Ph n II: Các h C s tri th c (knowledge-based systems) ứ ệ ơ ở ầ
Ch
ng 4:
ươ
Phân lo i Các h c s tri th c ứ
ệ ơ ở
ạ
I. M t s tiêu chu n phân lo i các h CSTT ộ ố ệ ẩ ạ
Tính đóng, m , k t h p ở ế ợ
Ph ươ ng pháp bi u di n tri th c ứ ể ễ
Lĩnh v c ng d ng ự ứ ụ
II. H CSTT đóng ệ
đ ộ ố ứ ự ớ
ệ ơ ở ự ứ ố ứ
H c s tri th c đóng: c xây d ng v i m t s “tri th c ượ lĩnh v c” ban đ u và ch v i nh ng tri th c đó mà thôi trong su t ữ ỉ ớ quá trình ho t đ ng hay su t th i gian s ng c a nó. ờ ố ầ ạ ộ ủ ố
Ví d :ụ Các đ nh nghĩa và các tiên đ trong tác ph m c a clit. ủ Ơ ề ẩ ị
H CSTT đóng ệ C s tri th c ứ ơ ở Đ ng c suy di n ơ ộ ễ
Các đ nh nghĩa ị ứ
Suy di n logic ễ + Ch ng minh các đ nh lý ị Các đ nh đ ị ề
Các tiên đề
II. H CSTT đóng (tt) ệ
1. Các đ nh nghĩa và các tiên đ trong tác ph m c a clit ủ Ơ ề ẩ ị
Đi m là cái gì không có b ph n ộ ậ ể
Đ ng có b dài và không có b r ng ề ộ ườ ề
Các đ u mút c a m t đ ộ ườ ủ ầ ng là nh ng đi m ữ ể
ng có s s p đ t v trí nh nhau đ i v i ẳ ườ ố ớ ặ ị ự ắ ư
Đ ng th ng là đ m i đi m c a nó ườ ọ ể ủ
M t là cái ch có b dài và b r ng ề ộ ề ặ ỉ
ng Các biên c a m t m t là nh ng đ ộ ữ ủ ặ ườ
ố ớ ặ ị ự ắ ư
ặ ặ ng th ng c a nó M t ph ng là m t có s s p đ t v trí nh nhau đ i v i m i ọ đ ườ ẳ ẳ ủ
…
II. H CSTT đóng (tt) ệ
ề
ấ ấ ể ộ
ể
ể ể ng th ng. ẳ ng th ng có th kéo dài ra vô h n. ạ ẳ ộ ớ
ể ẽ ộ ườ
ộ ườ ẳ ạ ẳ
ng th ng c t hai đ ổ ỏ ơ
ườ ố ớ
β
α + β < 2 vuông
α
Các đ nh đ ị T m t đi m b t kỳ này đ n m t đi m b t kỳ khác có th ể ế ừ ộ v m t đ ẽ ộ ườ M t đ ộ ườ T m t đi m b t kỳ làm tâm, và v i m t bán kính tùy ý, có ấ ừ ộ th v m t đ ng tròn. T t c các góc vuông đ u b ng nhau. ề ằ ấ ả N u m t đ ng th ng khác t o nên hai ườ ắ ế ng góc trong cùng phía có t ng nh h n hai vuông thì hai đ th ng đó ph i c t nhau v phía có hai góc nói trên đ i v i ề đ ả ắ ng th ng c t. ắ ẳ ườ ẳ
II. H CSTT đóng (tt) ệ
Các tiên đề
Hai cái cùng b ng cái th ba thì b ng nhau. ứ ằ ằ
ữ ữ ằ ằ
c nh ng cái b ng nhau. Thêm nh ng cái b ng nhau vào nh ng cái b ng nhau thì đ ượ ữ ằ
c ớ ằ ừ ữ nh ng cái b ng nhau thì đ ằ ượ
B t nh ng cái b ng nhau t ữ nh ng cái b ng nhau. ữ ằ
Các hình ch ng khít lên nhau thì b ng nhau. ồ ằ
Toàn th l n h n m t ph n ầ ể ớ ơ ộ
II. H CSTT đóng (tt) ệ
2. Tiên đ Lobasepxki (tiên đ V’) ề ề
ở ườ ị ể
ng th ng đó có ít ra là 2 đ ng th ng a và m t đi m A ộ ng th ng đi qua A và ẳ ặ ộ ườ ẳ ẳ ườ ẳ
- Trong m t ph ng xác đ nh b i đ không thu c đ không c t a.ắ
A
a
ng đ ng v i ấ ả ủ ị ệ ề ươ ươ ớ
Tiên đ V’ ph đ nh t t c các m nh đ t ề tiên đ V c a clit ủ Ơ ề
III. H CSTT m ệ ở
ệ ơ ở ế ơ ứ
ệ ơ ở ả ạ ộ ữ ứ ứ ổ
H c s tri th c m : ở là nh ng h c s tri th c tiên ti n h n, nó có kh năng b sung tri th c trong quá trình ho t đ ng, khám phá.
ứ ổ
ộ ố ị ề
ữ ớ ầ ị ữ ữ ứ
Ví d 1:ụ Nh ng h gi i toán cho phép b sung tri th c trong quá ệ ả ữ trình suy lu n (tri th c ban đ u là nh ng tiên đ và m t s đ nh ứ ậ lý, tri th c b sung là nh ng đ nh lý m i, nh ng tri th c heurictis, ứ ổ …), … H CSTT đóng ệ C s tri th c ứ ơ ở Đ ng c suy di n ơ ộ ễ
Các đ nh nghĩa ị ứ
Suy di n logic ễ + Ch ng minh các đ nh lý ị Các đ nh đ ị ề
Các tiên đề
Đ a nh ng đ nh lý ch ng minh đ c vào CSTT ứ ữ ư ị ượ
III. H CSTT m (tt) ở ệ
Ví d 2:ụ H ch n đoán h ng hóc xe d a trên tri th c lu t d n ệ ẩ ậ ẫ ự ứ ỏ
T p các lu t liên quan đ n vi c ch n đoán h ng xe ế ỏ ệ ậ ậ ẩ
IV. H CSTT k t h p ế ợ ệ
ự ế ợ ữ ệ ồ
ệ ế ợ ữ
ệ ơ ở ệ ở ệ ế ợ ớ ữ ứ ế ợ ữ
H c s tri th c k t h p: ứ ế ợ bao g m s k t h p gi a h đóng và h m , h k t h p gi a CSTT và CSDL, h k t h p gi a CSTT này v i CSTT khác, … Nh ng h c s tri th c k t h p th ng phát tri n m nh d a trên tri th c liên ngành. ệ ơ ở ứ ườ ự ể ạ
vi áp d ng v i đ i s ng; kinh d ch, t ớ ờ ố ụ ử ử ị
ữ ụ ự ỏ
vi áp Ví d :ụ kinh d ch, t ị d ng v i y h c; …); nh ng h ch n đoán, d báo đòi h i tri th c ứ ệ ẩ ọ ớ liên ngành; …
IV. H CSTT k t h p (tt) ế ợ ệ
S đ ngũ hành sinh kh c ắ ơ ồ
T ng sinh: ươ Kim sinh Th yủ
Th yủ M cộ
Th y sinh M c ộ ủ
M c sinh H a ộ ỏ
Kim H aỏ H a sinh Th ỏ ổ
Th sinh Kim ổ
Thổ
T ng kh c: ươ ắ Kim kh c M c ộ ắ
Sinh Th y kh c H a ỏ ủ ắ
Kh cắ M c kh c Th ộ ắ ổ
H a kh c Kim ắ ỏ ng sinh, t ươ ươ ố ắ
ng kh c gi ng ng, là 2 m t không th ể ặ Th kh c Th y ổ ắ ủ
T nh âm d ư ươ tách r i c a s v t ờ ủ ự ậ
IV. H CSTT k t h p (tt) ế ợ ệ
Âm d ng ngũ hành k t h p v i đ i s ng ươ ế ợ ớ ờ ố
ng trong vũ tr đ u có th gán v i m t “nhãn ọ ự ậ ệ ượ ụ ề
M i s v t và hi n t ớ ộ ngũ hành”. M t ví d đi n hình v vi c xem tu i h p hay kh c ắ ể ổ ợ ụ ể ề ệ ộ
STT Đ a chi ngươ ươ ng v ị
1
2 Ph B cắ 4 ph ngươ
3 Đông
4 ị Tý S uử D nầ Mão Đông
5 4 ph ngươ
6 Nam
7 Nam
8 Thìn Tỵ Ngọ Mùi 4 ph ngươ
9 Thân Ngũ hành Th yủ Thổ M cộ M cộ Thổ H aỏ H aỏ Thổ Kim Tây Âm d D ngươ Âm D ngươ Âm D ngươ Âm D ngươ Âm D ngươ
Âm d Ngũ hành Ph STT ngươ ươ ng v ị
Tây 10
11 ngươ
Âm D ngươ Âm 12 Đ a chi ị D uậ Tu tấ H iợ Kim Thổ Th yủ 4 ph B cắ
Mão không kh c ắ Tỵ
M cộ sinh H aỏ (cid:222) Th yủ kh c ắ H aỏ (cid:222) Tý kh c ắ Ngọ
…
V. H th ng m ệ ố ờ
1.Các khái ni m c b n ơ ả ệ
1.1 T p rõ và hàm thành viên ậ
ậ ậ ủ ố ể ề
ộ ậ ợ ộ ể
để mô t ả ặ
i n u x Ï A, c (x) = 0. Hàm c ợ ạ ế
T p rõ crisp set) là t p h p truy n th ng theo quan đi m c a ợ Cantor (crisp set). G i A là m t t p h p rõ, m t ph n t x có th có ầ ử ọ khái ni m thu c x Î A ho c x Ï A, Có th s d ng hàm c ộ ệ ể ử ụ được v . N u x Î A, c (x) = 1, ngu c l ề ế g i là hàm ủ ậ ợ ọ đặc tr ng c a t p h p A ư
1.2 T p m và hàm thành viên ờ ậ
ệ ớ ậ ộ ề được m r ng nh m ph n ở ộ ằ ả
ầ ử ủ ậ ờ
c a t p m A. M t t p m fuzzy set): A ộ ậ m ầ ử ư ộ ằ
Khác v i t p rõ, khái ni m thu c v ánh m c ứ độ x là ph n t ờ được đặc tr ng b ng hàm thành viên m và cho x là m t ph n t (x) ph n ánh m c ứ đ x thu c v A. ộ ề ộ ả
ờ
Ví d :ụ Cho t p m High Lan cao 1.5m, m (Lan)=0.3 Hùng cao 2.0 m, ậ m (Hùng)=0.9
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
1.3 Các d ng c a hàm thành viên ủ ạ
a) D ng S tăng ạ a 0 n u x <=
ế 2(x- a )/(g - a < x <= b
m (x)=S(x, a , b , g )=
1 -[2(x- a )/(g < x < g ) n u ế a - a )] n u ế b
g 1 n u x >= ế
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
b) D ng S gi m ả ạ
m (x)=1- S(x, a , b , g )
c) D ng hình chuông ạ
S(x; g - b , g - b /2; g ) if x <= g
P (x; g , b )=
S(x; g , g + b /2; g + b ) if x > g
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
1.4 Các phép toán trên t p m ờ ậ
Cho ba t p m A, B , C v i m A(x), m B(x),m C(x) ớ ờ ậ
C=A Ç B: m C(x) = min(m A(x), m B(x))
C= AÈ B : m C(x) = max(m A(x), m B(x))
C=Ø A : m C(x) = 1- m A(x)
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
2. Các h th ng m ệ ố ờ
2.1 Hàm thành viên cho các bi n r i r c ế ờ ạ
Cho t p vũ tr E = T c ố độ = { 20,50,80,100 } đơn v là Km/g. ụ ậ ị
a. Xét t p m F = Nhanh xác ờ ậ định b i hàm membership ở
m nhanh: E ----> [ 0,1 ]
x1 ----> m nhanh (X)
Khi ta gán m nhanh (20) = 0 nghĩa là
t c ố độ 20 Km/g được xem nh là ư
không nhanh
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
b. Xét t p m trung_bình v i hàm thành viên xác đ nh nh sau ư ớ ờ ậ ị
T p Trung_bình = { 0.3,1,0.5,0 } ậ
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
ụ 2.2 Hàm thành viên trong không gian các bi n liên t c ế
ẳ ờ ạ ậ ở trên có th ể
Ch ng h n nh các t p m Nhanh và Trung bình định nghĩa nh là các hàm ư ư
m nhanh (x) = (x/100)2
0 if x<=20
(x-20)/30 if 20<=x<=50 m trung-bình (x) =
(100-x)/50 if 50<=x<=100 }
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
3. X lý bài toán m ử ờ
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
đi n khi n t ề ệ ố ơ ờ
gi ng. Trong khi h h t n ể ự động m cho h th ng b m c và trong gi ng có ồ ế ướ ế
Ví d :ụ Gi n n i bài toán ả c t c l y n ướ ấ ướ ừ ế ơ ự động b mơ c thì máy b m t ướ
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
ế ậ ờ ồ đầy (H.Đầy), h l ng ồ ư
V i bi n ngôn ng H có các t p m h ữ ồ (H.L ng) và h c n (H.C n). ạ ồ ạ ớ ư
ớ ớ ờ ớ ậ
V i bi n ngôn ng Gi ng có các t p m nu c cao (G.Cao), nu c ữ ế v a (G.V a), nu c ít (G.Ít). ừ ế ừ ớ
ớ ế định th i gian b m s có các t p ơ ờ ậ ậ
V i bi n ngôn ng k t lu n xác m b m v a (B.V a), b m lâu (B.Lâu), b m h i lâu(B.H iLâu). ừ ữ ế ơ ờ ơ ẽ ơ ừ ơ ơ
H.Đầy H.L ngư H.C nạ
G.Cao 0 B.Lâu B.V aừ
0 G.V aừ B.V aừ B.H iLâu ơ
G.Ít 0 0 0
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
Hàm thành viên c a H n ồ ướ : c ủ
n u 0<=x<=2 H.Đầy(x) = x/2 ế
x n u 0<=x<=1 H.L ng(x) = { ư ế
(2-x) n u 1<=x<=2 } ế
H.C n(x) = (1-x/2) n u 0<=x<=2 ạ ế
H. Đ yầ H.L ngư H.C nạ
1 1 1
M c ự cướ n M c ự cướ n 0 0 M c ự cướ n 2 0 2 2
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
Hàm thành viên cho gi ng:ế
G.Cao(y) = y/10 n u 0<=y<=10 ế
G.V a(y) = {y/5 n u 0<=y<=5 ừ ế
(10-y)/5 n u 5<=y<=10 } ế
G.Ít(y) = (1-y/10) n u 0<=y<=10 ế
G. Cao G. V aừ G. Ít
1 1 1
M c ự cướ n 0 M c ự cướ n M c ự cướ n 10 0 5 10 10 0
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
Hàm thành viên c a K t lu n cho t ng lu t: ế ừ ủ ậ ậ
B.V a(z) = { z/15 n u 0<=z<=15 ừ ế
(30-z)/15 n u 15<=z<=30 ế
}
B.lâu(z) = z/30 n u 0<=z<=30 ế
B.H i lâu(z) = { z/20 n u 0<=z<=20 ơ ế
1-0.05(z-20) n u 20<=z<=30 } ế
B.Lâu B.V aừ B.H ilâuơ
1 1 1
Th i ờ gian Th i ờ gian 0 Th i ờ gian 30 0 15 30 20 30 0
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
t c 9 ậ ườ ng h p máy b m ho t đ ng (t ơ ạ ộ ợ ấ ả
Ch xét 4 lu t trong tr ỉ lu t)ậ
•Lu t 1: ậ if x is H.L ng ư and y is N.Cao Then z is B.V aừ
•Lu t 2: ậ if x is H.C n ạ and y is N.Cao Then z is B.Lâu
•Lu t 3:ậ if x is H.L ng ư and y is N.V a ừ Then z is B.V aừ
•Lu t 4: ậ if x is H.C n ạ and y is N.V a ừ Then z is B.H i lâuơ
Bây gi ờ ế n u ta nh p tr Input: ậ ị
x0 = 1 (Độ cao c a n ủ ướ c trong h ) ồ
c trong gi ng). y0 = 3 (Độ cao c a n ủ ướ ế
H i b m bao lâu? ỏ ơ
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
Lu t 1:ậ µH.L ngư (x0) = 1
ừ W1 (B.V a) = min(1; 3/10) = 3/10
µN.Cao(y0) = 3/10
Lu t 2:ậ µH.C nạ (x0) = 0.5
W2 (B.Lâu) = min(0.5; 3/10) = 3/10
µG.Cao(y0) = 3/10
Lu t 3:ậ µH.L ngư (x0) = 1
ừ W3 (B.V a) = min(1; 3/5) = 3/5
µG.V aừ (y0) = 3/5
Lu t 4:ậ µH.C nạ (x0) = 0.5
ơ W4 (B.H ilâu) = min(0.5; 3/5) = 0.5
µG.V aừ (y0) = 3/5
B.V aừ H.L ngư 1 G. Cao 1 1
Lu t 1ậ
0 0 2 10 30 0
15 B.Lâu G. Cao 1 1 1 H.C nạ
Lu t 2ậ
0 0 0 10 2 30
B.V aừ H.L ngư G. V aừ 1 1
Lu t 3ậ
0 30 0 2 5 10 0
15 B.H ilâuơ
G. V aừ 1 1 H.C nạ
Lu t 4ậ
0 0 20 30 2 5 10 0
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
ố ủ ọ
m Các Wi g i là các tr ng s c a lu t th i ứ ậ ọ C(z) = S Wi m KLi(Z) i = 1 …N
ừ
2.B.Lâu(z) + W3.B.V a(z) +
m C(z) = W1.B.V a(z) + W ừ + W4.B.H i Lâu(z) ơ
m ừ
C(z) = 3/10.B.V a(z) + 3/10.B.Lâu(z) + 3/5.B.V a(z) +
ừ + 0.5.B.H iLâu(z) ơ
hàm thành viên c a k t lu n ướ ế ả ả ờ ừ ủ ế ậ
B i m t c ti p theo là ta ph i gi b ng cánh tính tr ng tâm c a hàm m ọ ằ ủ
C(z)
V. H th ng m (tt) ệ ố ờ
Moment m C(z) là
và
V y Defuzzy(z) =17.12/2.3=8.15 ậ
c trong h và gi ng là 1m và 3m thì th i gian ự ướ ờ ồ ế
Do đó n u m c n ế c n b m là 8 phút và 15 giây. ầ ơ
