66540

Моделі та методи обробки нечітких знань. Нечіткі множини

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

При розробці інтелектуальних систем знання про конкретну предметну область, для якої створюється система, рідко бувають повними й абсолютно достовірними. Навіть кількісні дані, отримані шляхом досить точних експериментів

Украинкский

2014-11-30

31.77 KB

2 чел.

Міністерство освіти і науки України

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

кафедракомп’ютерних наук

Лабораторна робота №5

Моделі та методи обробки нечітких знань.

Нечіткі множини.

 Виконав

 cтудент групи СНс-33

Михалевич М.М.

Перевірив

 Фалендиш В.В.

Тернопіль, 2011

Тема роботи:Моделі та методи обробки нечітких знань. Нечіткі множини.

Мета роботи:Вивчення основних понять нечітких множин і способів їх представлення.

Теоритичні відомості

При розробці інтелектуальних систем знання про конкретну предметну область, для якої створюється система, рідко бувають повними й абсолютно достовірними. Навіть кількісні дані, отримані шляхом досить точних експериментів, мають статистичні оцінки вірогідності, надійності, значимості і т.д. Інформація, якою заповнюються експертні системи, отримується у результаті  опитування експертів, думки яких є суб’єктивними і можуть розходитися. Поряд із кількісними характеристиками в базах знань інтелектуальних систем повинні зберігатися якісні показники, евристичні правила, текстові знання і т.д. При обробці знань із застосуванням механізмів формальної логіки виникає протиріччя між нечіткими знаннями і чіткими методами логічного виведення. Розв’язати це протиріччя можна шляхом подолання нечіткості знань (коли це можливо) або використанням спеціальних методів подання й обробки нечітких знань.

Зміст терміна нечіткість багатозначний та включає такі основні компоненти: недетермінованість висновків, багатозначність інтерпретації, ненадійність знань і висновків, неповнота знань і немонотонна логіка, неточність знань.

Основні поняття нечіткості

Недетермінованість висновків – це характерна риса більшості систем штучного інтелекту. Недетермінованість означає, що заздалегідь шлях вирішення конкретної задачі в просторі її станів визначити неможливо. Тому в більшості випадків методом проб і помилок вибирається деякий ланцюжок логічних висновків, що узгоджуються з наявними знаннями, а у випадку якщо він не приводить до успіху, то організується перебір з поверненням для пошуку іншого ланцюжка і т. д. Такий підхід припускає визначення деякого первісного шляху. Недетермінованість висновків варто враховувати при розробці ефективних способів подання і збереження знань, а також при побудові методів пошуку й обробки знань, що дозволяють одержати рішення задачі за найменше число кроків. Для побудови таких методів звичайно застосовуються евристичні метазнання (знання про знання).

Багатозначність інтерпретації – звичайне явище в задачах розпізнавання. При розумінні природної мови серйозними проблемами стають багатозначність змісту слів, їхня підпорядкованість, порядок слів у реченні і т.п. Проблеми розуміння змісту виникають у будь-якій системі, що взаємодіє з користувачем природною мовою. Розпізнавання графічних образів також пов’язано з вирішенням проблеми багатозначної інтерпретації. При комп’ютерній обробці знань багатозначність необхідно усувати шляхом вибору правильної інтерпретації, для чого розроблено спеціальні методи.

Ненадійність знань і висновків означає, що для оцінки вірогідності знань не можна застосувати двобальну шкалу (1 – абсолютно достовірні знання, 0 – недостовірні знання). Для більш тонкої оцінки вірогідності знань застосовується імовірнісний підхід, заснований на теоремі Байєса, і інші методи (наприклад, метод висновків з використанням коефіцієнтів упевненості). Широке застосування на практиці одержали нечіткі висновки, які будуються на базі нечіткої логіки, що веде своє походження від теорії нечітких множин.

Неповнота знань і немонотонна логікаАбсолютно повних знань не буває, оскільки процес пізнання нескінченний. У зв’язку з цим стан бази знань повинний змінюватися з часом. На відміну від простого додавання інформації, як у базах даних, при додаванні нових знань виникає небезпека одержання суперечливих виcновків: тобто висновки, отримані з використанням нових знань, можуть спростовувати ті, що були отримані раніше. Ще гірше, якщо нові знання будуть знаходитися в протиріччі з старими, тоді механізм висновку може стати непрацездатним.

Більшість експертних систем першого покоління були засновані на моделі закритого світу, обумовленій застосуванням апарату формальної логіки для обробки знань. Модель закритого світу припускає твердий добір знань, що включаються в базу, а саме: база знань заповнюється винятково вірними поняттями, а усе, що ненадійно або невиразно, свідомо вважається помилковим. Така модель має обмежені можливості подання знань і таїть у собі небезпеку одержання протиріччя при додаванні нової інформації. Недоліки моделі закритого світу пов’язані з тим, що формальна логіка виходить з передумови, відповідно до якої набір визначених у системі аксіом (знань) єповним (теорія є повною, якщо кожний її факт можна довести, виходячи з аксіом цієї теорії). Для повного набору знань справедливість раніше отриманих висновків не порушується з додаванням нових фактів. Ця властивість логічних висновків називається монотонністю.На жаль, реальні знання, що закладаються в експертні системи, украй рідко бувають повними.

Неточність знань. Відомо, що кількісні дані (знання) можуть бути неточними, при цьому існують кількісні оцінки такої неточності (довірчий інтервал, рівень значимості, ступінь адекватності і т.д.). Лінгвістичні знання також можуть бути неточними. Для врахування неточності лінгвістичних знань використовується теорія нечітких множин. Фактично нечіткість може бути ключем до розуміння здатності людини справлятися з задачами, що занадто складні для вирішення на ЕОМ. Розвиток досліджень в області нечіткої математики призвів до появи нечіткої логіки і нечітких висновків, що виконуються з використанням знань, представлених нечіткими множинами, нечіткими відношеннями, нечіткими відповідностями

Завдання до лабораторної роботи №5

Завдання:Нехай V–номер варіанта студента. Визначимо:

де round(x)функція округлення.

Сформувати нечіткі множини:

, , .

Результати виконання

V= 16; V1= 5

У результаті виконання лабораторної роботи були сформовані наступні нечіткі множини:

Висновок: На цій лабораторній роботі я ознайомився з поняттям нечіткої множини, а також з способами їх представлення.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22512. ВХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА В ОРГАНИЗАЦИЮ 134.02 KB
  Быть членом организации совсем не одно и то же что входить в организацию становиться ее членом. Втретьих это проблема изменений и модификаций в организации которые происходят даже тогда когда организация уже имеет свободное место для человека и сама принимает человека на это место в соответствии с ее потребностями и критериями отбора. От решения данных проблем зависит не только то сможет ли человек войти в организацию но и то как человек будет функционировать в организации как будет строиться его взаимодействие с организационным...
22513. Расчет статически неопределимых балок. Способ сравнения деформаций 72.5 KB
  Рис. Схемы статически неопределимых балок Например для уменьшения пролета балки АВ на двух опорах Рис.1 а можно поставить опору еще посредине а для уменьшения деформаций балки защемленной одним концом Рис. Во всех подобных случаях число опорных реакций которые могут возникнуть превышает число уравнений статики например для балок рис.
22514. Применение вариационных методов 103 KB
  Лишнюю опорную реакцию В Рис. Рис. При решении по Мору кроме первого состояния нагружения основной балки заданной нагрузкой и лишней неизвестной силой Рис.2 а следует показать ту же балку во втором состоянии загружения силой Рис.
22515. Расчет статически неопределимых стержневых систем 54 KB
  Расчет статически неопределимых стержневых систем Связи накладываемые на систему. На брус могут быть наложены связи т. Наложение одной связи снимает одну степень свободы с бруса как с жесткого целого. Связи в рамах и стержневых системах делят обычно на связи внешние и связи внутренние или взаимные.
22516. Метод сил 142 KB
  Метод сил. Наиболее широко применяемым в машиностроении общим методом раскрытия статической неопределимости стержневых и рамных систем является метод сил. Он заключается в том что заданная статически неопределимая система освобождается от дополнительных связей как внешних так и взаимных а их действие заменяется силами и моментами. Таким образом при указанном способе решения неизвестными оказываются силы.
22517. Расчет толстостенных цилиндров 176.5 KB
  В цилиндрах у которых толщина стенок не мала по сравнению с радиусом подобное предположение повело бы к большим погрешностям.1 изображено поперечное сечение толстостенного цилиндра с наружным радиусом внутренним ; цилиндр подвергнут наружному и внутреннему давлению . Расчетная схема толстостенного цилиндра. Рассмотрим очень узкое кольцо материала радиусом внутри стенки цилиндра.
22518. Расчет тонкостенных сосудов и резервуаров 81 KB
  Выделим Рис. Рис. Усилия Рис.2 дадут в нормальном к поверхности элемента направлении равнодействующую ab равную Рис.
22519. Расчет быстровращающегося диска 100.5 KB
  Расчет быстровращающегося диска Значительный интерес представляет задача о напряжениях и деформациях в быстро вращающихся валах и дисках. Высокие скорости вращения валов паровых турбин обусловливают появление в валах и дисках значительных центробежных усилий. Вызванные ими напряжения распределяются симметрично относительно оси вращения диска. Рассмотрим наиболее простую задачу о расчете диска постоянной толщины.
22520. Устойчивость сжатых стержней. Формула Эйлера 89.5 KB
  Однако разрушение стержня может произойти не только потому что будет нарушена прочность но и оттого что стержень не сохранит той формы которая ему придана конструктором; при этом изменится и характер напряженного состояния в стержне. Наиболее типичным примером является работа стержня сжатого силами Р. Разрушение линейки произойдет потому что она не сможет сохранить приданную ей форму прямолинейного сжатого стержня а искривится что вызовет появление изгибающих моментов от сжимающих сил Р и стало быть добавочные напряжения от...