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 .2 1.1 Hệ chuyên gia 1.2 Đặc trưng ưu điểm hệ chuyên gia .5 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 ĐOÁN VÀ XỬ LÝ LỖI MÁY TÍNH CHO TRUNG TÂM CƠNG 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 AI RAM CPU CNTT GDTT 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 dòng liệu chi tiết Xây dựng tập luật chẩn đốn loại hỏng máy tính 49 Hình Sơ đồ dịng 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 thơng 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 đốn 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 47 Sơ đồ chức việc Quản lý sửa chữa máy tính 1-Xây dựng t ập luật chẩn đốn loại hỏng máy tính 1.1 Thêm luật 2-Tiếp nhận Sửa chữa máy tính 2.1 Tiếp nhận máy hỏng 3.1 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 Máy hỏng Dữ liệu bảo hành Báo cáo thống kê Trưởng trung tâm CNTT Xây dựng tập luật chẩn đốn loại hỏng máy Hình Sơ đồ dịng liệu tổng quát  Sơ đồ dòng liệu chi tiết xây dựng tập luật chẩn đoán loại hỏng máy tính Xóa 49 Hình Sơ đồ dịng liệu chi tiết xây dựng tập luật chẩn đoán máy tính  Sơ đồ dịng liệu chi tiết quản lý việc tiếp nhận sửa chữa máy hỏng Số liệu Tiếp nhận máy hỏng Khách hàng Đơn vị hành Thay thiết bị Bảo hành máy hỏng Thêm vào danh sách Hình Sơ đồ dịng 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, dịng chảy tổng quát chi tiết sơ đồ dòng 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, dịng chảy tổng quát chi tiết sơ đồ dòng liệu thông 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 Mã Khách hàng Tên Khách hàng Nơi Khách hàng Số điện thoại Khách hàng E-Mail Khách hàng Máy tính hỏng Mã Máy Ngày hỏng Mã loại hỏng Ngày sửa xong Mã Nhân viên 52 Thiết bị Mã Thiết bị Loại Thiết bị Hãng Thiết bị Số lượng Thiết bị Tập luật Mã Luật Thông số Thông số Thông số Thông số Thông số Thông số Thông số Thông số Thông số 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 Ma_khach_hang Ten_ khach_hang Noi_o_ khach_hang So_dien_thoại_ khach_hang E-Mail_khach_hang 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 Ma_may Ma_khach_hang Ma_thiet_bi Loai_may Hang_may Ngay_thang_nam_nhap_khau 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 Ma_may Ngay_gio_hong Ma_loai_hong Ngay_gio_sua_xong Ma_nhan_vien 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 Ma_may Ma_loai_hong Ngay_gio_thay Ngay_gio_het_han Ma_nhan_vien 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 Ma_thiet_bi Loai_thiet_bi Hang_thiet_bi So_lượng_thiet_bi Khóa: Ma_thiet_bi Ràng buộc: - Mã thiêt bị phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thơng tin khơng rỗng Loại hỏng Chức năng: Lưu trữ thông tin nghiệp vụ loại hỏng máy tính Tên trường Ma_loai_hong Ten_loai_hong Khóa: Ma_loai_hong Ràng buộc: - Mã loại hỏng phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thơng 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 Ma_nhan_vien Ten_ nhan_vien Mat_khau_nhan_vien Chuc_vu_nhan_vien So_dien_thoai_ nhan_vien Noi_o_ nhan_vien 56 E-Mail_ nhan_vien Khóa: Ma_nhan_vien Ràng buộc: - Mã nhân viên phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - Các thơng tin không 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 Ma_Luật Thong_so_1 Thong_so_2 Thong_so_3 Thong_so_4 Thong_so_5 Thong_so_6 Thong_so_7 Thong_so_8 Thong_so_9 Mã Loại hỏng Độ chắn Khóa: Ma_luat Ràng buộc: - Mã luật phải đơn trị, khơng có khoảng trắng - < Độ chắn