Tiểu luận MÔN TÌM HIỂU MÔ HÌNH COKB-ONT

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (220.93 KB, 21 trang )

Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
MỤC LỤC
1
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, việc áp dụng công nghệ thông tin (e-learning) trong giảng dạy rất phổ biến,
trong đó có Việt Nam. Trong E-learning, tài liệu cho việc học là rất quan trọng. Do đó
việc cần thiết là thiết kế hệ thống cơ sở tri thức và hệ chuyên gia với những mục đích
như nghiên cứu, truy vấn, và giải các bài toán.
Ontology hay còn gọi là Computational Object Knowledge Base Ontology (COKB-
ONT), được sử dụng như là một công cụ cho việc thiết kế hệ thống CSTT thực hành. Nội
dung bài báo này nhắc đến một phương pháp thiết kế hệ thống CSTT trong giảng dạy có
sử dụng COKB-ONT. Bài thu hoạch này sẽ trình bày thiết kế của một hệ thống cơ sở tri
thức với mục đích học tập và giải những bài toán cao cấp.
I. Giới thiệu
Biểu diễn tri thức có vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống CSTT (KBS) và hệ
chuyên gia, đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục. Có rất nhiều mô hình khác nhau và các
phương pháp biểu diễn tri thức đã được đề xuất và áp dụng trong nhiều lĩnh vực của khoa
học. Ontology là một phương pháp mới cung cấp một cách tiếp cận hiện đại trong việc
thiết kế các thành phần của KBS. Tuy nhiên, các ứng dụng thực tế của hệ thống thông
minh mong đợi các mô hình công cụ mạnh mẽ và hữu ích hơn cho biểu diễn tri thức.
Trong bài này chúng tôi sử dụng Otology, hay còn được gọi là Computational Object
Knowledge Base Ontology (COKB-ONT) để tạo ra một ứng dụng trong giáo dục và đào
tạo. COKB-ONT đã được sử dụng để tạo ra nhiều ứng dụng trong giáo dục và đào tạo
như một chương trình nghiên cứu và giải quyết các bài toán trong hình học phẳng được
trình bày trong [6], một hệ thống hỗ trợ học tập kiến thức và giải quyết các bài toán hình
học giải tích được trình bày trong [7],và một hệ thống cơ sở kiến thức trong đại số tuyến
tính, vv Các chương trình này phải có kiến thức cơ bản phù hợp. Nó không chỉ cung
cấp cho con người có thể đọc được mà còn là một phương pháp hiện đại như cách thức
các giáo viên và học sinh thường viết. COKB-ONT gồm có mô hình, ngôn ngữ, đặc điểm
kỹ thuật và phương pháp suy luận. Đây là phương pháp mới, hiện đại, thuận tiện cho việc

2
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
học tập của người dùng và sử dụng bởi công cụ suy luận. Bên cạnh đó, các bài toán cũng
được mô hình hóa dễ dàng để chúng tôi có thể thiết kế các thuật toán để tự động giải các
bài toán và đề xuất một ngôn ngữ đơn giản để xác định chúng. COKB-ONT là một công
cụ tự nhiên và hợp lý cho việc thiết kế cơ sở tri thức. Ngày nay, COKB-ONT thường
được sử dụng để biểu diễn tri thức trong những phạm vi khác nhau như toán học, vật lý,
vv Trong bài này, chúng tôi sẽ trình bày một phương pháp thiết kế cho các hệ thống cơ sở
tri thức trong giáo dục sử dụng COKB-ONT. Nó cũng trình bày một trường hợp nghiên
cứu, thiết kế của một hệ thống cơ sở tri thức hỗ trợ nghiên cứu kiến thức giải các bài toán
cao cấp
II. CƠ SỞ TRI THỨC TÍNH TOÁN ĐỐI TƯỢNG ONTOLOGY
Có rất nhiều phương pháp đại diện cho tri thức [2], [4], [9] và [14].Những phương pháp
này đang được quan tâm và hữu dụng cho nhiều ứng dụng. tuy nhiên chúng không đủ
mạnh và rất khó sử dụng cho việc xây dựng hệ cơ sở tri thức trong các lĩnh vực tri thức
khác nhau.
Cơ sở tri thức tính toán đối tượng Ontology (COKB-ONT, [16]) và các mô hình của nó
đã được thiết lập từ cách hướng đối tượng để biểu diễn tri thức cùng với các kỹ thuật lập
để tính toán hình thức. Đã có nhiều kết quả và các công cụ cho các phương pháp hướng
đối tượng, và một số nguyên tắc cũng như kỹ thuật được trình bày trong [15].cách này
còn cho chúng ta một phương pháp mô hình hóa việc giải toán và thiết kế thuật toán .Các
mô hình này rất hữu ích cho việc xây dựng các thành phần và tri thức cơ sở cho toàn bộ
hệ tri thức cơ bản trong lĩnh vực giáo dục.
A. Các thành phần của mô hình COKB
Mô hình tri thức của các cơ sở tính toán đối tượng (mô hình COKB) bao gồm 6 thành
phần:
(C, H, R, Ops, Funcs, Rules)
Ý nghĩa của các thành phần như sau:
3
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD

- C: Tập các khái niệm của các đối tượng tính toán (C- Object).
- H: Tập các quan hệ phân cấp có liên quan của các khái niệm
- R : Tập các mối quan hệ về các khái niệm.
- Ops: Tập các toán tử.
- Funcs: Tập các hàm.
- Rules: Tập các luật
Mỗi khái niệm trong C là một lớp của C-Objects. Cấu trúc C-objects có thể được mô hình
hóa bằng (Attrs, F, Facts, Rules).
- Attrs là một tập các thuộc tính
- F là một tập hợp các phương trình được gọi là quan hệ tính toán
- Facts là tập hợp các thuộc tính hoặc sự kiện của đối tượng.
- Rules là tập các quy tắc suy luận dựa trên Facts.
Một đối tượng cũng có những trạng thái cơ bản để giải những bài toán trên các thuộc tính
của nó. Những đối tượng được trang bị những khả năng giải toán như:
1. Xác định bao đóng của một tập các thuộc tính
2. Suy luận và đưa lời giải cho các bài toán dạng: Xác định một số thuộc tính từ các
thuộc tính khác.
3. Thực hiện tính toán
4. Đề xuất hoàn thiện giả thiết nếu cần.
Đây là những quan hệ đại diện chuyên biệt giữa những khái niệm trong tập C; H đại diện
những quan hệ đặc biệt trên C. Quan hệ này được đặt trước trên tập C, và H có thể được
xem như biểu đồ Hasse cho mối quan hệ đó. R là tập các quan hệ còn lại trên tập C, và
trong trường hợp quan hệ r là một quan hệ nhị phân thì nó có thể có những tính chất như
phản xạ, đối xứng Trong hình học phẳng và hình học giải tích, có rất nhiều quan hệ như:
“thuộc về” một điểm và đường thẳng, quan hệ “song song” giữa hai đoạn thẳng, quan hệ
“vuông góc” giữa hai đoạn thẳng, quan hệ bằng nhau giữa các tam giác…
Tập Ops bao gồm các toán tử trên C. Thành phần này đại diện cho một phần tri thức về
các toán tử trên các đối tượng. Hầu hết các lĩnh vực tri thức có một thành phần bao gồm
các toán tử.
4

Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
Tập Funcs bao gồm các hàm trên C-objects. Tri thức về các hàm này cũng phổ biến như
tri thức trên hầu hết các lĩnh vực tri thức trong thực tế, đặc biệt là lĩnh vực khoa học tự
nhiên như Toán, vật lý…
Tập Rules thể hiện các quy tắc suy luận, những quy tắc này tượng trưng cho các báo cáo,
định lý, nguyên tắc, công thức…Hầu hết các quy tắc đầu có thể được viết dưới dạng “if
<facts>then <facts>” Trong cơ cấu của một quy tắc suy luận, <facts> là một tập hợp các
sự kiện với phân loại nhất định.Vì vậy, chúng tôi sử dụng các quy tắc suy diễn trong mô
hình COKB. Sự kiện phải được phân loại để các quy tắc thành phần có thể được xác định
và xử lý trong các công cụ suy luận của hệ thống cơ sở tri thức hoặc các hệ thống thông
minh.
Cơ sở tri thức trên mô hình COKB có thể được tổ chức bởi các thành phần sau:
1. Từ điển các khái niệm về loại của các đối tượng, các thuộc tính, các toán tử, các
hàm, quan hệ và các khái niệm liên quan.
2. Bảng mô tả cho các cấu trúc và các đặc trưng của các đối tượng. Ví dụ, chúng ta
có thể yêu cầu một hình tam giác để tính toán và cung cấp cho chúng ta các thuộc
tính của nó.
3. Các bảng tượng trưng cho mối liên hệ phân cấp của các khái niệm.
4. Các bảng tượng trưng cho các mối quan hệ khác của các khái niệm.
5. Các bảng mô tả tri thức về các toán tử
6. Các bảng đại diện cho tri thức về các hàm
7. Các bảng mô tả cho các loại sự kiện. Ví dụ, một quan hệ thực tế bao gồm các loại
của mối quan hệ và danh sách của các đối tượng liên quan.
8. Các bảng mô tả cho các quy tắc. Ví dụ, một quy tắc suy luận bao gồm một phần
giả thuyết và phần kết luận. Cả hai đều là danh sách các sự kiện.
9. Danh sách hay tập hợp các quy tắc.
10. Danh sách các bài toán mẫu
B. Các loại sự kiện trong mô hình COKB
Trong mô hình COKB có 11 loại sự kiện được chấp nhận.
Các loại các sự kiện đã được đề xuất từ nghiên cứu về các yêu cầu thực tế và các bài toán

khác nhau trong lĩnh vực tri thức. Các loại sự kiện như sau:
5
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
- Sự kiện loại 1: thông tin về loại đối tượng.
- Sự kiện loại 2: xác định một đối tượng hoặc một thuộc tính của một đối tượng.
- Sự kiện loại 3: xác định một đối tượng hoặc một thuộc tính của một đối tượng
bằng một giá trị hoặc một hằng số biểu thức.
- Sự kiện loại 4: bình đẳng trên các đối tượng hoặc các thuộc tính của các đối tượng.
Loại sự kiện này cũng rất phổ biến, và có nhiều bài toán liên quan đến cơ sở tri
thức
- Sự kiện loại 5: sự phụ thuộc của một đối tượng với các đối tượng khác bằng một
phương trình chung.
- Sự kiện loại 6: mối liên hệ trên các đối tượng hoặc các thuộc tính của các đối
tượng. Trong hầu hết các bái toán có những sự kiện thuộc loại 6 như hai đường
thẳng song song, một đường thẳng vuông góc với một mặt phẳng, một điểm thuộc
về một đoạn thẳng.
- Sự kiện loại 7: xác định của một hàm.
- Sự kiện loại 8: xác định của một hàm bởi một giá trị hoặc biểu thức là một hằng
số.
- Sự kiện loại 9: đẳng thức giữa một đối tượng và một hàm
- Sự kiện loại 10: đẳng thức giữa hai hàm
- Sự kiện loại 11: sự phụ thuộc của một hàm với các hàm khác hoặc các đối tượng
khác của một phương trình.Các mô hình trên và các loại sự kiện có thể được sử
dụng để biểu diễn cho tri thức trong các ứng dụng thực tế. Thuật toán thống nhất
các sự kiện đã được hình thành và sử dụng trên nhiều ứng dụng khác nhau
C. Đặc điểm kỹ thuật ngôn ngữ để mô hình COKB
Ngôn ngữ cho mô hình COKB được xây dựng để biểu diễn cho tri thức của mô hình dạng
COKB. Ngôn ngữ này bao gồm :
- Một tập hợp các ký tự: chữ, số, kí tự đặc biệt
- Từ vựng: từ khoá, tên.

- Các kiểu dữ liệu: loại cơ bản và loại có cấu trúc
- Biểu thức và câu.
- Bản tường trình.
- Cú pháp để xác định các thành phần của mô hình COKB
6
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
III. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
Trong phần này, chúng tôi sẽ trình bày quá trình để xây dựng một hệ thống cơ sở tri
thức giải quyết một số bài toán cao cấp. Bên cạnh đó, kỹ thuật trong từng giai đoạn sẽ
được trình bày.
A. Cấu trúc của hệ thống
Một hệ thống hỗ trợ tìm kiếm, truy vấn và giải quyết các vấn đề toán học cao cấp, có
cấu trúc của một hệ chuyên gia. Chúng tôi có thể thiết kế hệ thống bao gồm sáu thành
phần:
- Các cơ sở tri thức.
- Các công cụ suy luận.
- Giải thích cho các thành phần
- Bộ nhớ làm việc.
- Người quản lý tri thức.
- Giao diện.
Hình 1 dưới đây cho thấy cơ cấu của hệ thống
Cơ sở tri thức chứa các kiến thức để giải quyết một số vấn đề trong một lĩnh vực tri thức
cụ thể.
7
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
Các công cụ suy luận sẽ sử dụng những tri thức được lưu trữ trong cơ sở tri thức để giải
quyết vấn đề, để tìm kiếm hoặc để trả lời cho truy vấn. Nó phải xác định được bài toán và
sử dụng chiến lược phù hợp với suy luận để tìm ra các quy tắc chính xác và các sự kiện
để giải quyết bài toán đó.
Bộ nhớ làm việc lưu trữ các sự kiện và các quy tắc trong quá trình tìm kiếm và suy luận.

Thành phần giải thích dùng để giải thích các giai đoạn, các khái niệm trong quá trình giải
toán.
Người quản lý tri thức: mục đích hỗ trợ cập nhật tri thức vào cơ sở tri thức. Họ cũng hỗ
trợ để tìm kiếm tri thức và kiểm tra tính thống nhất của tri thức.
Các thành phần giao diện của hệ thống được yêu cầu phải có một ngôn ngữ đặc biệt cho
việc trao đổi thông tin giữa các hệ thống và người học, giữa hệ thống và giáo viên
D. Kỹ thuật thiết kế
Quá trình phân tích và thiết kế các thành phần của hệ thống bao gồm các giai đoạn sau.
Giai đoạn 1: Thu thập tri thức thực tế dựa trên mô hình COKB-ONT.
Giai đoạn 2: Phân loại tri thức trong Giai đoạn 1, để phân tích các yêu cầu.
Giai đoạn 3: Xây dựng tổ chức cơ sở tri thức cho hệ thống dựa trên mô hình COKB-
ONT và đặc điểm kỹ thuật ngôn ngữ của nó. Cơ sở tri thức có thể được tổ chức bởi các
tập tin văn bản có cấu trúc. Chúng bao gồm các tập tin dưới đây.
- OBJECT_KINDS.txt : lưu trữ tên của các khái niệm.
- HIERARCHY.txt : lưu trữ thông tin của các sơ đồ Hasse đại diện cho thành phần
H của mô hình COKB.
- Các tập tin RELATIONS.txt và RELATIONS_DEF.txt chứa đặc điểm kỹ thuật
của các mối quan hệ (thành phần R của mô hình COKB).
- OPERATORS.txt và tập tin OPERATORS_DEF.txt lưu trữ các đặc điểm kỹ thuật
của các toán tử (thành phần Ops của mô hình COKB).
8
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
- FUNCTIONS.txt và FUNCTIONS_DEF.txt chứa các đặc điểm kỹ thuật của hàm
(thành phần funcs của mô hình COKB).
- FACT_KINDS.txt : lưu trữ các định nghĩa của các loại sự kiện.
- RULES.txt : lưu trữ những quy tắc suy luận.
- SOMEOBJECTS.txt lưu trữ một số đối tượng khác
Giai đoạn 4: Mô hình hóa các vấn đề và thiết kế thuật toán. Vấn đề được trình bày bằng
cách sử dụng một mô hình được gọi là mạng lưới của C-objects. Nó bao gồm ba bộ dưới
đây.

O = {O1, O2, . , On}.
F = {f1, f2,. . Fm.},
Goal = {g1, g2,. . , Gm}.
Trong mô hình trên, tập O bao gồm n C-objects, F là tập hợp các sự kiện được đưa ra trên
các đối tượng, và Goal bao gồm các mục tiêu.
Việc thiết kế các thuật toán suy luận để giải quyết vấn đề và thiết kế giao diện của hệ
thống có thể được phát triển bởi ba bước cho mô hình:
Bước 1: Phân loại bài toán chẳng hạn như sườn bài, bài toán xác định hoặc chứng minh
của một sự kiện, các bài toán tìm kiếm các đối tượng hoặc sự kiện, vv
Bước 2: Phân loại các sự kiện và trình bày dựa trên các loại sự kiện của mô hình COKB.
Bước 3: Mô hình hóa phân loại các bài toán trong bước 1 và 2. Từ các mô hình của từng
loại, chúng ta có thể xây dựng một mô hình chung cho các bài toán, cho hệ thống để giải
quyết chúng.
Kỹ thuật cơ bản để thiết kế các thuật toán suy luận là sự thống nhất của các sự kiện. Dựa
trên các loại sự kiện và cấu trúc của nó, sẽ có tiêu chuẩn cho sự thống nhất
Sau đó, nó tạo ra các thuật toán để kiểm tra sự thống nhất của hai sự kiện.
9
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
Công việc quan trọng tiếp theo là làm nghiên cứu về chiến lược khấu trừ để giải quyết
các bài toán trên máy tính. Điều khó khăn nhất là mô hình cho thử nghiệm, cho phản ứng
hợp lý, và trực giác của con người để tìm các quy tắc rút kinh nghiệm, có thể bắt chước
tư duy của con người để giải quyết bài toán.
Giai đoạn 5: Tạo một ngôn ngữ truy vấn cho mô hình.Ngôn ngữ giúp thiết kế giao tiếp
giữa hệ thống và người sử dụng bằng các từ.
Giai đoạn 6: Thiết kế giao diện của phần mềm và lập trình phần mềm. Ứng dụng của
chúng tôi đã được thực hiện bằng cách sử dụng các công cụ lập trình và hệ thống đại số
máy tính như Visual Basic, dot Net, C#, SQL Server. Chúng dễ dàng được sử dụng cho
sinh viên, để tìm kiếm, tự động truy vấn và giải toán
Giai đoạn 7: Kiểm tra, duy trì và phát triển các ứng dụng. Giai đoạn này tương tự như
trong các hệ thống máy tính khác.

IV. TRƯỜNG HỢP HỌC: THIẾT KẾ MẪU – MỘT HỆ CƠ SỞ TRI
THỨC CHO VIỆC TRUY VẤN TRI THỨC CỦA TOÁN CAO CẤP.
Các phần mềm có thể hỗ trợ cho việc tìm kiếm, truy vấn và giải một số vấn đề trong toán
học cao cấp. Chức năng đầu tiên của chương trình là "Tìm kiếm tri thức". Chức năng này
giúp người sử dụng để tìm ra tri thức cần thiết một cách nhanh chóng. Nó có thể tìm kiếm
các khái niệm, định nghĩa, tính chất, định lý hoặc các công thức có liên quan, và các mẫu
bài toán. Người sử dụng khai báo một số thông tin cơ bản về một ngôn ngữ đơn giản. Các
thông tin có thể bao gồm các đối tượng, mối quan hệ giữa các đối tượng hoặc giữa các
thuộc tính. Chương trình có thể tự động cung cấp hướng dẫn giúp họ biết thêm về bài
toán. Chức năng thứ hai của chương trình là "Truy vấn cho tri thức". Chức năng này giúp
người dùng truy vấn tri thức dựa trên ngôn ngữ truy vấn, một ngôn ngữ rất đơn giản.
Giai đoạn 1: Thu thập tri thức thực tế dựa trên mô hình COKB-ONT. Các tri thức về toán
học cao cấp bao gồm các thành phần sau
A. Các khái niệm
10
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
• Biểu diễn Số: số tự nhiên, số nguyên, số thực, số phức, vv
• Danh mục các tập: tập hợp, sơ đồ Venn, tập các thao tác, vv
• Ánh xạ: đơn ánh, toàn ánh, song ánh, ánh xạ đồng nhất, ánh xạ ngược,
• Dãy số: dãy, dãy bị chặn, dãy bị chặn dưới, dãy chặn trên, dãy Cauchy, dãy
đơn điệu, dãy Fibonacci, chuỗi số giả ngẫu nhiên, dãy số giảm, dãy số hội
tụ hàm, dãy số hội tụ đơn điệu, dãy số kép, dãy số không, dãy số giảm,
chuỗi ngẫu nhiên, dãy số tăng, giới hạn của dãy số vv
• Hàm thực một biến: hàm, miền xác định của một hàm, phạm vi của một
hàm,hàm số học, hàm chẵn, hàm lẻ, hàm tuần hoàn, hàm đơn điệu, đa thức,
hàm hữu tỷ, hàm hợp, hàm nghịch đảo, hàm số khả nghịch, hàm số phức,
hàm lực lượng, mũ, hàm Logarit, hàm lượng giác, hàm lượng giác ngược,
giới hạn của một hàm, giới hạn, giới hạn một bên, giới hạn của hàm hợp,
giới hạn của hàm đơn điệu, vô cùng, vô lớn, hàm liên tục, hàm liên tục tại
mộtđiểm, hàm liên tục trên 1 mặt, ham 2lien6 tục trong 1 phạm vi, hàm liên

tục từng mảnh, điển gián đoạn của hàm, hàm biểu đồ, cực đại của hàm số,
cực tiểu của một hàm, hàm lõm, hàm lồi, điểm uốn của một hàm biểu đồ,
xấp xỉ các biểu đồ hàm, tiếp tuyến của hàm biểu đồ,…
• Đạo hàm: đạo hàm tại một điểm, đạo hàm 1 phía tại một điểm, đạo hàm
trong một phạm vi, đào hàm cấp cao…
• Khác biệt: Sự khác nhau giữa các biến, khác biệt tại một điểm, một vùng,
khác biệt sơ cấp, …
• Nguyên hàm: nguyên hàm đầy đủ, phép tính nguyên hàm…
• Tích phân: Công thức tính tích phân, miền tích phân, tích phân xác định,
tích phân không xác định, tích phân tổng quát với ràng buộc không giới hạn
(loại 1 tích phân tổng quát ), tích phân tổng quát của hàm không ràng buộc
(loại 2 tích phân tổng quát), tích phân từng phần,…
• Lý thuyết chuỗi: chuỗi, chuỗi hội tụ, chuỗi dương, chuỗi âm, chuỗi ngẫu
nhiên, chuỗi thay thế, chuỗi hàm, vùng hội tụ của chuỗi hàm, hội tụ của
chuỗi hàm, chuỗi hàm mũ, bán kính hội tụ của chuỗi theo cấp số nhân ,
chuỗi Taylor của một hàm f (x) tại điểm tiếp giáp x0, chuỗi lượng giác.
Chuỗi Fourier, chuỗi Fibonacci…
11
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
B. Danh sách các thuộc tính: thuộc tính của chuỗi hội tụ, bị chặn, bậc,…
C. Danh sách các công thức: giới hạn tự nhiên của chuỗi, công thức hàm lực
lượng, công thức hàm Logarit, công thức Taylor, định lý Maclaurin, quy tắc
L'Hospital, bảng derivation, bất đẳng thức Cauchy-Schwarz, công thức Newton-
Leibnitz,
D. Danh sách các phương pháp tính toán: Hàm nghiên cứu, phương pháp tính
toán tích phân không xác định: Phương pháp phân tích, phương pháp biến ,
phương pháp từng phần, phương pháp tính toán xác định từng phần : Phương pháp
phân tích, biến phương pháp, một phần phương pháp tìm bán kính hội tụ của dòng
điện, vv
E. Danh sách các định lý: định lý vi phân và vi phân vô cùng lớn, định lý về tính

liên tục của một hàm: định lý Weierstrass1, Weierstrass2, định lý phép lấy đạo
hàm, định lý Fermat, Rolle, Lagrange, Cauchy, L'Hospital 1 và L'Hospital 2, đinh
lý hàm khảo sát, Định lý cho hàm và tích phân ban đầu, cấp số, vv
F. Một số ứng dụng của hàm tích phân đơn: ý nghĩa hình học của phép lấy đạo
hàm, một số ứng dụng của tích phân xác định…
Giai đoạn 2: Phân loại tri thức trong Giai đoạn 1, để phân tích các yêu cầu.
• Các khái niệm cơ bản: biễu diễn số, tập hợp.
• Các khái niệm được xây dựng từ các khái niệm khác. Ví dụ: Ánh xạ: tập
hợp, Hàm: ánh xạ, Giới hạn của dãy: dãy, giới hạn của hàm: hàm, giới hạn
của dãy;
• Biểu đồ hàm: hàm, điểm; đạo hàm: hàm, giới hạn của hàm;đạo hàm cấp
cao: đạo hàm; vi phân: hàm,đạo hàm; Nguyên hàm: hàm,đạo hàm; Tích
phân:hàm, nguyên hàm; Dãy số: mảng số; dãy số dương: dãy số; chuỗi đan
dấu: dãy ; chuỗi hàm: chuỗi, hàm; Chuỗi lũy thừa: chuỗi hàm…
• Các khái niệm được kế thừa từ các khái niệm khác: VD đơn ánh: ánh xạ;
Toàn ánh: ánh xạ; song ánh: ánh xạ; ánh xạ đồng nhất: ánh xạ; hàm: ánh
xạ…
12
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
• Thuộc tính của khái niệm.Ví dụ Tập hợp: số phần tử; Hàm : miền xác
định,vùng giá trị; Biểu đồ hàm : xấp xỉ, điểm uốn cong;
• Chuỗi lũy thừa: khoảng hội tụ, bán kính hội tụ;
• Tính chất của các khái niệm. VD: Tập hợp: vô cực, hữu hạn, rỗng; Dãy:
tăng dần, giảm dần, hôi tụ, phân kỳ; Hàm: tăng dần, giảm dần, chẵn, lẻ, lồi
lõm…
• Toán tử trên các khái niệm. VD các phép tính số học, tập hợp các toán tử…
• Tính toán cho hàm. VD: giới hạn của dãy, giới hạn hàm, hàm nghịch đảo,
tính liên tục của hàm, vi phân, tích phân, nguyên hàm…
Giai đoạn 3: Xây dựng tổ chức cơ sở tri thức cho hệ thống dựa trên mô hình
COKB-ONT và đặc tả ngôn ngữ. Kiến thức cơ bản có thể được tổ chức bởi các tập

tin văn bản có cấu trúc. Chúng bao gồm các file dưới đây
- Tập tin OBJECT_KINDS.txt lưu trữ tên của các khái niệm
begin_Objects
<object name >
<object name>

end_Objects
Ví dụ:
begin_Objects
COLLECTION
MAP
SERIES
FUNCTION
DERIVATION
INITIAL_FUNCTION

end_Objects
tập tin HIERARCHY.txt lưu trữ các sơ đồ Hasse đại diện cho thành
phần H của mô hình COKB.
begin_Hierarchy
[<high-order object>, <low-grade object>]
[<high-order object>, <low-grade object>]

end_Hierarchy
Ví dụ
begin_Hierarchy
13
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
INJECTION, MAP
SURJECTION, MAP

BIJECTION, MAP
IDENTITY_MAPPING, MAP
POWER_FUNCTION, FUNCTION
EXPONENTIAL, FUNCTION
LOGARIT_FUNCTION, FUNCTION
POSITIVE_SERIES, SERIES
FUNCTIONS_SERIES, SERIES

end_Hierarchy
- Các tập tin RELATIONS.txt và RELATIONS_DEF.txt lưu trữ các đặc điểm kỹ
thuật của các quan hệ (thành phần R của mô hình COKB).
begin_Relations
[<relation name>,<object 1>,<object 2>],{<behavior>,< behavior >, }
[<relation name>,<object 1>,<object 2>],{<behavior>,< behavior >, }

end_Relations
Ví dụ:
begin_Relations
[CONSTRUCTION, COLLECTION, MAP],{}
[CONSTRUCTION, COLLECTION, FUNCTION],{}
[INHERITANCE, INJECTION, MAP],{}
[INHERITANCE, SURJECTION, MAP],{}
[INHERITANCE, BIJECTION, MAP],{}
[INHERITANCE, SERIES, ARRAY],{CONVERGENCE,
DIVERGENCE}
[INHERITANCE, FUNCTION_POWER, FUNCTION],{ODD_EVEN}

end_Relations
- Các tập tin OPERATORS.txt và OPERATORS_DEF.txt lưu trữ các đặc điểm kỹ
thuật của các toán tử (thành phần Ops của mô hình COKB).

begin_object: <Object name>
begin_variables
<attribute 1>
<attribute 2>

end_ variables
begin_contains
<path to file which stores object content>
end_contains
14
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
end_object
Ví dụ:
COLLECTION.txt:
begin_object: COLLECTION
begin_variables:
n: NUMBER_OF_ITEM
A: ARRAY#LIST_OF_ITEM
end_variables
begin_contains
\Contains_Object\COLLECTION
end_contains
end_object
MAP.txt:
begin_object: MAP
begin_variables:
X: COLLECTION_SOURCE
Y: COLLECTION_DESTINATION
end_variables
begin_contains

\Contains_Object\MAP
end_contains
end_object

- Các tập tin FUNCTIONS.txt và FUNCTIONS_DEF.txt lưu trữ các đặc điểm kỹ
thuật của các hàm (thành phần funcs của mô hình COKB).
Begin_Functions
Begin_Function<name of function>([<list of arguments>])
<argument>:<kind>
Return <variable result>:<kind>
Begin_description
<path to the file which describes function>
End_description
End_Function
Begin_Function<name of function>([<list of arguments>])
<argument>:<kind>
Return <variable result>:<kind>
Begin_description
<path to the file which describes function>
End_description
End_Function

End_Functions
15
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
Ví dụ:
Begin_Functions
Begin_Function INVERSE_FUNCTION(y)
y: FUNCTION
Return f: FUNCTION #f is the inverse function of y

Begin_description
\Contains_Object\INVERSE_FUNCTION
End_description
End_Function
Begin_Function LIMIT_OF_ARRAY(d)
d: ARRAY
Return a: REAL
Begin_description
\Contains_Object\ LIMIT_OF_ARRAY
End_description
End_Function
etc.
End_Functions
- Tập tin FACT_KINDS.txt lưu trữ các định nghĩa của các loại sự kiện.
Begin_Methods
Begin_Method< name of method>
Begin_description
<path to the file which describes method>
End_description
End_Method
Begin_Method<name of method>
Begin_description
<path to the file which describes method>
End_description
End_Method

End_Methods
Example:
Begin_Methods
Begin_Method INDETERMINATE_FORM_ELIMINATION

Begin_description
\Contains_Object\
INDETERMINATE_FORM_ELIMINATION
End_description
End_Method
Begin_Method FUNCTION_EXPLORATION_PROCESS
Begin_description
\Contains_Object\ FUNCTION_EXPLORATION_PROCESS
16
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
End_description
End_Method

End_Methods
- Tập tin RULES.txt lưu trữ quy tắc suy luận.
Begin_Rules
Begin_Rule<Rule name>:<kind of rule>
Variables:
<object>:<kind>
<object>:<kind>

Begin_description
< path to the file which describes rules>
End_description
Goal:
<result of using rule>
End_Goal
End_Rule
Begin_Rule<Rule name>:<kind of rule>
Variables:

quyết các bài toán trên máy tính. Điều khó khăn nhất là mô hình kinh nghiệm, phản ứng
hợp lý và trực giác của con người để tìm các quy tắc chẩn đoán, có thể bắt chước tư duy
của con người để giải quyết vấn đề.
Giai đoạn 5: Tạo một ngôn ngữ truy vấn cho COKB-ONT.Có tám loại truy vấn đơn giản
và là một trong các loại truy vấn kết hợp:
• Loại 1: ?concepts|define <concept>
Ví dụ:
?concepts COLLECTION
?define FUNCTION
• Loại 2: ?attributes <concept>
Ví dụ :?attributes COLLECTION
• Loại 3: ?properties <concept>
Ví dụ :?properties CONVERGENCE_ARRAY
• Loại 4: ?formula <concept>
Ví dụ :?formula LIMIT_OF_ARRAY
• Loại 5:
a)?theorems <concept>
Ví dụ :?theorems DERIVATE
b) ?theorems <concept1, concept2, >
Ví dụ :?theorems FUNCTION, DERIVATE
18
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
c) ?content<name of theorem>
Ví dụ :?content WEIERSTRASS_THEOREM
• Loại 6: ?methods <concept>
Ví dụ :?methods LIMIT_OF_FUNCTION
• Loại 7: ? concepts_related <concept>
Ví dụ : ? concept_object FUNCTION
• Loại 8: truy vấn nhiều loại (từ loại 2 đến loại 7)
q →kind 1 7

kind 8 →q1 and q2 | kind 81 and kind 82
Ví dụ:
(? define LIMIT_OF_FUNCTION) and
(? properties LIMIT_OF_FUNCTION)
Chú thích: Tất cả các khái niệm được truy vấn bằng cách sử dụng các loại các câu truy
vấn, trong Objects.txt.
Bước 6: Thiết kế giao diện của phần mềm và lập trình phần mềm. Ứng dụng của chúng
tôi đã được thực hiện bằng cách sử dụng các công cụ lập trình và hệ thống đại số máy
tính như Visual Basic, . N E T or C #,SQL Server. Chúng rất dễ dàng để sử dụng cho sinh
viên, để tìm kiếm, tự động truy vấn và giải quyết vấn đề.
Giai đoạn 7: Kiểm tra, duy trì và phát triển các ứng dụng. Giai đoạn này là tương tự như
trong các hệ thống máy tính khác.
V. KẾT LUẬN
Các phương pháp thiết kế sử dụng COKB-ONT cung cấp một phương pháp tự nhiên để
biễu diễn tri thức cho một lớp của các hệ thống cơ sở tri thức trong giáo dục. Chúng tôi
đã thiết kế các phần mềm thông minh giáo dục cho học tập điện tử. Các chức năng chính
của phần mềm hỗ trợ cho việc tìm kiếm, truy vấn và giải quyết các vấn đề trong toán học
cao cấp. Chắc chắn, phương pháp thiết kế này có thể được sử dụng cho các ứng dụng
trong các lĩnh vực kiến thức khác nhau.
19
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] L. Stojanovic, J. Schneider, A. Maedche, S. Libischer, R. Suder, T. Lumpp, A.
Abecker, G. Breiter, J. Dinger, The Role of Ontologies in Autonomic Computing
Systems, TBM Systems Journal, Vol 43, No 3, 2004.
[2] Stuart Russell & Peter Norvig, Artificial Intelligence – A modern approach (second
edition), Prentice Hall, 2003.
[3] John F. Sowa. Knowledge Representation: Logical, Philosophical and
Computational Foundations, Brooks/Cole, 2000.
[4] George F. Luger & William A Stubblefield, ArtificialIntelligence, Addison Wesley

Longman, Inc. 1998.
[5] Gruber, T. R., Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge
Sharing. International Journal Human-Computer Studies, 43(5-6):907-928, 1995.
[6] Do Van Nhon, A Program for studying and Solving of problems in Plane Geometry,
Proceedings of International Conference on Artificial Intelligence 2000, Las Vegas, USA,
2000, pp. 1441-1447.
[7] Do Van Nhon, A system that supports studying knowledge and solving of analytic
geometry problems, 16th World Computer Congress 2000, Proceedings of Conference on
Education Uses of Information and Communication Technologies, Beijing, China, 2000,
pp. 236-239.
[8] Asunción Gómez-Pérez & Mariano Férnandez-López & Oscar Corcho, Ontological
Engineering. Springer-Verlag, 2004.
[9] Chitta Baral, Knowledge Representation, Reasoning and Declarative Problem
Solving, Cambridge University Press, 2003.
20
Nguyễn Thị Xuân An CH1101002 Bài thu hoạch BDTT và UD
[10] Guarino, N. Formal Ontology, Conceptual Analysis and Knowledge
Representation, International Journal of Human-Computer Studies,
43(5-6):625–640, 1995.
[11] Wen-tsun Wu, Mechanical Theorem Proving in Geometries. Springer-Verlag, 1994.
[12] Chou, S.C. & Gao, X.S. & Zhang, J.Z. Machine Proofs in Geometry. Singapore:
Utopia Press, 1994.
[13] Pfalzgraf, J. & Wang, D. Automated Practical Reasoning. New York: Springer-
Verlag, 1995.
[14] Lakemeyer, G. & Nebel, B. Foundations of Knowledge representation and
Reasoning. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 1994.
[15] Berge, J.M. & Levia, O. & Rouillard, J. Object-Oriented Modeling. Netherlands:
Kluwer Academic Publishers, 1996.
[16] Nhon Do, An ontology for knowledge representation And Applications.Waset,
International Conference on Data, Information and Knowledge Management, Singapore,

2008
21

Tiểu luận MÔN TÌM HIỂU MÔ HÌNH COKB-ONT

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về