CƠ SỞ DỮ LIỆU DẠNG SUY DIỄN

„Cơ sởdữliệu suy diễn (CSDLSD) „Dạng luật trong CSDLSD „Vịtừ được suy vàvịtừnền „Luật không đệqui „Tạo dữliệu qua phép AND, OR, NOT „Suy diễn với luật không đệqui „Suy diễn với luật đệqui Kiến thức cần nắm „Lý thuyết CSDL quan hệ „Lập trình logic 3 4 Cơ sởdữliệu suy diễn „CSDL suy diễn tích hợp CSDL vàlập trình logic. „Lập trình logic cóthếmạnh làkhả năng diễn đạt tri thức, ràng buộc toàn vẹn. „CSDL cókhả năng quản trịdữliệu, bảo mật dữliệu. „CSDL suy diễn cókhả năng sửdụng các tính năng của lập trình logic đểthực hiện các suy diễn nhằm tạo ra thông tin mới dựa trên các luật suy diễn vàdữliệu được lưu trữtrong CSDL. 5 Dạng luật trong CSDLSD „Luật códạng tổng quát: H: G1 G2… G k „Với Hlàphần đầu hay kết luận của luật. „G1 G2… Gklàphần thân của luật. „Các Gklà đích con(sub goal) hay tiền đềcủa

Bài 1:

Cơ sở dữ liệu suy diễn

PGS.TS Đỗ PhúcTrường Đại học Công nghệ thông tin

Kiến thức cần nắm

Cơ sở dữ liệu suy diễn

CSDL

Luật suy diễn

„ parent(X,Y): - father(X,Y) | mother(X,Y)

từ X,Y là các biến.

P(X,Y,Z) trong CSDL

Vị từ được suy và vị từ nền

„ Vị từ được suy IDB (intensional predicate): là vị

từ xuất hiện trong phần kết luận của luật Vị từ

được suy cũng có thể xuất hiện trong phần thân của luật.

„ Vị từ nền EDB (extensional predicate): ứng với

một quan hệ được lưu trữ trong CSDL Một vị từ có thể nhận được giá trị đúng hay sai Nếu p là vị từ

nền và P là quan hệ nền thì p(a,b,c) với a, b, c là đối sẽ có giá trị đúng nếu bộ (a,b,c) sẽ tạo được

trong tiến trình suy diễn.

„ Vị từ ở phần đầu không xuất hiện trong

phần thân của luật

„ Ví dụ:

sibling(X,Y): - parent(Z,X) & mother(Z,Y).

Luật không đệ qui

Luật đệ qui

thân của luật

ancestor(X,Y): - parent(X,Y).

ancestor(X,Y): - parent(X,Z) & ancestor(Z,Y)

Tạo dữ liệu qua phép AND

Phép AND(&) được xây dựng trên cơ sở phép

kết và phép chiếu của đại số quan hệ

Với luật t(a,b,d,e):- r(a,b,c) & s(c,d,e), quan

hệ trong T(a,b,d,e) ứng với vị từ

t(a,b,d,e):được tính theo cách sau:

T(a,b,d,e) = Π a,b,d,e ( R(a,b,c) ⋈ S(c,d,e)).

„ Nếu dùng câu SQL, ta có câu lệnh tương ứng:

SELECT r.a, r.b, s.d, s.e

FROM r, s

WHERE r.c = s.c.

Tạo dữ liệu qua phép OR

„ Phép OR (|) được xây dựng trên cơ sở phép hợp:

t(a,b,c): - r(a,b,c) | s(a,b,c)

„ Quan hệ T(a,b,c) trong t(a,b,c) được tính theo cách:

T(a,b,c) = R(a,b,c) ∪ S(a,b,c)

„ Nếu dùng SQL, ta có câu lệnh tương ứng :

SELECT * FROM r

UNION

SELECT * FROM s INTO t

T ạo dữ liệu qua phép NOT ( ∼)

„ Phép not(∼) được xây dựng trên cơ sở phép

hiệu:

t(a,b,c): - r(a,b,c) & ( ∼s(a,b,c))

Quan hệ được suy T(a,b,c) của vị từ t(a,b,c)

được tính theo cách sau:

t(a,b,c) = r(a,b,c) \ s(a,b,c)

„ Nếu dùng SQL, ta có thể cài đặt như sau:

SELECT a, b, e

FROM r

WHERE a NOT IN (SELECT a FROM s)

Suy diễn với luật không đệ qui

„ So khớp và đồng nhất biến: So sánh các thành

phần để tìm vị từ và sự kiện trong tiến trình suy diễn

„ Sau khi so khớp sẽ xảy ra tiến trình đồng nhất

biến theo nghĩa thay thế biến bằng một giá trị cụthể

„ Xét hai luật sau:

r1: grandfather(X,Y): - father(X,Z) & parent(Z,Y)

So khớp và đồng nhất biến

mô tả bằng vị từ father(A,B),

mother(A,B) (hay EDB)

diễn chúng ta có thể tạo các quan hệ

cho các IDB là Parent(A,B) hay

grandfather(A,B).

Đồ thị suy diễn

Có thể mô tả các luật suy diễn bằng đồ thị suy

diễn Ví dụ với hai luật trên ta có thể tạo đồ thị

dạng cây suy diễn ở hình sau:

Tiến trình suy diễn

hệ cho vị từ được suy

grandfather(X,Y)

father(X,Z) và parent(Z,Y) Tìm các

sub goal

Tiến trình suy diễn (tt)

„ Do father(X,Z) là quan hệ nền nên chỉ cần

„ FATHER (F C ) father( X Z ) father( Z Y )

an son an son an son loc vinh loc vinh loc vinh

Phân giải luật không đệ qui

Có hai bước chính là:

liệu cho vị từ được suy.

„ r1: sibling(X,Y):- parent(X,Z) &

parent(Z,Y) & (X<>Y)

bài toán Xử lý đệ qui với các đích con

là các lá của cây con vừa mới tạo được Nếu vị từ trong lá là vị từ nền thì không thể mở rộng được cây con

Phân giải luật không đệ qui (tt)

Đồ thị suy diễn

Tạo ra các quan hệ IDB trên đồ

thị suy diễn

„ Sau khi đã tạo xong đồ thị suy diễn, duyệt

cây để tạo sinh dữ liệu cho các vị từ được

suy

Ý tưởng của thuật toán như sau:

„ Tìm luật có phần đầu so khớp được với đích

„ Tạo dữ liệu cho các vị từ trong phần thân của luật

„ Thực hiện các phép toán logic để tạo dữ liệu cho vị từ được suy

Tạo ra các quan hệ IDB trên đồ

thị suy diễn (tt)

Suy diễn với luật đệ qui

„ Xét hai luật:

„ r1: ancestor(X,Y) :- parent(X,Y)

„ r2: ancestor(X,Y) :- parent(X,Z) & ancestor(Z,Y)

„ Với parent(X,Y) là vị từ nền, ancestor(X,Y) là vị từ được suy và các luật có dạng đệ qui Quan hệ

parent(X,Y) ứng với các bộ sau đây:

„ parent(X,Y)={(j,f)(j,h)(k,g)(k,i)(f,c)(f,e)(g,c)(h,d)(i,d) (c,a)(d,a)(d,b)(e,b)}

„ Với đích cần tìm là query parent(j,W) theo nghĩa j là

tổ tiên của ai? Một phần của cây suy diễn cho các

luật và đích nêu trên được trình bày ở hình sau:

Tiến trình mở rộng cây suy diễn

26Tạo dữ liệu cho các quan hệ