Tài liệu ứng dụng hệ chuyên gia vào chấn đoán một số sự cố đơn giản của máy tính

Kho¸ luËn tèt nghiÖp Lêi nãi ®Çu Trong c¸c n¨m qua, c«ng nghÖ th«ng tin ®· vµ ®ang cã nhiÒu øng dông trong nhiÒu ngµnh kinh tÕ quèc d©n. ViÖc sö dông vµ thiÕt kÕ c¬ së d÷ liÖu còng nh lµm quen víi c¸c phÇn mÒm xö lý d÷ liÖu ®· dÇn trë nªn quen thuéc. Tuy nhiªn, viÖc xö lý tri thøc - mét d¹ng d÷ liÖu ®Æc biÖt b»ng c¸c c«ng cô cña c«ng nghÖ th«ng tin th× cha ®îc ¸p dông réng r·i . “C«ng nghÖ tri thøc” ®ang thùc sù th¸ch thøc ®èi víi nh÷ng chuyªn viªn vÒ c«ng nghÖ th«ng tin vµ c¸c c¸n bé ngµnh kh¸c. HÖ chuyªn gia lµ ®iÓn h×nh cña viÖc xö lý tri thøc theo c«ng nghÖ tri thøc. HÖ chuyªn gia tríc ®©y ®îc nh¾c ®Õn nhiÒu trong lÜnh vùc cña trÝ tuÖ nh©n t¹o, hay trong c¸c øng dông vÒ tri thøc... Ngµy nay víi ý nghÜa vµ tÇm øng dông quan träng cña nã ngêi ta quan t©m tíi x©y dùng hÖ chuyªn gia nhiÒu h¬n vµ ®ang ngµy cµng ph¸t triÓn. Tuy nhiªn, viÖc nghiªn cøu vÒ ®Ò tµi nµy trong trêng §¹i häc Vinh cha nhiÒu. Do ®ã, chóng t«i ®· lùa chän ®Ò tµi “øng dông hÖ chuyªn gia vµo chÈn ®o¸n bÖnh ®¬n gi¶n cña m¸y tÝnh” cho kho¸ luËn tèt nghiÖp cuèi kho¸ nh»m gãp phÇn lµm râ h¬n vÒ vÊn ®Ò nµy. §Ò tµi nµy bao gåm 5 ch¬ng víi cÊu tróc nh sau: Ch¬ng 1 - Giíi thiÖu vÒ hÖ chuyªn gia Ch¬ng nµy giíi thiÖu vÒ nguån gèc, lÞch sö ph¸t triÓn cña hÖ chuyªn gia. HÖ chuyªn gia lµ mét øng dông ®Æc biÖt cña TrÝ tuÖ nh©n t¹o. TrÝ tuÖ nh©n t¹o lµ ®iÓn h×nh cña m« h×nh m¸y tÝnh th«ng minh. Ch¬ng 2 - C¸c ®Æc tÝnh chÝnh cña hÖ chuyªn gia Ch¬ng nµy giíi thiÖu vÒ cÊu tróc, c¸c ®Æc tÝnh vµ c¸c qu¸ tr×nh t¹o lËp hÖ chuyªn gia Ch¬ng 3 - BiÓu diÔn tri thøc Giíi thiÖu vÒ c¸c lo¹i tri thøc vµ c¸ch biÓu diÔn tri thøc trong hÖ chuyªn gia Ch¬ng 4 - Xö lý tri thøc Giíi thiÖu c¸c bíc xö lý tri thøc vµ c¸c kü thuËt suy diÔn tri thøc trong hÖ chuyªn gia Ch¬ng 5 - X©y dùng m« pháng hÖ chuyªn gia chÈn ®o¸n bÖnh ®¬n gi¶n cña m¸y tÝnh Giíi thiÖu vÒ ch¬ng tr×nh PhÇn KÕt luËn. Kho¸ luËn ®· cè g¾ng ®a ra mét c¸i nh×n tæng quan vÒ hÖ chuyªn gia vµ øng dông cña nã. Song do thêi gian vµ tr×nh ®é chuyªn m«n cßn h¹n chÕ nªn 1 Kho¸ luËn tèt nghiÖp kho¸ luËn ch¾c ch¾n cßn nhiÒu thiÕu sãt. RÊt mong sù gãp ý cña c¸c thÇy c«, b¹n bÌ ®Ó chóng t«i hoµn thiÖn kho¸ luËn nµy tèt h¬n. §Ó hoµn thµnh ®Ò tµi nµy, t«i xin ch©n thµnh bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi thÇy gi¸o - th¹c sÜ NguyÔn Quang Ninh, ngêi ®· tËn t×nh híng dÉn t«i hoµn thµnh ®Ò tµi nµy. Còng nh©n ®©y cho t«i ®îc göi lêi c¶m ¬n ®Õn tÊt c¶ c¸c thÇy gi¸o, c« gi¸o vµ b¹n bÌ ®· ñng hé gióp ®ì t«i trong suèt qu¸ tr×nh hoµn thµnh ®Ò tµi nµy. Vinh, ngµy 15 th¸ng 5 n¨m 2005 Ngêi thùc hiÖn NguyÔn ThÞ Tó Anh Ch¬ng 1: Giíi thiÖu vÒ HÖ chuyªn gia 1.1 VÒ c¸c m¸y th«ng minh: LÞch sö ph¸t triÓn cña x· héi g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn cña c«ng cô s¶n xuÊt. Ngµy nay m¸y mãc trî gióp con ngêi c¶ c«ng viÖc thêng ngµy còng nh c«ng viÖc s¶n xuÊt l©u dµi vµ m¸y mãc ®ãng gãp nhiÒu trong viÖc t¨ng n¨ng suÊt. Khi con ngêi cµng cã trÝ tuÖ th× hä cµng ®ßi hái c¸c thiÕt bÞ tù ®éng h¬n vµ cã kh¶ n¨ng xö lÝ t×nh huèng vµ thu nhËn kiÕn thøc nh ngêi. NhiÒu tæ chøc ®· dïng thiÕt bÞ vµ phÇn mÒm trong viÖc ra quyÕt ®Þnh hoÆc trong viÖc tæ chøc huy ®éng tri thøc cña chuyªn gia. ChÝnh viÖc nghiªn cøu vÒ m¸y nh thÕ còng gióp con ngêi hiÓu râ vÒ c¸ch lËp luËn cña hä. Cã nhiÒu quan ®iÓm vÒ vai trß gi÷a ngêi vµ m¸y nhng ngêi ta kh«ng thÓ phñ nhËn vai trß trî gióp h÷u hiÖu cña m¸y, ®Æc biÖt lµ m¸y th«ng minh. C¸c m¸y th«ng minh cã kh¶ n¨ng: -Kh¶ n¨ng häc 2 Kho¸ luËn tèt nghiÖp -Kh¶ n¨ng m« pháng c¸c hµnh vi s¸ng t¹o cña con ngêi, nghÜa lµ cã thÓ gi¶i quyÕt mét bµi to¸n s¸ng t¹o nµo ®ã gièng nh mét chuyªn gia khi gi¶i chÝnh bµi to¸n ®ã, cho dï cã nhiÒu c¸ch gi¶i (ch¼ng h¹n ch¬ng tr×nh ch¬i cê) -Kh¶ n¨ng trõu tîng ho¸, tæng qu¸t ho¸ vµ suy diÔn. -Kh¶ n¨ng tù gi¶i thÝch hµnh vi. -Kh¶ n¨ng thÝch nghi víi t×nh huèng míi, trong ®ã gåm cã kh¶ n¨ng thu n¹p tri thøc vµ d÷ liÖu. -Kh¶ n¨ng xö lý c¸c biÓu diÔn h×nh thøc nh c¸c ký hiÖu tîng trng danh s¸ch. -Kh¶ n¨ng sö dông c¸c tri thøc heuristics. -Kh¶ n¨ng xö lý c¸c th«ng tin kh«ng ®Çy ®ñ, kh«ng chÝnh x¸c... Ngµy nay víi viÖc ®îc trang bÞ ph¬ng tiÖn thÓ hiÖn tri thøc, c¸c ph¬ng tiÖn t×m kiÕm vµ c¸c ng«n ng÷ xö lý ký hiÖu. Ngêi ta nh»m vµo viÖc ph¸t triÓn ch¬ng tr×nh diÔn t¶ hµnh vi th«ng minh. 1.2. Khoa häc trÝ tuÖ nh©n t¹o (Artificial Intelligence): Khoa häc trÝ tuÖ nh©n t¹o híng tíi viÖc x©y dùng c¸c m¸y tÝnh th«ng minh gióp Ých cho viÖc kh¸m ph¸ c¸c quy luËt ho¹t ®éng s¸ng t¹o vµ kh¶ n¨ng trÝ tuÖ cña con ngêi. 1.2.1. LÞch sö ph¸t triÓn cña trÝ tuÖ nh©n t¹o : Ngµy nay chóng ta thêng gÆp nh÷ng thuËt ng÷ míi nh: m¸y tÝnh th«ng minh, trÝ tuÖ nh©n t¹o, hÖ chuyªn gia... Sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c«ng nghÖ th«ng tin ®· më ®êng cho viÖc x©y dùng vµ ¸p dông vµo thùc tÕ hµng lo¹t c¸c hÖ thèng ch¬ng tr×nh cã kh¶ n¨ng “th«ng minh”. Tríc ®©y, khi nãi ®Õn trÝ tuÖ nh©n t¹o ngêi ta thêng quan t©m ®Õn viÖc t¹o lËp c¸c m¸y cã kh¶ n¨ng “suy nghÜ”, thËm chÝ trong mét sè ph¹m vi nµo ®ã, cã thÓ c¹nh tranh hoÆc vît qu¸ kh¶ n¨ng bé n·o con ngêi. MÆc dÇu m« h×nh t¬ng tù c¸c m¸y th«ng minh ®· ®a ra hµng tr¨m n¨m tríc ®©y, song chØ ®Õn n¨m 1930 khi Allen Turing c«ng bè nh÷ng kÕt qu¶ quan träng ®Çu tiªn, ngêi ta míi nghiªn cøu vÊn ®Ò trÝ tuÖ nh©n t¹o mét c¸ch nghiªm tóc. Ph¸t hiÖn cña Turing cho r»ng ch¬ng tr×nh cã thÓ lu tr÷ trong bé nhí ®Ó sau ®ã thùc hiÖn trªn c¬ së c¸c phÐp to¸n c¬ b¶n thao t¸c víi c¸c ®¹i lîng 0 vµ 1, ®· t¹o nªn nÒn t¶ng cña nh÷ng m¸y tÝnh hiÖn ®¹i. ViÖc lu tr÷ ch¬ng tr×nh trong m¸y cho phÐp thay ®æi chøc n¨ng cña nã mét c¸ch nhanh chãng vµ dÔ dµng th«ng qua viÖc n¹p mét ch¬ng tr×nh míi kh¸c vµo bé nhí. Theo mét nghÜa nµo ®ã, kh¶ 3 Kho¸ luËn tèt nghiÖp n¨ng nµy lµm cho m¸y cã kh¶ n¨ng häc vµ suy nghÜ. §©y chÝnh lµ nh÷ng biÓu hiÖn quan träng ®Çu tiªn cña nh÷ng m¸y tÝnh ®îc trang bÞ trÝ tuÖ nh©n t¹o. Nh÷ng n¨m 60 cã thÓ xem lµ mét mèc quan träng trong qu¸ tr×nh x©y dùng c¸c m¸y cã kh¶ n¨ng suy nghÜ. Cã thÓ kÓ ®Õn c¸c ch¬ng tr×nh nh: - N¨m 1961ch¬ng tr×nh tÝnh tÝch ph©n bÊt ®Þnh. - N¨m 1963 ch¬ng tr×nh ch¬i cê cña Samuel - N¨m 1964 ch¬ng tr×nh gi¶i ph¬ng tr×nh ®¹i sè s¬ cÊp, ch¬ng tr×nh trî gióp ELIZA. - N¨m 1965 ch¬ng tr×nh ph©n tÝch vµ tæng hîp tiÕng nãi . - N¨m 1968 ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ngêi m¸y, ch¬ng tr×nh häc nãi. Ch¬ng tr×nh ELIZA cña Joseph Weizenbaum - 1964 cã kh¶ n¨ng lµm viÖc nh mét hÖ chuyªn gia ph©n tÝch t©m lý. Tuy nhiªn, nh÷ng c«ng tr×nh nµy cã nhiÒu h¹n chÕ do giíi h¹n cña c¸c thiÕt bÞ, bé nhí vµ ®Æc biÖt lµ yÕu tè thêi gian thùc hiÖn. ChÝnh nh÷ng yÕu tè nµy kh«ng cho phÐp tæng qu¸t ho¸ nh÷ng thµnh c«ng bíc ®Çu ®¹t ®îc trong c¸c hÖ ch¬ng tr×nh trÝ tuÖ nh©n t¹o ®· x©y dùng . Cho ®Õn cuèi nh÷ng n¨m 70 mét sè nghiªn cøu c¬ b¶n trong c¸c lÜnh vùc nh xö lý ng«n ng÷ tù nhiªn, biÓu diÔn tri thøc, lý thuyÕt gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®· ®em l¹i diÖn m¹o míi cho trÝ tuÖ nh©n t¹o. ThÞ trêng tin häc ®· b¾t ®Çu ®ãn nhËn nh÷ng s¶n phÈm trÝ tuÖ nh©n t¹o øng dông ®Çu tiªn mang tÝnh th¬ng m¹i. §ã lµ c¸c hÖ chuyªn gia ®· ®îc ®em ¸p dông trong c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau. Mét trong nh÷ng hÖ chuyªn gia ®Çu tiªn vµ ®îc sö dông thµnh c«ng trong thùc tÕ lµ hÖ chuyªn gia Mycin, ®îc thiÕt kÕ cµi ®Æt t¹i trêng ®¹i häc tæng hîp Stanford. Giai ®o¹n tõ 1981 trë ®i, ngêi ta nhËn thÊy râ nÐt c¸c chuyªn gia vÒ trÝ tuÖ nh©n t¹o ®ang dÇn chuyÓn c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu tõ phßng thÝ nghiÖm sang cµi ®Æt øng dông cô thÓ. Nh÷ng n¨m 90 thÞ trêng c¸c s¶n phÈm d©n dông ®· cã kh¸ nhiÒu s¶n phÈm ë tr×nh ®é cao nh m¸y giÆt, m¸y ¶nh... sö dông trÝ tuÖ nh©n t¹o. Bªn c¹nh sù xuÊt hiÖn cña c¸c hÖ chuyªn gia trªn thÞ trêng, nh÷ng n¨m gÇn ®©y c¸c øng dông c«ng nghiÖp vµ qu¶n lý x· héi, qu¶n lý kinh tÕ ®ßi hái sù ra ®êi cña c¸c hÖ thèng xö lý tri thøc, d÷ liÖu tÝch hîp trong ®ã ph¶i kÓ ®Õn c¸c hÖ hç trî quyÕt ®Þnh dùa trªn tri thøc c«ng nghÖ th«ng tin ngµy cµng ph¸t triÓn m¹nh mÏ. 1.2.2. Nh÷ng tiÒn ®Ò c¬ b¶n cña trÝ tuÖ nh©n t¹o: 4 Kho¸ luËn tèt nghiÖp Nh÷ng tiÒn ®Ò ban ®Çu cho sù ra ®êi cña trÝ tuÖ nh©n t¹o lµ nh÷ng lý thuyÕt s©u s¾c cña c¸c chuyªn gia vÒ: logic h×nh thøc, t©m lý häc nhËn thøc (Cognitive Psychology) vµ ®iÒu khiÓn häc (Cybernetics). Nh÷ng tiÕn bé trong kü thuËt vi ®iÖn tö ®· t¹o nªn tiÒn ®Ò vËt chÊt cã tÝnh chÊt quyÕt ®Þnh, lµm thay ®æi toµn bé sù ph¸t triÓn vµ øng dông c¸c kü thuËt trÝ tuÖ nh©n t¹o. T©m lý häc nhËn thøc L«gic h×nh thøc C¸c hÖ xö lý Ký hiÖu L«gic h×nh thøc Xö lý danh s¸ch TrÝ tuÖ nh©n t¹o Artificial Intelligen -ce §iÒu khiÓn häc C¸c kü thuËt vµ m«i trêng lËp tr×nh n©ng cao Kü thuËt vi ®iÖn tö hiÖn ®¹i Ngêi m¸y HÖ chuyªn gia Nh÷ng tiÒn ®Ò h×nh thµnh vµ c¸c híng nghiªn cøu, øng dông c¬ b¶n cña L«gic h×nh trÝ tuÖ nh©n t¹o thøc 1.2.3. C¸c thµnh phÇn trong hÖ thèng trÝ tuÖ nh©n t¹o: Mét hÖ thèng trÝ tuÖ nh©n t¹o gåm hai thµnh phÇn c¬ b¶n: - C¸c ph¬ng ph¸p biÓu diÔn vÊn ®Ò, c¸c ph¬ng ph¸p biÓu diÔn tri thøc - C¸c ph¬ng ph¸p t×m kiÕm trong kh«ng gian bµi to¸n, c¸c chiÕn lîc suy diÔn 5 Kho¸ luËn tèt nghiÖp Hai thµnh phÇn nµy t¬ng hç víi nhau rÊt chÆt chÏ. ViÖc lùa chän mét ph¬ng ph¸p biÓu diÔn tri thøc sÏ quyÕt ®Þnh ph¬ng ph¸p gi¶i quyÕt vÊn ®Ò t¬ng øng cã thÓ ¸p dông ®îc. Cã thÓ ph©n chia c¸c hÖ thèng trÝ tuÖ nh©n t¹o nh sau: 1. C¸c hÖ t×m kiÕm th«ng tin, c¸c hÖ thèng hái ®¸p th«ng minh cho phÐp héi tho¹i gi÷a nh÷ng ngêi sö dông ®Çu cuèi kh«ng chuyªn tin víi c¬ së d÷ liÖu th«ng qua ng«n ng÷ chuyªn ngµnh gÇn víi ng«n ng÷ tù nhiªn. 2. C¸c hÖ thèng suy diÔn-tÝnh to¸n, cho phÐp gi¶i quyÕt nh÷ng bµi to¸n phøc t¹p dùa trªn c¸c m« h×nh to¸n häc vµ tri thøc chuyªn gia. 3. C¸c hÖ chuyªn gia, cho phÐp sö dông c¸c tri thøc chuyªn gia trong c¸c lÜnh vùc tri thøc t¶n m¹n. 1.2.4. C¸c lÜnh vùc nghiªn cøu vµ øng dông c¬ b¶n cña trÝ tuÖ nh©n t¹o: C¸c lÜnh vùc nghiªn cøu vµ øng dông quan träng trong trÝ tuÖ nh©n t¹o theo 4 híng c¬ b¶n: Híng thø nhÊt: M« h×nh ho¸ trªn m¸y tÝnh nh÷ng chøc n¨ng kh¸c nhau trong qu¸ tr×nh s¸ng t¹o: C¸c trß ch¬i, chøng minh tù ®éng c¸c ®Þnh lý, tæng hîp tù ®éng c¸c ch¬ng tr×nh, ph©n tÝch vµ tæng hîp c¸c t¸c phÈm nghÖ thuËt... Híng thø hai: N©ng cao kh¶ n¨ng trÝ tuÖ “bªn ngoµi” cña m¸y tÝnh, bao gåm c¸c nghiªn cøu c¬ b¶n vµ øng dông, g¾n liÒn víi c¸c giao tiÕp, héi tho¹i phï hîp sö dông c¸c kü thuËt suy diÔn vµ t×m kiÕm. Híng thø ba: N©ng cao kh¶ n¨ng trÝ tuÖ “bªn trong” cña m¸y tÝnh trªn c¬ së chÕ t¹o c¸c m¸y tÝnh thÕ hÖ míi, víi kiÕn tróc vËt lý míi, dùa trªn c¸c nguyªn lý cña trÝ tuÖ nh©n t¹o. Híng thø t: chÕ t¹o ngêi m¸y th«ng minh, cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn c¸c thao t¸c phøc t¹p vµ cã thÓ “suy nghÜ” vµ “hµnh ®éng” ®Ó ®¹t tíi môc ®Ých ®Æt ra. 1.3. HÖ chuyªn gia: 1.3.1. Kh¸i niÖm: HÖ chuyªn gia lµ mét hÖ thèng m¸y tÝnh chøa c¸c th«ng tin, tri thøc vµ c¸c qu¸ tr×nh suy luËn vÒ mét lÜnh vùc cô thÓ nµo ®ã ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò khã hoÆc hãc bóa ®ßi hái sù tinh th«ng ®Çy ®ñ cña c¸c chuyªn gia con ngêi ®èi víi c¸c gi¶i ph¸p cña hä. Nãi c¸ch kh¸c hÖ chuyªn gia lµ mét ch¬ng tr×nh m¸y tÝnh ®îc thiÕt kÕ ®Ó m« h×nh ho¸ kh¶ n¨ng gi¶i quyÕt vÊn ®Ò cña c¸c chuyªn gia con ngêi giái nhÊt trong lÜnh vùc ®îc quan t©m. 1.3.2. C¸c tiªu chuÈn x©y dùng hÖ chuyªn gia: 6 Kho¸ luËn tèt nghiÖp C¸c lÜnh vùc thÝch hîp víi mét hÖ chuyªn gia phô thuéc vµo mét sè nh©n tè sau: -VÊn ®Ò cã thÓ gi¶i quyÕt mét c¸ch hiÖu qu¶ b»ng ch¬ng tr×nh th«ng thêng hay kh«ng? NÕu cã th× mét hÖ chuyªn gia kh«ng ph¶i lµ lùa chän tèt nhÊt. HÖ chuyªn gia thÝch hîp víi c¸c vÊn ®Ò phi cÊu tróc vµ lËp luËn ®Ó hy väng cã thÓ ®a ra gi¶i ph¸p tèt. -VÊn ®Ò thuéc lÜnh vùc chÈn ®o¸n, gi¶i thÝch, dù b¸o. -VÊn ®Ò gi¶i quyÕt theo híng suy luËn h×nh thøc -Giíi h¹n cña lÜnh vùc lµ hoµn toµn x¸c ®Þnh -Cã thùc sù cÇn thiÕt vµ mong muèn x©y dùng hÖ chuyªn gia hay kh«ng? -Cã nh÷ng nhµ chuyªn gia giái trong lÜnh vùc ®ang nghiªn cøu -Chuyªn gia cã thÓ gi¶i thÝch ®îc tri thøc ®Ó kü s tri thøc cã thÓ hiÓu ®îc hay kh«ng. 1.3.3. Lý do vµ ý nghÜa thùc tiÔn cña viÖc x©y dùng hÖ chuyªn gia : HÖ chuyªn gia phôc vô nhiÒu cho con ngêi trong lÜnh vùc c«ng nghÖ th«ng tin. Nh÷ng nguyªn nh©n khiÕn ngêi ta ®Çu t vµo x©y dùng hÖ chuyªn gia cã thÓ kÓ lµ: - HÖ chuyªn gia cã thÓ ho¹t ®éng nh mét chuyªn gia trong viÖc truy t×m th«ng tin tõ nhiÒu nguån, tõ nhiÒu chuyªn gia. - HÖ chuyªn gia gi÷ l©u dµi c¸c tri thøc chuyªn gia, ngay c¶ khi chuyªn gia mÊt ®i. - HÖ chuyªn gia cho kÕt qu¶ bÒn v÷ng, kh«ng bÞ c¶m tÝnh vµ thÊt thêng nh con ngêi. - Tèc ®é cña hÖ chuyªn gia tá ra u viÖt, nhÊt lµ khi xö lý nhiÒu vÊn ®Ò cïng lóc. - C«ng cña chuyªn gia lµ cao vµ cã xu híng t¨ng lªn, trong khi gi¸ hÖ chuyªn gia gi¶m. Nh©n tè so s¸nh Thêi gian s½n sµng §Þa ®iÓm §é an toµn Tån t¹i HiÖu suÊt Tèc ®é Chi phÝ Chuyªn gia Trong giê lµm viÖc Mét ®Þa ph¬ng Kh«ng thay thÕ ®îc SÏ chÕt BiÕn ®éng Thay ®æi Cao HÖ chuyªn gia Suèt ngµy T¹i bÊt kú ®©u Linh ho¹t thay thÕ ®îc Sèng m·i BÒn v÷ng Lu«n nhanh ChÊp nhËn ®îc So s¸nh chuyªn gia vµ hÖ chuyªn gia 7 Kho¸ luËn tèt nghiÖp Mét vµi lý do ®Ó hÖ chuyªn gia ®îc ph¸t triÓn nh»m thay thÕ c¸c chuyªn gia lµ: - Ngêi ta cÇn cã chuyªn gia ngay c¶ ngoµi giê hay t¹i nh÷ng n¬i xa, nguy hiÓm. - ViÖc tù ®éng ho¸ c«ng viÖc trong d©y chuyÒn cÇn ®Õn chuyªn gia, mµ con ngêi kh«ng ®¸p øng ®îc. - CÇn t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó chuyªn gia nghØ ng¬i vµ khi cÇn ®Õn chuyªn gia th× cã thÓ thuª víi gi¸ cao. 1.3.4. Ph¹m vi øng dông cña hÖ chuyªn gia: HÖ chuyªn gia ®îc thiÕt kÕ ®Ó lµm viÖc nh mét chuyªn gia. Trong thùc tÕ cã c¸c líp bµi to¸n sau ®©y cã thÓ ¸p dông kü thuËt hÖ chuyªn gia: - DiÔn gi¶i: C¸c hÖ thèng diÔn gi¶i cho phÐp hiÓu t×nh huèng tõ c¸c th«ng tin s½n cã. §iÓn h×nh lµ th«ng tin ®îc rót tõ c¸c d÷ liÖu cña m¸y dß, thiÕt bÞ hay kÕt qu¶ thÝ nghiÖm... C¸c hÖ thèng nµy dÞch c¸c d÷ liÖu th« sang d¹ng kÝ hiÖu tiÖn cho viÖc m« t¶ t×nh huèng. C¸c hÖ thèng nµy thêng tiÕp xóc víi d÷ liÖu trong m«i trêng cã nhiÔu, kh«ng ®Çy ®ñ, kh«ng hiÖn thùc vµ cÇn ®Õn lËp luËn kh«ng chÝnh x¸c hay lËp luËn thèng kª. VÝ dô: hÖ FXAA n¨m 1988 lµ hÖ chuyªn gia trî gióp tai nghe trong dÞch vô ®æi tiÒn t¹i ng©n hµng Manhattan. - Dù ®o¸n: Ngêi ta dïng hÖ thèng dù b¸o ®Ó biÕt kÕt qu¶ mµ c¸c t×nh huèng g©y ra. C¸c hÖ thèng nµy dù b¸o t¬ng lai theo th«ng tin ®· cã vµ theo m« h×nh vÒ bµi to¸n. C¸c hÖ thèng dù ®o¸n cÇn trang bÞ kh¶ n¨ng lËp luËn vÒ thêi gian hay c¸c sù kiÖn theo thêi gian. C¸c m« h×nh m« pháng th«ng minh thêng ®îc ding trong c¸c lo¹i hÖ thèng nµy. VÝ dô: HÖ PLAN do Boulanger ®a ra n¨m 1983 dïng ®Ó dù ®o¸n t¸c h¹i cña s©u ®en ®èi víi c©y ng«. - ChÈn ®o¸n: C¸c hÖ thèng chÈn ®o¸n chØ ra c¸c chøc n¨ng trong hÖ thèng hay ph¸t hiÖn lçi dùa trªn c¸c quan s¸t th«ng tin. HÇu hÕt c¸c hÖ thèng chÈn ®o¸n cã tri thøc vÒ ®iÒu kiÖn, nguyªn nh©n ph¸t sinh lçi. Ch¼ng h¹n hÖ thèng chÈn ®o¸n bÖnh dùa trªn triÖu chøng cña ngêi bÖnh hay hÖ thèng ®Þnh vÞ n¬i háng trong m¹ch ®iÖn. VÝ dô: hÖ thèng NEAT n¨m 1989 trî gióp kü thuËt viªn t×m lçi xö lÝ d÷ liÖu hay lçi trªn c¸c thiÕt bÞ m¹ng truyÒn th«ng. NEAT c« lËp, chÈn ®o¸n vµ gi¶i 8 Kho¸ luËn tèt nghiÖp vÊn ®Ò do ngêi dïng yªu cÇu tõ c¸c tr¹m ®Çu cuèi. Dùa trªn c¬ së tri thøc, hÖ thèng x¸c ®Þnh cÊu h×nh thiÕt bÞ ®Çu cuèi ®ang háng. - ThiÕt kÕ: HÖ thèng thiÕt kÕ cã nhiÖm vô x©y dùng c¸c ®èi tîng theo c¸c rµng buéc. Ch¼ng h¹n ngêi ta thiÕt kÕ hÖ thèng m¸y tÝnh víi ®ñ yªu cÇu vÒ cÊu h×nh bé nhí, tèc ®é...C¸c hÖ thèng nµy thêng thùc hiÖn c¸c bíc c«ng viÖc, mçi bíc c«ng viÖc tu©n theo c¸c rµng buéc riªng. Nh÷ng bíc nµy phô thuéc lÉn nhau nªn khã thay ®æi riªng mét bíc riªng lÎ. Do vËy lo¹i hÖ thèng nµy thêng ®îc x©y dùng theo kü thuËt suy diÔn ®¬n ®iÖu. VÝ dô: hÖ thèng PEACE cña Dincbas n¨m 1980 dïng ®Ó hç trî c¸c kÜ s thiÕt kÕ m¹ch ®iÖn tö. - LËp kÕ ho¹ch: C¸c hÖ thèng lËp kÕ ho¹ch t¹o c¸c hµnh ®éng ®¹t ®îc ®Ých theo c¸c rµng buéc. Ch¼ng h¹n viÖc lËp kÕ ho¹ch c¸c nhiÖm vô cho ngêi m¸y ®Ó thùc hiÖn chøc n¨ng nµo ®ã. VÝ dô: hÖ chuyªn gia PLANPOWER do Stansfield vµ Greenfield ®a ra n¨m 1987 cho phÐp lËp c¸c kÕ ho¹ch tµi chÝnh cho ngêi qu¶n lý trong lÜnh vùc qu¶n lÝ tiÒn mÆt, lªn kÕ ho¹ch thuÕ, ®Çu t, qu¶n lý rñi ro... - Gi¸m s¸t: C¸c hÖ thèng gi¸m s¸t so s¸nh th«ng tin quan s¸t vÒ hµnh vi cña hÖ thèng víi c¸c tr¹ng th¸i hÖ thèng ®îc coi lµ gay cÊn. C¸c hÖ thèng gi¸m s¸t diÔn gi¶i tÝn hiÖu thu tõ ®Çu dß vµ so s¸nh th«ng tin nµy víi c¸c tr¹ng th¸i ®· biÕt. Khi ph¸t hiÖn ®iÒu gay cÊn, hÖ thèng sÏ kÝch ho¹t mét lo¹t nhiÖm vô. VÝ dô: hÖ thèng NAVEX n¨m 1984 lµ hÖ chuyªn gia gi¸m s¸t d÷ liÖu ra ®a vµ íc lîng tèc ®é, vÞ trÝ cña tªn löa vò trô. - Lùa chän: C¸c hÖ thèng lùa chän dïng ®Ó x¸c ®Þnh mét lùa chän tèt nhÊt trong sè c¸c kh¶ n¨ng. Chóng lµm viÖc trªn c¸c ®Æc t¶ vÒ vÊn ®Ò do ngêi dïng cung cÊp ®Ó t×m gi¶i ph¸p khíp nhÊt ®èi víi ®Æc t¶ nµy. Trong hÖ chuyªn gia nµy ngêi ta thêng dïng kÜ thuËt suy diÔn kh«ng chÝnh x¸c hoÆc hµm ®¸nh gi¸ khíp. VÝ dô: HÖ IREX n¨m 1990 cña Gardone vµ Ragade ®Ó trî gióp ngêi m¸y trong m«i trêng c«ng nghiÖp. - §iÒu khiÓn: C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn qu¶n lý theo c¸ch phï hîp c¸c hµnh vi cña hÖ thèng, ch¼ng h¹n ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt hay ®iÒu trÞ bÖnh nh©n. Mét hÖ chuyªn gia vÒ ®iÒu khiÓn lÊy d÷ liÖu vÒ c¸c thao t¸c hÖ thèng, diÔn gi¶i d÷ liÖu 9 Kho¸ luËn tèt nghiÖp nµy ®Ó hiÓu vÒ tr¹ng th¸i hÖ thèng hay dù ®o¸n tr¹ng th¸i t¬ng lai, vµ x¸c ®Þnh hay khai th¸c c¸c ®iÒu chØnh cÇn thiÕt. C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn cÇn diÔn gi¶i vµ gi¸m s¸t ®Ó theo dâi hµnh vi hÖ thèng theo thêi gian. VÝ dô: HÖ thèng VM cña Fagan n¨m 1978 gi¸m s¸t bÖnh nh©n vµ theo dâi ®iÒu trÞ. - Gi¶ng d¹y: Dïng ®Ó chÈn ®o¸n, t×m lçi vµ chØnh lý hµnh vi cña ngêi häc VÝ dô: HÖ GVIDON n¨m 1979 lµ hÖ chuyªn gia d¹y sinh viªn ®iÒu trÞ bÖnh nhiÔm khuÈn. C¸c lo¹i bµi to¸n trªn ®îc ¸p dông trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau: c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, khoa häc m¸y tÝnh, ®iÖn tö, th¬ng m¹i, khÝ tîng, y häc, ho¸ häc, qu©n sù,... §Æc biÖt hiÖn nay c¸c hÖ hç trî quyÕt ®Þnh trong kinh tÕ tµi chÝnh, c¸c phÇn mÒm trî gióp gi¶ng d¹y ®ang ®îc ph¸t triÓn m¹nh. -ChÈn trÞ: C¸c hÖ thèng chÈn trÞ khuyÕn c¸o c¸c gi¶i ph¸p ®èi víi c¸c chøc n¨ng sai. Chóng cã thÓ dïng nhiÖm vô chÈn ®o¸n ®Ó x¸c ®Þnh chøc n¨ng sai, råi kÕt hîp víi viÖc lËp kÕ ho¹ch ®Ó cã c¸ch ®iÒu trÞ phï hîp. VÝ dô: HÖ thèng BLUE BOX do Mulsant vµ Schreiber ®a ra n¨m 1984 chÈn trÞ bÖnh nh©n suy nhîc. Nã dïng th«ng tin vÒ triÖu chøng ngêi bÖnh vµ lÞch sö bÖnh ¸n ®Ó chÈn ®o¸n lo¹i suy nhîc. Dùa vµo th«ng tin nµy, hÖ thèng ®a ra chÈn trÞ ®Ó khèng chÕ suy nhîc. -M« pháng: C¸c hÖ chuyªn gia m« pháng m« h×nh ho¸ mét qu¸ tr×nh hay mét hÖ thèng ®Ó nghiªn cøu t¸c nghiÖp díi ®iÒu kiÖn ®a d¹ng. Chóng m« hinh ho¸ c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau cña hÖ thèng vµ cña sù t¬ng t¸c trong hÖ thèng. Ngêi sö dông ®îc phÐp chØnh lý m« h×nh cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn gi¶ thiÕt ®· cã. Víi m« h×nh trªn c¸c th«ng tin do ngêi dïng cung cÊp, c¸c hÖ thèng nµy cã thÓ tiªn ®o¸n c¸c ®iÒu kiÖn thao t¸c ®èi víi hÖ thèng thùc. VÝ dô: HÖ chuyªn gia STEAMER do William ®a ra n¨m 1983 m« pháng vµ gi¶i thÝch thao t¸c cña hÖ thèng m¸y mãc qu©n sù cña h¶i qu©n. NhiÒu thµnh phÇn ®îc m« pháng nh van, kho¸...Cho phÐp ®iÒu chØnh vµ quan s¸t t¸c ®éng cña thao t¸c tæng thÓ díi c¸c ®iÒu kiÖn ¸p suÊt, nhiÖt ®é... 10 Kho¸ luËn tèt nghiÖp Ch¬ng 2: C¸c ®Æc tÝnh cña hÖ chuyªn gia 2.1. CÊu tróc cña hÖ chuyªn gia: Chuyªn gia con ngêi Bé thu n¹p tri thøc Ngêi sö dông Giao diÖn ngêi m¸y Bé gi¶i thÝch Bé nhí lµm viÖc M« t¬ suy diÔn C¬ së tri thøc - CÊu tróc hÖ chuyªn gia2.1.1. C¬ së tri thøc: Lµ khèi lu tr÷ vµ biÓn diÔn c¸c tri thøc trong c¸c lÜnh vùc mµ hÖ chuyªn gia ®¶m nhËn, lµm c¬ së cho c¸c ho¹t ®éng cña hÖ. C¬ së tri thøc bao gåm c¸c sù kiÖn vµ c¸c luËt, chóng cã thÓ ®îc biÓu diÔn b»ng nhiÒu c¸ch. Tuy nhiªn tuú vµo tõng hÖ chuyªn gia cô thÓ mµ ngêi ta lùa chän c¸ch biÓu diÔn thÝch hîp. 2.1.2. Bé nhí lµm viÖc: Lµ khèi chøa c¸c sù kiÖn liªn quan ®Õn vÊn ®Ò ®ang xÐt. Khi trao ®æi víi hÖ chuyªn gia, ngêi dïng nhËp c¸c th«ng tin cña vÊn ®Ò ®ang xÐt vµo bé nhí lµm viÖc. HÖ thèng khíp c¸c th«ng tin nµy víi tri thøc trong c¬ së tri thøc ®Ó rót ra c¸c sù kiÖn míi. C¸c sù kiÖn nµy l¹i ®îc nhËp vµo bé nhí lµm viÖc vµ qu¸ tr×nh cø thÕ tiÕp tôc. Cuèi cïng hÖ thèng ®a ra kÕt luËn vµ còng ®a chóng vµo bé nhí lµm viÖc. Nh vËy bé nhí lµm viÖc lµ n¬i chøa tÊt c¶ c¸c th«ng tin 11 Kho¸ luËn tèt nghiÖp vÒ vÊn ®Ò do ngêi dïng cung cÊp hoÆc do hÖ thèng suy luËn ra. Th«ng tin thu ®îc trong suèt qu¸ tr×nh trao ®æi ®îc gäi lµ ng÷ c¶nh cña phiªn lµm viÖc. 2.1.3. M« t¬ suy diÔn: §©y lµ bé phËn quan träng nhÊt cña hÖ chuyªn gia. §ã lµ qu¸ tr×nh cho phÐp khíp c¸c sù kiÖn trong bé nhí lµm viÖc víi c¸c tri thøc trong c¬ së tri thøc ®Ó rót ra c¸c kÕt luËn vÒ vÊn ®Ò ®ang xÐt. M« t¬ suy diÔn lµm viÖc trªn c¸c sù kiÖn trong bé nhí lµm viÖc vµ tri thøc ®Ó rót ra th«ng tin míi. Tøc lµ nã cÇn t×m c¸c luËt ®Ó khíp phÇn gi¶ thiÕt cña luËt víi th«ng tin cã trong bé nhí. Khi ph¸t hiÖn thÊy khíp th× kÕt luËn cña luËt nµy sÏ lµ th«ng tin míi. 2.1.4. Ph¬ng tiÖn gi¶i thÝch: Lµ khèi thùc hiÖn viÖc gi¶i thÝch cho ngêi dïng lµ t¹i sao hÖ thèng l¹i yªu cÇu mét c©u hái nh vËy vµ nã ®· suy luËn nh thÕ nµo ®Ó ®i ®Õn kÕt luËn ®ã. Ph¬ng tiÖn nµy t¹o thuËn lîi cho c¶ ngêi ph¸t triÓn hÖ thèng lÉn ngêi dïng. Ngêi ph¸t triÓn cã thÓ dïng nã ®Ó ph¸t hiÖn chç sai trong tri thøc cña hÖ thèng, trong khi ngêi dïng sÏ thuËn lîi vµ dÔ dµng hiÓu thÊu lËp luËn cña hÖ thèng. 2.1.5. Bé thu n¹p tri thøc: Lµ bé phËn lµm nhiÖm vô thu nhËn tri thøc tõ chuyªn gia con ngêi ®Ó bæ sung, hiÖu chØnh tri thøc cã trong c¬ së tri thøc cña hÖ thèng. 2.1.6 Giao diÖn ngêi m¸y: Lµ bé phËn thùc hiÖn viÖc giao tiÕp gi÷a hÖ thèng vµ ngêi sö dông. §©y lµ n¬i thu nhËn th«ng tin tõ ngêi sö dông (c¸c c©u hái, c¸c yªu cÇu vÒ lÜnh vùc ®ang quan t©m) vµ ®a ra c¸c lêi khuyªn, c¸c c©u tr¶ lêi, c¸c gi¶i thÝch vÒ lÜnh vùc ®ã cña hÖ thèng. C¸c lo¹i giao diÖn nh híng ®å häa, thùc ®¬n, biÓu tîng hay tù x¸c ®Þnh...lµ c¸c lo¹i ®îc dïng. 2.2. C¸c ®Æc tÝnh chÝnh cña hÖ chuyªn gia : 2.2.1. T¸ch tri thøc ra khái ®iÒu khiÓn: Trong hÖ chuyªn gia c¬ së tri thøc vµ m« t¬ suy diÔn lµ c¸c khèi t¸ch rêi nhau. Khèi c¬ së tri thøc chøa c¸c tri thøc chuyªn gia vÒ lÜnh vùc, khèi m« t¬ suy diÔn lµ c¬ chÕ gi¶i vÊn ®Ò ®éc lËp víi khèi kia. ViÖc ph©n t¸ch c¸c tri thøc cña hÖ thèng víi ®iÒu khiÓn lµ khÝa c¹nh cã gi¸ trÞ trong hÖ chuyªn gia. §©y chÝnh lµ ®iÓm kh¸c biÖt cña hÖ chuyªn gia víi ch¬ng tr×nh b×nh thêng. 12 Kho¸ luËn tèt nghiÖp N¨m 1981 Duda ®· nhËn xÐt vÒ ®Æc tÝnh nµy cña hÖ chuyªn gia nh sau: “...hÖ chuyªn gia ph©n tÝch râ rµng tri thøc tæng qu¸t vÒ vÊn ®Ò (c¸c luËt t¹o nªn c¬ së tri thøc) víi th«ng tin vÒ vÊn ®Ò ®ang xÐt (c¸c d÷ liÖu nhËp vµo) vµ c¸c ph¬ng ph¸p dïng tri thøc tæng qu¸t ®èi víi vÊn ®Ò (gi¶i thÝch luËt) … Ch¬ng tr×nh hÖ chuyªn gia cã thÓ gi¶i thÝch (hay c¬ chÕ lËp luËn tæng qu¸t) vµ cã thÓ thay ®æi hÖ thèng b»ng c¸ch thªm vµo hay bít ®i c¸c luËt trong c¬ së tri thøc”. Thùc vËy, do trong hÖ chuyªn gia t¸ch rêi hai khèi tri thøc vµ xö lý, nªn c¸c nhiÖm vô b¶o tr× vµ thay ®æi ®îc thùc hiÖn dÔ dµng. Ngêi ta cã thÓ thay ®æi mét phÇn tri thøc còng nh thªm bÊt kú tri thøc nµo t¹i bÊt cø n¬i ®©u trong c¬ së tri thøc. NÕu cÇn thay ®æi ®iÒu khiÓn, ngêi ta thay ®æi thuËt to¸n trong m« t¬ suy luËn. 2.2.2. Tri thøc chuyªn gia: C¸c chuyªn gia lµ ngêi së h÷u c¸c tri thøc chuyªn gia lÜnh vùc. Hä lµ nh÷ng ngêi cã kü n¨ng vÒ gi¶i ®óng vÊn ®Ò vµ gi¶i vÊn ®Ò theo c¸ch hiÖu qu¶. §iÓm quan träng trong hÖ chuyªn gia lµ thu nhËp ®îc tri thøc cña c¸c chuyªn gia nµy. Nh÷ng tri thøc ®ã bao gåm tri thøc vÒ lÜnh vùc vµ kü n¨ng gi¶i quyÕt vÊn ®Ò. C¸c tri thøc nµy kh«ng nhÊt thiÕt lµ c¸c ý tëng s¸ng chãi hay ®éc ®¸o, mµ lµ ®Æc biÖt, s©u vÒ lÜnh vùc. 2.2.3. TËp trung nguån chuyªn gia: Mét khã kh¨n chung ®èi víi c¸c nhµ thiÕt kÕ hay ph¸t triÓn hÖ thèng lµ thu thËp c¸c tri thøc chuyªn gia ®Ó gi¶i c¸c vÊn ®Ò khã, phøc t¹p. Mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p ®Ò xuÊt lµ trùc tiÕp lµm viÖc víi tri thøc chuyªn s©u vÒ vÊn ®Ò vµ lµm viÖc víi bµi to¸n ®îc x¸c ®Þnh tèt. Tuy nhiªn hÇu hÕt c¸c chuyªn gia cã kü n¨ng gi¶i vÊn ®Ò trong lÜnh vùc liªn quan ®Õn nguån tri thøc chuyªn gia. Cßn ngoµi c¸c lÜnh vùc nµy, c¸c chuyªn gia cã thÓ kh«ng cã kh¶ n¨ng gi¶i vÊn ®Ò. Ch¼ng h¹n kh«ng thÓ dïng hÖ chuyªn gia ngµnh y ®Ó trî gióp söa m¸y tÝnh ®îc... 2.2.4. LËp luËn trªn c¸c ký hiÖu: C¸c hÖ chuyªn gia thÓ hiÖn tri thøc ë d¹ng ký hiÖu. Ngêi ta cã thÓ dïng c¸c ký hiÖu ®Ó thÓ hiÖn c¸c lo¹i tri thøc ®a d¹ng, nh c¸c sù kiÖn, kh¸i niÖm, hay c¸c luËt. Ngoµi thÓ hiÖn c¸c c©u ng«n ng÷ tù nhiªn ë d¹ng ký hiÖu, c¸c hÖ chuyªn gia cßn xö lý c¸c kÝ hiÖu nµy khi gi¶i quyÕt vÊn ®Ò. VÝ dô: X bÞ èm cã thÓ ®îc thÓ hiÖn qua èm (X). 13 Kho¸ luËn tèt nghiÖp LuËt “if èm then uèng thuèc” ®îc thÓ hiÖn qua èm(X) uèng (X,thuèc) Nh vËy, hÖ chuyªn gia gi¶i bµi to¸n b»ng c¸ch xö lý c¸c ký hiÖu thay v× thùc hiÖn viÖc xö lý sè. 2.2.5. LËp luËn may rñi: C¸c chuyªn gia thêng dïng kinh nghiÖm ®Ó gi¶i ®óng vµ hiÖu qu¶ bµi to¸n ®ang xÐt. Qua kinh nghiÖm, hä hiÓu vÊn ®Ò mét c¸ch thùc tÕ vµ gi÷ díi d¹ng c¸c may rñi. Thùc tÕ cho thÊy mét sè kü thuËt may rñi ®· thµnh c«ng trong viÖc gi¶i vÊn ®Ò. Theo Baraiko n¨m 1982 th× Minski ®· chó ý ®Õn t×m kiÕm may rñi nh lµ “nÕu ngêi ta kh«ng thÓ khuyªn m¸y tÝnh c¸ch thùc hiÖn tèt nhÊt, th× h·y lËp tr×nh ®Ó may ra t×m thÊy mét c¸ch nµo ®ã”. May rñi trong hÖ chuyªn gia gióp ngêi ta ®i nhanh ®Õn gi¶i ph¸p. Ch¬ng tr×nh xö lý d÷ liÖu theo thuËt to¸n, nhng hÖ chuyªn gia thêng dïng c¸c kü thuËt lËp luËn may rñi. ThuËt to¸n thÓ hiÖn mét lo¹t c¸c nhiÖm vô x¸c ®Þnh râ cÇn thùc hiÖn. 2.2.6. LËp luËn kh«ng chÝnh x¸c: HÖ chuyªn gia ®îc coi lµ thµnh c«ng trong øng dông cÇn ®Õn lËp luËn kh«ng chÝnh x¸c. Nh÷ng lo¹i øng dông nµy ®Æc trng b»ng th«ng tin kh«ng ch¾c ch¾n, nhËp nh»ng hay kh«ng s½n sµng, ®Æc trng b»ng tri thøc lÜnh vùc do viÖc suy luËn mét c¸ch kh«ng chÝnh x¸c cung cÊp. 2.2.7. Kh¶ n¨ng gi¶i: HÖ chuyªn gia ®îc x©y dùng trªn c¬ së tri thøc chuyªn gia. Do ®ã kh«ng ph¶i hÖ chuyªn gia gi¶i ®îc bÊt kú bµi to¸n nµo mµ hÖ chuyªn gia chØ dïng tèt ®èi víi c¸c bµi to¸n mµ chuyªn gia gi¶i ®îc. NÕu kh«ng cã chuyªn gia ®Ó gi¶i vÊn ®Ò th× khã cã ®îc hÖ chuyªn gia thay thÕ. NÕu vÊn ®Ò qu¸ míi vµ thay ®æi qu¸ nhanh th× kh«ng thiÕt kÕ hÖ chuyªn gia ®îc. 2.2.8. §é phøc t¹p võa ph¶i cña vÊn ®Ò Ngêi ta nhËn thÊy c¸c vÊn ®Ò gi¶i b»ng hÖ chuyªn gia cÇn phøc t¹p võa ph¶i, kh«ng dÔ, mµ còng kh«ng khã qu¸. VÊn ®Ò kh«ng ®îc phøc t¹p ®Õn møc g©y ra t×nh tr¹ng kh«ng qu¶n lý nçi ë tÇm cña hÖ chuyªn gia, ch¼ng h¹n nh ph¶i cÇn ®Õn hµng giê míi gi¶i xong bµi to¸n. HÖ chuyªn gia chÊp nhËn c¸c vÊn ®Ò phøc t¹p ë møc gi¶i ®îc trong vßng mêi l¨m, hai m¬i phót. 2.2.9. ChÊp nhËn sai lÇm: HÖ chuyªn gia gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nh chuyªn gia nªn chÊp nhËn hÖ thèng cã thÓ m¾c sai lÇm. VÒ ®iÒu nµy th× ch¬ng tr×nh b×nh thêng u viÖt h¬n, víi nghÜa chØ chÊp nhËn gi¶i ph¸p ®óng. Bëi ch¬ng tr×nh b×nh thêng ¸p dông cho 14 Kho¸ luËn tèt nghiÖp c¸c bµi to¸n mµ th«ng tin chÝnh x¸c vµ ®Çy ®ñ. Tuy nhiªn víi bµi to¸n mµ d÷ liÖu thiÕu vµ sai ch¬ng tr×nh kh«ng thÓ cho ra kÕt qu¶. Ngîc l¹i, bµi to¸n trong hÖ chuyªn gia Ýt cÊu tróc, c¸c th«ng tin thiÕu ®Õn møc kh«ng thÓ cho kÕt luËn chÝnh x¸c. Tuy vËy nã vÉn cho c¸c kÕt luËn cã lý, thËm chÝ tèt. 2.3. Qu¸ tr×nh t¹o lËp hÖ chuyªn gia : 2.3.1. C¸c thµnh viªn tham gia qu¸ tr×nh t¹o lËp hÖ chuyªn gia: C«ng cô C«ng cô t¹o lËp hÖ chuyªn gia Chuyªn gia con ngêi Ngêi sö dông Kü s Tri thøc HÖ chuyªn gia Nhãm Nh©n viªn C¸c thµnh viªn tham gia t¹o lËp hÖ chuyªn gia - Chuyªn gia con ngêi: Lµ ngêi cã kü n¨ng vµ tri thøc ®Ó gi¶i vÊn ®Ò chuyªn s©u theo c¸ch tèt h¬n ngêi kh¸c. Ngêi chuyªn gia ®ßi hái ph¶i cã c¸c tÝnh c¸ch sau: + Cã tri thøc chuyªn gia + Cã kü n¨ng gi¶i vÊn ®Ò ®óng vµ hiÖu qu¶ + Cã kü n¨ng giao tiÕp + Cã tÝnh s½n sµng + Cã tÝnh hîp t¸c - Kü s tri thøc: Lµ ngêi thiÕt kÕ, x©y dùng vµ thö nghiÖm hÖ chuyªn gia 15 Kho¸ luËn tèt nghiÖp Kü s tri thøc lµ ngêi gi÷ nhiÒu vai trß trong viÖc t¹o lËp hÖ chuyªn gia. Hä lµ ngêi chÞu tr¸ch nhiÖm thu thËp, xö lý vµ m· ho¸ tri thøc. Kü s tri thøc cÇn cã c¸c tÝnh c¸ch sau: + Cã kü n¨ng vÒ c«ng nghÖ tri thøc + Cã kü n¨ng giao tiÕp + Cã kü n¨ng khíp bµi to¸n víi phÇn mÒm + Cã kü n¨ng ch¬ng tr×nh hãa hÖ chuyªn gia - Ngêi dïng: Lµ nh÷ng ngêi sö dông hÖ chuyªn gia vµo c«ng viÖc cña m×nh vµ ®ång thêi lµ ngêi gãp phÇn kh«ng nhá vµo thµnh c«ng cña hÖ chuyªn gia Ngêi dïng cã vai trß: + X¸c ®Þnh ®Æc t¶ giao diÖn + Trî gióp viÖc thu thËp tri thøc Ngoµi c¸c thµnh viªn trªn ®Ó t¹o lËp hÖ chuyªn gia cßn cÇn ph¶i cã sù hç trî tõ c¸c bé phËn kh¸c nh: Nhãm c«ng cô, nhãm nh©n viªn... 2.3.2. C¸c bíc x©y dùng hÖ chuyªn gia : Kh¸c víi ch¬ng tr×nh b×nh thêng quan t©m ®Õn c¸ch xö lý d÷ liÖu cña bµi to¸n hÖ chuyªn gia th× quan t©m ®Õn tri thøc cña vÊn ®Ò. HÖ chuyªn gia hái, tæ chøc, nghiªn cøu tri thøc ®Ó hiÓu vÒ vÊn ®Ò. Nã x©y dùng vµ thö hÖ thèng ®Ó hiÓu thªm vÒ c¸c tri thøc. Cuèi cïng lµ thÓ hiÖn tù nhiªn, thÓ hiÖn phï hîp c¸c hiÓu biÕt Êy. Nh÷ng nhµ thiÕt kÕ hÖ chuyªn gia dïng thuËt ng÷ xö lý vµ x©y dùng hÖ thèng lµ c«ng nghÖ tri thøc. C«ng nghÖ tri thøc bao gåm 6 pha: - §¸nh gi¸: Pha nµy cã tr¸ch nhiÖm ®¸nh gi¸ ®óng vÊn ®Ò. Nã x¸c ®Þnh c¸c khÝa c¹nh quan träng vµ tµi nguyªn cÇn thiÕt ®Ó hoµn thµnh hÖ thèng. §îc tiÕn hµnh theo c¸c bíc: - X¸c ®Þnh t×nh h×nh cña tæ chøc - §Þnh tªn c¸c vÊn ®Ò liªn quan - TiÕn hµnh nghiªn cøu kh¶ thi - Ph©n tÝch gi¸, lîi nhuËn - Chän ®Ò ¸n tèt nhÊt - ViÕt dù kiÕn ®Ò ¸n. Sau pha nµy ngêi ta h×nh thµnh ®îc c¸c yªu cÇu chÝnh cña hÖ thèng. - Thu thËp tri thøc: 16 Kho¸ luËn tèt nghiÖp NhiÖm vô cña pha nµy lµ lÊy tri thøc nh»m híng dÉn viÖc ph¸t triÓn hÖ thèng. Tri thøc cÇn thiÕt cho c¶ vÊn ®Ò vµ nh÷ng ph¬ng tiÖn dïng cho thiÕt kÕ hÖ thèng. Pha nµy ®ßi hái ngêi thu thËp tri thøc ph¶i gÆp gì chuyªn gia, ®Þnh ra c¸c kh¸i niÖm chÝnh vµ c¸c ph¬ng ph¸p gi¶i tæng qu¸t mµ chuyªn gia ®· dïng. Mét sè th«ng tin thuËn lîi cho hÖ chuyªn gia sÏ cßn cã thÓ ®îc bæ sung trong qu¸ tr×nh thö hÖ thèng. - ThiÕt kÕ HÖ chuyªn gia cÇn cã c¸c kü thuËt thÓ hiÖn phï hîp vµ tèt nhÊt ®èi víi tri thøc chuyªn gia vµ víi chiÕn lîc gi¶i vÊn ®Ò. Trong pha nµy, ngêi ta x¸c ®Þnh cÊu tróc chung vµ c¸ch tæ chøc cña tri thøc trong hÖ thèng. Pha nµy lùa chän mét c«ng cô phÇn mÒm cho phÐp thÓ hiÖn vµ lËp luËn víi tri thøc hÖ thèng theo c¸ch mµ con ngêi ®· lµm. ViÖc thiÕt kÕ còng sÏ thõa hëng nh÷ng th«ng tin tõ pha thö hÖ thèng nh»m lµm mÞn tri thøc vµ cÊu tróc hÖ thèng. - Thö hÖ thèng: Tuy ®îc xem lµ mét pha ®éc lËp, viÖc thö nghiÖm kh«ng ph¶i lµ nhiÖm vô t¸ch biÖt, mµ lµ qu¸ tr×nh kÕ tiÕp sau thiÕt kÕ trong ®Ò ¸n hÖ chuyªn gia. Trong suèt qu¸ tr×nh thö, ngêi thiÕt kÕ lµm viÖc chÆt chÏ kh«ng chØ víi chuyªn gia mµ cßn víi ngêi dïng, ngêi dïng sÏ hç trî ph¸t triÓn giao diÖn ®Ó hoµn thiÖn hÖ thèng. §èi tîng chÝnh cña pha thö hÖ thèng lµ kiÓm tra cÊu tróc tæng thÓ vµ tri thøc cña hÖ thèng. - Lµm t liÖu: Lµm t liÖu cã nghÜa lµ chuyÓn ho¸ tÊt c¶ c¸c th«ng tin vÒ hÖ thèng sang d¹ng tµi liÖu ®¸p øng ®ßi hái cña ngêi dïng vµ ngêi ph¸t triÓn hÖ thèng. Tuú theo yªu cÇu cña ngêi dïng mµ c¸c t liÖu ®îc x©y dùng nh t liÖu chung cho toµn ®Ò ¸n hay ®îc x©y dùng riªng, phôc vô cho viÖc sö dông, tra cøu c¸c phÇn mÒm riªng lÎ. Mét lu ý lµ t liÖu cÇn cã tõ ®iÓn tri thøc, nã cho phÐp thÓ hiÖn tèt c¸c tri thøc cña hÖ thèng vµ nã sÏ ®îc bæ sung dÇn dÇn. - B¶o tr×: Sau khi ®îc ph¸t triÓn trong m«i trêng lµm viÖc, hÖ thèng cÇn ®îc thêng xuyªn b¶o tr×. C«ng viÖc nµy bao gåm viÖc duy tr× ho¹t ®éng b×nh thêng cña hÖ thèng vµ më réng nã khi thÊy cã nhu cÇu. Do hÖ thèng ®îc x©y dùng theo tõng bíc, viÖc b¶o tr× ho¹t ®éng b×nh thêng cña hÖ thèng vµ më réng nã khi thÊy cã nhu cÇu. Do hÖ thèng ®îc x©y dùng theo tõng bíc, viÖc b¶o tr× cã thÓ 17 Kho¸ luËn tèt nghiÖp tiÕn hµnh theo c¸c bíc nhá. §Ó c¸c ho¹t ®éng b¶o tr× tiÕn hµnh tù ®éng, tÊt c¶ nh÷ng thao t¸c b¶o tr× cã thÓ ®îc ch¬ng tr×nh ho¸. Khai th¸c Lµm tinh thùc hiÖn B¶o tr× T¹o l¹i ®¸nh gi¸ Lµm t liÖu cÊu tróc Thö hÖ thèng Tri thøc ThiÕt kÕ Thu nhËn tri thøc §¸nh gi¸ Yªu CÇu C¸c bíc x©y dùng hÖ chuyªn gia 2.4. C¸c c«ng cô t¹o lËp hÖ chuyªn gia: 2.4.1.Bé so¹n th¶o tri thøc: Bé so¹n th¶o tri thøc vµ m«dul ®èi tho¹i cña nã lµ m«i trêng trung gian gi÷a c¬ së tri thøc vµ chuyªn gia ®Ó cã thÓ thay ®æi vµ bæ sung tri thøc. HÖ so¹n th¶o tri thøc cã c¸c chøc n¨ng: - Cho phÐp so¹n th¶o, cËp nhËt c¸c luËt vµ c¸c sù kiÖn - §a ra c¸c ph¹m vi tri thøc cÇn thu n¹p - Lªn danh s¸ch c¸c gi¸ trÞ cÇn thiÕt cho mçi ®èi tîng - KiÓm tra sù ®óng ®¾n cña c¸c luËt ®îc ®a vµo (®¶m b¶o tÝnh nhÊt qu¸n, phi m©u thuÉn vµ tr¸nh d thõa d÷ liÖu) - KiÓm tra c¸c tõ, c¸c ®èi tîng, c¸c d¹ng ®èi tîng ®· cã trong hÖ thèng. 2.4.2. Bé t¹o m« t¬ suy diÔn: Lµ c¸ch thøc liªn kÕt c¸c tri thøc ®· cã cña hÖ ®Ó suy diÔn ra c¸c tri thøc míi nh»m gi¶i quyÕt bµi to¸n. M« t¬ suy diÔn gåm 2 thµnh phÇn chÝnh lµ c¬ chÕ suy diÔn vµ c¬ chÕ ®iÒu khiÓn, trong ®ã: C¬ chÕ suy diÔn lµ c¸ch thøc khíp c¸c sù kiÖn trong bé nhí víi c¸c tri thøc lÜnh vùc trong c¬ së tri thøc ®Ó rót ra kÕt luËn vÒ vÊn ®Ò ®ang xÐt. C¬ chÕ suy diÔn bao gåm: c¬ chÕ suy diÔn tiÕn, c¬ chÕ suy diÔn lïi vµ c¬ chÕ suy diÔn hçn hîp. 18 Kho¸ luËn tèt nghiÖp C¬ chÕ ®iÒu khiÓn lµ c¸c c¸ch thøc ®iÒu khiÓn viÖc suy diÔn cña hÖ thèng ®¶m b¶o viÖc suy diÔn cã kÕt qu¶. C¬ chÕ ®iÒu khiÓn bao gåm: chän híng suy diÔn, gi¶i quyÕt c¸c tranh chÊp, thu hÑp ph¹m vi c¸c luËt, ®iÒu khiÓn dõng. 2.4.3. Bé t¹o c¸c giao diÖn: Cung cÊp c¸c kh¶ n¨ng t¹o c¸c giao diÖn. Chñ yÕu lµ giao diÖn ngêi sö dông theo yªu cÇu ®Æt ra cña hÖ chuyªn gia. Tuy nhiªn ®èi víi c¸c lÜnh vùc cô thÓ viÖc ¸p dông c¸c c«ng cô nµy cã thÓ kh¸c nhau vµ tuú thuéc vµo c¸c ®Æc tÝnh riªng cña tõng hÖ chuyªn gia cã thÓ bæ sung thªm mét vµi thµnh phÇn kh¸c nh bé gi¶i thÝch... Ch¬ng 3: BiÓu diÔn tri thøc 3.1. Giíi thiÖu: C¸c hÖ chuyªn gia dïng c¸c kü thuËt m· ho¸ tri thøc ®Ó xö lý tri thøc. C¸c tri thøc nµy cÇn ®îc biÓu diÔn ë d¹ng ký hiÖu mµ hÖ thèng xö lý ®îc. Do tÝnh ®a d¹ng cña thùc tÕ, cña bµi to¸n cÇn gi¶i vµ v× ch¼ng cã kü thuËt nµo lµ phï hîp cho tÊt c¶ c¸c øng dông, ngêi ta cÇn lùa chän mét kü thuËt thÝch hîp ®èi víi mét líp bµi to¸n. HiÖu qu¶ cña hÖ chuyªn gia phô thuéc trùc tiÕp ®Õn chÊt lîng tri thøc mµ hÖ thèng ®· thu thËp vµ sÏ bæ sung thªm vµo bµi to¸n cÇn gi¶i nªn tri thøc ®îc xem lµ “ søc m¹nh” trong hÖ thèng th«ng minh. Tri thøc lµ mét thuËt ng÷ trõu tîng nh»m chØ hiÓu biÕt cña mét c¸ nh©n vµ chñ ®Ò ®· cho. Trong hÖ chuyªn gia, tri thøc ®îc xem nh c¸i liªn quan chÆt chÏ ®Õn miÒn chñ ®Ò cña vÊn ®Ò cÇn xÐt. VËy tri thøc lµ g×? 3.1.1. Tri thøc lµ sù hiÓu biÕt vÒ mét lÜnh vùc cña chñ ®Ò: Khi x©y dùng hÖ chuyªn gia kh«ng ph¶i ngêi ta muèn thu thËp tÊt c¶ c¸c tri thøc chuyªn gia. Mµ chØ nh÷ng tri thøc chuyªn gia ®îc chän tøc nh÷ng tri thøc chuyªn gia theo mét vµi chñ ®Ò quan träng cña miÒn chñ ®Ò. Khi Êy ngêi ta cÇn c¸c kiÕn thøc chuyªn vÒ lÜnh vùc ®ã. 3.1.2. LÜnh vùc lµ miÒn chñ ®Ò ®îc chó träng: §Ó ph¸t triÓn thµnh c«ng hÖ chuyªn gia th× ®iÓm then chèt lµ tÝnh tËp trung cña lÜnh vùc. Bëi viÖc xÐt ®ång thêi nhiÒu tri thøc cña nhiÒu khÝa c¹nh sÏ lµm hÖ thèng mÊt tËp trung vµo lÜnh vùc chuyªn s©u vµ ®iÒu nµy sÏ lµm ¶nh hëng ®Õn hiÖu qu¶ cña toµn bé hÖ thèng. 19 Kho¸ luËn tèt nghiÖp Sau khi thu thËp tri thøc c¸c chuyªn gia vÒ lÜnh vùc quan t©m, ngêi ta m· ho¸ c¸c tri thøc trong c¬ së tri thøc. ViÖc nµy ®ßi hái ph¶i cÊu tróc c¸c tri thøc trong hÖ thèng mét c¸ch phï hîp ®Ó hÖ thèng gi¶i quyÕt vÊn ®Ò thuËn tiÖn. §ã lµ yªu cÇu vÒ thÓ hiÖn tri thøc. 3.1.3. ThÓ hiÖn tri thøc: Lµ ph¬ng ph¸p cho phÐp m· ho¸ tri thøc trong c¬ së tri thøc cña hÖ thèng. §Ó gi¶i bµi to¸n trong hÖ chuyªn gia, sau khi biÓu diÔn tri thøc råi cÇn cã mét hÖ thèng lËp luËn trªn c¸c tri thøc. Trong hÖ chuyªn gia viÖc lËp luËn ®îc thùc hiÖn th«ng qua c¸c kü thuËt suy diÔn vµ c¸c chiÕn lîc ®iÒu khiÓn. 3.1.4. LËp luËn: Lµ qu¸ tr×nh lµm viÖc víi tri thøc, sù kiÖn vµ c¸c chiÕn lîc gi¶i bµi to¸n ®Ó rót ra kÕt luËn. HÖ chuyªn gia m« h×nh ho¸ qu¸ tr×nh lËp luËn cña con ngêi nhê kü thuËt gäi lµ suy diÔn. 3.1.5. Suy diÔn: Lµ qu¸ tr×nh dïng trong hÖ chuyªn gia ®Ó rót ra th«ng tin míi tõ c¸c th«ng tin cò. 3.2. C¸c d¹ng tri thøc: HiÖn nay cha cã lý thuyÕt nµo gi¶i thÝch ®îc c¸ch tæ chøc tri thøc con ngêi vµ còng ch¼ng cã cÊu tróc thÓ hiÖn tri thøc nµo lµ lý tëng c¶. VÊn ®Ò con ngêi ph¶i biÕt chän kü thuËt thÓ hiÖn tri thøc nµo phï hîp víi øng dông hä cÇn. Do vËy cÇn ph¶i biÕt c¸c kü thuËt thÓ hiÖn tri thøc trªn mét sè d¹ng tri thøc. Cã n¨m d¹ng tri thøc ®îc liÖt kª trong b¶ng sau: Lo¹i tri thøc ThÝ dô Tri thøc thñ tôc C¸c luËt, c¸c chiÕn lîc, c¸c thñ tôc... Tri thøc m« t¶ C¸c kh¸i niÖm, c¸c ®èi tîng, c¸c sù kiÖn... Tri thøc Mªta Tri thøc vÒ c¸c d¹ng tri thøc kh¸c vµ c¸ch sö dông chóng Tri thøc may rñi C¸c luËt may rñi Tri thøc cÊu tróc C¸c tËp luËt, c¸c quan hÖ, kh¸i niÖm, kh¸i niÖm vÒ quan hÖ gi÷a c¸c ®èi tîng... 3.2.1. Tri thøc thñ tôc: Lµ lo¹i tri thøc diÔn t¶ c¸ch gi¶i quyÕt vÊn ®Ò. Lo¹i tri thøc nµy cho biÕt ph¬ng híng thùc hiÖn c¸c ho¹t ®éng. C¸c luËt, c¸c chiÕn lîc, c¸c lÞch vµ c¸c thñ tôc lµ c¸c d¹ng ®Æc trng cña tri thøc thñ tôc. 20