[r]
(1)Ch
ươ
ng 5
TRI TH C VÀ CÁC PH
Ứ
ƯƠ
NG PHÁP SUY DI N
Ễ
Nh ta bi t ngư ế ườ ối s ng mơi trường có th nh n để ậ ược th gi iế
nh giác quan s d ng tri th c tích lu đờ ụ ứ ỹ ược nh kh l p lu n,ờ ả ậ ậ
suy di n, ngễ ười có th đ a hành đ ng h p lý cho công vi c mà conể ộ ợ ệ
người làm Trong m c tiêu c a trí tu nhân t o ng d ng thi tụ ủ ệ ứ ụ ế
k ế tác nhân thông minh (intelligent agent) có kh nh conả
người (Tác nhân thông minh b t c có th nh n th c đấ ứ ể ậ ứ ược môi trường thông qua b c m nh n (sensors) đ a hành đ ng h p lý đápộ ả ậ ộ ợ
ng l i môi tr ng thông qua b ph n hành đ ng (effectors)
ứ ườ ộ ậ ộ Ví d :ụ robots, softrobot (software robot), h chuyên gia, tác nhân thông minh).ệ
1 Tri th c d li uứ ữ ệ
- Tri th c s hi u bi t v m t mi n ch đ (lĩnh v c) đó.ứ ự ể ế ề ộ ề ủ ề ự
Ví dụ - Hi u bi t v y h c, văn h c, tri th cể ế ề ọ ọ ứ
- Thu th p thông tin ta đậ ược d li u c vào tri th c ta có đữ ệ ứ ứ ược nh ng quy t d nh phán đoán.ữ ế ị
Đ i v i qu cam ta xét d li u nh v , cu ng, màu s c, c a nhố ả ữ ệ ỏ ố ắ ủ
th nào? d a vào hi u bi t c a ta mà xác đ nh xem qu cam ngon hayế ự ể ế ủ ị ả
không ngon, ngon v a,
Nh v y, tri th c d ng d li u b c cao Khó phân bi t gi a tri th c vàư ậ ứ ữ ệ ậ ệ ữ ứ
d li u (khơng có ranh gi i rõ ràng gi a chúng) Tuy nhiên ta có th phân bi tữ ệ ữ ể ệ
theo b ng sau:ả
D
li uữ ệ Tri th cứ - Đ nh lị ượng
- Có c u trúc đ n gi nấ ả - Đ nh tính- Khơng có c u trúc ho c cóị ấ ặ
(2)2 Các d ng mô t tri th c (các phạ ả ứ ương pháp bi u di n tri th c)ể ễ ứ
(Đ máy tính có th s d ng để ể ụ ược tri th c, có th x lý đứ ể ược tri th c,ứ
chúng ta c n ph i bi u di n tri th c dầ ả ể ễ ứ ướ ại d ng thu n ti n cho máy tính Đó làậ ệ
m c tiêu c a bi u di n tri th c) Sau nhi u c g ng, nhà TTNT phátụ ủ ể ễ ứ ề ố ắ
tri n m t s cách bi u di n (th hi n) tri th c có hi u qu máy ể ộ ố ể ễ ể ệ ứ ệ ả
2.1 Bi u di n tri th c b ng logicể ễ ứ ằ
Nh ta nghiên c u ph n trư ứ ầ ước, ta có th bi u di n tốn b ng cácể ể ễ ằ
bi u th c logic (logic m nh đ , logic v t )ể ứ ệ ề ị
2.2 Bi u di n tri th c b ng m ng ng nghĩaể ễ ứ ằ ạ ữ
Phương pháp bi u di n tri th c b ng cách dùng m t đ th G = (V, E) g mể ễ ứ ằ ộ ị
t p đ nh V t p cung E ậ ỉ ậ Trong đ nh ng v i đ i tỉ ứ ố ượng, khái ni mệ
hay s ki n c th , cung th hi n quan h gi a đ i tự ệ ụ ể ể ệ ệ ữ ố ượng Có m tộ
cung n i gi a hai đ i tố ữ ố ượng a đ i tố ượng b, ký hi u aệ b n u có m tế ộ
quan h gi a hai đ i tệ ữ ố ượng a, b
Có lo i quan h đ c bi tạ ệ ặ ệ
- "a b" nghĩa đ i tố ượng a thu c vào t p đ i tộ ậ ố ượng bi u di nể ễ
b i khái ni m b ho c t p đ i tở ệ ặ ậ ố ượng bi u di n b i khái ni m a làể ễ ệ
t p c a t p đ i tậ ủ ậ ố ượng bi u di n khái ni m b (quan h is-a)ể ễ ệ ệ
Ví dụ Y n ế chim
- Ngượ ớc l i v i quan h "là" quan h "bao g m" ệ ệ Khi có " a b" (ho cặ
"b bao g m a"), thông tin c b n v đ i tồ ả ề ố ượng cho b i bở
(3)Ví dụ
u m
Ư ể :
- Cho phép bi u di n m t cách tr c quan s ki n m i liên hể ễ ộ ự ự ệ ố ệ
gi a chúng.ữ
- Tính mô đun cao theo nghĩa tri th c m i đứ ược thêm vào hoàn toàn
đ c l p v i tri th c cũ.ộ ậ ứ
- Có th áp d ng m t s c ch suy di n m ng: c ch truy n vàể ụ ộ ố ế ễ ế ề
th a ưởng thông tin gi a đ i tữ ố ượng, c ch "cháy" m ngơ ế
N
hược mể :
- Không có m t phộ ương pháp suy di n chung cho m i lo i m ng ngễ ọ ạ ữ
nghĩa
- Khó ki m sốt q trình c p nh t tri th c đ d n đ n mâu thu n trongể ậ ậ ứ ể ẫ ế ẫ
c s tri th c.ơ ứ
2.3 Bi u di n tri th c b ng khung (Frame)ể ễ ứ ằ
Khung th c ch t s t ng quát hoá c a c u trúc b n ghi Pascal vàự ấ ự ổ ủ ấ ả
tương t nh c u trúc đ i tự ấ ố ượng C++ M t khung độ ược mô t b i c u trúc:ả ấ
- Tên khung: Đ nh danh đ i tị ố ượng mô tả
- Các khe (slot): m i khe l u tr thông tin, n\mi n giá tr , thu cỗ ữ ề ị ộ
cánh
Chim
bay
Con v tậ Y nế
Chíp chíp
Cánh c tụ
đi
Khơng khí
is-a
is-a is-a is-a ho t đ ng ạ ộ
ho t đ ng ộ
(4)Ví dụ Xét khung (frame) mô t t p h c sinh HOCSINHả ậ ọ
Frame HOCSINH IS-A:
PART-OF: NGUOI-DI-HOC
A KIND OF: (HOCSINHCOSO, HOCSINHTRUNGHOC) Cân n ng: 10-60kgặ
Chi u cao: 80-170cmề
C u trúc frame cho ta m t "khung d li u" đ khoanh vùng đ iấ ộ ữ ệ ể ố
tượng h c sinh ọ Trường h p g p m t ngợ ặ ộ ười cao 175cm, n ng 45kg ta cóặ
th kh ng đ nh r ng khơng ph i h c sinh khơng thỗ mãn ràngể ẳ ị ằ ả ọ
bu c có.ộ
Ngồi ra, m t nh ng đ c tr ng quan tr ng c a frame kh th aộ ữ ặ ọ ủ ả
k thơng tin c a khe có tên đ i tế ủ ố ượng b c ậ
Ví dụ Trong frame HOCSINHCOSO, HOCSINHTRUNGHOC có khe chi u cao v i giá tr mô t mi n, sau th a k thơng tin m c trênề ị ả ề ế ứ
Frame HOCSINH, khe c n ph i l y giá tr kho ng 80-170cm.ầ ả ấ ị ả
2.4 Bi u di n tri th c b ng lu t s n xu tể ễ ứ ằ ậ ả ấ
Phương pháp bi u di n tri th c nh logic (logic m nh đ logic v t )ể ễ ứ ệ ề ị
khá tr c quan song ch phù h p khơng có q nhi u lu t suy di n ự ỉ ợ ề ậ ễ
M t tri th c độ ứ ược th hi n b ng m t ể ệ ằ ộ câu Horn d ng chu n:ạ ẩ
p1∧ p2∧ ∧ pn⇒ q
(Các câu Horn d ng đạ ược g i lu t if- then đọ ậ ược bi u di n nhể ễ
sau: if P1 and and Pm then Q) M t câu Horn d ng t ng quát:ộ ổ
(5)L u ý:ư
N u có lu t d ng: pế ậ ∧ p2 ∧ ∧ pn ⇒ q1 ∨ q2 ∨ ∨ qm tương đương v i m lu tớ ậ sau:
p1∧ p2∧ ∧ pn∧¬ q2∧ ∧¬qm ⇒ q1 p1∧ p2∧ ∧ pn∧¬ q1 ∧¬ q3 ∧¬qm ⇒ q2 p1∧ p2∧ ∧ pn∧¬ q1 ∧¬qm-1 ⇒ qm Tuy nhiên ta ch xét câu Horn d ng chu n (m=1)ỉ ẩ
- N u n=0, m=1: câu Horn có d ng ế ⇒ q: g i s ki n (fact) q.ọ ự ệ
- N u n>0, m=1: câu Horn có d ng: pế 1∧ p2∧ ∧ pn⇒ q: g i lu t (rule).ọ ậ Trong h chuyên gia, c s tri th c g m ph n: t p s ki n (facts) vàệ ứ ầ ậ ự ệ
t p lu t (rules).ậ ậ
Ví dụ
1) Ta có lu t v kinh nghi m d báo th i ti t:ậ ề ệ ự ế
"Chu n chu n bay th p m a, bay cao n ng, bay v a râm"ồ ấ ắ
a: chu n chu n bay th p, b: chu n chu n bay cao, c: chu n chu n bay v aồ ấ ồ ồ
d: tr i m a, e: tr i n ng, f: tr i râmờ ắ
lúc ta có lu t sau: ậ
a ⇒ d b ⇒ e c ⇒ f
2) Nhi u đ nh lý tốn h c có th bi u di n b i lu t, ví d :ề ị ọ ể ể ễ ậ ụ
N uế tam giác có m t góc b ng 60ộ ằ 0 tam giác có hai c nh b ng ạ ằ thì tam giác tam giác đ u.ề
3 Suy di n lu t s n xu tễ ậ ả ấ
(6)Bài t p ậ Cho c s tri th c ứ ược bi u di n b ng bi u th c logic đúngể ễ ằ ể ứ
sau
1) pt → a 5) p → t
2) qt → s 6) apq → c
3) pq → b 7)bc → t
4) ¬b →st 8) pq
Bi u di n tri th c cho dể ễ ứ ướ ại d ng lu t s n xu t dùng phậ ả ấ ương pháp suy di n ti n suy di n lùi đ ch ng minh ho c bác b s ki n sễ ế ễ ể ứ ặ ỏ ự ệ ≡1
Bài t p ậ Cho c s tri th c ứ ược bi u di n b ng bi u th c logic đúngể ễ ằ ể ứ
sau
1) (a+c)b → f
2) ¬e +¬f + a
3) gfh → i
4) (e+ f)b → gi
5) (¬a+ e +¬c)abc
Dùng phương pháp suy di n ti n suy di n lùi đ ch ng minh ho c bác bễ ế ễ ể ứ ặ ỏ
s ki n iự ệ ≡1
Bài t p 4.ậ Cho c s tri th c ứ ược bi u di n b ng bi u th c logic đúngể ễ ằ ể ứ
sau 1) efh
2) ¬a + g + d
3) ¬h + c + d
4) af → bg
5) ke → d
(7)- Bi u di n tri th c cho dể ễ ứ ướ ại d ng lu t s n xu t ậ ả ấ
- Dùng phương pháp suy di n ti n đ ch ng minh s ki n dễ ế ể ứ ự ệ ≡1 Cho
bi t lu t d th a v t suy di nế ậ ế ễ
Bài t p 5.ậ Trong m t l p h c, có m t nhóm h c sinh g m 10 b n có tên l nộ ọ ộ ọ ầ
lượt là: A, B, C, D, E, F, G, H, I J Gi a b n h c sinh có m i quanữ ọ ố
h g i quan h nh hệ ọ ệ ả ưởng Ví d : n u ta vi t AB>C có nghĩa hai b nụ ế ế
đ ng th i thuy t ph c b n C tham gia m t ho t đ ng Gi sồ ế ụ ộ ộ ả
ban đ u có b n b n E, F, H, I tham gia d thi s n ph m ph n m m nhàầ ố ự ả ẩ ầ ề
tr òng t ch c ta bi t đư ổ ứ ế ượ ằc r ng: 1) ACH>B
2) BH>ACD 3) ABCI>BDI 4) ADEI>BCG 5) CGI>AJE 6) H>BC
Hãy dùng phương pháp suy di n ti n đ ch ng minh r ng c 10 b n trongễ ế ể ứ ằ ả