MẠNG NGỮ NGHĨA CHO CƠ CHẾ SUY DIỄN GIẢI BÀI TOÁN TAM GIÁC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÁO CÁO THU HOẠCH MÔN HỌC
BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ ỨNG DỤNG
ĐỀ TÀI:
MẠNG NGỮ NGHĨA CHO CƠ CHẾ SUY DIỄN
GIẢI BÀI TOÁN TAM GIÁC
GIẢNG VIÊN : PGS.TS ĐỖ VĂN NHƠN
HỌC VIÊN : ĐINH ĐỨC KHOA
MÃ SỐ : CH11002003
LỚP : CAO HỌC K6
HÀ NỘI - 12/2012
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU
Cùng vời nhiều ngành khoa học khác. Khoa học máy tính và Công nghệ thông
tin đã góp phần không nhỏ vào sự tiến bộ của toàn xã hội. Trí tuệ nhân tạo là một
lĩnh vực khoa học máy tính nhằm nghiên cứu phát triển các hệ thống máy tính ngày
càng thông minh hơn; hỗ trợ tốt hơn cho hoạt động xử lý thông tin và xử lý tri thức,
tính toán và điều khiển, v.v Trí tuệ nhân tạo đã xâm nhập vào nhiều mặt đời sống
xã hội và đã trở thành phương pháp rất hiệu lực để giải quyết nhiều bài toán phức tạp
trong thực tế.
Sự khác biệt giữa các hệ cơ sở tri thức và các chương trình truyền thống nằm
ở cấu trúc. Trong các chương trình truyền thống, cách thức xử lý hành vi của chương
trình đã được ấn định sẵn qua các dòng lệnh của chương trình dựa trên một thuật giải
đã định sẵn. Trong các hệ cơ sở tri thức, có hai chức năng tách biệt nhau, trường hợp
đơn giản có hai khối; khối tri thức hay còn được gọi là cơ sở tri thức và khối điều
khiển hay còn được gọi là động cơ suy diễn. Với các hệ thống phức tạp, bản thân
động cơ suy diễn cũng có thể là một hệ cơ sở tri thức chứa ccas siêu tri thức (tri thức
về cách sử dụng các tri thức khác).
Việc tách biệt tri thức khỏi các cơ chế điều khiển giúp ta dễ dàng thêm vào các

tri thức mới trong tiến trình phát triển của một hệ thống. Đây là điểm tương tự của
động cơ suy diễn trong một hệ cơ sở tri thức và não bộ con người (điều khiển xử lý),
là không đổi cho dù hành vi của cá nhân có thay đổi theo kinh nghiệm và kiến thức
mới nhận được.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 2
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực khoa học và công nghệ đặc biệt trong
khoa học trí tuệ nhân tạo, để xây dựng các hệ chuyên gia và các hệ giải bài toán dựa
trên tri thức người ta phải thiết kế một cơ sở tri thức cho hệ thống và một động cơ
suy diễn để giải quyết vấn đề dựa trên tri thức, đặt biệt là các hệ giải toán dựa trên tri
thức vấn đề làm sao để thiết kế mô hình nhằm biểu diễn cơ sở tri thức thể hiện đầy đủ
miền tri thức và được mô tả đầy đủ các khía cạnh của tri thức trong lĩnh vực nó cần
biểu diễn, mô hình này còn hướng đến việc tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế,
cài đặt để xây dựng một công cụ suy diễn dễ dàng truy cập phục vụ tốt quá trình suy
luận khai thác ứng dụng . Vì thế một hệ giải bài toán dựa trên tri thức phải là một hệ
giải toán thông minh có thể giải được các dạng bài toán tổng quát trong một miền tri
thức nào đó, trong đó có một cơ sở tri thức và một bộ phận thực hiện suy luận giải
bài toán trong phạm vi tri thức của hệ thống [1].
Trong khoa học về trí tuệ nhân tạo có nhiều phương pháp để biểu diễn tri thức
và phương pháp cho hiệu quả cao trong viêc biểu diễn và suy luận dựa trên các bài
toán tổng quát, mỗi phương pháp điều có ưu, nhược điểm riêng của từng phương
pháp trong phần trình bày này người viết đề xuất một mô hình biểu diễn tri thức gọi
là mạng ngữ nghĩa kết hợp với một số thuật toán được ứng dụng trong giải “bài toán
tam giác” của chương trình phổ thông.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 3
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ BIỂU DIỄN TRI THỨC
Khái niệm biểu diễn tri thức và kỹ nghệ xử lý tri thức được đề cập nhiều trong
khoa học trí tuệ nhân tạo, nhưng chỉ từ khi xuất hiện và ứng dụng thực thế các hệ
chuyên gia, chúng mới có được các cơ sở lý luận và thực tiển vững chắc. Nói tổng

quát biểu diễn tri thức là thể hiện các mô tả về thế giới bên ngoài dưới dạng sao cho
các máy thông minh có thể đưa tới những kết luận về môi trường xung quanh nó, trên
cơ sở một cách hình thức các mô tả này, còn kỹ nghệ tri thức bao gồm trong nó các
kỹ thuật cấu trúc tri thức, suy diễn, quản trị tri thức và học tự động. Vào những năm
đầu thập kỷ 80 sự phát triển của khoa học tri thức mà các nhà nghiên cứu đã đúc kết
lại những điểm khá chung nhau và các phương pháp biểu diễn tri thức đươc quan tâm
chủ yếu là:
- Biểu diễn nhờ lôgic hình thức
- Biểu diễn nhờ hệ sản xuất
- Biểu diễn nhờ mạng ngữ nghĩa
- Biểu diễn nhờ các frame.
Trong các phương pháp biểu diễn này là tạo ra cơ sở tri thức tường minh trong
các hệ thống khoa học trí tuệ nhân tạo dựa trên tri thức, điều đó phải đòi hỏi xây
dựng các ngôn ngữ khoa học trí tuệ biểu diễn tri thức, thêm vào đó các ngôn ngữ này
phải cung cấp các công cụ truy nhập tới các sự kiện không tường minh có trong cơ sở
tri thức, nghĩa là phải bao gồm trong nó cơ chế suy diễn tự động. Như vậy trong bất
kỳ một hệ thống biểu diễn tri thức nào, bao giờ cũng phải chứa ba yếu tố: Ngôn ngữ
biểu diễn, cơ chế suy dẫn và công cụ lập cơ sở tri thức cho từng lĩnh vực cụ thể.
II.1/ Phân loại tri thức
Dựa vào cách thức con người giải quyết vấn đề, các nhà nghiên cứu đã xây
dựng các kỹ thuật biểu diễn các dạng tri thức khác nhau trên máy tính, mặc dù vậy
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 4
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
không có một kỹ thuật riêng lẻ nào có thể giải thích đầy đủ cơ chế tổ chức tri thức
trong các chương trình máy tính. Để giải quyết vấn đề, chúng ta chỉ chọ dạng biểu
diễn nào thích hợp nhất, sau đây là các dạng biểu diễn tri thức thường gặp.
Tri thức thủ tục mô tả cách thức giải quyết một vấn đề loại tri thức này đưa
ra giải pháp để thực hiện một công việc nào đó. Các dạng tri thức thủ tục tiêu biểu
thường là các luật, chiến lược, lịch trình, và thủ tục.
Tri thức khai báo cho biết một vấn đề được thấy như thế nào. Loại tri thức

này bao gồm các phát biểu đơn giản, dưới dạng các khẳng định logic đúng hoặc sai.
Tri thức khai báo cũng có thể là một danh sách các khẳng định nhằm mô tả đầy đủ
hơn về đối tượng hay một khái niệm nào đó.
Siêu tri thức mô tả tri thức của tri thức. Loại tri thức này giúp lựa chọn tri
thức thích hợp nhất trong số các tri thức khi giải quyết một vấn đề. Các chuyên gia sử
dụng tri thức này đề điều chỉnh hiệu quả giải quyết vấn đề bằng cách hướng các lập
luận về miền tri thức có khả năng hơn cả.
Tri thức heuristic mô tả các “mẹo” để dẫn dắt tiến trình lập luận. Tri thức
heuristic còn được gọi là tri thức nông cạn do không bảo đảm hoàn toàn chính xác về
kết quả giải quyết vấn đề, các chuyên gia thường dùng các tri thức khoa học như sự
kiện, các luật… sau đó chuyển chúng thành các tri thức heuristic để thuận tiện hơn
trong việc giải quyết một số bài toán.
Tri thức có cấu trúc mô tả tri thức theo cấu trúc. Loại tri thức này mô tả mô
hình tổng quan hệ thống theo quan điểm của chuyên gia, bao gồm khái niệm và các
đối tượng, diễn tả chức năng và mối liên hệ giữa các tri thức dựa theo cấu trúc xác
định.
II.2/ Các phương pháp biểu diễn tri thức
Như đã nêu trong mục [II] tương ứng tồn tại các loại tri thức cơ bản sau:
- Tri thức mô tả
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 5
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
- Tri thức thủ tục
- Tri thức điều khiển
Tương ứng với hai loại tri thức mô tả và tri thức thủ tục, có hai loại lớp
phương pháp biểu diễn tri thức: biểu diễn mô tả và biểu diễn thủ tục. Các cơ chế điều
khiển sẽ được lồng trong bản thân cấu trúc ngôn ngữ biểu diễn tri thức, chẳng hạn
trong ngôn ngữ PROLOG để tỉa bớt một số nhánh tìm kiếm trong không gian bài
toán, tránh tìm kiếm vét cạn, nếu ta dùng toán tử cắt tỉa (cut). Có thể phân loại sau:
- Phương pháp biểu diễn tri thức mô tả: logic, mạng ngữ nghĩa, AOV
- Phương pháp biểu diễn tri thức thủ tục: sản xuất

- Phương pháp biểu diễn hổn hợp: Frame
Mong muốn của các chuyên gia về xử lý tri thức là tạo ra được các hệ thống
cho phép người sử dụng mô tả bài toán bằng ngôn ngữ mô tả, sau đó giải chúng theo
chế độ tương tác và hội thoại cao.
II.2.1/ Biểu diễn tri thức nhờ logic
Đây là dạng biểu diễn tri thức cổ điển nhất trong máy tính là logic, với hai
dạng phổ biến là logic mệnh đề và logic vị từ, cả hai kỹ thuật này đều dùng ký hiệu
để thể hiện tri thức và các toán tử áp lên các ký hiệu để suy luận logic. Logic đã cung
cấp cho nhà nghiên cứu một công cụ hình thức để biểu diễn và suy luận tri thức.
Phép
toán
AND OR NOT Kéo theo Tương
đương
Kí hiệu ^, &, v,, +
Logic mệnh đề biểu diễn và lập luận với các mệnh đề toán học. Mệnh đề là
một câu nhận giá trị hoặc đúng hoặc sai giá trị này gọi là chân trị của mệnh đề. Logic
mệnh đề gán một bước ký hiệu vào một mệnh đề, ví dụ A= “Xe sẽ khởi động”.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 6
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Khi cần kiểm tra chân trị của câu trên trong bài toán sử dụng logic mệnh đề
người ta kiểm tra giá trị của A. Nhiều bài toán sử dụng logic mệnh đề để thể hiện tri
thức và giải quyết vấn đề, bài toán loại này được đưa về bài toán xử lý các luật, mỗi
phần giải thiết và kết luận của luật có thể có nhiều mệnh đề.
IF Xe không khởi động được  A
AND Khoảng cách từ nhà đến chổ làm là xa  B
THEN Sẽ trể giờ làm  C
Luật trên có thể biểu diễn lại như sau: A^B -> C
Các phép toán quen thuộc trên các mệnh đề được cho trong bảng sau:
A B A^B A B A B A
T T F T T T T

F T T F T T F
T F F F T F F
F F T F F T T
Bảng chân tri, với các giá trị đúng (True), sai (False)
Logic vị từ là sự mở rộng của logic mệnh đề nhằm cung cấp một cách biễu
diễn rõ hơn về tri thức thì logic vị từ dùng ký hiệu để biểu diễn tri thức. Cách biểu
diễn này khá trực quan và ưu điểm căn bản của nó là có một cơ sở lý thuyết vững
chắc cho những thủ tục suy diễn nhằm tìm kiếm và sản sinh ra những tri thức mới,
dựa trên các sự kiện và các luật đã cho. Logic vị từ cũng giống như logic mệnh đề,
dùng các ký hiệu để thể hiện tri thức, những ký hiệu này gồm: hằng số, vị từ, biến và
hàm.
Hằng số: Các hằng số dùng để đặt tên các đối tượng đặt biệt hay thuộc tính,
nhìn chung các hằng số được ký hiệu bằng chữ viết thường, chẳng hạn An, bình,
nhiệt độ. Hằng số An có thể được dùng để thể hiện đối tượng an một người đang xét.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 7
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Vị Từ: Một mệnh đề hay sự kiện trong logic vị từ được chia thành hai phần vị
từ và tham số. Tham số thể hiện một khẳng định về đối tượng, chẳng hạn mệnh đề,
chẳng hạn mệnh đề “Nam thích Mai” viết theo vị từ sẽ có dạng: thích (nam, mai).
Với cách thể hiện này người ta dùng từ đầu tiên tức “thích” làm vị từ, vị từ cho biết
quan hệ giữa các đối số đặt trong ngoặc, đối số là các ký hiệu thay cho các đối tượng
của bài toán.
Biến: Các biến dùng để thể hiện các lớp tổng quát của các đối tượng hay
thuộc tính, biến được viết bằng các ký hiệu bắt đầu là chữ in hoa, như vậy có thể
dùng vị tự có biến để thể hiện nhiều vị từ tương tự.
Hàm: Logic vị từ cũng cho phép dùng ký hiệu để biểu diễn hàm, hàm mô tả
một ánh xạ từ các thực thể hay một tập hợp đến một phần tử duy nhất của tập hợp
khác.
Phép toán: Logic vị từ cũng dùng các phép toán như logic mệnh đề như: thích
(X, Y) AND thích (Z, Y) -> ¬ thích (X, Z), việc lập luận theo cách không hình thức

đòi hỏi một khả năng rút ra được kết luận từ các sự kiện đã có, việc lấy ra thông tin
mới từ các thông tin đã biết và các luật là trong tâm của tập luận trong hệ chuyên gia,
quá trình lập luận được hình thức hóa trong bài toán suy luận.
II.2.2/ Bộ ba đối tượng - Thuộc tính – Giá trị
Cơ chế tổ chức nhận thức của con người thường được xây dựng dựa trên các
sự kiện (fact), xem như các đơn vị cơ bản nhất, một sự kiện là một dạng tri thức khai
báo. Nó cung cấp một số hiểu biết về một biến cố hay một vấn đề nào đó.
Một cách biểu diễn khác là nhờ sử dụng bộ ba đối tượng – thuộc tính – giá trị
(Object – Attribute – Value) để chỉ sự kiện rằng “Đối tượng” với “Thuộc tính” đã
cho có một “giá trị” nào đó.
Màu
Sơ đồ biểu diễn tri thức theo bộ ba (O-A-V)
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 8
Ghế
Nâu
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Trong các sự kiện O – A – V một đối tượng có thể có nhiều thuộc tính với các
kiểu giá trị khác nhau hơn nữa một thuộc tính cũng có thể có một hay nhiều giá trị
chúng được gọi là các sự kiện đơn trị (single-value) hoặc đa trị (multi-value), điều
này cho phép các hệ tri thức linh động trong việc biểu diễn các tri thức cần thiết, cần
phân biệt hai đối tượng: đối tượng tĩnh và đối tượng động các đối tượng tĩnh được
lưu trong nội bộ nhớ dài hạn và khi cần được đưa vào bộ nhớ làm việc để xử lý,
ngược lại trong quá trình làm việc khi cần sẽ khởi tạo các giá trị thuộc tính của các
đối tượng động và chúng được lưu ở bộ nhớ trong phục vụ cho việc xử lý tiếp theo.
Các sự kiện không phải lúc nào cũng đảm bảo là đúng hay sai với độ chắc
chắn hoàn toàn, vì thế khi xem xét các sự kiện người ta còn sử dụng thêm một khái
niệm là độ tin cậy, phương pháp truyền thống để quản lý thông tin không chắc chắn
là sử dụng nhân tố chắc chắn CF (ceratinly factor) được dùng trong hệ MYCIN
(khoảng năm 1975).
Ngoài ra, khi các sự kiện mang tính “nhập nhằng” việc biểu diễn tri thức dựa

vào một kỹ thuật gọi là logic mờ (do Zadeh đưa ra năm 1965) các thuật ngữ nhập
nhằng được thể hiện, lượng hóa trong tập mờ.
II.2.3/ Các Luật dẫn
Trong hệ thống dựa trên các luật người ta thu thập các tri thức lĩnh vực trong
một tập và lưu chúng trong cơ sở tri thức của hệ thống. Hệ thống dùng các luật này
cùng với các thông tin trong bộ nhớ để giải bài toán việc xử lý các luật trong hệ
thống dựa trên các luật được quản lý bằng một module gọi là hệ suy diễn, phương
pháp này khá trực quan với người sử dụng, song chỉ phù hợp khi cơ sở tri thức không
có quá nhiều luật suy dẫn và do vậy không chứa nhiều loại vị từ khác nhau.
Các luật dẫn cơ bản thể hiện tri thức có thể phân loại theo loại tri thức và như
vậy có các lớp luật tương ứng với dạng tri thức như quan hệ, khuyến cáo, hướng dẫn,
chiến lược và heuristic.
Quan hệ
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 9
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
IF Bình điện hỏng
THEN Xe sẽ không khởi động được
Lời khuyên
IF Xe không khởi động được
THEN Đi bộ
Chiến lược
IF Xe không khởi động được
THEN Đầu tiên hãy kiểm tra hệ thống nhiên liệu, sau đó kiểm tra hệ
thống điện.
Các luật cũng có thể được phân loại theo cách thức giải quyết vấn đề, điển
hình theo phân loại này các luật theo cách thức diễn giải, chẩn đoán và thiết kế.
Diễn giải
IF Cao 1m65
AND Nặng 65 kg
THEN Phát triển bình thường

Chẩn đoán
IF Sốt cao
AND Ho nhiều
AND Họng đỏ
THEN Viêm họng
Thiết kế
IF Cao 1m75
AND Da sẫm
THEN Chọn áo vải sáng
AND Chọn tấm vải khổ 1m40
Mở rộng cho các luật cần thực hiện cùng một phép toán trên một tập hay các đối
tượng giống nhau lúc này cần các luạt có biến
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 10
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
IF X là nhân viên
AND Tuổi của X >65
THEN X có thẻ nghỉ hưu
Khi mệnh đề phát biểu về sự kiện hay bản thân sự kiện có thể không chắc
chắn, người ta dùng hệ số chắc chắn CF, luật thiết lập quan hệ không chính xác giữa
các sự kiện giải thiết và kết luận được gọi là luật không chắc chắn ví dụ nếu “lạm
phát cao” thì “hầu như chắc chắn lãi suất sẽ cao” luật này có thể viết lại với giá trị CF
có thể như sau.
IF Lạm phát cao
THEN Lãi suất cao, CF=0,8
Dạng siêu luật một luật với chức năng mô tả cách thức dùng các luật khác sẽ
đưa ra chiến lượt sử dụng các luật theo lĩnh vực chuyên dụng, thay vì đưa ra thông tin
mới.
IF Xe không khởi động
AND Hệ thống điện làm việc bình thường
THEN Có thể sử dụng các luật liên quan đến hệ thống điện

Qua thực nghiệm các chuyên gia sẽ đề ra một tập các luật áp dụng cho một bài
toán cho trước thí dụ tập luật trong hệ thống chẩn đoán hỏng hóc xe điều này giúp
giải quyết các trường hợp mà khi chỉ với các luật riêng.
II.2.4/ Biểu diễn tri thức bằng Frame
Phương pháp biểu diễn tri thức bằng Frame có tất cả các tính chất vốn có của
một ngôn ngữ biểu diễn tri thức, nó cũng đồng thời cũng là cơ sở cho một phương
pháp xử lý thông tin mới – hướng đối tượng nếu phương pháp biểu diễn nhờ logic và
mạng ngữ nghĩa [III] mang đặc trưng mô tả và phương pháp dùng các luật sản xuất
dùng để biểu diễn tri thức thủ tục, thì Frame lại kết hợp được những đặc điểm của cả
hai dạng biểu diễn: Mô tả và thủ tục hệ biểu diễn Frame do M.Minsky đưa ra năm
1975.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 11
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Frame thực chất là sự tổng quát hóa của cấu trúc bản ghi trong PASCAL hoặc
danh sách bản thể trong LISP và tương tự như cấu trúc đối tượng trong C++, tận
dụng được các ưu điểm của các luật sản xuất và vị từ, cũng như là mạng ngữ nghĩa,
một Frame được mô tả bởi cấu trúc
<tên Frame>
<tên slot 1>
<thuộc tính thừa kế> - (như trên, duy nhất, miền)
<Kiểu slot> - (text, integer, real, pointer…)
<Giá trị slot> - (tên, giá trị, thủ tục, pointer)
<tên slot 2>
Cấu trúc Frame này cho ta một “khung dữ liệu” để khoanh vùng các đối
tượng, một trong những đặc trưng quan trọng của biểu diễn nhờ Frame là khả năng
thừa kế các thông tin của các slot có cùng tên ở đối tượng bậc trên. Khi bài toán trở
nên phức tạp hơn thì việc mô tả và điều khiển trong Frame sẽ phức tạp hơn nhiều
trong các phương pháp biểu diễn thủ tục khác.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 12
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác

PHẦN III: MẠNG NGỮ NGHĨA VÀ GIẢI THUẬT LAN TRUYỀN
Như đã trình bày ở phần mở đầu [I] để máy tính có thể sử dụng được tri thức,
có thể xử lý được tri thức, chúng ta cần phải biểu diễn tri thức dưới dạng thuận tiện
cho máy tính, đó là mục tiêu của biểu diễn tri thức sau nhiều cố gắng các nhà trí tuệ
nhân tạo đã phát triển một số cách biểu diễn (thể hiện) tri thức có hiệu quả trong máy
tính đặc biệt một trong số biểu diễn mà người viết muốn nhắc đến mạng ngữ nghĩa và
tính toán lan truyền trong mạng.
III.1/ Mạng ngữ nghĩa
Mạng ngữ nghĩa là một công cụ trực quan giúp chúng ta biểu diễn được các
mối liên hệ giữa các tri thức tổng quát, khái niệm, các sự việc mà chúng có mối liên
hệ. Mạng ngữ nghĩa là một phương pháp biểu diễn tri thức đầu tiên và cũng là
phương pháp dễ hiểu, để biểu diễn một mạng ngữ nghĩa thì người ta dùng phương
pháp đồ thị, trong đó đỉnh là các đối tượng (khái niệm, tri thức, sự việc) nào đó, còn
các cung giữa các đỉnh nó thể hiện các mối liên hệ giữa các đối tượng.
Mạng ngữ nghĩa sử dụng công cụ là đồ thị nên nó thừa hưởng tất cả những
mặt mạnh của công cụ đồ thị. Các thuật toán đã được cài đặt và phát triển trên máy
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 13
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
tính, khi áp dụng chúng ta có thể giải quyết nhiều vấn đề khác nhau ở trên mạng. Cho
đến nay mạng ngữ nghĩa được ứng dụng nhiều trong hai lĩnh vực:
+ Xử lý ngữ nghĩa tự nhiên.
+ Giải các bài toán thông minh.
Người ta có thể nới rộng mạng ngữ nghĩa bằng cách thêm các nút và nối
chúng vào đồ thị, các nút mới ứng với các đối tượng bổ sung, thông thường có thể
nới rộng mạng ngữ nghĩa theo ba cách:
- Thêm một đối tượng tương tự
- Thêm một đối tượng đặc biệt hơn
- Thêm một đối tượng tổng quát hơn
Thứ nhất thêm “cách cụt” thể hiện một loại chim mới thứ hai thêm “chip”
cũng có nghĩa nó là con “sẻ” và đồng thời là “chim”, thứ ba có thể đưa ra đối tượng

tổng quát như “con vật” lúc này không những có thể biết được rằng “chim là con
vật” mà còn biết “chip thở bằng không khí”.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 14
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Tính chất quan trọng của mạng ngữ nghĩa là tính kế thừa, nó cho phép các nút
được bổ sung sẽ nhận các thông tin của các nút đã có trước, và cho phép mã hóa tri
thức một cách dễ dàng.
Để minh họa cho tính kế thừa của mạng ngữ nghĩa hãy xét một câu hỏi trên đồ
thị, chẳng hạn tại nút “chim” người ta muốn hỏi con “chip” hoạt động như thế nào ?
thông qua cung hoạt động người ta biết được nó bay.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 15
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
III.2/ Giải thuật lan truyền trên mạng ngữ nghĩa
Lan truyền kích hoạt (spreading activation) là một phương pháp để tìm kiếm
các mạng lưới liên kết, các mạng thần kinh (neural networks) hoặc mạng ngữ nghĩa
(semantic networks), quá trình tìm kiếm được bắt đầu bằng cách ghi nhãn một tập
hợp các nút nguồn [III.1] với kích hoạt hay “activation” và sau đó lặp đi lặp lại các
lan truyền hay “spreading” tiếp tục kích hoạt các nút tiếp theo liên quan đến nút
nguồn. Trong kích hoạt lan truyền các nút đã được kích hoạt và các nút chưa kích
hoạt được lưu lại để phục vụ cho việc tìm nút lan truyền tiếp theo hợp lý hơn.
Lan truyền kích hoạt được ứng dụng trong truy suất thông tin, bằng việc sử
dụng ngữ nghĩa của một mạng lưới đại diện cho các nút tài liệu và các từ ngữ có
trong văn bản đó.
Cho một đồ thị có hướng được thể hiện bởi mảng node [1 n], mỗi kích hoạt
liên quan đến giá trị A[i] là một số thực nằm trong khoảng [0.0 1.0], link[i, j] sẽ
kết nỗi với nguồn node[i] với mục tiêu là node[j]. Mỗi liên kết có một trọng số là
w[i, j] thường là một số thực nằm trong dãy [0.0 1.0].
Các tham số:
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 16
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác

• Ngưỡng kích hoạt F là một số thực nằm trong khoảng [0.0 1.0].
• Yếu tố suy biến D (Decay factor) là một số thực nằm trong khoảng [0.0, ,
1.0].
Các bước thực hiện thuật toán:
• Khởi tạo đồ thị, cài đặt tất cả các kích hoạt giá trị A[i] = 0, thiết lập một hoặc
thêm các nút gốc để kích hoạt một giá trị ban đầu lớn hơn ngưỡng F. Giá trị
khởi tạo thông thường là 1.
• Đối với mỗi node[i] chưa được kích hoạt trong đồ thị có một kích hoạt A[i]
lớn hơn giá trị node ngưỡng kích hoạt F.
• Đối với mỗi Link[i, j] kết nối node[i] với mục tiêu node[j] , điều chỉnh:
o A [j] = A [j] + (A [i] * W [i, j] * D) trong đó D là yếu tố suy biến.
• Nếu một nút nhận được một mục tiêu điều chỉnh giá trị kích hoạt của nó sẽ
vượt quá 1.0, sau đó đặt giá trị kích hoạt mới của nó là 1.0. Tương tự như vậy,
duy trì 0.0 như một giá trị ràng buộc kích hoạt thấp hơn, các nút mục tiêu của
nó sẽ nhận được giá trị điều chỉnh xuống dưới 0.0.
• Khi một nút đã kích hoạt nó có thể kích hoạt lại một lần nữa, mặc dù các biến
thể của thuật toán cơ bản cho phép bỏ qua việc lặp đi lặp lại và vòng qua đồ
thị.
• Các nút nhận được giá trị kích hoạt mới có vượt quá ngưỡng kích hoạt F được
đánh dấu để kích hoạt vào chu trình kích hoạt tiếp theo.
• Nếu kích hoạt bắt nguồn từ nhiều hơn một nút, một biến của thuật toán sẽ cho
phép đánh dấu các kích hoạt đã đi qua để phân biệt với các con đường chưa
được kích hoạt trên đồ thị.
• Thủ tục chấm dứt khi một trong hai không có thêm các nút để kích hoạt trong
trường hợp các dấu hiệu chuyển từ nhiều nguồn gốc, khi có nhiều hơn một con
đường xuất phát từ một nút. Các biến sử dụng trong thuật toán cho phép lặp
đi, lặp lại hoặc sa thải nút hoặc dòng kích hoạt trong đồ thị, chấm dứt sau khi
một trạng thái kích hoạt ổn định, đối với một số trường, được đạt tới, hoặc số
lần lặp vượt quá mức tối đa.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 17

Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
PHẦN IV: ỨNG DỤNG MẠNG NGỮ NGHĨA ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN
PHỔ THÔNG
IV.1/ Giới thiệu bài toán
Trong chương trình phổ thông có hai dạng bài toán hay gặp đó là bài toán hình
học và bài toán đại số. Với hai dạng bài toán này, việc biểu diễn trên mạng ngữ nghĩa
có tác động tích cực đến người học. Với tính trực quan của mạng ngữ nghĩa, người
học sẽ dễ dàng tiếp thu và hình thành tri thức nhanh chóng.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 18
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Có nhiều dạng toán hình học và đại số trong chương trình phổ thông, nhưng vì hạn
chế về thời gian nên ở đây xin giới thiệu dạng cơ bản: Mạng ngữ nghĩa cho bài toán
hình học phẳng.
IV.2/ Xây dựng bài toán hình học phẳng
Các bài toán hình học phẳng gồm các dạng toán như giải bài toán hình tam
giác, hình vuông, hình thoi,
Các bài toán này được hình thành dựa trên các tính chất và thuộc tính của hình
học phẳng. Do đó có thể xác định được các đối tượng trên mạng ngữ nghĩa của
những bài toán này là các đỉnh, các cạnh. Và mối liên hệ giữa các đối tượng này là
tính chất của các bài toán hình học.
IV.3/ Bài toán hình tam giác:
(1) Xác định thông tin
Xét tam giác ABC với các thông tin được biểu diễn như sau:
Ví dụ về hình tam giác
• Đối tượng:
o 3 góc α =
¼
BAC
, β =
¼

ABC
, δ =
¼
ACB
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 19
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
o 3 cạnh a, b, c
o 3 đường cao h
a
, h
b
, h
c

o 3 đường trung tuyến i
a
, i
b
, i
c
o Chu vi C
o Diện tích S
• Mối liên hệ:
o Tổng 3 góc α + β + δ =
π
o Chu vi C = 2P, P =
1
2
(a + b + c)
o Diện tích S =

1
2
a.h
a
=
1
2
b.h
b
=
1
2
c.h
c
o Nửa chu vi P =
1
2
(a + b + c)
o Diện tích S =
( )( )( )P P a P b P c− − −

o Liên hệ giữa góc và cạnh
sin
a
α
=
sin
b
β
=

sin
c
δ
(2) Chọn lọc thông tin:
Trong các thông tin đã cung cấp ở các bài toán trên ta có thể thấy một số thông tin
thừa không cần thiết như: 3 đường trung tuyến i
a
, i
b
, i
c
ở bài toán tam giác
Với các thông tin này hệ thống không bị mất đi độ chính xác nhưng sẽ làm cho
tốc độ suy luận giảm đi. Vậy nên cần được loại bỏ.
(3) Biểu diễn thông tin trên mạng ngữ nghĩa:
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 20
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Hình 3-2 Mạng ngữ nghĩa cho bài toán hình tam giác
Trong mạng ngữ nghĩa trên, các ô tròn biểu thị cho các đối tượng của bài toán và
các ô vuông thể hiện mối quan hệ giữa các đối tượng.
IV.4/ Bài toán hình thang
(1) Xác định thông tin:
Xét hình thang ABCD
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 21
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Hình 3-2 Ví dụ về hình thang
Ta xác định được các thông tin như bên dưới:
• Đối tượng:
o 4 góc α = DAB, β =ABC, δ =BCD, γ = CDA
o Cạnh a, b, c, d

o Chiều cao h
o Hai cạnh con của c là c
1
và c
2
o Diện tích S
o Chu vi C
• Mối liên hệ:
o Có 2 cạnh a, c song song nhau
o Tổng các góc α + β + δ + γ = 2π
o Chiều dài cạnh a = c – (c
1
+ c
2
)
o Chiều dài cạnh a = C – (b + c + d)
o Chiều dài cạnh a =
2S
h
- c
o Chiều dài cạnh b = C – (a + c + d)
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 22
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
o Chiều dài cạnh b =
h
sin
δ
o Chiều dài cạnh c = C – (a + b + d)
o Chiều dài cạnh c =
2S

h
- a
o Chiều dài cạnh d = C – (a + b + c)
o Chiều dài cạnh d =
h
sin
γ
o Góc γ = arsin(
h
d
)
o Góc γ = 2π – (α + β + δ )
o Góc δ = arsin(
h
b
)
o Góc δ = 2π – (α + β + γ )
o Góc α =
2
π
+ arsin(
2 2
d h
d
−
)
o Góc α = 2π – (δ + β + γ )
o Góc β =
2
π

+ arsin(
2 2
b h
b
−
)
o Góc β = 2π – (δ + α + γ )
o Diện tích S = a.h +
1
2
h
2 2
d h
−
+
1
2
h
2 2
b h
−
o Chu vi C = a + b + c + d
(2) Chọn lọc thông tin:
Trong mô tả bên ở trên ta có thể thấy các thông tin về cạnh c
1
và c
2
là dư thừa,
vì chúng không cần thiết trong việc tính toán các giá trị còn lại.
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 23

Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
Thông tin về hai cạnh song song, không giúp ta trong việc tính toán.
Những thông tin này có thể lượt bỏ trong sơ đồ mạng ngữ nghĩa cho bài toán
hình thang này.
(3) Biểu diễn thông tin trên mạng ngữ nghĩa:
Hình 3-2 Mạng ngữ nghĩa cho bài toán hình thang
IV.5/ Biểu diễn thông tin trên máy
Vấn đề khó khăn nhất trong việc thể hiện nội dung của mạng ngữ nghĩa trên
máy tính là việc không thể xác định được giá trị nào trên mạng đã xác định và giá trị
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 24
Mạng ngữ nghĩa cho cơ chế suy diễn, giải bài toán tam giác
nào cần phải xác định. Tuy nhiên vì các đối tượng trên mạng ngữ nghĩa có các mối
quan hệ khép kín nên chỉ cần có vừa đủ các giá trị cần thiết thì các đối tượng còn lại
cũng sẽ được xác định.
Trong hai bài toán nêu trên, các đối tượng được xác định dựa trên các mối liên
hệ và các đối tượng đã được xác định có trong mối liên hệ đó.
Trong bài toán hình tam giác, ta có 11 đối tượng cần xác định lần lượt là 3
cạnh, 3 góc, 3 đường cao, chu vi và diện tích. Thuật toán đơn giản được áp dụng
trong bài toán này đó là lặp lại 11 lần các mối liên hệ để tìm ra giá trị cho các đối
tượng trong mối liên hệ đó. Nếu có (n-1) đối tượng đã xác định thì sẽ xác định được
đối tượng còn lại.
Trong bài toán hình thang, các đối tượng cần xác định lần lượt là 4 cạnh, 4
góc, đường cao, chu vi và diện tích. Cũng như bài toán tam giác, các đối tượng được
xác định thông qua các mối liên hệ giữa các đối tượng. Và cũng với (n-1) đối tượng
đã xác định thì đối tượng còn lại cũng được xác định.
Bài toán hình tam giác:
Người dùng cần nhập vào một số thông tin đối tượng đã xác định. Với các đối tượng
chưa xác định, hãy để trống nội dung. Và người dùng muốn tính toán những thông số
nào của bài toán, lựa chọn vào mục chọn giát trị cần tính. Khi các thông số đã xác
định, người dùng chọn tính để thể hiện kết quả. Nếu không thể tính toán ra kết quả,

chương trình sẽ thông báo cho người dùng biết.
Giao diện bài toán hình tam giác được xây dựng như sau:
CH1102003 - ĐINH ĐỨC KHOA Trang 25