BÁO CÁO TỐT NGHIỆP: TÌM HIỂU VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ THUẬT TOÁN TÌM KIẾM TRUYỀN THỐNG ỨNG DỤNG TRONG TIN HỌC pdf

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
TÌM HIỂU VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ
THUẬT TOÁN TÌM KIẾM TRUYỀN
THỐNG ỨNG DỤNG TRONG TIN HỌC
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Đức Giáo
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Minh Tâm
Lớp: K96C2 - CNTT
Quả bóng Đỏ
Màu
Đối tượng Thuộc tính Giá trị
THỂ HIỆN TRI THỨC
Tri thức là sự hiểu biết về một miền chủ đề.
Thể hiện tri thức là phương pháp dùng để mã hoá tri thức
trong cơ sở tri thức của hệ thống.
Có năm phương pháp thể hiện tri thức:
CẶP BA ĐỐI TƯỢNG - THUỘC TÍNH - GIÁ TRỊ
Ví dụ: Mệnh đề “quả bóng màu đỏ” được thể
hiện như sau
Chíp chíp
Bay
Cánh
Chim
Có
Có thể
IS - A
CÁC LUẬT
Ví dụ:
IF trời mưa
AND không có áo mưa
THEN nghỉ học
ELSE đi học

CÁC MẠNG NGỮ NGHĨA
Ví dụ:
CÁC KHUNG
Tên khung
Tên lớp
Thuộc tính
Mơ
Địa chỉ Hàng Bồ
Nam/Nữ Không biết
Cao 1.58 mét
Nặng 48 kg
Nghề nghiệp Không biết
Người
Khung thể hiện đối với một đối tượng cụ thể là
“Mơ” thuộc lớp “Người”
LOGIC
Logic gồm hai loại:
- Logic mệnh đề thể hiện và suy lý với các mệnh
đề.
Ví dụ: A ∩ B → C
Đặc biệt một số phép toán có thể được suy diễn từ
các phép toán khác
A → B ≡ ¬ A ∪ B
- Logic vị từ là mở rộng của phép toán mệnh đề để
thể hiện rõ hơn các tri thức.
Ví dụ: Thich(X,Y) ∩ Thich(Z, Y) → ¬ Thich(X, Z)
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TÌM KIẾM
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
BIỂU DIỄN VẤN ĐỀ TRONG KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI
Để thực hiện được phương pháp này, ta phải xác định

được trạng thái đầu, sau đó áp dụng các dãy toán tử để tạo ra
dãy các trạng thái liên tiếp cho đến khi đến được trạng thái
đích.
Ví dụ: Trạng thái đầu là (1, 1), trạng thái đích là (3, 5) ta
có không gian trạng thái như sau:
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHỜ PHÂN RÃ RA
CÁC BÀI TOÁN NHỎ
Ví dụ: Với bài toán tích phân sau
∫ (x
2
+ 2*x + 3)dx = ∫ x
2
dx + ∫ 2*xdx + ∫ 3dx = x
3
/3 + x
2
+ 3*x
(1, 1)
(1, 2)
(2, 1)
(1, 3) (2, 3)(3, 2)
(4, 3)(1, 4) (3, 5)
(3, 1)
(5, 3)
PHƯƠNG PHÁP GIẢI VẤN ĐỀ NHỜ LOGIC HÌNH THỨC
Khi giải bài toán nhờ phương pháp này cần chú ý:
• Mọi biểu thức logic mệnh đề đều có thể đưa về dạng
biểu thức tương đương chỉ chứa phép OR (∨), AND (∧) và
NOT (¬).
• Các phép ∨, ∧ có tính giao hoán, kết hợp, phân phối.

• Thứ tự của các phép toán: phủ định, kéo theo, tương
đương, hội, tuyển.
Ví dụ: Biểu thức ¬ (a → b) ∪ (c ∩ d) có thể đưa về
thành
(a ∩ ¬ b) ∪ (c ∩ d) và đều cho kết quả
TRUE
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM CƠ BẢN
PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM THEO CHIỀU RỘNG
Tìm rộng là kỹ thuật tìm kiếm lời giải trên tất cả
các nút của một mức trong không gian bài toán trước khi
chuyển sang các nút của mức tiếp theo.
Ví dụ: Với bài toán hai số (1, 1) ta có thể tìm kiếm
theo chiều rộng, các nhánh đi được đánh số như sau:
(1, 1)
(2, 1) (1, 2)
(3, 1) (2, 3)
(5, 2) (2, 5)
(1, 3)
1
3
2
4
7
6
8
5
(3, 2)
(1, 1)
(2, 1) (1, 2)
(3, 1) (2, 3)

(5, 2) (2, 5)
(1, 3)
1
2
6
3
4
8
5
7
(3, 2)
PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM THEO CHIỀU SÂU
Tìm sâu là kỹ thuật tìm lời giải theo các cung của
không gian bài toán theo chiều dọc, rồi xử lí theo trật tự
xác định, thí dụ từ trái sang phải.
PHƯƠNG PHÁP TẠO SINH VÀ THỬ
Thuật toán gồm ba bước:
Bước 1: Trước hết tạo một lời giải thử nghiệm.
Cụ thể là chọn một lời giải trong không gian các lời
giải, hay tạo ra một đường đi.
Bước 2: Kiểm tra xem lời giải có thích hợp
không bằng cách so sánh với phương án khác hay so
với điểm cuối cần suy diễn.
Bước 3: Nếu lời giải đạt được thì dừng và đưa ra
thông báo thành công, ngược lại thì lặp lại bước một
với nút khác.
PHƯƠNG PHÁP LEO NÚI
Thuật toán gồm năm bước:
Bước 1: Tạo một phương án thử nghiệm như
phương pháp tạo sinh và thử. Nếu may mắn phương án này

là lời giải thì dừng, ngược lại tiếp tục thực hiện các bước
sau: Bước 2: áp dụng một vài luật đối với phương
án giả định để tạo ra tập các lời giải khác.
Bước 3:Với mỗi lời giải vừa nhận được thực hiện
các bước sau:
• Kiểm tra nếu nó là lời giải cần tìm thì kết thúc
công việc.
• Nếu chưa được lời giải mong muốn, kiểm tra lời
giải này có tốt hơn hay gần bằng lời giải đã có không. Nếu
đúng thì ghi nhận phương án này, không thì bỏ qua.
Bước 4: Lấy ra lời giải tốt nhất trong số các lời giải
và coi nó là lời giải thử nghiệm mới. Bước này tương ứng
với việc chuyển không gian bài toán theo hướng đến đích
nhanh nhất.
Bước 5: Tiếp tục lặp lại từ bước 2.
Một ví dụ minh hoạ cho phương pháp này là việc
xoay các khối màu về một vị trí xác định. Mỗi khi xoay
các khối màu chuyển trạng thái. Người ta xoay các khối
màu với hi vọng đưa chúng về càng gần đích càng tốt.
KỸ THUẬT HEURISTICS
KHÁI NIỆM
May rủi là thuật ngữ chỉ các luật suy đoán có phương
pháp, kinh nghiệm, kiểm chứng theo cảm tính hay cảm giác
chung đơn sơ.
CÁC HÀM SỐ HEURISTICS
Dạng tổng quát
f(p) = f( t
1
, t
2

, , t
n
)
Ở đây ứng với mỗi khả năng p, hàm đánh giá f cho
một giá trị f( t
1
, t
2
, , t
n
) là hàm giải tích phụ thuộc vào các
giá trị của các tham số t
1
, t
2
, , t
n
đặc trưng cho khả năng p.
Ví dụ: Xét bài toán tìm đường đi ngắn nhất, với mỗi
đỉnh p hàm đánh giá f(p) là ước lượng đường chim bay từ p
tới đích.
CÁC CHƯƠNG TRÌNH MINH HOẠ
BÀI TOÁN BIẾN ĐỔI CẶP SỐ
Input: Cặp số (a, b) và số N.
Output: Dãy phép biến đổi sao cho a hoặc b bằng N.
Ta có thể biểu diễn trên cây như sau:
(8, 13)
(1, 1)
Mức 1
Mức 2

Mức 3
Mức 4
Mức 5
(3, 8)
(13, 5)
(7, 10)
(10, 3)
(8, 5)
(2, 1)
(1, 2)
(3, 2)
(1, 3)
(1, 4)
(4, 3)
(5, 2) (3, 5)
(7, 3) (7, 2) (5, 7)
Mức 0
BÀI TOÁN BỐC DIÊM
Input: Ba số nguyên dương a, b, c.
Output: Dãy trạng thái mô tả các lần bốc diêm để
thu được trạng thái ba đống diêm có số lượng bằng nhau
(a' = b' = c').
Ta có thể biểu diễn trên cây như sau:
Mức 1
Mức 2
Mức 3
(2, 4, 6)
(8, 2, 2)
(4, 4, 4)
(2, 2, 8)

(2, 4, 6)(4, 2, 6)
Mức 0
(2, 8, 2)(4, 4, 4)
(4, 2, 6)
(2, 8, 2)(4, 4, 4) (4, 2, 6)
(4, 0, 8)
BÀI TOÁN THÁP HÀ NỘI
Input: Số lượng đĩa n, trạng thái ban đầu T
0
và trạng
thái đích Tđ.
Output: Dãy mô tả sự dịch chuyển n đĩa từ trạng thái
xuất phát đến trạng thái đích.
Hàm Heuristics: h(T) = khoảng cách từ trạng thái
hiện tại đến trạng thái đích.
Ví dụ: Số đĩa là 4
Trạng thái các đĩa: 3 3 3 3 khi đó h(T) = 4 - 4 + 0 = 0
Trạng thái các đĩa: 3 x 3 3 khi đó h(T) = 4 -1 + 2 = 5
BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
TÌM HIỂU VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ
THUẬT TOÁN TÌM KIẾM TRUYỀN
THỐNG ỨNG DỤNG TRONG TIN HỌC
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Đức Giáo
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Minh Tâm
Lớp: K96C2 - CNTT