H chuyên gia (Expert System)
PGS.TS. Phan Huy Khánh


Ch
nh

ng 2

Bi u di n tri th c
logic v t b c m t
2.1


Ch

ng 2

Bi u di n tri th c nh logic v t b c m t
\ Bi u di n tri th c trong các HCG

2.1

\ Lôgic m nh đ

2.2

\ Lôgic v t b c m t

2.3

\ Bi u di n tri th c nh logic v t b c m t

2/45


Bi u di n tri th c trong m t HCG
\ Tri th c c a m t HCG có th đ
ph ng pháp khác nhau

c bi u di n theo nhi u

\ Tu theo t ng HCG, ng i ta có th s d ng m t ho c
đ ng th i c nhi u ph ng pháp
\ Phân chia theo ngôn ng s d ng, ng

i ta có 3 cách :

u

S d ng ngôn ng t nhiên và ngôn ng toán h c

u

S d ng ngôn ng hình th c

u

S d ng ngôn ng máy tính

3/45



Nguyên lý làm vi c
\ Nguyên lý làm vi c nh sau :
Tri th c đ c thu nh n trong ngôn ng t nhiên L
Tri th c đ c d ch ra trong ngôn ng P
Tìm gi i pháp suy di n trong P
L i gi i đ c d ch ra trong ngôn ng L

å
å
å

4/45


Bi u di n tri th c
\ M t s ph
u
u
u
u

ng pháp dùng ngôn ng hình th c :

Bi u di n tri th c nh các lu t s n xu t
Bi u di n tri th c nh lôgic
Bi u di n tri th c nh m ng ng ngh a
Ngoài ra, ng i ta còn s d ng :
¬ Nh b ba : đ i t

ng, thu c tính và giá tr
(O-A-V: Object-Attribute-Value)
¬ Nh

khung (frame)

¬ Ngôn

ng nhân t o, s ki n không ch c ch n, v.v...

5/45


Bi u di n tri th c b i các lu t s n xu t
\

H u h t,các HCG hi n nay đ u là các h th ng d a trên lu t

\

Lý do nh sau :
u

u

u

B n ch t đ n th (modular nature)
¬


Có th đóng gói tri th c

¬

Có th m r ng HCG m t cách d dàng

Kh n ng di n gi i d dàng (explanation facilities)
¬

V n d ng lu t có th đ c t chính xác các y u t tri th c

¬

D dàng di n gi i v n đ nh các ti n đ

¬

Rút ra đ

T

ng t quá trình nh n th c c a con ng

¬

D a trên các công trình c a Newell và Simon, các lu t đ
t cách con ng i gi i quy t v n đ

¬


Cách bi u di n lu t nh IF THEN đ n gi n cho phép gi i thích d dàng
c u trúc tri th c c n trích l c

c k t qu mong mu n

i.
c xây d ng

6/45


Lu t (Rule) là gì
\ Lu t là m t ki u s n xu t d ng :

LHS → RHS
u

u

Ph n trái LHS (Left Hand Side)
có n i dung đ c g i theo nhi u tên khác nhau, nh :
¬

ti n đ (antecedent)

¬

đi u ki n (conditional part)

¬


m u so kh p (pattern part)

Ph n sau lu t RHS (Right Hand Side) là k t lu n
hay h u qu (consequent)

7/45


Lu t (Rule) là gì
\ Trong m t h th ng d a trên lu t, công c suy lu n s xác
đ nh nh ng lu t nào là tiên đ th a mãn các s vi c
\ Các lu t s n xu t th

ng đ

c vi t d

i d ng IF THEN

\ Có hai d ng lu t :
IF < đi u ki n > THEN < hành đ ng >

\ M t s HCG có thêm ph n hành đ ng (action)
bên ph n ph i c a lu t :
IF < đi u ki n > THEN < k t lu n > DO < hành đ ng >
8/45


t tên lu t

\ Tu theo HCG c th mà m i lu t có th đ
\ Có d ng Rule: Tên
\ Ví d :

c đ t tên

Rule: èn đ
IF

èn đ sáng
THEN
D ng

Rule: èn-xanh
IF

èn xanh sáng
THEN
i

\ Trong ví d trên, èn đ sáng và èn xanh sáng
là nh ng đi u ki n, hay nh ng khuôn m u
9/45


Cú pháp c a các lu t
\ A simple rule :

IF


<antecedent>

THEN

<consequent>

\ A rule can have multiple antecedents joined by the keywords AND

(conjunction), OR (disjunction) or a combination of both
IF

THEN

<antecedent 1> AND
<antecedent 2>

<antecedent 1> OR
<antecedent 2> OR

.

.

.

.

.

.


<antecedent n>

<antecedent n>

<consequent>

THEN <consequent>
10/45


Ví d
\ Strategy
IF
THEN

the car is dead
the action is ‘check the fuel tank’;
step1 is complete

IF

step1 is complete AND
the ‘fuel tank’ is full
the action is ‘check the battery’;
step2 is complete

THEN

\ Heuristic

IF

THEN

the spill is liquid AND
the ‘spill pH’ < 6 AND
the ‘spill smell’ is vinegar
the ‘spill material’ is ‘acetic acid’
11/45


M t s ví d khác
Rule: i u tr s t
IF
B nh nhân s t
THEN
Cho u ng thu c Aspirin

H th ng ch n đoán xe máy (OPS5)
IF
Máy xe không n khi kh i đ ng
THEN
D đoán: Xe b panne s c nén. Pittong, b c
xéc-m ng và lòng xy lanh sai tiêu chu n, d
t o thành nh ng khe h nh làm cho pittong
không còn kín nên hoà khí không đ c nén lên
đ yđ .
X lý : nên đi u ch nh ho c thay m i pittong,
b c xéc-m ng và lòng xy lanh cho đúng tiêu
chu n

IF
Máy xe n không n đ nh, OR
máy xe n r i l i t t, AND bugi khô
THEN
D đoán : Xe đã b ngh t x ng.
X lý : nên xúc r a bình x ng và b khoá x ng
c a xe
12/45


Ví d HCG MYCIN
\ MYCIN là h th ng ch n đoán b nh viêm màng não và hi n
t ng có vi khu n b t th ng trong máu (nhi m trùng)
\ Ví d m t lu t c a MYCIN :
IF
T i v trí v t th ng có máu, AND
Ch a bi t ch c ch n c quan b t n th
Ch t nhu m màu âm tính, AND
Vi khu n có d ng hình que, AND
B nh nhân b s t cao

ng, AND

THEN
C quan có tri u ch ng (0.4) nhi m trùng

13/45


Dùng lôgic v t bi u di n tri th c

\ Trong lôgic v t :
u

Các v t th

ng có ch a h ng, bi n hay hàm

u

Ng i ta g i các v t không ch a bi n (có th ch a h ng) là
các m nh đ (preposition)

u

M i v t có th là m t s ki n (fact) hay m t lu t

u

Lu t là v t g m hai v trái và ph i đ
d u m i tên (→)

c n i nhau b i m t

\ Ng i ta s d ng các ký hi u và các phép toán lôgic
tác đ ng lên các ký hi u đ th hi n tri th c
và suy lu n lôgic

14/45



Dùng lôgic m nh đ bi u di n tri th c
\ Ví d :
u

MAN(X), FATHER(X, Y)

là các s ki n

u

MAN(X) → MORTAL(X)

là m t lu t

\ Gi i thích :
u

MAN(X) :

«X là m t ng

u

MORTAL(X) :

«X ch t»

i»

Phát bi u

Tom là m t ng

i

Tom là cha c a Mary
T t c m i ng

i đ u ch t

V t
MAN(tom)
FATHER(tom, mary)
MAN(X) → MORTAL(X)
15/45


Ví d dùng lôgic v t
\ T các tri th c sau :

Ta có th bi u di n thành các s
ki n và các lu t nh sau :

u

Marc có tóc vàng hoe

u

Jean có tóc màu nâu


BLOND (marc)

u

Pierre là cha c a Jean

BROWN (jean)

u

Marc là cha c a Pierre

FATHER (pierre, jean)

u

Jean là cha c a René

FATHER (marc, pierre)

u

Marc là con c a Georges.

u

Gi s X, Y và Z
là nh ng ng i nào đó

u


N u Y là con c a X,
thì X là cha c a Y

FATHER (X, Y) ←
SON (Y, X)

u

N u X là cha c a Z
và Z là cha c a Y,
thì X là ông c a Y

GRANDFATHER (X, Y) ←
FATHER (X, Z),
FATHER (Z, Y)

FATHER (jean, rené)
SON (marc, georges)

16/45


Bi u di n tri th c nh m ng ng ngh a
\ M ng ng ngh a là m t đ th :
u

u

Các nút (node) dùng đ th hi n :

¬

Các đ i t

¬

Thu c tính c a đ i t

¬

Giá tr c a thu c tính

ng
ng

Các cung (arc) n i các nút đ th hi n m i quan h gi a các
đ i t ng

\ Các nút và các cung đ u đ

c g n nhãn

\ Ngh a s d ng c a m t tri th c :
u

M tđ

ng đi trong đ th g m các nút n i các cung

17/45



Semantic Nets
\ Semantic net is a knowledge presentation method based
on a network structure
\ It consists of
u

points called nodes connected by

u

links called arcs

\ Nodes - object, concepts, events
\ Arcs - relationships between nodes
\ Common arcs used for representing hierarchies include
isa and has-part
\ Knowledge represented as a network or graph

18/45


Example:
\ The queen mary is an ocean liner

Every ocean liner is a ship
S là m t loài chim có cánh và bi t bay

Ship

isa
Ocean
Liner
isa
Queen
Mary

là
s

có

cánh

bi t

bay

loài
chim

19/45


Tính th a k c a m ng ng ngh a
\ M t trong nh ng tính ch t quan tr ng c a m ng ng ngh a
là tính th a k
\ B ng cách thêm vào đ th các nút m i và các cung m i,
ng i ta có th m r ng m t m ng ng ngh a
\ Các nút m i đ c thêm th hi n các đ i t ng t ng t

(v i các nút đã có trong đ th ), ho c t ng quát h n
\ Khi s d ng m ng ng ngh a đ bi u di n tri th c,
ng i ta ph i xây d ng các phép toán t ng ng

20/45


M r ng m t m ng ng ngh a
cánh
có
là
s

đ

tr ng

bi t

là
cánh
c t

đ ng
v t

là

loài
chim


bay

bi t
l n

21/45


M r ng m t m ng ng ngh a
SHIP

isa

Ocean Liner

has-part

Engine

Oil Tanker

Hull

isa
Swimming Pool

Queen Mary

Liver Pool


Boiler

22/45


M r ng m t m ng ng ngh a
Animal
haspart
subclass

subclass
head

Mammal

Reptile

subclass
livesin
Africa

Elephant

size

large

instance
Nellie


apples
likes
23/45


Semantic Networks
\ Arity of Relations
u

Unary relations
Ex: Person(Jim): IS-A link

u

Binary relations
Ex: Age(Jim, 27 years): Age link

u

N-ary relations
Ex: Disease(Jim, Mumps, 5 days): By creating a reified

u

disease-relation object with several cases :
(patient, diagnosis, duration)

24/45



Bài t p t i l p
\ Cho các t d
u

Các đ i t

i đây, v m ng ng ngh a t

ng ng :

ng :

Animal, Bird, Breath, Skin, Move, Fish, Fly, Wings,
Feathers, Ostrich, Tall, Yellow, Canary, Sing
u

Các quan h :

Can, Cannot, Has, Is, Is-a

25/45