Bài giảng Trí tuệ nhân tạo - Chương 6: Biểu diễn tri thức và sử dụng luật - Nguyễn Văn Hòa

Chương 6: 
Biểu diễn tri thức và sử 
dụng luật
1
Nội dung

 Tri thức khai báo và thủ tục

 Suy diễn tiến, suy diễn lùi

 Lập trình logic

 Giới thiệu ngôn ngữ Prolog
2
Tri thức khai báo và thủ tục

 Biểu diễn dạng khai báo
 Là một dạng biểu diễn mà ở đó tri thức được đặc tả nhưng sử 
dụng nó không được nêu ra.
 Để sử dụng nó cần bổ sung một chương trình đặc tả cái gì sẽ 
được làm với tri thức và bằng cách nào
 Ví dụ:

 Dạng đặc tả: một tập các “logical assertion”

 Bộ phân giải có thể được hiểu như là cách để làm việc với tập 
assertions trên.
 Tập assertions như là DATA vào BỘ PHÂN GIẢI.
3
 Một cách nhìn khác: tập assertions trên như là một PROGRAM. 
Ở đó: Luật giúp cho sự suy diễn xảy ra. Các con đường suy diễn 
khác nhau từ START – GOAL (hay ngược lại) được quan niệm 
như con đường thực thi trong chương trình.
Tri thức khai báo và thủ tục (tt)

 Biểu diễn dạng thủ tục
 Là một dạng biểu diễn mà thông tin điều khiển cần 
thiết cho việc sử dụng tri thức được nhúng vào chính tri 
thức đó.
 Để sử dụng cần bổ sung một bộ thông dịch có thể thực 
thi các chỉ thị chứa trong tri thức.
 Sự khác nhau cơ bản giữa tri thức thủ tục và khai báo 
4
nằm ở chổ: Thông tin điều khiển nằm ở đâu?
Suy diễn tiến & suy diễn lùi

 Suy diễn tiến
 Cho một tập luật (câu có dạng): p1 ∧ p2 ∧ ∧ pn ⇒ q
và một tập các sự kiện {p,r,}
 Hỏi một sự kiện q có phải là một hệ quả của tập luật và 
tập sự kiện hay không?
 Tìm tất cả các luật có giả thiết thuộc tập các sự kiện

 Thêm kết luận vào tập các sự kiện
5

 Tiếp tục các dẫn xuất khác
Suy diễn tiến & suy diễn lùi (tt)

 Suy diễn tiến: ví dụ
6
Suy diễn tiến & suy diễn lùi (tt)

 Suy diễn tiến: ví dụ
7
Suy diễn tiến & suy diễn lùi (tt)

 Suy diễn lùi
 Cho một tập luật (câu có dạng): p1 ∧ p2 ∧ ∧ pn ⇒ q
và một tập các sự kiện {p,r,}
 Hỏi một sự kiện p có phải là một hệ quả của tập luật và 
tập sự kiện hay không?
 Kiểm tra xem p có thuộc tập các sự kiện hay không
 Nếu không tìm tất cả các luật có kết luận là p
8

 Nếu giả thiết của các luật này là một hội, tiếp tục thủ tục (đệ 
quy) với từng thứa số của phép hội
Suy diễn tiến & suy diễn lùi (tt)

 Suy diễn lùi : ví dụ
9
Suy diễn tiến & suy diễn lùi (tt)

 Suy diễn lùi : ví dụ
10
Giới thiệu về ngôn ngữ Prolog

 Cấu trúc chương trình
 Ngôn ngữ Prolog là ngôn ngữ lập trình suy luận trên cơ 
sở logic toán học để giải quyết các bài toán trong lĩnh 
vực trí tuệ nhân tạo. 
 Đặc điểm của ngôn ngữ là xử lý tri thức của các bài 
toán được mã hóa bằng ký hiệu.
 Một điểm mạnh khác của ngôn ngữ là xử lý danh sách 
trên cơ sở xử lý song song và đệ qui với các thuật toán 
11
tìm kiếm.
 Ngôn ngữ cho phép liên kết với các ngôn ngữ khác như 
C, Pascal và Assembler.
Giới thiệu về ngôn ngữ Prolog

 Cấu trúc chương trình (tt)
Domains
/* domain declarations*/
Predicates
/* predicate declarations */
clauses
/*clauses ( rules and facts) */
goal
12
/*subgoal_1
subgoal_2 */
Chương trình Prolog mẫu
domains
nguoi = string
predicates
cha(nguoi,nguoi)
me(nguoi,nguoi)
ong_noi(nguoi,nguoi)
ong_ngoai(nguoi,nguoi)
clauses
/*cac qui tac */
ong_noi(X,Y):- cha(X,Z),cha(Z,Y).
ong_ngoai(X,Y):- cha(X,Z),me(Z,Y).
/* cac su kien */
13
cha(nam,minh).
cha(minh,lam).
cha(long,giang).
cha(long,thu).
me(thu,phi).
Phần domains : miền xác định

 Là phần định nghĩa kiểu mới dựa vào các kiểu đã 
biết

 Cú pháp định nghĩa kiểu
 = hoặc 
 = 
Trong đó các kiểu mới phân cách bởi dấu «,», các kiểu đã 
biết phân cách bởi dấu «;»
14
Phần domains (tt)

 VD
Domains
ten, tac_gia, nha_xb, dia_chi = string
nam, thang, so_luong = integer
dien_tich = real
nam_xb = nxb(thang, nam)
do_vat = sach(tac_gia, ten, nha_xb, nam_xb); xe(ten, 
15
so_luong); nha(dia_chi, dien_tich)
Phần Predicates : vị từ

 Là phần bắt buộc phải có

 Phần predicates cần phải khai báo đầy đủ các vị 
từ sử dụng trong phần Clauses

 Cú pháp
 () 
Các kiểu được phân cách nhau bởi «,»

 VD
16
Predicates
so_huu (ten, do_vat)
so_nguyen_to(integer)
Phần Clauses : luật

 Là phần bắt buộc phải có, dùng để mô tả các sự kiện và 
các luật

 Sử dụng các vị từ đã khai báo trong phần predicates

 Cú pháp
() 
() 
() 
17
Các ký hiệu bao gồm :- (điều kiện nếu); 
, (điều kiện và)
; (điều kiện hoặc)
. (kết thúc vị từ)
Phần Clauses (tt)

 VD
Clauses
so_nguyen_to(2):-!.
so_nguyen_to(N):-N>0,
so_nguyen_to(M),
M<N,
N MOD M 0.
18
so_huu(“Nguyen Van A”, sach(“Do Xuan Loi”, “Cau truc 
DL”, “Khoa hoc Ky thuat”, nxb(8,1985))).
Phần goal

 Bao gồm các mục tiêu mà ta yêu cầu Prolog xác 
định và tìm kết quả

 Không bắt buộc phải có

 Nếu được viết sẵn trong CT thì đó gọi là goal nội; 
Nếu không, khi chạy CT Prolog sẽ yêu cầu ta 
nhập goal vào, goal ngoại
19

 VD
 Constants
 Pi = 3.141592653
VD chương trình prolog
domains
so_nguyen = integer
predicates
so_nguyen_to(so_nguyen)
Clauses
so_nguyen_to(2):-!.
so_nguyen_to(N):-N>0,
so_nguyen_to(M),
M<N,
20
N MOD M 0.
goal
so_nguyen_to(13). /* goal nội */
Bộ ký tự và từ khóa

 Prolog dùng bộ ký tự sau: 
 Các chữ cái và chữ số (A – Z, a – z, 0 – 9); 
 Các toán tử (+, -, *, /, ) 
 Các ký hiệu đặc biệt

 Một vài từ khóa
 Trace: Khi có từ khoá này ở đầu chương trình, thì 
chương trình được thực hiện từng bước để theo dõi
Fail: Khi ta dùng goal nội, để nhận về tất cả các kết quả 
21

khi chạy goal nội, ta dùng toán tử Fail
 ! hay còn gọi là nhát cắt, nhận chỉ một kết quả từ goal 
ngoại, ta dùng ký hiệu !
Kiểu dữ liệu chuẩn

 Kiểu do prolog định nghĩa sẵn: char,integer, real 
string và symbol

 char: ký tự, hằng phải nằm trong dấu nháy: ‘a’, 
‘#’

 integer: -32768 đến 32767

 real: số thực
22

 string: chuỗi ký tự, hằng chuỗi ký tự nằm trong 
dấu nháy kép; ”prolog”
Kiểu do người dùng định nghĩa

 Kiểu mẩu tin
 Cú pháp = tên mẩu tin (danh sách 
các kiểu phần tử)
Domains
ten, tac_gia, nha_xb, dia_chi = string
nam, thang, so_luong = integer
dien_tich = real
23
nam_xb = nxb(thang, nam)
Kỹ thuật đệ quy

 Sử dụng đệ quy khi một vị từ được định nghĩa 
nhờ vào chính vị từ đó

 Trường hợp dừng được thể hiện bằng một sự kiện

 VD
Predicates
Facto (integer, integer)
Clauses
24
Facto(0,1):- !.
Facto(N, Y) :- N>0,M = N–1, facto(M, Z), Y=N*Z.
Các hàm xuất nhập chuẩn

 Xuất ra màn hình
 write( Arg1, Arg2,  ,Argn) in ra màn hình giá trị của các đối 
số.
 writef(đinh_dang, Arg1, Arg2,  ,Argn) in ra màn hình giá trị 
của các đối số theo định_dạng
 Các định_dạng

 “%d”: In số thập phân bình thường; đối số phải là char hoặc integer

 “%c”: Đối số là một số integer, in ký tự có mã Ascci là đối số đó, 
chẳng hạn writef(“%c”,65) được A
25

 “%e”: In số thực dưới dạng lũy thừa của 10

 “%x”: In số Hexa; đối số phải là char hoặc integer

 “%s”: In một chuỗi hoặc một symbol
Các hàm xuất nhập chuẩn (tt)

 Nhập vào từ bàn phím
 Readln(X): Nhập một chuỗi ký tự vào biến X
 ReadInt(X): Nhập một số nguyên vào biến X
 ReadReal(X): Nhập một số thực vào biến X
 ReadChar(X): Nhập vào một ký tự vào biến X
26
Ví dụ 

 Tháp Hà nội

 Người nông dân

 Random

 
27