Tài liệu luận văn Nghiên Cứu Một Số Giải Thuật Suy Diễn Và Ứng Dụng Xây Dựng

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

PHOMMASONE PHOUVANH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI THUẬT SUY DIỄN
VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN
LỖI MÁY TÍNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên - 2020


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

PHOMMASONE PHOUVANH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI THUẬT SUY DIỄN
VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN
LỖI MÁY TÍNH
Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số: 84 8 01 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. TS. NGUYỄN HẢI MINH

Thái Nguyên - 2020

i

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Hải Minh,
Thầy đã tận tình hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ
thông tin và Truyền thông đã hết sức quan tâm tới các học viên Quốc tế; các
thầy, cô giáo trong trường đã tận tình giảng dạy và điều kiện thuật lợi để tơi
học tập và rèn luyện trong suốt thời gian theo học tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân và các bạn bè đã chia sẻ,
gúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên
cứu cịn có hạn nên luận văn vẫn cịn một số thiếu sót. Kính mong các Thầy/Cơ
và các bạn góp ý để tơi có thể kịp thời chỉnh sửa.
Tơi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 11 tháng 11 năm 2020
HỌC VIÊN THỰC HIỆN

PHOMMASONE PHOUVANH

LỜI CAM ĐOAN


ii

Tôi xin cam đoan nội dung và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và nhứng nội dung trùng lặp với các đề tài khác đều đã được chú

thích tham khảo theo đúng quy định. Tơi cũng xin cam đoan mọi sự giúp đỡ
cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong
luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên tháng 11 năm 2020
Tác giả

PHOMMASONE PHOUVANH

MỤC LỤC
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii


iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA ....................................... 2
1.1 Hệ chuyên gia........................................................................................... 2
1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia ................................................. 5
1.3 Biểu diễn tri thức bởi luật và lập luận...................................................... 6
1.3.1 Biểu diễn tri thức bằng các luật IF − THEN...................................... 6
1.3.2 Biểu diễn tri thức không chắc chắn ................................................... 7
1.3.3 Suy diễn và lập luận ........................................................................... 8
1.3.4 Lý thuyết chắc chắn ......................................................................... 18
CHƯƠNG 2:QUẢN LÝ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TỈNH XIÊNG
KHUẢNG VÀ THU THẬP TRI THỨC HỖ TRỢ XỬ LÝ SỰ CỐ HỆ THỐNG
MÁY TÍNH ..................................................................................................... 30

2.1 Cơ sở hạ tầng mạng tại SỞ GIÁO DỤC VÀ THỂ THAO TỈNH XIÊNG
KHUẢNG – LÀO. ....................................................................................... 30
2.2 Trung tâm CNTT của sở ........................................................................ 30
2.3 Tổ chức hoạt động dịch vụ nhận và xử lý máy tính hỏng ..................... 31
2.4 Hoạt động dịch vụ bảo trì và khắc phục sự cố máy tính của trung tâm
CNTT ........................................................................................................... 31
2.5 Ưu nhược điểm của hệ thống ................................................................. 32
2.6 Mô tả một hệ thống mới ......................................................................... 33


iv

2.6.1 Mô tả hệ thống dịch vụ mới ............................................................. 33
2.6.2 Chức năng của hệ thống dịch vụ...................................................... 34
2.7 Thu thập tri thức ..................................................................................... 34
2.8 Biểu diễn tri thức.................................................................................... 35
2.9 Các dạng phương pháp biểu diễn tri thức .............................................. 35
CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN VÀ XỬ LÝ LỖI MÁY
TÍNH CHO TRUNG TÂM CƠNG NGHỆ THƠNG TIN TỈNH XIÊNG
KHUẢNG........................................................................................................ 38
3.1 Xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán .................................................................. 39
3.1.1 Giới thiệu chung .............................................................................. 39
3.1.2 Đặc tả công việc ............................................................................... 40
3.2 Sơ đồ chức năng ........................................................................................ 46
3.3 Thiết kế chương trình. ............................................................................... 49
3.3.1 Xây dựng mơ hình dữ liệu thực thể (Entity relationship diagram - erd)
................................................................................................................... 50
3.3.2 Xây dựng mô hình dữ liệu quan hệ (Relational data model-rdm) ... 50
3.3.3 Cấu trúc các tập tin cơ sở dữ liệu..................................................... 53
3.3.4 Sơ đồ liên kiết các tập tin cơ sở dữ liệu (Relational database) ........ 56

KẾT LUẬN ..................................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 58

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT


v

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

AI

Artificial Intelligence

Trí tuệ nhân tạo

RAM

Random access memory

Bộ nhớ trong

CPU

Central processing unit

Bộ xử lý trung tâm

CNTT

Information Technology

Công nghệ thông tin

GDTT

Giáo dục và thể thao


vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1. 1 Thể hiện các nét điển hình của đối tượng tương tự ........................ 10
Bảng 1. 2 Các giá trị không chắc chắn của CF ............................................... 20
Bảng 3. 1 Chương trình sửa chữa máy móc. ................................................... 41
Bảng 3. 2 Chương trình bảo hành thiết bị. ...................................................... 42
Bảng 3. 3 Kết quả sửa chữa thiết bị. ............................................................... 43
Bảng 3. 4 Kết luận máy móc. .......................................................................... 44
Bảng 3. 5 Kết luận thiết bị máy móc............................................................... 45


vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Một số lĩnh vực ứng dụng của trí tuệ nhân tạo. ................................. 2
Hình 1.2 Hoạt động của hệ chuyên gia. ............................................................ 3

Hình 1.3 Quan hệ giữa lĩnh vực vấn đề và lĩnh vực tri thức. ............................ 4
Hình 2. 1 Quá trình thu nhập tri thức từ hệ chuyên gia. ................................. 35
Hình 2. 2 Sơ đồ đồ thị AND/OR. .................................................................... 38
Hình 3. 1 Sơ đồ tổ chức................................................................................... 46
Hình 3. 2 Sơ đồ mức khung cảnh. ................................................................... 46
Hình 3. 3 Sơ đồ chức năng nghiệm vụ. ........................................................... 48
Hình 3. 4 Sơ đồ dịng dữ liệu tổng qt .......................................................... 48
Hình 3. 5 Sơ đồ dịng dữ liệu chi tiết Xây dựng tập luật chẩn đoán loại hỏng
máy tính. .......................................................................................................... 49
Hình 3. 6 Sơ đồ dịng dữ liệu chi tiết quản lý việc tiếp nhận và sửa chữa máy
hỏng. ................................................................................................................ 49
Hình 3. 7 Sơ đồ liên kiết các tập tin cơ sở dữ liệu .......................................... 57


1

MỞ ĐẦU
Trí tuệ nhân tạo - AI (Artificial Intelligence) là một trong những ngành
trụ cột quan trọng trong cuộc cách mạng cơng nghiệp 4.0 hiện nay. Trí tuệ nhân
tạo có thể được định nghĩa như một ngành của khoa học máy tính liên quan đến
việc tự động hóa các hành vi thơng minh. Trí tuệ nhân tạo có thể xử lý dữ liệu
ở mức rộng lớn hơn, quy mô hơn, hệ thống, khoa học và nhanh hơn so với con
người.
Việc nghiên cứu AI nhằm mục đích phát triển các hệ thống máy tính có
khả năng suy nghĩ như con người, tiếp theo là phát triển trợ giúp cho con người
trong việc ra quyết định. Chính vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng AI để phát
triển các hệ hỗ trợ ra quyết định và hệ hỗ trợ chẩn đoán là một việc hết sức ý
nghĩa.
Sửa chữa máy tính là cơng việc tương đối đơn giản đối với một kỹ sư
CNTT (Công nghệ thơng tin) hoặc một người sử dụng có kinh nghiệm lâu năm.

Nhưng nó lại là một việc khá khó khăn và phức tạp đối với một người mới sử
dụng và có chun mơn khơng gần với ngành CNTT. Do đó, việc phát triển hệ
thống hỗ trợ chẩn đốn lỗi máy tính và đề xuất hướng xử lý dựa trên AI là một
việc hết sức cần thiết vì nó có ý nghĩa lớn cho cộng đồng ... Chính vì vậy, em
chọn đề tài: “Nghiên cứu một số giải thuật suy diễn và ứng dụng xây dựng
hệ hỗ trợ chẩn đoán lỗi máy tính”, với mục đích thu thập một số dữ liệu đầu
vào về các triệu chứng hỏng hóc thường gặp trên máy tính; Xây dựng một
Module hỗ trợ chẩn đốn và giúp một người bình thường có thể tự sửa lỗi và
nâng cấp máy tính của mình.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên
luận văn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng
góp và chỉ bảo của thầy cô và các bạn.


2

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA
1.1 Hệ chuyên gia
Hệ chun gia (Expert system) là một chương trình máy tính thông minh
sử dụng tri thức (Knowledge) và các thủ tục suy luận để giải những bài tốn
tương đối khó khăn đòi hỏi những chuyên gia mới giải được.
Hệ chuyên gia là một hệ thống tin học có thể mơ phỏng (Emulates) năng
lực quyết đoán (Decision) và hành động (Making abilily) của một chuyên gia
(Con người). Hệ chuyên gia là một trong những lĩnh vực ứng dụng của trí tuệ
nhân tạo (Artificial intelligence) như hình dưới đây.
Artificail Intelligence
Robotic

Speech

Artificial neural System

Expert System

Vision

Natural Language

Understanding

Hình 1. 1 Một số lĩnh vực ứng dụng của trí tuệ nhân tạo.


3

Hệ chuyên gia sử dụng các tri thức của những chuyên gia để giải quyết
các vấn đề (Bài toán) khác nhau thuộc mọi lĩnh vực.
Tri thức (Knowledge) trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thơng 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 (Knowledeg based system) hay
hệ chuyên gia dựa trên tri thức (Knowledge based expert system) thường có
cùng nghĩa.
Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức (Knowledge base), máy suy diễn hay mô tả suy diễn (Inference engine) và hệ thống
giao tiếp với người sử dụng (User interface). Cơ sở tri thức chữa các tri thức để
từ đó, máy suy diễn tạo ra câu trả lời cho người sử dụng qua hệ thống giao tiếp.
Người sử dụng (User) cung cấp sự kiện (Facts) là những gì đã biết, đã có
thật hay những thơng tin có ích cho hệ chun gia, và nhận được những câu trả
lời là những lời khuyên hay những gợi ý đúng đắn (Expertise).
Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức được minh họa như

sau:

Hệ thống
Người sử dụng

giao tiếp

(User)

(User
interface)

Cơ sở tri thức
(Knowledge Base)

Máy suy diễn
(Inference Engine)

Hình 1. 2 Hoạt động của hệ chuyên gia.


4

Một hệ chuyên gia chỉ đặc trưng cho một lĩnh vực vấn đề (Problem
domain) nào đó, như y học, tài chính, khoa học hay cơng nghệ ... , mà khơng
phải cho bất cứ một lĩnh vực vấn đề nào.
Tri thức chuyên gia để giải quyết một vấn đề đặc trưng được gọi là lĩnh
vực tri thức (Knowledge domain).
Lĩnh vực vấn đề
(Problem Domain)

Lĩnh vực tri thức
(Knowledge domain)

Hình 1. 3 Quan hệ giữa lĩnh vực vấn đề và 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.
Chú ý rằng lĩnh vực tri thức hoàn toàn nằm trong lĩnh vực vấn đề. Phần
bên ngoài lĩnh vực tri thức nói lên rằng khơng phải là tri thức cho tất cả mọi
vấn đề.
Tùy theo yêu cầu người sử dụng mà có nhiều cách nhìn nhận khác nhau
về một hệ chuyên gia.
Loại người sử dụng

Vấn đề đặt ra

Người quản trị

Tơi có thể dùng nó để làm gì ?

Kỹ thuật viên

Làm cách nào để tơi vận hành nó tốt nhất ?


5

Nhà nghiên cứu
Người sử dụng cuối

Làm sao để tơi có thể mở rộng nó ?
Nó sẽ giúp tơi cái gì đây ?
Nó có rắc rối và tốn kém khơng ?
Nó có đáng tin cậy khơng ?

1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia
Hệ chuyên gia có bốn đặc trưng cơ bản như sau:
- Hiệu quả cao (High performance). Khả năng trả lời với mức độ tinh
thông bằng hoặc cao hơn so với chuyên gia (Người) trong cùng lĩnh vực.
- Thời gian trả lời thoả đáng (Adequate response time). Thời gian trả lời
hợp lý, bằng hoặc nhanh hơn so với chuyên gia (Người) để đi đến cùng một
quyết định. Hệ chuyên gia là một hệ thống thời gian thực (Real time system).
- Độ tin cậy cao (Good reliability). Không thể xảy ra sự cố hoặc giám
sát độ tin cậy khi sử dụng.
- Dễ hiểu (Understandable). Hệ chuyên gia giải thích các bước suy luận
một cách dễ hiểu và nhất qn, khơng giống như cách trả lời bí ẩn của các hộp
đen (Black box).
 Những ưu điểm của hệ chuyên gia:
- Phổ cập (Increased availability). Là sản phẩm chuyên gia, được phát
triển.
- Không ngừng với hiệu quả sử dụng không thể phủ nhận.
- Giảm giá thành (Reduced cost).
- Giảm rủi ro (Reduced dangers). Giúp con người tránh được trong các
môi trường rủi ro, nguy hiểm.
- Tính thường trực (Permanance). 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 (Multiple expertise). Chuyên gia về nhiều lĩnh vực khác

6

nhau và được khai thác đồng thời bất kể thời gian sử dụng.
- Độ tin cậy (Increased relialility). Luôn đảm bảo độ tin cậy khi khai
thác.
- Khả năng giảng dạy (Explanation). Câu trả lời với mức độ tinh thông
được giảng dạy rõ ràng chi tiết, dễ hiểu.
- Khả năng trả lời (Fast reponse). Trả lời theo thời gian thực, khách
quan.
- Tính ổn định, suy luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi (Steady, une
motional, and complete response at all times).
- Trợ giúp thông minh như một người hướng dẫn (Intelligent -tutor).
- Có thể truy cập như là một cơ sở dữ liệu thông minh (Intelligent
database [1]).

1.3 Biểu diễn tri thức bởi luật và lập luận
1.3.1 Biểu diễn tri thức bằng các luật IF - THEN
Ngôn ngữ bao gồm các luật IF - THEN là ngôn ngữ phổ biến nhất để
biểu diễn tri thức.
Các luật IF - THEN có ưu điểm sau:
- Mỗi luật IF - THEN mô tả một phần nhỏ tương đối độc lập của tri
thức.
- Có thể thêm vào cơ sở tri thức các luật mới hoặc loại bỏ một số luật
cũ mà không ảnh hưởng nhiều tới các luật khác.
- Các hệ tri thức với cơ sở tri thức gồm các luật IF - THEN có khả năng
đưa ra lời giải thích cho các quyết định của hệ.
Các luật IF - THEN là dạng biểu diễn tự nhiên của tri thức. Bằng cách sử
dụng các luật IF - THEN chúng ta có thể biểu diễn được một số lượng lớn tri

7

thức của con người về tự nhiên, xã hội, kinh nghiệm của con người trong lao
động sản xuất, tri thức của các thầy thuốc, tri thức của các kỹ sư, tri thức trong
các ngành khoa học: kinh tế, sinh học, hóa học, vật lý, tốn học, …
1.3.2 Biểu diễn tri thức khơng chắc chắn
Trong đời sống thực tế có rất nhiều điều mà ngay cả các chun gia cũng
khơng hồn toàn tin tưởng chúng là đúng hay sai. Đặc biệt là các kết luận trong
chẩn đoán y học, trong dự báo thời tiết, trong phỏng đốn sự hỏng hóc của máy
móc, chúng ta khơng thể tin tưởng 100% các kết luận đưa ra là đúng. Chẳng
hạn nếu xe máy đang chạy bị chết máy và kiểm tra xăng vẫn còn thì có thể tin
rằng 90% là do có vấn đề ở bugi. Tuy nhiên vẫn cịn 10% phỏng đốn đó là sai,
xe bị chết máy do các nguyên nhân khác. Do đó, trong các hệ dựa trên luật,
chúng ta phải đưa vào mức độ chắc chắn của các luật và sự kiện trong cơ sở tri
thức. Chúng ta sẽ gán cho mỗi luật hoặc sự kiện một mức độ chắc chắn nào đó,
mức độ chắc chắn là một số nằm giữa 0 và 1.
Cách viết:
A1^…^An => B : C
Có nghĩa là luật A1^…^An => B có độ chắc chắn là C (0 ≤ C ≤
1).
Cách xác định mức độ chắc chắn C:
A. Nếu luật có 1 điều kiện:
A => B : C
Theo lý thuyết xác suất ta có:
P (B) = P (B|A)*P (A)
Trong đó:


8

P (A), P (B) là xác suất của sự kiện A, B tương ứng (Cũng
chính là mức độ chắc chắn của A, B tương ứng).
P (B|A) là xác suất có điều kiện của B khi A đã xảy ra, ở
đây P (B|A) là mức độ chắc chắn của luật, tức là bằng C.
B. Nếu luận có n > 1 điều kiện:
A1^…^An => B : C
Trong trường hợp này, mức độ chắc chắn của A, P (A) được
tính bằng các phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào các sự kiện Aᵢ
là độc lập hay phụ thuộc.
C. Nếu các sự kiện Ai là độc lập, khi đó:
P (A) = P (A1) … P (An)
Nếu các sự kiện Ai là phụ thuộc:
P (A) = min { P (A1), … , P (An) }
1.3.3 Suy diễn và lập luận
Suy diễn và lập luận là hai khái niệm được dùng chung để chỉ một tiến
trình đưa đến kết luận từ các giả thiết cho ở dạng cơ sở tri thức (Sự kiện, quy
luật).
- Định nghĩa lập luận
Lập luận là quá trình làm việc với tri thức sự kiện và các chiến lược giải
bài toán nhằm rút ra kết luận.
- Lập luận theo cách suy diễn
Lập luận theo suy diễn là phương pháp dùng các sự kiện của bài toán (Là
các luật trong cơ sở tri thức) và các tiên đề sau đó sử dụng các phương pháp
suy diễn để rút ra thông tin mới từ các thơng tin đã biết.
Ví dụ:


9

IF có thân nhiệt lớn hơn 38 độ THEN bị sốt

Tiên đề: thân nhiệt lớn hơn 38 độ
Kết luận: bị sốt
Lập luận suy diễn là 1 trong các kĩ thuật phổ biến nhất. Suy diễn đã dùng
modus ponens là loại cơ bản của lập luận suy diễn. Khi có A => B và A đúng
thì rút ra được B đúng.
- Lập luận quy nạp
Con người dùng lập luận quy nạp để rút ra kết luận tổng quát từ 1 tập các
sự kiện theo cách tổng qt hố.
Ví dụ:
Giả thiết: Chị Mơ hát hay
Giả thiết: Chị Nụ hát hay
Kết luận: Nói chung các chị hát hay
Qua lập luận này, người ta cho rằng kết luận sẽ đúng cho tất cả các trường
hợp cùng loại, thực chất của lập luận quy nạp là đem cái thiểu số áp đặt cho đa
số.
Ví dụ:
Cho tập các đối tượng X = {a, b, c, ...}, nếu tính chất P đúng đối với a và
nếu tính chất P cũng đúng đối với b, và nếu tính chất P cũng đúng đối với c, ...
Thì tính chất này đúng với tất cả X.
- Lập luận phỏng đoán
Suy diễn là lập luận chính xác từ các sự kiện và thơng tin đã biết. Lập
luận phỏng đốn, giả định là một loại suy diễn có vẻ hợp lí. Điều này có nghĩa
câu kết luận có thể đúng nhưng cũng có thể khơng đúng.


10

Ví dụ:
Kéo theo: Đất ướt trời mưa
Tiên đề: Đất ướt

Kéo theo: Trời mưa
Kết luận trời mưa cho rằng trời có thể mưa cũng có thể khơng phải trời
mưa mà đất ướt xảy ra vì lí do khác.
- Lập luận tương tự loại suy
Người ta tạo một mơ hình của một vài khái niệm thông qua kinh nghiệm
của họ. Họ dùng mơ hình này để hiểu một vài hồn cảnh và đối tượng tương
tự. Họ vạch ra điểm tương đồng giữa hai vật đem so sánh, rút ra sự giống nhau
và khác nhau nhằm hướng dẫn việc lập luận của họ.
Một khung cho biết thông tin đa dạng về đối tượng. Người ta có thể dùng
khung để thể hiện các nét điển hình của đối tượng tương tự.
Ví dụ:
Khung

Con hổ

Chủng loại

Thú vật

Số chân

4

Ăn

Thịt

Sống tại

Ấn Độ và Đơng Nam Á

Màu

Vàng có vạch

Bảng 1. 1 Thể hiện các nét điển hình của đối tượng tương tự.
- Lập luận theo lẽ thường


11

Nhờ kinh nghiệm con người có thể giải vấn đề một cách hiệu quả. Họ sử
dụng lẽ thông thường để nhanh chóng rút ra kết luận. Lập luận theo lẽ thường
có xu hướng thiên về phán xét sự đúng đắn hơn là lập luận chính xác về logic.
Ví dụ:
Vấn đề chẩn đốn hỏng hóc xe máy: Bugi hỏng thì máy khơng nổ được.
Kết luận này có được do kinh nghiệm sử dụng các loại xe máy. Người ta đoán
“thứ nhất tại bugi” khi thấy xe máy không khởi động được. Loại tri thức này
được coi như may rủi, cầu may.
- Lập luận không đơn điệu
Đối với nhiều trường hợp người ta lập luận trên các thông tin tĩnh. Các
thông tin này khơng thay đổi trạng thái trong q trình giải bài toán. Loại lập
luận này được gọi là lập luận đơn điệu.
Ví dụ:
IF ngày rằm THEN trăng trịn
- Lập luận tiến và lập luận lùi
Các hệ tri thức mà cơ sở tri thức bao gồm các luật được gọi là các hệ dựa
trên luật. Khi chúng ta đã lưu trữ cơ sở tri thức, ta cần có thủ tục lập luận để rút
ra các kết luận từ cơ sở tri thức. Trong các hệ dựa trên luật, có hai phương pháp
lập luận cơ bản: lập luận tiến và lập luận lùi.

a. Lập luận tiến
Lập luận tiến là quá trình lập luận được bắt đầu bằng tập các sự kiện đã
biết rút ra từ sự kiện mới nhờ dùng các luật mà phần giả thiết trùng với các sự
kiện đã biết tiếp tục quá trình này cho đến khi gặp trạng thái đích (Điều phải
chứng minh) hoặc cho đến khi khơng còn các luật nào khớp với các sự kiện đã
biết thì dừng.


12

Ví dụ: Ví dụ của P. H. Winston:
Giả sử cơ sở luật gồm các luật sau:
Luật 1: IF

động vật có lơng mao

THEN
Luật 2 : IF

động vật có lơng vũ

THEN
Luật 3 : IF

động vật là lồi có vú

động vật là chim

1. động vật biết bay, AND
2. động vật đẻ trứng

THEN
Luật 4 : IF

động vật là chim

1. động vật là lồi có vú, AND
2. động vật ăn thịt

THEN
Luật 5 : IF

động vật là thú ăn thịt

1. động vật là lồi có vú, AND
2. động vật có răng nhọn, AND
3. động vật có móng vuốt

THEN
Luật 6 : IF

động vật là thú ăn thịt

1. động vật là thú ăn thịt, AND
2. động vật có màu lơng vàng hung, AND
3. động vật có đốm sẫm

THEN
Luật 7 : IF

động vật là báo châu phi

1. động vật là thú ăn thịt, AND
2. động vật có màu lơng vàng hung, AND


13

3. động vật có vằn đen
THEN
Luật 8 : IF

động vật là hổ

1. động vật là chim, AND
2. động vật không biết bay, AND
3. động vật có chân dài, AND
4. động vật có cổ dài

THEN
Luật 9 : IF

động vật là đà điểu

1. động vật là chim, AND
2. động vật không biết bay, AND
3. động vật biết bơi, AND
4. động vật có lông đen và trắng

THEN

động vật là chim cánh cụt

Giả sử một em bé quan sát một con vật tên là Ki trong sở thú, em
thấy nó có những đặc điểm sau:
Ki có lơng mao
Ki ăn thịt
Ki có màu lơng vàng hung
Ki có đốm sẫm
Lúc này cơ sở tri thức sẽ bao gồm các sự kiện trên.
Thủ tục lập luận tiến xem xét luật 1. Khi biết động vật trong luật này
được thay bởi Ki, điều kiện của luật trở thành “ki có lơng mao”, đây là một sự
kiện có trong bộ nhớ làm việc, do đó ta suy ra “ki là lồi có vú”. Đây là sự kiện


14

mới, do đó nó được thêm vào bộ nhớ làm việc. Xét luật 4, thế biến “động vật ”
bởi Ki, thì hai điều kiện của luật trở thành:
Ki là lồi có vú, AND
Ki ăn thịt
Cả hai sự kiện này đều có trong bộ nhớ làm việc, do đó từ luật 4 ta suy
ra “ki là thú ăn thịt”. Sự kiện mới này lại được thêm vào bộ nhớ làm việc. Ta
xét tiếp luật 6 các điều kiện là:
Ki là loài thú ăn thịt, AND
Ki có màu lơng vàng hung, AND
Ki có đốm sẫm
Tất cả các điều kiện này đều đúng, do đó từ luật 6 ta suy ra
“Ki là báo châu phi”.
Như vậy từ các sự kiện đã biết về Ki, lập luận tiến đã suy ra

các sự kiện mới:
Ki là lồi có vú
Ki là thú ăn thịt
Ki là báo châu phi.
b. Lập luận lùi
Lập luận lùi là quá trình lập luận để chứng minh một giả thiết đấy là đích
bằng cách thu thập những thơng tin hỗ trợ (Chính là các sự kiện). Hệ thống lập
luận lùi được bắt đầu từ đích cần phải chứng minh. Đầu tiên nó kiểm tra trong
bộ nhớ làm việc xem đích này đã đựơc bổ sung trước nó hay chưa. Nếu chưa
thì đem so sánh với đích phần kết luận của luật, nếu trùng với luật nào thì loại
luật đó và gọi là luật đích, hệ thống sẽ xem phần giả thiết của các luật là đích


15

mới cần phải chứng minh. Quá trình này tiếp tục đệ quy cho đến khi hệ thống
tìm thấy một giả thiết khơng được một luật nào cung cấp hoặc tìm thấy điều
phải chứng minh.
Ví dụ:
Giả sử bộ nhớ làm việc chứa các sự kiện sau:
Bibi có lơng vũ
Bibi có chân dài
Bibi có cổ dài
Bibi khơng biết bay
Ta đưa ra giả thuyết sau đây:
Bibi là đà điểu
Đối sánh giả thuyết này với phần kết luận của các luật, ta thấy nó khớp
với kết luận của luật 8, nếu thế biến động vật với Bibi. Từ luật 8 ta suy ra rằng,
giả thuyết Bibi là đà điểu là đúng nếu các điều kiện sau là đúng:
1. Bibi là chim

2. Bibi không biết bay
3. Bibi có chân dài
4. Bibi có cổ dài
Đây là 4 giả thuyết mới. Việc đánh giá giả thuyết « Bibi là đà điểu » được
quy về việc đánh giá 4 giả thuyết mới này. Các giả thuyết 2, 3, 4 đều có trong
bộ nhớ làm việc. Ta chỉ cần đánh giá giả thuyết « Bibi là chim ». Lại đối sánh
giả thuyết này với phần kết luận của các luật. Ta thấy nó khớp với kết luận của
luật 2 và luật 3. Xét luật 3, đi lùi lại phần điều kiện của luật này, ta nhận được
các giả thuyết mới là:


16

Bibi biết bay
Bibi đẻ trứng
Cả 2 giả thuyết này đều khơng có trong bộ nhớ làm việc và cũng khơng
khớp với phần kết luận của luật nào cả. Do đó ta không thể phát triển tiếp các
giả thuyết này được nữa. Chuyển sang xét luật 2, để « Bibi là chim » luật này
địi hỏi điều kiện « Bibi có lơng vũ ». Điều kiện này có trong bộ nhớ làm việc.
Vậy giả thuyết đã đưa ra « Bibi là đà điểu » là đúng.

c. Ưu và nhược điểm của các kĩ thuật lập luận
* Ưu điểm của lập luận tiến
- Làm việc tốt khi bài toán về bản chất là đi thu thập thông tin rồi thấy
điều cần suy luận.
- Cho ra khối lượng lớn thông tin từ một số thơng tin ban đầu. Nó sinh
ra nhiều thơng tin mới.
- Tiếp cận ý tưởng đối với loại bài toán cần giải quyết các nhiệm vụ như
lập kế hoạch, điều hành, điều khiển và diễn dịch.
 Nhược điểm của lập luận tiến

- Không cảm nhận được rằng chỉ một vài thông tin là quan trọng. Hệ
thống hỏi các câu hỏi có thể hỏi mà khơng biết rằng chỉ một ít câu đã đi đến kết
luận.
- Hệ thống có thể hỏi câu khơng liên quan. Có thể các câu trả lời cũng
quan trọng nhưng làm người dùng lúng túng khi trả lời các câu chẳng dính đến
chủ đề.
 Ưu điểm của lập luận lùi