Các hệ cơ sở tri thức bùi đức dương

BÀI GIẢNG

CÁC HỆ CƠ SỞ TRI THỨC
Bùi ðức Dương – Khoa Công nghệ Thông tin

Nha Trang, 2010


2

Thông tin về môn học
Tên môn học: Các hệ cơ sở tri thức
Số tiết: 45LT + 30TH
Đào tạo trình độ: Đại học
Giảng dạy cho sinh viên năm thứ 4 ngành CNTT


3

Nội dung của môn học
Chương 1. Tổng quan về Hệ cơ sở tri thức
Chương 2. Biểu diễn và suy luận tri thức
Chương 3. Hệ MYCIN
Chương 4. Hệ học
Chương 5. Hệ thống mờ cho các biến liên tục


4

Tài liệu tham khảo
TT

Tên tác giả

Tên tài liệu

Nơi
xuất bản

Địa chỉ
khai
thác tài
liệu

1

Bùi Đức Dương

Bài giảng Các hệ cơ sở Trường Đại học Nha
tri thức
Trang, 2010

CBGD

2

Hoàng Kiếm
Đỗ Phúc
Đỗ Văn Nhơn

Bài giảng Các hệ cơ sở Đại học quốc gia

tri thức
TP.HCM

Thư viện

3

Robert I. Levine.

Knowledge based
systems.

Internet

Wissenschafs Verlag,
1991


5

Các hoạt động đánh giá
Phương pháp
đánh giá

Trọng số
(%)

1 Tham gia học trên lớp: chu n bị bài
tốt, tích cực thảo luận

Quan sát,
điểm danh

10

2 Hoạt động nhóm, làm BTL

Trình bày
báo cáo

40

Thi viết

50

TT

Các chỉ tiêu đánh giá

3 Thi kết thúc học phần (Khi có tham
gia hoạt động 2)


6

Bùi Đức Dương
Khoa Công nghệ Thông tin

7

Bùi Đức Dương
Khoa Công nghệ Thông tin


LOGO

Chương 1. Tổng quan

Bùi Đức Dương
Khoa Công nghệ Thông tin
1


Nội dung
1. Giới thiệu
2. Cơ sở tri thức
3. Động cơ suy diễn
4. Các hệ chuyên gia
5. Hệ hỗ trợ ra quyết định
6. Hệ học
7. Hệ điều khiển mờ
8. Các lĩnh vực ứng dụng
2


1. Giới thiệu
Hệ cơ sở tri thức (KBS - Knowledge Based Systems):
Chương trình máy tính được thiết kế để mô hình hóa

khả năng giải quyết vấn đề của chuyên gia con người.
Hệ cơ sở tri thức là hệ thống dựa trên tri thức, cho phép
mô hình hóa các tri thức của chuyên gia, dùng tri thức
này để giải quyết vấn đề phức tạp cùng lĩnh vực.
Khác biệt giữa các hệ CSTT & CT truyền thống: cấu trúc
Hệ cơ sở tri thức đơn giản:
Symbol - KBS
Cơ sở tri thức

Động cơ suy diễn

3


2. Cơ sở tri thức
Cơ sở tri thức: Chứa các tri thức chuyên sâu
Có nhiều dạng (cách biểu diễn)
Đối tượng – Thuộc tính – Giá trị
Luật dẫn
Mạng ngữ nghĩa
Frames
Logic

Có thể không chắc chắn, mập mờ

4


3. Động cơ suy diễn
Sự kiện, tri thức

bên ngoài

Động cơ
suy diễn

Sự kiện, tri thức
bên trong

Tri trức
mới

Động cơ suy diễn thay đổi theo độ phức tạp của CSTT
Các kiểu suy diễn cơ bản:
Suy diễn tiến
Suy diễn lùi

Các cách điều khiển hoạt động của Hệ CSTT:
Data driven
Target driven
5


4. Hệ chuyên gia
Là hệ CSTT chuyên biệt, được thiết kế cho một lĩnh vực
ứng dụng cụ thể.
Ví dụ: Chẩn đoán bệnh Y khoa, chẩn đoán hỏng hóc máy tính...

Kỹ sư tri thức (Knowledge Engineer): thiết kế, xây dựng
và thử nghiệm Hệ chuyên gia
Các thành phần cơ bản:

Bộ giao tiếp ngôn ngữ tự nhiên
Động cơ suy diễn
Cơ sở tri thức
Cơ chế giải thích WHY-HOW
Bộ nhớ làm việc
Tiếp nhận tri thức
6


4. Hệ chuyên gia
Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn
Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

7

Chuyên gia


4. Hệ chuyên gia
Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn
Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

Chuyên gia

Nằm trong TP giao diện người máy: Nhận thông tin và đưa ra trả lời
8

4. Hệ chuyên gia
Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn
Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

TP này giải thích các hoạt động khi có yêu cầu
9

Chuyên gia


4. Hệ chuyên gia

Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn
Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

Chuyên gia

Khớp sự kiện trong vùng nhớ với CSTT rút ra kết luận
10


4. Hệ chuyên gia
Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn

Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

Chuyên gia

Thu nhận tri thức từ chuyên gia, kỹ sư và user, lưu trữ vào CSTT
11


4. Hệ chuyên gia
Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn
Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

Lưu trữ, biểu diễn tri thức; CSTT gồm sự kiện và luật
12

Chuyên gia


4. Hệ chuyên gia
Bộ xử lý NNTN

Động cơ suy diễn
Tìm kiếm

Giải thích

Điều khiển

Cơ sở tri thức

Vùng nhớ
làm việc

Sự kiện
Luật

Tiếp nhận
tri thức

Chứa các sự kiện của vấn đề đang xét
13

Chuyên gia


5. Hệ hỗ trợ ra quyết định (DSS)
DSS : Decision Support System
Chức năng: Hỗ trợ ra quyết định
Hoạt động: Tương tác với User
Tính chất:
User khởi động và kiểm soát
Hướng đến quyết định của nhà quản lý
Trả lời câu hỏi tình huống
Uyển chuyển, linh hoạt
Làm việc với các bài toán có cấu trúc yếu

14

6. Hệ học
Một số trường hợp không có sẵn tri thức
Kỹ sư tri thức cần thu nhận từ chuyên gia lĩnh vực:
Cần biết luật mô tả thuộc lĩnh vực
Bài toán không được biểu diễn tường minh theo luật, sự kiện hay
quan hệ.

Hai cách tiếp cận cho hệ thống học
Học từ ký hiệu: Hình thức hóa các luật, sự kiện hay quan hệ
Học từ dữ liệu số
Sử dụng trong hệ thống mô hình hóa dạng số
Mạng Neural nhân tạo, thuật giải di truyền, bài toán tối ưu
Không tạo ra CSTT tường minh
15


7. Hệ điều khiển mờ
Mờ hóa: Chuyển đổi giá trị rõ thành các vector mờ
Xác định các luật hợp thành và thuật toán xác định giá trị
mờ
Giải mờ: Phương pháp điểm trọng tâm

16


8. Các lĩnh vực ứng dụng Hệ CSTT
Diễn giải: Mô tả tình huống các dữ liệu thu thập được
Dự báo: Đề xuất các tri thức về dự báo một tình huống
Thiết kế: Lựa chọn cấu trúc phù hợp

Chẩn đoán: Dựa vào dữ liệu quan sát, chẩn đoán vấn đề
Vạch kế hoạch: Đề xuất các phương án
Dẫn dắt: So sánh dữ liệu & kết quả đạt được
Gỡ rối: Mô tả các phương pháp khắc phục của hệ thống
Hướng dẫn: Sửa chữa lỗi của học viên
Điều khiển: Dẫn dắt cấu trúc tổng thể của hệ thống
17


LOGO

Bùi Đức Dương
Khoa Công nghệ Thông tin
18