BÁO cáo mẫu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH BÁO CÁO MÔN HỌC BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ SUY LUẬN TÌM HIỂU THUẬT GIẢI SUY DIỄN TIẾN TRÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH

BÁO CÁO MÔN HỌC BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ SUY LUẬN

TÌM HIỂU THUẬT GIẢI

SUY DIỄN TIẾN TRÊN

MIỀN TRI THỨC ĐIỆN

MỘT CHIỀU

Giảng viên:

PGS TS Đỗ Văn Nhơn

Sinh viên thực hiện:

Phạm Nguyên Hưng

MSSV :

12520167

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 3

CHƯƠNG 2 THUẬT GIẢI SUY DIỄN TIẾN TRÊN MIỀN TRI THỨC ĐIỆN MỘT CHIỀU 4

2.1 Vấn đề suy diễn trên miền tri thức điện một chiều: 4

2.1.1 Phát biểu vấn đề suy diễn trên miền tri thức điện một chiều: 4

2.1.2 Tổ chức lưu trữ tri thức K trên máy tính: 6

Tập tin OBJECT.txt: 6

Tập tin CONCEPTS.txt: 7

Tập tin ATTRIBUTES.txt: 12

Tập tin RELATIONS.txt: 13

Tập tin RULES.txt: 14

2.2 Thuật giải suy diễn tiến trên miền tri thức điện một chiều: 23

2.2.1 Ý tưởng thuật giải suy diễn tiến: 23

2.2.2 Thuật giải suy diễn tiến: 24

2.2.3 Ví dụ minh họa: 25

2.2.4 Đánh giá thuật giải suy diễn tiến: 26

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trong cấu trúc của một Hệ giải toán thông minh dựa trên cơ sở tri thức thì hai thành phần trung tâm của hệ thống là cơ sở tri thức và bộ suy diễn dựa trên cơ sở tri thức Bộ máy suy diễn này sẽ mô phỏng quá trình tìm lời giải bài toán tương tự như cách giải của con người khi gặp một bài toán cụ thể trong thực tế, bằng cách tìm lời giải cho yêu cầu của bài toán từ những sự kiện đã biết ( giả thiết ), thông qua việc áp dụng các luật của cơ

sở tri thức để suy ra những sự kiện mới Tồn tại nhiều phương pháp suy diễn có thể áp dụng để tìm lời giải đã nghiên cứu được như thuật giải suy diễn tiến, suy diễn lùi, … Với phạm vi bài tập tuần này, em xin trình bày vấn đề suy diễn và thuật giải suy diễn tiến cho miền tri thức về điện một chiều ở chương trình bậc trung học cơ sở ( lớp 9 )

CHƯƠNG 2 THUẬT GIẢI SUY DIỄN TIẾN TRÊN MIỀN TRI THỨC ĐIỆN

MỘT CHIỀU 2.1 Vấn đề suy diễn trên miền tri thức điện một chiều:

 Vấn đề suy diễn trên cơ sở tri thức nói chung:

Giả sử ta có cơ sở tri thức về miền lĩnh vực ứng dụng K đã được mô hình hóa sẵn và một bài toán P đang được xem xét để tìm lời giải dựa trên tri thức K, ta phải tìm lời giải cho bài toán P

Xét bài toán P có đặc điểm như sau:

Từ đó suy ra: Cần thực hiện suy diễn ( tìm kiếm ) để suy ra được KL từ giả thiết GT ( sử dụng tri thức K )

Giả định K có tập luật bao gồm các luật r có thể áp dụng để sinh ra các sự kiện mới từ một số sự kiện đã biết

 Vấn đề suy diễn trên miền tri thức điện một chiều:

9 đã được mô hình hóa và lưu trữ chi tiết như ở phần 2.1.2

cho biết trước giá trị hoặc sự kiện quan hệ giữa các đối tượng được xác định như Vôn kế mắc song song, các Điện trở trong mạch mắc nối tiếp,

…

chưa biết giá trị, hoặc chứng minh quan hệ giữa các yếu tố, hoặc hỏi ( hay chứng minh ) về một hiện tượng ( sự kiện ) trong mạch như Độ sáng của Bóng đèn, khóa K đóng hay mở, …

( O, M, Func, Facts, Goals )

Trong đó:

P

Thông tin về một thuộc tính

của một đối tượng mạch

điện

<tham số đối tượng>.< thuộc tính>

AB.U, BD.R

Thông tin giá trị của một

thuộc tính của đối tượng

song hoặc nối tiếp giữa các

đối tượng mạch điện

<tham số của đoạn mạch> = [<tên loại quan hệ>,<tham số đối tượng 1>,<tham số đối tượng 2>]

AB = [song_song,R1,R2],

BC = [noi_tiep,U1,U2]

Thông tin về quan hệ so

sánh giữa thuộc tính của 2

điện thế không đổi 12V

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch chính ? b) Tính công suất tiêu thụ của mỗi điện trở ?

Mô hình bài toán trong ví dụ trên:

O = { AB:DOAN_MACH, R1:DIEN_TRO, R2:DIEN_TRO}

M = { AB.U, AB.I, R1.P, R2.P, R1.R, R2.R }

Func = { TinhCuongDoDoanMach( tham số đoạn mạch ), TinhCongSuatTieuThu( tham số đối tượng ) }

Facts = { AB = [song_song,R1,R2], R1.R = 60, R2.R = 40, AB.U = 12 } Goals = { AB.I, R1.P, R2.P }

Cơ sở tri thức K được mô hình hóa theo mô hình Ontology COKB như sau:

(Concepts, Relations, Rules)

Concepts = {{DIEN_TRO: U, I, R….}, {BONG_DEN: U, I, R, Umax,

Umin…}, {AMPE_KE: U, I, R, ….}, {VON_KE: U, I, R….}….}

Relations = {song song, nối tiếp, tương đương, ….}

[<Tên object 2> ,<Ký hiệu> , “<Giải thích>”]

[<Tên object 3> ,<Ký hiệu> , “<Giải thích>”]

… end_objects

- Nội dung chi tiết:

[<thuộc tính 2>] : [<loại thuộc tính>];

… end_attributes

begin_formulas [công thức 1]

[công thức 2]

… end_formulas end_object

begin_object: [<tên object 2>]

begin_attributes [<thuộc tính 1>] : [<loại thuộc tính>]; [<thuộc tính 2>] : [<loại thuộc tính>]; …

end_attributes

begin_formulas [công thức 1]

[công thức 2]

… end_formulas end_object

… end_concepts

- Nội dung chi tiết:

[<tên sự kiện 1>, <ký hiệu>, <đơn vị>]

[<tên sự kiện 2>,<ký hiệu> ,<đơn vị>]

…

end_attributes

- Nội dung chi tiết:

- Nội dung chi tiết:

<Luật dẫn 2>

… end_rules

begin_rule<Số thứ tự của luật dẫn> begin_parameters

<tham số 1> : <kiểu đối tượng>; <tham số 2> : <kiểu đối tượng>; …

end_parameters

begin_supposes <Giả thiết 1> ; <Giả thiết 2>;

… end_ supposes begin_concludes <Kết luận 1>;

<Kết luận 2>;

… end_concludes end_rule<Số thứ tự của luật dẫn>

- Nội dung chi tiết:

2.2 Thuật giải suy diễn tiến trên miền tri thức điện một chiều:

Suy diễn tiến chính là quá trình suy diễn theo chiều thuận, có nghĩa là quá trình

suy luận đi từ giả thiết đến kết luận thông qua việc áp dụng các định luật, định lý

Quá trình này xuất phát từ giả thiết để sinh ra những sự kiện mới, rồi từ các sự

kiện mới này lại sinh ra sự kiện mới khác cho đến khi đạt được mục tiêu hay cho tới

khi không còn tìm được công thức nào của đối tượng hoặc không tìm được bất cứ luật

r nào trong tập luật của K mà kết luận của r có chứa công thức ( hoặc sự kiện ) có thể

áp dụng được để sinh ra sự kiện mới, nói cách khác là cho đến khi bị bế tắc

Để dễ hình dung, ta có thể hiểu suy diễn tiến là một quá trình suy luận gồm một

chuỗi các bước suy diễn mà mỗi bước có dạng như sau:

Các ký hiệu:

Các bước thực hiện thuật giải:

để sinh ra sự kiện mới

Nếu tìm được sự kiện ( công thức ) thuộc tập kết luận của r thì {

Bổ sung [tên luật r, sự kiện đã áp dụng của r] vào S;

Bổ sung sự kiện mới vào Known;

} Ngược lại {

Tìm công thức f nào của đối tượng trong mạch chưa xuất hiện trong S

mà có thể áp dụng được trên Known để sinh ra sự kiện mới Nếu tìm được công thức f thì

{

Bổ sung sự kiện mới vào Known;

} Ngược lại

Bế tắc và kết thúc;

} }

Bước 3:

Kết luận tìm được mục tiêu

30Ω Hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch không đổi là 10V

Tính cường độ dòng điện trong mạch AB và công suất tiêu thụ của mỗi điện trở

Mô hình bài toán:

O = { AB:DOAN_MACH, R1:DIEN_TRO, R2:DIEN_TRO}

M = { AB.U, AB.I, R1.P, R2.P, R1.R, R2.R }

TinhCongSuatTieuThu( tham số đối tượng ) }

Facts = { AB = [song_song,R1,R2], R1.R = 40, R2.R = 30, AB.U = 10 }

sự kiện trong tập kết luận của r

Đối tượng được áp dụng công thức

Công thức của đối tượng

R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U

[ rule2, AB.U = R1.U

R1.U, R2.U, R1.I

R]

AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I

[ rule2, AB.U = R1.U

= R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R]

R2.I

R1.R, R2.R, AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I, AB.I

[ rule2, AB.U = R1.U

= R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R], [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I]

AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I, AB.I, R1.P

[ rule2, AB.U = R1.U

= R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R], [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I], [ R1, P = I^2 * R]

AB.U, R1.U, R2.U, R1.I, R2.I, AB.I, R1.P, R2.P ( dừng )

[ rule2, AB.U = R1.U

= R2.U], [ R1, I = U / R], [ R2, I = U / R], [ rule2, AB.I = R1.I + R2.I], [ R1, P = I^2 * R], [ R2, P = I^2 * R] Kết quả tập S :

rồi tìm thấy điều cần suy diễn

tin ban đầu

nhiệm vụ theo yêu cầu như: lập kế hoạch, điều hành, điều khiển, diễn dịch,

…

 Hệ thống suy diễn có thể tồn tại những bước giải mà cũng có liên quan đến vấn đề cần giải quyết nhưng loại bỏ nó cũng chẳng ảnh hưởng gì đến lời giải, tức là chỉ cần một số các bước giải ít hơn cũng có thể kết luận được

đề cần giải quyết