Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu hệ chuyên gia và mạng ngữ nghĩa để giải bài toán tam giác lượng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này đưa ra minh hoạ cho việc biểu diễn tri thức trong công nghệ thông tin và ứng dụng minh hoạ cho quá trình biểu diễn tri thức đó. Cho dù phạm vi ứng dụng của hệ thống này còn hạn chế, nhưng đây là một cơ sở để phát triển các hệ thống chuyên gia. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu hệ chuyên gia và mạng ngữ nghĩa để giải bài toán tam giác lượng

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Dƣơng NGHIÊN CỨUHỆ CHUYÊN GIA VÀ MạNG NGữ NGHĨA Để GIảI BÀI TOÁN TAM GIÁC LƢợNG Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số chuyên ngành: 60 48 0101 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Ngô Quốc Tạo. Thái Nguyên - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, kết quả của luận văn hoàn toàn là kết quả của tự bản thân tôi tìm hiểu, nghiên cứu dƣới sự hƣớng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Ngô Quốc Tạo. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính pháp lý quá trình nghiên cứu khoa học của luận văn này. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015 Học viên Trần Thị Dƣơng Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
iii LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy giáo PGS.TS. Ngô Quốc Tạo đã định hƣớng và nhiệt tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn. Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô giáo trƣờng Đại học Công nghệ thông tin và truyền thông, các thầy giáo, cô giáo ở Viện công nghệ thông tin Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong thời gian học tập. Xin chân thành cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp tổ Tin – Công Nghệ trƣờng THPT Kinh Môn 2, các bạn học viên lớp cao học CK12B, những ngƣời thân trong gia đình đã động viên, chia sẻ, tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015 Học viên Trần Thị Dƣơng Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... iii MỤC LỤC ............................................................................................................. iv DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................ - 1 - Chƣơng I : TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MẠNG NGỮ NGHĨA- 3 - 1.1 Hệ chuyên gia. ........................................................................................ - 3 - 1.1.1. Hệ chuyên gia là gì ? ....................................................................... - 3 - 1.1.2 Đặc trƣng và ƣu điểm của hệ chuyên gia. ........................................ - 4 - 1.1.3 Các lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia ........................................ - 4 - 1.1.4 Cấu trúc của hệ chuyên gia ............................................................... - 6 - 1.1.5 Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia .......................................... - 7 - 1.2. Mạng ngữ nghĩa ...................................................................................... - 8 - 1.2.1 Đặc điểm ........................................................................................... - 8 - 1.2.2 Ƣu nhƣợc điểm ................................................................................. - 9 - 1.2.3 Cách biểu diễn tri thức.................................................................... - 10 - CHƢƠNG II: BIỂU DIỄN TRI THỨC ........................................................... - 12 - 2.1 Giới thiệu về tri thức .............................................................................. - 12 - 2.2 Biểu diễn tri thức bằng luật dẫn(luật sinh) ............................................ - 13 - 2.2.1. Khái niệm ...................................................................................... - 13 - 2.2.2. Cơ chế suy luận trên các luật sinh ................................................. - 14 - 2.2.3. Vấn đề tối ƣu luật .......................................................................... - 15 - 2.2.4. Biểu diễn tri thức bằng Frame ....................................................... - 17 - 2.2.5. Tính kế thừa ................................................................................... - 19 - 2.2.6. Biểu diễn tri thức bằng Script........................................................ - 20 - 2.2.7. Mô hình COKB ............................................................................. - 21 - 2.3 Cơ sở tri thức ......................................................................................... - 29 - 2.3.1 Phân biệt tri thức và dữ liệu ..................................................... - 29 - 2.3.2 Phân loại tri thức ............................................................................. - 30 - Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
v 2.3.3 Các cấp độ tri thức .......................................................................... - 32 - 2.4. Mô tơ suy diễn ..................................................................................... - 33 - 2.4.1 Cơ chế suy diễn ............................................................................... - 33 - 2.4.2 Cơ chế điều khiển ............................................................................ - 34 - 2.5. Phân loại tri thức .................................................................................. - 38 - 2.6. Các phƣơng pháp biểu diễn tri thức ...................................................... - 39 - 2.6.1. Biểu diễn tri thức nhờ logic .......................................................... - 39 - 2.6.2. Bộ ba đối tƣợng - Thuộc tính – Giá trị .......................................... - 41 - 2.6.3. Các Luật dẫn .................................................................................. - 42 - 2.6.4. Biểu diễn tri thức bằng Frame ....................................................... - 44 - Chƣơng III: ỨNG DỤNG GIẢI CÁC BÀI TOÁN TAM GIÁC ..................... - 46 - 3.1 Giới thiệu bài toán ................................................................................ - 46 - 3.2 Xây dựng bài toán hình học .................................................................. - 46 - 3.3. Bài toán hình tam giác: ......................................................................... - 46 - 3.3.1 Tam giác .......................................................................................... - 46 - 3.3.2 Tam giác cân ................................................................................... - 50 - 3.3.3 Tam giác vuông .............................................................................. - 51 - 3.3.4 Tam giác vuông cân ....................................................................... - 51 - 3.3.5 Tam giác đều .................................................................................. - 52 - 3.4 Các luật biến đổi .................................................................................... - 53 - 3.4.1.Một số luật liên quan đến tam giác : .............................................. - 53 - 3.4.2 Các luật dẫn: ................................................................................... - 54 - 3.5 Biểu diễn thông tin trên mạng ngữ nghĩa: ............................................. - 55 - 3.6 Ứng dụng : ............................................................................................. - 55 - 3.7 Demo chƣơng trình: ............................................................................... - 57 - KẾT LUẬN ...................................................................................................... - 58 - TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ - 59 - Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia dựa trên tri thức ..................................- 3 - Hình 1.2: Cấu trúc của hệ chuyên gia ................................................................- 6 - Hình 1.3: Mô hình J.L.Ermin .............................................................................- 7 - Hình 1.4 :Mô hình C.Ernest ...............................................................................- 8 - Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov ...........................................................................- 8 - Hình 1.6: Ví dụ về mạng ngữ nghĩa tiêu biểu ..................................................- 10 - Hình 1.7: Ví dụ về mạng ngữ nghĩa kế thừa ....................................................- 11 - Hình 2.1: Cấu trúc một Frame xe hơi ..............................................................- 18 - Hình 2.2: Quan hệ giữa các đối tƣợng hình học phẳng ...................................- 20 - Hình 2.3: Sơ đồ tổ chức theo mô hình COKB .................................................- 25 - Hình 2.4: Sơ đồ biểu diễn tri thức theo bộ ba (O-A-V) ...................................- 41 - Hình 3.1: Mạng ngữ nghĩa cho bài toán hình tam giác ....................................- 55 - Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
-1- MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề. Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc, ngành công nghệ thông tin là một trong những lĩnh vực có đƣợc những bƣớc tiến lớn và đạt đƣợc những thành tựu đáng kể. Cùng với sự phát triển của ngành công nghệ thông tin, các vấn đề phức tạp trong thực tế đƣợc đơn giản đi rất nhiều. Nhờ đó mà quá trình phát triển đƣợc thúc đẩy nhanh chóng hơn. Vai trò của của công nghệ thông tin trong thời buổi công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc là không thể phủ nhận, tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ thông tin vào những lĩnh vực nào và ứng dụng nhƣ thế nào để có thể khai thác hết đƣợc thế mạnh của ngành công nghệ thông tin luôn là một câu hỏi lớn. Việc ứng dụng tri thức nhân loại vào trong ngành công nghệ thông tin để góp phần đƣa ra những lời giải cho nhiều vấn đề khó đƣợc xem là một giải pháp và cần thiết và có ý nghĩa. Các tri thức nhân loại đều có thể đƣợc xây dựng thành một hệ thống hoàn chỉnh và ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau dƣới sự hộ trợ của công nghệ thông tin. Việc chuyển đổi tri thức nhân loại thành các hệ thống hay còn đƣợc gọi là biểu diễn tri thức vẫn đang đƣợc thực hiện, những tri thức đó đã và đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trong quá trình phát triển của xã hội. Biểu diễn tri thức đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc khảng định khả năng giải quyết vấn đề của một hệ cơ sở tri thức. Dựa vào cách thức con ngƣời giải quyết vấn đề, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các kỹ thuật biểu diễn các dạng tri thức khác nhau trên máy tính. Mục tiêu của tiểu luận này là nhằm tìm hiểu và phát triển các kỹ thuật biểu diễn tri thức dựa trên tri thức theo logic, các luật dẫn, mạng ngữ nghĩa, Frame, đồng thời trình bày việc ứng dụng giải bài toán tam giác bằng mạng ngữ nghĩa Trong luận văn này, em nghiên cứu và đƣa ra minh hoạ cho việc biểu diễn tri thức trong công nghệ thông tin và ứng dụng minh hoạ cho quá trình biểu diễn tri thức đó. Cho dù phạm vi ứng dụng của hệ thống này còn hạn chế, nhƣng đây là một cơ sở để phát triển các hệ thống chuyên gia. Và trong luận văn này, em muốn gửi đến một ứng dụng khác, đó là ứng dụng mạng ngữ nghĩa để giải bài toán tam giác lƣợng của chƣơng trình phổ thông.
-2- 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Luận văn tập trung nghiên cứu các phƣơng pháp giải bài toán lƣợng giác. Để giải các bài toán hình học là bài toán cơ sở, mà từ đó con ngƣời đã xây dựng rất nhiều ứng dụng nhƣ: Giải các bài toán tam giác lƣơng, hệ thức lƣợng trong tam giác… 3. Hƣớng nghiên cứu của đề tài: - Nắm chắc các kiến thức cơ bản về một số bài toán tam giác lƣợng để sử dụng một số giải thuật . - Tìm hiểu lịch sử phát triển của cơ sở tri thức trong giải các bài toán tam giác lƣợng . - Tìm hiểu và nắm đƣợc những khái niệm cơ bản về tam giác lƣợng và những ứng dụng thực tế. 4. Nội dung nghiên cứu: Chương I: Tổng quan về hệ chuyên gia và mạng ngữ nghĩa. Ở chƣơng này đề tài sẽ đi vào tìm hiểu các khái niệm về hệ chuyên gia và mạng ngữ nghĩa. Các ƣu nhƣợc điểm của mạng ngữ nghĩa. Chương II: Biểu diễn tri thức. Trong chƣơng này đi tìm hiểu sâu về các luật và cách biểu diễn tri thức. Chương III: Ứng dung mạng ngữ nghĩa để giải bài toán tam giác lượng. Chƣơng này sẽ đƣa ra mục đích, yêu cầu cũng nhƣ mô tả chƣơng trình thực nghiệm đã đƣợc xây dựng 5. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu các tài liệu và viết tổng quan. - Phƣơng pháp phân tích, đánh giá bài toán - Nghiên cứu triển khai thử nghiệm hệ thống
-3- Chƣơng I : TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MẠNG NGỮ NGHĨA 1.1 Hệ chuyên gia. 1.1.1. Hệ chuyên gia là gì ? Hệ chuyên gia là một hệ thống chƣơng trình máy tính chứa các thông tin, tri thức và các quá trình suy luận về một lĩnh vực cụ thể nào đó để giải quyết các vấn đề khó hoặc hóc búa đòi hỏi sự tinh thông đầy đủ của các chuyên gia con ngƣời đối với các giải pháp của họ. Nói một cách khác hệ chuyên gia là dựa trên tri thức của các chuyên gia con ngƣời giỏi nhất trong lĩnh vực quan tâm.  Tri thức của hệ chuyên gia bao gồm các sự kiện và các luật. Các sự kiện đƣợc cấu thành bởi một số nhiều các thông tin, đƣợc thu thập rộng rãi, công khai và đƣợc sự đồng tình của các chuyên gia con ngƣời trong lĩnh vực. Các luật biểu thị sự quyết đoán chuyên môn của các chuyên gia trong lĩnh vực.  Mức độ hiệu quả của một hệ chuyên gia phụ thuộc vào kích thƣớc và chất lƣợng của cơ sở tri thức mà hệ đó có đƣợc.  Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trƣng cho một lĩnh vực vấn đề nào đó, nhƣ y học, tài chính, khoa học hay công nghệ, vv…, mà không phải là cho bất cứ một lĩnh vực vấn đề nào.  Ví dụ : hệ chuyên gia về lĩnh vực y học để phát hiện các căn bệnh lây nhiễm sẽ có nhiều tri thức về một số triệu chứng lây bệnh, lĩnh vực tri thức y học bao gồm các căn bệnh, triệu chứng và chữa trị.  Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức đƣợc minh họa nhƣ sau: Hệ Cơ sở tri thức thống Ngƣời sử dụng giao tiếp Máy suy diễn Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia dựa trên tri thức
-4- 1.1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia. Có 4 đặc trƣng cơ bản:  Hiệu quả cao: Khả năng trả lời với mức độ tinh thông bằng hoặc cao hơn so với chuyên gia (ngƣời) trong cùng lĩnh vực.  Thời gian trả lời thỏa đáng: Thời gian trả lời hợp lý, bằng hoặc nhanh hơn so với chuyên gia (ngƣời) để đi đến cùng một quyết định.  Độ tin cậy cao: Không thể xảy ra sự cố hoặc giảm sút độ tin cậy khi sử dụng.  Dễ hiểu: Hệ chuyên gia giải thích các bƣớc suy luận một cách dễ hiểu và nhất quán. Những ƣu điểm của hệ chuyên gia : Phổ cập: Là sản phẩm chuyên gia, đƣợc phát triển không ngừng với hiệu quả sử dụng không thể phủ nhận. Giảm giá thành. Giảm rủi ro: Giúp con ngƣời tránh đƣợc rủi ro trong các môi trƣờng nguy hiểm. Tính thƣờng trực: Bất kể lúc nào cũng có thể khai thác sử dụng. Trong khi con ngƣời có thể mệt mỏi, nghỉ ngơi hay vắng mặt. Đa lĩnh vực: Chuyên gia về nhiều lĩnh vực khác nhau và đƣợc khai thác đồng thời bất kể thời gian sử dụng. Độ tin cậy. Khả năng giảng giải: Câu trả lời với mức độ tinh thông đƣợc giảng giải rõ ràng, chi tiết, dễ hiểu. Khả năng trả lời nhanh. Tính ổn định, suy luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi. Trợ giúp thông minh nhƣ một ngƣời hƣớng dẫn. Có thể truy cập nhƣ là một cơ sở dữ liệu thông minh. 1.1.3 Các lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia Tính đến thời điểm này, hàng trăm hệ chuyên gia đã đƣợc xây dựng và báo cáo thƣờng xuyên trong các tạp chí, sách báo và hội thảo khoa học. Ngoài ra còn các hệ
-5- chuyên gia đƣợc sử dụng trong các công ty, các tổ chức quân sự mà không đƣợc công bố vì lí do bảo mật. Dƣới đây là một số lĩnh vực ứng dụng diện rộng của các hệ chuyên gia : Lĩnh vực Ứng dụng diện rộng Tập hợp thích đáng những thành phần của một hệ Cấu hình thống theo cách riêng Chẩn đoán Lập luận dựa trên những chứng cứ quan sát đƣợc Truyền đạt Dạy học kiểu thông minh sao cho sinh viên có thể hỏi Giải thích Giải thích những dữ liệu thu nhận đƣợc So sánh dữ liệu thu lƣợm đƣợc với chuyên môn để Kiểm tra đánh giá hiệu quả Lập kế hoạch Lập kế hoạch sản xuất theo yêu cầu Dự đoán Dự đoán hậu quả từ một tình huống xảy ra Chữa trị Chỉ định cách thụ lý một vấn đề Điều khiển một quá trình, đòi hỏi diễn giải, chẩn đoán, Điều khiển kiểm tra, lập kế hoạch, dự đoán và chữa trị
-6- 1.1.4 Cấu trúc của hệ chuyên gia Một hệ chuyên gia kiểu mẫu gồm các thành phần cơ bản sau : Chuyên gia Ngƣời sử con ngƣời dụng Bộ thu nạp Giao diện Bộ tri thức ngƣời, máy giải thích Mô tơ suy diễn Suy diễn Điều khiển Cơ sở tri thức Bộ nhớ làm việc Hình 1.2: Cấu trúc của hệ chuyên gia  Giao diện ngƣời, máy : Thực hiện giao tiếp giữa hệ chuyên gia và ngƣời sử dụng. Nhận các thông tin từ ngƣời dùng (các câu hỏi, các yêu cầu về lĩnh vực) và đƣa ra các lời khuyên, các câu trả lời, các giải thích về lĩnh vực đó.  Bộ giải thích : Giải thích các hoạt động của hệ khi có yêu cầu của ngƣời sử dụng.
-7-  Bộ thu nạp tri thức : Làm nhiệm vụ thu nhận tri thức từ chuyên gia con ngƣời, từ kỹ sƣ tri thức và cả ngƣời sử dụng thông qua các câu hỏi và yêu cầu của họ, sau đó lƣu trữ vào cơ sở tri thức.  Cơ sở tri thức : Lƣu trữ, biểu diễn các tri thức trong lĩnh vực mà hệ đảm nhận, làm cơ sở cho các hoạt động của hệ. Cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện và các luật.  Mô tơ suy diễn : Làm nhiệm vụ sử lý và điều khiển các tri thức đƣợc biểu diễn trong cơ sở tri thức nhằm đáp ứng các câu hỏi, các yêu cầu của ngƣời sử dụng. (*) Để thực hiện đƣợc các công việc của các thành phần trên trong cấu trúc hệ chuyên gia phải có một hệ điều khiển và quản lý việc tạo lập, tích lũy tri thức cho lĩnh vực hệ đảm nhận gọi là “Hệ quản trị cơ sở tri thức”. Hệ quản trị cơ sở tri thức thực chất là quản lý và điều khiển công việc của Bộ thu nạp tri thức, Bộ giải thích, Mô tơ suy diễn. Nó phải đảm bảo các yêu cầu :  Giảm dƣ thừa tri thức, dữ liệu.  Tính nhất quán và phi mâu thuẫn của tri thức.  Tính toàn vẹn và an toàn.  Giải quyết các vấn đề cạnh tranh.  Chuyển đổi tri thức.  Ngôn ngữ xử lý tri thức. 1.1.5 Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia a)Mô hình J.L.Ermin: Hình 1.3: Mô hình J.L.Ermin
-8- b)Mô hình C.Ernest : Hình1.4 :Mô hình C.Ernest c)Mô hình E.V.Popov : Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov 1.2. Mạng ngữ nghĩa 1.2.1 Đặc điểm Mạng ngữ nghĩa là một phƣơng pháp biểu diễn tri thức, đƣợc xây dựng dựa trên phƣơng pháp đồ thị để biểu diễn các mối liên hệ giữa các tri thức tổng quát, các khái niệm, các sự việc... Do mạng ngữ nghĩa là một loại đồ thị cho nên ta có thể dùng những thuật toán của đồ thị trên mạng ngữ nghĩa nhƣ thuật toán tìm liên thông, tìm đƣờng đi ngắn nhất,… để thực hiện các cơ chế suy luận. Điểm đặc biệt của mạng ngữ nghĩa so với đồ thị thông thƣờng chính là việc gán một ý nghĩa cho các cung. Cung nối giữa hai đỉnh
-9- cho biết giữa hai khái niệm tƣơng ứng có sự liên hệ nhƣ thế nào. Việc gán ngữ nghĩa vào các cung của đồ thị đã giúp giảm bớt đƣợc số lƣợng đồ thị cần phải dùng để biễu diễn các mối liên hệ giữa các khái niệm. Một đặc điểm quan trọng của mạng ngữ nghĩa là tính kế thừa. Chính đặc tính kế thừa của mạng ngữ nghĩa đã cho phép ta có thể thực hiện đƣợc rất nhiều phép suy diễn từ những thông tin sẵn có trên mạng. Cơ chế suy diễn áp dụng trong mạng ngữ nghĩa là thực hiện theo thuật toán loang truyền đơn giản theo hai bƣớc sau:  Kích hoạt các đỉnh đã cho ban đầu (các đỉnh đã có giá trị)  Nếu một đỉnh chƣa xác định nối với n đỉnh khác (thông qua những mối liên hệ). Và trong đó có n-1 đỉnh đã xác định thì đỉnh đó cũng đƣợc xác định. Lặp lại bƣớc này cho đến khi xác định đƣợc tất cả các đỉnh. 1.2.2 Ưu nhược điểm 1.2.2.1 Ưu điểm:  Mạng ngữ nghĩa rất linh động, có thể thêm vào mạng các đỉnh hoặc cung mới để bổ sung các tri thức cần thiết  Mạng ngữ nghĩa có tính trực quan cao nên rất dễ hiểu  Mạng ngữ nghĩa cho phép các đỉnh có thể kế thừa các tính chất từ các đỉnh khác thông qua các cung loại “là’ từ đó có thể tạo ra các liên kết “ngầm” giữa những đỉnh không có liên kết trực tiếp với nhau.  Mạng ngữ nghĩa hoạt động khá tự nhiên theo cách thức con ngƣời ghi nhận thông tin. 1.2.2.2 Nhược điểm:  Vẫn chƣa có một chuẩn nào quy định các giới hạn cho các đỉnh và cung của mạng. Điều đó đồng nghĩa với ngƣời dùng có thể gắn bất kỳ khái niệm nào cho đỉnh hoặc cung.  Tính thừa kế trong mạng có thể dẫn đến khả năng mâu thuẩn tri thức
- 10 - 1.2.3 Cách biểu diễn tri thức Khi biểu diễn một mạng ngữ nghĩa, các đỉnh của đồ thị là các đối tƣợng (khái niệm, tri thức, sự việc) nào đó, còn các cung giữa các đỉnh thể hiện các mối liên hệ giữa các đối tƣợng (khái niệm, tri thức, sự việc) này. Xe máy Xăng là chạy bằng Xe có di chuyển trên Đường Động cơ Hình 1.6: Ví dụ về mạng ngữ nghĩa tiêu biểu Trong ví dụ trên, các yếu tố nhƣ “Xe máy, Xe, Động cơ, Xăng, Đƣờng” đƣợc xem là các đối tƣợng của mạng ngữ nghĩa. Trong khi đó các yếu tố “Là, Di chuyển trên, chạy bằng hay có” là các mối liên hệ giữa các đối tƣợng.
- 11 - Xét ví dụ bên dƣới đây: Hình vuông 2 đường chéo là có bằng nhau Hình chữ nhật là là Tứ giác Hình bình hành có có Hai cặp cạnh 4 góc bằng nhau Hình 1.7: Ví dụ về mạng ngữ nghĩa kế thừa Trong mạng ngữ nghĩa trên ta có thể thấy đƣợc các mối quan hệ nhƣ sau: - Hình vuông là hình chữ nhật + là tứ giác + có 4 góc. Từ đó ta có thể suy luận đƣợc là hình vuông có 4 góc. - Hình chữ nhật là hình bình hành + hình bình hành có hai cặp cạnh bằng nhau. Từ đó có thể suy ra hình chữ nhật có hai cặp cạnh bằng nhau. Dù không có đƣờng liên hệ trực tiếp từ đối tƣợng “Hình vuông” đến đối tƣợng “4 góc” nhƣng thông qua tính chất kế thừa ta có thể xác định đƣợc là đối tƣợng “Hìnhvuông” có liên hệ “có” với đối tƣợng “4 góc”. Tƣơng tự với trƣờng hợp của đối tƣợng “Hình chữ nhật” và đối tƣợng “Hai cặp cạnh bằng nhau”. Tuy mạng ngữ nghĩa là một kiểu biểu diễn trực quan đối với con ngƣời nhƣng khi đƣa vào máy tính, các đối tƣợng và mối liên hệ giữa chúng thƣờng đƣợc biểu diễn dƣới dạng những phát biểu động từ (nhƣ vị từ). Hơn nữa, các thao tác tìm kiếm trên mạng ngữ nghĩa thƣờng khó khăn (đặc biệt đối với những mạng có kích thƣớc lớn). Do đó, mô hình mạng ngữ nghĩa đƣợc dùng chủ yếu để phân tích vấn đề. Sau đó, nó sẽ đƣợc chuyển đổi sang dạng luật hoặc frame để thi hành hoặc mạng ngữ nghĩa sẽ đƣợc dùng kết hợp với một số phƣơng pháp biểu diễn khác.
- 12 - CHƢƠNG II: BIỂU DIỄN TRI THỨC 2.1 Giới thiệu về tri thức Tri thức (knowledge): là sự hiểu biết của ngƣời trong một phạm vi, lĩnh vực nào đó; đƣợc xem xét theo các mục tiêu hay các vấn đề nhất định. Ví dụ: - Kiến thức về một lĩnh vực y học và khả năng chẩn đoán bệnh là tri thức. - Biết một tam giác có các yếu tố nào cùng với các công thức liên hệ giữa các yếu tố là tri thức. - Biết các dạng cấu trúc dữ liệu thƣờng dùng trong lập trình cùng với các thuật toán xử lý cơ bản trên các cấu trúc là tri thức. Các dạng tri thức - Tri thức mô tả: các khái niệm, các đối tƣợng cơ bản. - Tri thức cấu trúc: các khái niệm cấu trúc, các quan hệ, các đối tƣợng phức hợp, ... - Tri thức thủ tục: các luật dẫn, các thủ tục xử lý, các chiến lƣợc, … - Tri thức meta: tri thức về các dạng tri thức khác và cách sử dụng chúng. Tri thức là một hệ thống phức tạp, đa dạng và trừu tƣợng bao gồm nhiều thành tố với những mối liên hệ tác động qua lại nhƣ: - Các khái niệm (concepts), với những mối liên hệ cơ bản nhất định (relationships). - Các quan hệ (relations): Xem lại kiến thức về quan hệ ở góc độ toán học trong giáo trình “Toán Rời Rạc”: o Định nghĩa quan hệ 2 ngôi. o Các tính chất về một quan hệ 2 ngôi R trên một tập X: phản xạ, đối xứng, phản xứng, bắc cầu. o Quan hệ thứ tự. o Quan hệ tƣơng đƣơng. o Cách biểu diễn của một quan hệ 2 ngôi R trên tập X: Biểu diễn dựa trên “tập hợp”,biểu diễn bằng ma trận, biểu đồ (đồ thị). - Các toán tử (operators), phép toán, các biểu thức hay công thức
- 13 - o Phép toán 2 ngôi T trên tập X là ánh xạ T : XxX  X (a,b)  a T b ≡ T(a,b) Ví dụ: T: NxN  N (a,b)  a+b o Phép toán 1 ngôi S trên tập X là S: X  X o Các tính chất thƣờng đƣợc xem xét: giao hoán, kết hợp, phần tử trung hòa, phần tử nghịch đảo, phần tử đối, phân phối (hay phân bố), … - Các hàm (functions). - Các luật (rules). - Sự kiện (facts). - Các thực thể hay đối tƣợng, một phần tử cụ thể (objects). 2.2 Biểu diễn tri thức bằng luật dẫn(luật sinh) 2.2.1. Khái niệm Phƣơng pháp biểu diễn tri thức bằng luật sinh đƣợc phát minh bởi Newell và Simon trong lúc hai ông đang cố gắng xây dựng một hệ giải bài toán tổng quát.Đây là một kiểu biểu diễn tri thức có cấu trúc. Ý tƣởng cơ bản là tri thức có thể đƣợc cấu trúc bằng một cặp điều kiện và hành động: "NẾU điều kiện xảy ra THÌ hành động sẽ đƣợc thi hành". Chẳng hạn, NẾU đèn giao thông là đỏ THÌ bạn không đƣợc đi thẳng, NẾU máy tính đã mở mà không khởi động đƣợc THÌ kiểm tra nguồn điện,… Ngày nay, các luật sinh đã trở nên phổ biến và đƣợc áp dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống trí tuệ nhân tạo khác nhau.Luật sinh có thể là một công cụ mô tả để giải quyết các vấn đề thực tế thay cho các kiểu phân tích vấn đề truyền thống.Trong trƣờng hợp này, các luật đƣợc dùng nhƣ là những chỉ dẫn (tuy có thể không hoàn chỉnh) nhƣng rất hữu ích để trợ giúp cho các quyết định trong quá trình tìm kiếm, từ đó làm giảm không gian tìm kiếm.Một ví dụ khác là luật sinh có thể đƣợc dùng để bắt chƣớc hành vi của những chuyên gia. Theo cách này, luật sinh không chỉ đơn thuần là một
- 14 - kiểu biểu diễn tri thức trong máy tính mà là một kiểu biễu diễn các hành vi của con ngƣời. Một cách tổng quát luật sinh có dạng nhƣ sau: P1 P2 ...  Pn  Q Tùy vào các vấn đề đang quan tâm mà luật sinh có những ngữ nghĩa hay cấu tạo khác nhau: - Trong logic vị từ: P1, P2, ..., Pn, Q là những biểu thức logic. - Trong ngôn ngữ lập trình, mỗi một luật sinh là một câu lệnh. IF (P1 AND P2AND ..AND Pn) THEN Q. - Trong lý thuyết hiểu ngôn ngữ tự nhiên, mỗi luật sinh là một phép dịch: ONE  một. TWO  hai. JANUARY  tháng một. Để biễu diễn một tập luật sinh, ngƣời ta thƣờng phải chỉ rõ hai thành phần chính sau: - Tập các sự kiện F(Facts) F = {f1, f2, ... fn} - Tập các quy tắc R (Rules) áp dụng trên các sự kiện dạng nhƣ sau : f1 ^ f2 ^ ... ^ fi q Trong đó, các fi, q đều thuộc F 2.2.2. Cơ chế suy luận trên các luật sinh - Suy diễn tiến: là quá trình suy luận xuất phát từ một số sự kiện ban đầu, xác định các sự kiện có thể đƣợc "sinh" ra từ sự kiện này. Sự kiện ban đầu: H, K R3: H  A {A, H. K } R1: A  E { A, E, H, K } R5: E K  B { A, B, E, H, K } R2: B  D { A, B, D, E, H, K }