Sistem Berbasis Pengetahuan
3 SKS
Eka Dyar W
Outline
 Uncertainty
 Metode penanganan uncertainty
 Certainty Factor (CF)
 Bayesian approach
 Fuzzy logic
Uncertainty (ketidakpastian)
 Definisi : kurangnya pengetahuan yang tepat yang
akan memungkinkan untuk mencapai kesimpulan
yang dapat diandalkan.
 Logika klasik hanya memungkinkan penalaran yang
tepat.
 ¬TRUE = FALSE.
Sumber Ketidakpastian
1. Bahasa yang kurang tepat
2. Data yang tidak diketahui nilainya (unknown)
3. Ketidaksepakatan di antara para expert
Metode penanganan uncertainty :
 Certainty Factors (CF)
 Bayesian Approach
 Fuzzy Logic
Certainty Factor
Certainty Factor (CF)
 Adalah suatu nilai yang mengasumsikan
derajat keyakinan seorang pakar terhadap
suatu data
 Merupakan penggabungan dari kepercayaan
(beliefs) dan ketidakpercayaan (disbeliefs)
yang dituangkan kedalam bilangan tunggal
Format : IF Premis THEN Konklusi (CF = …)
 Rentang nilai
+1,0  definitely true
-1,0  definitely false
 Rumusan CF
CF [H,E] = MB [H,E] – MD [H,E]
1. Ukuran Kepercayaan, Measure Belief (MB(H,E)), nilai antara 0 – 1,
ditunjukkan sbg derajat kepercayaan thd hyp (H) yg didukung evidence
(E)
2. Ukuran Ketidakpercayaan, Measure Disbelief
3. CF mrpk gab antara MB & MD, nilai antara –1 (penolakan) &
+1 (penerimaan)
Konjungsi
Rule R1: IF A1 AND B1 THEN D1
Diberikan certainty factors seperti berikut :
CF(A1) = CA1
CF(B1) = CB1
Certainty factor dari rule R1 :
CF(D1) = CF(R1) = CF(A1 AND B1)
= min{CF(A1), CF(B1)}
= min{CA1, CB2}
Disjungsi
Rule R2: IF A2 OR B2 THEN D2
Given certainty factors:
CF(A1) = CA1
CF(B1) = CB1
The certainty factor of Rule R2
CF(D2) = CF(R2) = CF(A2 OR B2)
= max{CF(A2), CF(B2)}
= max{CA2, CB2}
Rule R3: IF A1 AND B1 THEN D1 (CF = c)
Certainty factor of R3 :
CF(D1) = CF(R3) = min{CA1, CB1} x c
Rule R4: IF A2 OR B2 THEN D2 (CF = c)
Certainty factor of R4 :
CF(D2) = CF(R4) = max{CA2, CB2} x c
Contoh
R1: IF F AND G THEN D
R2: IF D AND E THEN A
R3: IF A AND B THEN C
Diketahui :
CF(F) = 0.8, CF(G) = 0.9,
CF(E) = 0.95, CF(B) = 0.75,
CF(R1) = 0.85, CF(R2) = 0.9,
CF(R3) = 0.9
Cari : Certainty factor D, A, and C
CF(D) = min{CF(F), CF(G)} x CF(R1)
= min{0.8, 0.9} x 0.85
= 0.8 x 0.85
= 0.6800
CF(A) = min{CF(D), CF(E)} x CF(R2)
= min{0.68, 0.95} x 0.9
= 0.68 x 0.9
= 0.6120
CF(C) = min{CF(A), CF(B)} x CF(R3)
= min{0.612, 0.75} x 0.9
= 0.612 x 0.9
= 0.5508
Kombinasi Rule
Rule R1:
IF A1 AND B1 THEN D (CFR1(c))
Rule R2:
IF A2 OR B2 THEN D (CFR2(c))
CFR1
(C) + CFR2
(C) - CFR1
(C) * CFR2
(C)
jika CFR1
(C) and CFR2
(C)
keduanya positif
CFR1
(C) + CFR2
(C) + CFR1
(C) * CFR2
(C)
jika CFR1
(C) and CFR2
(C)
keduanya negatif
[CFR1
(C) + CFR2
(C)]/[1 - min(|CFR1
(C)|, |CFR2
(C)|)]
jika CFR1
(C) and CFR2
(C)
tandanya berbeda
Contoh
Rule R1 (CFR1 = c1 = 0.7):
IF the inflation rate is less than 5%
THEN stock market prices go up
Rule R2 (CFR2 = c2 = 0.6):
IF unemployment rate is less than 7%
THEN stock market prices go up
Kombinasi rule dihitung dengan menggunakan cara :
CF(R1, R2) = c1 + c2 - c1 * c2
= 0.7 + 0.6 - 0.42 = 0.88
Latihan
1. Diketahui rule R1:
if (P1 and P2 and P3) or (P4 and not P5) then C1 (0.7) and C2 (-
0.5)
CF(P1) = 0.8, CF(P2) = 0.7, CF(P3) = 0.6,
CF(P4) = 0.9, CF(P5) = -0.5.
Hitung CF R1 untuk konklusi C1 dan C2 (CFR1(C1) dan
CFR1(C2)) ?
2. Jika terdapat rule lain (R2) dengan konklusi yang sama
dengan R1 dan memiliki CFR2(C1) = 0.7, CFR2(C2) = -0.4.
Hitung faktor kepastian untuk C1 dan C2 setelah
kombinasi rule R1 dan R2 ?
3. Diketahui rule :
if (P1 and P2) or P3 then C1 (0.7) and C2 (0.3)
Jika CF(P1) = 0.6, CF(P2) = 0.4,
CF(P3) = 0.2. Hitung CF(C1) dan CF(C2) !
Solusi 1
Untuk P1 and P2 and P3, CF :
min(CF(P1), CF(P2), CF(P3))
= min(0.8, 0.7, 0.6)
= 0.6. (CFA)
Untuk not P5, CF :
-CF(P5) = 0.5.
Untuk P4 and not P5, CF :
min(0.9, 0.5) = 0.5. (CFB)
Untuk (P1 and P2 and P3) or (P4 and notP), CF :
max(CFA, CFB) = max(0.6, 0.5) = 0.6.
CF(C1) = 0.7 * 0.6 = 0.42
and CF(C2) = -0.5 * 0.6 = -0.30
Solusi 2:
Untuk C1,
CF(C1) = CFR1(C1) + CFR2(C1) - CFR1(C1)*CFR2(C1)
= 0.42 + 0.7 - 0.42*0.7
= 1.12 - 0.294
= 0.826.
Untuk C2,
CF(C2) = CFR1(C2) + CFR2(C2) + CFR1(C2)*CFR2(C2)
= -0.3 + -0.4 + (-0.3)*(-0.4)
= -0.7 + 0.12
= -0.58
Solusi 3 :
CF(P1 and P2) = min(0.6, 0.4) = 0.4
CF(0.4, P3) = max(0.4, 0.2) = 0.4
CF(C1) = 0.7 * 0.4 = 0.28
CF(C2) = 0.3 * 0.4 = 0.12
Posttest
RULE :
Rule 1: IF Cuaca terlihat sangat buruk OR Saya tidak mood
THEN Saya tidak akan pergi bermain Sepakbola
(CF = 0,9)
Rule 2: IF Saya percaya bahwa hari ini akan hujan
THEN Cuaca terlihat sangat buruk (CF = 0,8)
Rule 3: IF Saya percaya bahwa hari akan hujan
AND Peramal cuaca menyatakan bahwa akan segera
turun hujan
THEN Saya tidak mood (CF = 0,9)
Rule 4: IF Peramal cuaca menyatakan bahwa hari akan hujan
THEN Cuaca terlihat sangat buruk (CF = 0.7)
Rule 5: IF Cuaca terlihat sangat buruk
THEN Saya tidak mood(CF = 0.95)
Bayesian Approach
Bayesian approach
 Rule sering dituliskan dengan ukuran uncertainty :
 R : x  y (0.6) : p(y|x) = 0.6
 Forward chaining: p(y) = p(y|x)p(x)
 Contoh, flu:
R1: {? Terserang flu}  {? Bersin-bersin} (0.75)
 Sam terserang flu (p=1), dapat disimpulkan bahwa
peluang akan bersin-bersin sebesar 0.75
 If p (Sam terserang flu) = 0.2, dapat disimpulkan bahwa
Sam akan bersin-bersin dengan peluang (0.75)(0.2)=0.15
Bayesian approach
 Bayesian approach umumnya dipakai di
backward chaining
 Misal kita memp. 2 kejadian yang
dihubungkan dengan rule x  y
 Kita mengobservasi y dan menyimpulkan
p(x|y)
 Bayes rule:
 P (x|y) = peluang terjadinya x jika diberikan evidence y
 P (y|x) = peluang munculnya evidence y jika diketahui x
)(
)()|(
)|(
yp
xpxyp
yxp =
Bayesian approach
• Secara umum, teorema bayes untuk E
kejadian dan hipotesis H dituliskan dalam
bentuk :
)(
)()|(
)|(
EP
HPHEP
EHP ii
i =
)()|(
)()|(
)|(
j
j
j
ii
i
HPHEP
HPHEP
EHP
∑
=
Contoh
 Rules
 {? Terkena flu}  {? Bersin}0.3
 {? Terkena alergi}  {? Bersin} 0.8
 {? Terkena flu}  {? Batuk} 0.9
 {? Terkena alergi}  {? Batuk} 0.2
 Prior probs: p (flu) = 0.6 p (alergi) = 0.3
 Sam bersin
 p(flu | bersin)=(0.3)(0.6)/[(0.3)(0.6)+(0.8)(0.3)]=0.43
 p(alergi | bersin)=0.57
 Sam batuk?
Posttest
 Rules
 {?x cacar}  {?x bintik-bintik} 0.8
 {?x alergi}  {?x bintik-bintik} 0.3
 {?x jerawatan}  {?x bintik-bintik} 0.9
Prior prob. : p (cacar) = 0.4, p(alergi) = 0.7,
p (peka jerawatan) = 0.5
Lakukan observasi ?x bintik-bintik.
Fakta
 Saya percaya bahwa hari akan hujan (CF =
0,95)
 Peramal cuaca menyatakan akan segera
turun hujan (CF = 0,85)
Minggu depan
 Pengantar fuzzy
 Logika Fuzzy
 Fungsi Keanggotaan
 Operasi dasar fuzzy
 Aturan IF-THEN
Eka Dyar W eka.dyar@yahoo.com
Sekian

Pertemuan 7

  • 1.
  • 2.
    Outline  Uncertainty  Metodepenanganan uncertainty  Certainty Factor (CF)  Bayesian approach  Fuzzy logic
  • 3.
    Uncertainty (ketidakpastian)  Definisi: kurangnya pengetahuan yang tepat yang akan memungkinkan untuk mencapai kesimpulan yang dapat diandalkan.  Logika klasik hanya memungkinkan penalaran yang tepat.  ¬TRUE = FALSE.
  • 4.
    Sumber Ketidakpastian 1. Bahasayang kurang tepat 2. Data yang tidak diketahui nilainya (unknown) 3. Ketidaksepakatan di antara para expert
  • 5.
    Metode penanganan uncertainty:  Certainty Factors (CF)  Bayesian Approach  Fuzzy Logic
  • 6.
  • 7.
    Certainty Factor (CF) Adalah suatu nilai yang mengasumsikan derajat keyakinan seorang pakar terhadap suatu data  Merupakan penggabungan dari kepercayaan (beliefs) dan ketidakpercayaan (disbeliefs) yang dituangkan kedalam bilangan tunggal Format : IF Premis THEN Konklusi (CF = …)
  • 8.
     Rentang nilai +1,0 definitely true -1,0  definitely false  Rumusan CF CF [H,E] = MB [H,E] – MD [H,E]
  • 9.
    1. Ukuran Kepercayaan,Measure Belief (MB(H,E)), nilai antara 0 – 1, ditunjukkan sbg derajat kepercayaan thd hyp (H) yg didukung evidence (E) 2. Ukuran Ketidakpercayaan, Measure Disbelief 3. CF mrpk gab antara MB & MD, nilai antara –1 (penolakan) & +1 (penerimaan)
  • 10.
    Konjungsi Rule R1: IFA1 AND B1 THEN D1 Diberikan certainty factors seperti berikut : CF(A1) = CA1 CF(B1) = CB1 Certainty factor dari rule R1 : CF(D1) = CF(R1) = CF(A1 AND B1) = min{CF(A1), CF(B1)} = min{CA1, CB2}
  • 11.
    Disjungsi Rule R2: IFA2 OR B2 THEN D2 Given certainty factors: CF(A1) = CA1 CF(B1) = CB1 The certainty factor of Rule R2 CF(D2) = CF(R2) = CF(A2 OR B2) = max{CF(A2), CF(B2)} = max{CA2, CB2}
  • 12.
    Rule R3: IFA1 AND B1 THEN D1 (CF = c) Certainty factor of R3 : CF(D1) = CF(R3) = min{CA1, CB1} x c Rule R4: IF A2 OR B2 THEN D2 (CF = c) Certainty factor of R4 : CF(D2) = CF(R4) = max{CA2, CB2} x c
  • 13.
    Contoh R1: IF FAND G THEN D R2: IF D AND E THEN A R3: IF A AND B THEN C Diketahui : CF(F) = 0.8, CF(G) = 0.9, CF(E) = 0.95, CF(B) = 0.75, CF(R1) = 0.85, CF(R2) = 0.9, CF(R3) = 0.9 Cari : Certainty factor D, A, and C
  • 14.
    CF(D) = min{CF(F),CF(G)} x CF(R1) = min{0.8, 0.9} x 0.85 = 0.8 x 0.85 = 0.6800 CF(A) = min{CF(D), CF(E)} x CF(R2) = min{0.68, 0.95} x 0.9 = 0.68 x 0.9 = 0.6120 CF(C) = min{CF(A), CF(B)} x CF(R3) = min{0.612, 0.75} x 0.9 = 0.612 x 0.9 = 0.5508
  • 15.
    Kombinasi Rule Rule R1: IFA1 AND B1 THEN D (CFR1(c)) Rule R2: IF A2 OR B2 THEN D (CFR2(c)) CFR1 (C) + CFR2 (C) - CFR1 (C) * CFR2 (C) jika CFR1 (C) and CFR2 (C) keduanya positif CFR1 (C) + CFR2 (C) + CFR1 (C) * CFR2 (C) jika CFR1 (C) and CFR2 (C) keduanya negatif [CFR1 (C) + CFR2 (C)]/[1 - min(|CFR1 (C)|, |CFR2 (C)|)] jika CFR1 (C) and CFR2 (C) tandanya berbeda
  • 16.
    Contoh Rule R1 (CFR1= c1 = 0.7): IF the inflation rate is less than 5% THEN stock market prices go up Rule R2 (CFR2 = c2 = 0.6): IF unemployment rate is less than 7% THEN stock market prices go up Kombinasi rule dihitung dengan menggunakan cara : CF(R1, R2) = c1 + c2 - c1 * c2 = 0.7 + 0.6 - 0.42 = 0.88
  • 17.
    Latihan 1. Diketahui ruleR1: if (P1 and P2 and P3) or (P4 and not P5) then C1 (0.7) and C2 (- 0.5) CF(P1) = 0.8, CF(P2) = 0.7, CF(P3) = 0.6, CF(P4) = 0.9, CF(P5) = -0.5. Hitung CF R1 untuk konklusi C1 dan C2 (CFR1(C1) dan CFR1(C2)) ? 2. Jika terdapat rule lain (R2) dengan konklusi yang sama dengan R1 dan memiliki CFR2(C1) = 0.7, CFR2(C2) = -0.4. Hitung faktor kepastian untuk C1 dan C2 setelah kombinasi rule R1 dan R2 ?
  • 18.
    3. Diketahui rule: if (P1 and P2) or P3 then C1 (0.7) and C2 (0.3) Jika CF(P1) = 0.6, CF(P2) = 0.4, CF(P3) = 0.2. Hitung CF(C1) dan CF(C2) !
  • 19.
    Solusi 1 Untuk P1and P2 and P3, CF : min(CF(P1), CF(P2), CF(P3)) = min(0.8, 0.7, 0.6) = 0.6. (CFA) Untuk not P5, CF : -CF(P5) = 0.5. Untuk P4 and not P5, CF : min(0.9, 0.5) = 0.5. (CFB) Untuk (P1 and P2 and P3) or (P4 and notP), CF : max(CFA, CFB) = max(0.6, 0.5) = 0.6. CF(C1) = 0.7 * 0.6 = 0.42 and CF(C2) = -0.5 * 0.6 = -0.30
  • 20.
    Solusi 2: Untuk C1, CF(C1)= CFR1(C1) + CFR2(C1) - CFR1(C1)*CFR2(C1) = 0.42 + 0.7 - 0.42*0.7 = 1.12 - 0.294 = 0.826. Untuk C2, CF(C2) = CFR1(C2) + CFR2(C2) + CFR1(C2)*CFR2(C2) = -0.3 + -0.4 + (-0.3)*(-0.4) = -0.7 + 0.12 = -0.58 Solusi 3 : CF(P1 and P2) = min(0.6, 0.4) = 0.4 CF(0.4, P3) = max(0.4, 0.2) = 0.4 CF(C1) = 0.7 * 0.4 = 0.28 CF(C2) = 0.3 * 0.4 = 0.12
  • 21.
    Posttest RULE : Rule 1:IF Cuaca terlihat sangat buruk OR Saya tidak mood THEN Saya tidak akan pergi bermain Sepakbola (CF = 0,9) Rule 2: IF Saya percaya bahwa hari ini akan hujan THEN Cuaca terlihat sangat buruk (CF = 0,8) Rule 3: IF Saya percaya bahwa hari akan hujan AND Peramal cuaca menyatakan bahwa akan segera turun hujan THEN Saya tidak mood (CF = 0,9) Rule 4: IF Peramal cuaca menyatakan bahwa hari akan hujan THEN Cuaca terlihat sangat buruk (CF = 0.7) Rule 5: IF Cuaca terlihat sangat buruk THEN Saya tidak mood(CF = 0.95)
  • 22.
  • 23.
    Bayesian approach  Rulesering dituliskan dengan ukuran uncertainty :  R : x  y (0.6) : p(y|x) = 0.6  Forward chaining: p(y) = p(y|x)p(x)  Contoh, flu: R1: {? Terserang flu}  {? Bersin-bersin} (0.75)  Sam terserang flu (p=1), dapat disimpulkan bahwa peluang akan bersin-bersin sebesar 0.75  If p (Sam terserang flu) = 0.2, dapat disimpulkan bahwa Sam akan bersin-bersin dengan peluang (0.75)(0.2)=0.15
  • 24.
    Bayesian approach  Bayesianapproach umumnya dipakai di backward chaining  Misal kita memp. 2 kejadian yang dihubungkan dengan rule x  y  Kita mengobservasi y dan menyimpulkan p(x|y)  Bayes rule:  P (x|y) = peluang terjadinya x jika diberikan evidence y  P (y|x) = peluang munculnya evidence y jika diketahui x )( )()|( )|( yp xpxyp yxp =
  • 25.
    Bayesian approach • Secaraumum, teorema bayes untuk E kejadian dan hipotesis H dituliskan dalam bentuk : )( )()|( )|( EP HPHEP EHP ii i = )()|( )()|( )|( j j j ii i HPHEP HPHEP EHP ∑ =
  • 26.
    Contoh  Rules  {?Terkena flu}  {? Bersin}0.3  {? Terkena alergi}  {? Bersin} 0.8  {? Terkena flu}  {? Batuk} 0.9  {? Terkena alergi}  {? Batuk} 0.2  Prior probs: p (flu) = 0.6 p (alergi) = 0.3  Sam bersin  p(flu | bersin)=(0.3)(0.6)/[(0.3)(0.6)+(0.8)(0.3)]=0.43  p(alergi | bersin)=0.57  Sam batuk?
  • 27.
    Posttest  Rules  {?xcacar}  {?x bintik-bintik} 0.8  {?x alergi}  {?x bintik-bintik} 0.3  {?x jerawatan}  {?x bintik-bintik} 0.9 Prior prob. : p (cacar) = 0.4, p(alergi) = 0.7, p (peka jerawatan) = 0.5 Lakukan observasi ?x bintik-bintik.
  • 28.
    Fakta  Saya percayabahwa hari akan hujan (CF = 0,95)  Peramal cuaca menyatakan akan segera turun hujan (CF = 0,85)
  • 29.
    Minggu depan  Pengantarfuzzy  Logika Fuzzy  Fungsi Keanggotaan  Operasi dasar fuzzy  Aturan IF-THEN
  • 30.
    Eka Dyar Weka.dyar@yahoo.com Sekian

Editor's Notes

  • #27 Sam cough: P(cold|cough)=(.9)(.43)/[(.9)(.43)+(.2)(.57)]=.772 P(allergy|cough)=.228