Phương pháp thiết kế

Bài thu hoạch Biểu diễn tri thức & Suy luận



HVTH: Lê Bảo Trung – CH1301112



Người quản lý tri thức.

Giao diện.



-



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.

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.

17



Bài thu hoạch Biểu diễn tri thức & Suy luận



HVTH: Lê Bảo Trung – CH1301112



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

b) 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 COKBONT 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).

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.},

18



Bài thu hoạch Biểu diễn tri thức & Suy luận



HVTH: Lê Bảo Trung – CH1301112



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.

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



19



Bài thu hoạch Biểu diễn tri thức & Suy luận



HVTH: Lê Bảo Trung – CH1301112



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.



6. Thiết kế 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

•

•

•

•



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,

20



Bài thu hoạch Biểu diễn tri thức & Suy luận



HVTH: Lê Bảo Trung – CH1301112



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…

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 NewtonLeibnitz,..



21