Một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia và ứng dụng tư vấn tuyển sinh

Các nội dung cơ bản của luận văn đượctrình như sau: Chương 1: Trình bày một số khái niệm về hệ chuyên gia, cơ sở tri thức,cách biểu diễn tri thức và mô hình RIASEC của J.L... Khái niệm v

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGUYỄN MẠNH HÙNG

MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ

CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG TƯ VẤN TUYỂN SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Thái nguyên – Năm 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu ht t p : / / w w w.lr c - tnu.edu v n/

i

-MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .iii DANH MỤC CÁC BẢNG .iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MÔ HÌNH RIASEC .4

1.1 Hệ chuyên gia 4

1.1.1 Khái niệm về hệ chuyên gia 4

1.1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia 5

1.1.3 Ứng dụng hệ chuyên gia 6

1.1.4 Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia 7

1.2 Cơ sở tri thức 10

1.3 Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia 12

1.3.1 Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất 12

1.3.2 Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic 14

1.3.3 Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa 15

1.3.4 Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo 16

1.3.5 Biễu diễn tri thức theo khung (Frame) 16

1.3.6 Xử lý tri thức không chắc chắn 17

1.4 Thiết kế hệ chuyên gia 22

1.5 Mô hình RIASEC 23

1.5.1 Lý thuyết định hướng nghề nghiệp của J.L Holland 23

1.5.2 Các thành phần trong mô hình RIASEC 25

1.5.3 Mối liên hệ của các thành phần trong mô hình RIASEC 29

1.5.4 Lý thuyết chọn ngành học dựa trên mô hình 31

1.6 Tổng kết chương 1 32

ii

-CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ CHUYÊN GIA

33

2.1 Một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia 33

2.1.1 Thuật giải Vương Hạo (Wong Havard) 33

2.1.2 Thuật giải Robinson 34

2.1.3 Suy diễn tiến 36

2.1.4 Suy diễn lùi 40

2.2 Hệ chuyên gia suy diễn 43

2.2.1 Hệ chuyên gia suy diễn tiến 43

2.2.2 Hệ chuyên gia suy diễn lùi 47

2.3 Tổng kết chương 2 51

CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN TƯ VẤN TUYỂN SINH VÀ CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 52

3.1 Thiết kế hệ chuyên gia tư vấn tuyển sinh theo mô hình RIASEC 52

3.1.1 Bài toán tư vấn tuyển sinh 52

3.1.2 Đầu vào bài toán tư vấn tuyển sinh 52

3.1.3 Các phát biểu cơ sở xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống 53

3.1.4 Cơ sở luật của hệ thống 55

3.2 Nhiệm vụ và các yêu cầu của chương trình 70

3.3 Quy trình xây dựng hệ thông tin tư vấn tuyển sinh 71

3.3 Mô hình hệ thống 72

3.4 Giao diện và chức năng của chương trình 73

3.5 Tổng kết chương 3 77

KẾT LUẬN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

- 4

-DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo trong MYCIN 16Bảng 3.1: Các vị từ của hệ chuyên gia tư vấn tuyển sinh 55

- 5

-DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia 4

Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia 8

Hình 1.3: Mô hình J L Ermine 9

Hình 1.4: Mô hình C.Ernest 9

Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov 10

Hình 1.6: Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa 15

Hình 1.7: Mở rộng mạng ngữ nghĩa nhờ biểu diễn tri thức 15

Hình 1.8: Hệ thống logic mờ 19

Hình 1.9: Kỹ thuật suy diễn mờ max-min 20

Hình 1.10: Kỹ thuật suy diễn mờ Max-product 21

Hình 1.11: Mô hình RIASEC 24

Hình 2.1 Nền tảng công nghệ hệ chuyên gia dựa trên luật 43

Hình 2.2: Mạng suy diễn lùi của hệ chuyên gia tư vấn tài chính 50

Hình 2.3: Mạng suy diễn tình trạng bản thân của khách hàng 50

Hình 2.4: Mạng suy diễn tình trạng tài chính của khách hàng 51

Hình 3.1: Mạng suy diễn lựa chọn nhóm ngành nghề ban đầu 55

Hình 3.2: Mạng suy diễn xác định loại kết luận 60

Hình 3.3: Sơ đồ xây dựng hệ thông tin tư vấn tuyển sinh 71

Hình 3.4: Sơ đồ quan hệ hệ thông tin tư vấn tuyến sinh 73

Hình 3.5: Giao diện chính 73

Hình 3.6: Giao diện trắc nghiệm chọn ngành nghề 74

Hình 3.7: Giao diện form thông tin nghề nghiệp 74

Hình 3.8: Giao diện form thông tin trường 75

Hình 3.9: Giao diện Form thông tin tuyển sinh 75

Hình 3.10: Giao diện Form quản lý ngành nghề 76

Hình 3.11: Giao diện Form quản lý tuyển sinh 76

Hình 3.12: Giao diện form thống kê kết quả cá nhân 77

- 1

Nhiều thanh niên vẫn rất lúng túng khi quyết định chọn ngành nghề vàchọn trường để theo học Nếu quyết định sai lầm nghĩa là đặt cho bản thần mìnhmột tương lai không thực sự an toàn và vững chắc Nhiều bạn sau khi tốt nghiệp,mới nhận ra là mình đã chọn sai ngành học và rất nhiều bạn trẻ phải học lại, làmlại những ngành nghề mới, gây bao nhiêu lãng phí về thời gian, tài chính cho giađình và xã hội.

Tư vấn tuyển sinh là việc rất vất vả, là sự trăn trở của rất nhiều người làmgiáo dục: làm sao định hướng cho các em chọn lựa được đúng ngành nghề phùhợp với chính khả năng của các em và phải phù hợp với định hướng phát triểncủa xã hội

Với mong muốn đó, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đoàn Văn Ban, tôi

mạnh dạn nhận đề tài “MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ

CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG TƯ VẤN TUYỂN SINH” để tìm hiểu và

ứng dụng vào thực tế

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đố i tượng nghi ên c ứu :

- Lý thuyết về hệ chuyên gia và ứng dụng của hệ chuyên gia trong tư vấntuyển sinh

- Lý thuyết về định hướng nghề nghiệp dựa trên mô hình RIASEC củaJ.L.Holland

- Giới thiệu về hệ thống thông tin tư vấn tuyển sinh Trình bày các kháiniệm cơ sở, các yêu cầu của các hệ thống thông tin vấn tuyển sinh

P

h ạm v i n g h i ê n c ứu : Đề tài tập trung nghiên cứu mô hình RIASEC củaJ.L.Holland và phương pháp chuyên gia để xây dựng hệ thống tư vấn chọnngành nghề dựa trên các ngành nghề được đào tạo trong các trường đại học, caođẳng ở Hải Phòng

3 Hướng nghiên cứu

Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết về hệ chuyên gia, mô hình RIASEC của

J.L.Holland trong việc lựa chọn ngành nghề dựa trên tính cách Phân tích cácthông tin liên quan đến các trường đại học, cao đẳng tại Hải Phòng.Áp dụng kếtquả nghiên cứu để xây dựng một hệ thông tin tư vấn tuyển sinh

Sử dụng hệ thông tin tư vấn tuyển sinh áp dụng vào thiết kế chương trình tưvấn tuyển sinh có các chức năng như: tư vấn chọn ngành học, tư vấn chọntrường, cung cấp thông tin tuyển sinh, thống kê dữ liệu tuyển sinh

4 Những nội dung chính

Luận văn được trình bày trong 3 chương, có phần mở đầu, phần kết luận,phần mục lục, phần tài liệu tham khảo Các nội dung cơ bản của luận văn đượctrình như sau:

Chương 1: Trình bày một số khái niệm về hệ chuyên gia, cơ sở tri thức,cách biểu diễn tri thức và mô hình RIASEC của J.L Holland

Chương 2: Trình bày về một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia.

Chương 3: Trình bày về bài toán tư vấn tuyển sinh theo mô hình RIASEC

và cài đặt chương trình thử nghiệm

5 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập, phân tích, nghiên cứu các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài.Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, các yêu cầu của hệ thống thông tin tư vấn tuyểnsinh với sự chỉ dẫn, góp ý của người hướng dẫn để hoàn thành nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu các phầm mềm và website hỗ trợ tư vấn tuyển sinh hiện nayđang được sử dụng

6 Ý nghĩa khoa học

Về mặt lý thuyết: Trình bày khái quát hệ chuyên gia, một số phương phápsuy luận, lý thuyết định hướng nghề nghiệp của John.L Holland và phân tích

mô hình RIASEC để đưa ra lý thuyết chọn ngành nghề

Về mặt thực tiễn: Thiết kế hệ chuyên gia tư vấn tuyển sinh dựa trên môhình RIASEC Cài đặt hệ thống thông tin tư vấn tuyển sinh cho các trường đạihọc, cao đẳng tại Hải Phòng

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA

VÀ MÔ HÌNH RIASEC

1.1 Hệ chuyên gia

1.1.1 Khái niệm về hệ chuyên gia

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 cácvấn đề khó hoặc hóc búa đòi hỏi sự tinh thông đầy đủ của các chuyên gia conngười đối với các giải pháp của họ Nói một cách khác hệ chuyên gia là dựatrên tri thức của các chuyên gia con người giỏi nhất trong lĩnh vực quan tâm.Tri thức trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thông được tích tụ từ sách

vở, tạp chí, từ các chuyên gia hay các nhà bác học Các thuật ngữ hệ chuyên gia,

hệ thống dựa trên tri thức hay hệ chuyên gia dựa trên tri thức thường có cùngnghĩa

Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức, máy suy diễnhay môtơ suy diễn, và hệ thống giao tiếp với người sử dụng Cơ sở tri thức chứacác tri thức để từ đó, máy suy diễn tạo ra câu trả lời cho người sử dụng qua hệthống giao tiếp [1]

Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức được minh họa như sau:

Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia [1].

Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trưng cho một lĩnh vực vấn đề nào đó, như yhọc, tài chính, giáo dục, khoa học hay công nghệ, v.v , mà không phải cho tất

cả các lĩnh vực khác nhau Tri thức chuyên gia để giải quyết một vấn đề đặctrưng được gọi là lĩnh vực tri thức Ví dụ: hệ chuyên gia về lĩnh vực y học đểphát hiện các căn bệnh lây nhiễm sẽ có nhiều tri thức về một số triệu chứng lâybệnh, lĩnh vực tri thức y học bao gồm các căn bệnh, triệu chứng và chữa trị.

1.1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia

Đặc trưng cơ bản:

 Tách tri thức của bài toán ra khỏi cơ chế điều khiển: Hai thành phần quan trọng nhất của hệ chuyên gia đó là cơ sở tri thức và bộ máy suy diễn Haithành phần này tách biệt nhau trong hệ chuyên gia

 Tri thức chuyên gia: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên gia là tri thức thu thập từ người chuyên gia

 Tập trung nguồn chuyên gia: Hệ chuyên gia và người chuyên gia chỉ có khả năng giải quyết các vấn đề trong chuyên môn

 Xử lý tri thức bằng ký hiệu: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên gia được

mã hóa bằng ký hiệu và xử lý ký hiệu này trên cơ sở lập luận logic

 Xử lý tri thức không chắc chắn: Hơn 80% ứng dụng thực tế không thể giải quyết được bằng các phương pháp luận chắc chắn Hệ chuyên gia có thểgiải quyết được những ứng dụng này nhờ vào phương pháp xử lý tri thức không chắc chắn

 Bài toán giải được: Hệ chuyên gia chỉ giải bài toán nào mà người chuyên gia giải được

Mức phức tạp vừa phải: Hệ chuyên gia không thể giải quyết được các vấn

đề quá phức tạp ngoài khả năng giải quyết của người chuyên gia và cũngkhông nên thiết kế hệ chuyên gia để giải quyết các vấn đề đơn giản

 Chấp nhận sai lầm: Hệ chuyên gia đôi lúc cũng đưa ra những nhận định

có rủi ro cao, vì ngay cả người chuyên gia đôi lúc cũng mắc phải sai lầm

Ưu điểm của hệ chuyên gia :

 Phổ cập: Là sản phẩm chuyên gia, được phát triển không ngừng với hiệu quả sử dụng không thể phủ nhận

Độ tin cậy: Luôn đảm bảo độ tin cậy khi khai thác

 Khả năng giảng giải: Câu trả lời với mức độ tinh thông được 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 như một người hướng dẫn

Có thể truy cập như là một cơ sở dữ liệu thông minh

Các lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia:

 Cấu hình: Tập hợp thích đáng những thành phần của một hệ thống theo cách riêng

Chẩn đoán: Tập luận dựa trên những chứng cứ quan sát được

Truyền đạt: Dạy học kiểu thông minh sao cho sinh viên có thể hỏi vì sao,như thế nào và cái gì nếu giống như hỏi một người thầy giáo

Giải thích: Giải thích những dữ liệu thu nhận được

Kiểm tra: So sánh dữ liệu thu lượm được với dữ liệu chuyên môn để đánhgiá 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: Điều khiển một quá trình, đòi hỏi diễn giải, chẩn đoán, kiểm tra, lập kế hoạch, dự đoán và chữa trị

1.1.4 Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia

Giao diện người sử dụng (user interface): là nơi người sử dụng và hệ chuyên gia trao đổi với nhau

Cơ sở tri thức (knowledge base): gồm các luật (rule) và sự kiện (facts)

Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia [1]

Mô tơ suy diễn (inference engine): Công cụ tạo ra sự suy luận bằng cáchquyết định xem những luật nào sẽ làm thỏa mãn các sự kiện, các đối tượng, lựachọn ưu tiên các luật thỏa mãn, thực hiện các luật có tính ưu tiên cao nhất

Khả năng giải thích (explanation facility): giải nghĩa cách lập luận chongười sử dụng

Lịch công việc (agenda) Danh sách các luật ưu tiên do máy suy diễn tạo rathoả mãn các sự kiện, các đối tượng có mặt trong bộ nhớ làm việc

Soạn thảo kiến thức (draw knowledge): tổng hợp các nguồn tri thức đượccung cấp từ các chuyên gia hoặc tài liệu chuyên môn.

Bộ nhớ làm việc (working memory): Cơ sở dữ liệu toàn cục chứa các sựkiện phục vụ cho các luật

Khả năng thu nhận tri thức (explanation facility): Cho phép người sử dụng

bổ sung các tri thức vào hệ thống một cách tự động thay vì tiếp nhận tri thứcbằng cách mã hoá tri thức một cách tường minh Khả năng thu nhận tri thức làyếu tố mặc nhiên của nhiều hệ chuyên gia

* Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia:

Hình 1.3: Mô hình J L Ermine [1]

Hình 1.4: Mô hình C.Ernest [1]

Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov [1]

1.2 Cơ sở tri thức

Tri thức là kết quả của các quá trình nhận thức của con người về đối tượngđược nhận thức, làm tái hiện trong tư tưởng con người những thuộc tính, nhữngmối quan hệ, những quy luật vận động, phát triển của đối tượng và được diễn đạtbằng ngôn ngữ tự nhiên hay hệ thống kí hiệu khác [3]

Biểu diễn tri thức: các phương pháp diễn tả và tổ chức tri thức trong máytính cho các hệ thông tin có tính chất trí tuệ để máy có thể tiến hành các phéplập luận tự động.Trong trí tuệ nhân tạo, các phương pháp biểu diễn tri thứcthường được sử dụng như lôgic vị từ, mạng ngữ nghĩa, biểu diễn khung, luật dẫn

* Phân loại tri thức:

- Tri thức hiện là những tri thức được giải thích và mã hóa dưới dạng vănbản, tài liệu, âm thanh, phim, ảnh,… thông qua ngôn ngữ có lời hoặc không lời,nguyên tắc hệ thống, chương trình máy tính, chuẩn mực hay các phương tiệnkhác Đây là những tri thức đã được thể hiện ra ngoài và dễ dàng chuyển giao,thường được tiếp nhận qua hệ thống giáo dục và đào tạo chính quy

- Tri thức ẩn là những tri thức thu được từ sự trải nghiệm thực tế, dạng trithức này thường ẩn trong mỗi cá nhân và rất khó “mã hóa” và chuyển giao,thường bao gồm: niềm tin, giá trị, kinh nghiệm, bí quyết, kỹ năng Ví dụ:

Trong bóng đá, các cầu thủ chuyên nghiệp có khả năng cảm nhận bóng rất tốt.Đây là một dạng tri thức ẩn, nó nằm trong mỗi cầu thủ Nó không thể “mã hóa”thành văn bản, không thể chuyển giao, mà người ta chỉ có thể có bằng cách tựmình luyện tập.

- Tri thức thủ tục: là tri thức mô tả cách giải quyết một vấn đề, quy trình xử

lý các công việc, lịch trình tiến hành các thao tác … Các dạng của tri thức thủtục thường dùng là các luật, chiến lược, lịch trình… Ví dụ: Các bước giải mộtphương trình bậc 2; cách làm bánh chưng,

- Tri thức mô tả: là một khẳng địng về một sự kiện, hiện tượng hay mộtkhái niệm nào đó trong một hoàn cảng không gian hoặc thời gian nhất định Vídụ: khẳng định về hiện tượng: ”Mặt trời lặn ở phương Tây” Khái niệm về: “tamgiác đều: là tam giác có ba góc bằng nhau”; Hà nội là thủ đô của Việt Nam;

Ẩn - Hiện: Một người mã hóa tri thức của mình ra thành văn bản hay cáchình thức hiện hữu khác thì đó lại là quá trình tri thức từ ẩn (trong đầu người đó)trở thành hiện (văn bản, tài liệu, v.v.).

Hiện - Hiện: Tập hợp các tri thức hiện đã có để tạo ra tri thức hiện khác.Quá trình này được thể hiện qua việc sao lưu, chuyển giao hay tổng hợp dữ liệu

Hiện - Ẩn: Tri thức từ dạng hiện trở thành dạng ẩn Điển hình quá trìnhnày là việc đọc sách Học sinh đọc sách (tri thức hiện) và rút ra được các bàihọc, tri thức cho mình (ẩn)

1.3 Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia

Tri thức của một hệ chuyên gia có thể được biểu diễn theo nhiều cách khácnhau Thông thường có các cách sau:

• Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất

• Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic

• Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa

• Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo

Ngoài ra, người ta còn sử dụng cách biểu diễn tri thức nhờ các sự kiệnkhông chắc chắn, nhờ bộ ba : đối tượng, thuộc tính và giá trị (O-A-V: Object-Attribute-Value), nhờ khung (frame), v.v Tuỳ theo từng hệ chuyên gia, người

ta có thể sử dụng một cách hoặc đồng thời cả nhiều cách

1.3.1 Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất

Hiện nay, hầu hết các hệ chuyên gia đều là các hệ thống dựa trên luật, bởi

lý do như sau:

• Bản chất đơn thể: có thể đóng gói tri thức và mở rộng hệ chuyên gia mộtcách dễ dàng

• Khả năng diễn giải dễ dàng: dễ dàng dùng luật để diễn giải vấn đề nhờcác tiền đề đặc tả chính xác các yếu tố vận dụng luật, từ đó rút ra được kết quả.

• Tương tự quá trình nhận thức của con người:dựa trên các công trình củaNewell và Simon, các luật được xây dựng từ cách con người giải quyết vấn đề.Cách biểu diễn luật nhờ IF THEN đơn giản cho phép giải thích dễ dàng cấu trúctri thức cần trích lọc Luật là một kiểu sản xuất được nghiên cứu từ những năm

1940 Trong một hệ thống dựa trên luật, công cụ suy luận sẽ xác định những luậtnào là tiên đề thỏa mãn các sự việc

Các luật sản xuất thường được viết dưới dạng IF THEN Có hai dạng cơbản: IF < điều kiện > THEN < hành động >

Hoặc IF < điều kiện > THEN < kết luận > DO < hành động >

Tuỳtheo hệ chuyên gia cụ thể mà mỗi luật có thể được đặt tên Chẳng hạnmỗi luật có dạng Rule: tên vàphần IF THEN của luật

Phần giữa IF và THEN là vế trái của luật, có nội dung được gọi theo nhiềutên khác nhau, như tiền đề, điều kiện, mẫu so khớp Phần sau THEN là kết luậnhay hệ quả Một số hệ chuyên gia có thêm phần hành động được gọi là phần vếphải của luật

Ví dụ: Hệ thống chẩn đoán xe máy (OPS5)

IF Máy xe không nổ khi khởi động

THEN

Dự đoán: Xe bị panne sức nén Pittong, bạc xéc-măng và lòng xy lanh sai tiêu chuẩn, dễ tạo thành những khe hở nhỏ làm cho pittong không còn kín nên hoà khí không được nén lên đầy đủ

Xử lý: nên điều chỉnh hoặc thay mới pittong, bạc xéc-măng vàlòng xi lanh cho đúng tiêu chuẩn.

IF máy xe nổ không ổn định, OR máy xe nổ rồi lại tắt, AND bugi khô

Dự đoán : Xe đã bị nghẹt xăng Xử lý : nên xúc rửa bình xăng và bộ khoá xăng của xe.

1.3.2 Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic

Người ta sử dụng các ký hiệu để thể hiện tri thức và các phép toán lôgic tácđộng lên các ký hiệu để thể hiện suy luận lôgic Kỹ thuật chủ yếu thường được

sử dụng là lôgic vị từ (predicate logic) [2] Logic mệnh đề cho phép ta có thểbiễu diễn các sự kiện, mỗi kí hiệu trong logic mệnh đề được minh họa như làmột sự kiện trong thế giới thực Logic mệnh đề là các tập của các mệnh đề,trong đó mỗi mệnh đề là một phát biểu mà nội dung của nó là đúng hoặc sai

Cú pháp của logic mệnh đề bao gồm các tập ký hiệu và tập các luật xâydựng công thức

Ký hiệu mệnh đề là các chữ cái chữ cái in hoa: P, Q,…

Hai hằng logic True (T) và False (F)

Phép nối logic gồm: ∩,∪, , và tương ứng với phép và, hoặc,phủ định, kéo theo và tương đương

Dấu là lượng tử tồn tại và dấu là lượng tử toàn thể

Các công thức trong logic mệnh đề: (P∩Q), (P∪Q), ( P), (P Q), (P Q)trong đó P, Q là các câu đơn Các công thức được xây dựng từ các câu đơn sẽgọi là câu phức hợp

Ngữ nghĩa của logic mệnh đề đó chính là giá trị chân lý của công thứctrong một thế giới hiện thực nào đó Giá trị chân lý đúng là True (T) còn giá trịchân lý sai là False (F)

Các vị từ thường có chứa hằng, biến hay hàm Người ta gọi các vị từ khôngchứa biến (có thể chứa hằng) là các mệnh đề (preposition) Mỗi vị từ có thể làmột sự kiện (fact) hay một luật Luật là vị từ gồm hai vế trái và phải được nối

nhau bởi một dấu mũi tên (→) Các vị từ còn lại (không chứa mũi tên) được gọi

là các sự kiện Trong ví dụ trên đây, MAN và FATHER là các mệnh đề và là các

sự kiện Còn MAN(X) → MORTAL(X) là một luật

1.3.3 Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa

Trong phương pháp này, người ta sử dụng một đồ thị gồm các nút và cáccung nối các nút để biểu diễn tri thức Nút dùng để thể hiện các đối tượng, thuộctính của đối tượng và giá trị của thuộc tính Còn cung dùng để thể hiện các quan

hệ giữa các đối tượng Các nút và các cung đều được gắn nhãn [1]

Ví dụ: để thể hiện tri thức “sẻ là một loài chim có cánh và biết bay”, người

ta vẽ một đồ thị như sau:

Hình 1.6: Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa

Bằng cách thêm vào đồ thị các nút mới và các cung mới, nguời ta có thể

mở rộng một mạng ngữ nghĩa Các nút mới được thêm thể hiện các đối tượngtương tự (với các nút đã có trong đồ thị), hoặc tổng quát hơn Chẳng hạn để thể

hiện “chim là một loài động vật đẻ trứng” và “cánh cụt là loài chim biết lặn“,

người ta vẽ thêm như sau:

Hình 1.7: Mở rộng mạng ngữ nghĩa nhờ biểu diễn tri thức

Một trong những tính chất quan trọng của mạng ngữ nghĩa là tính thừa kế.Khi sử dụng mạng ngữ nghĩa để biểu diễn tri thức, người ta phải xây dựng cácphép toán tương ứng.

1.3.4 Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo

Theo quan điểm của người sử dụng, ngôn ngữ tự nhiên là phương cáchthuận tiện nhất để giao tiếp với một hệ chuyên gia, không những đối với ngườiquản trị hệ thống (tư cách chuyên gia), mà còn đối với người sử dụng cuối Hiệnnay đã có những hệ chuyên gia có khả năng đối thoại trên ngôn ngữ tự nhiên(thông thường là tiếng Anh) nhưng chỉ hạn chế trong lĩnh vực ứng dụng chuyênmôn của hệ chuyên gia

Bảng dưới đây thể hiện một đơn vị tri thức (luật) trong hệ chuyên giaMYCIN dùng để chẩn đoán các bệnh virus Cột bên trái là một luật được, cộtbên phải là mã hoá nhân tạo của luật đó [2]

Bảng 1.1 Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo trong MYCIN

(SAME CNTXT DEVEL OLONY)

(CONCLUDE CNTXT IDENT STAPHYLOCOCCUS

MEASURE 0.7))

1.3.5 Biễu diễn tri thức theo khung (Frame)

Biễu diễn tri thức nhờ khung tương tự như bản ghi (record) nhưng ngoài các trường dữ liệu còn có các trường thao tác, thủ tục hay luật suy diễn nào đó

Mỗi một đối tượng tri thức được biểu diễn thông qua một khung gồm các slot(mô tả các thuộc tính của đối tượng) và các facet mô tả các giá trị, hoặc các thủtục tính các giá trị [2].

- Nếu xe máy không khởi động được thì bugi bị hỏng.

* Xử lý tri thức không chắc chắn dùng lý thuyết xác suất

Để lý giải chính xác dưới điều kiện không chắc chắn, mỗi bằng chứng vàmỗi suy diễn phải được kèm theo số đo xác suất đó là độ tin cậy của bằngchứng và

suy diễn

Giả sử có luật suy diễn với dạng là:

If a then b

Cách tính xác xuất của kết luận b với luật suy diễn này là:

P(b) = P(a)×P(b\a) + P(¬a)×P(b\¬a)Trong đó P(a) là xác suất của có mặt bằng chứng a, P(b\a) là xác suất điềukiện b cho bởi có mặt bằng chứng a đó chính là xác suất của suy diễn if a then b,P(¬a) là xác suất của không có mặt bằng chứng a và P(b\¬a) là xác suất điềukiện b cho bởi không có mặt bằng chứng a

Giả sử cho luật suy diễn với dạng là: If ( a and b ) then c

Cách tính xác suất của kết luận c với luật suy diễn này là:

P(c) = P(c\a∧b)×p(a∧b) +

P(c\¬(a∧b))×P(¬(a∧b))Trong đó P(c\a∧b) là xác suất điều kiện c cho bởi bằng chứng a và b,p(a∧b) là xác suất của bằng chứng a và b, P(c\¬(a∧b)) là xác suất điều kiện c chobởi không có bằng chứng a và b và P(¬(a∧b)) là xác suất của không có bằngchứng a và b

Giả sử cho luật suy diễn với dạng là: If (a or b) then c

Cách tính xác suất của kết luận c với luật suy diễn này là:

P(c) = P(c\a∧b)×p(a∧b)

+ P(c\a∧¬b)×p(a∧¬b)

+ P(c\¬a∧b)×P(¬a∧b)

+ P(c\¬a∧¬b)×P(¬a∧¬b)

* Xử lý tri thức không chắc chắn dùng logic mờ

Một phương pháp xử lý tri thức không chắc chắn khác đó là logic mờ Một

hệ thống xử lý tri thức không chắc chắn dùng logic được mô tả bằng lưu đồ khốinhư hình:

Hình 1.8: Hệ thống logic mờ

Một hệ thống xử lý tri thức không chắn dùng logic mờ gồm có biến vào ra

X, Ycủa hệ thống, khâu mờ hóa, cơ sở tri thức mờ, kỹ thuật suy diễn mờ vàkhâu giải mờ

+ Khâu mờ hóa: chuyển đại lượng rõ từ ngõ vào X sang đại lượng mờ

+ Cơ sở tri thức mờ: gồm cơ sở dữ liệu mờ và cơ sở luật suy diễn mờ Cơ

sở dữ liệu mờ là các tập mờ vào ra của hệ thống và cơ sở luật suy diễn mờ là tậpcác luật suy diễn mờ được thể hiện dưới dạng luật If-Then đó là tập luật mô tảtổng quát cách giải một bài toán mờ

+ Kỹ thuật suy diễn mờ : phương pháp xác định tập mờ ngõ ra của hệ thống

Kỹ

th u ậ t s u y d i ễn m ờ m a x - mi n :giả sử các hàm liên thuộc vào ra của hệ

thống là dạng tam giác, kỹ thuật suy diễn mờ max-min được mô tả bằng đồ thịnhư hình

Hình 1.9: Kỹ thuật suy diễn mờ max-min

Kỹ thuật suy diễn mờ max-min xác định tập mờ ngõ ra của hệ thống được

mô tả như sau :

nó là:

là

-Tập mờ ngõ ra B’ của hệ thống đó chính là tập hợp B’ của hai tập mờ

hàm liên thuộc của nó là:

th u ậ t s u y d i ễn m ờ m a x - p r o d u c t : Cũng giống như kỹ thuật suy diễn

mờmax-min, kỹ thuật suy diễn mờ max-product được mô tả bằng đồ thị nhưhình:

Hình 1.10: Kỹ thuật suy diễn mờ Max-product

Kỹ thuật suy diễn mờ max-product xác định tập mờ ngõ ra của hệ thốngđược mô tả như sau :

nó là:

là:

Trong đó α2 là số đo mờ ở vế điều kiện của luật 2 được xác định là:

-Tập mờ ngõ ra B’ của hệ thống đó chính là tập hợp B’ của hai tập mờ ngõ

bằnghàm liên thuộc của nó là:

'

1.4 Thiết kế hệ chuyên gia

Để thiết kế một hệ chuyên gia, trước tiên cần có sự lựa chọn một bài toánthích hợp Tương tự các dự án phần mềm, để triển khai thiết kế mộthệ chuyêngia, cần phải có các yếu tố về nhân lực, tài nguyên và thời gian Những yếu tốnàyảnh hưởng đến giá thành của một hệ chuyên gia Người ta thường đặt ra cáccâu hỏi sau đây:

Tại sao cần xây dựng một hệ chuyên gia? Câu hỏi này thường xuyên đượcđặt ra cho bất kỳ dự án nào Có thể trả lời ngay là do những đặc trưng và ưuđiểm của các hệ chuyên gia Trước khi bắt đầu, cần xác định rõ đâu là bài toán,

ai là chuyên gia, và ai là người sử dụng

Khi quyết định xây dựng một hệ chuyên gia (câu hỏi 1) cần một sự đầu tư

về nhân lực, tài nguyên, thời gian và tiền bạc Do vậy người sử dụng hệ chuyêngia phải tốn kinh phí, tuỳ theo tính hiệu quả hay ưu điểm của hệ chuyên gia sửdụng Do hệ chuyên gia là một công nghệ mới, câu hỏi này khó trả lời hơn và

có nhiều rủi ro hơn so với lập trình thông thường

Sử dụng những công cụ nào để xây dựng một hệ chuyên gia? Hiện nay córất nhiềucông cụ để xây dựng các hệ chuyên gia Mỗi công cụ đều có những ưuđiểm và nhược điểm nhất định Những công cụ phổ biến là CLIPS và OPS5,ngoài ra có ART, ART-IM, Eclipse, Cognate,

Chi phí để xây dựng một hệ chuyên gia là bao nhiêu? Chi phí hay giáthành để xây dựng một hệ chuyên gia phụ thuộc vào nguồn nhân lực, tài nguyên

và thời gian hoàn thiện nó Bên cạnh chi phí về phần cứng, phần mềm, còn chiphí về đào tạo

Sau bước lựa chọn, phát biểu và đặc tả bài toán là các bước phát triển hệchuyên gia

End

Chọn bài toán thích hợp

Phát biểu và đặc tả bài toán

If Hệ chuyên gia giải quyết thoả mãn bài toán và có thể sử dụng Then While Bản mẫu chưa được phát triển hoàn thiện Do

Begin

Thiết kế bản mẫu Biểu diễn tri thức Tiếp nhận tri thức Phát triển hoàn thiệnbản mẫu End

1.5.1 Lý thuyết định hướng nghề nghiệp của J.L Holland

Mô hình RIASEC được đề xuất bởi J.L Holland vào những năm 1970 Môhình này dựa trên sáu loại tính cách khác nhaucho phép chúng ta dự đoán kếtquả tương tác giữa người và môi trường tác động Giải thích cho 3 câu hỏi cơbản: Những đặc điểm cá nhân và môi trường nào dẫn tới những quyết định nghềnghiệp?, đáp ứng nào của những đặc điểm cá nhân và môi trường dẫn đến sự ổnđịnh trong nghề nghiệp?, và mức độ thay đổi nghề nghiệp của một người?

Theo J.L Holland, bất kỳ người nào cũng thuộc một trong sáu loại tínhcách RIASEC chính là từ viết tắt của 6 loại tính cách đó [6]:

Thực tế (Realistic): Tương ứng với nhóm người thực hiện

Nghiên cứu (Investigate): Tương ứng với nhóm người suy nghĩ

Nghệ thuật (Artistic): Tương ứng với nhóm người sáng tạo

Xã hội (Social): Tương ứng với nhóm người giúp đỡ

Chuyên nghiệp (Enterprising): Tương ứng với nhóm người thuyết phục

Thông thường (Conventional): Tương ứng với nhóm người tổ chức

Holland đã sắp xếp sáu loại tính cách này vào một hình lục giác dựa trên sởthích làm việc với những tác nhân kích thích khác nhau gồm: con người, dữ liệu,công cụ và ý tưởng

Dụng cụ

R

C I

Trong hai thập kỷ qua, mô hình RIASEC là cách tiếp cận có ảnh hưởngnhất trong việc hình thành công cụ đánh giá mới và nghiên cứu tư vấn hướngnghiệp Ông cho rằng sự tiếp cận đó theo các giả thiết sau:

 Giả thiết rằng một người có thể làm nhiều hơn cho bản thân anh ta so với cái mà anh ta vẫn được đánh giá

Tận dụng kiến thức về khả năng và sở thích của một người

Coi trọng thông tin, kinh nghiệm, sức mạnh trước mắt hơn là sự hiểubiết bên trong, cách trình bày và sức mạnh về sau

Khuyến khích kinh nghiệm và hoạt động khảo sát

Chấp nhận mục tiêu hoặc xác định vấn đề

Nhấn mạnh mức độ và các hình thức trợ giúp

Trong nghiên cứu của mình John L Holland chỉ ra rằng: Những người làmviệc trong môi trường tương tự như tính cách hầu hết sẽ thành công và hài lòngvới công việc của mình Những hành động và cảm xúc tại nơi làm việc phụthuộc vào môi trường làm việc Nếu cá nhân nào được làm việc với những nhómngười có cùng tính cách thì cá nhân đó có thể đảm nhận những công việc củangười khác

1.5.2 Các thành phần trong mô hình RIASEC

Mô hình RIASEC gồm 6 nhân tố chính đó là:

1 Nhóm thực hiện (R - Investigate): Đây là những người thích hoạt động

ngăn nắp hoặc thích làm việc với mục tiêu, công cụ và máy móc

 Nhận thức tài năng bản thân một cách máy móc, cư xử khó gần gũi với mọi người

Coi trọng những điều cụ thể và hữu hình (tiền bạc, quyền lực và địa vị)

Tránh né những hoạt động xã hội cần sự tương tác của người khác

Những đặc điểm chung: Bướng bỉnh, không linh hoạt, kiên trì, thiên về vậtchất, thực tế và xác thực.

- Các nghề thợ: Thợ sơn, thợ xây dựng, đúc, hàn, mộc, sửa chữa điện, điện

tử, lái xe

2 Nhóm nghiên cứu (I - Investigate): Người có tính điều tra thích những

hoạt động liên quan đến việc điều tra sáng tạo về thế giới hoặc tự nhiên

Nghĩ mình rất thông minh, nhưng thường hay thiếu kỹ năng lãnh đạo

Coi trọng những sự nỗ lực khoa học

Tránh những hoạt động có vẻ trần tục, thương mại hoặc mạnh dạn

Những đặc điểm chung: Phân tích, tò mò, bi quan, trí tuệ, chính xác vàkín đáo

Các ngành nghề:

- Nghiên cứu khoa học: Nhà toán học, nhà vật lý học, nhà thiên văn học,nhà hóa học, nhà sinh vật học, sinh thái học

- Kỹ thuật công nghệ: Công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, khoa họcmôi trường , khí tượng thủy văn, hải dương học, nhà nghiên cứu địa lý, địa chất,chuyên gia dinh dưỡng, kỹ sư hóa thực phẩm

- Y khoa: Bác sỹ (nhi khoa, đa khoa, nha khoa, phẫu thuật, tâm thần), dược

sỹ, y học cổ truyền

3 Nhóm nghệ thuật (A - Artistic): những người này thường là theo các

ngành nghệ thuật thích những hoạt động không có cấu trúc và thích sử dụngnguyên vật liệu để tạo nên nghệ thuật

Tự xem mình là những nghệ sĩ có tài năng

Coi trọng thẩm mỹ

Tránh những công việc hoặc việc làm mang tính tục lệ

Những đặc điểm chung: Duy tâm, phức tạp, nội tâm, nhạy cảm, không thực

tế và không theo khuôn phép

- Nghệ thuật hình ảnh & Tạo hình: hội họa (họa sỹ), nhà mỹ thuật, điêukhắc, đồ họa vi tính, nhiếp ảnh gia, thiết kế thời trang, kiến trúc sư, thiết kế nộithất, ngoại thất, thiết kế phong cảnh

4 Nhóm xã hội (S - Social): Người mang tính xã hội thích báo tin, chỉ bảo,

phát triển, chữa lành và khai sáng người khác

Tự nhận thấy mình có ích, thông hiểu và có thể truyền kiến thức chongười khác

Coi trọng những hoạt động xã hội.

Tránh những hoạt động yêu cầu công việc hoặc việc làm mang tính

- Tư vấn & Giúp đỡ: Công tác xã hội, công tác đoàn đội, cứu trợ xã hội,tình nguyện viên, chăm sóc trẻ em, người già, người khuyết tật, bị thương, nhânviên phục vụ, chăm sóc khách hàng

- Giáo dục & Đào tạo: Tư vấn hướng nghiệp, tư vấn giáo dục, tư vấn tâm

lý, giáo viên, giảng viên, đào tạo các kiến thức, kỹ năng cho người lao động, antoàn lao động, huấn luyện viên thể thao

- Dịch vụ chăm sóc sức khỏe: bác sỹ, y tá, điều dưỡng, chuyên viên vật lýtrị liệu, y tế công cộng, y học dự phòng, hộ sinh, dinh dưỡng học, …

5 Nhóm thuyết phục (E - Enterprising): Những người này thích đạt được

những mục tiêu thuộc về tổ chức hoặc giành được lợi ích kinh tế

Tự nhận thấy mình là những người lãnh đạo và hùng biện tuyệt vời,năng nổ, được nhiều người yêu thích, nhưng thiếu tính khoa học

Coi trọng những thành tựu chính trị và kinh tế

Tránh những hoạt động yêu cầu công việc hoặc việc làm có tính

“điều tra”

Những đặc điểm chung: Hướng ngoại, thích phiêu lưu, lạc quan, thamvọng, thân thiện và thích phô trương