Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
MỤC LỤC
Hệ cơ sở tri thức là chương trình máy tính được thiết kế để mô hình hóa khả
năng giải quyết vấn đề của chuyên gia con người. Đây 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 thuộc cùng lĩnh vực.
Với cơ sở lý thuyết được trình bày sau đây, ta sẽ biết về sự quan trọng của cơ
sở tri thức trong một hệ giải toán, có thể nói, cơ sở tri thức là một phần không thể
thiếu trong các hệ chuyện gia như hệ giải toán thông minh, vấn đề đặt ra là làm sao để
chúng ta biến những tri thức tự nhiên của con người thành một mảng tri thức mà máy
tính có thể hiểu và suy luận như một chuyên gia. Có rất nhiều cách để biểu diễn tri
thức trong máy tính nhưng bài báo cáo này chỉ đề cập đến một phương pháp biểu diễn
hiệu quả nhất trong các hệ giải toán thông minh đó là Mạng tính toán và Mạng các đối
tượng tính toán.
Nội dung bài tiểu luận gồm 2 phần chính:
• Cơ sở lý thuyết về hệ chuyên gia và mạng các đối tượng tính toán.
• Phần mềm giải bài tập Vật lý 8 - mạch điện một chiều không đổi.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn đã cung cấp cho em
những kiến thức cần thiết trong môn biểu diễn tri thức và suy luận làm cơ sở nền tảng
cho em thực hiện tiểu luận này.
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096 Trang 1
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Hệ chuyên gia
2.1.1. Hệ chuyên gia là gì?
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 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 của hệ chuyên gia bao gồm các sự kiện và các luật, các sự kiện

suy luận trên tri thức đều thuộc chức năng đặc biệt của bộ não con người.
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096 Trang 3
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
• Sự ra đời của máy tính điện tử -> một số công việc cần sử dụng trí óc có
thể được thay thế và thực hiện được bởi máy tính.
• Thành tựu bước đầu: Tự động hóa chứng minh logic, chơi cờ, phiên dịch,…
• Con người tìm hiểu sâu hơn bản chất của hoạt động nhận thức của mình ,
hệ thống tri thức tích lũy được, thuộc tính của tri thức, đòi hỏi đối với tri
thức.
• Nghiên cứu đề xuất phương pháp khoa học và giải pháp công nghệ để:
+ Biểu diễn tri thức.
+ Thu thập và tìm kiếm tri thức.
+ Xử lý tri thức.
+ Quản trị tri thức.
Vấn đề biểu diễn tri thức: tìm cách diễn đạt, thể hiện, mã hóa tri thức theo
những dạng thức nhất định, thích hợp cho việc tổ chức lưu trữ và xử lý trên máy.
Để biểu diễn tri thức ta sử dụng :
+ Các kiểu dữ liệu đơn giản.
+ Các kiểu dữ liệu có cấu trúc , các cấu trúc trừu tượng.
+ Các mô hình toán học, các cấu trúc toán học.
+ Các hệ logic toán học.
+ Ngôn ngữ đặc tả.
2.2.2. Các phương pháp biểu diễn tri thức
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096 Trang 4
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
Hình 2.2 Các phương pháp biểu diễn tri thức
2.2.3. Hệ cơ sở tri thức
Hệ cơ sở tri thức là chương trình máy tính được thiết kế để mô hình hóa khả
năng giải quyết vấn đề của chuyên gia con người.
Hệ thống dựa trên tri thức, cho phép mô hình hóa các tri thức của chuyên gia,

m
} là một tập hợp các biến có thể lấy giá trị trong các miền
xác định tương ứng D
1,
D
2
, ,D
m
. Đối với mỗi quan hệ R ⊆ D
1
xD
2
x xD
m
trên các tập
hợp D
1,
D
2
, ,D
m
ta nói rằng quan hệ này liên kết các biến x
1
,x
2
, ,x
m
, và ký hiệu là
R(x
1

m
>). Ngoài ra, trong trường hợp cần
nói rõ ta viết u(f) thay cho u, v(f) thay cho v. Đối với các quan hệ không phải là đối
xứng có hạng k, không làm mất tính tổng quát, ta có thể giả sử quan hệ xác định duy
nhất một hàm f với tập biến vào là u(f) và tập biến ra là v(f); ta gọi loại quan hệ này là
quan hệ không đối xứng xác định một hàm, hay gọi vắn tắt là quan hệ không đối
xứng.
Ví dụ: quan hệ f giữa 3 góc A, B, C trong tam giác ABC cho bởi hệ thức:
A+B+C = 180 (đơn vị: độ)
• Mạng tính toán và các ký hiệu
Như đã nói ở trên, ta sẽ xem xét các mạng tính toán bao gồm một tập hợp các
biến M và một tập hợp các quan hệ (tính toán) F trên các biến. Trong trường hợp tổng
quát có thể viết:
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096 Trang 7
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
M = {x
1
,x
2
, ,x
n
},
F = {f
1
,f
2
, ,f
m
}.
Đối với mỗi f ∈ F, ta ký hiệu M(f) là tập các biến có liên hệ trong quan hệ f.

có một
biến, ký hiệu a, có liên hệ f với một biến của đối tượng O
2
, ký hiệu b, được xác định
bởi hệ thức:
a - b = 0.
Chính xác hơn, ta viết hệ thức trên là:
O
1
.a - O
2
.b = 0.
Như vậy f là một quan hệ giữa 2 đối tượng O
1
và O
2
. Đây là một quan hệ đối
xứng có hạng bằng 1.
Ví dụ 2: Giả sử có 3 đối tượng O
1
, O
2
, O
3
. Giữa biến a của O
1
, biến a và b của
O
2
, biến c của O

}
và một tập hợp các quan hệ giữa các đối tượng:
F = {f
1
,f
2
, , f
m
}.
Đặt:
M(f
i
) = tập hợp các biến có liên quan với nhau bởi quan hệ f
i.
M(F) = .
M(O) = .
M là tập hợp những biến được xem xét trên mạng, kể cả các biến thuộc
các tập M(f
i
).
M
i
= M ∩ M(O
i
), i=1,2, , m.
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 10
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
Theo cách ký hiệu trên, M
i
là tập hợp những biến của đối tượng O

2. Các quan hệ giữa các đối tượng:
f
1
: O
1
.c = O
3
.a // cạnh c của tam giác ABC = cạnh của hình vuông ABDE
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 11
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
f
2
: O
1
.b = O
4
.a // cạnh b của tam giác ABC = cạnh của hình vuông ACFG
f
3
: O
2
.b = O
4
.a // cạnh b của tam giác AEG = cạnh của hình vuông ACFG
f
4
: O
2
.c = O
3

M(f
4
) = { O
2
.c , O
3
.a },
M(f
5
) = { O
1
.α , O
2
.α },
M = { O
1
.b, O
1
.c, O
1
.α, O
2
.b, O
2
.c, O
2
.α, O
3
.a, O
4

Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
III. PHẦN MỀM GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 8 - MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU
KHÔNG ĐỔI
3.1. Giới thiệu về phần mềm
Chương trình được xây dựng bằng ngôn ngữ C# trên phần mềm Microsoft
Visual Studio 2010 với dung lượng nhẹ, không chiếm nhiều tài nguyên máy tính khi
sử dụng. Sử dụng được trên hầu hết các máy tính dùng từ Windows XP trở lên.
Đặc điểm của phần mềm là giao diện đẹp, đơn giản, rất trực quan, dễ sử dụng
và thân thiện với người dùng.
3.1.1. Mục tiêu
Giải được các bài tập về mạch điện một chiều không đổi có tối đa 2R với các
kiểu mắc nối tiếp, song song.
Là công cụ hữu ích dành cho: học sinh, giáo viên, phụ huynh và người dùng tự
do có thể học tốt hơn và kiểm tra kết quả các dạng bài tập có liên quan một cách
nhanh chóng.
3.1.2. Yêu cầu
Giải được các bài tập tổng quát trong phạm vi kiến thức của hệ một cách chính
xác, tường minh và có lời giải gần với bài giải thực tế của con người (giáo viên, học
sinh).
Tính toán đưa ra lời giải và đáp án.
Tốc độ giải nhanh.
3.1.3. Kiến trúc hệ thống
Hệ thống có kiến trúc khá đơn giản. Giao diện nhận yêu cầu (giả thiết, kết
luận) từ người dùng rồi gửi yêu cầu đó cho bộ suy diễn. Bộ suy diễn căn cứ vào yêu
cầu để tìm đến cơ sở tri thức phù hợp rồi suy diễn cho ra kết quả, trả về giao diện hiển
thị cho người dùng.
3.2. Thiết kế cơ sở tri thức
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 14
R1 R2
R3 Rn

2
= I
3
=… = I
n
I
m
=
U
m
= U
l
+ U
2
+U
3
+…+ U
n
Điện trở mắc song song
Điện trở tương đương được tính theo công thức:
I
m
= I
l
+ I
2
+ … + I
n
I
m

+ Rule: là các luật từ giả thiết suy ra kết luận có cấu trúc trong mỗi một C-
Object
+ Rule{ U, R -> I; U, I -> R; …}
+ Formula: là các công thức, định luật trong mỗi một C-Object
+ Formula { U = I x R;
I =
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 16
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
……
}
Formula_Rule
Cấu trúc : Formula_Rule (Rules, Formulas, )
Trong đó:
• Rules: là các luật từ giả thiết suy ra kết luận có cấu trúc giữa các C-
Object khác nhau.
+ Rules { R1, R2 -> R; I1 -> I; I2 -> I; U1, U2 -> U, …}
• Formula: là các công thức, định luật liên quan giữa các C-Object
+ Formula { R1 + R2 = R;
U1 + U2 = U;
I1 = I2 = I;
……
}
Relation
Cấu trúc: Relation(1_resistor, 2_resistors)
• 1_resistor: là tập gồm { Mạch một R }
• 2_resistors: là mối quan hệ giữa hai điện trở mắc với nhau, hay là hai
mạch một bộ nối với nhau.
+ 2_resistors{ R1 nt R2; R1 ss R2}
3.2.3. Tổ chức lưu trữ trên máy tính
Tổ chức tri thức trên bộ nhớ phụ với dạng file *.txt ( có tất cả 4 file *.txt)

3.3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 18
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
Trước hết bạn mở và chạy chương trình. Giao diện chính của phần mềm sẽ hiện
lên như sau:
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 19
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
Nhập vào giả thiết bài toán (loại mạch điện, giá trị thông số đã có, yêu cầu tính
toán).
HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 20
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
Click vào nút Giải để hiển thị kết quả bài toán cũng lời giải.

HVTH: Võ Thị Thúy Lan – CH1301096Trang 21
Tiểu luận: Biểu diễn tri thức và suy luận GVHD: PGS. TS. Đỗ Văn Nhơn
IV. KẾT LUẬN
Biểu diễn tri thức tính toán dưới dạng các đối tượng rất tự nhiên và gần gũi với
cách nhìn và nghĩ của con người khi giải quyết các vấn đề tính toán có liên quan đến
một số khái niệm về các đối tượng, ngoài ứng dụng được nêu trên mạng tính toán có
thể áp dụng trong việc biểu diễn và giải một số bài toán trên các bài toán vật lý mở
rộng.
Như đã nói mạng các đối tượng tính toán là một mô hình rất tốt cho việc biểu
diễn các tri thức của con người. Do đó việc đưa ra mô tả trực quan, có tính kế thừa,
lan truyền thông tin và khó kiểm tra tính phi mâu thuẫn nhưng việc ứng dụng này
không chỉ dừng lại giải bài toán thông minh (chẳng hạn bài toán vật lý - điện một
chiều) mà còn ứng dụng trong việc xử lý ngôn ngữ tự nhiên, ứng dụng nhận dạng,
chẩn đoán, dự báo, hệ hỗ trợ ra quyết định, v.v
Mặc dù tính chất của chương trình Demo còn đơn giản, hạn chế và độ chính
xác chưa cao, song em đã hiểu được việc áp dụng mô hình COKB trong giải các bài
toán thông minh. Trong thời gian tới, em sẽ cố gắng tìm hiểu sâu thêm và phát triển