Một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia và ứng dụng tư vấn tuyển sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGUYỄN MẠNH HÙNG

MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ
CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG TƯ VẤN TUYỂN SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Thái nguyên – Năm 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

-i-

MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................................i
DANH

MỤC

CÁC

...............................................iii

KÝ

HIỆU,

DANH

CÁC

CHỮ

MỤC

..............................................................................................iv

VIẾT

CÁC
DANH

TẮT
BẢNG

MỤC

CÁC

HÌNH.................................................................................................v

MỞ

ĐẦU.............................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA VÀ MÔ HÌNH RIASEC
.........4
1.1. Hệ chuyên gia.............................................................................................. 4

1.1.1. Khái niệm về hệ chuyên gia.................................................................. 4
1.1.2. Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia.............................................. 5
1.1.3. Ứng dụng hệ chuyên gia ....................................................................... 6
1.1.4. Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia................................................. 7
1.2. Cơ sở tri thức............................................................................................. 10
1.3. Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia..................................................... 12
1.3.1. Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất............................................... 12
1.3.2. Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic.................................................. 14
1.3.3. Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa .............................................. 15
1.3.4. Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo .......................................... 16
1.3.5. Biễu diễn tri thức theo khung (Frame)................................................ 16
1.3.6. Xử lý tri thức không chắc chắn........................................................... 17
1.4. Thiết kế hệ chuyên gia .............................................................................. 22
1.5. Mô hình RIASEC ...................................................................................... 23
1.5.1 . Lý thuyết định hướng nghề nghiệp của J.L. Holland ........................ 23
1.5.2. Các thành phần trong mô hình RIASEC............................................. 25
1.5.3. Mối liên hệ của các thành phần trong mô hình RIASEC ................... 29
1.5.4. Lý thuyết chọn ngành học dựa trên mô hình ...................................... 31
1.6. Tổng kết chương 1 .................................................................................... 32


- ii CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ CHUYÊN GIA
...33
2.1. Một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia .......................................... 33
2.1.1. Thuật giải Vương Hạo (Wong Havard) .............................................. 33
2.1.2. Thuật giải Robinson ............................................................................ 34
2.1.3. Suy diễn tiến ....................................................................................... 36
2.1.4. Suy diễn lùi ......................................................................................... 40
2.2. Hệ chuyên gia suy diễn ............................................................................. 43
2.2.1. Hệ chuyên gia suy diễn tiến ................................................................ 43

2.2.2. Hệ chuyên gia suy diễn lùi.................................................................. 47
2.3. Tổng kết chương 2 .................................................................................... 51
CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN TƯ VẤN TUYỂN SINH VÀ CÀI ĐẶT CHƯƠNG
TRÌNH THỬ NGHIỆM ..................................................................................................52
3.1. Thiết kế hệ chuyên gia tư vấn tuyển sinh theo mô hình RIASEC ............ 52
3.1.1. Bài toán tư vấn tuyển sinh .................................................................. 52
3.1.2. Đầu vào bài toán tư vấn tuyển sinh..................................................... 52
3.1.3. Các phát biểu cơ sở xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống .............. 53
3.1.4. Cơ sở luật của hệ thống....................................................................... 55
3.2. Nhiệm vụ và các yêu cầu của chương trình .............................................. 70
3.3. Quy trình xây dựng hệ thông tin tư vấn tuyển sinh .................................. 71
3.3. Mô hình hệ thống ...................................................................................... 72
3.4. Giao diện và chức năng của chương trình ................................................ 73
3.5. Tổng kết chương 3 .................................................................................... 77
KẾT LUẬN.......................................................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................79


- iii -

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TH

Trường hợp

VT

Vế trái

VP

Vế phải

GT

Giả thiết

KL

Kết luận


-4-

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo trong MYCIN .................. 16
Bảng 3.1: Các vị từ của hệ chuyên gia tư vấn tuyển sinh ................................... 55


-5-

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia . .............................................................. 4
Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia ................................................. 8
Hình 1.3: Mô hình J. L. Ermine ........................................................................... 9
Hình 1.4: Mô hình C.Ernest ................................................................................. 9
Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov ........................................................................... 10
Hình 1.6: Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa .............................................. 15
Hình 1.7: Mở rộng mạng ngữ nghĩa nhờ biểu diễn tri thức ................................ 15
Hình 1.8: Hệ thống logic mờ............................................................................... 19

Hình 1.9: Kỹ thuật suy diễn mờ max-min........................................................... 20
Hình 1.10: Kỹ thuật suy diễn mờ Max-product .................................................. 21
Hình 1.11: Mô hình RIASEC ............................................................................. 24
Hình 2.1. Nền tảng công nghệ hệ chuyên gia dựa trên luật ............................... 43
Hình 2.2: Mạng suy diễn lùi của hệ chuyên gia tư vấn tài chính........................ 50
Hình 2.3: Mạng suy diễn tình trạng bản thân của khách hàng............................ 50
Hình 2.4: Mạng suy diễn tình trạng tài chính của khách hàng ........................... 51
Hình 3.1: Mạng suy diễn lựa chọn nhóm ngành nghề ban đầu........................... 55
Hình 3.2: Mạng suy diễn xác định loại kết luận ................................................. 60
Hình 3.3: Sơ đồ xây dựng hệ thông tin tư vấn tuyển sinh .................................. 71
Hình 3.4: Sơ đồ quan hệ hệ thông tin tư vấn tuyến sinh ..................................... 73
Hình 3.5: Giao diện chính ................................................................................... 73
Hình 3.6: Giao diện trắc nghiệm chọn ngành nghề............................................. 74
Hình 3.7: Giao diện form thông tin nghề nghiệp ................................................ 74
Hình 3.8: Giao diện form thông tin trường ......................................................... 75
Hình 3.9: Giao diện Form thông tin tuyển sinh .................................................. 75
Hình 3.10: Giao diện Form quản lý ngành nghề................................................. 76
Hình 3.11: Giao diện Form quản lý tuyển sinh................................................... 76
Hình 3.12: Giao diện form thống kê kết quả cá nhân ......................................... 77


-1-


-2-

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Con người sinh ra và lớn lên, với mong muốn học tập và lựa chọn cho mình
một nghề nghiệp lâu dài. Với một công việc thích hợp, con người có thể phát

huy được tất cả những ưu điểm của mình. Hướng nghiệp là định hướng phát
triển con người trong nghề nghiệp để con người đó có khả năng phát triển bản
thân một cách tốt nhất. Chọn cho mình một ngành nghề, nghĩa là chọn cho mình
một tương lai. Việc chọn ngành nghề, chọn trường thực sự quan trọng, vô cùng
cần thiết và cũng là quyết định lớn. Vì vậy đưa ra quyết định cũng hết sức khó
khăn đối với mỗi người.
Nhiều thanh niên vẫn rất lúng túng khi quyết định chọn ngành nghề và
chọn trường để theo học. Nếu quyết định sai lầm nghĩa là đặt cho bản thần mình
một tương lai không thực sự an toàn và vững chắc. Nhiều bạn sau khi tốt nghiệp,
mới nhận ra là mình đã chọn sai ngành học và rất nhiều bạn trẻ phải học lại, làm
lại những ngành nghề mới, gây bao nhiêu lãng phí về thời gian, tài chính cho gia
đình và xã hội.
Tư vấn tuyển sinh là việc rất vất vả, là sự trăn trở của rất nhiều người làm
giáo dục: làm sao định hướng cho các em chọn lựa được đúng ngành nghề phù
hợp với chính khả năng của các em và phải phù hợp với định hướng phát triển
của xã hội.
Với mong muốn đó, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đoàn Văn Ban, tôi
mạnh dạn nhận đề tài “MỘT SỐ KỸ THUẬT SUY LUẬN TRONG HỆ
CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG TƯ VẤN TUYỂN SINH” để tìm hiểu và
ứng dụng vào thực tế.


2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
- Lý thuyết về hệ chuyên gia và ứng dụng của hệ chuyên gia trong tư vấn
tuyển sinh.
- Lý thuyết về định hướng nghề nghiệp dựa trên mô hình RIASEC của
J.L.Holland.
- Giới thiệu về hệ thống thông tin tư vấn tuyển sinh. Trình bày các khái
niệm cơ sở, các yêu cầu của các hệ thống thông tin vấn tuyển sinh.

Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu mô hình RIASEC của
J.L.Holland và phương pháp chuyên gia để xây dựng hệ thống tư vấn chọn
ngành nghề dựa trên các ngành nghề được đào tạo trong các trường đại học, cao
đẳng ở Hải Phòng.
3. Hướng nghiên cứu
Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết về hệ chuyên gia, mô hình RIASEC của
J.L.Holland trong việc lựa chọn ngành nghề dựa trên tính cách. Phân tích các
thông tin liên quan đến các trường đại học, cao đẳng tại Hải Phòng.Áp dụng kết
quả nghiên cứu để xây dựng một hệ thông tin tư vấn tuyển sinh.
Sử dụng hệ thông tin tư vấn tuyển sinh áp dụng vào thiết kế chương trình tư
vấn tuyển sinh có các chức năng như: tư vấn chọn ngành học, tư vấn chọn
trường, cung cấp thông tin tuyển sinh, thống kê dữ liệu tuyển sinh.
4. Những nội dung chính
Luận văn được trình bày trong 3 chương, có phần mở đầu, phần kết luận,
phần mục lục, phần tài liệu tham khảo. Các nội dung cơ bản của luận văn được
trình như sau:
Chương 1: Trình bày một số khái niệm về hệ chuyên gia, cơ sở tri thức,
cách biểu diễn tri thức và mô hình RIASEC của J.L. Holland.


Chương 2: Trình bày về một số kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia.
Chương 3: Trình bày về bài toán tư vấn tuyển sinh theo mô hình RIASEC.
và cài đặt chương trình thử nghiệm.
5. Phương pháp nghiên cứu
Thu thập, phân tích, nghiên cứu các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài.
Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, các yêu cầu của hệ thống thông tin tư vấn tuyển
sinh với sự chỉ dẫn, góp ý của người hướng dẫn để hoàn thành nội dung nghiên
cứu.
Nghiên cứu các phầm mềm và website hỗ trợ tư vấn tuyển sinh hiện nay
đang được sử dụng.

6. Ý nghĩa khoa học
Về mặt lý thuyết: Trình bày khái quát hệ chuyên gia, một số phương pháp
suy luận, lý thuyết định hướng nghề nghiệp của John.L. Holland và phân tích
mô hình RIASEC để đưa ra lý thuyết chọn ngành nghề.
Về mặt thực tiễn: Thiết kế hệ chuyên gia tư vấn tuyển sinh dựa trên mô
hình RIASEC. Cài đặt hệ thống thông tin tư vấn tuyển sinh cho các trường đại
học, cao đẳng tại Hải Phòng.


CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA
VÀ MÔ HÌNH RIASEC
1.1. Hệ chuyên gia
1.1.1. Khái niệm về hệ chuyên gia
Hệ chuyên gia là một hệ thống chương trình máy tính chứa các thông tin,
tri thức và các quá trình suy luận về một lĩnh vực cụ thể nào đó để giải quyết các
vấn đề khó hoặc hóc búa đòi hỏi sự tinh thông đầy đủ của các chuyên gia con
người đối với các giải pháp của họ. Nói một cách khác hệ chuyên gia là dựa
trên tri thức của các chuyên gia con người giỏi nhất trong lĩnh vực quan tâm.
Tri thức trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thông được tích tụ từ sách
vở, tạp chí, từ các chuyên gia hay các nhà bác học. Các thuật ngữ hệ chuyên gia,
hệ thống dựa trên tri thức hay hệ chuyên gia dựa trên tri thức thường có cùng
nghĩa.
Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức, máy suy diễn
hay môtơ suy diễn, và hệ thống giao tiếp với người sử dụng. Cơ sở tri thức chứa
các tri thức để từ đó, máy suy diễn tạo ra câu trả lời cho người sử dụng qua hệ
thống giao tiếp [1].
Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức được minh họa như sau:

Hình 1.1: Hoạt động của hệ chuyên gia [1].
Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trưng cho một lĩnh vực vấn đề nào đó, như y

học, tài chính, giáo dục, khoa học hay công nghệ, v.v..., mà không phải cho tất


cả các lĩnh vực khác nhau. Tri thức chuyên gia để giải quyết một vấn đề đặc
trưng được gọi là lĩnh vực tri thức. Ví dụ: hệ chuyên gia về lĩnh vực y học để
phát hiện các căn bệnh lây nhiễm sẽ có nhiều tri thức về một số triệu chứng lây
bệnh, lĩnh vực tri thức y học bao gồm các căn bệnh, triệu chứng và chữa trị.
1.1.2. Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia
Đặc trưng cơ bản:
 Tách tri thức của bài toán ra khỏi cơ chế điều khiển: Hai thành phần quan
trọng nhất của hệ chuyên gia đó là cơ sở tri thức và bộ máy suy diễn. Hai
thành phần này tách biệt nhau trong hệ chuyên gia.
 Tri thức chuyên gia: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên gia là tri thức
thu thập từ người chuyên gia.
 Tập trung nguồn chuyên gia: Hệ chuyên gia và người chuyên gia chỉ có khả
năng giải quyết các vấn đề trong chuyên môn.
 Xử lý tri thức bằng ký hiệu: Tri thức giải bài toán trong hệ chuyên gia được
mã hóa bằng ký hiệu và xử lý ký hiệu này trên cơ sở lập luận logic.
 Xử lý tri thức không chắc chắn: Hơn 80% ứng dụng thực tế không thể giải
quyết được bằng các phương pháp luận chắc chắn. Hệ chuyên gia có thể
giải quyết được những ứng dụng này nhờ vào phương pháp xử lý tri thức
không chắc chắn.
 Bài toán giải được: Hệ chuyên gia chỉ giải bài toán nào mà người chuyên
gia giải được.
Mức phức tạp vừa phải: Hệ chuyên gia không thể giải quyết được các vấn
đề quá phức tạp ngoài khả năng giải quyết của người chuyên gia và cũng
không nên thiết kế hệ chuyên gia để giải quyết các vấn đề đơn giản.
 Chấp nhận sai lầm: Hệ chuyên gia đôi lúc cũng đưa ra những nhận định
có rủi ro cao, vì ngay cả người chuyên gia đôi lúc cũng mắc phải sai lầm.

Ưu điểm của hệ chuyên gia :
 Phổ cập: Là sản phẩm chuyên gia, được phát triển không ngừng với hiệu
quả sử dụng không thể phủ nhận.
Giảm giá thành.
Giảm rủi ro: Giúp con người tránh được rủi ro trong các môi
trường nguy hiểm.
Tính thường trực: Bất kể lúc nào cũng có thể khai thác sử dụng. Trong khi
con người có thể mệt mỏi, nghỉ ngơi hay vắng mặt
Đa lĩnh vực: Chuyên gia về nhiều lĩnh vực khác nhau và được khai thác
đồng thời bất kể thời gian sử dụng.
Độ tin cậy: Luôn đảm bảo độ tin cậy khi khai thác.
 Khả năng giảng giải: Câu trả lời với mức độ tinh thông được giảng giải rõ
ràng, chi tiết, dễ hiểu.
Khả năng trả lời nhanh.
Tính ổn định, suy luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi.
Trợ giúp thông minh như một người hướng dẫn.
Có thể truy cập như là một cơ sở dữ liệu thông minh.
1.1.3. Ứng dụng hệ chuyên gia
Hiên nay hệ chuyên gia được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
công nghệp, nông nghiệp, khoa học máy tính, thương mại khí tượng, y học, quân
sự, hoá học, … Đặc biệt trong giai đoạn gần đây việc ứng dụng hệ chuyên gia
vào lĩnh vực giáo dục đào tạo đang được phát triển mạnh.


Các lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia:
 Cấu hình: Tập hợp thích đáng những thành phần của một hệ thống theo
cách riêng.
Chẩn đoán: Tập luận dựa trên những chứng cứ quan sát được.
Truyền đạt: Dạy học kiểu thông minh sao cho sinh viên có thể hỏi vì sao,

như thế nào và cái gì nếu giống như hỏi một người thầy giáo.
Giải thích: Giải thích những dữ liệu thu nhận được.
Kiểm tra: So sánh dữ liệu thu lượm được với dữ liệu chuyên môn để đánh
giá hiệu quả.
Lập kế hoạch: Lập kế hoạch sản xuất theo yêu cầu.
Dự đoán: Dự đoán hậu quả từ một tình huống xảy ra.
Chữa trị: Chỉ định cách thụ lý một vấn đề.
 Điều khiển: Điều khiển một quá trình, đòi hỏi diễn giải, chẩn đoán, kiểm
tra, lập kế hoạch, dự đoán và chữa trị.
1.1.4. Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia
Giao diện người sử dụng (user interface): là nơi người sử dụng và hệ
chuyên gia trao đổi với nhau.
Cơ sở tri thức (knowledge base): gồm các luật (rule) và sự kiện (facts).


Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của hệ chuyên gia [1]
Mô tơ suy diễn (inference engine): Công cụ tạo ra sự suy luận bằng cách
quyết định xem những luật nào sẽ làm thỏa mãn các sự kiện, các đối tượng, lựa
chọn ưu tiên các luật thỏa mãn, thực hiện các luật có tính ưu tiên cao nhất.
Khả năng giải thích (explanation facility): giải nghĩa cách lập luận cho
người sử dụng.
Lịch công việc (agenda). Danh sách các luật ưu tiên do máy suy diễn tạo ra
thoả mãn các sự kiện, các đối tượng có mặt trong bộ nhớ làm việc.


Soạn thảo kiến thức (draw knowledge): tổng hợp các nguồn tri thức được
cung cấp từ các chuyên gia hoặc tài liệu chuyên môn.
Bộ nhớ làm việc (working memory): Cơ sở dữ liệu toàn cục chứa các sự
kiện phục vụ cho các luật.
Khả năng thu nhận tri thức (explanation facility): Cho phép người sử dụng

bổ sung các tri thức vào hệ thống một cách tự động thay vì tiếp nhận tri thức
bằng cách mã hoá tri thức một cách tường minh. Khả năng thu nhận tri thức là
yếu tố mặc nhiên của nhiều hệ chuyên gia.
* Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia:

Hình 1.3: Mô hình J. L. Ermine [1]

Hình 1.4: Mô hình C.Ernest [1]


Hình 1.5: Mô hình E.V.Popov [1]
1.2. Cơ sở tri thức
Tri thức là kết quả của các quá trình nhận thức của con người về đối tượng
được nhận thức, làm tái hiện trong tư tưởng con người những thuộc tính, những
mối quan hệ, những quy luật vận động, phát triển của đối tượng và được diễn đạt
bằng ngôn ngữ tự nhiên hay hệ thống kí hiệu khác [3].
Biểu diễn tri thức: các phương pháp diễn tả và tổ chức tri thức trong máy
tính cho các hệ thông tin có tính chất trí tuệ để máy có thể tiến hành các phép
lập luận tự động.Trong trí tuệ nhân tạo, các phương pháp biểu diễn tri thức
thường được sử dụng như lôgic vị từ, mạng ngữ nghĩa, biểu diễn khung, luật dẫn.
* Phân loại tri thức:
- Tri thức hiện là những tri thức được giải thích và mã hóa dưới dạng văn
bản, tài liệu, âm thanh, phim, ảnh,… thông qua ngôn ngữ có lời hoặc không lời,
nguyên tắc hệ thống, chương trình máy tính, chuẩn mực hay các phương tiện
khác. Đây là những tri thức đã được thể hiện ra ngoài và dễ dàng chuyển giao,
thường được tiếp nhận qua hệ thống giáo dục và đào tạo chính quy.
- Tri thức ẩn là những tri thức thu được từ sự trải nghiệm thực tế, dạng tri
thức này thường ẩn trong mỗi cá nhân và rất khó “mã hóa” và chuyển giao,
thường bao gồm: niềm tin, giá trị, kinh nghiệm, bí quyết, kỹ năng... Ví dụ:

Trong bóng đá, các cầu thủ chuyên nghiệp có khả năng cảm nhận bóng rất tốt.
Đây là một dạng tri thức ẩn, nó nằm trong mỗi cầu thủ. Nó không thể “mã hóa”
thành văn bản, không thể chuyển giao, mà người ta chỉ có thể có bằng cách tự
mình luyện tập.
- Tri thức chắc chắn: là những tri thức chắc chắn đúng.Ví dụ:tổng các góc
0

trong một tam giác bằng 180 ; Nếu hỏng hệ thống điện thì xe máy không khởi
động được.
- Tri thức không chắc chắn: là những khẳng định, luật suy diễn không chắc
chắn đúng.Ví dụ: nếu bệnh nhân bị sốt cao và ho thì bệnh nhân bị viêm phổi;
Nếu xe máy không khởi động được thì xe máy bị hỏng bộ điện.
- Tri thức thủ tục: là tri thức mô tả cách giải quyết một vấn đề, quy trình xử
lý các công việc, lịch trình tiến hành các thao tác … Các dạng của tri thức thủ
tục thường dùng là các luật, chiến lược, lịch trình… Ví dụ: Các bước giải một
phương trình bậc 2; cách làm bánh chưng,...
- Tri thức mô tả: là một khẳng địng về một sự kiện, hiện tượng hay một
khái niệm nào đó trong một hoàn cảng không gian hoặc thời gian nhất định. Ví
dụ: khẳng định về hiện tượng: ”Mặt trời lặn ở phương Tây”. Khái niệm về: “tam
giác đều: là tam giác có ba góc bằng nhau”; Hà nội là thủ đô của Việt Nam;
o

Tùng là kỹ sư của nhà máy; Nhiệt độ ngày 20/8/2013 là 33 ....
* Các hình thức chia sẻ tri thức:
Dựa vào sự phân loại tri thức, có thể chia các hình thức chia sẻ tri thức
thành bốn dạng chính:
Ẩn - Ẩn: Khi người chia sẻ và người tiếp nhận giao tiếp trực tiếp với
nhau (ví dụ: học nghề, giao tiêp, giảng bài...) thì việc tiếp nhận này là từ tri thức
ẩn thành tri thức ẩn. Tri thức từ người này không qua trung gian mà chuyển

ngay thành tri thức của người kia.


Ẩn - Hiện: Một người mã hóa tri thức của mình ra thành văn bản hay các
hình thức hiện hữu khác thì đó lại là quá trình tri thức từ ẩn (trong đầu người đó)
trở thành hiện (văn bản, tài liệu, v.v.).
Hiện - Hiện: Tập hợp các tri thức hiện đã có để tạo ra tri thức hiện khác.
Quá trình này được thể hiện qua việc sao lưu, chuyển giao hay tổng hợp dữ liệu.
Hiện - Ẩn: Tri thức từ dạng hiện trở thành dạng ẩn. Điển hình quá trình
này là việc đọc sách. Học sinh đọc sách (tri thức hiện) và rút ra được các bài
học, tri thức cho mình (ẩn).
1.3. Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia
Tri thức của một hệ chuyên gia có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác
nhau. Thông thường có các cách sau:
• Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất.
• Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic.
• Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa.
• Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo.
Ngoài ra, người ta còn sử dụng cách biểu diễn tri thức nhờ các sự kiện
không chắc chắn, nhờ bộ ba : đối tượng, thuộc tính và giá trị (O-A-V: ObjectAttribute-Value), nhờ khung (frame), v.v... Tuỳ theo từng hệ chuyên gia, người
ta có thể sử dụng một cách hoặc đồng thời cả nhiều cách.
1.3.1. Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất
Hiện nay, hầu hết các hệ chuyên gia đều là các hệ thống dựa trên luật, bởi
lý do như sau:
• Bản chất đơn thể: có thể đóng gói tri thức và mở rộng hệ chuyên gia một
cách dễ dàng.


• Khả năng diễn giải dễ dàng: dễ dàng dùng luật để diễn giải vấn đề nhờ
các tiền đề đặc tả chính xác các yếu tố vận dụng luật, từ đó rút ra được kết quả.

• Tương tự quá trình nhận thức của con người:dựa trên các công trình của
Newell và Simon, các luật được xây dựng từ cách con người giải quyết vấn đề.
Cách biểu diễn luật nhờ IF THEN đơn giản cho phép giải thích dễ dàng cấu trúc
tri thức cần trích lọc. Luật là một kiểu sản xuất được nghiên cứu từ những năm
1940. Trong một hệ thống dựa trên luật, công cụ suy luận sẽ xác định những luật
nào là tiên đề thỏa mãn các sự việc.
Các luật sản xuất thường được viết dưới dạng IF THEN. Có hai dạng cơ
bản: IF < điều kiện > THEN < hành động >
Hoặc IF < điều kiện > THEN < kết luận > DO < hành động >
Tuỳtheo hệ chuyên gia cụ thể mà mỗi luật có thể được đặt tên. Chẳng hạn
mỗi luật có dạng Rule: tên vàphần IF ... THEN của luật.
Phần giữa IF và THEN là vế trái của luật, có nội dung được gọi theo nhiều
tên khác nhau, như tiền đề, điều kiện, mẫu so khớp. Phần sau THEN là kết luận
hay hệ quả. Một số hệ chuyên gia có thêm phần hành động được gọi là phần vế
phải của luật.
Ví dụ: Hệ thống chẩn đoán xe máy (OPS5)
IF Máy xe không nổ khi khởi động
THEN
Dự đoán: Xe bị panne sức nén. Pittong, bạc xéc-măng và lòng xy lanh sai
tiêu chuẩn, dễ tạo thành những khe hở nhỏ làm cho pittong không còn kín nên
hoà khí không được nén lên đầy đủ
Xử lý: nên điều chỉnh hoặc thay mới pittong, bạc xéc-măng vàlòng xi lanh
cho đúng tiêu chuẩn.
IF máy xe nổ không ổn định, OR máy xe nổ rồi lại tắt, AND bugi khô


THEN
Dự đoán : Xe đã bị nghẹt xăng. Xử lý : nên xúc rửa bình xăng và bộ khoá
xăng của xe.
1.3.2. Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic

Người ta sử dụng các ký hiệu để thể hiện tri thức và các phép toán lôgic tác
động lên các ký hiệu để thể hiện suy luận lôgic. Kỹ thuật chủ yếu thường được
sử dụng là lôgic vị từ (predicate logic) [2]. Logic mệnh đề cho phép ta có thể
biễu diễn các sự kiện, mỗi kí hiệu trong logic mệnh đề được minh họa như là
một sự kiện trong thế giới thực. Logic mệnh đề là các tập của các mệnh đề,
trong đó mỗi mệnh đề là một phát biểu mà nội dung của nó là đúng hoặc sai.
Cú pháp của logic mệnh đề bao gồm các tập ký hiệu và tập các luật xây
dựng công thức.
Ký hiệu mệnh đề là các chữ cái chữ cái in hoa: P, Q,…
Hai hằng logic True (T) và False (F)
Phép nối logic gồm: ∩,∪,

,

và

tương ứng với phép và, hoặc,

phủ định, kéo theo và tương đương.
Dấu

là lượng tử tồn tại và dấu

là lượng tử toàn thể.

Các công thức trong logic mệnh đề: (P∩Q), (P∪Q), ( P), (P Q), (P Q)
trong đó P, Q là các câu đơn. Các công thức được xây dựng từ các câu đơn sẽ
gọi là câu phức hợp.
Ngữ nghĩa của logic mệnh đề đó chính là giá trị chân lý của công thức
trong một thế giới hiện thực nào đó. Giá trị chân lý đúng là True (T) còn giá trị

chân lý sai là False (F).
Các vị từ thường có chứa hằng, biến hay hàm. Người ta gọi các vị từ không
chứa biến (có thể chứa hằng) là các mệnh đề (preposition). Mỗi vị từ có thể là
một sự kiện (fact) hay một luật. Luật là vị từ gồm hai vế trái và phải được nối


nhau bởi một dấu mũi tên (→). Các vị từ còn lại (không chứa mũi tên) được gọi
là các sự kiện. Trong ví dụ trên đây, MAN và FATHER là các mệnh đề và là các
sự kiện. Còn MAN(X) → MORTAL(X) là một luật.
1.3.3. Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa
Trong phương pháp này, người ta sử dụng một đồ thị gồm các nút và các
cung nối các nút để biểu diễn tri thức. Nút dùng để thể hiện các đối tượng, thuộc
tính của đối tượng và giá trị của thuộc tính. Còn cung dùng để thể hiện các quan
hệ giữa các đối tượng. Các nút và các cung đều được gắn nhãn [1].
Ví dụ: để thể hiện tri thức “sẻ là một loài chim có cánh và biết bay”, người
ta vẽ một đồ thị như sau:

Hình 1.6: Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa
Bằng cách thêm vào đồ thị các nút mới và các cung mới, nguời ta có thể
mở rộng một mạng ngữ nghĩa. Các nút mới được thêm thể hiện các đối tượng
tương tự (với các nút đã có trong đồ thị), hoặc tổng quát hơn. Chẳng hạn để thể
hiện “chim là một loài động vật đẻ trứng” và “cánh cụt là loài chim biết lặn“,
người ta vẽ thêm như sau:

Hình 1.7: Mở rộng mạng ngữ nghĩa nhờ biểu diễn tri thức


Một trong những tính chất quan trọng của mạng ngữ nghĩa là tính thừa kế.
Khi sử dụng mạng ngữ nghĩa để biểu diễn tri thức, người ta phải xây dựng các
phép toán tương ứng.

1.3.4. Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo
Theo quan điểm của người sử dụng, ngôn ngữ tự nhiên là phương cách
thuận tiện nhất để giao tiếp với một hệ chuyên gia, không những đối với người
quản trị hệ thống (tư cách chuyên gia), mà còn đối với người sử dụng cuối. Hiện
nay đã có những hệ chuyên gia có khả năng đối thoại trên ngôn ngữ tự nhiên
(thông thường là tiếng Anh) nhưng chỉ hạn chế trong lĩnh vực ứng dụng chuyên
môn của hệ chuyên gia.
Bảng dưới đây thể hiện một đơn vị tri thức (luật) trong hệ chuyên gia
MYCIN dùng để chẩn đoán các bệnh virus. Cột bên trái là một luật được, cột
bên phải là mã hoá nhân tạo của luật đó [2].
Bảng 1.1. Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo trong MYCIN


- Nếu

1) Màu của cơ thể là gram (($AND (SAME CNTXT GRAM

- Và nếu

dương

GRAM+)

2) Hình thái của cơ thể là bị (SAME
- Và nếu

nhiễm trùng
khuẩn lạc

MORPH

CNTXT

DEVEL

COCCI)

3) Kiểu phát triển của cơ thể là (SAME
- Thì

CNTXT

OLONY)

Tồn tại một khả năng (0.7) là cơ (CONCLUDE CNTXT IDENT
thể bị nhiễm khuẩn cầu chùm

STAPHYLOCOCCUS
MEASURE 0.7))

1.3.5. Biễu diễn tri thức theo khung (Frame)
Biễu diễn tri thức nhờ khung tương tự như bản ghi (record) nhưng ngoài
các trường dữ liệu còn có các trường thao tác, thủ tục hay luật suy diễn nào đó.


Mỗi một đối tượng tri thức được biểu diễn thông qua một khung gồm các slot
(mô tả các thuộc tính của đối tượng) và các facet mô tả các giá trị, hoặc các thủ
tục tính các giá trị [2].