ĐỒ ÁN CÁC HỆ CƠ SỞ TRI THỨC Xây dựng chương trình GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU

Với mong muốn tạo ra một phần mềm giúp các em học sinh có thể tiếp thu tốt hơn các bài tập Vật lý về mạch điện 1 chiều không đổi, giúp các em có một công cụ để dễ dàng kiểm tra kết quả

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN CÁC HỆ CƠ SỞ TRI THỨC

Xây dựng chương trình :

GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU <Vật lý 11>

Giảng viên :

Huỳnh Thị Thanh Thương Sinh viên thực hiện :

Nguyễn Duy Khiêm 10520555

Phạm Đình Sứng 10520219

Trần Quốc Thuấn 10520092

Phạm Ngọc Ánh 10520237

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

-LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian ngắn để thực hiện đề tài với những kỉ niệm, trải nghiệm khó quên Để

mở đầu cho cuốn báo cáo này, xin gửi những lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy

cô giáo của trường Đại học Công Nghệ Thông Tin đã giúp chúng em có được các kiến

thức nền tảng và những lời khuyên chân quý báu trong quá trình chọn và làm đồ án

Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến cô Huỳnh Thị Thanh Thương – giảng

viên môn Các Hệ Cơ sở Tri thức Cô luôn rất tận tâm, nhiệt tình và tỉ mỉ để dạy chúng

em những tiết lý thuyết chất lượng và bổ ích Những bài học căn bản của cô, những

buổi seminar thật bổ ích và nhận được những lời nhận xét, đánh giá và gợi ý đã giúp

chúng em đi đúng hướng và có thể hoàn thành đồ án một cách tốt nhất Mỗi khi gặp

khó khăn hay vướng mắc chúng em lại nhận được sự giúp đỡ và những câu trả lời của

cô một cách nhanh chóng

Cuối cùng, nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, những người bạn đã giúp đỡ

nhóm , động viên tinh thần và tạo điều kiện tốt nhất để các thành viên trong nhóm làm

tốt và hoàn thành đúng hạn đồ án

Thời gian chỉ vẻn vẹn 3 tháng nhưng đã mang lại cho nhóm những trải nghiệm thú vị,

những ấn tượng vui có mà buồn cũng có nhưng rồi tất cả cũng đã cố gắng hoàn thành

đồ án, ngoài việc học thêm được nhiều kiến thức bổ ích, tự hoàn thiện khả năng độc

lập làm việc và làm việc nhóm thì việc thực hiện đề tài này cũng giúp nhóm xích lại

gần nhau hơn, hiểu nhau hơn

Xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày 9 tháng 7 năm 2013

Người thực hiện:

Trần Quốc Thuấn 10520092

Nguyễn Duy Khiêm 10520555

Phạm Đình Sứng 10520219

Phạm Ngọc Ánh 10520237

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 6

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 7

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 9

1.1 THỰC TRẠNG 9

1.2 MỤC TIÊU 10

1.3 ĐỐI TƯỢNG 11

1.4 PHẠM VI 11

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12

2.1 Các tri thức về mạch điện 1 chiều không đổi trong chương trình Vật lý 11 12

2.2 Cơ sở tri thức – Knowledge Base (KB) 12

2.3 Hệ cơ sở tri thức - Knowledge Base System 14

2.4 Hệ chuyên gia – Expert System 16

2.7 Mạng tính toán và Mạng các đối tượng tính toán (COKB) 17

2.7.1 Mạng tính toán - Computational Network 17

2.7.2 Mạng các đối tượng tính toán - COKB 22

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CƠ SỞ TRI THỨC 24

3.1 MÔ HÌNH TRI THỨC CỦA ỨNG DỤNG 24

3.2 TỔ CHỨC LƯU TRỮ TRÊN MÁY TÍNH 28

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BỘ SUY DIỄN 36

4.1 SUY DIỄN TIẾN 36

4.2 SUY DIỄN LÙI 39

CHƯƠNG 5 : ỨNG DỤNG 40

5.1 MỤC TIÊU CỦA ỨNG DỤNG 40

5.2 YÊU CẦU 40

5.3 CHỨC NĂNG 40

5.5 NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ 41

5.6 CÀI ĐẶT – MỘT SỐ HÀM QUAN TRỌNG 42

5.6.1 Hàm xử lý dữ kiện đầu vào 42

5.6.2 Xác định loại mạch và load tri thức dựa vào đề bài 42

5.6.3 Xác định yêu cầu của đề bài – Kết luận 46

5.6.4 Bộ suy diễn – Suy diễn tiến 49

5.6.5 Bộ suy diễn – Suy diễn lùi 50

5.6.6 Bộ suy diễn – Hàm tính toán 51

5.7 GIAO DIỆN 54

5.8 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THỬ NGHIỆM 55

5.8.1 Hướng dẫn sử dụng 55

5.8.2 Hướng dẫn nhập đề bài 55

5.8.3 Chạy thử 58

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN , ĐÁNH GIÁ 63

6.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 63

6.2 HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI 63

6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64

6.4 ĐÁNH GIÁ NỘI BỘ 64

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang

Chương 2- CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hình 2.2.1 : Các phương pháp biểu diễn tri thức

Hình 2.3.1 Mỗi quan hệ giữa Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn

Hình 2.3.2 Mỗi quan hệ giữa Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn trong HCSTT

Hình 2.4.1 Cấu trúc của hệ chuyên gia

Chương 3 – THIẾT KẾ CƠ SỞ TRI THỨC

Hình 3.1 : Sơ đồ Mô hình tri thức của ứng dụng

Hình 3.2.1: Mạch điện một R

Hình 3.2.2 : Mạch điện 1 chiều R1 nối tiếp R2

Hình 3.2.4 : Mạch điện 1 chiều R1 ,R2,R3 mắc nối tiếp

Hình 3.2.5 : Mạch điện 1 chiều R1 ,R2,R3 mắc song song

Hình 3.2.6 : Mạch điện 1 chiều ( R1 nối tiếp R2 )rồi mắc song song với R3

Hình 3.2.7 : Mạch điện 1 chiều ( R1 nối tiếp R3 )rồi mắc song song với R2

Hình 3.2.8 : Mạch điện 1 chiều ( R2 nối tiếp R3 )rồi mắc song song với R1

Hình 3.2.9 : Mạch điện 1 chiều ( R1 song song R2 )rồi mắc với nối tiếp R3

Hình 3.2.10 : Mạch điện 1 chiều ( R1 song song R3 )rồi mắc với nối tiếp R2

Hình 3.2.11 : Mạch điện 1 chiều ( R2 song song R3 )rồi mắc với nối tiếp R1

Chương 4 – THIẾT KẾ BỘ SUY DIỄN

Hình 4.1 : Sơ đồ khối thuật giải suy diễn tiếp áp dụng cho chương trình

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu, chữ viết tắt, thuật ngữ Giải thích

Base : Mạng các đối tượng tính toán

MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong thời đại bùng nổ về công nghệ - thông tin Việc áp

dụng các biện pháp CNTT vào việc dạy vào học là một bước tiến vượt bậc giúp việc

dạy và học hiệu quả hơn, không bị nhàm chán , nhanh gọn và chính xác hơn

Với mong muốn tạo ra một phần mềm giúp các em học sinh có thể tiếp thu tốt

hơn các bài tập Vật lý về mạch điện 1 chiều không đổi, giúp các em có một công cụ để

dễ dàng kiểm tra kết quả mình làm và đưa ra lời giải một cách ngắn gọn, xúc tích và

đúng đắn nhất , giúp các phụ huynh có thể kiểm tra bài tập của con em mình mà

không nhất thiết phải hiểu bài của các em… Nhóm thực hiện đồ án chúng em đã đi

vào tìm hiểu, nghiên cứu Các Hệ Cơ sở Tri thức – Mạng tính toán để xây dựng nên

phần mềm : Giải các bài tập Vật lý 11- Mạch điện 1 chiều không đổi.

Ban đầu chương trình còn đơn giản, độ chính xác và tin cậy chưa cao, nhưng

hy vọng rằng trong những lần cập nhật sau, chương trình sẽ cải thiện được vấn đề

này.

Nội dung của báo cáo đồ án môn học được trình bày trong 6 chương, bao gồm:

Chương 1 – Tổng quan về đề tài : Chương này giới thiệu tổng quan về đề tài bao

gồm : thực trạng và sự cần thiết của đề tài, mục đích, đối tượng mà đề tài hướng đến,

phạm vi – giới hạn nghiên cứu của đề tài và các phương pháp nghiên cứu và thực hiện

đề tài

Chương 2 – Cơ sở lý thuyết : Tri thức , HCSTT, HCG, Mạng tính toán, COKB…

Chương 3 – Thiết kế cơ sở tri thức : Thiết kế mô hình tri thức, tổ chức lưu trữ tri

thức trên máy tính

Chương 4 – Thiết kế bộ suy diễn : Các phương pháp suy diễn tiến, suy diễn lùi.

Chương 5 – Cài đặt ứng dụng : Xây dựng ứng dụng thử nghiệm là một phần mềm

giải các bài tập vật lý mạch điện 1 chiều lớp 11

Chương 6 – Kết luận: Tổng kết những kết quả đạt được, tóm tắt lại các vấn đề đã đặt

ra trong báo cáo và cách giải quyết, những đóng góp mới và những đề xuất mới về

một số hướng phát triển của đề tài trong tương lai

Cuối cùng là danh mục các tài liệu tham khảo và phần phụ lục.

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 THỰC TRẠNG

Ngành công nghiệp sản suất các phần mềm giáo dục của nước ta nói riêng và thế giới

nói chung còn hạn chế, chưa có nhiều thành tựa đột phá

Các phần mềm liên quan hệ hệ giải toán vật lý trên thế giới điển hình như :

+ PhysicsTutor® Excalibur Physics Software Reviews: phần mềm hỗ trợ tổ chức và

tối ưu hóa hiệu quả trong nghiên cứu vật lý

+ Physics Problems Solver Software: ứng dụng đơn giản dành cho học sinh học tập

khoa học căn bản của vật lý với các khái niệm nội dung và giao diện dễ dùng và bắt

mắt

+ Phần mềm mô phỏng và giải toán con lắc đơn: chức năng chính mô tả chuyển động

của con lắc phần mềm có thể giải các bài toán thông dụng với các đại lượng gia tốc

trọng trường, chiều dài con lắc, li độ góc, biên độ góc, vận tốc , vận tốc cực đại, gia

tốc…

+ Physics Simulations: công cụ giúp mô phỏng các hiện tượng Vật lý, đồng thời cũng

là 1 công cụ giúp tính nhanh các đại lượng khi biết các đại lượng liên quan, chẳng

hạn: tính hiệu điện thế bằng định luật Ohm, tính chu kỳ, tần số dao động

v.v và còn nhiều các phần mềm hữu dụng khác nữa

Tuy vậy nhưng ngành công nghiệp sản suất phần mềm giáo dục của nước ta còn chưa

phát triển và đem lại lợi ích cho người dùng và người sản suất

Các vướng mắc chính:

Phần mềm không thể đến tận tay người tiêu dùng cần thiết do ở những nơi xa xôi của

đất nước chưa phổ cập máy tỉnh ở mỗi nhà mỗi gia đình, nền giáo dục việc nam thì

sách vở đóng vai trò quan trọng và hầu như mọi hoạt động giáo dục đề thực hiện trên

sách vở

Ý thức sử dụng phần mềm của người dùng việt còn kém: đa phần sử dụng các bản

Crack và lậu để được sử dụng Free, làm cho các công ty sản suất thua lỗ và không thể

nào phát triển sản suất cũng như thị trường

Chính vì vậy ngành công nghiệp sản suất các phần mềm giáo dục đặc biệt là vật lý còn

nhiều hứa hẹn và triển vọng trong tương lai, chúng ta cần phát huy và pháp triển để

đem lại lợi ích cho chính mình cũng như tác động mạnh mẽ đến nền giáo dục hiện thời

còn chưa được hiện đại hóa của nước ta

1.2 MỤC TIÊU

 Mục tiêu đồ án:

- Giải được một số dạng bài tập vật lý các bài về mạch điện một chiều không đổi

- Giúp học sinh và giáo viên tra cứu bài giải để đối chiếu kết quả làm được hoặc

tham khảo bài giải khi chưa tìm ra hướng đi cho bài toán

- Là giải pháp hiệu quả giúp học sinh tự mình kiểm tra cũng như bổ sung các

kiến thức còn thiếu trong quá trình sử dụng phần mềm

- Nâng cáo kỹ năng sử dụng một phần mềm giáo dục, học được cách nhập bài

toán theo quy ước của phần mềm, cách thêm tri thức mới và cập nhật các cách

giải hay và mới cho phần mềm

- Tiện lợi cho việc đi lại và học tập khi không cần đi bất cứ đâu để hỏi bài khi có

thể tham khảo khi đã nghiên cứu một bài trong một thời gian dài mà không tìm

ra được hướng giải quyết, chỉ cần ngồi vào máy và nhập bài toán vào, tiết kiệm

chi phí đi lại cũng như công sức bỏ ra mà vẫn có thể có được lời giải hay và

đúng để học tốt hơn

- Phần mềm tuy ban đầu đơn giản , còn nhiều điểm yếu kém nhưng hy vọng sẽ là

tiền đề để tiếp tục được phát triển và thành công hơn nữa

 Ứng dụng:

Ứng dụng chính của phần mềm là trong lĩnh vực giáo dục trung học phổ thông cụ thể

là trong học tập và giảng dậy môn lý lớp 11, đặc biệt là các phần về mạch điện, điện

- Phạm vi về kiến thức: Chương trình vật lý trong lớp 11 cụ thể hơn là các bài tập

vật lý về Mạch điện 1 chiều có dòng điện không đổi có tối đa 3 điện trở mắc với

nhau

- Phạm vi phần mềm: Hệ giải toán (hệ giải toán vật lý).

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu về mạng tính toán , các phương pháp suy diễn trên mạng tính toán : suy

diễn tiến, suy diễn lùi

- Thu thập tri thức : các đối tượng, định lý, công thức… trong mạch điện một chiều

không đổi

- Chọn lọc , phân loại ,xử lý tri thức thu thập được

- Biểu diễn ,lưu trữ miền tri thức thu thập được để có thể sử dụng trong chương trình

- Xác định và tiến hành cài đặt phương pháp suy diễn trong bài toán để từ miền tri

thức nhập vào có thể tìm ra lời giải cho bài toán nhất định

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Các tri thức về mạch điện 1 chiều không đổi trong chương trình Vật lý 11.

…

2.2 Cơ sở tri thức – Knowledge Base (KB)

 Khái niệm : Tập hợp các tri thức liên quan đến vấn đề mà chương trình quan

tâm giải quyết tạo thành một cơ sở tri thức

 Cách tiếp cận khoa học và công nghệ về tri thức :

- Trước đây mọi hoạt động liên quan đến việc hình thành tri thức và quá trình

suy luận trên tri thức đều thuộc chức năng đặc biệt của bộ não con người

- Sự ra đời của máy tính điện tử -> một số công việc cần sử dụng trí óc có

thể được thay thế và thực hiện được bởi máy tính

- Thành tựu bước đầu: Tự động hóa chứng minh logic, chơi cờ, phiên dịch,…

- Con người tìm hiểu sâu hơn bản chất của hoạt động nhận thức của mình , hệ

thống tri thức tích lũy được, thuộc tính của tri thức, đòi hỏi đối với tri thức

- Nghiên cứu đề xuất phương pháp khoa học và giải pháp công nghệ để

+ Biểu diễn tri thức

+ Thu thập và tìm kiếm tri thức

+ Xử lý tri thức

+Quản trị tri thức

 Vấn đề biểu diễn tri thức :

- Để biểu diễn tri thức ta sử dụng :

+ Các kiểu dữ liệu đơn giản

+ Các kiểu dữ liệu có cấu trúc , các cấu trúc trừu tượng

+ Các mô hình toán học, các cấu trúc toán học

+Các hệ logic toán học

+Ngôn ngữ đặc tả

 Các phương pháp biểu diễn tri thức :

Hình 2.2.1 : Các phương pháp biểu diễn tri thức.

Vấn đề biểu diễn tri thức = tìm cách diễn

đạt, thể hiện, mã hóa tri thức theo những dạng thức nhất định, thích hợp cho việc tổ chức lưu trữ và xử lý trên máy

2.3 Hệ cơ sở tri thức - Knowledge Base System

 Khái niệm:

 Cấu trúc của HCSTT:

- Hai yếu tố chính trong Hệ CSTT là : Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn

- Cơ sở tri thức: là tập hợp các tri thức liên quan đến vấn đề

mà chương trình quan tâm giải quyết

- Động cơ suy diễn: là phương pháp vận dụng tri thức trong

cơ sở tri thức để giải quyết vấn đề

- Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa hai khối:

Hình 2.3.1 Mỗi quan hệ giữa Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn so với

chương trình cổ điển

Hình 2.3.2 Mỗi quan hệ giữa Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn trong

Hệ cơ sở tri thức.

2.4 Hệ chuyên gia – Expert System

Khái niệm :

 Hệ chuyên gia là một hệ thống chương 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 người đối với các giải pháp của họ Nói cách khác hệ chuyên gia là

dựa trên tri thức của các chuyên gia con người giỏi nhất trong lĩnh vực quan

tâm

 Tri thức của hệ chuyên gia bao gồm các sự kiện và các luật, các sự kiện

được cấu thành một số nhiều thông tin khác nhau, được thu thập rộng rãi,

công khai và được sự đồng tình của nhiều chuyên gia con người 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 thước và chất

lượng của cơ sở tri thức mà hệ chuyên gia đó có được

 Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trưng cho một lĩnh vực vấn đề nào đó như y

khoa, tài chính, khoa học hay công nghệ vv… , mà không phải là cho bất

kỳ một lĩnh vực vấn đề nào

Đặc trưng của hệ chuyên gia.

4 đặc trưng cơ bản của hệ chuyên gia là:

 Hiệu quả cao: khả năng trả lời với mức độ tinh thông bằng hoặc cao hơn so

với chuyên gia con người trong cùng lĩnh vực

 Thời gian trả lời thỏa đáng: Thời gian trả lời hợp lý bằng hoặc nhanh hơn

so với chuyên gia con người để đi đến cùng một quyết định

 Độ tinh cậy cao: Không thể xảy ra sự cố hoặc giảm sút độ tinh cậy khi sử

dụng

 Dễ hiểu: Hệ chuyên gia giải thích các bước suy luận một cách dễ hiểu và

nhất quán



Cấu trúc của hệ chuyên gia.

Một hệ chuyên gia kiểu mẩu gồm các thành phần cơ bản sau:

Hình 2.4.1 Cấu trúc của hệ chuyên gia.

2.7 Mạng tính toán và Mạng các đối tượng tính toán (COKB)

2.7.1 Mạng tính toán - Computational Network

Khái niệm:

Cấu trúc của mạng tính toán: có dạng (M, F), trong đó:

M = x1,x2, ,xm tập hợp các biến đơn trong miền xác định tương ứng

D1,D2, ,Dm

F = f1,f2, ,fm tập các quan hệ có dạng:

f : u(f)  v(f) trong đó u(f), v(f) là các tập con khác rỗng của M thỏa:

u(f)  v(f) = 

Các vấn đề trên mạng tính toán :

Giải quyết vấn đề :

Mỗi mạng tính toán là một mạng ngữ nghĩa chứa các biến và những quan hệ có

thể cài đặt và sử dụng cho việc tính toán.

 Vấn đề 1: A  B giải được không?

Khái niệm bao đóng : bao đóng của A ký hiệu là Ᾱ là sự mở rộng tối

đa của A trên mô hình (M,F).

 Ta có thể kiểm tra tính giải được của bài toán A->B bằng cách

tìm bao đóng của tập A rồi xét xem B có bao hàm trong A hay

Tính bao đóng của Q={d} và W={d,e}

Giải

Q={d}

Q={d,e,g} ( áp dụng d->eg)

Q={d,e,g,h} ( áp dụng g->h)

Sau đó ta thấy ko còn một luật trong tập F nào có thể áp dụng cho tập Q

nên ta kết luận Q- ={d,e,g,h} là bao đóng của Q

Với W={d,e}

W={d,e,g} ( áp dụng d->eg)

W={d,e,g,h} ( áp dụng g->h)

Sau đó tương tự như Q ko có luật F nào áp dụng lên W được nữa nên

ta kết luận bao đóng của W

 Vấn đề 2: Nếu A  B giải được, lời giải như thế nào?

Tính các biến: B = b, c

Hình 2.7.1 Phương pháp suy diễn trên MTT để đưa ra lời giải.

 Vấn đề 3 : Kiểm định giả thiết bài toán

2.7.2 Mạng các đối tượng tính toán - COKB

Ví dụ :

Xét một bài toán gồm có 2 tam giác có một số liên hệ với nhau ( chẳng hạn cạnh a của

tam giác này bằng cạch b của tam giác kia ), thì ta có một mạng tính toán gồm 2 “ đối

tượng” có cùng loại ( đều là tam giác ).

Mỗi đối tượng trong trường hợp này có thể được thay thế bởi một mạng tính toán

tương ứng, và từ đó ta được một mạng tính toán trong đó có 2 bộ phận ( hay 2 mạng

con ) có cùng loại

Mạng các đối tượng tính toán có dạng : (O,F) Trong đó :

O là tập hợp các đối tượng tính toán ( * ) Các đối tượng tính

toán ở đây có thể hiểu là mạng tính toán con hoặc các đối tượng

khác ( tập hợp các biến …)

F là tập hợp các quan hệ giữa các đối tượng

Hình 2.7.2 : Mạng tính toán gồm 2 bộ phận , mỗi bộ phận là 1 mạng tính toán

của 1 tam giác

Hình 2.7.3 : Mạng tính toán gồm 4 bộ phận

( * ) Các vấn đề được đặt ra đối với Mạng các đối tượng tính toán, cách cài

đặt và các thuật toán nhìn chung là tương tự như Mạng tính toán.

Mạng có 4 đối tượng tính toán

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CƠ SỞ TRI THỨC

3.1 MÔ HÌNH TRI THỨC CỦA ỨNG DỤNG.

Mô hình tri thức hệ “Giải bài tập Vật lý” có cấu trúc là:

Math_Physical( C- Object, Formula_Rule , Relation )

Trong đó:

2 C- Object : là các đối tượng tính toán.

3 Formula_Rule : Các công thức trong mạng tính toán.

4 Relation : Quan hệ giữa các đối tượng tính toán ( Điện trở R)

C-Object:

Có cấu trúc: C-Object(Facts, Formula)

Trong đó :

 Facts có cấu trúc : Facts(Symbol,Meaning)

• Symbol: là tập các ký hiệu của C- Object (mạch điện một R)

Symbol { U, R, I,A,Q,t,R1,U1….}

• Meaning: là định nghĩa cho các biến trên tập gồm các phần tử là:

Meaning{ Điện trở(R); Hiệu Điện Thế(U), Cường độ dòng điện(I), Công

 Formula có cấu trúc : Formula(Rule, Formula, )

Rule: là các luật từ giả thiết suy ra kết luận có cấu trúc trong mỗi một C-Object

Có cấu trúc : Formula_Rule(Rules, Formulas, )

 Rules: là các luật từ giả thiết suy ra kết luận có cấu trúc giữa các C-Object khác

nhau

Rules{ R1, R2 -> R; I1 -> I; I2 -> I; U1, U2 -> U……}

 Formula: là các công thức,định luật liên quan giữa các C-Object

Formula{

R1 + R2 = RU1 + U2 = UI1 = I2 = IR1 = Q1 / ( ( I1 x I1 ) x t)

……

}

Relation :

Có cấu trúc: Relation(1_resistor,2_resistors,3_resistors)

 1_resistor: là tập gồm { Mạch một R }

 2_resistors: là mối quan hệ giữa hai điện trở mắc với nhau,hay là hai mạch một bộ

nối với nhau

………… }

Hình 3.1 : Sơ đồ Mô hình tri thức của ứng dụng

3.2 TỔ CHỨC LƯU TRỮ TRÊN MÁY TÍNH

- Tổ chức tri thức trên bộ nhớ phụ với dạng file *.txt ( có tất cả 12 file txt)

- Cơ sở tri thức của chương trình gồm có 2 dạng chính:

Dạng 1 : Facts.txt : (một file)

 Facts.txt để lưu thông tin về các đối tượng tính toán bao gồm ký hiệu và mô tả

- ý nghĩa

 Cấu trúc :

<tên đối tượng 1> : <mô tả đối tượng 1>

<tên đối tượng 2> : <mô tả đối tượng 2>

…

 Ví dụ : File Facts.txt được trong chương trình

U : hiệu điện thế hai đầu mạch

 luat_ txt gồm nhiều file, mỗi file biễu diễn một quan hệ giữa các điện trở với

nhau ( các kiểu mạch) bao gồm :

 Cấu trúc :

<luât 1> .<vế phải của công thức 1> //Dấu là dấu hiệu phân cách

<luât 2> .<vế phải của công thức 2>

 File luat.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong mạch điện 1 chiều,

1 điện trở R và các đối tượng khác : U,I,Q,A,t

 File luat_R1ntR2.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong mạch 1

chiều, có 2 điện trở là R1 và R2 mắc nối tiếp và các đối tượng khác :

I1,R1->U1.I1 * R1U1,I1->R1.U1 / I1U2,R2->I2.U2 / R2I2,R2->U2.I2 * R2U2,I2->R2.U2 / I2I1,U1,t->A1.U1 * I1 * tA1,I1,t->U1.A1 / ( I1 * t )A1,U1,t->I1.A / ( U1 * t )A1,U1,I1->t.A1 / ( U1 * I1 )A1,t->Q1.A1 * t

Q1,t->A1.Q1 / tQ1,A1->t.Q1 / A1R1,I1,t->Q1.R1 * ( I1 * I1 ) * tQ1,I1,t->R1.Q1 / ( I1 * I1 * t )Q1,R1,I1->t.Q1 / ( I1 * I1 * R1 )Q1,R1,t->I1.sqrt ( Q1 / ( R1 * t ) )I2,U2,t->A2.U2 * I2 * t

A2,I2,t->U2.A2 / ( I2 * t )A2,U2,t->I2.A / ( U2 * t )A2,U2,I2->t.A2 / ( U2 * I2 )A2,t->Q2.A2 * t

Q2,t->A2.Q2 / tQ2,A2->t.Q2 / A2R2,I2,t->Q2.R2 * ( I2 * I2 ) * tQ2,I2,t->R2.Q2 / ( I2 * I2 * t )Q2,R2,I2->t.Q2 / ( I2 * I2 * R2 )Q2,R2,t->I2.sqrt ( Q2 / ( R2 * t ) )

 File luat_R1ssR2.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong mạch 1

chiều, có 2 điện trở là R1 và R2 mắc song song với nhau và các đối

tượng khác : U1,U2,U, I1,I2,I, R, Q1,Q2,Q, A1,A2,A, t

 File luat_R1ntR2ntR3.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong mạch

1 chiều, có 3 điện trở là R1, R2 và R3 mắc nối với nhau và các đối

tượng khác : U1,U2,U3,U, I1,I2,I3,I, R, Q1,Q2,Q3,Q, A1,A2,A3,A,

t

 File luat_R1ssR2ssR3.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong mạch

1 chiều, có 3 điện trở là R1,R2 và R3 mắc song song với nhau và các

Hình 3.2.3 : Mạch điện 1 chiều R1 song song R2

Hình 3.2.4 : Mạch điện 1 chiều R1 ,R2,R3 mắc nối tiếp

đối tượng khác : U1,U2,U3,U, I1,I2,I3,I, R, Q1,Q2,Q3,Q,

A1,A2,A3,A, t

 File luat_(R1ntR2)ssR3.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong

mạch 1 chiều, có 3 điện trở là (R1 nối tiếp với R2) rồi đem mắc song

song với R3 và các đối tượng khác : U1,U2,U3,U, I1,I2,I3,I, R,

Q1,Q2,Q3,Q, A1,A2,A3,A, t

 File luat_(R1ntR3)ssR2.txt : Biểu diễn các luật và công thức trong

mạch 1 chiều, có 3 điện trở là (R1 nối tiếp với R3) rồi đem mắc song

Hình 3.2.5 : Mạch điện 1 chiều R1 ,R2,R3 mắc song song

Hình 3.2.6 : Mạch điện 1 chiều ( R1 nối tiếp R2 )rồi mắc song song với R3