BÀI GIẢNG HỆ CHUYÊN GIA - ĐẠI HỌC HÀNG HẢI - 1 pps

Mục tiêu của học phần: - Cung cấp các kiến thức cơ bản về các kỹ thuật biểu diễn v xử lý tri thức.. Theo giáo sư Edward Feigenbaum của trường đại học STANFORD , ông l một trong những ch

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH

KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI GIẢNG

HỆ CHUYÊN GIA

HẢI PHÒNG - 2010

MỤC LỤC

Chương 1: Tổng quan về hệ chuyên gia 2

Chương 2: Biễu diễn tri thức 7

Chương 3: Các kỹ thuật suy diễn và lập luận 18

Chương 4: Hệ hỗ trợ quyết định 38

Chương 6: Logic mờ và lập luận xấp xỉ 49

Tên học phần: Hệ chuyên gia Loại học phần : 3

Bộ môn phụ trách giảng dạy : Khoa học máy tính Khoa phụ trách: CNTT

Mã học phần: 17213 Tổng số TC: 3

TS tiết Lý thuyết Thực h nh/ Xemina Tự học B i tập lớn Đồ án môn học

Điều kiện tiên quyết:

Sinh viên phải nắm được một ngôn ngữ lập trình v học môn TTNT

Mục tiêu của học phần:

- Cung cấp các kiến thức cơ bản về các kỹ thuật biểu diễn v xử lý tri thức

- Rèn luyện tư duy khoa học

Nội dung chủ yếu:

- Tổng quan về hệ chuyên gia;

- Biểu diễn tri thức v lập luận;

- Hệ hỗ trợ ra quyết định

- Máy học;

- Logic mờ v lập luận xấp xỉ;

Nội dung chi tiết:

Tên chương mục TS LT Phân phối số tiết BT Xemina KT

MỞ ĐẦU

Chương I Hệ chuyên gia, chương trình ứng dụng 08 08

1.1 Hệ chuyên gia - chương trình ứng dụng 03

2.3 Mâu thuẫn (consistency - inconsistency) 01

Chương III Các kỹ thuật suy diễn và lập luận 09 08 01

3.1 Nhập môn 01

3.4 Biểu diễn tri thức bằng Logic vị từ v suy diễn 02

4.1 Khái niệm về hệ hỗ trợ ra quyết định 02

5.2 Học bằng cách xây dựng cây định danh 06

6.1 Biểu diễn tri thức bằng logic vị từ 01

6.4 Biểu diễn tri thức bằng logic mờ v suy diễn 02

Nhiệm vụ của sinh viên: Lên lớp đầy đủ v chấp h nh mọi quy định của Nh trường

L m b i tập lớn đúng hạn

Tài liệu tham khảo:

1 Nguyễn Thanh Thủy - Hệ Chuyên gia - Trường Đại học Bách khoa H nội - 2002

2 Ho ng Kiếm - Các hệ cơ sở tri thức - Nh xuất bản ĐHQG TPHCM - 2002

3 JohnDurkin - Expert systems - NXB Prentic Hall - 1994

Hình thức và tiêu chuẩn đánh giá sinh viên:

- Thi viết rọc phách, thời gian l m b i: 60 phút

Thang điểm : Thang điểm chữ A,B,C,D,F

Điểm đánh giá học phần: Z=0,3X+0,7Y

B i giảng n y l t i liệu chính thức và thống nhất của Bộ môn Khoa học máy tính, Khoa

Công nghệ thong tin v được dùng để giảng dạy cho sinh viên

Ngày phê duyệt: / /2010

Trưởng Bộ môn: (ký và ghi rõ họ tên)

1

Mở đầu

Ng y nay việc ứng dụng công nghệ kĩ thuật cao v o đời sống đang l một đòi hỏi bức thiết Một trong những lĩnh vực đó l trí tuệ nhân tạo, m một phần quan trọng của nó l Hệ chuyên gia Vậy hệ chuyên gia l gì? Theo giáo sư Edward Feigenbaum của trường đại học STANFORD , ông l một trong những chuyên gia đầu ng nh về hệ chuyên gia đã cho rằng: Hệ chuyên gia l một hệ thống chương trình máy tính chứa các thông tin tri thức v các quá trình suy diễn về một lĩnh vực

cụ thể n o đó dể giải quyết các b i toán khó m dòi hỏi sự uyên bác của các chuyên gia trong ngành Một cách khác ta có thể thấy:

Hệ chuyên gia = CSTT + MTSD + GD + Modul hỏi đáp + Thu nhận tri thức

Các vấn đề của hệ chuyên gia:

Quản trị tri thức

Môtơ - suy diễn:

Sd thông thường

Sd với Metaknowledge

Sd không chắc chắn

Sd xấp xỉ logic xác suất Logic mờ

Giao diện

Hỏi đáp

KDD : thu nạp (phát hiện) tri thức từ dữ liệu

HCG phân tán

2

Chương 1: Tổng quan về hệ chuyên gia 1.1 Hệ chuyên gia - chương trình ứng dụng (HCG - CTƯD)

Khái niệm: Hệ chuyên gia (HCG ) l một chương trình ứng dụng (CTƯD) khai

thác cơ sở tri thức (CSTT) thu nạp từ nguồn tri thức chuyên môn dựa trên việc sử dụng cơ chế suy diễn để giải quyết các b i toán tư vấn KHÓ đạt trình độ cỡ như một CHUYÊN GIA LÂU NĂM LÀNH NGHỀ

i) Ta có sơ đồ mô tả như sau:

HCGƯD = CSTT + MTSD

(BDTT)

Nguồn tri thức NSD

Chuyên gia T i liệu chuyên môn

Qua sơ đồ trên ta có thể thấy: Một chương trình ứng dụng được xây dựng dựa trên CSTT v (MTSD) mô tơ suy diễn Trong đó CSTT được lấy từ nguồn tri thức Có hai loại l xin ý kiến từ các chuyên gia trong lĩnh vực đó, cũng có thể lấy theo cách thứ hai đó l tổng hợp từ các t i liệu chuyên môn Còn MTSD phụ thuộc v o người dùng do người dùng đưa ra

ii) Vai trò của kỹ sư tri thức (knowledge Engineer)

Nhà c/m

LTV

Analyzer

2 XD HCG

C gia

LTV

Kĩ sư TT

SUPER Super

 SUPER

S





Super Super Super



 Super Super

iii) Xây dựng hệ chuyên gia

3

Sau khi đã xét ai trò của các nhân tố ở mục trên ta có thể thấy rằng để xây dựng một

hệ chuyên gia thì cần có sự tham gia của các nhân tố v sự kết hợp của họ tiến h nh trong một thời gian d i( long-term) Các nhân tố bao gồm:

- CGia

- LTV

- Kĩ sư tri thức

iv) Hai phương cách xây dựng hệ chuyyên gia ứng dụng

Cách 1:

Với cách n y có sự kết hợp v nỗ lực giũa các chuyên gia, các kĩ sư tri thức và các lập trình viên Họ l m việc cùng nhau và kết quả l xây dựng một hệ chuyên gia

HCGƯD = ∑ nỗ lực (CGia + KSTT + LTV)

Cognitive Engineering

Cách 2:

Trong cách này không có sự tham gia của Lập trình viên

HCGƯD = ∑ nỗ lực (CGia + KSTT) + CÔNG CỤ

ES Generation KBMS

Shell ES ES Building to

Empty ES

v) Hệ tri thức(knowledge system)

Tri thức được thu nạp từ nhiều nguồn khác nhau như là:

+T i liệu

+KDD

+Knowledge Base System

+Knowledge Base System : Hệ thống l m việc trên cơ sở tri thức

vi) Hệ chuyên gia nhằm giải quyết b i toán tư vấn (consultation) khó

vii) Hệ chuyên gia phải đạt trình độ cao

4

Nhanh

Chính xác

Chậm SUPER cross - validation KCX

1.2 Cấu trúc hệ chuyên gia

Phiên tƣ vấn chuyên gia

(0) Phiên thu nạp tri.thức : off - line

(1) Phiên hỏi: để lấy thông tin

(2) Suy diễn On - line

(3) Giải đáp

Expert

Tập tin (1) Ngày, giờ, tháng, năm, giới tính

Kluận/ tƣ vấn (1)

C.Gia

NSD

Giao diện (1)

Mô tơ suy diễn (3) Các cơ chế Các cơ

sử dụng chế ĐK

Soạn thảo tri thức (5)

Giải thích (4)

KDD

CS luật Cs sự l.vực kiện

(NSD)

CSTT(2 )

CSDL

L

KSTT

5

Phân tích (If … then)

HCG = 1 +(2 + 3) + 4 + 5 + 6

Ví dụ:

(1) Đánh cờ

ii) Cẩm nang

If thế cờ Then đi quân

(2) Hệ Tử vi

(3) Hệ khám bệnh

1.3 Ứng dụng hệ chuyên gia

Hiên nay hệ chuyên gia được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: ví dụ như công nghệp, nông nghiệp, khoa học máy tính, thương mại khí tượng, y học, quân sự, hoá học Đặ biệt trong giai đoạn gần đây việc ứng dụng hệ chuyên gia vào lĩnh vực giáo dục đ o tạo đang được phát triển mạnh

Ở đâu cần tư vấn ở đó có thể xây dựng hệ chuyên gia

nên

phải

* Các dạng b i toán (Sự tư vấn)

1 - Diễn giải (Interpretation): Đưa ra mô tả tình huống các dữ liệu thu thập được

2 - Dự báo (Hediction): đưa ra hậu quả của một tình huống nào đó, như là dự báo thời tiết, dự báo giá cả thị trường

3 - Chuẩn đoán (Diagnosis): Xác định các lỗi , các bộ phận hỏng hóc của hệ thống dựa trên các dữ liệu quan sát được

(Khi hệ thống hoạt động không bình thường)

4 - Gỡ rối (Debugging): Mô tả các phương pháp khắc phục hệ thống khi gặp

sự cố

6

5 - Thiết kế : lựa chọn cấu hình các đói tƣợng nhằm thoả mãn một số ràng buộc nào đó:

x: CAD Intelligent (x) : CAD

6 - Giảng dạy : Phần mềm dạy học, có thể chuẩn đoán và sủa lỗi của học sinh trong quá trình học tập

- Multimedia

- Internet

Bài tập chương 1:

Câu 1: Hệ chuyên gia l gì? Cho ví dụ?

Câu 2: Trình b y cấu trúc của một hệ chuyên gia trong thực tế

Câu 3: Liệt kê các hệ chuyên gia đã đƣợc ứng dụng thực tế (tối thiểu 6 hệ)