Nghiên cứu một số giải thuật suy diễn và ứng dụng xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán lỗi máy tính

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG PHOMMASONE PHOUVANH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI THUẬT SUY DIỄN VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐỐN LỖI MÁY TÍNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG PHOMMASONE PHOUVANH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI THUẬT SUY DIỄN VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐỐN LỖI MÁY TÍNH Chun ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 84 01 01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN HẢI MINH Thái Nguyên - 2020 i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Hải Minh, Thầy tận tình hướng dẫn, tận tình bảo giúp đỡ thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông quan tâm tới học viên Quốc tế; thầy, giáo trường tận tình giảng dạy điều kiện thuật lợi để học tập rèn luyện suốt thời gian theo học trường Tôi xin chân thành cảm ơn người thân bạn bè chia sẻ, gúp đỡ tơi hồn thành luận văn Mặc dù cố gắng, thời gian kinh nghiệm nghiên cứu có hạn nên luận văn cịn số thiếu sót Kính mong Thầy/Cơ bạn góp ý để tơi kịp thời chỉnh sửa Tơi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 11 tháng 11 năm 2020 HỌC VIÊN THỰC HIỆN PHOMMASONE PHOUVANH LỜI CAM ĐOAN ii Tôi xin cam đoan nội dung kết nghiên cứu luận văn trung thực nhứng nội dung trùng lặp với đề tài khác thích tham khảo theo quy định Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Thái Nguyên tháng 11 năm 2020 Tác giả PHOMMASONE PHOUVANH MỤC LỤC MỤC LỤC ii iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv DANH SÁCH CÁC BẢNG vi DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA 1.1 Hệ chuyên gia 1.2 Đặc trưng ưu điểm hệ chuyên gia 1.3 Biểu diễn tri thức luật lập luận 1.3.1 Biểu diễn tri thức luật IF − THEN 1.3.2 Biểu diễn tri thức không chắn 1.3.3 Suy diễn lập luận 1.3.4 Lý thuyết chắn 18 CHƯƠNG 2:QUẢN LÝ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TỈNH XIÊNG KHUẢNG VÀ THU THẬP TRI THỨC HỖ TRỢ XỬ LÝ SỰ CỐ HỆ THỐNG MÁY TÍNH 30 2.1 Cơ sở hạ tầng mạng SỞ GIÁO DỤC VÀ THỂ THAO TỈNH XIÊNG KHUẢNG – LÀO 30 2.2 Trung tâm CNTT sở 30 2.3 Tổ chức hoạt động dịch vụ nhận xử lý máy tính hỏng 31 2.4 Hoạt động dịch vụ bảo trì khắc phục cố máy tính trung tâm CNTT 31 2.5 Ưu nhược điểm hệ thống 32 2.6 Mô tả hệ thống 33 iv 2.6.1 Mô tả hệ thống dịch vụ 33 2.6.2 Chức hệ thống dịch vụ 34 2.7 Thu thập tri thức 34 2.8 Biểu diễn tri thức 35 2.9 Các dạng phương pháp biểu diễn tri thức 35 CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐỐN VÀ XỬ LÝ LỖI MÁY TÍNH CHO TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TỈNH XIÊNG KHUẢNG 38 3.1 Xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán 39 3.1.1 Giới thiệu chung 39 3.1.2 Đặc tả công việc 40 3.2 Sơ đồ chức 46 3.3 Thiết kế chương trình 49 3.3.1 Xây dựng mơ hình liệu thực thể (Entity relationship diagram - erd) 50 3.3.2 Xây dựng mơ hình liệu quan hệ (Relational data model-rdm) 50 3.3.3 Cấu trúc tập tin sở liệu 53 3.3.4 Sơ đồ liên kiết tập tin sở liệu (Relational database) 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo RAM Random access memory Bộ nhớ CPU Central processing unit Bộ xử lý trung tâm CNTT Information Technology Công nghệ thông tin GDTT Giáo dục thể thao vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1 Thể nét điển hình đối tượng tương tự 10 Bảng Các giá trị không chắn CF 20 Bảng Chương trình sửa chữa máy móc 41 Bảng Chương trình bảo hành thiết bị 42 Bảng 3 Kết sửa chữa thiết bị 43 Bảng Kết luận máy móc 44 Bảng Kết luận thiết bị máy móc 45 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Một số lĩnh vực ứng dụng trí tuệ nhân tạo Hình 1.2 Hoạt động hệ chuyên gia Hình 1.3 Quan hệ lĩnh vực vấn đề lĩnh vực tri thức Hình Quá trình thu nhập tri thức từ hệ chuyên gia 35 Hình 2 Sơ đồ đồ thị AND/OR 38 Hình Sơ đồ tổ chức 46 Hình Sơ đồ mức khung cảnh 46 Hình 3 Sơ đồ chức nghiệm vụ 48 Hình Sơ đồ dòng liệu tổng quát 48 Hình Sơ đồ dịng liệu chi tiết Xây dựng tập luật chẩn đoán loại hỏng máy tính 49 Hình Sơ đồ dòng liệu chi tiết quản lý việc tiếp nhận sửa chữa máy hỏng 49 Hình Sơ đồ liên kiết tập tin sở liệu 57 MỞ ĐẦU Trí tuệ nhân tạo - AI (Artificial Intelligence) ngành trụ cột quan trọng cách mạng công nghiệp 4.0 Trí tuệ nhân tạo định nghĩa ngành khoa học máy tính liên quan đến việc tự động hóa hành vi thơng minh Trí tuệ nhân tạo xử lý liệu mức rộng lớn hơn, quy mô hơn, hệ thống, khoa học nhanh so với người Việc nghiên cứu AI nhằm mục đích phát triển hệ thống máy tính có khả suy nghĩ người, phát triển trợ giúp cho người việc định Chính vậy, việc nghiên cứu ứng dụng AI để phát triển hệ hỗ trợ định hệ hỗ trợ chẩn đoán việc ý nghĩa Sửa chữa máy tính cơng việc tương đối đơn giản kỹ sư CNTT (Công nghệ thông tin) người sử dụng có kinh nghiệm lâu năm Nhưng lại việc khó khăn phức tạp người sử dụng có chun mơn khơng gần với ngành CNTT Do đó, việc phát triển hệ thống hỗ trợ chẩn đoán lỗi máy tính đề xuất hướng xử lý dựa AI việc cần thiết có ý nghĩa lớn cho cộng đồng Chính vậy, em chọn đề tài: “Nghiên cứu số giải thuật suy diễn ứng dụng xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đốn lỗi máy tính”, với mục đích thu thập số liệu đầu vào triệu chứng hỏng hóc thường gặp máy tính; Xây dựng Module hỗ trợ chẩn đoán giúp người bình thường tự sửa lỗi nâng cấp máy tính Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian kiến thức có hạn nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp bảo thầy cô bạn 45 Kết luận thiết bị nội Đơn vị quản lý sửa chữa có sở liệu để kết luận thiết bị máy tính trung tâm CNTT như: Cộng hịa Dân chủ Nhân dân Lào Hịa bình, độc lập, dân chủ, thống thịnh vượng  Sở Giáo dục Thể thao tỉnh Xiêngn Khảong số ……… / CNTT Trung tâm Công nghệ thông tin ngày / / Kết luận thiết bị nội TT Mã Loại hãng 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Bảng Kết luận thiết bị máy móc Số lượng Ghi 46 3.2 Sơ đồ chức Trung tâm CNTT tỉnh Xiêng Khoảng có sơ đồ sau [7]:  Sơ đồ tổ chức Trưởng Trung tâm CNTT Đơn vị Quản lý Sửa chữa Đơn vị Hành Tổ giao Quán lý Viết phiếu Viết phiếu dịch sửa thiết bị báo cáo bảo hành chữa máy máy tính kết thiết bị sửa chữa sửa chữa tính Hình Sơ đồ tổ chức  Sơ đồ mức khung cảnh Trưởng Trung tâm CNTT Tổ giao dịch sửa chữa máy tính bên Phịng kỹ thuật Chương trình Quản lý sửa chữa Tổ giao dịch sửa chữa máy tính bên ngồi Đơn vị Sửa chữa Đơn vị Hành Hình Sơ đồ mức khung cảnh  Sơ đồ chức nghiệm vụ (Business function diagram - BFD) 47 Sơ đồ chức việc Quản lý sửa chữa máy tính 1-Xây dựng 2-Tiếp nhận 3-Báo cáo tập luật chẩn sửa chữa thống kê đốn loại hỏng máy tính máy tính 1-Xây dựng tập luật chẩn đoán loại hỏng 1.2 Thay đổi 1.1 Thêm luật 1.3 Xóa 2-Tiếp nhận Sửa chữa máy tính 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Tiếp Kiểm Thêm Sửa Kiểm Thêm Viết nhận tra vấn vào máy tra kết vào phiếu máy đề lỗi danh sửa danh báo cáo hỏng máy sách sách kết máy máy sửa chữa 3-Báo cáo thống kê 3.1 Tổng số 3.2 Tống số 3.3 Tổng số 48 Hình 3 Sơ đồ chức nghiệm vụ  Sơ đồ dòng liệu (Data flow diagram - DFD)  Sơ đồ dòng liệu tổng quát Khách hàng Tiếp nhận sửa chữa Máy hỏng Dữ liệu bảo hành Báo cáo thống kê Trưởng trung tâm CNTT Xây dựng tập luật chẩn đốn loại hỏng máy Phịng kỹ thuật Hình Sơ đồ dòng liệu tổng quát  Sơ đồ dòng liệu chi tiết xây dựng tập luật chẩn đốn loại hỏng máy tính Xóa 49 Hình Sơ đồ dòng liệu chi tiết xây dựng tập luật chẩn đốn máy tính  Sơ đồ dịng liệu chi tiết quản lý việc tiếp nhận sửa chữa máy hỏng Số liệu Tiếp nhận máy hỏng Kiểm tra máy Đơn vị sửa chữa Khách hàng Đơn vị hành Bảo hành máy hỏng Sửa máy Thay thiết bị Thêm vào danh sách Hình Sơ đồ dòng liệu chi tiết quản lý việc tiếp nhận sửa chữa máy 3.3 Thiết kế chương trình 50 3.3.1 Xây dựng mơ hình liệu thực thể (Entity relationship diagram ERD) Căn vào công việc thực tế phận có liên quan, dòng chảy tổng quát chi tiết sơ đồ dịng liệu Từ ta hình thành số thông tin gốc ban đầu cần lưu trữ sau: + Khách hàng + Máy tính + Máy tính hỏng + Bảo hành + Thiết bị + Loại hỏng + Nhân viên 3.3.2 Xây dựng mơ hình liệu quan hệ (Relational data model - RDM) Xác định tập thực thể: Căn vào công việc thực tế phận có liên quan, dòng chảy tổng quát chi tiết sơ đồ dịng liệu thơng tin cần quản lý (Các bảng biểu, tài liệu chuyên ngành ) xác định tập thực thể thuộc tính ban đầu chúng sau: + Khách hàng: (Mã Khách hàng, Tên Khách hàng, Nơi Khách hàng, Số điện thoại Khách hàng, E-Mail Khách hàng) + Máy tính: (Mã Máy, Mã Khách hàng, Mã Thiết bị, Loại Máy, Hãng Máy, Ngày tháng năm nhập khẩu) 51 + Máy tính hỏng: (Mã Máy, Ngày hỏng, Loại hỏng, Ngày sửa xong, Nhân viên sửa chữa) + Bảo hành: (Mã Máy, Loại hỏng, Ngày thay thế, Ngày hết hạn, Nhân viên sửa chữa) + Thết bị: (Mã Thiết bị, Loại Thiết bị, Hãng Thiết bị, Số lượng Thiết bị) + Loại hỏng: (Mã Loại hỏng, Tên Loại hỏng) + Nhân viên: (Mã Nhân viên, Tên Nhân viên, Chức vụ Nnhân viên, Mật Nhân viên, Số điện thoại, Nơi ở, E-Mail Nhân viên) Tiến hành chuẩn hóa, đưa dạng chuẩn ta tập thực thể sau: Khách hàng Máy tính Mã Khách hàng Mã Máy Tên Khách hàng Mã Khách hàng Nơi Khách hàng Mã Thiết bị Số điện thoại Khách hàng Loại Máy E-Mail Khách hàng Hãng Máy Này tháng năm nhập Máy tính hỏng Nhân viên Mã Máy Mã Nhân viên Ngày hỏng Tên Nhân viên Mã loại hỏng Mật Nhân viên Ngày sửa xong Chức vụ Nhân viên Mã Nhân viên Số điện thoại Nhân viên Nơi Nhân viên E-Mail Nhân viên 52 Thiết bị Loại hỏng Bảo hành Mã Thiết bị Mã Loại hỏng Mã Máy Loại Thiết bị Tên Loại hỏng Mã Loại hỏng Hãng Thiết bị Ngày thay Số lượng Thiết bị Ngày hết hạn Mã nhân viên Tập luật Kết đo Mã Luật Số Máy Thông số Ngầy hỏng Thông số L1 Thông số L2 Thông số L3 Thông số L4 Thông số L5 Thông số L6 Thông số L7 Thông số L8 Mã Loại hỏng Độ chắn 53 3.3.3 Cấu trúc tập tin sở liệu - Khách hàng Chức năng: Lưu trữ thông tin khách hàng hay quan sửa cho Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_khach_hang Mã Khách hàng Char Ten_ khach_hang Tên Khách hàng Varchar 40 Noi_o_ khach_hang Nơi Khách hàng Varchar 45 Char Varchar 40 So_dien_thoại_ khach_hang Số điện thoại Khách hàng E-Mail_khach_hang E-Mail Khách hàng Khóa: Ma_KH Ràng buộc: - Mã Khách hàng phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thơng tin khơng rỗng - Máy tính Chức năng: Lưu trữ thơng tin máy tính Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_may Mã Máy Char Ma_khach_hang Mã Khách hàng Char Ma_thiet_bi Mã Thiết bị Char Loai_may Loại Máy Varchar 17 Hang_may Hãng Máy Varchar 17 Ngay_thang_nam_nhap_khau Ngày tháng năm nhập Date Khóa: Ma_may Ràng buộc: - Mã máy phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thơng tin khơng rỗng - Máy tính hỏng 54 Chức năng: Lưu trữ thơng tin tình hình hư hỏng máy tính Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_may Mã máy Char Ngay_gio_hong Ngày hỏng Date Ma_loai_hong Mã loại hỏng Char Ngay_gio_sua_xong Ngày sửa xong Date Ma_nhan_vien Mã nhân viên Char Khóa: Ma_may, Ngay_gio_hong Ràng buộc: - Ngày hỏng phải trước ngày sửa xong - Ngày sửa xong phải sau ngày hỏng - Bảo hành Chức năng: Lưu trữ thơng tin bảo hành thiết bị máy tính hỏng Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_may Mã Máy Char Ma_loai_hong Mã Loại hỏng Char Ngay_gio_thay Ngày thay Date Ngay_gio_het_han Ngày hết hạn Date Ma_nhan_vien Char Mã nhân viên sửa Khóa: Ma_may Ràng buộc: - Mã máy phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thông tin không rỗng - Thiết bị Chức năng: Lưu trữ thông tin nghiệp vụ loại thiết bị để thay cho máy hỏng 55 Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_thiet_bi Mã Thiết bị Char Loai_thiet_bi Loại Thiết bị Varchar 17 Hang_thiet_bi Hãng Thiết bị Varchar 17 So_lượng_thiet_bi Số lượng Thiết bị Char Khóa: Ma_thiet_bi Ràng buộc: - Mã thiêt bị phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thông tin không rỗng - Loại hỏng Chức năng: Lưu trữ thông tin nghiệp vụ loại hỏng máy tính Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_loai_hong Mã Loại hỏng Char Ten_loai_hong Tên Loại hỏng Varchar 20 Khóa: Ma_loai_hong Ràng buộc: - Mã loại hỏng phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thông tin không rỗng - Nhân viên Chức năng: Lưu trữ thông tin nhân viên trung tâm CNTT tỉnh Xiêng Khoảng đăng nhập vào hệ thống Tên trường Chức Kiểu Độ dài Ma_nhan_vien Mã Nhân viên Char Ten_ nhan_vien Tên Nhân viên Varchar 25 Mat_khau_nhan_vien Mật Nhân viên Char Chuc_vu_nhan_vien Chức vụ Nhân viên Varchar 25 So_dien_thoai_ nhan_vien Số điện thoại Nhân viên Char Noi_o_ nhan_vien Nơi Nhân viên Varchar 35 56 E-Mail_ nhan_vien E-Mail Nhân viên Varchar 20 Khóa: Ma_nhan_vien Ràng buộc: - Mã nhân viên phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thơng tin khơng rỗng - Tập luật Chức năng: Lưu trữ luật suy diễn loại hỏng máy tính, biểu thị quan hệ thông số kỹ thuật trạng thái hỏng máy tính Nếu thơng số có tham gia vào luật suy diễn có giá trị 1, ngược lại có giá trị Tên trường Chức Kiểu Độ dài Char Ma_Luật Mã Luật Thong_so_1 Thông số Bit Thong_so_2 Thông số Bit Thong_so_3 Thông số Bit Thong_so_4 Thông số Bit Thong_so_5 Thông số Bit Thong_so_6 Thông số Bit Thong_so_7 Thông số Bit Thong_so_8 Thông số Bit Thong_so_9 Thông số Bit Mã Loại hỏng Mã Loại hỏng Char Độ chắn Real Độ chắn Khóa: Ma_luat Ràng buộc: - Mã luật phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - < Độ chắn