BÀI GIẢNG CÁC HỆ CƠ SỞ TRI THỨC Bùi ðức Dương – Khoa Công nghệ Thông tin Nha Trang, 2010 Thông tin môn học Tên môn học: Các hệ sở tri thức Số tiết: 45LT + 30TH Đào tạo trình độ: Đại học Giảng dạy cho sinh viên năm thứ ngành CNTT Nội dung môn học Chương Tổng quan Hệ sở tri thức Chương Biểu diễn suy luận tri thức Chương Hệ MYCIN Chương Hệ học Chương Hệ thống mờ cho biến liên tục Tài liệu tham khảo TT Tên tác giả Tên tài liệu Nơi xuất Địa khai thác tài liệu Bùi Đức Dương Bài giảng Các hệ sở Trường Đại học Nha tri thức Trang, 2010 CBGD Hoàng Kiếm Đỗ Phúc Đỗ Văn Nhơn Bài giảng Các hệ sở Đại học quốc gia tri thức TP.HCM Thư viện Robert I Levine Knowledge based systems Internet Wissenschafs Verlag, 1991 Các hoạt động đánh giá Phương pháp đánh giá Trọng số (%) Tham gia học lớp: chu n bị tốt, tích cực thảo luận Quan sát, điểm danh 10 Hoạt động nhóm, làm BTL Trình bày báo cáo 40 Thi viết 50 TT Các tiêu đánh giá Thi kết thúc học phần (Khi có tham gia hoạt động 2) Bùi Đức Dương Khoa Công nghệ Thông tin Bùi Đức Dương Khoa Công nghệ Thông tin LOGO Chương Tổng quan Bùi Đức Dương Khoa Công nghệ Thông tin Nội dung Giới thiệu Cơ sở tri thức Động suy diễn Các hệ chuyên gia Hệ hỗ trợ định Hệ học Hệ điều khiển mờ Các lĩnh vực ứng dụng Giới thiệu Hệ sở tri thức (KBS - Knowledge Based Systems): Chương trình máy tính thiết kế để mô hình hóa khả giải vấn đề chuyên gia người Hệ sở tri thức hệ thống dựa tri thức, cho phép mô hình hóa tri thức chuyên gia, dùng tri thức để giải vấn đề phức tạp lĩnh vực Khác biệt hệ CSTT & CT truyền thống: cấu trúc Hệ sở tri thức đơn giản: Symbol - KBS Cơ sở tri thức Động suy diễn Nguyên lý xử lý toán mờ Bộ lập luận mờ Bộ mờ hóa Bộ giải mờ Vào E Bộ mờ hóa: Chuyển đổi liệu thành trị mờ Bộ lập luận mờ: Đưa kết mờ Bộ giải mờ: Biến đổi trị mờ thành trị rõ www.themegallery.com Ra U LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Bài toán Dữ liệu đầu vào giá trị rõ Ví dụ: Xét toán mờ xác định luật sau Luật 1: If x is A1 and y is B1 Then z is C1 Luật 2: If x is A2 or y is B2 Then z is C2 Vào: Ra: z0 www.themegallery.com x0, y0 LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Bài toán Phương pháp giải Ứng với tập mờ A1 ta có hàm thành viên µA1(x) Ứng với tập mờ A2 ta có hàm thành viên µA2(x) Ứng với tập mờ B1 ta có hàm thành viên µB1(x) Ứng với tập mờ B2 ta có hàm thành viên µB2(x) Ứng với tập mờ C1 ta có hàm thành viên µC1(x) Ứng với tập mờ C2 ta có hàm thành viên µC2(x) www.themegallery.com LOGO LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) µA1 µB1 A1 B1 µC1 C1 w1 µA2 A2 µB2 µC2 B2 C2 w2 x0 y0 µC µc(z)= W1xµc1 + W2xµc2 www.themegallery.com C2 C1 Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Hàm thành viên cho kết luận n µC ( z ) = ∑Wi µ KL ( z ) i i =1 Giải mờ n n i =1 i =1 Defuzzy ( z ) = (∑ α i Wi ) / ∑ α i www.themegallery.com LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) LOGO Ví dụ Giải toán bơm nước lấy từ Giếng vào Hồ Hồ Giếng 10 y x 0 Với biến ngôn ngữ Giếng có tập mờ nước cao (N.Cao), nước vừa (N.Vừa) nước thấp (N.Thấp) Với biến ngôn ngữ Hồ có tập mờ hồ đầy (H.Đầy), hồ lưng (H.Lưng) hồ cạn (H.Cạn) Với biến ngôn ngữ thời gian bơm có tập mờ bơm lâu (B.Lâu), bơm lâu (B.Hơi Lâu) bơm vừa (B.Vừa) www.themegallery.com LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Các hàm thành viên Hồ nước H.Đầy(x) = x/2 if ≤ x ≤ x H.Lưng(x) =  2 − x H.Cạn(x) = 1− x / if ≤ x ≤ H.Lưng H.Đầy www.themegallery.com if ≤ x ≤ if ≤ x ≤ 1 H.Cạn LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Các hàm thành viên Giếng N.Cao(y) = y / 10 if ≤ y ≤ 10 N.Vừa(y) if ≤ y ≤ 10 y / = (10 − y ) / if ≤ y ≤ 10 N.Thấp(y) = − y / 10 N.Vừa N.Cao 10 www.themegallery.com if ≤ x ≤ 10 10 N.Thấp 10 LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Các hàm thành viên kết luận cho luật B.Vừa(z)  z / 15 = (30 − z ) / 15 if ≤ z ≤ 15 if 15 ≤ z ≤ 30 B.Lâu(z) = z / 30 if ≤ z ≤ 30 B.Hơi Lâu(z) if ≤ z ≤ 20  z / 20 = 1 − 0.05( z − 20) if 20 ≤ z ≤ 30 30 www.themegallery.com B.Hơi Lâu B.Vừa B.Lâu 0.5 15 30 20 30 Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Bảng mô tả H.Đầy H.Lưng H.Cạn N.Cao B.Vừa B.Lâu N.Vừa B.Vừa B.Hơi Lâu N.Thấp 0 Căn vào bảng ta có luật Luật 1: If x is H.Lưng and y is N.Cao Then z is B.Vừa Luật 2: If x is H.Lưng and y is N.Vừa Then z is B.Vừa Luật 3: If x is H.Cạn and y is N.Cao Then z is B.Lâu Luật 4: If x is H.Cạn and y is N.Vừa Then z is B.Hơi Lâu www.themegallery.com LOGO LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Cho đầu vào: x0=1; y0=3 H.Lưng 1 N.Cao H.Cạn 1 www.themegallery.com B.Vừa 30 B.Lâu 10 30 15 10 N.Cao B.Vừa 15 N.Vừa H.Cạn 10 H.Lưng 1 B.Hơi Lâu N.Vừa 30 0.5 10 20 30 LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Cho đầu vào: x0=1; y0=3 H.Lưng N.Cao H.Lưng N.Vừa H.Cạn N.Cao B.Vừa r1 B.Vừa r2 B.Lâu r3 B.Hơi Lâu N.Vừa H.Cạn r4 www.themegallery.com 10 30 Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) Ta có µH.Lưng(x0)=1 µN.Cao(y0)=0.3 µH.Lưng(x0)=1 µN.Vừa(y0)=0.6 µH.Cạn(x0)=0.5 µN.Cao(y0)=0.3 µH.Cạn(x0)=0.5 µN.Vừa(y0)=0.6 www.themegallery.com ⇒ W1=min { 1; 0.3} = 0.3 ⇒ W2=min { 1; 0.6} = 0.6 ⇒ W3=min {0.5; 0.3} = 0.3 ⇒ W4=min {0.5; 0.6} = 0.5 LOGO Nguyên lý xử lý toán mờ (tt) LOGO Suy n µC ( z ) = ∑Wi µ KL ( z ) i i =1 = W1xB.Vừa(z)+ W2xB.Vừa(z)+W3xB.Lâu(z)+ W4xB.Hơi Lâu(z) = 0.3xB.Vừa(z)+ 0.6xB.Vừa(z)+0.3xB.Lâu(z)+ 0.5xB.Hơi Lâu(z) Giải mờ 30 30 0 Defuzzy( z ) = ∫ z.µC ( z ) / ∫ µC ( z ) = 17.12 / 2.3 = 7.44(min) www.themegallery.com Bùi ðức Dương – Khoa Công nghệ Thông tin LOGO