_object: [] begin_attributes [] : []; [] : []; … end_attributes begin_formulas [cơng thức 1] [công thức 2] … end_formulas end_object begin_object: [] begin_attributes [] : []; [] : []; … end_attributes begin_formulas [cơng thức 1] [công thức 2] … end_formulas end_object … end_concepts - Nội dung chi tiết: 10 - Nội dung chi tiết:  Tập tin RELATIONS.txt: Tập tin RELATIONS.txt lưu trữ thông tin loại quan hệ khác loại đối tượng - Cấu trúc tập tin: begin_relations [, , ] | {“”, “”…} [, , ] | {“”, “”…} … end_relations 13 - Nội dung chi tiết:  Tập tin RULES.txt: Tập tin RULES.txt lưu trữ luật đối tượng kiện - Cấu trúc tập tin: + Cấu trúc chung: begin_rules … end_rules + Cấu trúc luật dẫn: 14 begin_rule begin_parameters : ; : ; … end_parameters begin_supposes ; ; … end_ supposes begin_concludes ; ; … end_concludes end_rule 15 - Nội dung chi tiết: 16 17 18 19 20 21 22 2.2 Thuật giải suy diễn tiến miền tri thức điện chiều: 2.2.1 Ý tưởng thuật giải suy diễn tiến: Suy diễn tiến q trình suy diễn theo chiều thuận, có nghĩa q trình suy luận từ giả thiết đến kết luận thông qua việc áp dụng định luật, định lý Quá trình xuất phát từ giả thiết để sinh kiện mới, từ kiện lại sinh kiện khác đạt mục tiêu hay không tìm cơng thức đối tượng khơng tìm luật r tập luật K mà kết luận r có chứa cơng thức ( kiện ) áp dụng để sinh kiện mới, nói cách khác bị bế tắc 23 Để dễ hình dung, ta hiểu suy diễn tiến trình suy luận gồm chuỗi bước suy diễn mà bước có dạng sau: 2.2.2 Thuật giải suy diễn tiến: Các ký hiệu:  A: tập kiện giả thiết  B: tập kiện mục tiêu  Known: tập kiện biết  S: tập luật công thức áp dụng để sinh kiện Các bước thực thuật giải: Bước 1: Known = A; S = []; Bước 2: while ( B  Known ) { Tìm kiện ( cơng thức ) tập kết luận luật r ( thuộc tập luật Rules K ) chưa xuất S mà áp dụng Known để sinh kiện Nếu tìm kiện ( công thức ) thuộc tập kết luận r { Bổ sung [tên luật r, kiện áp dụng r] vào S; Bổ sung kiện vào Known; } Ngược lại { Tìm cơng thức f đối tượng mạch chưa xuất S mà áp dụng Known để sinh kiện Nếu tìm cơng thức f { Bổ sung [ tham số đối tượng, công thứcf ] vào S; 24 Bổ sung kiện vào Known; } Ngược lại Bế tắc kết thúc; } } Bước 3: Kết luận tìm mục tiêu 2.2.3 Ví dụ minh họa: Đề bài: Cho đoạn mạch AB, có điện trở R1, R2 mắc song song, R1= 40Ω R2= 30Ω Hiệu điện đầu đoạn mạch khơng đổi 10V Tính cường độ dòng điện mạch AB cơng suất tiêu thụ điện trở Mơ hình tốn: O = { AB:DOAN_MACH, R1:DIEN_TRO, R2:DIEN_TRO} M = { AB.U, AB.I, R1.P, R2.P, R1.R, R2.R } Func = { TinhCuongDoDoanMach( tham TinhCongSuatTieuThu( tham số đối tượng ) } số đoạn mạch ), Facts = { AB = [song_song,R1,R2], R1.R = 40, R2.R = 30, AB.U = 10 } Goals = { AB.I, R1.P, R2.P } Qúa trình suy diễn: STT Luật r áp dụng Công thức kiện tập kết luận r Đối tượng Công thức Known áp đối tượng dụng công thức rule2 AB.U = R1.U = R2.U R1 I=U/R 25 R1.R, R2.R, AB.U R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U R1.R, R2.R, AB.U, S [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U] [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U], [ R1, I = U / R2 rule2 AB.I R1.I R2.I I=U/R = + R1 P = I^2 * R R2 P = I^2 * R R1.U, R2.U, R1.I R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I, AB.I R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I, AB.I, R1.P R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I, AB.I, R1.P, R2.P ( dừng ) R] [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R] [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R], [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I] [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R], [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I], [ R1, P = I^2 * R] [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R], [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I], [ R1, P = I^2 * R], [ R2, P = I^2 * R] Kết tập S : [ rule2, AB.U = R1.U = R2.U]  [ R1, I = U / R]  [ R2, I = U / R]  [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I]  [ R1, P = I^2 * R]  [ R2, P = I^2 * R] 2.2.4 Đánh giá thuật giải suy diễn tiến: Các ưu điểm suy diễn tiến:  Suy diễn tiến làm việc tốt toán có chất thu thập thơng tin tìm thấy điều cần suy diễn  Suy diễn tiến cho khối lượng lớn thông tin từ số thông tin ban đầu  Suy diễn tiến trở nên lý tưởng dạng toán cần giải nhiệm vụ theo yêu cầu như: lập kế hoạch, điều hành, điều khiển, diễn dịch, …  Các khuyết điểm suy diễn tiến:  Hệ thống suy diễn cảm nhận số thông tin quan trọng 26  Hệ thống suy diễn tồn bước giải mà có liên quan đến vấn đề cần giải loại bỏ chẳng ảnh hưởng đến lời giải, tức cần số bước giải kết luận  Hệ thống suy diễn đưa bước giải khơng liên quan đến vấn đề cần giải 27