Bài giảng Biểu diễn tri thức và giải toán tự động: Phần 1 Tổng quan có nội dung trình bày về khái niệm về tri thức và biểu diễn tri thức; Cấu trúc của một hệ giải bài toán dựa trên tri thức; Các phương pháp biểu diễn tri thức; Suy diễn tự động. Mời các bạn cùng tham khảo!
BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ GIẢI TOÁN TỰ ĐỘNG Hoàng Kiếm Đỗ Văn Nhơn Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt NỘI DUNG: ª Tổng quan biểu diễn tri thức giải toán dựa tri thức ª Mạng suy diễn tính toán ª Mô hình tri thức đối tượng tính toán Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PHẦN TỔNG QUAN I Khái niệm Tri thức biểu diễn tri thức II Cấu trúc hệ giải toán dựa tri thức III Các phương pháp biểu diễn tri thức IV Suy diễn tự động V Giới thiệu nhận định số công trình nghiên cứu Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I TRI THỨC VÀ BIỂU DIỄN TRI THỨC 1.1 Khái niệm tri thức 1.2 Khái niệm biểu diễn tri thức 1.3 Các dạng tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.1 Khái niệm tri thức ° Tri thức định nghóa xác ° Khái niệm: Tri thức (knowledge) hiểu biết lónh vực chủ đề ° Lónh vực: miền chủ đề trọng ª Tri thức thøng bao gồm khái niệm, loại kiện, luật, Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: Kiến thức lónh vực y học khả chẩn đoán bệnh tri thức Biết tam giác có yếu tố với công thức liên hệ yếu tố tri thức Biết dạng cấu trúc liệu thường dùng lập trình với thuật toán xử lý cấu trúc tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Khái niệm biểu diễn tri thức ° Biểu diễn tri thức (Knowledge Representation) diễn đạt thể tri thức dạng thích hợp để tổ chức sở tri thức hệ thống ° Tại phải biểu diễn tri thức? Biểu diễn tri thức giúp tổ chức cài đặt sở tri thức cho hệ chuyên gia, hệ cở sở tri thức hệ giải toán dựa tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Công cụ cho việc biểu diễn tri thức ° Các cấu trúc liệu bản: dãy, danh sách, tập hợp, mẫu, ° Các cấu trúc liệu trừu tượng: ngăn xếp, hàng đợi ° Các mô hình toán học: đồ thị, ° Các mô hình đối tượng ° Các ngôn ngữ đặc tả tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: Kiến thức tam giác cần thiết cho việc giải toán tam giác biểu diễn gồm: ° Một tập hợp biến thực, biến đại diện cho yếu tố tam giác ° Một tập hợp công thức liên hệ tính toán yếu tố tam giác Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tập biến tam giác gồm: a, b, c : cạnh tam giác , , : góc đối diện với cạnh tương ứng tam giác ha, hb, hc : đường cao tương ứng với cạnh tam giác S : diện tích tam giác p : nửa chu vi tam giác R : bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác v.v Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.2 Một số lý thuyết chứng minh tự động ° Phương pháp hình thức: xây dựng hệ thống logic khác bao gồm tập ký hiệu, cú pháp công thức hình thức, ngữ nghóa hệ luật công thức ° Ưu điểm: Tính chặc chẽ cao, đơn giản với sô luật không nhiều ° Nhược điểm: Trừu tượng không thich hợp cho nhiều ứng dụng cụ thể hệ giải toán hình học, hệ chuyên gia ứng dụng Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.3 Phương pháp Wu ° Phương pháp Wu phương pháp biểu diễn chứng minh định lý hình học theo cách tiếp cận đại số: biểu diễn kiện dựa đa thức tính toán tập nghiệm đa thức ° Ưu điểm: Phương pháp nầy cho ta biểu diễn đẹp mặt lý thuyết toán học Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ° Nhược điểm: (1) thực thiết kế thuật toán thực hành tính toán máy tính cách hiệu khó (2) Không thể làm sở hay công cụ cho việc thiết kế cách hệ thống chương trình giải toán dựa tri thức, đặc biệt chương trình cho lời giải tường minh phù hợp với việc học dạy toán hình học (3) Có quan hệ yếu tố hình học diễn đạt đa thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.4 Một số phương pháp chứng minh định lý hình học ° Phương pháp diện tích chủ yếu tập trung vào thẳng hàng song song ° Phương pháp hiệu Pythagoras (Pythagoras Difference) tập trung vào khảo sát vuông góc đường thẳng đường tròn Hiệu Pythagoras sử dụng để khảo sát song song có liên quan đến phương pháp diện tích Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ° Phương pháp “full angle”:đề xuất khái niệm hình thức liên quan đến góc “full angle” thực số chứng minh tự động dựa khái niệm nầy ° Phương pháp “thể tích” phương pháp hiệu Pythagoras cho không gian ° Phương pháp vector sử dụng đại số tuyến tính lý thuyết không gian vector chứng minh định lý hình học Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nhận định: ° Các phương pháp nầy tập trung vào việc tìm đặc trưng mặt toán học lý thuyết đại số trừu tượng cho khía cạnh liện hệ thể loại kiện hình học định để dựa vào thực chứng minh tự động ° Các phương pháp trở nên nặng nề tính toán toán học trừu tượng khó cài đặt máy tính ° Hạn chế chủ yếu: không cho mô hình biểu diễn tri thức thích hợp cho việc xây dựng sở tri thức, suy diễn thành phần khác hệ thống Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.5 Một số nghiên cứu xây dựng hệ giải toán hình học ° “Xây dựng Hệ Giải Toán Hình học Phẳng”, Luận Văn Thạc Só nặm 2000 Lê Phấn Ninh ° “Xây Dựng Hệ Chứng minh Hình học”, Luận Văn Thạc Só nặm 1999 Trần Xuân Phương Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nhận định chung: ° Các tác giả chưa có mô hình biểu diễn tri thức cho khái niệm “đối tượng” sử dụng biểu diễn kiến thức hình học chưa xem xét đầy đủ đến vấn đề tính toán ° Chưa xây dựng mô hình biểu diễn tri thức chung cho việc xây dựng sở tri thức với hệ thống khái niệm với thông tin đa dạng kèm theo, loại kiện luật khác khái niệm ° Chưa xây dựng mô hình tổng quát cho dạng toán hình học khác Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.6 Một số phần mềm ứng dụng giải toán máy tính ° Các chương trình tính toán hình học phần mềm Engineering 2000 có chương trình Geometrix ByteSize CD-ROM, Inc ° Chương trình StudyWorks MathSoft, Inc ° Chương trình Math Express! Aces Research, Inc Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nhận định chung: ° Các chương trình thực tính toán liệu số cụ thể dựa vào vài khung (frames) liệu đơn giản ° Chưa có sở tri thức giải toán dựa tri thức giải lớp toán tổng quát khác ° Chưa phải hệ giải toán dựa tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.7 Phần mềm MAPLE ° MAPLE phần mềm đại số tính toán mạnh với phiên MAPLE 6.0 ° Chương trình không tính toán số mà tính toán ký hiệu (symbolic computation) Nó có nhân tính toán mạnh hệ thống thư viện tính toán gồm nhiều gói chương trình (package) cho phần tính toán toán học khác đại số tuyến tính, giải tích, hình học, số học, v.v… ° Maple cho phép khả lập trình với cấu trúc liệu trừu tượng Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nhận định chung: ° Tuy khả hỗ trợ tính toán lập trình Maple đạt đến trình độ cao chủ yếu thủ tục tính toán cho vấn đề đơn lẻ giải phương trình, tính đạo hàm hàm số, thức phép tính đa thức ° Maple chưa thật cài đặt sở tri thức cho phần toán học khác với suy luận giải toán dựa tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TỔNG KẾT ° Trong cấu trúc hệ giải toán dựa tri thức, thành phần trung tâm sở tri thức suy diễn dựa tri thức ° Các phương pháp biểu diễn tri thức suy diễn nghiên cứu đề xuất Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm định ° Nhiều chương trình giải toán xây dựng hạn chế chưa dựa mô hình tri thức thich hợp cho sở tri thức Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Những Vấn đề xem xét ° Xây dựng phát triển số mô hình biểu diễn tri thức thuật giải để giải tự động dạng toán khác dựa trí thức ° Mạng suy diễn tính toán ° Mô hình tri thức đối tượng tính toán Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 2001 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... Quốc Gia TP.HCM - 20 01 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I TRI THỨC VÀ BIỂU DIỄN TRI THỨC 1. 1 Khái niệm tri thức 1. 2 Khái niệm biểu diễn tri thức 1. 3 Các dạng tri thức Đại Học... https://fb.com/tailieudientucntt 1. 2 Khái niệm biểu diễn tri thức ° Biểu diễn tri thức (Knowledge Representation) diễn đạt thể tri thức dạng thích hợp để tổ chức sở tri thức hệ thống ° Tại phải biểu diễn tri thức? Biểu diễn. .. https://fb.com/tailieudientucntt PHẦN TỔNG QUAN I Khái niệm Tri thức biểu diễn tri thức II Cấu trúc hệ giải toán dựa tri thức III Các phương pháp biểu diễn tri thức IV Suy diễn tự động V Giới thiệu nhận